工作流的PLM-ERP集成管理

通过对产品全生命周期管理PLM(和企业资源计划ERP(在管理对象、管理过程、管理目标,以及管理方式等方面的分析,归纳总结了PLM和ERP这4个领域内在的区别和联系“借助工作流技术和相

通过对产品全生命周期管理PLM(和企业资源计划ERP(在管理对象、管理过程、管理目标,以及管理方式等方面的分析,归纳总结了PLM和ERP这4个领域内在的区别和联系“借助工作流技术和相应的工作流管理系统,在目标一致、资源共享、过程互补的基础上实现了PLM和ERP的集成“构造了PLM集成系统的体系结构和系统运作框架图,从信息流和物流集成的角度实现了企业设计领域和制造领域的全局集成。

 
虽然PLM和ERP在管理重点上有所不同,但是,由于同一产品的形成周期涉及PLM和ERP4个领域,所以,对PLM和ERP进行系统集成研究,对于有效缩短产品形成周期.加速产品从设计领域到制造领域的转化,从而从根本上促进企业的现代化进程具有十分重要的现实意义。
 
 
1 PLM和ERP之间的区别和联系
PLM管理与产品相关的信息和过程,主要侧重于产品组成信息流的管理,同时,它还是一项重要的使能技术,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。
 
而ERP是对企业中与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。
 
PLM和ERP系统成分都包含动态(过程)和静态(PLM中主要是描述产品的状态信息、几何拓扑及信息间的逻辑关系,ERP中主要是设备、班组、车间、资金、库存等制造资源)2个方面,所以,为了实现以PLM为代表的信息领域和以ERP为代表的制造领域之间的集成,必须在有效发挥系统。PLM的集成功能的前提下,在全局信息共享和过程目标一致的基础上,充分满足PLM和ERP系统在静态和动态2个方面的要求。
 
 
1.1 PLM和ERP的区别
1.1.1 管理对象
PLM的管理对象是描述产品本身状态的信息和信息之间的逻辑关系,以及利用、再生传递这些产品状态信息的过程及过程资源支持条件,如产品的方案论证、概念设计、详细设计、工艺制订等过程,以及这些过程开展中的人员配置、协作关系等;ERP的管理对象则是参与(用于)生产的制造资源(设备、物料、车间班组等)和资源利用的生产过程,主要包括产品的零部件原料采购、加工、制造和装配、销售、服务等。所以,PLM和ERP管理对象的内容,在时间、地点、作用领域,以及相关支持工具、所采取的手段措施等方面存在区别。
 
 
1.1.2 管理过程
PLM的。过程。是和产品逻辑形成相关的过程,过程的产物是描述产品状态的。信息过程开展的支持对象是几何拓扑等状态。信息以及对这些信息进行利用和再生的脑力劳动的技术人员;ERP系统中的。过程。是和产品物理形成相关的过程,过程的指导信息是PLM中的过程产生的产品信息,过程的组织路线受产品状态信息逻辑关系的约束和指导,过程的产物是具体的产品或产品零部件实体,过程开展的支持对象主要是实体。物质。(制造资源)和主要以体力劳动方式进行操作的。
 
 
1.1.3 管理对象内部之间的关系
PLM中管理对象之间的关系是,信息发展的载体是过程,过程的阶段产物是信息3ERP中管理对象之间的关系是,物质变化的载体是过程,过程作用和消耗的对象是物质。如果说ERP领域中也存在信息因素,那么,PLM中的信息主要是从概念角度描述产品的几何拓扑信息,而ERP领域中的信息主要是从物流配置方面对生产进行安排的一些资源信息。
 
 
1.2 PLM和ERP的联系
1.2.1 过程作用对象之间存在因果关系
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PLM系统中过程作用对象及过程作用对象之间逻辑关系的物质表现。
 
 
1.2.2 过程的逻辑序列间存在执行和验证关系
ERP系统中的生产过程序列是对PLM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PLM系统所管理的产品信息和信息逻辑发展、完善的逻辑路线。
 
 
1.2.3 管理目标的一致性
PLM和ERP在管理目标上有着高度的一致性,PLM和ERP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,减少失误和返工,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最早上市。
 
 
1.2.4 过程的支持条件有着先天的联系
产品抽象的几何拓扑信息,既是PLM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,所以强化PLM和ERP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。
 
1.2.5 企业的产品是这2个过程序列逻辑关系的耦合结果
PLM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ERP中的过程序列按照从局部到整体的制造、装配过程来进行,企业的最终产品正是这2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。随着PLM和ERP的发展,它们的部分功能也出现了相互重叠的区域,如产品结构/BOM管理、产品零件的统计及管理等。
 
 
2 PLM和ERP的集成基础
工程实践的经验告诉我们,PLM中项目管理、权限管理、过程管理、软件封装等和过程相关的功能,如果离开设计流程内在的逻辑关系,就势必会形成一个个各自为政的“过程孤岛”,即使是静态的信息资源,缺少及时正确的传递路线和发送时机,也会形成“信息孤岛”,造成设计周期的延长。
 
在ERP领域,作为一种企业资源计划和管理手段,企业生产流程的安排必须根据产品制造流程所涉及车间、班组的人员组成,现有生产计划,资源设备的占用等情况,以及目前的生产能力来确定,而流程实施的资源配置则必须根据企业现有库存、市场供需情况、价格和企业采购计划等来形成。如果脱离动态的企业运作,同样会存在“过程孤岛”和“信息孤岛”。
 
鉴于PLM和ERP系统具有逻辑上的联系,对PLM和ERP进行集成,从加快产品形成周期的角度出发,具有很大的可行性和很强的工程实践意义。而为了对PLM和ERP进行集成,必须寻找这2个领域的集成基础和集成载体。
 
这一集成载体必须具有以下2个基础功能:
①内容上涵盖PLM和ERP两大领域,这是系统集成的必要条件;
②功能上可以消除或屏蔽PLM和ERP两大领域之间的区别,这是系统集成的充分条件。
 
根据对工作流理论和技术的研究,结合计算机支持的协同工作技术和相关要求,我们认为,基于计算机支持协同工作的工作流管理系统可以作为对PLM和ERP进行集成的基础,能较好地实现对PLM和ERP的集成。
 
之所以将工作流管理系统看作是PLM和ERP集成的基础,是因为工作流技术作为计算机技术和自动化技术的结合,在流程优化的基础上,能实现企业业务流程的全部或部分自动化。在工作流管理系统中,强调的是流程的统一、系统目标的一致和过程的动态衔接,利用工作流管理系统,可以有效屏蔽分布在PLM和ERP领域过程之间的障碍,通过过程逻辑上的协同工作,实现整个成品形成过程跨领域(设计领域、制造领域)的准连续发展,最终实现系统的全局优化发展。
 
基于这种管理思想,将流程的范围扩充为整个成品形成过程,分过程运作的技术支持和技术条件映射的范围涵盖产品信息资源和产品制造资源,而不是分别加以考虑。在以工作流管理系统为基础的统一的集成环境中,分过程开展时,需要对产品几何逻辑信息和产品制造资源加以综合考虑,相互参照和协调,这种工作流程的统一性,保证了作为过程支持的信息资源和制造资源的统一,这种支持对象的一致性和过程目标的一致性,使得PLM和ERP作为单独系统而存在的区别得以淡化或不复存在。
 
另外,工作流管理系统以流程运作为主线,从产品信息和制造资源2个方面对流程的运作进行支持和调整。工作流管理系统中的管理对象,即工作流程,是在产品信息逻辑约束和产品制造资源计划相匹配、协调、优化基础上产生的过程运作。工作流程开展的主要信息来源是PLM领域,工作流开展的物质基础主要来自ERP领域,工作流开展的目标是实现产品从概念到拓扑,再到物理实体的转换。所以,利用工作流管理系统作为PLM和ERP集成的基础,在过程目标一致、支持对象一致的基础上,强化了PLM和ERP之间的联系。
 
工作流的运作本身是动态的,其过程支持对象同时包含了静态的产品信息和制造资源,在工作流动态的运作中,借助工作流管理系统的资源分发和共享,在目标一致的基础上,有效实现了PLM和ERP相互之间的渗透和对话,扩充了PLM和ERP领域的作用范围,强化了这2个领域协同发挥作用的力度。基于工作流管理系统的PLM-ERP集成系统,具有局部功能复用、全局信息共享和过程目标一致的特点,而工作流管理系统则是保证对PLM和ERP进行系统集成的理想中介,是贯穿设计和制造领域的统一的过程活动和资源运用的系统总线。
 
 
3 PLM-ERP集成系统框架分析
3.1 系统集成总体框架分析
PLM作为一种使能技术,可以有效支持基于并行工程的产品形成过程,其使能作用的发挥,主要是通过信息逻辑的约束关系,来指导执行或实现信息逻辑的过程开展,如利用逻辑局部条件的满足,来把握激活过程开展的时机.或利用信息开展的逻辑路线,来控制过程开展的并行度和继承成分。而ERP系统作为一种管理手段,其对过程开展的指导和约束是通过不同的资源利用和配置计划来体现的,通过为过程提供所需的实体资源,保证过程开展的顺利进行。基于以上分析,建立PLM-ERP集成系统总体框架图。
 
若将PLM领域看作表征产品的信 息空间,将ERP涉及的领域看作表征产品组成的 实体空间,则工作流管理系统就是一个表征从信 息空间到实体空间的过程映射函数集,其中每一 个过程函数的执行,代表一种产品的形成过程。
 
工作流调整和优化分3个阶段:①根据PLM中产品设计信息的逻辑关系和虚拟制造的原则进行理论上的优化,如PLM中的任务 分发、项目管理和产品的工艺设计等过程和阶段;②根据ERP领域中的车间作业计划、设备占用情 况、客户提货计划,结合①中制定的工作流计划进 行不同程度的调整,最终确定的准备执行的工作 流方案;③在工作流执行过程中,由于企业活动中的偶发事件,必须对原定工作流计划进行调整,重新制定流程并确定资源配置。
 
这种基于工作流管理系统的集成模式,并不 是将其它系统的数据生搬硬套到自己的管理范围 内,而是根据流程活动的目标,借助其原隶属的系 统进行调度和利用,这样就避免了系统之间信息 交换管理的复杂性。另外,将其它系统的数据生搬 硬套到自己的管理范围内,目前还无法实现。即使 可以硬性将对方的数据纳入本系统中进行管理, 也势必要对本系统进行功能扩充,带来更为复杂 的问题和庞大的工作量。
 
所以,在PLM-ERP集 成系统中,利用工作流的开展作为承载信息流和 物流的统一载体,工作流过程优化的准则和约束 条件,是PLM中信息之间的约束关系和 领 域中物料配置条件的匹配和协调。
 
这样一来,借助 对方管理的长处,针对具体的过程需求,扩大了各 自的作用范围和领域,共同强化对目标的约束和 指导,在目标一致、协同调度的基础上实现设计领 域的虚拟制造,对方案进行验证,同时,在制造领 域实现基于过程重组的敏捷制造,保证了过程是 产品信息和制造资源并行指导和支持的过程,产 品信息和制造资源是支持过程开展和延续的信息 和资源,提高了工程实践和信息逻辑之间的亲和 力。
 
而动态的工作流保证了集成环境中过程和产 品信息、制造资源的启、承、转、合,是过程的资源 配置、人员调度、活动开展的软总线,是保证产品 概念形式到实体形式顺利转变的桥梁和转化枢 纽。 
 
 
3.2 系统运作框架分析 
随着企业信息化进程的开展,功能各异的计 算机系统和应用软件在企业不同职能部门得到越 来越广泛的应用,工作流管理系统作为集成系统 中协调全局的功能模块,如何适应企业的这种分 布式应用环境的需要,是保证集成系统运作的关 键。
 
鉴于工作流管 理系统中所管理的对象的异构性和对象之间互操 作的复杂性,PLM-ERP集成系统提供基于异构 环境和异构平台的统一的网络环境,是保证整个集成系统得以正常运作的关键环节。基于这种先 进的“中件”技术,建立PLM-ERP系统运作框 架图。
 
 

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