離散型制造企PDM與ERP集成應用實施

    作為一個多品種、小批量的離散型制造企業，在信息化建設過程中當下最希望也最需要解決的是如何有效實現對CAD的產品數據管理，并與ERP系統集成，打通部門之間的管理信息通道，實現從技術開發到市場拓展、進銷存、生產控制、品質管理及售后服務等全過程的資源共享。

    產品數據管理（Product Data Management，簡稱PDM）系統以產品數據為核心，不僅管理所有和產品相關的數據（電子文檔、數字化文件、數據庫記錄等），而且管理所有和產品設計相關的流程（工作流程、更改流程、項目管理等）。PDM系統管理的產品數據主要包括圖文檔和產品屬性、產品結構，而對產品屬性及結構的管理就是尋求各個產品零件或部件的內在規律，在盡可能實現標準化和通用化的過程中，系統構建產品全生命周期的物料數據系統，為生產組織提供方便，為實現最大化的資源共享打好堅實的基礎。

    在對產品結構的管理過程中，會形成不同的產品結構樹，并產生不同的設計BOM，設計BOM 經過處理轉化成ERP所需要的制造BOM 。ERP系統中制造BOM是企業信息流的核心, 在ERP 系統數據庫中起著關鍵作用。要想成功實施ERP, 數據的可靠、準確是關鍵，BOM 建立的準確與否最終關系到ERP 系統在企業中能否運行流暢并真正發揮企業資源計劃精準實施的作用。

   　長航電機廠在近年的信息化建設中著力實施PDM與ERP的集成應用，在實踐中積累了一些經驗，取得了較好的應用效果。也愿意借此交流和分享，或使相關企業有所啟示和借鑒。

一、 PDM與ERP系統集成應用

    對于快速發展而信息化建設還處于初始階段的制造企業，可能都面臨兩個共性的問題：一是信息基礎差，產品數據存在的問題多，二是工作流程不清晰、不規范，業務重組阻力大。要想從根本上解決問題，只能以產品數據管理為核心，從夯實產品數字化基礎做起。

    長航電機在實施PDM和ERP的過程中根據企業實際先實施PDM，之后再上ERP。但在具體實施過程中，也面臨管理和技術兩個方面的難點。

    我們知道，PDM與ERP集成，是企業信息化從部門級轉入企業級的標志，也是企業資源計劃系統有效運行的前提。在生產領域，ERP關注的重點是生產計劃和庫存的控制，PDM關注的重點是產品設計過程的有效管理。它們雖然分工明確，但建立的基礎卻是相同的，那就是企業的基本制造數據（主要包括物料數據、設計數據、工藝數據等）。如果各系統使用不同的制造數據，不但會給管理帶來難度，而且同樣的數據在不同的系統中會因處理和集成問題或維護不當，造成效率低下或人力、物力資源的浪費。ERP與PDM集成，前提就是將設計BOM轉化成制造BOM，并使其成為生產過程信息流的核心（見圖1）。由于信息來源于設計BOM，其生成的制造數據也保持一致。這也是我們為什么先上PDM，后上ERP的主要原因。

 圖1

    從管理層面上看，系統集成時暴露出產品數據問題多（物料編碼不統一、不唯一，產品名稱不一致等），工作流程不規范。例如：由于企業沒有強制的、可遵循的設計流程，或流程設計不細化、不規范，致使設計人員各行其是，操作隨意、修改隨意、命名隨意、存儲隨意。時間一長，連設計者自身對設計意圖、變量含義都解釋不清楚。當需借用他人的零件進行設計時，迅速檢索、查找到這個零件的文件非常困難，不僅工作效率低下，而且即便是找到了這個零件，也由于電子文件的隨意拷貝，很難確定其版本的有效性等問題。對此，我們從三個方面展開工作，一是從標準化角度對產品圖號、產品零部件名稱、物料編碼進行整頓和清理，確保碼、物、號一致；二是在推進PDM過程中強調設計人員從規范設計、規范操作做起。所有計劃生產的產品都要在PDM中建立完整的產品結構樹，并由此形成相對應的設計BOM，這些產品樹必須發布后才有效。三是通過與ERP集成和處理，在設計BOM轉換成制造BOM的過程中，能夠反過來驗證其中是否還存在零件或部件碼、物、號不一致的問題，也是對生產系統所需的制造數據的統一。這樣的工作流程不僅促使產品數據一致，圖紙版本管理明晰，而且為后期對零件或部件的標準化、通用化以及優化設計或改型打好了基礎。

    從技術層面上看，則是要解決PDM與ERP如何集成。PDM系統與ERP系統的接口形式主要有三類，即主動式、被動式和中間式。見圖（2）

               圖2：PDM系統與ERP系統的三種接口形式

    長航電機廠的PDM與ERP集成方案采用了中間式的接口形式，這種方式的優點是：PDM系統和ERP系統相對獨立，接口不涉及雙方內部的結構，而且接口的責任也很明確，數據的安全性也得到了保證；存在的不足是兩個系統的數據同步性可能會滯后一些。但只要合理地規定讀寫中間文件或數據表的時間，數據的同步性是不會影響使用的。

    長航電機廠的PDM是法國達索SmarTeam軟件平臺，ERP則是北京機械工業自動化研究所RS10/ERP，現以此為例介紹PDM系統與ERP系統的接口。

1.1　接口范圍和接口形式
    運用ERP中CIMS Interface（集成制造接口子系統）來完成集成。即先從PDM中把數據導入到一個臨時環境中，然后再在這個臨時環境中對數據處理，最后再導入到正式的ERP環境中。

    RS10系統使用自身提供的CIMS接口模塊程序來實現這個臨時環境的處理。CIMS接口程序提供兩個接口表，分別用來實現物料和設計BOM的臨時數據存放。當PDM系統把數據寫入兩張臨時表以后，可以使用CIMS接口提供的編輯功能和查錯功能對這些數據進行再次加工。最后使用CIMS接口提供的導入功能把數據一次性導入到正式的ERP系統中。

數據傳送示意圖（3）如下：

                 圖3 ： PDM/ERP數據傳送示意圖

ERP 系統取自 PDM 分系統的數據集合及數據項主要有：
物料屬性數據：物料編碼（包括產品、部件、外購件、原材料等)、物料名稱、型號、規格、計量單位（雙計量單位）、參考號、統計分類號 、項目類型 、制造/采購標識等。
產品結構數據（制造BOM，即產品結構）：父項代碼、子項代碼 、消耗定額 、損失系數、有效日期、替換件標識、工程改變號等；
加工工藝數據：即加工某個零件所耗的設備、工時、所耗的材料等。

1.2、物料屬性（ITEM）數據
ERP對物料屬性數據的要求：

     ERP系統所要的這些物料屬性數據的源頭也是PDM，用同樣的方法可以將PDM的物料屬性數據集成到ERP系統中。
   
1.3、產品結構（BOM）數據
    ERP系統中產品結構（BOM）所需的數據：
    設計物料清單（設計MOM）---描述產品零部件構成及其隸書關系，類似現在的零件目錄

    制造物料清單(制造BOM)---不僅描述產品零部件構成及其隸屬關系，而且要表達主要的生產制造工序及過程。物料清單層次的多少取決于物料需求計劃、庫存控制和成本核算。
    以0YHDE11L0A2D055F5SDB0865（YHDE112L-2/8型電機）為列，其父子結構圖（4）如下：

                 圖4：YHDE112L-2/8電機簡略父子結構圖

ERP系統中產品結構（BOM）所需的字段

1.4、加工工藝（ROUTING）數據
    產品的加工工藝路線，它描述了需要加工零件的各道工序、加工中心、零件的加工系數、工時等，其主要用于物料管理或成本控制。

    真正意義的集成，是CAPP與PDM進行集成，將工藝路線信息在PDM進行管理，通過PDM系統將設計BOM和Routing傳遞給ERP系統，ERP系統根據上述的信息形成制造BOM來安排企業的生產經營活動（如，進料、加工、組裝和成本核算等），協同企業各部門之間的工作。長航電機廠由于沒有實施CAPP，所以在具體實施中先以工藝技術人員為主，之后轉由生產系統管理人員為主，通過人工干預，在ERP系統中增加物料加工過程所需的工藝數據并逐步完善，最終固化下來，由此形成ERP系統真正所需的制造BOM。

二、 系統集成應用的體會與探討

2.1、 PDM和ERP同為企業信息化的兩個重要應用系統。這兩種系統最重要的應用領域是制造業。這兩個系統只有緊密集成，才能實現優化產品數據，規范工作流程，避免信息失真，確保信息流通暢，最充分地發揮企業資源效應。

2.2、 兩個系統先上后上的策略，取決于企業的技術資源基礎狀況。如果企業產品基礎數據條件好，則PDM和ERP同時實施可能效率會更高；如果企業技術基礎信息相對較弱，則更適宜先實施PDM，之后再上ERP。但要特別注意的是，在實施PDM時就應該充分考慮與ERP的集成問題，這兩個系統一般都不是同一軟件開發商，因此，在上PDM之時，就應該同時考慮所要選擇的ERP及軟件開發商。至少要明確兩個系統集成時開發商各自要解決的問題、工作職能以及接口方案，并盡可能對功能需求明細化。

2.3、 PDM系統和ERP系統實際上是針對不同目標的應用系統，PDM系統的主要目標是：控制產品配置、使用更改控制和產品生命周期來管理產品定義數據的開發、修改以及并行使用；ERP系統的主要目標是：控制生產計劃過程、平衡期望的產品銷售情況與制造這些產品所需消耗資源之間的關系。因此，在實際應用中，最佳的方法是將任務分割成不同部分，讓不同的系統去執行最適當的任務。

2.4、 在實際運行中，長航電機廠實現了所有相關的職能部門（包括車間）的ERP系統注冊用戶能夠調用PDM的功能，并且可利用通用的瀏覽應用程序來查找和閱讀產品數據，基本實現了甩圖紙。這樣，在執行ERP指令的過程中，實現了用戶理解產品結構和執行計劃要求的目標。這種配合管理模式正是ERP和PDM之間最關鍵的結合點。

2.5、 長航電機廠作為不斷追求產品創新的企業，更是希望對CAD從3D到2D的全方位產品數據管理，不僅形成完整的設計BOM，而且正在努力從產品開發的源頭追求數字化設計和制造的理念，并與ERP集成，構建起完整的全新產品開發和過程控制流程。這樣的嘗試已在幾個全新開發的項目和產品上應用。3D設計不僅推行了主模型策略，而且也在嘗試對在主模型上衍生的工程應用（幾何設計、工藝設計、工裝設計、部件分拆、裝配爆炸及總成等）的唯一性管理（存儲管理、權限管理和版本管理等）。

2.6、 目前，長航電機廠PDM對CAD產品覆蓋已達98%以上，根據市場需求按訂單生產和按計劃預排的產品，通過PDM由ERP指令排產的產品覆蓋已達80%以上。由其產生的設計失誤降低、均衡生產明顯、生產周期縮短、庫存占用減少、產品質量上升等一系列效應不斷凸現出來。這些均是我們在信息建設的過程中，特別是PDM與ERP系統的集成應用中最大的收獲和體會。

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