隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展,企業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越趨向于軟實(shí)力較量,企業(yè)通過(guò)信息化提升核心競(jìng)爭(zhēng)力成為必然的選擇。企業(yè)信息化分為4個(gè)主要的業(yè)務(wù)領(lǐng)域,由4種主要的IT信息系統(tǒng)所組成:企業(yè)資源規(guī)劃(ERP)系統(tǒng)、供應(yīng)鏈管理(SCM)系統(tǒng)、客戶(hù)關(guān)系管理(CRM)系統(tǒng)、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理(PDM)系統(tǒng)。其中PDM和ERP的實(shí)施已經(jīng)較為普及,PDM與EKP聯(lián)系密切,互為信息基礎(chǔ),PDM系統(tǒng)為ERP系統(tǒng)提供了產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝信息,而ERP系統(tǒng)則為PDM系統(tǒng)提供了制造資源、成本信息。
一般情況下,PDM系統(tǒng)和ERP系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)相互獨(dú)立,且數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)格式均存在較大差異,這就導(dǎo)致兩系統(tǒng)集成不理想,從而成為企業(yè)進(jìn)一步信息化的瓶頸。PDM的實(shí)施有效地消除了CAX等的信息孤島,而ERP的實(shí)施有效地消除了進(jìn)銷(xiāo)存、財(cái)務(wù)管理、生產(chǎn)管理、成本管理、物料需求管理等的信息孤島。然而PDM與ERP如何有效集成,是當(dāng)今實(shí)施了PDM與ERP的企業(yè)須重點(diǎn)關(guān)注的一個(gè)問(wèn)題。
1 PDM系統(tǒng)與ERP系統(tǒng)集成的重要性
PDM系統(tǒng)和ERP系統(tǒng)是當(dāng)前眾多先進(jìn)制造技術(shù)中涉及企業(yè)管理領(lǐng)域的2個(gè)重要技術(shù)系統(tǒng)。雖然在管理重點(diǎn)上有所不同,但實(shí)際上是同一產(chǎn)品生命周期中所涉及到的2個(gè)不同領(lǐng)域。為了更好地加快產(chǎn)品從設(shè)計(jì)領(lǐng)域到制造領(lǐng)域的轉(zhuǎn)化,從根本上促進(jìn)企業(yè)的信息化進(jìn)程,對(duì)PDM系統(tǒng)與ERP系統(tǒng)的集成研究就顯得更加重要。
現(xiàn)階段PDM與ERP是被分別實(shí)施的,造成企業(yè)信息交互困難,也使協(xié)同設(shè)計(jì)與后續(xù)協(xié)同制造之間出現(xiàn)了信息傳遞的不一致。
首先,ERP系統(tǒng)所需的產(chǎn)品數(shù)據(jù)信息不能從PDM系統(tǒng)中自動(dòng)獲得,必須用手工重新錄入;
其次,由于PDM系統(tǒng)無(wú)法對(duì)生產(chǎn)制造過(guò)程中數(shù)據(jù)的頻繁更改進(jìn)行跟蹤和反饋,故不能保證兩系統(tǒng)數(shù)據(jù)的同步性和完整性;
第三,由于企業(yè)各部門(mén)的數(shù)據(jù)往往要重復(fù)使用,一個(gè)錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)將會(huì)造成一條錯(cuò)誤鏈,致使數(shù)據(jù)混亂,很難修改,待發(fā)現(xiàn)時(shí)已造成很大損失。
因此,對(duì)PDM系統(tǒng)與ERP系統(tǒng)進(jìn)行有效的集成才能夠使信息在設(shè)計(jì)和制造部門(mén)之間實(shí)現(xiàn)快速、精確的傳遞,加速工作流程,促使整個(gè)企業(yè)各部門(mén)之間協(xié)調(diào)工作,提升企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力,并給企業(yè)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
2 PDM系統(tǒng)與ERP系統(tǒng)集成內(nèi)容分析
2.1 PDM系統(tǒng)與ERP系統(tǒng)的區(qū)別與聯(lián)系
PDM是一項(xiàng)新的管理思想和技術(shù),是以軟件技術(shù)為基礎(chǔ),以產(chǎn)品為核心,實(shí)現(xiàn)對(duì)與產(chǎn)品相關(guān)的數(shù)據(jù)、過(guò)程、資源一體化集成管理的技術(shù),是對(duì)工程數(shù)據(jù)管理(EDM)、文檔管理(DM)、產(chǎn)品信息管理(PIM)、技術(shù)數(shù)據(jù)管理(TDM)、技術(shù)信息管理(TIM)、圖像管理(IM)及其他產(chǎn)品信息管理技術(shù)的一種概括與總稱(chēng)。
ERP的基本思想是把企業(yè)作為一個(gè)有機(jī)整體,從整體優(yōu)化的角度出發(fā),運(yùn)用科學(xué)的方法,對(duì)企業(yè)各種制造資源和產(chǎn)、供、銷(xiāo)、財(cái)務(wù)等各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行合理有效的計(jì)劃、組織、控制和調(diào)整,使它們?cè)谏a(chǎn)過(guò)程中協(xié)調(diào)有序,從而提高企業(yè)的管理水平和經(jīng)濟(jì)效益。ERP系統(tǒng)主要包括:主生產(chǎn)計(jì)劃(MPS)、物料需求計(jì)劃(MRP)、能力需求計(jì)劃、庫(kù)存管理、車(chē)間作業(yè)管理、財(cái)務(wù)管理、成本管理、項(xiàng)目管理、質(zhì)量管理等方面。
PDM系統(tǒng)與ERP系統(tǒng)的主要區(qū)別有:
(1)系統(tǒng)目標(biāo)不同。PDM系統(tǒng)通過(guò)對(duì)產(chǎn)品數(shù)據(jù)和過(guò)程的有效管理,降低研發(fā)直接成本,提高企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力;ERP系統(tǒng)通過(guò)對(duì)企業(yè)資源的有效管理,降低間接成本,提高制造能力。
(2)管理方式和管理內(nèi)容不同。PDM系統(tǒng)強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新,管理內(nèi)容包括BOM、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品配置以及智力資產(chǎn);ERP系統(tǒng)強(qiáng)調(diào)控制,管理內(nèi)容包括BOM、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)以及部分智力資產(chǎn)。
PDM系統(tǒng)與ERP系統(tǒng)的主要聯(lián)系有:
(1)管理目標(biāo)的一致性。其管理目標(biāo)都是試圖通過(guò)科學(xué)的調(diào)度和控制,減少失誤和返工,在盡可能短的時(shí)間內(nèi)通過(guò)最少的資源耗費(fèi),用最經(jīng)濟(jì)方式,保證產(chǎn)品最早上市。
(2)過(guò)程之間的連續(xù)性。設(shè)計(jì)研發(fā)過(guò)程是按照從整體到局部逐步細(xì)化的設(shè)計(jì)路線開(kāi)展,生產(chǎn)制造過(guò)程是按照從局部到整體的制造、裝配過(guò)程來(lái)進(jìn)行,而企業(yè)的最終產(chǎn)品正是這兩個(gè)過(guò)程鏈接的結(jié)果。
(3)處理業(yè)務(wù)之間的因果性。PDM系統(tǒng)所產(chǎn)生的產(chǎn)品信息、加工工藝信息會(huì)以信息流的形式流入ERP系統(tǒng),成為ERP系統(tǒng)生產(chǎn)制造的依據(jù)。
2.2 PDM系統(tǒng)與ERP系統(tǒng)集成內(nèi)容
在充分討論了PDM系統(tǒng)與ERP系統(tǒng)的區(qū)別和聯(lián)系后,得出系統(tǒng)集成內(nèi)容如下:
PDM系統(tǒng)管理所有與產(chǎn)品相關(guān)的數(shù)據(jù)和產(chǎn)品設(shè)計(jì)的相關(guān)過(guò)程,主要包括CAD系統(tǒng)產(chǎn)生的產(chǎn)品信息(零件屬性、圖紙、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)信息),CAPP系統(tǒng)產(chǎn)生的工藝加工信息(加工的工序、工號(hào)、工時(shí)和消耗的材料等)和CAM系統(tǒng)產(chǎn)生的信息(刀位文件、NC代碼等),而ERP系統(tǒng)則管理企業(yè)生產(chǎn)、采購(gòu)、銷(xiāo)售、人才、財(cái)務(wù)、組織等各種資源及生產(chǎn)要素。PDM系統(tǒng)為ERP系統(tǒng)提供了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的相關(guān)信息,而ERP系統(tǒng)為PDM系統(tǒng)提供了產(chǎn)品制造成本的相關(guān)信息。PDM系統(tǒng)將EBOM和工藝路線及產(chǎn)品的屬性等信息傳遞給ERP系統(tǒng),ERP系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行維護(hù)后,根據(jù)這些信息生成物料需求計(jì)劃(MRP)和能力需求計(jì)劃(CRP)來(lái)指導(dǎo)生產(chǎn)。同時(shí),將ERP產(chǎn)生的CBOM信息和設(shè)備動(dòng)態(tài)能力等信息反饋給PDM系統(tǒng),作為產(chǎn)品設(shè)計(jì)的參考,并在整個(gè)產(chǎn)品的生命周期內(nèi),保證EBOM、MBOM、CBOM、Routing在兩系統(tǒng)中的一致性,實(shí)現(xiàn)兩系統(tǒng)間的雙向集成,如圖1所示。
圖1 PDM與ERP的集成內(nèi)容
由圖1不難看出,產(chǎn)品設(shè)計(jì)EBOM、產(chǎn)品制造MBOM、產(chǎn)品工藝路線Routing、產(chǎn)品成本CBOM及物料信息是PDM系統(tǒng)與ERP系統(tǒng)集成的主要內(nèi)容,其中BOM是兩者集成的關(guān)鍵,也是系統(tǒng)集成的難點(diǎn)。
3 PDM系統(tǒng)與ERP系統(tǒng)集成方案
目前,根據(jù)PDM系統(tǒng)與ERP系統(tǒng)不同的接口方法,已有如下幾種集成方式:內(nèi)部函數(shù)調(diào)用集成方式;直接訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)集成方式;中間文件交換集成方式;中間數(shù)據(jù)庫(kù)集成方式。其中,內(nèi)部函數(shù)調(diào)用集成方式效率最高,但是開(kāi)發(fā)工作量大、集成成本高;直接訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)集成方式以分析PDM系統(tǒng)與ERP系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)為前提,但絕大部分PDM系統(tǒng)與ERP系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)都經(jīng)過(guò)加密處理,實(shí)施起來(lái)較為困難,如若不加密處理就會(huì)存在嚴(yán)重的安全隱患。因?yàn)樯鲜鲈颍嗄陙?lái)國(guó)內(nèi)學(xué)者針對(duì)PDM系統(tǒng)與ERP系統(tǒng)集成技術(shù)的研究與應(yīng)用主要集中在中間文件集成方式和中間數(shù)據(jù)庫(kù)集成方式,本文研究的重點(diǎn)主要集中在中間文件和中間數(shù)據(jù)庫(kù)集成方式。
3.1 PDM系統(tǒng)與ERP系統(tǒng)集成技術(shù)
信息集成是系統(tǒng)發(fā)展到較高階段所要求的性能,它是系統(tǒng)發(fā)生質(zhì)變的標(biāo)志。研究信息集成的技術(shù)是各系統(tǒng)之間集成的基礎(chǔ),是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品協(xié)同設(shè)計(jì)和數(shù)字制造的關(guān)鍵。信息集成可分為數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)共享、互操作、數(shù)據(jù)與知識(shí)重用共4個(gè)層次。數(shù)據(jù)與知識(shí)重用是集成的最高層次,在傳輸、共享和操作的基礎(chǔ)上進(jìn)行數(shù)據(jù)的重復(fù)提取和使用,并且可以變成系統(tǒng)知識(shí)進(jìn)行使用。以下是系統(tǒng)集成所涉及的主要技術(shù):
a.基于XML的產(chǎn)品數(shù)據(jù)交換技術(shù)。
在集成過(guò)程中,基于XML產(chǎn)品數(shù)據(jù)交換技術(shù)的關(guān)鍵為一系列的傳輸協(xié)議,包括XML協(xié)議、SOAP協(xié)議、DTD、XML Schema、SAX和DOM協(xié)議、XMLRPC等協(xié)議。
b.程序接口技術(shù)。
通過(guò)編制PDM與ERP系統(tǒng)的接口程序,ERP從PDM中獲取產(chǎn)品設(shè)計(jì)等相關(guān)信息,并向PDM反饋產(chǎn)品制造成本等相關(guān)信息。
c.BOM技術(shù)。
由于PDM系統(tǒng)和ERP系統(tǒng)采用的BOM的屬性和結(jié)構(gòu)差異大,在集成時(shí)需要找出兩者的結(jié)合點(diǎn)。PDM系統(tǒng)中采用多層BOM的存儲(chǔ),ERP系統(tǒng)中采用單層BOM的存儲(chǔ),要實(shí)現(xiàn)PDM系統(tǒng)與ERP系統(tǒng)集成,就得實(shí)現(xiàn)EPOM到MBOM的轉(zhuǎn)換。其中涉及多層BOM向單層BOM轉(zhuǎn)換、BOM結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換和BOM屬性映射。
d.異構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)管理技術(shù)。
由于多數(shù)企業(yè)所用的PDM系統(tǒng)和ERP系統(tǒng)常常是不同廠商的產(chǎn)品,后臺(tái)往往采用不同的數(shù)據(jù)庫(kù),因而異構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)的互聯(lián)技術(shù)成為PDM系統(tǒng)與ERP系統(tǒng)進(jìn)行底層集成的必要條件。在底層集成2個(gè)(或多個(gè))異構(gòu)的數(shù)據(jù)源時(shí),較簡(jiǎn)捷的方法是采用“中間庫(kù)”策略,即通過(guò)第三方數(shù)據(jù)庫(kù)作為橋梁,交換不同的數(shù)據(jù)庫(kù)(數(shù)據(jù)源)中的數(shù)據(jù)。
3.2 集成的方案應(yīng)用
a.采用中間文件(交換文件)形式實(shí)現(xiàn)PDM系統(tǒng)和ERP系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集成。
這種集成方法把PDM和ERP系統(tǒng)需要交換的信息通過(guò)中間文件(TXT/CSV/XML)進(jìn)行無(wú)縫的雙向傳輸。保護(hù)了產(chǎn)品數(shù)據(jù)在兩系統(tǒng)間的往來(lái)。通常,這種集成方法支持通用的數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn),如STEP、XML等技術(shù),它們可以提供一種不依賴(lài)具體應(yīng)用系統(tǒng)的中性機(jī)制,用來(lái)描述產(chǎn)品整個(gè)生命周期中的數(shù)據(jù)。其集成模型如圖2所示,具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程分以下2步:
第一步:確定雙方系統(tǒng)要交換數(shù)據(jù)的模式,根據(jù)這一模式規(guī)定中間文件的結(jié)構(gòu),在文件結(jié)構(gòu)指導(dǎo)下編寫(xiě)中間文件前置接口程序。前置接口主要實(shí)現(xiàn)物料信息、工藝路線信息和BOM信息的導(dǎo)出,同時(shí)接收ERP系統(tǒng)反饋來(lái)的CBOM信息。導(dǎo)出的方法是通過(guò)遞歸函數(shù),按照深度優(yōu)先的原則自頂向下遍歷,將物料的結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)中子件的屬性信息遍歷出來(lái),生成PDM的數(shù)據(jù)接口,數(shù)據(jù)接口包含了BOM表、物料表以及工藝路線表等信息,最后將數(shù)據(jù)接口的所有信息經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)交換和字段映射打包寫(xiě)入中間文件。
第二步:在ERP系統(tǒng)中編寫(xiě)后置接口程序。后置接口主要實(shí)現(xiàn)物料信息、工藝路線信息和BnM信息的接收,同時(shí)導(dǎo)出ERP系統(tǒng)的CBOM信息。在接收程序中使用.net的配置設(shè)置文件,建立中間文件與物料表、BOM表以及工藝路線表的映射關(guān)系,將PDM接口模型的中間文件打散成BOM臨時(shí)表、物料臨時(shí)表以及工藝路線臨時(shí)表,經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)交換和字段映射后導(dǎo)入到ERP系統(tǒng)中。由于采用了獨(dú)立的配置文件,可以方便靈活地實(shí)現(xiàn)從PDM到ERP字段的映射,而且當(dāng)映射關(guān)系發(fā)生變化時(shí),不必修改程序文件,只需修改配置文件里的映射關(guān)系。
圖2 基于中間文件集成模型
b.采用中間數(shù)據(jù)庫(kù)形式實(shí)現(xiàn)PDM系統(tǒng)和ERP系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集成。
在底層集成2個(gè)(或多個(gè))異構(gòu)的數(shù)據(jù)源時(shí),較簡(jiǎn)捷的方法是采用“中間庫(kù)”策略,即通過(guò)第三方數(shù)據(jù)庫(kù)作為橋梁,交換不同的數(shù)據(jù)庫(kù)(數(shù)據(jù)源)中的數(shù)據(jù)。該方案的實(shí)現(xiàn)需要ERP軟件供應(yīng)商和PDM軟件供應(yīng)商共同約定中間數(shù)據(jù)庫(kù)(文件格式)等的標(biāo)準(zhǔn),雙方需要按照該標(biāo)準(zhǔn)共同完成接口的實(shí)現(xiàn),其模型如圖3所示。
圖3 基于中間數(shù)據(jù)庫(kù)集成模型
實(shí)現(xiàn)方法為:ERP系統(tǒng)所需要的物料信息、BOM、工藝路線由PDM存儲(chǔ)到中間庫(kù)數(shù)據(jù)表,然后發(fā)送消息通知ERP,由ERP到中間庫(kù)數(shù)據(jù)表讀取數(shù)據(jù)。PDM系統(tǒng)所需動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)由ERP系統(tǒng)的開(kāi)放表或視圖通過(guò)數(shù)據(jù)映射由PDM直接讀取。具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程如圖4所示。具體過(guò)程解釋如下:
(1)物料信息、EBOM、工藝路線等靜態(tài)數(shù)據(jù)來(lái)源于PDM系統(tǒng),由PDM系統(tǒng)組織要導(dǎo)出的數(shù)據(jù),校驗(yàn)必填信息,補(bǔ)充缺失信息,然后將數(shù)據(jù)傳遞至中間數(shù)據(jù)庫(kù),傳遞完成后發(fā)送消息通知ERP數(shù)據(jù)庫(kù)操作員。ERP讀取該信息時(shí)與ERP中已有的信息進(jìn)行分析比較,判斷哪些是新增、修改刪除的,在校驗(yàn)數(shù)據(jù)合法性和完整性后把更新的信息寫(xiě)入ERP系統(tǒng)。
(2)CBOM信息和設(shè)備動(dòng)態(tài)能力等動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)來(lái)源于ERP系統(tǒng),由ERP系統(tǒng)組織要導(dǎo)出的數(shù)據(jù),校驗(yàn)必填信息,補(bǔ)充缺失信息,然后將數(shù)據(jù)傳遞至中間數(shù)據(jù)庫(kù),傳遞完成后發(fā)送消息通知PDM數(shù)據(jù)庫(kù)操作員。PDM讀取該信息時(shí)與PDM中已有的信息進(jìn)行分析比較,判斷哪些是新增、修改刪除的,在校驗(yàn)數(shù)據(jù)合法性和完整性后把更新的信息寫(xiě)入PDM系統(tǒng)。
圖4 ERP與PDM數(shù)據(jù)集成過(guò)程圖
3.3 2種集成方案的優(yōu)缺點(diǎn)分析
基于中間文件集成模型的優(yōu)點(diǎn)在于不必熟悉PDM與ERP系統(tǒng)底層復(fù)雜的數(shù)據(jù)庫(kù),利用中間文件完成PDM和ERP系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換和字段映射,保證了兩系統(tǒng)的獨(dú)立性和安全性,具有開(kāi)發(fā)周期短、成本低的優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是同步性(實(shí)時(shí)性)不高,當(dāng)數(shù)據(jù)需要大量交換時(shí),效率難以保證,但只要合理地規(guī)定讀寫(xiě)中間文件的時(shí)間,數(shù)據(jù)的同步性是不會(huì)影響使用的。
采用中間數(shù)據(jù)庫(kù)導(dǎo)入數(shù)據(jù)的方式需要不同的人員去參與完成,所有的工作僅通過(guò)接口來(lái)實(shí)現(xiàn),對(duì)于一些數(shù)據(jù)較為單一、產(chǎn)品比較固定的企業(yè)來(lái)說(shuō)較為適合采用此種方式導(dǎo)入數(shù)據(jù)。如果數(shù)據(jù)量比較龐大、數(shù)據(jù)較為復(fù)雜時(shí),數(shù)據(jù)檢查和變更都比較繁瑣,降低了軟件的嚴(yán)整性。
PDM和ERP的集成沒(méi)有最佳的方案。企業(yè)需根據(jù)各自實(shí)際應(yīng)用情況和目標(biāo)需求確定解決方案。通常要對(duì)企業(yè)運(yùn)行模式、發(fā)展目標(biāo)和業(yè)務(wù)流程做充分的研究,確定信息如何共享、交換,以此保證“正確的信息在正確的時(shí)間以正確的形式到達(dá)正確的人手中”。
4 結(jié)束語(yǔ)
目前,我國(guó)相當(dāng)一部分制造企業(yè)采用了PDM系統(tǒng)和ERP系統(tǒng),分別用于設(shè)計(jì)領(lǐng)域和管理領(lǐng)域,但真正做到將兩者結(jié)合起來(lái),實(shí)現(xiàn)企業(yè)全局的信息集成,達(dá)到企業(yè)資源和信息有效共享的卻很少。二者有效集成,將大大提高企業(yè)的運(yùn)行效率,減少信息冗余和沖突,保證產(chǎn)品數(shù)據(jù)的一致性、完整性、惟一性、最新性及共享性,不僅能使產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制造過(guò)程更加順暢,而且能避免由于信息重復(fù)輸入可能帶來(lái)的錯(cuò)誤,精確地傳遞信息,促使整個(gè)企業(yè)設(shè)計(jì)制造部門(mén)之間協(xié)同工作。并且,產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到制造、銷(xiāo)售,一直到服務(wù)整個(gè)生命周期的數(shù)據(jù)都用計(jì)算機(jī)進(jìn)行管理,實(shí)現(xiàn)無(wú)紙?jiān)O(shè)計(jì)和無(wú)紙制造,真正成為數(shù)字化工廠,能有效提高企業(yè)生產(chǎn)效率,提升企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。
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本文標(biāo)題:PDM與ERP集成方案研究與應(yīng)用