PLM系統(tǒng)管理全生命周期中的產(chǎn)品信息，主要包括CAD／CAM／CAE設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)管理、產(chǎn)品零件以及BOM 管理、工作流管理的任務(wù)，其中可能涉及零件和產(chǎn)品的創(chuàng)建與審查管理、產(chǎn)品類別維護(hù)及重用、工程材料清單(EBOM)與制造材料清單(MBOM)、采購與制造屬性、生效日管理、零件或產(chǎn)成品的工廠視圖創(chuàng)建、跨部門溝通工作流程等。
ERP系統(tǒng)對企業(yè)資源進(jìn)行管理，主要包括制造模塊、采購模塊、財(cái)務(wù)模塊、物流模塊、售后模塊與銷售模塊。不同的模塊在各自領(lǐng)域承擔(dān)著從客戶數(shù)據(jù)、采購下單、生產(chǎn)訂單計(jì)劃、材料清單、庫存管理、出貨、成本統(tǒng)計(jì)等重要環(huán)節(jié)。
雖然這兩個(gè)系統(tǒng)所管理的領(lǐng)域不同，但在管理數(shù)據(jù)中有重疊部分， 即零件信息與制造清單(MBOM)信息。零件信息與制造清單是PLM 系統(tǒng)的輸出信息，同時(shí)又是ERP系統(tǒng)的輸入信息。將PLM與ERP系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)集成，能避免PLM 管理中的主數(shù)據(jù)手工重復(fù)輸入ERP系統(tǒng)，以自動(dòng)集成的機(jī)制可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)目焖傩�、�?zhǔn)確性并保證其一致性。從企業(yè)戰(zhàn)略角度而言，集成PLM、ERP可以更有效地幫助企業(yè)快速反應(yīng)市場需求。
2 PLM與ERP集成的主要內(nèi)容
PLM與ERP集成的本質(zhì)是框架，即在異構(gòu)分布式計(jì)算機(jī)環(huán)境中能使企業(yè)PLM系統(tǒng)與ERP系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)信息交互或過程交互的軟件系統(tǒng)。PLM與ERP需要集成源于其數(shù)據(jù)具有重疊部分，該重疊部分主要包括兩方面：零件信息與材料清單(BOM)信息。在PLM系統(tǒng)中材料清單可劃分為：工程材料清單(EBOM)與制造材料清單(MBOM)兩類視圖，應(yīng)用于生產(chǎn)運(yùn)營的制造視圖需要被同步到各個(gè)工廠的ERP系統(tǒng)中，由統(tǒng)一的中間集成程序處理數(shù)據(jù)，并同步至不同工廠的ERP系統(tǒng)中。
零件信息需要同步的字段主要包括零件號(hào)、零件名稱、零件單位、零件版本、零件自制、采購屬性、生效日等信息；材料清單需要同步的字段主要包括父零件、子零件、行號(hào)、數(shù)量、子件生效日、子件失效日等信息。
3 PLM與ERP集成方法
1)接口函數(shù)調(diào)用
基于接口函數(shù)調(diào)用的PLM與ERP系統(tǒng)集成過程，兩系統(tǒng)間的傳遞信息通過打包的數(shù)據(jù)文件完成。如果PLM系統(tǒng)要訪問ERP系統(tǒng)中的信息，需先通過ERP系統(tǒng)的接口函數(shù)把所要的信息抽取出來，然后轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)文件，再將數(shù)據(jù)文件轉(zhuǎn)換成符合PLM系統(tǒng)接口函數(shù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，傳遞到PLM系統(tǒng)。這種方式實(shí)現(xiàn)的信息傳遞非常有限，難以做到整個(gè)企業(yè)信息共享。
2)直接訪問數(shù)據(jù)庫
直接訪問數(shù)據(jù)庫方法是通過允許PLM 訪問ERP系統(tǒng)底層數(shù)據(jù)庫或允許ERP訪問PLM系統(tǒng)底層數(shù)據(jù)庫，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享與交換的目的 。如果采用該方法，要求PLM或ERP開發(fā)人員對異構(gòu)數(shù)據(jù)庫底層結(jié)構(gòu)有充分了解方可實(shí)現(xiàn)，對開發(fā)人員要求較高。另一方面，這種共享的訪問方式，在數(shù)據(jù)安全方面也需要得到充分考慮。
3)中間數(shù)據(jù)庫訪問
中間數(shù)據(jù)庫訪問方法是通過中間數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)PLM與ERP系統(tǒng)需共用的數(shù)據(jù)，它們通過訪問或操作中間數(shù)據(jù)庫表的方式以實(shí)現(xiàn)兩系統(tǒng)間數(shù)據(jù)交換的目的。采用該方法，獨(dú)立的中間數(shù)據(jù)庫在數(shù)據(jù)安全性方面可以更出色；另外，使用該方法，對中間件開發(fā)人員的技術(shù)要求比采用直接訪問數(shù)據(jù)庫的方法要求低。
4)中間文件傳輸
中間文件傳輸方法是PLM與ERP系統(tǒng)采用文件讀寫的方法，以統(tǒng)一的文件格式通過各自系統(tǒng)的導(dǎo)入程序?qū)⑺钄?shù)據(jù)寫入各自系統(tǒng)，支持如XML和STEP通用的數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)，提供不依賴系統(tǒng)的中間機(jī)制。使用該方法，更具有通用性，如果更新或升級(jí)現(xiàn)有的PLM或ERP系統(tǒng)，只需在新系統(tǒng)中也開發(fā)相應(yīng)的讀寫導(dǎo)入函數(shù)即可。但使用該方法對網(wǎng)絡(luò)傳輸要求較高，否則系統(tǒng)集成效率會(huì)受影響。
綜合考慮到集成效率與開發(fā)人員能力等因素，在本項(xiàng)目實(shí)踐中，將采用中間數(shù)據(jù)庫訪問的方式實(shí)現(xiàn)PLM與ERP的集成。
4 PLM與ERP中BOM的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
PLM系統(tǒng)中零件允許添加子零件成為BOM，同樣零件允許被其它零件使用到。如果一個(gè)零件某版本的BOM 生命周期狀態(tài)發(fā)布后，此版本的BOM類似于快照形式被記錄在系統(tǒng)中。生效日是零件本身的屬性，對單層BOM而言，該屬性也表達(dá)子零件也在此日期生效，上一版本的子零件在該日期前被失效。ERP系統(tǒng)中的BOM 以流水形式記錄父零件在不同的時(shí)間使用到的子零件，歷史版本的BOM也應(yīng)記錄于系統(tǒng)，以便售后使用；同時(shí)，也可能存在已設(shè)計(jì)完畢，當(dāng)庫存零件使用完畢后，將來生效的零件。
基于系統(tǒng)間結(jié)構(gòu)模型的差異，PLM的MBOM表與ERP的BOM表其本質(zhì)是異構(gòu)的，表1為PLM的MBOM字段表，表2為ERP的BOM字段表。其結(jié)構(gòu)差異主要在于PLM中生效日是零件的屬性而非BOM屬性，而在ERP中每條BOM記錄都具有生效日期與失效日期這兩個(gè)屬性。因此，中間集成程序需要承擔(dān)邏輯轉(zhuǎn)化的功能。
無論在PLM還是ERP的BOM中都有字段line number，中間程序通過line number的值將PLM的BOM變更指向ERP的BOM記錄。因此對PLM某版本的MBOM而言，它的主鍵是parent_part與line_number的組合。
5 PLM與ERP的BOM的邏輯轉(zhuǎn)換策略
PLM與ERP系統(tǒng)的BOM異構(gòu)邏輯轉(zhuǎn)換要求中間集成程序完成，其常見的變更包括：BOM 的變更，生效日調(diào)整及制造與采購屬性調(diào)整。這些所提及的屬性均要求在上游的PLM 系統(tǒng)中作為主數(shù)據(jù)源進(jìn)行管理和操作，由中間集成程序?qū)⑵鋫鬟f至下游ERP系統(tǒng)，并在ERP中執(zhí)行對應(yīng)操作。
PLM中常見的BOM變更包括：新增零件、刪除零件、替換零件、數(shù)量變更。在業(yè)務(wù)中，PLM的版本變更需對零件指定生效時(shí)間，并隨企業(yè)庫存和采購等因素動(dòng)態(tài)變化，允許用戶進(jìn)行不斷調(diào)整，以起到提前或推遲新版本零件與BOM的生效。另一種常見的業(yè)務(wù)需求，工廠根據(jù)成本或生產(chǎn)能力，變更零件采購與制造屬性，該變更也會(huì)影響ERP中BOM零件的生效時(shí)間與失效時(shí)間的變化。
因此，將上述可能涉及的變更歸納為三種情景，中間程序需將PLM的MBOM變更轉(zhuǎn)化為ERP能夠接受的BOM形式放入中間程序數(shù)據(jù)庫。
1)新增和刪除BOM零件及生效日調(diào)整
如果PLM中BOM的B版本相對A版本新增子零件，轉(zhuǎn)化程序應(yīng)為ERP中BOM插入一條以B版本為生效日期的新紀(jì)錄；如刪除子零件，則在原有BOM記錄中加入B版本生效日的前一天作為其失效日期；如果調(diào)整B版本的生效日，在ERP中的生效日期與失效日期也相應(yīng)調(diào)整，如圖1所示。
圖1 新增和刪除BOM 零件及生效日調(diào)整BOM轉(zhuǎn)換示例
2)替換零件與數(shù)量變更及生效日調(diào)整
如果PLM中BOM的B版本相對A版本某一行做了數(shù)量調(diào)整，那么ERP舊數(shù)量的記錄應(yīng)為失效日期，失效日期為生效日的前一天，ERP中BOM插入新數(shù)量的一行記錄，生效日期同B版本的生效日；同樣地，B版本相對A版本的某一行進(jìn)行零件替換，ERP執(zhí)行原有記錄添加失效日，新記錄伴有生效日被添加，如圖2所示。
圖2 替換零件與數(shù)量變更及生效日調(diào)整BOM轉(zhuǎn)換示例
3)采購與制造的轉(zhuǎn)換
在制造業(yè)的業(yè)務(wù)需求中，ERP系統(tǒng)中的BOM會(huì)關(guān)注需要裝配制造的零件或者需要采購的零件，但對采購組件中的子件并不關(guān)注。那么如果對PLM系統(tǒng)中的采購屬性進(jìn)行切換，也將影響ERP中BOM記錄的生效與失效，如圖3所示。
圖3 采購與制造的轉(zhuǎn)換調(diào)整BOM轉(zhuǎn)換示例
采用以上轉(zhuǎn)化邏輯，可確保ERP系統(tǒng)的BOM記錄保存歷史的BOM記錄。一般的ERP支持用戶輸入生效時(shí)間、系統(tǒng)自動(dòng)檢索和生成特定時(shí)間的BOM表，該BOM也是采購訂單、計(jì)劃生產(chǎn)訂單、售后備件的輸入。
值得注意的是，PLM與ERP的BOM集成轉(zhuǎn)化邏輯建議只傳遞增量或變化數(shù)據(jù)，應(yīng)避免傳遞沒有發(fā)生變更的數(shù)據(jù)記錄。系統(tǒng)采用的數(shù)據(jù)指向方式主要有兩種，表主鍵比較與時(shí)間戳比較。采用表主鍵比較的方法：當(dāng)遇到輸入數(shù)據(jù)記錄的主鍵與一條已經(jīng)存在記錄的鍵相同時(shí)，根據(jù)處理策略進(jìn)行執(zhí)行；采用時(shí)間戳比較的方法：根據(jù)時(shí)間戳比較的數(shù)據(jù)提取相似，即通過比較數(shù)據(jù)寫入的時(shí)間先后順序決定更新策略。
6 PLM與ERP集成架構(gòu)
PLM與ERP集成可分為三層架構(gòu)，包括PLM處理層、集成處理層、ERP處理層，如圖4所示。
圖4 PLM與ERP集成架構(gòu)圖
集成的零件屬性，在表的設(shè)計(jì)中建議將數(shù)據(jù)表或中間文件設(shè)計(jì)為屬性名與屬性值兩個(gè)字段；而非設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)表時(shí)將零件同步的屬性作為字段一一羅列，這樣會(huì)限制通用性與可擴(kuò)展性。集成的BOM 主要字段已在之前章節(jié)闡述。
1)PLM處理層
PLM處理層負(fù)責(zé)當(dāng)零件到達(dá)某一生命周期時(shí)，觸發(fā)器將零件及其BOM信息發(fā)送至中間程序。但在此過程前，PLM系統(tǒng)需通過工作流檢查的方式確保所有BOM中所用到的子零件信息已經(jīng)或同時(shí)被傳送至中間程序，如果任何子零件由于生命周期狀態(tài)的限制未到達(dá)指定狀態(tài)，PLM系統(tǒng)需限制父零件及其BOM被發(fā)送至中問程序。
2)集成處理層
集成處理層主要負(fù)責(zé)受生效日管理零件的BOM，由PLM的結(jié)構(gòu)按照邏輯轉(zhuǎn)化為ERP可接受的邏輯。雖然PLM系統(tǒng)已通過工作流的形式確保零件被發(fā)布時(shí)其子零件已經(jīng)或同時(shí)被發(fā)布，但為防止可能存在的(例如傳輸中斷或服務(wù)器連接失敗等)風(fēng)險(xiǎn)，在中間程序中有必要再次檢查BOM 中的零件信息完整性。中間程序需保證傳輸至ERP的數(shù)據(jù)完整性，在設(shè)計(jì)中也應(yīng)將校驗(yàn)失敗的數(shù)據(jù)反饋其錯(cuò)誤狀態(tài)。它同時(shí)應(yīng)允許ERP處理層通過反饋機(jī)制修改其執(zhí)行結(jié)果。通過監(jiān)控或查看集成處理層功能實(shí)施監(jiān)控或查看執(zhí)行過程與結(jié)果的狀態(tài)。
3)ERP處理層
ERP處理層主要是ERP程序每隔一個(gè)周期從集成數(shù)據(jù)表或集成文件夾中獲取待執(zhí)行的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)導(dǎo)入ERP系統(tǒng)中，并向集成程序反饋執(zhí)行結(jié)果。對一般ERP系統(tǒng)而言，其導(dǎo)入執(zhí)行程序是單線程執(zhí)行的，所以在設(shè)計(jì)中ERP導(dǎo)入操作需通過例如狀態(tài)設(shè)置的方法確保上一周期的導(dǎo)入任務(wù)未完成，下一周期的導(dǎo)入任務(wù)不允許開啟。
7 PLM與ERP集成應(yīng)用
根據(jù)所提出的基于生效日管理BOM集成的架構(gòu)與實(shí)現(xiàn)方法，已實(shí)現(xiàn)了、windchil1作為PLM，通過Webmethod中問集成程序開發(fā)，利用中間數(shù)據(jù)庫訪問與中間文件傳輸?shù)姆椒ǎ蒓racle、Cincom、Mfgpro等ERP系統(tǒng)。ERP系統(tǒng)會(huì)將零件及其BOM導(dǎo)入是否成功的結(jié)果反饋回中間集成程序，技術(shù)人員可通過用戶界面查看導(dǎo)入程序運(yùn)行后的反饋結(jié)果。對普通用戶而言，中間集成系統(tǒng)是不可見的。集成系統(tǒng)會(huì)在PLM發(fā)布數(shù)據(jù)后，邏輯轉(zhuǎn)化含有生效日期的BOM，ERP的導(dǎo)入程序會(huì)每隔一個(gè)時(shí)間周期從中間數(shù)據(jù)庫或中間文件夾獲取數(shù)據(jù)并將其導(dǎo)入ERP系統(tǒng)，根據(jù)導(dǎo)入程序運(yùn)行結(jié)果向中間數(shù)據(jù)庫或中間文件夾反饋運(yùn)行結(jié)果。所有運(yùn)行狀態(tài)與結(jié)果，可在中間程序的用戶界面供技術(shù)人員實(shí)時(shí)監(jiān)控或查看。運(yùn)用本文方法和策略所完成的實(shí)際案例如圖5所示。
圖5 PLM與ERP集成實(shí)際案例
8 結(jié)語
PLM系統(tǒng)與ERP系統(tǒng)有效集成能幫助企業(yè)提高運(yùn)營效率，減少數(shù)據(jù)冗余與數(shù)據(jù)沖突。針對生效日管理分析了異構(gòu)系統(tǒng)間的BOM差異性，并討論了集成程序的轉(zhuǎn)換邏輯將PLM系統(tǒng)中的MBOM轉(zhuǎn)換為ERP系統(tǒng)可接受的BOM 的不同情景；在集成機(jī)制上提出了三層架構(gòu)，并定義了各層所需實(shí)現(xiàn)的功能。本文在PLM與ERP的集成，尤其受生效日管理的BOM集成的一般方法做了討論，并提供了一些通用的方法與策略。在具體企業(yè)實(shí)施PLM 與ERP集成時(shí)，也需根據(jù)企業(yè)業(yè)務(wù)模型、信息技術(shù)成熟、期望結(jié)果等因素，定義適合自身的系統(tǒng)集成方案，可參考本文提出的方法和策略。
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本文標(biāo)題：基于生效日管理的PLM與ERP系統(tǒng)BOM集成
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