淺談PDM與MES系統(tǒng)集成

張禮武

一、引言

為了適應(yīng)國內(nèi)外日益變化的市場環(huán)境，國家提出了“中國制造2025'這一宏大計劃，旨在全面提升中國制造業(yè)發(fā)展質(zhì)量和水平，促進(jìn)兩化（工業(yè)化和信息化）融合提升一個新的高度。因此現(xiàn)在“智能制造”已經(jīng)成了一個非常熱門的話題，而MES系統(tǒng)也在制造行業(yè)變得炙手可熱。

然而企業(yè)信息化建設(shè)需要整體規(guī)劃，不能一蹴而就，更不能是簡單的跟風(fēng)。企業(yè)整體的信息化平臺將會由多個系統(tǒng)組成，ERP系統(tǒng)、PDM系統(tǒng)及MES系統(tǒng)等都是信息化平臺重要組成部分，企業(yè)每上一個系統(tǒng)都是一次管理上的變革，每一次變革都需要必要的條件。您或者說您的企業(yè)是否已經(jīng)準(zhǔn)備好。

二、系統(tǒng)簡介

本文將談到企業(yè)的兩大信息化系統(tǒng)：PDM與MES，因此我們需要對這兩個系統(tǒng)的概念有初步的認(rèn)識。

PDM系統(tǒng)即產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（Product Data Manager），業(yè)界著名的PDM咨詢服務(wù)商CiMdata公司已經(jīng)做出了權(quán)威的解釋：PDM是幫助工程師和其他人員管理產(chǎn)品數(shù)據(jù)和產(chǎn)品研發(fā)過程的工具。PDM系統(tǒng)確保跟蹤那些設(shè)計、制造所需的大量數(shù)據(jù)和信息，并由此支持和維護(hù)產(chǎn)品。簡而言之，PDM系統(tǒng)管理了企業(yè)產(chǎn)品的所有信息，包括產(chǎn)品文檔、產(chǎn)品圖紙、數(shù)字化模型、結(jié)構(gòu)化產(chǎn)品數(shù)據(jù)及工藝數(shù)據(jù)等，同時也管理了這些數(shù)據(jù)產(chǎn)生的過程（工作流程、變更流程）。所以說PDM從企業(yè)產(chǎn)品數(shù)據(jù)的源頭開始管理了產(chǎn)品的全生命周期數(shù)據(jù)信息。

MES是Manufacturing Execution System的縮寫，即制造執(zhí)行系統(tǒng)，是一套面向制造企業(yè)車間執(zhí)行層的生產(chǎn)信息化管理系統(tǒng)。MES包含的模塊眾多，如制造數(shù)據(jù)管理、計劃排程管理、生產(chǎn)調(diào)度管理、庫存管理、質(zhì)量管理、人力資源管理、工作中心/設(shè)備管理、工具工裝管理、采購管理、成本管理、項目看板管理、生產(chǎn)過程控制、底層數(shù)據(jù)集成分析以及上層數(shù)據(jù)集成分解等，但其核心還是執(zhí)行生產(chǎn)計劃及車間調(diào)度管理，是實現(xiàn)精細(xì)化管理的有效手段。

三、集成的必要性

因此，可以說PDM管理整個企業(yè)的設(shè)計數(shù)據(jù)及過程，而MES系統(tǒng)負(fù)責(zé)執(zhí)行生產(chǎn)現(xiàn)場的作業(yè)，包括管理作業(yè)的人和設(shè)備。要將研發(fā)的設(shè)計數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)樯a(chǎn)制造的具體執(zhí)行計劃，MES系統(tǒng)如何更好地接收設(shè)計數(shù)據(jù)，這是至關(guān)重要的。

為了提高產(chǎn)品設(shè)計到生產(chǎn)過程中的效率和準(zhǔn)確性，MES系統(tǒng)必須能夠直接從PDM系統(tǒng)獲取到生產(chǎn)所需的各種設(shè)計數(shù)據(jù)，如產(chǎn)品的加工圖紙、產(chǎn)品的工藝信息，乃至制造過程中每道工序的作業(yè)指導(dǎo)文件等。

在生產(chǎn)過程中，MES系統(tǒng)同樣也能夠根據(jù)生產(chǎn)情況，收集生產(chǎn)現(xiàn)場的各種數(shù)據(jù)，為后期產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝、產(chǎn)品裝配指導(dǎo)等進(jìn)行優(yōu)化，能夠及時將這些數(shù)據(jù)反饋給設(shè)計部門。設(shè)計部門在PDM系統(tǒng)中進(jìn)行改型、設(shè)計變更。MES系統(tǒng)又能夠第一時間獲取到變更后的準(zhǔn)確的設(shè)計數(shù)據(jù)，從而指導(dǎo)生產(chǎn)。因此PDM系統(tǒng)與MES系統(tǒng)是相輔相成的，但需要兩個系統(tǒng)的全面集成來體現(xiàn)。

四、案例分析

接下來我們將以一個真實的客戶案例來分析一下PDM系統(tǒng)與MES系統(tǒng)是如何集成的。

1.企業(yè)背景介紹

這是一家集研發(fā)、生產(chǎn)、銷售和服務(wù)于一體的大型現(xiàn)代家居企業(yè)，自主研發(fā)和生產(chǎn)的產(chǎn)品以板式家具為主。企業(yè)長期以來都非常重視整體信息化建設(shè)，早在2008年就采用了SAP ERP的解決方案，后又采用SOLIDWORKS CAD/CAE/PDM的整體解決方案，建立了基于三維的數(shù)字化研發(fā)管理平臺，以解決各信息化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源頭問題。在MES方面，企業(yè)也做了非常多的研究和探索，目前在制造環(huán)節(jié)已得到了廣泛的應(yīng)用。

2.企業(yè)PDM系統(tǒng)應(yīng)用

企業(yè)通過SOLIDWORKS PDM將整個產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計過程產(chǎn)生的設(shè)計數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理起來。

研發(fā)部門將產(chǎn)品外觀設(shè)計好后，經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化審核后，交由結(jié)構(gòu)設(shè)計部門進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計及基本工藝編制，通過SOLIDWORKS進(jìn)行三維設(shè)計，形成產(chǎn)品三維模型，并制作零部件的工程圖紙。最終形成產(chǎn)品的材料明細(xì)表、總裝模型、加工圖紙及零部件工藝卡等。再交由包裝設(shè)計人員進(jìn)行分包設(shè)計，形成分包模型、包裝BOM、五金包圖紙和填充物明細(xì)表等設(shè)計數(shù)據(jù)。最后交由數(shù)據(jù)定額人員，制作最終的產(chǎn)品BOM以及編制工藝定額。

在SOLIDWORKS PDM中，建立規(guī)范的文檔管理結(jié)構(gòu)，按照企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)一規(guī)范的將所有設(shè)計數(shù)據(jù)進(jìn)行集中分類存儲，方便其他信息系統(tǒng)將來調(diào)用這些數(shù)據(jù)。

通過PDM的工藝模塊，設(shè)計人員對每一個部件都要進(jìn)行工藝編制，將工藝信息存儲在PDM的數(shù)據(jù)庫中。

3.MES系統(tǒng)調(diào)用PDM數(shù)據(jù)

PDM系統(tǒng)將設(shè)計數(shù)據(jù)規(guī)范地管理在統(tǒng)一的電子倉庫中，其他信息系統(tǒng)可根據(jù)需求方便地調(diào)用PDM系統(tǒng)中的各種文件。

對于MES系統(tǒng)來說，需要執(zhí)行SAP系統(tǒng)下發(fā)的生產(chǎn)工單。在這些生產(chǎn)工單中會包含有需要加工零部件的部件號碼，加工工序等信息。MES系統(tǒng)需要調(diào)用零部件的加工圖紙、工序的作業(yè)指導(dǎo)書等信息傳遞到終端顯示的工位機(jī)上，以指導(dǎo)現(xiàn)場工人進(jìn)行加工制造。MES系統(tǒng)通過PDM接口對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問。

SOLIDWORKS PDM具有開放的API接口，通過工單上的部件號碼信息，能夠在PDM中快速搜索到對應(yīng)的工程圖，并把工程圖加載到服務(wù)器的本地視圖內(nèi)，工位機(jī)的MES客戶端通過URL地址就能夠加載工程圖，現(xiàn)場工人就可以看到此圖紙。

工藝屬性卡與對應(yīng)工序的作業(yè)指導(dǎo)書都已記錄在PDM的數(shù)據(jù)庫中。MES可以直接查詢PDM數(shù)據(jù)庫中對應(yīng)的數(shù)據(jù)表，然后加載到MES客戶端上。

五、結(jié)語

隨著市場環(huán)境和信息化技術(shù)的不斷發(fā)展，企業(yè)對MES系統(tǒng)的需求將會越來越明顯，也將會有越來越多的企業(yè)選擇MES系統(tǒng)。然而，不管是ERP，還是MES系統(tǒng)，要更好地實現(xiàn)它們的價值，必須要為其提供準(zhǔn)確、完整、唯一且實時的產(chǎn)品數(shù)據(jù)。因此企業(yè)必須先通過PDM系統(tǒng)將生產(chǎn)所需的源頭設(shè)計數(shù)據(jù)規(guī)范的管理起來，然后通過系統(tǒng)集成的方式，向MES系統(tǒng)自動傳遞準(zhǔn)確規(guī)范的數(shù)據(jù)，才能保障MES發(fā)揮出更大的作用。endprint