1 參數(shù)化管理的總體構(gòu)想

    在我國(guó)實(shí)施和應(yīng)用計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)的過程中，大多數(shù)制造企業(yè)都采用了商品MRPⅡ軟件作為其CIMS中的管理信息系統(tǒng)(MIS)部分，CIMS的集成也主要是以MRPⅡ?yàn)楹诵亩�進(jìn)行的。而PDM系統(tǒng)的出現(xiàn)和MRPⅡ向ERP系統(tǒng)的發(fā)展為CIMS的集成提供了新的手段和內(nèi)容，PDM做為產(chǎn)品數(shù)據(jù)的源頭，在機(jī)械制造類企業(yè)中為CIMS環(huán)境下的各個(gè)分系統(tǒng)之間的集成帶來了新的平臺(tái)和集成樞架。PDM將計(jì)算機(jī)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、分析、制造、工藝規(guī)劃和質(zhì)量管理等方面的信息孤島集成在一起，對(duì)產(chǎn)品整個(gè)生命周期內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一的管理，從而可以實(shí)現(xiàn)基于PDM的參數(shù)化管理系統(tǒng)的搭建。

    本文以哈空調(diào)的開發(fā)實(shí)例進(jìn)行說明，對(duì)于哈空調(diào)這樣一個(gè)中型機(jī)械制造企業(yè)，以及企業(yè)信息化建設(shè)的現(xiàn)狀，要實(shí)現(xiàn)基于PDM的參數(shù)化管理系統(tǒng)的搭建，其工作范圍主要包括：ERP的整體集成、PDM與CAD/CAM/CAE的集成、PDM與ERP的集成、建立統(tǒng)一的BOM、按參數(shù)化管理要求調(diào)整管理機(jī)構(gòu)和職能部門業(yè)務(wù)劃分。

    PDM系統(tǒng)與ERP集成范圍如圖1所示。

    圖1 PDM與ERP集成范圍

    PDM系統(tǒng)首要功能就是捕獲和共享任何形式的產(chǎn)品定義數(shù)據(jù)，并貫穿于整個(gè)產(chǎn)品生命周期，從產(chǎn)品設(shè)計(jì)的早期階段開始發(fā)揮作用。而這種關(guān)鍵能力在ERP系統(tǒng)中卻并不能得到充分的展示。

    PDM系統(tǒng)通常提供應(yīng)用程序界面(API)開發(fā)工具箱，以便能為多種設(shè)計(jì)、制造、分析軟件建立應(yīng)用接口。與此相反，現(xiàn)有的ERP系統(tǒng)卻不易進(jìn)行用戶化。

    所有企業(yè)都會(huì)同時(shí)使用產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的多個(gè)視圖，這就是產(chǎn)品配置管理的概念。從概念設(shè)計(jì)到按制造視圖管理產(chǎn)品數(shù)據(jù)，PDM產(chǎn)品正在不斷提升產(chǎn)品結(jié)構(gòu)視圖的利用率。PDM配置管理的最主要優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)有可能按各式各樣視圖進(jìn)行重新配置，但產(chǎn)品零部件對(duì)象仍然與那些定義它們的數(shù)據(jù)保持連關(guān)系。

2 哈空調(diào)ERP的整體集成

    哈空調(diào)的ERP是分二期建設(shè)的，后增加的功能模塊要首先完成整體集成，才能與PDM系統(tǒng)進(jìn)行集成，在綜合考慮公司的實(shí)際情況后，結(jié)合公司的實(shí)際發(fā)展前景，本文進(jìn)行了如圖2所示的ERP系統(tǒng)整體集成解決方案。理清各個(gè)功能模塊之間的信息傳遞和相互關(guān)系，以成本控制為核心調(diào)理原有模塊和新增加一些模塊，使信息管理更加順暢、便捷和安全。

    圖2 哈空調(diào)公司ERP系統(tǒng)整體集成示意圖

3 哈空調(diào)開目PDM與ERP的集成

    3.1 PDM與3C集成

    在機(jī)械產(chǎn)品的生命周期中，CAD用于產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和分析，CAPP用于工藝過程的設(shè)計(jì)，CAM進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助數(shù)控編程實(shí)現(xiàn)制造的自動(dòng)化，ERP負(fù)責(zé)整個(gè)企業(yè)資源的管理，PDM則用于管理與產(chǎn)品有關(guān)的數(shù)據(jù)及過程。PDM源自于CAD，最早是用于CAD的圖檔管理，ERP管理客戶的需求和銷售，為PDM提供數(shù)據(jù)管理依據(jù)，并且接受PDM傳遞過來的BOM。明確了CAD/CAPP/CAM、PDM和ERP之間的集成關(guān)系之后，它們之間的集成模式就顯得十分重要。PDM與3C的集成的主要內(nèi)容包括：工程數(shù)據(jù)(EBOM)和工藝數(shù)據(jù)(EBOM)可以集成到PDM系統(tǒng)中工作；共享PDM系統(tǒng)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)和權(quán)限數(shù)據(jù)；支持在PDM系統(tǒng)中瀏覽、打印、批注工藝文件；按PDM的要求進(jìn)行工藝文件的版本控制；按PDM的要求進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)的流程作業(yè)。PDM與CAPP集成的總體框架如圖3所示。

    圖3 PDM與CAPP集成的總體框架

    產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)信息和產(chǎn)品的零部件信息可以通過PDM數(shù)據(jù)庫(kù)與CAPP數(shù)據(jù)庫(kù)相互交換，設(shè)計(jì)研發(fā)部門設(shè)計(jì)開發(fā)的有關(guān)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，包括圖檔、料表、產(chǎn)品技術(shù)協(xié)議以及產(chǎn)品合同信息等，經(jīng)PDM系統(tǒng)存入PDM數(shù)據(jù)庫(kù)，工藝部門按PDM捉供的產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)信息進(jìn)行產(chǎn)品的工藝設(shè)計(jì)，工藝數(shù)據(jù)存入CAPP數(shù)據(jù)庫(kù)統(tǒng)一由PDM管理，在PDM系統(tǒng)中可以通過權(quán)限指令進(jìn)入CAPP系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的更改操作。根據(jù)哈空調(diào)企業(yè)自身?xiàng)l件、產(chǎn)品屬性特點(diǎn)、工作流程模式、企業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)以及系統(tǒng)維護(hù)和升級(jí)的需要，本文采用封裝模式進(jìn)行PDM與3C的集成。

    3.2  哈空調(diào)PDM與ERP的集成模式

    在管理產(chǎn)品結(jié)構(gòu)BOM等功能上，PDM和ERP的管理功能出現(xiàn)了部分重疊。對(duì)同時(shí)實(shí)施PDM和ERP的企業(yè)來說，實(shí)現(xiàn)PDM和ERP之間共享信息的“共享”，是至關(guān)重要的，而采用集成技術(shù)是解決二者之間共享信息的最佳方案，其集成模式有四種：封裝式（緩沖模式）、間接式、直通式（綁定模式）、工具式。有些文獻(xiàn)中對(duì)模式類型的叫法可能不同，但具體實(shí)施的原理大致相同。CAD/CAPP/CAM與PDM之間的集成模式主要有三種：封裝模式、程序接口模式、系統(tǒng)完全集成模式。由于哈空調(diào)實(shí)行基于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的參數(shù)化管理的需要，所有信息源頭都來自PDM系統(tǒng)，同時(shí)考慮到基于CORBA規(guī)范構(gòu)造的軟件系統(tǒng)具有構(gòu)件獨(dú)立、網(wǎng)絡(luò)透明、異構(gòu)互聯(lián)、系統(tǒng)規(guī)�？烧{(diào)、數(shù)據(jù)和操作界面易統(tǒng)一等特點(diǎn)，哈空調(diào)實(shí)施開目PDM與ERP集成時(shí)，選用似PDM主動(dòng)方式的緩沖模式的集成框架如圖4所示。

    圖4 基于緩沖模式的PDM與ERP集成

    如圖4所示的模式也稱作“封裝”模式，即把對(duì)象的屬性和操作方法同時(shí)封裝在定義對(duì)象中，用操作集來描述可見的模塊外部接口，從而保證了對(duì)象的界面獨(dú)立于對(duì)象的內(nèi)部表達(dá)�！胺庋b”使數(shù)據(jù)和操作有了統(tǒng)一的管理界面。

    在現(xiàn)有技術(shù)條件下，通過OMG（對(duì)象管理組織）制訂的CORBA規(guī)范可以增強(qiáng)PDM的可擴(kuò)展性和與ERP系統(tǒng)或者與其他應(yīng)用系統(tǒng)的集成能力。從圖4中可以看出，PDM和ERP集成主要是通過產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與物料清單BOM(Bill of Material)的轉(zhuǎn)化來實(shí)現(xiàn)信息的交互作用，用于進(jìn)行產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理的技術(shù)信息系統(tǒng)和用于企業(yè)資源計(jì)劃管理的管理信息系統(tǒng)集成在一起，在信息技術(shù)的基礎(chǔ)上將產(chǎn)品開發(fā)和產(chǎn)品制造的各個(gè)子過程集成為一個(gè)全局的產(chǎn)品形成過程。

    3.3 PDM與ERP的集成項(xiàng)目的實(shí)施

    根據(jù)哈空調(diào)以往建設(shè)ERP和PDM系統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)，本著“效益驅(qū)動(dòng)、整體規(guī)劃、分步實(shí)施、逐步發(fā)展”的原則，采取按項(xiàng)目進(jìn)行管理和實(shí)施的方法，如圖5所示。

    圖5 哈空調(diào)PDM與ERP集成的實(shí)施步驟

    PDM與ERP集成是一項(xiàng)涉及面廣、技術(shù)難度高、開發(fā)周期長(zhǎng)，關(guān)系企業(yè)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的系統(tǒng)工程項(xiàng)目，對(duì)哈空調(diào)信息化來說也是一個(gè)較大的工程，關(guān)系到企業(yè)實(shí)行參數(shù)化管理的成敗。

    成立項(xiàng)目組織，公司成立了實(shí)施領(lǐng)導(dǎo)小組，確定項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、產(chǎn)品主管、系統(tǒng)管理員和IT人員組成的項(xiàng)目實(shí)施小組，明確各類人員的職責(zé)，負(fù)責(zé)系統(tǒng)的實(shí)施與應(yīng)用。制定項(xiàng)目實(shí)施計(jì)劃。

    完善企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，在PDM系統(tǒng)構(gòu)建之初，公司標(biāo)準(zhǔn)化工作就已經(jīng)深入開展了，實(shí)行PDM與ERP的集成又提出了新的要求，主要涉及以下幾個(gè)方面：

    ①所有名稱標(biāo)準(zhǔn)化（如零部件名稱、規(guī)格和材料等）；

    ②所有文檔模板格式標(biāo)準(zhǔn)化（設(shè)計(jì)文件、工藝文件和管理文件等）；

    ③所有數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化（物料數(shù)據(jù)、制造信息和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)信息等）；

    ④設(shè)計(jì)方法與設(shè)計(jì)工具標(biāo)準(zhǔn)化（包括設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)積累等）；

    ⑤業(yè)務(wù)流程標(biāo)準(zhǔn)化（研發(fā)流程、審簽流程和制造流程等），如根據(jù)產(chǎn)品及零部件的結(jié)構(gòu)特征、材料特征、工藝特征等不同分類標(biāo)準(zhǔn)來統(tǒng)一管理產(chǎn)品及零部件，并對(duì)產(chǎn)品及零部件進(jìn)行各種管理操作，如移動(dòng)、添加、刪除及修改零部件特征值等。

    改造現(xiàn)有的流程。流程梳理的工作是PDM與ERP集成項(xiàng)目實(shí)施的關(guān)鍵，根據(jù)參數(shù)化管理的需要形成以PDM參數(shù)控制為主的管理系統(tǒng)。

    制定編碼體系，PDM和ERP之間有很多交叉信息和領(lǐng)域，包括物料清單、零件分類信息、部件信息、配置管理、工作流程管理等。根據(jù)ERP系統(tǒng)的功能，在ERP系統(tǒng)申創(chuàng)建按制造視圖的MBOM，將它傳回到PDM系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)。

    整理并錄入原始數(shù)據(jù)以補(bǔ)充原有數(shù)據(jù)庫(kù)資料。原始數(shù)據(jù)資料的錄入，必須保證其準(zhǔn)確性，先將產(chǎn)品所有的技術(shù)資料、制造信息等收集完成，并建立樹型結(jié)構(gòu)和具體說明文檔，最后錄入系統(tǒng)。在這干過程中需要各個(gè)部處的支持，如設(shè)計(jì)、工藝、生產(chǎn)、銷售等部門的協(xié)作方可順利完成。

    本文就實(shí)施PDM與ERP集成項(xiàng)目的幾個(gè)階段的部分關(guān)鍵內(nèi)容進(jìn)行描述。

    3.4 BOM的轉(zhuǎn)換統(tǒng)一實(shí)現(xiàn)PDM與ERP的集成

    在制造型企業(yè)中，企業(yè)是以BOM為主線組織新產(chǎn)品開發(fā)與生產(chǎn)的。BOM（物料清單）是計(jì)算機(jī)可以識(shí)別的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)文件，是產(chǎn)品數(shù)據(jù)在整個(gè)生命周期中傳遞的載體。BOM貫穿于產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)、計(jì)算分析、詳細(xì)設(shè)計(jì)、工藝規(guī)劃、樣機(jī)試制、加工制造、銷售維護(hù)直至產(chǎn)品消亡。為此BOM轉(zhuǎn)換與統(tǒng)一是十分重要的。

    在ERP中有很多種BOM，如表1所示，其貫穿于產(chǎn)品始終的主要有三種：設(shè)計(jì)類物料BOM(EBOM)、工藝類物料BOM(PBOM)和制造類物料BOM(MBOM)，這三種BOM是層層遞進(jìn)關(guān)系，使BOM內(nèi)涵不斷擴(kuò)展，從產(chǎn)品物料結(jié)構(gòu)到工藝路線，再到產(chǎn)品資源，其它BOM均以EBOM、PBOM和MBOM為基礎(chǔ)麗生成。如果沒有BOM，就無法準(zhǔn)確地將設(shè)計(jì)部門產(chǎn)生的數(shù)據(jù)和變更信息傳送到制造部門，實(shí)現(xiàn)全局資源信息的統(tǒng)一。

    EBOM(設(shè)計(jì)BOM)是產(chǎn)品在工程設(shè)計(jì)階段的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的BOM形式。它主要反映產(chǎn)品的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和物料項(xiàng)的設(shè)計(jì)屬性。EBOM是設(shè)計(jì)部門向工藝、生產(chǎn)、采購(gòu)等部門傳遞產(chǎn)品數(shù)據(jù)的主要形式和手段。

    PBOM（生產(chǎn)BOM）是產(chǎn)品工藝計(jì)劃階段的BOM，PBOM就是反映產(chǎn)品裝配結(jié)構(gòu)和裝配順序的BOM形式。對(duì)于哈空調(diào)大型復(fù)雜機(jī)械產(chǎn)品（整套產(chǎn)品包括管束、風(fēng)機(jī)、百葉窗、鋼結(jié)構(gòu)、平臺(tái)、管道系統(tǒng)等）尤其重要，其零部件數(shù)據(jù)龐大，構(gòu)型復(fù)雜，種類繁多，生產(chǎn)形式各種各樣。

    MBOM(制造BOM)是詳細(xì)描述產(chǎn)品制造過程的BOM。MBOM是生產(chǎn)的依據(jù)，是MRP運(yùn)算的輸入信息聯(lián)系MPS（主生產(chǎn)計(jì)劃）和MRP的橋梁，為生產(chǎn)的管理、采購(gòu)、備料、制定銷售價(jià)格與成本核算提供依據(jù)。從E-BOM轉(zhuǎn)換為M-BOM通常由PDM來完成，目前多數(shù)的PDM產(chǎn)品，往往偏重于為CAD服務(wù)，如果要起到溝通CAD和ERP的作用，需要對(duì)上述這些區(qū)別有一個(gè)比較清楚的概念。

    3.5 統(tǒng)一BOM搭建參數(shù)化管理系統(tǒng)

    PDM系統(tǒng)是產(chǎn)品信息集成的核心，是3C系統(tǒng)與ERP系統(tǒng)之間信息傳遞的橋梁，其中BOM是它們之間集成的關(guān)鍵，統(tǒng)一BOM就變得尤其重要。

    通過PDM的BOM增加一些ERP的屬性以及更改一些物料的生產(chǎn)類型（采購(gòu)件、虛擬件、外協(xié)件的轉(zhuǎn)化），就可以將BOM用于生產(chǎn)。統(tǒng)一的目的是在與ERP集成的時(shí)候變得容易，同時(shí)也解決了PDM系統(tǒng)管理多個(gè)BOM的復(fù)雜性以及管理上存在的困難。

    建立物料清單進(jìn)行統(tǒng)一的物料編碼管理對(duì)實(shí)施ERP系統(tǒng)來講，是一項(xiàng)非常繁重的工作，如果能夠在CAD和PDM的基礎(chǔ)上，直接生成ERP所需要的制造BOM(M-BOM)，減少重復(fù)勞動(dòng)，對(duì)縮短產(chǎn)品上市周期，快速響應(yīng)市場(chǎng)變化，都是極其重要的。哈空調(diào)是按訂單設(shè)計(jì)（engineer to order，ETO）類型的機(jī)械制造業(yè)，企業(yè)信息化的步驟如果不是按先上CAD和PDM再上ERP這樣的順序?qū)嵤�，�?duì)實(shí)施ERP將是十分困難的。

    統(tǒng)一BOM重點(diǎn)需要考慮兩個(gè)部分：一是考慮EBOM信息如何在統(tǒng)一BOM中進(jìn)行組織和存儲(chǔ)，二是要考慮MBOM信息如何從統(tǒng)一BOM中進(jìn)行獲取。通過PDM的BOM增加一些ERP的屬性以及更改一些物料的生產(chǎn)類型（采購(gòu)件、虛擬件、外協(xié)件的轉(zhuǎn)化），就可以將BOM用于生產(chǎn)。統(tǒng)一的目的是在與ERP集成時(shí)候變的容易，同時(shí)也解決了PDM系統(tǒng)管理多個(gè)BOM的復(fù)雜性以及管理上存在的困難。集成實(shí)例的統(tǒng)一BOM實(shí)際是EBOM信息和MBOM信息在統(tǒng)一BOM中的合理組織和描述。由于EBOM和MBOM的差異，在EBOM向MBOM轉(zhuǎn)化過程中必然要涉及信息的調(diào)整和變化，這種信息的變化是由用戶通過EBOM-MBOM轉(zhuǎn)化系統(tǒng)對(duì)信息進(jìn)行處理所得到的。

    在BOM沒有統(tǒng)一以前，流程是分段進(jìn)行的，各個(gè)部門編制完后，進(jìn)行轉(zhuǎn)化，然后流到另一個(gè)部門，現(xiàn)在將流程統(tǒng)一成一個(gè)串行的大流程，如圖6所示。從圖中可以看出：明細(xì)表的審批流程以及更改流程發(fā)生改變。

    圖6 文檔模板測(cè)試截圖

    從審批流程來看BOM統(tǒng)一的全過程：設(shè)計(jì)部門按照要求編制BOM的大體框架，基本信息，然后通過研發(fā)部門同事之間的校對(duì)，再到研發(fā)部門領(lǐng)導(dǎo)審核，到這里為止，研發(fā)部門相關(guān)的工作已經(jīng)完成；然后到工藝會(huì)簽，工藝部門按照工藝的要求，進(jìn)行核對(duì)，同時(shí)增加一些工藝屬性（一般工藝路線已經(jīng)在研發(fā)部門編制好的）；再到制造部門會(huì)簽，除了進(jìn)行核對(duì)外還增加一些工裝信息等，BOM的進(jìn)程基本已經(jīng)統(tǒng)一完畢，后面的工作是標(biāo)準(zhǔn)化的審核、其值相關(guān)部門的會(huì)簽，最后批準(zhǔn)，那么這份BOM就可以導(dǎo)入到ERP中去了，當(dāng)然還要做一些相關(guān)的處理。例如采購(gòu)件在導(dǎo)入的時(shí)候，下面的子明細(xì)不需要導(dǎo)入，虛擬件不導(dǎo)入到ERP系統(tǒng)中去等等之類。這些轉(zhuǎn)化的細(xì)節(jié)在PDM與ERP集成中討論，本文不做討論�，F(xiàn)在來看，在PDM中只存在一份BOM了，這份BOM就是統(tǒng)一后的BOM，具有了三種BOM的特性。PDM與ERP實(shí)現(xiàn)了完美的集成。

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本文標(biāo)題：現(xiàn)代制造業(yè)集成ERP系統(tǒng)基于PDM的參數(shù)化管理系統(tǒng)搭建

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