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ERP与PDM集成基本原理

其他 作者:13511613211 时间:2018-10-10 13:40:42 0 删除 编辑


 
2.1企业资源计划(ERP)概述
 
       MRP是60年代初在美国发展起来的一种新的生产管理技术。在该系统中使用物料清单(BOM)对系统的最终产品需求展开为制造过程对零部件和原材料的需求。在考虑现有存储和生产提前期的前提下,下达制造或采购计划。
 
 
       MRP没有覆盖企业的全部生产经营活动,具有一定的局限性。为了使计划覆盖整个企业的生产经营活动,同时使计划更合理、切合实际,在MRP的基础上,向上扩至企业的商业计划(Business Planning)、主生产计划:向下扩展至车间层的作业计划及车间的订单控制,并对各级计划进行能力核算平衡,使计划合理和可行。
 
 
       同时,在各级计划的执行过程中,如果某级计划的实际执行情况偏离了原计划,应对该计划乃至上级计划进行必要的调整,形成一个闭环的主产计划与控制系统,即制造资源计划(MRPⅡ)系统。
 
 
       在激烈的市场竞争中,企业经营活动必须合理地组织和有效的利用其设备、人员、物料等制造资源,以最低的成本、最短的交货期和最好的质量以满足客户的需求。因此,企业必须采用先进、有效的生产管理技术来组织。
 
 
       协调、计划和控制企业的生产经营活动。MRPⅡ就是在这样的背景下提出的一种科学的管理思想和软件系统。制造资源计划MRPⅡ是对制造企业内部的所有经营生产行为进行有效计划与控制的信息系统。它是在物料需求计划MRP的基础上发展起来的一种闭环生产计划与控制系统,而且物料需求计划MRP是它的核心。
 
 
2.1.1ERP的概念
 
       ERP即企业资源计划,它体现一种信息化时代企业的集成管理思想,是美国Gartner Group于20世纪90年代初首先提出的,用以描述下一代的制造资源计划(Manufacturing Resources Planning,MRPⅡ)软件,ERP系统是通过一系列的功能标准来界定ERP系统的。ERP应具备以下的功能:
 
●超越MRPⅡ范围的功能集成

       包括企业内的物流、资金、质量、流程作业、配方、产品数据、维护、实验室和仓库管理。
 
●支持混合方式的制造环境

       包括既可支持离散的又可支持流程的制造环境,按照面向对象的业务模型组合业务过程的能力和在国际范围的应用。
 
●支持能动的监控能力,提高业务绩效
 
       包括在整个企业内采用控制和工程方法,模拟其功能,具有决策支持和用于生产及分析的图形能力。
 
●支持开放的客户机/服务器计算环境
 

       包括C/S(客户机服务器体)体系结构,GUI(图形用户界面),CADE(计算机辅助设计工程),面向对象技术,使用SQL关系型数据库查询,内部集成的工程系统、商业系统、数据采集和外部集成的环境。
 
 
       从本质上看,ERP仍然以MRPⅡ为核心,但是它在功能和技术上远远超越了传统的MRPⅡ系统,它是以顾客驱动的、基于时间的、面向整个供应链管理的企业资源计划。ERP的核心在于实现对整个企业供应链的有效管理,它是一个以供应链管理为核心的涉及诸多方面的功能的集成,其特点有以下几点:
 
●体现对整个供应链资源进行管理的思想

       在知识经济时代仅靠企业自己的资源不可能有效地参与市场竞争,还必须把经营过程中的有关各方,如供应商、制造工厂、分销网络和客户等共同纳入一个紧密的供应链中,才能有效地安排企业的产、供、销活动,满足企业利用全社会一切市场资源快速高效地进行生产经营的需求,以期进一步提高生产效率和在市场上获得产品竞争优势。
 
 
       换句话说,现代企业的竞争不只是指同行业范围内生产同一产品的单一企业与单一企业间的竞争,而是指一个企业供应链与另一个企业供应链之间的竞争。ERP系统实现了对整个企业供应链的管理,适应了企业在知识经济时代市场竞争的需要。
 
 
●体现精益生产、并行工程和敏捷制造的思想ERP系统支持对混合型生产方式的管理,其管理思想表现在两个方面:
 
       其一是“精益生产(Lean Produttion)”,它是由日本人首先提出的一种企业经营战略体系。即企业按大批量主产方式组织生产时,把客户、销售代理商、供应商和协作单位均纳入生产体系,企业同其销售代理、客户和供应商的关系,己不再只是简单的业务往来关系,而是利益共享的合作伙伴关系,这种合作伙伴关系组成了一个企业的供应链,这即是精益生产的核心思想。
 
 
       其二是“ 敏捷制造 (Agile Manufacturing)”。当市场发生变化,企业遇到特定的市场和产品需求时,企业的基本合作伙伴不一定能满足企业新产品的开发生产的要求,这时,企业可以组织一个由特定的供应商和销售渠道组成的短期或是一次性的供应链,形成“虚拟工厂(Virtual Enterprise)”。
 
 
       把供应和协作单位看作是企业的一个组成部分,运用“并行工程(Concurrent Engineer)”方式,组织生产,用最短的时间将新产品投入市场,并时刻保持该产品的高质量、多元化和灵活性,这既是“敏捷制造”的核心思想。
 
 
●体现事先计划于事中控制的思想
 
       ERP系统中的计划体系主要包括:主生产计划、物料需求计划、能力计划、采购计划、销售执行计划、利润计划、财务预算和人力资源计划等,而且这些计划功能与价值控制功能已完全集成到整个供应链系统中。
 
 
       另一方面,ERP系统通过定义事务(Transaction)处理相关的会计核算科目与核算方式,以便在事务处理发生的同时自动生成会计核算分录,保证了资金流与物流的同步记录和数据的一致性。
 
 
       从而实现了根据财务资金现状,可以追溯资金的来龙去脉,并进一步追溯所发生的相关业务活动,改变了资金信息滞后于物料信息的状况,便于实现事中控制和适时做出决策。
 
 
●ERP系统与企业业务流程重组(Business Process Reengineering,BPR)是密切相关的信息技术的发展加快了信息的传递速度和实时性,扩大了业务覆盖的范围和信息的交换量,为企业进行信息的实时处理做出相应的决策提供了极其有利的条件。
 
 
       为了使企业的业务流程能够预见并响应环境的变化,企业的业务流程必须保持信息的敏捷畅通。因此,为了提高企业供需链管理的竞争优势,必然会带来企业的业务流程、信息流程和组织机构的变革。这个变革,己不限于企业的内部,而是把供需链上的供需双方合作伙伴包罗进来,系统考虑整个供需链的业务流程。
 
 
       ERP系统应用程序使用的技术和操作必须能够随着企业业务流程的变化而进行相应的调整。只有这样,才能把原MRPⅡ系统对环境变化的“应变性(Reactive)”上升为ERP通过系统和网络信息对内外环境变化的“能动性(Proactiv)”。ERP的概念和应用己经从企业的内部扩展为企业与需求市场和供应市场,以及整个供应链的业务流程和组织机构的重组。
 
2.1.2ERP系统的组成体系结构与功能
 
       企业资源计划系统ERP由销售、生产、采购、库存、财务、人力资源、质量和客户关系等项管理的模块和售后服务模块构成,其结构及相互关系如图2.1所示。

 
图2.1ERP系统的组成体系结构与功能

 
 
       从功能上分析,MRP作为生产计划与控制模块是ERP不可缺少的核心功能,MRPⅡ是ERP的重要组成部分。除了MRPⅡ系统的制造、销售、成本核算功能外,ERP借助于网络通讯技术,实现供应链管理的信息集成,扩大了业务的覆盖面和信息的交换量,加快了信息的流通速度和实时性,促进了企业业务流程、信息流程和组织结构的变革,提高了企业对市场的快速响应能力,也增强了企业对内外环境变化的适应性,为企业进行信息的实时处理和决策创造条件。
 
 
       ERP实现了将企业所有资源进行整合的集成管理,即它是将企业的物流、资金流和信息流进行全面一体化管理的管理信息系统。其主要内容包括以下几个方面:
 
 
●主生产计划

       主生产计划是ERP的一个重要的计划层次,它是关于“将要生产什么”的一种描述,起着承上启下、从宏观计划向微观计划过渡的作用。它主要包括以下内容:①编制生产计划大纲;②市场预测;③编制主产计划:④批准和下达主生产计划;⑤实施主生产计划。
 
 
●物料需求计划

       物料需求计划用来解决“必须制造和采购什么”的问题,主要内容有:①生成BOM;②编制物料需求计划;③执行物料需求计划。
 
 
●能力需求计划

       能力需求计划是把物料需求转换为能力需求,把物料需求下达的生产定单和己下达但还未完工的主产定单所需的负荷小时,按工厂日历转换为每个工作中心各时区的能力需求。主要内容有:①粗能力需求计划的编制;②能力需求计划的编制;③能力控制。
 
 
库存管理

       库存管理的主要功能是在工序之间建立缓冲区。包括:

       ①综合库存管理,主要制定总的库存管理政策、计划、经营目标,并负责实施用来预计批量库存、安全库存和运输库存;

       ②项目及库存管理,主要是对装配件、子装配件、零部件和采购物料的管理。项目决策包括分类、自制与采购决策,以及库存补充订货决策和订货批量计算方法:

       ③物料与库存管理,用来管理物料的存储与搬运、移动和记录,通过周期盘点来保持库存记录的准确性。
 
 
财务管理

       财务管理的核心是会计,主要功能包括建立科目、处理帐务流程及对财务进行核算。
 
 
成本管理

       成本是企业在进行生产经营活动中所发生的费用,主要功能有成本预算、成本计划、成本核算和成本考核等。
 
 
项目管理

       项目管理是在一个特定的时间范围内为了完成一个特定的目标,通过有效的计划、组织、领导与控制,充分利用有限资源的一种系统管理办法。其主要功能包括项目控制、项目网络计划、项目预算项目历史等。
 
 
质量管理

       质量管理的主要功能包括计量、质量体系和质量控制等项的管理。
 
 
2.2产品数据库管理(PDM)概述
 
       PDM最早出现在20世纪80年代后期,目的是为了解决大量工程图纸、技术文档以及CAD文件的计算机管理问题,后来逐步发展到产品开发中的三个领域:设计图纸和电子文档的管理,物料清单(BOM)的管理以及工程文档的集成、工程变更请求/指令的跟踪与管理。
 
 
       现在所指的PDM技术源于美国的叫法,它是对工程数据管理(Engineering Data Management)、 文档管理 (Document Management)、产品信息管理(Product Information Management)、技术数据管理(Technical Data Management)、技术信息管理(Technical Informati On Management)、图像管理(Image Management)及其它产品信息管理技术的一种概括与扩展。
 
 
2.2.1PDM的概念
 
       PDM是Product Data Management( 产品数据管理 )的缩写,是指某一类软件的总称。国际咨询公司CIMdata总裁EdMiller这样定义:“PDM是一门用来管理所有与产品相关信息(包括零件信息、配置、文档、CAD文件、结构、权限信息等)和所有与产品相关过程(包括过程定义和管理)的技术”。
 
 
       而GartHer Group公司的D.Burdik在1995年把PDM定义为“PDM是为企业设计和生产构筑一个并行产品艺术环境的关键使能技术,一个成熟的PDM系统能够使所有参与创建、交流、维护设计意图的人在整个生命周期中自由共享和传递与产品有关的所有异构数据。”
 
 
       PDM是以产品为核心实现对产品相关的数据、过程、资源一体化集成管理的技术。说得再细致一点,我们可以这样理解PDM:从产品来看, PDM 系统可帮助组织产品设计,完善产品结构修改,跟踪进展中的设计概念,及时方便地找出存档数据以及相关产品信息。
 
 
       从过程来看,PDM系统可协调组织整个产品生命周期内诸如设计审查、批准、变更、工作流优化以及产品发布等过程事件。其目的是在正确的时间,把正确的信息,以正确的形式,传递给正确的人,完成正确的任务。
 
 
       从以上论述,可以得到这样的理解:从技术的角度,PDM是一种管理技术,是管理所有与产品相关的信息和过程的技术;从软件系统的角度,PDM是一种管理软件,是提供帮助工程师以及其它人员管理产品资料与开发步骤的一种软件系统,它提供数据、文件、文档的更改管理、版本管理、 产品结构管理 和工作流程管理等基本功能;从工具的角度,PDM是建立在数据库基础上的一种软件技术,是介于数据库和应用软件之间的软件开发平台,它可以集成或封装多种开发环境和工具。
 
 
       因此PDM是企业全局信息集成的理想平台;是支持企业过程重组、实施并行工程和CIMS工程的使能技术;同时它也是一个面向对象的电子资料室,能够集成产品生命周期内的全部信息。目前,PDM是一门相当热门并且快速成长的技术。它得到美、欧、日等工业发达国家企业界的高度重视。据美国CIMdata公司预估,今后五年PDM的应用将以30%的年增长率发展。PDM在我国刚刚起步,就得到我国企业界的广泛关注,并得到共识。
 
 
2.2.2PDM的体系结构
 
       PDM的体系结构如图2.2所示。它是以网络环境下的分布式数据处理技术为支撑,采用C/S(客户服务器)体系结构和面向对象的设计方法,实现产品全生命周期的信息管理,协调控制工作流程和项目进度,在企业范围内建立一个并行化产品开发协作环境。

 
图2.2PDM的体系结构
 

 
●界面层

       用户界面层采用通用的图形化用户界面,方便用户操作。
 
 
●功能层

       由产品设计、工艺过程、制造过程管理和产品信息集成管理(指配置管理、接口管理等)四个子系统构成。首先,在实施PDM的过程中,必须将相应的CAx系统、ERP系统通过应用工具进行封装,以达到系统的集成管理,构成信息集成的基础。其次,必须在设计、工艺和制造过程建模的基础上,实现产品设计到制造的全面、有机的集成。在过程协调的基础上,实现产品的信息集成。
 
 
●核心层

       核心层是PDM系统实现的技术关键,该层次提供产品项目管理、文档管理、结构管理、工作流程管理、配置管理、 版本管理 等模型,对产品数据进行中间转换,如STEP中文件转换、基于SOL规范和文件间的数据访问等,形成PDM系统可接受的统一数据。
 
 
●系统层

       该层主要提供数据库操作、操作系统的实用程序运行和网络下的数据存储等功能。
 
 
2.2.3PDM的主要功能构成
 
       PDM系统将所有与产品有关的信息和过程集成在一起进行管理。它研究的对象是产品,主要功能有:
 
 
●文档(Document)和文件夹(Folder)的管理和控制

       文档管理的功能包括:文档的增加、删除、修改;文档的版本管理及控制;文档之间相互关系的管理;查询文档在哪里被使用;文档的工作流处理。文件夹的管理功能有:文件夹的建立、删除、更改;文件夹的审批、发放等。这些功能主要用来收集、存储和交付各种CAD图纸文件、光栅文件、字符文件及相应的工作过程。
 
 
●产品结构和构型管理

       主要管理产品的结构和构型,其功能包括:生成产品结构树;生成特定产品的构型:浏览产品结构信息及各种关联信息:打印各种BOM表:BOM表的更改及版本控制。其中,B0M(Bill Of Material,物料清单)中的每个成员包含多种类属性数据,如设计属性、加工工序、相关文件、发放历史、有效性控制等。
 
 
●工程更改的管理

       工程更改的过程及管理相当复杂,一个简单的设计更改可能会涉及到许多其它部门的工作。其主要功能有:建立工程更改单:查找一个工程更改影响哪些设计和制造部门;提出工程更改的原因:确定工程更改的有效性(时间、批架次号):收集与工程更改有关的资料,并进行审批、发放:对工程更改的版本进行管理。
 
 
●工作流程设计及管理

       主要定义设计步骤,以及在处理过程中定义相关步骤的规则,批准每一步骤的规定。技术人员的工作分配包括防范步骤的开发和管理、行政跟踪和批准管理、更改过程和消息的发放。
 
 
●与 CAD集成

       每个PDM系统都能与之相应的CAD系统很好的集成,如PM与CATIA、Metaphase与I-DEAS、IMAN与UGII,PRO/PDM与PRO/Engineer等。此外每个PDM系统都可以以IGES、VDSA、STEP等标准格式与CAD系统集成。
 
 
       PDM的出现,为CIMS环境下各个分系统之间的集成带来了新的平台和集成框架。所谓集成框架,是指在异构、分布式计算机环境中能使企业内各类应用实现信息集成、功能集成和过程集成的软件系统。
 
 
       PDM正是这样的系统,是一种以软件技术为基础、以产品为核心,实现对产品相关的信息、过程和资源进行一体化集成管理的技术。PDM将计算机在产品设计、分析、制造、工艺规划和质量管理等方面的信息孤岛集成在一起,对产品整个生命周期内的数据进行统一的管理,为实现企业全局信息的集成提供了信息传递的平台和桥粱。
 
 
       PDM系统覆盖产品生命周期内的全部信息,为企业提供了-种宏观管理和控制所有与产品相关的信息的机制、基于这种技术,PDM系统能够实现分布环境中的产品数据共享,为异构计算机环境提供一种集成应用平台,从而能够较好地实现新一代的计算机集成应用系统,图2.3给出了PDM应用系统功能划分。

 
图2.3PDM应用系统功能划分

 
 
       其中在ERP与PDM集成应用中以下几个功能模块尤为重要。

●电子资料室及文档管理(Data Vaultand Document Management)

       电子资料室是PDM的核心,一般是建立在关系数据库基础上,主要保证数据的安全性和完整性,并支持各种查询与检索功能。它由管理数据的数据(元数据)以及指向描述产品不同方面的物理数据和文件的指针所组成,可以方便地实现以产品数据为核心的信息共享。
 
 
       面向对象的数据组织方式能够提供快速有效的信息访问,实现信息透明、过程透明。一个完全分布式的电子资料室能够允许用户迅速无缝地访问企业的产品信息,而不用考虑用户和数据的物理位置。
 
 
产品配置管理 (Product Configuration Management)

       产品配置管理以电子资料室为底层支持,以物料清单BOM(Bill Of Material)为其组织核心,把定义最终产品的所有工程数据和文档联系起来,对产品对象及其相互之间的联系进行维护和管理。产品配置管理能够建立完善的BOM表,并实现其版本控制,高效、灵活地检索与查询最新的产品数据,实现产品数据的安全性和完整性控制。
 
 
        产品配置管理能够使企业的各个部门在产品的整个生命周期内共享统一的产品配置,并且对应不同阶段的产品定义,生成相应的产品结构视图,比如设计视图、装配视图、工艺视图、采购视图和生产视图等。
 
 
工作流与过程管理 (Workflow And Process Management)

       工作流与过程管理主要实现产品的设计和修改过程的跟踪与控制。包括工程数据的提交与修改、控制或监视审批、文档的分布控制、自动通知控制等。它主要管理当一个用户对数据进行操作时会发生什么,人与人之间的数据流动以及在一个项目的生命周期内跟踪所有事务和数据的活动。这一模块为产品开发过程的自动管理提供了保证,并支持企业产品开发过程的重组,以获得最大的经济效益。
 
●设计的检索和零件库管理(Design Retrieval/Component Libraries)设计检索和零件库是按零件的属性,分类和组织企业己有的零件信息,为最大限度地利用现有设计成果,创建新的产品提供支持。
 
 
2.3ERP与PDM的集成
 
       要实现ERP与PDM这两个系统的集成需要综合分析它们之间在基本功能、出发点、底层技术、系统结构等方面具有不同的特点,从而找到最佳的解决方案。
 
 
2.3.1ERP与PDM的区别
 
       ERP系统和PDM系统是两种帮助企业提高生产经营管理效能的应用软件,两者之间存在着如下差异。
 
●功能与信息

       从整体上看,ERP主要管理企业的生产、财务、销售等领域,其宗旨是将企业各方面的资源(人力、资金、信息、物料、设备、时问等)充分调配和平衡,为企业加强财务管理,提高资金运营水平、建立高效供应链、减少库存、提高生产效率、降低成本、提高客户服务水平等方面提供有力的工具,同时为高层管理人员经营决策提供科学的依据,最终全面建立企业的竞争优势。
 
 
       PDM的功能涵盖了所有与产品相关的技术信息和技术过程。主要任务是控制产品的配置、使用更改控制和产品信息来管理产品定义数据的开发、修改及使用。
 
 
       ERP偏重于对计划、物料和过程的管理,而PDM则侧重于产品设计和过程数据的管理。
 
 
●用户方面

       ERP主要服务于企业财务人员、供销机构、生产规划者或管理决策者,其用户界面会针对上述各类用户,结合其特殊的专业知识进行优化并生成适当的数据库信息视图,以便于理解和使用系统。在很多情况下,ERP系统的主要信息形式是打印的计划报告或采购定单等报表文件、主要定义和管理字符数据。
 
 
       PDM主要服务于工程设计人员和工程管理人员,用于文档操作、成员权限控制、质量保证和专业服务,集中管理了各种形式的数字化产品信息、结构信息、过程信息、CAD文件、CAPP文件、几何模型、图像、非结构化文档等。其基本信息形式为在线图形化文档、BOM和结构树等。
 
 
2.3.2ERP与PDM系统的联系
 
       ERP是对企业中和制造有关的所有资源和过程进行统一管理的技术.侧重于制造领域物流的管理。其代表功能有:主生产计划、物料需求计划、原材料采购计划、车间作业计划、工装设备管理、财务系统管理、库存管理等。因此,ERP系统主要用于计划,车间,供销以及财务库存等方面。ERP系统管理的是物料数据,BOM表则是ERP系统的数据基础。
 
 
       PDM系统在企业整个生产过程中侧重于产品组成信息流的管理,侧重于产品信息数据的生成。同时,它根据所管理的产品逻辑信息的约束条件和某些过程条件,支持基于并行工程的产品形成过程。其代表功能有:数据存储和管理、产品信息结构和产品信息配置及管理、项目管理、工作流程管理、产品变更信息管理、标准件管理等。
 
 
       因此,PDM系统主要是面向产品设计,集成CAD/CAPP/CAM系统,依据图形、文档资料生成全方位的产品信息流。它管理的是产品数据、图纸、技术文档及产品结构树等PDM系统的重要元素。
 
 
       虽然ERP系统和PDM系统有着不同的功能和作用,但它们所管理的都是生产系统所控制的信息,在很多方面又是重合的,形成了一些交叉功能,具体包括物料清单、零件分类、组件信息、配置管理、业务流程、产品结构等。它们互相区别,又互相联系,互有侧重,图2.4所示,若有机地将二者结合,可有效促进设计、生产、采购和销售等部门间的沟通和交流。
 
 
       ERP和PDM系统中都有管理与产品有关的信息,只是管理的目的和作用不同。与产品相关的数据是在产品的设计和加工过程中产生的,即在PDM管理下产生的,而在ERP系统中这些信息只是作为基础数据输入系统,据此编制主生产计划、物料需求计划、能力计划、采购计划等。
 
 
       为了保证企业里ERP、PDM系统的有效合理运行,必须保证两个系统中与产品有关数据的一致。PDM在国内的应用没有ERP时间长,但在国内企业信息化的建设中,越来越多的企业认识到了PDM的重要性,为PDM的市场提供了广阔的发展空间,而这些企业当中有相当一部分已先期实施了ERP系统,对这类企业在信息化建设中一个不容回避的问题就是如何做好PDM与ERP的集成。

 
图2.4ERP与PDM的信息重叠示意

 
 
2.3.3ERP与 C AD/CAPP子系统信息交互
 
       一个产品要经过工程设计、工艺制造设计、生产制造三个过程才能形成。PDM系统和ERP系统的集成也贯穿这三个过程。PDM系统管理的信息有CAD系统产生的产品设计信息,包括如零件属性、产品结构关系等,也管理从CAPP系统产生的工艺加工信息,包括加工的工序、工号、工时、消耗的材料等,这些信息是企业的生产管理的基础数据,是ERP系统的输人数据。这些信息在PDM和ERP系统之间的流动如图2.5所示。

 
图2.5ERP和PDM之间的信息流动

 
 
       CAD是利用计算机协助设计人员高速、高效建立、修改和优化设计产品模型的工具。一般来说这些信息包括图形和文档两种形式。在制造企业中,图形信息主要与制造部门有关,文档信息则主要与计划、工艺管理和工艺部门有关。
 
 
       ERP系统接受CAD系统输出的文档信息,作为其运行的基础,如图2.2所示文档信息包括零件族信息、产品结构、技术参数、零部件资源等。其中最重要的就足产品结构信息。
 
 
       CAPP是利用计算机辅助产生合理、协调、最优的零件加工工艺规程。工艺规程通常包括加工路线、加工参数、工装及设备等内容。在制造企业中,工艺规程的主要职能是指导零件加工,属于技术信息的范畴。
 
 
       从集成的角度来看,工艺规程的职能将得到扩展,它不仅是指导零件加工的依据,而且是ERP系统能力需求计划的依据,从而使加工工艺规程成为具有技术和管理双重意义的信息。ERP系统和CAPP的信息联系是ERP系统向CAPP系统直接获取零件加工工艺规程和工作信息,具体过程如下:
 
●加工工艺规程与能力需求计划的关系

       工艺规程是将零件从毛坯状态转换为最终成品过程的详细加工指令。在工艺规程中,一个加工步骤称为一个工序,工艺规程就是按一定规程排序的工序序列。在ERP系统中,需要制造的零部件由物料需求计划模块输出工作定单,所有零部件的工作定单被输入到能力需求计划模块。
 
 
       能力需求计划模块首先根据零件的工艺规程制定零件加工的详细作业计划,然后在根据详细作业计划中各工作中心的负荷情况,参照各工作中心所能提供的加工能力作能力平衡,并根据平衡情况要求物料需求计划或主生产计划进行调整。
 
 
       当能力达到平衡后,详细作业计划输出给车间作业控制模块。负荷平衡系统对计划期内所有零件的工序计算出标准加工时间,并依照零件在工作中心的工作时间按日期相加,这样就获得详细作业计划所需要的能力。将这个能力与生产基本信息中各工作中心所能提供的能力进行比较平衡,比较平衡的结果就是调整物料需求计划和主生产计划的依据。
 
 
 
●工作中心信息

       工作中心信息是能力需求计划模块进行能力平衡的依据。通常,对工作中心信息的收集是由工艺部门进行的,因此在编制工艺规程时就要了解工作中心的详细情况如机床功率、最大加工尺寸、加工精度等。一个完善的CAPP系统具有工作中心数据库,利用接口ERP系统可以获得所需要的信息。
 

2.3.4ERP与PDM系统连接的桥梁
 
       由上面ERP与CAD/CAPP子系统信息交互可以看出,PDM实际上是连接CAD/CAPP与ERP的核心模块。它管理与产品相关的“信息(ERP)”和“过程(CAD/CAPP)”技术,起着由“过程(CAD/CAPP)”技术向“信息(ERP)”转化,“信息(ERP)”向“过程(CAD/CAPP)”技术转化的重要中间过程。这样就形成了双向的无缝传输数据,避免了大量重合数据的产生。通过上面的分析,作者用图2.6概括表达了ERP与PDM的信息交流。
 
 
       从图2.6中可以看到,虽然ERP系统和PDM系统有着不同的功能和作用,但它们所管理的都是生产系统所控制的信息,在很多方面又是重合的。这些重合部分的数据可以用更加细分的图2.7表示出来。PDM管理的数据集为A,ERP管理的数据集为B、C(其中B集合为企业经营决策信息,C为车间底层控制数据集),ERP与PDM的信息交汇处为An(BuC)。

 
图2.6ERP与PDM的信息交流

 
图2.7ERP与PDM的数据重叠

 
 
       ERP系统的核心是产品结构,在ERP系统中必须定义车间级的零件和整个生产组装过程,这些信息通过规划视图来管理生产和装配,它定义了零件和零件在车间的装配过程,所以它是面向材料和生产过程的,是计划状态的:在PDM系统中,产品结构也是核心,但它主要是面向产品能力和配置的,数据信息主要由设计者决定,反映的是CAD/CAM系统开发的设计视图。
 
 
       设计工程师开发出来的设计视图更多的强调产品的功能和如何进行配置,产品结构和相应的文档及设计过程配合起来提供完整的面向产品的定义,是设计状态的。因此,我们可以知道PDM和ERP在以下几个方面有着密切的联系:
 
 
       ●ERP系统中的过程作用对象,即以物理形式出现的零部件或产品,是PDM系统中过程作用对象(从概念角度描述产品状态的几何或拓扑信息)以及过程作用对象之间逻辑关系的物质表现。产品结构树(BOM表)则是连接两个系统的关键。
 
 
       ●ERP系统中的生产过程序列是对PDM过程序列产生的信息逻辑关系的物理执行和验证,ERP系统中生产流程的优化基础,以及确定对应物料支持的理论依据,是PDM系统所管理的产品信息和信息逻辑发展、完善的逻辑路线。
 
 
       ●ERP和PDM在管理目标上有着高度的一致性。ERP和PDM虽然管理的对象和过程存在区别,但是其管理目标都是试图通过科学的调度和控制来减少失误和返工,以期在尽可能短的时间内、通过最少的资源耗费、用最为经济的手段和方式、保证产品的早日完成。
 
 
       ●此外,可以发现产品抽象的几何拓扑信息,既是PDM领域过程开展的产物,也是ERP领域过程开展的活动指导基础和结果验证条件。所以要加强ERP和PDM之间的联系,必须利用统一的产品几何拓扑信息对与之相关的过程进行沟通,尽可能采用统一的数据表示、数据结构等数据库的底层资源。
 
 
       ●企业的产品是这两个过程序列逻辑关系的耦合结果。PDbM中的过程序列按照从整体到局部逐步细化的设计路线开展,而EBP中的过程序列按照从局部到整体的制造、装配过程来进行。而企业的最终产品正是这两个从不同路线和领域开展的过程序列在时间坐标上的耦合结果。
 
 
       因此ERP和PDM两大系统的信息交汇处是产品的材料清单BOM及工艺汇总表,随着PDM和ERP两个系统的不断扩展,两个系统在产品结构上出现了大面积的重叠,很自然地可以使用ERP和PDM两大视图,以产品结构为桥梁把它们集成在一起。
 
 
 
2.4ERP与PDM集成接口方式分析
 
       ERP和PDM系统分别用于工程设计领域和管理领域,但真正做到将两者结合起来,实现企业全局的信息集成,达到企业资源和信息有效共享的却很少,国内的 PDM软件 还没有开发ERP接口,同样,ERP软件也不能做到很好地与PDM实现无缝集成。
 
 
       OMG(对象管理组织)目前正在制订关于PDM使能部件(PDM enabler)的规范。使能部件是实现或者支持一种特定抽象处理过程的物理实体,它通过提供共享产品数据的灵活方式来增强产品开发的效率。
 
 
       PDM使能部件规范完成之后,凡遵循该规范的PDM系统便能够将一个PDM系统的数据转移到另一个PDM系统之中,并实现应用系统的联结机制,即PDM应用系统能够管理ERP系统或者另一个PDM系统中的数据,从而极大地方便系统的集成。该规范仍在探讨中,尚未最终形成。
 
 
       PDM与ERP系统的集成是制造企业面临的迫切问题,将两系统有效集成,可提高企业的运行效率,大大减少信息冗余和信息冲突。在具体实施某个企业的PDM与ERP集成时,还会遇到很多困难,如数据的控制权、组织障碍,以及如何根据具体的业务过程,确定系统之间传递的具体数据等与企业实际情况是否密切相关的问题。
 
 
       PDM和ERP的集成没有现成的最佳方案。企业必须根据各自实际应用环境和目标需求确定解决方案。通常要对企业运行模式、发展目标和业务过程做充分的研究,确定信息如何共享、交换,以此保证“正确的信息在正确的时间以正确的形式到达正确的人手中”。
 
 
       任何一种方式的集成首先必须考虑以何为主,以何为从。在工作流管理中,这是一个非常关键的问题。企图将业务过程与工作流系统集成为自动的方式通常将导致产品数据的双重控制,人工干预又常常导致失败,至少在工作流自动化中会受到阻碍。
 
 
       这些问题都是在集成时首先应该考虑的。只有符合企业实际的集成才是最好的集成,应根据企业的实际情况来考虑具体的集成接口。根据前面的分析,图2.8说明了ERP与PDM接口应具有以下一些特征:
 
       ●根据PDM系统中的产品结构在ERP系统中编制物料清单
 
       ●根据ERP系统中的物料清单在PDM系统中构建产品结构
 
       ●将PDM系统中的零件基本记录在ERP系统中保存为物料基本纪录
 
       ●将ERP系统中的物料基本纪录在PDM系统中保存为零件基本记录
 
       ●将PDM系统中的工程图基本记录在ERP系统中保存为工程图引用指针
 
       ●将PDM系统中的文档基本记录在ERP系统中保存为文档引用指针
 
 
2.4.1ERP与PDM的接口形式
 
       在了解了ERP和PPDM连接桥梁的问题后,再从技术角度上讨论两系统集成的接口形式。ERP与PDM系统的接口有主动式、被动式、直通集成方式、桥式集成方式四种方式,它们各有利弊,在需要时可根据企业的具体情况来选择。
图2.8ERP与PDM接口传递信息
 
 
●主动式

       如图2.9,PDM将ERP所需的信息直接写入ERP系统的数据库中,而ERP作为静态系统,只接受PDM发布的产品配置信息。这种集成方式比较适合于以工程设计见长的企业。一般用在定制开发或自行开发的ERP系统中。

 
图2.9主动式

 
 
       采用主动式接口形式,PDM系统与ERP系统中信息的同步性普遍较好,但在安全性方面存在一定的问题,如出现写数据冲突,即PDM系统写数据到ERP系统的同时,ERP系统也在往里写数据。一般对于大型的ERP系统如BAAN、ORACLE和SAP等建议不采用这种方式。
 
 
●被动式

       如图2.10,ERP系统从PDM系统中读取所需的数据,将其写人自己的数据库中。对于被动式又有两种方式:一种是全被动式,即PDM系统完全公开其表达和存储信息的数据库结构,ERP系统读取信息时自行判断哪些信息是增加的,哪些是修改的,哪些是已删除了;另一种是半被动式,即PDM系统除公开其数据库结构外,还提供一些握手信号单独存入握手信号表中。

 
图2.10被动式

 
 
       采用被动式接口形式,PDM系统与ERP系统的同步性也做得比较好,安全性方面也比主动式要强。一般由ERP软件提供商来完成接口工作,适合于自行开发的ERP系统。这种方式以ERP为主,PDM为从,PDM只作为设计人员的工作平台,ERP生成产品配置,并创建和管理BOM,对以提高生产效率和制造灵活性为目标的企业更加适合。
 
 
●直通集成方式

       如图2.11,对于通过文件传输来集成独立的ERP和PDM系统很有效,但这与数据必须存放在同一个位置来保持所有者清晰、避免数据不一致的原理相冲突。由于ERP和PDM系统的底层都是关系型数据库,关于产品的数据也都存放在数据库的各自域中,所谓的直通模式就是ERP系统和PDM系统中使用相同的数据模型和数据,两个系统都直接对数据库的数据进行操作,并交换数据。

 
图2.11直通式

 
 
       PDM系统籍ERP系统所需的信息生成中间文佟或中间数据表,ERP系统直接读取中间文件或中间表中的信息写入数据库中,采用这种方式的PDM系统和ERP系统相对独立,接口不涉及双方内部的结构,而且接口的责任很明确,数据的安全性也得到了保证。
 
 
       存在的问题是两个系统的数据网步性稍差一些,但只要合理的规定读写中间文件或数据表的时间,数据的同步性是不会影响使用的。需要特别提出的是:采用中间式如何保证PDM和ERP信息一致性。
 
 
       常用的有两种方式:一种是由ERP系统来保证,即PDM系统将ERP系统所需要3类信息定期写在中间文件或数据表中,ERP系统读取该信息时与ERP系统中已有的信息进行分析,判断哪些是新增的,哪些是修改的,哪些删除了,最后把更新的信息写入ERP系统中:另一种是PDM系统在生成中间文件或数据表时,与ERP系统中已有的数据进行比较,判断这些数据进行了更新,并且更新的数据写入中间文件或数据表。
 
 
       这种模式下,PDM系统和ERP系统有统一的数据模型。数据完全共享。解决了“不同视图”、“不同语言”、“不同控制”问题。EBOM、PBOM和CBOM三种视图在PDM系统和ERP系统中都可操作,并完全无缝集成。
 
 
       PDM系统和ERP系统商统一的数据模型,数据完全共事。这种情形通常是PDM系统和ERP系统由同一供应商提供,并且在对企业进行过CIMS总体数据规划后形成的。例如SAP或BAAN提供的PDM系统和ERP系统。SAP公司的R/3系统内间嵌入了PDM功能,BAAN公司购进了以色裂一家公司的PDM软件和原有的ERP系统相互集成。
 
 
       这种集成的主要问题是用户对PDM系统和ERP系统的满意程度。如果供应商最初提供ERP系统,之后延伸到PDM领域,其PDM系统功能相对较弱,当用户要求较高的真正无缝连接式的PDM功能时,这种集成方式可能不能满足用户的要求。反之亦然。应该说目前主流的ERP和PDM软件厂商都在向对方靠拢,但真正绑定式的ERP和PDM系统商用软件尚有待时日。
 
●桥式集成模式

       如图2.12,当PDM系统和ERP系统有各自的数据库,没有统一的信息模式时,往往采用此种模式,但大多数PDM供应商和ERP供应商都提供了API接口,因此根据侧重点的不同,接口可放在PDM系统一端,也可放在ERP系统一端,通过接口可操作双方的数据。
 
 
       比如:当工程BOM(EBOM)在PDM系统生成后就可发布出去,在ERP系统中生成制造BOM(PBOM)和成本BOM(CBOM)。但要在ERP系统中查看完整的工程 BOM 就得调用PDM系统的界面,因此通过这样的二次开发部分解决了“不同视图”问题。
 
 
       PDM和ERP系统之间的信息双向传递,双向传递的集成方式使设计人员和制造人员都工作在自己熟悉的信息平台上。经过ERP和PDM系统软件厂商的努力,现今的PDM系统已经可以把产品数据和相关的文档同ERP系统进行无缝的双向传输,保护了产品数据在两个系统间的往来:当设计新产品或对旧产品进行修改时,相关数据将自动传输并呈现在ERP系统中,同时ERP系统中相关的细节可以用一致的和最新的格式传送到PDM系统中。
 
 

表2.1ERP与PDM四种集成模式的评价
 

 
 
2.4.2对I=RP与PDM四种集成模式的评价
 
       为了对PDM和ERP集成的三种模式进行评价,根据前面的分析,就集成性能和集成成本两大类别,确定了9个指标。给三种集成模式分别作了以下的粗略评价:
 
 
根据表2.1把集成性能用好、中、差三个尺度束描述。集成成本用低、中、高三个尺度来描述。可以得出以下四种集成模式的性能/价格比区域范围,如图2.12。

 
图2.12集成模式比较

 
 
       从上图可以看出:直通模式优于桥式模式,桥模式优于主动和被动模式:因此在下面我们将采用直通模式实施ERP与PDM的集成。


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