中小企业信息化系统集成技术研究
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摘 要
随着信息技术及企业信息化建设的不断的发展，制造业所面临的挑战日趋激
烈。各种信息系统如 CAD、CAPP、PDM、ERP 等在中小企业中的应用也越来越
广泛，也为企业快速响应市场做出了重要贡献。伴随着这些系统的实施而产生的
“信息孤岛”问题也非常明显，导致各信息系统之间不能实时共享信息，当数据
量随着企业规模的扩大而急剧增长时这种问题就越加明显，严重影响企业的生产
效率。所以这些信息系统之间的集成及优化是企业实施信息化建设必须讨论的课
题。
本文首先详细阐述了信息系统集成的定义、体系结构，分析论述了各个层面
上的集成内容和方法，详细探讨了数据层信息共享和集成的各种类型和模式，并
分析了其中存在的主要问题和不足之处。从整体上分析了企业的信息化现状及信
息系统集成现状，根据企业信息化的需求，我们提出以下解决方案：从整体上对
企业信息系统重新进行规划，并构建了通用的企业信息系统集成平台，在此平台
上提出以 BOM 为中心集成 PDM、CAPP、销售合同管理系统等企业信息化系统为
一体的 B/S 结构的系统集成思想，把企业的业务孤岛和信息孤岛有机集成起来；
接着设计开发了相关信息系统，验证了运用该方法进行企业信息系统集成的可行
性。根据集成系统中海量数据特点，引入数据库集群及其负载均衡技术，设计基
于MS SQL 的数据库集群及其负载均衡体系架构，并用 JAVA 实现了一个简单的
负载均衡器，用实验验证了其效率。在实现数据存储海量化、消除单点故障的同
时，提高系统运行效率及稳定程度。
关键词：BOM 信息系统集成 集成技术 数据库集群 负载均衡
ABSTRACT
With the development of information technology and enterprise information,the
manufacturing industry have to face the increasingly fierce challenge. So various
information systems such as CAD,CAPP, PDM,ERP and other information systems in
small and medium-sized enterprise are being widely used which make an important
contribution for enterprises to response quickly to market demands. But, the
―information island‖ along with the implementation of these systems is a crucial
problem,which becoming even more obvious with the explosive growth of data.This
problem seriously affects the the productivity of enterprises.So the integration between
these information systems and the optimization of them have become an increasingly
important issue for the current enterprise information construction.
The paper firstly presents the definition and architecture of Information System
Integration in detail, analyzes the integration contents and methods on each layer and
probes into the merits and disadvantages of various information integration and sharing
methods on data layer.Later,we give an comprehensive analysis about the enterprise
information construction status and the information systems integration status,according
to the information system integration requirement,we propese the follwing
solutions:planning the various information systems as a whole,then build a integration
platform on which we through an BOM-centered integration concept that can integrate
the systems such as PDM,CAPP,system of sale and contract which base on B/S
structure.At the same time,we design and develope some modules to verify the
feasibility and correctness of the this framework.According to the characteristics of
mass data,we introduce database cluster and load balancing technology based on MS
SQL database. At the end of the paper,we realize a easy load balancer by java language
and its effective is verified,realizing mass data storage and avoid the single point of
failure,at the same time the systems‘ efficiency and stabilization have improved.
Key Words: BOM, Information system integration, Integration
technology, Database clustering, Load balancing
目 录
中文摘要
ABSTRACT
第一章 绪 论 ..................................................... 1
§1.1 研究背景 .................................................... 1
§1.2 国内外研究现状 .............................................. 2
§1.3 课题的目的和意义 ............................................ 3
§1.4 课题研究内容 ................................................ 4
§1.5 论文组织结构 ................................................ 5
第二章 信息系统集成理论研究 ...................................... 7
§2.1 信息系统集成的定义 .......................................... 7
§2.2 信息系统集成体系结构分析 .................................... 7
§2.2.1 支撑层集成 ............................................ 8
§2.2.2 服务层集成 ............................................ 8
§2.2.3 应用层集成 ............................................ 9
§2.2.4 表示层集成 ............................................ 9
§2.3 信息系统数据集成存储方法 .................................... 9
§2.4 本章小结 ................................................... 11
第三章 信息系统集成业务模型及需求分析 ........................... 12
§3.1 系统集成需求分析 ........................................... 12
§3.1.1 信息系统建设现状分析 ................................. 12
§3.1.2 信息系统集成现状分析 ................................. 12
§3.1.3 信息系统集成中存在的问题 ............................. 13
§3.1.4 信息系统集成的目标 ................................... 14
§3.2 企业整体业务模型 ........................................... 15
§3.2.1 企业业务流程模型 ..................................... 15
§3.2.2 信息系统数据流集成模型 ............................... 19
§3.3 本章小结 ................................................... 20
第四章 信息系统集成数据模型与关键技术 ........................... 21
§4.1 BOM 及其数据结构 .......................................... 21
§4.1.1 BOM .................................................. 21
§4.1.2 BOM 数据结构 .......................................... 22
§4.2 建立系统相关数据模型 ....................................... 24
§4.2.1 建立产品结构树统一信息模型 ........................... 24
§4.2.2 建立工作令信息模型 ................................... 25
§4.2.3 建立领料单信息模型 ................................... 26
§4.2.4 建立销售合同信息模型 ................................. 27
§4.3 产品结构树生成及遍历算法 ................................... 27
§4.4 XML 在集成系统中的应用 .................................... 30
§4.4.1 XML 概述 ............................................ 30
§4.4.2 XML 与关系数据库 .................................... 30
§4.4.3 SQL Server 2005 对XML 的支持.......................... 31
§4.4.4 XML 在集成系统数据存储与交换中的应用 ................ 32
4.5 本章小结 .................................................... 33
第五章 数据库集群及其负载均衡技术 ............................... 34
§5.1 数据库集群及其负载均衡技术基本原理 ......................... 34
§5.2 负载均衡体系结构 ........................................... 35
§5.3 SQL Server 数据库集群在信息系统集成中的应用 ................. 36
§5.4 本章小结 ................................................... 38
第六章 信息系统集成体系架构设计 ................................. 39
§6.1 系统集成体系架构设计 ....................................... 39
§6.1.1 设计原则 ............................................. 39
§6.1.2 总体架构 ............................................. 39
§6.2 系统总体功能设计 ........................................... 41
§6.2.1 产品数据管理系统功能 ................................. 41
§6.2.2 工作令管理系统功能 ................................... 41
§6.2.3 领料单管理系统功能 ................................... 42
§6.2.4 销售合同管理系统功能 ................................. 42
§6.2.5 系统间的功能集成 ..................................... 43
§6.3 系统安全与访问控制设计 ..................................... 44
§6.4 数据库设计 ................................................. 45
§6.4.1 数据库设计的目标和方法 ............................... 45
§6.4.2 E-R 图到关系模型的转换 ................................ 46
§6.4.3 数据库物理结构设计 ................................... 47
§6.4.4 数据字典设计 ......................................... 50
§6.5 本章小结 ................................................... 56
第七章 信息系统集成实现 ......................................... 57
§7.1 Java 平台上的应用集成技术 ................................... 57
§7.2 系统运行环境 ............................................... 58
§7.2.1 硬件环境 ............................................. 58
§7.2.2 软件环境 ............................................. 59
§7.3 集成系统运行实例 ........................................... 59
§7.3.1 产品数据管理系统 ..................................... 59
§7.3.2 工作令管理系统 ....................................... 66
§7.3.3 领料单管理系统 ....................................... 72
§7.3.4 销售合同管理系统 ..................................... 74
第八章 总结和展望 ............................................... 77
参考文献 ......................................................... 78
在读期间公开发表的论文和承担科研项目及取得成果 ................... 82
致 谢 ............................................................ 83
第一章 绪论
1
第一章 绪 论
§1.1 研究背景
在20世纪中后期，诸如CAD、CAM等计算机辅助设计技术被广泛应用于制造
型企业的产品的设计和生产过程中，新技术的应用在大大提高企业生产效率的同
时也为这些企业带来了新的挑战。这些计算机辅助技术之间缺少有效的信息沟通
与协调机制，信息孤岛问题十分明显，进行产品设计时设计者需要花费大量的时
间去查询设计所需信息。因而，如何实现信息的高效存储、交换与管理并保持企
业在未来的竞争中处于领先地位成为企业进行信息化必须解决的难题。在这一背
景下PDM（Product Data Management，产品数据管理）技术应运而生。PDM以制
造型企业为背景，以产品为核心，利用IT技术实现对产品相关的数据、过程、资
源进行一体化集成管理，它是企业信息集成和协同产品开发与生产的基础平台[1]。
随着PDM技术的日益成熟， PDM软件的功能也趋于完善，它们能够对产品生命周
期内各种形式的产品数据、产品结构与配置进行管理，同时各种CAX应用如CAD、
CAPP、CAE等通过PDM进行集成[2,3,4]，以PDM作为企业进行产品设计数据的管理
中心和设计流程的管理中心，真正实现了企业级的信息集成和过程集成。
随着PDM及信息技术的发展，制造业所面临的挑战日趋激烈。企业的经营战
略也开始发生根本性的转变，这些转变给企业的管理带来了新的挑战，要求企业
必须采用先进的管理思想和技术，ERP（Enterprise Resource Planning，企业资源计
划）技术的出现为企业带来了新的生命力[5]。ERP是企业信息化的技术中枢，是企
业范围内与销售订单处理、存货管理及控制、生产和分销计划及财务关联的事物
处理框架，它集成了企业内部的业务流程和信息系统，可以对生产计划、加工订
单、销售订单、采购订单和生产成本等资源和过程进行统一管理。这些管理软件
的优点使得PDM、ERP等系统在中小型企业中的实施与应用越来越广泛，许多中
小企业也纷纷开发了符合自生生产特点的PDM、ERP等信息系统模块。
但是从总体看，大部分企业在上线信息系统时普遍缺乏信息化在企业应用中
的整体观念。企业内部的各个功能模块系统的开发常常是按需开发，在设计阶段
未从系统交互的角度出发，按照统一的思路进行规划，使得各个功能模块通常只
关注某一个业务环节或管理功能，都是针对某个部门或独立业务模块建立的，缺
乏通用性。他们把企业业务过程按照系统功能切分成不同的业务段，各自独立发
挥作用，彼此之间缺少有效的信息沟通与协调，造成业务过程“孤岛”，导致系统
整体集成和沟通程度不高，系统之间不能及时进行数据交换和共享，最终带来的
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作者：陈辉
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时间：2025-01-09
