PDM与ERP的集成方法

摘要:文章分析了目前中小企业的技术现状和产品数据管理与企业资源计划系统的特点,提出了集成的方案,同时,利用XML文件作为集成数据的中间转化格式,实际上是面向语义层的集


   摘要:文章分析了目前中小企业的技术现状和产品数据管理与企业资源计划系统的特点,提出了集成的方案,同时,利用XML文件作为集成数据的中间转化格式,实际上是面向语义层的集成技术,这样就可以屏蔽应用系统底层的异构。


 
0引言
   目前在欧美地区的发达国家中,PDM和ERP应用比较广泛,也比较成功;全球500强中,超过80%的企业都采用了的ERP系统并从中获益。但是,在我国只有一些技术力量雄厚的大中型企业才能见到ERP系统,而且据资料统计只有10%-20%的企业获得成功,导致我国中小企业想上又不敢贸然而上ERP系统;而且许多实施ERP的企业没能将ERP与PDM(Product data management)系统有机的集成起来,本文针对中小型企业的特点分析了目前企业的技术现状,提出了集成的方案。
 
1 目前机械制造中小企业技术管理现状
1.1 产品种类多、系列多、技术状态复杂

   一般企业的产品种类少则几种,多则十余种、数十种,同时产品的系列较多,少的有两三种,多的有十余种。产品研制的阶段多,每个阶段的产品设计数据繁多,各类设计图档(含工艺设计)多,技术状态复杂,给技术管理和生产管理造成了很大的困难。
 
1.2 产品数据更改频繁,版本管理混乱
   每个研制阶段中产品设计数据的更改频繁,这些更改常常牵涉到设计、工艺、物资、物管、加工、装配、测试、质量等各部门。经过多次修改,出现多个版本,版本管理混乱;多个版本图纸给日后产品数据维护带来极大不便。
 
1.3 设计文档管理较乱,产品设计周期长
   企业在设计产品的过程中积累的大量图形文件(DWG格式)、Word文档,目前采用的仅仅是操作系统提供的文件管理功能,所有文件存放在各自使用的计算机或文件服务器中,分别由不同人来维护,往往造成同一设计文件有多处备份,对零部件的版本控制、借用管理和更改管理都非常不利。与产品相关的信息如描述产品的产品设计图纸、工艺文件、技术文件、产品实验数据等不易得到。设计资源的重复利用率低,产品设计周期长。
 
1.4 设计过程缺乏项目管理和并行设计要求
   不能实现产品开发或项目进度和工作状态的可视化动态控制。目前设计信息的正确及时传输有较大困难,要经过设计、审核、工艺会签、标检和发放等过程。随着市场竞争的日夜激烈,要求产品开发人员在设计阶段就考虑产品整个生命周期的所有要求,包括质量、成本、进度、用户要求等,以便提高产品开发效率及一次成功率的并行工程CE(Concurrent Engineering)思想还不能很好的体现出来,信息流向只能是单向而非是双向的,严重地制约了企业的核心竞争力。




 
2 PDM与ERP的集成内容
2.1 PDM与ERP的系统区别与联系

   PDM是一项新的管理思想和技术,是以软件技术为基础,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,包括对工程数据管理(EDM)、文档管理(DM)、产品信息管理(PIM)、技术数据管理(TDM)、技术信息管理(TIM)、图像管理(IM)及其它产品信息管理技术的一种概括与总称(见图1)。各种应用程序诸如CAD/CAM/CAE/EDA、OA、CAPP、MRP等将通过应用接口直接被集成到PDM中来,使得分布在企业各个地方的所有产品数据得以高度集成、协调、共享,所有产品研发过程得以高度优化或重组。
 
图1基于PDM的产品信息集成
 
   ERP的基本思想是把企业作为一个有机整体,从整体优化的角度出发,运用科学的方法,,对企业各种制造资源和产、供、销、财务等各个环节进行合理有效的计划、组织、控制和调整,使它们在生产过程中协调有序,从而提高企业的管理水平和经济效益。ERP系统主要包括:主生产计划(MPS)、物料需求计划、能力需求计划、库存管理、车间作业管理、财务管理、成本管理、项目管理、质量管理等方面(见图2)。
 
图2 PDM与ERP数据交换模型
 
   PDM系统的主要目标是:控制产品配置、控制产品生命周期来管理产品定义数据的开发、修改以及并行使用。ERP系统的主要目标是:控制生产计划过程、平衡期望的产品销售情况与制造这些产品所需消耗资源之间的关系。PDM和ERP在项目管理、工作流管理等方面的相互渗透,但并不能说明两个系统的相互包容。实际上,两个系统只有集成到一起,才能发挥二者的作用。
 
2.2 PDM与ERP软件集成内容

   从图2PDM与ERP的数据交互模型可以看出,PDM系统管理的数据信息有CAD系统产生的产品信息(零件属性、图纸、产品结构关系等),也管理来自CAPP系统产生的工艺加工信息(加工的工序、工号、工时、消耗的材料等等),同时也管理来自CAM系统产生的信息(刀位文件、NC代码等等),这些信息是企业生产管理的基础数据,也是ERP系统的输入数据。从图中我们还可以看出,ERP系统需要PDM系统提供<类信息:分别是产品结构信息、物料信息和加工工艺信息,这些信息既是ERP系统所需的基础信息,也是PDM系统管理的主要内容,因此也是PDM与ERP数据交换(集成)的主要内容,ERP系统根据上述的信息来安排企业的生产经营活动,协同企业各部门之间的工作。




 
3 PDM与ERP系统的集成方案
3.1 PDM与CAD、CAPP、CAM、CAE等软件的集成

   PDM系统可以把与产品整个生命周期有关的这些信息统一管理起来,它支持分布、异构环境下不同软硬件平台、不同网络和不同数据库。从CAD、CAPP、CAM发展来看,它们首先是各自独立发展,并形成“信息孤岛”,但是各系统之间如何有效、可靠的集成,目前只有PDM系统可以较好地解决这一集成技术问题。一方面CAD、CAPP、CAM系统都通过PDM交换信息,而另一方面PDM要能够管理这些软件,对技术人员的工作进行协调、组织,并管理这些软件生成的文件,从而真正实现了与CAD、CAPP、CAM的无缝集成。
 
   产品结构和配置管理是ERP和PDM之间最关键的结合点,其中产品结构(Product Structure)是跨越组织部门和经营阶段的核心概念,是PDM系统联接各个应用系统(如CAD/CAPP/CAMMRPII)的纽带与桥梁。企业的工程数据在明确的产品结构视图下层次关系清晰可见。同时,它还提供基于产品结构的查询、修改和数据组织工作,对企业产品数据的管理起到了“纲举目张”的作用。这里以电机产品为例说明产品结构树的作用(见图3),产品结构是一个由系列、机型、部件及零件所组成的树状结构,其中系列为树根,零件为叶子。
 
图3产品结构树在工程数据中的运用
 
3.2 PDM与ERP软件的集成
   企业资源计划ERP系统就是运用知识的能力直接影响企业的创新、生存与发展,挖掘企业内外部资源,为企业所用。在企业内部,产、供、销、人、财、物各环节通过ERP提供的功能可以完全实现电脑化、集成化、自动化,为管理人员提供强有力的管理工具;在企业外部,与供应链管理SCM(Supply Chain Manage-ment)、客户关系管理CRM(CAUSTOMER Relationship Man-agement)整合后的ERP系统可以实现企业与供应商和客户的信息自动交互,从而提高整个采购环节和客户关系管理的效率(见图4)。


图4基于PDM的产品研制系统集成框架
 

   而PDM与ERP系统之间的集成情况是:一方面ERP中的许多信息来自CAD/CAPP/CAM系统,除了图形数据外,还应包括任务进度数据、估计成本、技术指标参数、加工方法、工装、设备需求、能力数据、BOM、工艺定额等;ERP到CAD/CAPP/CAM之间传递的数据应含有:开发任务书、技术指标、时间要求、修改任务书、任务书审核、计划日期、产品接收报告。

   另一方面,ERP还有来自管理部门的产品数据、工艺数据、开工数据、变更数据、变更原因、库存信息、物料信息、产品测试结果、在制品状态、设备状态信息、加工能力信息。当设计新产品或对旧产品进行修改时,产品结构、工艺路线、工时定额、材料定额、工艺装备等信息等相关的数据将自动传输到ERP中;这有力地促进了企业内部设计、生产、采购和销售等部门之间的交流与沟通,实现对企业资源的合理调配,满足客户的需求。
 
 
3.3 基于集成数据模型的PDM、ERP系统集成框架
   每个制造企业可能会生产很多产品,每个产品的数据又涉及许多业务部门,因此一个企业的数据很多。如何保证产品数据的有效性、完整性、唯一性、最新性及共享性,是集成系统的核心问题,在此我们提出的基于集成数据模型的系统集成框架(如图5)中,集成数据模型是PDM和ERP系统中数据组织的逻辑结构表示,它是经过对企业信息进行合理组织后抽象出来的。

   通过该模型,可访问到PDM和ERP系统中的所有信息。系统集成中所有需要交换的数据,通过对API函数的包装,从相应的系统中抽取。用户界面函数作用在集成数据模型上,只要集成数据模型完备,且正确地表示了PDM和ERP系统的数据组织结构,就能实现PDM和ERP系统间的无缝集成,达到企业信息(即从市场开发到设计、制造、销售,一直到服务整个产品生命周期的数据)完全共享的目的。
 
图5基于集成数据模型的系统集成
 
3.4 基于XML数据集成的描述。
   由于各个PDM系统与ERP系统的数据格式不尽相同,系统的可移植性也很差,因此必须提供一种中间的通用数据格式来实现两个系统之间的信息集成。XML作为一种高效、简单且具有高度开放性、兼容和跨平台性能的数据存储和数据交换标准,越来越显示出其强大的优越性。
 
   XML的优点主要有:
   1)可扩展性。XML允许用户创建自己的DTD或者Schema,有效地创建可被用于多种应用的可扩展的标志集。

   2)灵活性。XML提供了一种结构化的数据表示方式,使得用户数据与结构分离。PDM与ERP之间主要交换的数据是结构化的BOM表,XML表示BOM表具有天然的优越性。

   3)自描述性。XML文档一般会包含文档类型声明,因此XML语言是自描述性的。XML独立于具体的操作平台和应用系统,具有很强的可重用性。
 
   由于XML具有如此多的优点,选择XML作为中间格式实PDM与ERP之间的数据交换。PDM与ERP系统各自把自己的数据转换成XML这种中间格式,通过集成框架实现数据交换,实现了集成框架的平台无关性和强大的可移植性。
 
4 结束语
   在我国,PDM与ERP系统的集成是制造企业面临的迫切问题,两系统间的有效集成,可提高企业的运行效率,大大减少信息冗余和信息冲突。由于两个系统间在信息的表示、检索和存储方式上存在很大的差异,本文选择了XML作为中间格式实现PDM与ERP之间的数据交换,并做了一些探讨。其应用前景十分广阔,对提高企业的核心竞争力至关重要。



他们选择了我们
    1. 中车PLM:实现企业一体化设计、一体化采购主数据平台

    2. 金龙PLM案例:全车系产品配制管理,快速生成产品BOM与成本。

    3. 三一PLM案例:实现企业技术保累,协助企业研发过程。

    4. 一拖PLM:从源头达成零件管理

    5. 中石化PLM :全项目控制管理查看更多

    1. 正泰PLM:电器、结构、电子多专业协作平台

    2. 上柴动力PLM:产品模块化设计应用。

    3. 朝阳轮胎PLM:流程制造业PLM方案,配方与工艺管理。

    4. 皇明PLM:设计工艺制造一体化方案。

    5. 喜临门PLM:集团化应用,参数化产品BOM运算应用。

了解更多
    1. 中兴汽车PLM :整车行业配制化产品管理方案。

    2. 铁科院PLM:企业研发业务,数据一元化管理

    3. 伊利PLM应用:食品行业配方与工艺管理PLM应用

    4. 中国航天二院:以PLM为中心的多系统集成应用。

    5. 徐工集团:复杂BOM的产品简化产品管理

    1. 创新精神2_2:创新是我们发展的源泉

    2. 创新精神:创新是我们发展的源泉

    3. 创新精神:创新是我们发展的源泉

    4. 创新精神:创新是我们发展的源泉

    5. 创新精神:创新是我们发展的源泉

了解更多
    1. 京城重工PLM:设计工工艺制造一体化方案

    2. 中集华骏PLM:从客户需求参数化直接转化成产品BOM管理

    3. 聚光科技PLM:电子行业IPD管理模式PLM应用

    4. 舟山电力局PLM:大数据汇总管理,数据的快速转化与查询

    5. 东方电气PLM:汽轮机行业,一体化管理。

    1. 创新精神3_2:创新是我们发展的源泉

    2. 创新精神4:创新是我们发展的源泉

    3. 创新精神5:创新是我们发展的源泉

    4. 创新精神6:创新是我们发展的源泉

    5. 创新精神7:创新是我们发展的源泉

了解更多
联系我们