PDM与ERP的数据集成方案应用研究 - 文章

PDM与ERP的数据集成方案应用研究

作者：马兆彬夏芳臣涂海宁张宗阳

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1 PDM与ERP集成的必要性

产品数据管理PDM(Product Data Management)系统和企业资源计划ERP(Enterprise Resource Planning)系统是当前众多先进制造技术中涉及企业管理领域的2个重要技术系统。它们在管理重点上有所不同，但实际上是同一产品生命周期中所涉及到的2个不同领域。为了更好的加快产品从设计领域到制造领域的转化，从根本上促进企业的现代化进程，对PDM系统与ERP系统的集成研究就显得更加重要。只有PDM与ERP系统之间有效地集成才能够使设计和制造部门之间快速、精确地传送信息，加速工作流程，促使整个企业各部门之间协调工作，才能保持企业的竞争力，给企业带来巨大的经济效益。

PDM与ERP分别在不同时间处理不同的任务，但又相互关联，成为整体，加之PDM与ERP系统在信息和功能上有许多重叠，所以企业都将集成PDM与ERP视为实现企业信息化的必然。然而现阶段PDM与ERP是被分而治之的，造成企业信息交换困难，也使协同设计与后续协同制造之间出现了信息传递的不一致性。首先，ERP系统所需的产品数据不能从PDM系统中自动获得，而必须用手工重新录入；其次，由于PDM系统无法对生产制造过程中数据的频繁更改进行跟踪和反馈，故不能保证系统间数据的_致性和完整性；第三。由于企业各部门的数据往往要重复使用，一个错误的数据将会造成一条错误链，致使数据混乱，很难修改，待发现时已造成很大损失。因此，PDM与ERP的集成有利于信息在工程和制造部门间快速、准确的传送，有利于加速工作流程，促使各部门协调工作，以保持企业的竞争力。

2 PDM-ERP系统集成应用背景

产品结构是PDM系统和ERP系统的核心，但由于PDM系统主要应用于设计状态，而ERP系统主要应用于计划状态，这就导致了同样根据产品结构，PDM系统生成的是设计视图，而ERP系统产生的是规划视图。设计视图强调的是产品的功能和如何进行配置，规划视图则主要强调对生产信息的管理和制造过程。因此，PDM与ERP系统的信息交汇处是产品的材料清单BOM。

在产品的整个生命周期中，主要存在3种不同形式的BOM：设计类物料清单(EBOM)、工艺类物料清单(PBOM)和制造类物料清单(MBOM)。BOM信息贯穿于企业生产的设计、工艺、采购、生产等整个生产活动的始终。企业各个业务部门都要依据统一的BOM格式组织数据并进行工作。BOM是接受客户定单、确定装配需要的可选件、计算累计提前期、编制生产与采购计划、配套领料、跟踪物流及生产过程、追溯任务来源、计算成本、投标报价、改进产品的标准化、系列化、通用化等工作都需要参照的重要文件。

PDM、CAPP和ERP系统的有效集成可使BOM信息贯穿于整个产品生命周期过程，实现系统间有效地共享数据，减少系统中数据的重复录入及数据冗余，保证各系统数据的一致性。要实现PDM和ERP系统的数据必须做到以下2方面：(1)实现基础数据的共享和更新；(2)实现EBOM(设计BOM)到MBOM(制造BOM)的数据转换。

3 PDM和ERP集成方案应用

3.1 采用中间数据库(交换文件)形式实现PDM和ERP的数据集成

该方案的实现需要ERP厂商和PDM厂商共同约定中间数据库(文件格式)等的标准，双方需要按照该标准共同完成接口的实现，其原理见图1。

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图1. PDM和ERP的集成原理图

实现方法为：ERP系统所需要的物料、BOM、工艺路线由PDM/CAPP存储到中间库数据表，然后通过约定的方式通知ERP，由ERP到中间库数据表读取数据。

PDM/CAPP系统所需物料数据和基础数据、动态数据由ERP系统的开放表或视图通过数据映射由PDM/CAPP直接读取。具体实现过程见图2。具体过程解释如下：

(1)由ERP系统开放基础数据表及部分视图，利用PDM系统的基础数据映射进行基础数据映射。映射工具由PDM方提供，实现对ERP系统的某些档案进行全部映射或部分映射的功能，映射只实现对于ERP基础档案数据的读取，禁止直接修改ERP基础档案。对于标准件类的存货档案及标准件类的物料清单，可以在ERP系统中录入。通过映射功能由PDM系统使用。

(2)-(6)静态数据来源于PDM系统，由PDM系统组织要导出的数据，检查必填项目，补充缺失项目，然后传递至中间表，传递成功后调用ERP-PDM接口发送消息通知ERP-PDM数据操作员。由ERP系统负责人接收PDM数据，补充部分资料，校验数据合法性，导入ERP系统。

(7)-(10)动态数据来源于ERP系统，向PDM系统传递销售订单、库存量、在制品量、工时、材料耗用等动态数据。由ERP系统组织要导出的数据，然后将数据传递至中间表，传递成功后调用PDM系统的接口通知负责人。由PDM系统负责人接收ERP数据，校验数据合法性，导入PDM系统。其中部分信息也可以采用映射档案的方式。直接由ERP系统取数。

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图2. ERP与PDM数据集成过程图

为了保证数据传递的正确性，接口提供异步方式和同步方式进行数据导入。异步方式实质上加入人工干预过程，进行数据正确性的校验，同时调整由于不同系统模型而产生的数据差异。2种数据导入方式流程图分别如图3和图4所示。

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图3. 异步方式导人数据流程图

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图4. 同步方式导人数据流程图

3.2 采用中间软件(BoM工具)形式实现PDM和ERP的数据集成

采用中间数据库方式导人数据，正常的转换流程是设计BOM需要经过工艺性查审、工艺路线分工、材料定额编制、工艺BOM调整等才能转换为ERP所需的物料清单。该过程需要不同人员参与才能完成。EBOM与MBOM的接口图见图5。

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图5. EBOM与MBOM之间的接口图

现在普遍流行的ERP使用的BOM分类为4种类型：标准BOM、模型BOM、计划BOM、选项BOM。其中模型、计划、选项3种类型的BOM在PDM和CAPP系统中无法实现。当前的ERP产品在BOM中使用的物资(零件/原材料)一般分为4种状态：领用状态、虚拟件状态、人库倒冲状态、工序倒冲状态。在计划BOM中需要对子件进行数量上的配比。有时需要进行成本计算，所以需要BOM中配置子件的BOM成本相关信息。如果ERP产品对于BOM的维护模块功能非常有限，对于制造企业多BOM结构，多版本的维护是影响整个实施进度的瓶颈。此时可以考虑采用中间软件(BOM工具)形式实现PDM和ERP的数据集成。该种PDM与ERP集成方案的原理见图6。

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图6. PDM与ERP的集成原理图

在ERP平台基础上，将MBOM维护工具脱离出来，增强MBOM的功能模块，提高维护的可操作性，同时专门定制和PDM/CAPP集成的工具。BOM管理工具负责BOM结构信息维护、工艺路线信息维护、BOM结构调整、BOM快速导入、供应商信息维护、工序资料维护、制造资源维护、工时定额资料维护，项目管理维护等功能。另外提供专业BOM集成工具和PDM/CAPP/MES等信息系统集成。BOM管理T具的系统架构见图7。

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图7. BOM工具的系统架构图

为了实现PDM中EBOM到CAPP中PBOM(工艺BOM)的数据转换，专门在CAPP系统平台基础上开发BOM管理工具，实现EBOM到PBOM的数据集成。在BOM管理工具中实现BOM的快速生成、BOM比较、BOM的导入。大量减少BOM维护的工作量。

3.3 2种集成方案的优缺点

采用中间数据库导人数据的方式需要不同的人员去参与完成，所有的工作仅通过接口来实现，对于一些数据较为单一、产品比较固定的企业来说较为适合采用此种方式导人数据。如果数据量比较庞大、数据较为复杂时，仅通过接口来实现显然不够严密，如果在接口中加人过多的约束，会导致系统操作过于复杂，降低软件的严整性。

采用BOM工具实现PDM与ERP的集成，降低ERP系统中MBOM数据维护的复杂性，提高ERP系统实施效率，降低实施风险。但其相对的软件成本就会提高，对工作人员的要求较高，要根据具体的企业实际情况去开发BOM管理工具。

如有必要还可以2种方案综合应用。因此，采用何种方式实现PDM与ERP的集成，要根据企业的实际需求及企业现状来选择。

4 总结

通过对现行ERP系统数据模型的研究，在ERP系统平台之上开发BOM管理工具是完全可行的。BOM作为PDM/CAPP/ERP系统集成的核心，可以利用中间数据库导入数据、中间管理工具导入数据和2种方式相结合等实现系统之间的集成。同时可以降低ERP系统中MBOM数据维护的复杂性，提高ERP系统与PDM系统的实施效率，降低实施的风险。

参考文献
1 吕平，陈蔚芳．PDM与ERP的集成技术与应用．航空制造技术，2006(6)
2 刘均．唐承统．基于COM+的PDM与ERP集成．现代制造工程，2003(3)
3 杜洁。关忠良．制造企业提升竞争力的途径探究——PDM与ERP的集成．北方交通大学学报(社会科学版)，2003(2)
4 邹胜．PDM在企业信息化建设中的应用和实施．起重运输机械，2005(6)
5 路春光，孟丽丽．PDM应用实施及与CAD、ERP的集成．工程图学学报，2007(1)(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (7/24/2009)


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