產(chǎn)品生命周期管理系統(tǒng)與E R P的集成應(yīng)用研究

張亞特

（上海海事大學(xué) 物流工程學(xué)院，中國(guó) 上海 201306）

0 引言

隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，為了更快的響應(yīng)市場(chǎng)需求的變化，提高企業(yè)的研發(fā)、生產(chǎn)和管理的效率，現(xiàn)代企業(yè)引進(jìn)了多種信息化管理系統(tǒng)。其中最為常見的就是ERP（Enterprise Resource Planning，企業(yè)資 源 計(jì) 劃 ）、SCM （Supply chain management， 供 應(yīng) 鏈 管 理 ）、CRM（Customer Relationship Management，客戶關(guān)系管理）以及 PLM（product lifecycle management，產(chǎn)品全生命周期管理）。這幾種管理系統(tǒng)都有各自的服務(wù)對(duì)象和范圍，但同時(shí)又有很多交叉點(diǎn)，需要系統(tǒng)之間大量的信息傳遞，尤其是ERP系統(tǒng)和PLM系統(tǒng)。然而各系統(tǒng)又是相互獨(dú)立的，企業(yè)中又缺少一個(gè)融會(huì)貫通的信息集成化的平臺(tái)，因此大量的數(shù)據(jù)需要人工重復(fù)錄入，嚴(yán)重降低了信息系統(tǒng)的使用效率，阻礙了企業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。因此，如何將企業(yè)中的信息系統(tǒng)進(jìn)行有效的集成，使之實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無(wú)縫傳輸變得非常必要。

1PLM與ERP系統(tǒng)概述

1.1 PLM

產(chǎn)品全生命周期管理系統(tǒng) （Product Lifecycle Management,簡(jiǎn)稱PLM）是現(xiàn)代企業(yè)中重要的信息化的管理平臺(tái)。它涵蓋了從產(chǎn)品概念產(chǎn)生到產(chǎn)品消亡和回收的所有產(chǎn)品階段，并集成了與產(chǎn)品相關(guān)的工藝、流程、知識(shí)庫(kù)以及項(xiàng)目管理和質(zhì)量管理等。PLM系統(tǒng)還為現(xiàn)代企業(yè)的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)構(gòu)筑了一個(gè)并行工作環(huán)境(由供應(yīng)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)、樣機(jī)制造、批量生產(chǎn)、采購(gòu)/庫(kù)存、銷售與市場(chǎng)、客戶構(gòu)成)的關(guān)鍵使能技術(shù)。一個(gè)成熟的 PLM系統(tǒng)能夠使所有參與創(chuàng)建、交流以及維護(hù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)意圖的人員在整個(gè)產(chǎn)品生命周期中自由共享和傳遞與產(chǎn)品相關(guān)的所有異構(gòu)數(shù)據(jù)[1]，如圖紙與數(shù)字化文檔、CAD文件和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)等[2]。從而最大效率的實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)和知識(shí)共享，提高研發(fā)效率。

1.2 ERP

ERP（Enterprise Resource Planning，企業(yè)資源計(jì)劃系統(tǒng)）是一種主要面向制造行業(yè)進(jìn)行物質(zhì)資源、資金資源和信息資源集成一體化管理的企業(yè)信息管理系統(tǒng)。ERP是從制造行業(yè)的管理信息系統(tǒng)發(fā)展而來(lái)的，體現(xiàn)了當(dāng)今世界上最先進(jìn)的企業(yè)管理理念，并提供了企業(yè)信息集成的最佳方案，是企業(yè)管理現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。其基本思想是將企業(yè)的業(yè)務(wù)流程看作是一個(gè)緊密連接的供應(yīng)鏈，包括供應(yīng)商、制造工程、外協(xié)工廠、分銷與零售網(wǎng)絡(luò)和客戶，它將企業(yè)內(nèi)部劃分成幾個(gè)互相協(xié)同作業(yè)的支持子系統(tǒng)：財(cái)務(wù)、市場(chǎng)營(yíng)銷、生產(chǎn)制造、質(zhì)量控制、服務(wù)維護(hù)、工程技術(shù)等，可對(duì)供應(yīng)鏈上所有環(huán)節(jié)進(jìn)行有效管理。

2 基于PLM系統(tǒng)的集成方式

不同的系統(tǒng)進(jìn)行集成，主要有三個(gè)層面：系統(tǒng)功能的交互、產(chǎn)品信息共享以及數(shù)據(jù)通信。簡(jiǎn)單地說(shuō),集成就是信息集成與應(yīng)用。信息集成是整個(gè)集成的基礎(chǔ),而應(yīng)用集成為信息集成提供了保障,使得信息集成能夠得到實(shí)際應(yīng)用,兩者互為關(guān)系,密不可分。其中應(yīng)用集成又可分為三個(gè)層次[3][4]:應(yīng)用封裝、接口交換和緊密集成。

2.1 應(yīng)用封裝

用于異構(gòu)應(yīng)用系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)信息集成,其中包括了應(yīng)用工具本身和產(chǎn)生文件的集成。當(dāng)數(shù)據(jù)信息被激活時(shí),其相應(yīng)的應(yīng)用系統(tǒng)也同時(shí)被激活,并在其中進(jìn)行修改。但是這種方法集成的系統(tǒng)只能對(duì)數(shù)據(jù)文件總體進(jìn)行管理,不能讀取或者編輯其內(nèi)部數(shù)據(jù)。。

2.2 接口交換

接口交換主要是通過(guò)構(gòu)建中間數(shù)據(jù)庫(kù)，并在兩個(gè)異構(gòu)系統(tǒng)中創(chuàng)建新的功能模塊即接口，使得兩個(gè)系統(tǒng)同時(shí)能在中間數(shù)據(jù)庫(kù)中讀取和寫入數(shù)據(jù)信息。通過(guò)這種方式可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)異構(gòu)系統(tǒng)中的信息交換和傳遞。由于一個(gè)系統(tǒng)在進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取和寫入的時(shí)候都是在中間數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行的，因此不會(huì)對(duì)另一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)產(chǎn)生影響。

2.3 緊密集成

這種集成方式是比接口交換更為緊密的集成方式。它是兩個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行有機(jī)融合，在一個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行讀取和寫入數(shù)據(jù)的時(shí)候，直接讀取或者寫入到另一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)，是一種全自動(dòng)的雙向?qū)崟r(shí)的信息交換。這種集成方式取決于各應(yīng)用工具系統(tǒng)的開放程度及對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的了解。并且這種集成方式需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行大量的二次開發(fā)。

以中間庫(kù)為基礎(chǔ)的接口交換集成方式是通過(guò)定義一個(gè)對(duì)接雙方需要的表結(jié)構(gòu)放置于中間庫(kù)中，然后對(duì)接雙方不需要直接訪問(wèn)同時(shí)也不需要知道對(duì)方的數(shù)據(jù)庫(kù)，直接從中間庫(kù)表結(jié)構(gòu)中獲取相關(guān)的數(shù)據(jù)信息從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享對(duì)接。

中間庫(kù)特性：

1）快速高效

通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)置的功能，直接通過(guò)數(shù)據(jù)通信，減少數(shù)據(jù)中間轉(zhuǎn)換。

2）數(shù)據(jù)同步和完整性保證

對(duì)接雙方的數(shù)據(jù)將在可接受的時(shí)間間隔內(nèi)進(jìn)行中間庫(kù)數(shù)據(jù)的同步更新，從而保證對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)的 同步和完整性。

3）數(shù)據(jù)安全性保證

經(jīng)過(guò)中間庫(kù)數(shù)據(jù)緩沖，對(duì)接雙方可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行過(guò)濾、分析從而實(shí)現(xiàn)對(duì)共享數(shù)據(jù)的控制。所有進(jìn)入對(duì)接雙方系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，都通過(guò)業(yè)務(wù)規(guī)則的處理，確保數(shù)據(jù)進(jìn)入系統(tǒng)時(shí)都是安全可靠的。

上述特點(diǎn)使中間庫(kù)技術(shù)被廣泛應(yīng)用于企業(yè)信息集成技術(shù)的實(shí)現(xiàn)中。

3 PLM與ERP集成框架與實(shí)現(xiàn)

3.1 PLM與ERP協(xié)同工作模式

PLM系統(tǒng)是現(xiàn)代制造企業(yè)研發(fā)管理的核心，也是產(chǎn)品數(shù)據(jù)的源頭。在PLM系統(tǒng)中產(chǎn)生的大量產(chǎn)品數(shù)據(jù)如BOM（Bill of Material，物料清單）、工藝路線、排產(chǎn)計(jì)劃、物料、ECN（工程變更通知）等都需要傳給ERP系統(tǒng)。因?yàn)橹挥杏辛诉@些基礎(chǔ)數(shù)據(jù),ERP才能完成MRP(Material Requirement Planning物料需求計(jì)劃)。進(jìn)而繼續(xù)完成后續(xù)的資源計(jì)劃和管理。而PLM系統(tǒng)在進(jìn)行設(shè)計(jì)和變更的時(shí)候，需要了解物料的庫(kù)存和實(shí)際的生產(chǎn)數(shù)量等信息，這就需要ERP系統(tǒng)將這些數(shù)據(jù)傳輸?shù)絇LM系統(tǒng)中。因此PLM系統(tǒng)與ERP系統(tǒng)在業(yè)務(wù)層面存著較多的交叉。其協(xié)同工作模式如圖1所示。

圖1 PLM與ERP協(xié)同工作框架圖

3.2 企業(yè)中的應(yīng)用與實(shí)施

3.2.1 集成后的系統(tǒng)界面

在企業(yè)實(shí)施后所集成的系統(tǒng)界面如圖2所示。在文件菜單中添加ERP傳輸功能，并添加子菜單。其中包括物料、工序庫(kù)、工藝路徑、排產(chǎn)計(jì)劃、采購(gòu)申請(qǐng)單和BOM。點(diǎn)擊不同的子菜單功能可以傳遞不同的數(shù)據(jù)到中間庫(kù)。

圖2

3.2.2 集成后數(shù)據(jù)的雙向傳輸

PLM系統(tǒng)管理著產(chǎn)品數(shù)據(jù)的源頭，其在業(yè)務(wù)層面與產(chǎn)品后期管理的供應(yīng)鏈、生產(chǎn)制造、售后服務(wù)業(yè)務(wù)存在一定程度的信息交互，因此在系統(tǒng)層面PLM和ERP系統(tǒng)需建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)傳輸接口，及時(shí)有效的把信息數(shù)據(jù)完整的傳遞給ERP系統(tǒng)，滿足數(shù)據(jù)無(wú)縫交互的需要。

通過(guò)對(duì)現(xiàn)有的一般企業(yè)業(yè)務(wù)進(jìn)行分析，PLM和ERP之間的傳輸?shù)闹饕獢?shù)據(jù)有9類，分別為：物料庫(kù)存、物料信息、工藝路徑、工序庫(kù)、排產(chǎn)計(jì)劃、ECN變更、制造BOM、采購(gòu)申請(qǐng)、工單號(hào)-BOM號(hào)。以上的這幾種傳輸數(shù)據(jù)已經(jīng)基本滿足現(xiàn)代企業(yè)信息集成的要求。其集成模式采用中間表的方式進(jìn)行傳輸，但具體數(shù)據(jù)傳輸流向有兩種：從PLM傳至ERP系統(tǒng)的接口有7類，從ERP傳向PLM的接口有2類。其接口傳輸?shù)目刂品绞娇梢允褂米詣?dòng)或手動(dòng)開關(guān)處理。數(shù)據(jù)傳輸示意圖3如下。

3.2.3 集成后數(shù)據(jù)傳輸?shù)膬?nèi)容

該實(shí)例中通過(guò)建立基于中間庫(kù)的接口集成方式實(shí)現(xiàn)PLM系統(tǒng)與ERP系統(tǒng)據(jù)集成。具體的集成模型有以下幾部分組成：

1）采用接口程序并建立中間庫(kù)表結(jié)構(gòu)，將PLM系統(tǒng)的物料、制造B0M、工藝數(shù)據(jù)、工序庫(kù)、ECN變更等數(shù)據(jù)通過(guò)接口程序傳遞給ERP系統(tǒng)。

2）在物料、制造B0M、服務(wù)BOM、工藝數(shù)據(jù)、工序庫(kù)、ECN變更等數(shù)據(jù)發(fā)生變化（新建、修改、刪除）時(shí)，采用全量的方式，由PLM系統(tǒng)完成產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和工藝數(shù)據(jù)的比較，傳遞給ERP系統(tǒng)。

3）采用接口程序并建立中間庫(kù)表結(jié)構(gòu)，由ERP系統(tǒng)把庫(kù)存信息、排產(chǎn)計(jì)劃、BOM號(hào)等數(shù)據(jù)傳遞給PLM系統(tǒng)。由PLM系統(tǒng)維護(hù)材料庫(kù)存、設(shè)備和工裝狀況等數(shù)據(jù)，傳遞給ERP系統(tǒng)。

圖3 PLM系統(tǒng)與ERP系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸模型

實(shí)踐證明通過(guò)SIPM/PLM與ERP的系統(tǒng)集成，實(shí)現(xiàn)了兩者之間有效的數(shù)據(jù)無(wú)縫傳輸。提高了企業(yè)的信息化水平和信息系統(tǒng)的使用效率，大量減少了繁復(fù)的人工數(shù)據(jù)輸入等操作。使得PLM可以對(duì)ERP數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取，方便了設(shè)計(jì)工程師和工藝工程師進(jìn)行產(chǎn)品的研發(fā)和設(shè)計(jì)。同時(shí)PLM系統(tǒng)也為ERP提供經(jīng)過(guò)了結(jié)構(gòu)化流程簽審的有效的BOM等信息，方便ERP后續(xù)工作的展開。

4 結(jié)語(yǔ)

本文首先分析了產(chǎn)品全生命周期管理系統(tǒng)（PLM）和ERP系統(tǒng)在現(xiàn)代制造企業(yè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀，構(gòu)建了PLM系統(tǒng)與ERP系統(tǒng)的協(xié)同工作框架。其次通過(guò)基于中間文件或中間表的集成模式建立了企業(yè)PLM與ERP集成的數(shù)據(jù)傳輸模型。最后列舉了以SIPM/PLM為平臺(tái)的產(chǎn)品全生命周期管理系統(tǒng)與ERP系統(tǒng)的集成實(shí)例。運(yùn)用本文論述的方法建立較為有效的集成平臺(tái)，達(dá)到了預(yù)期效果。

［1］陳永新.PDM在企業(yè)實(shí)施過(guò)程中與CAD集成的探討[J].機(jī)械與電子，2002（5）：8-14.

［2］高奇微，莫欣農(nóng).產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理及其實(shí)施[M].機(jī)械工業(yè)出版社，1998:37－49.

［3］楊坤.基于PLM的企業(yè)CAD/ERP信息集成研究[J].常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2005，12，4（4）.

［4］彭義兵.PDM 與 ERP 集成的 3 種方法[J].中國(guó)制造業(yè)信息化,2003，11.