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飞机制造企业ERP与PDM的集成应用研究 |
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作者： |
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飞机制造是一个全球化合作与竞争并存的行业，中航工业想要融入世界航空产业链，就需要从技术和管理上全面与世界接轨。信息技术和工业技术的融合，使之成为企业重要的生产力要素，信息技术应用的深度和广度，从某些层面代表了一个飞机生产企业的管理水平和技术水平。
ERP软件已成为制造类企业首选的企业级平台，但随着经济的高速发展，产品的生产周期大大压缩，产品的构型呈多样化趋势，多品种小批量生产成为主流模式，这给需要准确基础数据作为支撑的ERP系统带来了严峻的挑战。因此从信息集成的层面，对快速得到满足ERP软件需要的BOM数据的方法进行探讨，找出一条在现代市场环境下更好友挥ERP作用的途径就显得尤为迫切。
1 ERP成为飞机制造企业的主要平台
ERP/MRPⅡ已在飞机制造企业得到广泛的应用，系统早期具有产品主生产计划管理、物料需求计划管理、库存管理、零件配套和物料跟踪管理等基本功能，后扩展到面向成品配套、零件制造、标准件、现场管控等产品全寿命资源管理。CAPP系统是飞机制造企业工艺管理的主平台，系统贯穿于设计、工艺、生产制造和质量控制的全生命周期。CAPP主要管理路线分工、工艺卡和工艺规程编制。ERP以生产计划与管控为核心，负责制造计划的下达和管理，CAPP向ERP提供工艺数据。
随着ERP系统的深入开发和应用，业务部门管理流程与其他系统之间的关联越来越多，数据关系复杂程度不断增加，系统应用逐渐暴露出一些缺陷。在PDM应用并不成熟的情况下，ERP主要从CAPP系统获取数据，应用效果并不理想，主要存在以下问题：
(1)CAPP系统沿用设计部门发放的EBOM加上路线分工形成的分工表进行工艺管理，EBOM加路线分工严格来讲只是一种工程清单EBOM，而ERP需要的是产品真正装机使用的制造物料清单MBOM。
(2)对BOM理解有误，认为BOM就是单纯的物料清单。
(3)BOM管理功能不够系统和完善，图形编辑和浏览功能存在缺陷，没有设计工艺管理、审批等功能。BOM数据审校工作没有严格定义，有可能到了现场制造环节才在ERP系统中发现制造数据与工艺数据的不协调。
(4)CAPP、ERP应用出现的信息孤岛、资源共享和重复利用等问题没有解决。
(5)没有形成完整、开放的体系结构，无法真正实现工艺信息管理的计算机化、信息化、集成化、网络化。
(6)ERP系统操作中与现场工艺指令常常出现数据不一致情况，由于生产数据要经过大量的工艺数据核对和中间表的传递才能使用，因此给工艺人员和生产管理人员带来了繁重的系统维护工作。
(7)工艺、生产信息在系统中经常出现不协调，现场物流与系统管理不一致。因此存在系统、手工两本账，造成重复劳动和惰性管理。
这样的数据管理和流程不能满足ERP系统计划、库存和订单等业务管理，当然更不能满足ERP的深化应用。
2 BOM在ERP系统集成的应用
2.1 CAPP与ERP集成应用管理流程
飞机制造的信息化建设进程中，PDM的应用尚不够成熟，还不能提供满足ERP需要的基础数据，成为企业级信息集成的短板。飞机生产的特点是生产数据和工艺数据紧密相关，为实现生产管理资源分配和调度控制的统一，可以采用CAPP与ERP直接集成的方案。
在PDM系统没有完全应用的情况下，为了实现CAPP与ERP集成，数据流向是：PDM将EBOM传递到CAPP，CAPP将接收的EBOM作为原始数据，通过工艺设计生成制造产品结构树MBOM；然后CAPP将PBOM/MBOM、AO/FO、工艺路线等数据传递到ERP。
这种集成对ERP来说，数据接口仅仅剩下一个CAPP的接口，切断了ERP与PDM的直接联系，因此称ERP的这种直接由CAPP传递产品数据的流程为“逆向产品数据流”。
CAPP与ERP系统集成数据流如图1所示。
图1 CAPP与ERP系统集成数据流
逆向产品数据流的特点是：
(1)省去了将EBOM向MBOM的人工转换，人工转换决定了ERP运行效果一定是困难、低效和错误率高的；
(2)单一数据源，只有CAPP一个数据源，而不是PDM和CAPP两个数据源，数据的一致性得到了保证；
(3)接口简单，通过接口数据库方式进行数据集成，维护工作量小；
(4)发生工程更改时，数据维护简单。
2.2 PDM与ERP集成方式
2.2.1 PDM与ERP集成的必要性
西飞公司作为飞机主制造商，既要承担部件的制造和总装集成，还要组织各制造商共同完成试制任务，为适应主制造商的角色，需要建设支撑产品全生命周期研制的数字化综合性集成环境(PDM)，负责型号研制项目管理、产品工艺规划、生产计划管理、制造过程管理以及供应链管理等。
PDM和ERP是当前关系到企业核心能力的2个重要技术领域平台。PDM能够管理所有与产品有关的信息和与产品相关的过程，它能帮助企业构造一个适合异构计算机运作环境的集成应用平台。ERP则是根据现代管理思想，对企业活动中和制造有关的所有资源及过程（包括产、供、销、人、财、物）进行统一的管理，在目标上充分体现对成本的控制、对质量的控制和对客户服务的管理，着眼于企业制造领域中连续的计算机化管理，主要用于生产制造阶段和后勤管理。虽然PDM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PDM和ERP2个领域，所以对PDM和ERP进行系统集成应用，对于有效缩短产品形成周期、如速产品从设计到制造的转化、促进企业的现代化进程具有非常重要的现实意义。
2.2.2 PDM和ERP系统集成的困难
国内飞机制造企业通常选择WINDCHILL系统作为产品数据管理平台，实现对产品EBOM、PBOM、MBOM和变更等的管理，然而WINDCHILL系统没有AO/FO编制功能，ERP需要的AO/FO数据就需要从CAPP获取，增加了系统集成难度，近两年来国内飞机制造企业将AO/FO编制功能纳入到了WINDCHILL中进行管理，为PDM与ERP系统集成创造了有利条件。
PDM和ERP这2个系统在功能、信息表示和技术实现等方面存在较大差异，各自功能扩展又带来信息和功能上的许多重叠，因此PDM和ERP2个企业级的系统集成成为实现企业信息化的必然。
目前PDM与ERP系统集成存在的主要问题包括：
a.在集成的2个系统之间没有一个统一完备的信息描述，难以做到信息的完全共享。目前很多系统之间的集成仅仅只是通过数据文件来实现系统集成，只能共享有限的信息。
b.难以实现2个系统之间的过程集成。在串行工作环境中，信息流动是单向的，设计、制造过程中的信息不需要交流和反馈，而并行工程要求产品开发设计人员从一开始就考虑产品整个生命周期中的所有因素，包括质量、成本、进度计划和用户，PDM和ERP的分别实施使设计和制造过程缺乏必要与及时的信息反馈。
c.系统集成之间信息的控制问题，即由谁来产生数据以及控制共同拥有的信息。
d.组织障碍，使用PDM和ERP系统的部门之间较难接受对方的思想，人为因素阻碍了系统之间的集成，这也是一个不容忽视的方面。
集成PDM和ERP系统无疑是满足企业对产品信息管理、过程管理和生产经营管理需求的最佳解决方案。但在系统集成过程中，针对系统应该如何连接，以及在什么部门应该控制什么信息等问题上难以达成一致，这不是技术问题，而是企业内管理和文化问题。
2.2.3 PDM和ERP系统集成的关键
产品结构是PDM与ERP系统的核心，由于他们的侧重点不同，产品结构在2个系统之间的表现形式也不一样。PDM的产品结构主要面向产品干什么以及怎样配置产品，而在ERP系统中，对加工、装配、采购等阶段产品结构的配置又各有不同。建立产品结构或BOM的应用视图，即在不同阶段的表达方式和信息结构是实现两者集成的关键技术。
2.2.4 PDM与ERP集成信息内容
PDM与ERP系统间共享的信息有很多，主要包括产品结构、零组件、工艺信息、原材料、设备、工装、组织结构等，这些信息可以归纳为物料信息、产品的层次结构类信息、资源信息。
物料信息是集成信息中的基础信息，主要包括零组件、产品、原材料等信息，是对物料基本属性内容的描述；产品的层次结构类信息是以层次结构进行存储的信息，包括产品结构、工艺过程结构等，层次结构类的制造信息是PDM与ERP系统实际运作中密切相关的肉容，其表现形式通常为MBOM；资源信息包括组织结构信息及制造资源信息，组织结构信息中包含企业的部门结构与人员信息，制造资源信息包括设备、工装信息，用于具体的生产制造。
2.2.5 PDM与ERP集成方法
采用中间数据库集成方法实现PDM与ERP数据集成。PDM将ERP系统所需的基础物料数据、BOM、工艺路线、AO/FO等数据存储到中间库数据表，然后通过约定的方式通知ERP，由ERP到中间库读取数据。
PDM与ERP系统集成数据流如图2所示。
图2 PDM与ERP系统集成数据流
3 结束语
PDM和ERP系统，既是信息化应用系统，更是一种企业管理的思想。它们相互交叉渗透，但不相互包容，只有将2个系统集成到一起，才能充分地发挥二者的作用。PDM和ERP系统集成执行的好坏，与基础数据的准确输入和采集有很大关系，必须采用各种手段，规范物料编码，保证系统数据的完整性、准确性，这样才能发挥ERP管理信息系统的真实功效。
PDM和ERP系统集成的实施必须充分分析生产实际和管理现状，把握各个系统业务流程和改进方向，也就是不应该仅仅以现成的开发模块为限制管理的依据，而应该在本身业务分析、重组和改进的基础上不断完善系统的开发和应用，才能设计出适应产品生命周期管理的解决方案，发挥资源系统的管理效益。(end)
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(4/1/2012) |
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