环保装企业PDM与ERP系统集成

【导读】
从英文词汇上理解,PDM是Product Data Management的缩写,即产品数据管理。CIMdata曾这样定义PDM:“这是一种帮助工程师和其他人员管理产品数据和进行产品研发的工具。PDM系统确保跟踪设计
2.1与PDM有关的基本理论
2.1.1PDM的概念单
  从英文词汇上理解,PDM是Product Data Management的缩写,即产品数据管理。CIMdata曾这样定义PDM:“这是一种帮助工程师和其他人员管理产品数据和进行产品研发的工具。PDM系统确保跟踪设计、制造所需的大量数据和信息,并由此支持和维护产品”。根据以上定义,我们可以理解为两层含义:

 
  一、基于产品角度,PDM系统帮助企业产品提高设计水平,完善产品结构,跟踪产品进展,并迅速地找出存档数据和与之相关的产品信息。

  二、基于过程角度,PDM系统全面统筹、协调设计、审查优化工作流以及产品发布等产品生命周期内的过程事件。PDM把产品信息和产品相关过程有机结合,包括了产品生命周期的各个方面,它能让有关用户及时应用全部的最新数据,产品数据管理涵盖了产品相关的全部信息。PDM是依靠信息技术通过帮助企业技术人员、工程人员以及其他相关人员管理数据,支持根据产品研发生产来实现企业最优化管理的有效方法。
 
2.1.2PDM系统的体系结构与功能

  1.PDM系统的体系结构可以分解为以下四个层次的内容:
  第一层是支持层。PDM系统目前通用的支持平台是商业化的关系型数据库。关系型数据库为制造业企业进行数据管理提供最基本的功能如存、取、删、改、查等。
 
  第二层是面向对象层。商用关系型数据库存在管理事务性数据无法体现产品数据动态变化问题。在PDM系统中,采用若干个二维关系表格来描述产品数据的动态变化。PDM系统将其管理的动态变化数据的功能转换成几个,甚至几百个二维关系型表格,采用一个二维表记录产品的全部图纸目录时不能体现每一个图纸的变化历程,再用一个二维表专门记录设计图纸的版本变化过程。这样用多张表描述产品设计图纸的更改流程来满足产品对象管理的需求。

  第三层是功能层。在面向对象层提供了描述产品数据动态变化的数学模型后,根据PDM系统的管理目标,在PDM系统中建立相应的功能模块。一类是基本功能模块如文档管理、产品配置管理、工作流程管理、零件分类和检索及项目管理等;另一类是系统管理模块,包括系统管理和工作环境。系统管理针对系统管理员,进行维护系统保障数据安全与正常运行。工作环境侧重各类不同的用户,保障各类用户都能正常、安全、可靠使用PDM系统,总之,既要方便、快捷,又要安全、可靠。
 
  第四层是用户层,包括开发工具层和界面层。不同企业经营目标不同,对人机界面要求也不同,因此要保证不同的用户在任何计算机上操作PDM系统都要提供友好的人机交互界面。在PDM系统中,除了标准的、不同硬件平台上的人机界面外,还提供开发用户化的人机界面工具,来满足各类用户的特殊要求。整个PDM系统和相应的关系型数据库(如Oracle)都建立在计算机的操作系统和网络系统的平台上,还有各式各样的应用软件,如CAD、CAPP、CAM、CAE、CAT、文字处理、表格生成、图象显示和音像转换等等。这样一来,在计算机硬件平台上构成了一个大型信息管理系统,PDM将有效地对各类信息进行合理、正确和安全的管理。
 
  2.PDM系统的主要功能
  PDM产品数据管理系统是从功能上集成并管理与产品相关信息、过程以及人与组织的软件。PDM强调全局信息共享,扩展了产品开发建模的概念,包括资源(包含人力资源)配置、研发制造、计划统筹、采购销售、市场扩展等不同方面。PDM为企业各个部门的人员营造了一个虚拟的协同工作环境,使企业各人员在同一产品模型上一起工作。因此PDM的功能远比CAD和工程技术群体的文件管理器的功能强大,PDM是所有信息的载体,并对信息在企业集成的产品开发过程中创建、管理和分发。
 
  根据PDM的自身结构和PDM在企业的实际应用情况划分,它的主要功能有:
  (1)产品项目管理和生产项目管理。
  (2)企业级工作流程管理。
  (3)产品设计文档管理及检索。
  (4)产品配置与变更管理。
  (5)开放式企业编码体系。
  (6)与网络和数据库的接口。
  (7)数据存储、用户功能和应用功能。
 
2.2与ERP有关的基本理论
2.2.1ERP的概念
  单从英文词汇上理解,ERP是Enterprise Resource Planning的缩写,即企业资源计划。它是以信息技术为依托,为企业领导及员工提供决策运行手段的管理平台。ERP系统集信息技术与先进的管理思想于一身,是整合了企业管理理念、业务流程、基础数据、人力物力、计算机硬件和软件于一体的企业资源管理系统。它是检验企业是否为现代化企业的标准之一,它反映了企业合理调配资源的程度,从而成为企业在信息时代生存、发展的基石。
 
2.2.2ERP系统的体系结构与功能

  1.ERP系统的体系结构
  ERP系统的问题领域是现实世界的企业系统,实现的手段是计算机信息技术、软件系统,最终表现的是一个企业管理和软件系统的综合体。因此研究ERP系统的体系结构应该综合企业管理和软件系统这两种对象的不同方面,在体系结构层的几种结构基础上,从五大视图来分析:组织视图、功能视图、信息视图、资源视图、技术视图。
 
  之所以关注这几个方面,是因为ERP系统体系结构最终要构建一个集成的管理信息系统,首先应该考虑目标问题领域的结构,即组织方面的问题;系统最终是要完成一定的功能,因此需要描述ERP系统的功能结构;信息系统的构建最终要落在数据信息结构的构建上,因此需要信息视图;ERP系统是对一个企业的资源进行规划和合理配置、管理的系统,因此需要考虑资源这一对象,对其进行建模分析;技术视图考虑的是现实问题领域、系统分析设计及最终软件实现方面所涉及的各种技术体系要求等。图2-1是ERP系统的结构框架图。
 
图2-1ERP系统的结构框架图
 
  2.ERP系统的主要功能
  从图2-1中可以知道,ERP由于其结构上的特点会使得每个企业部署的ERP系统都有各不相同的功能和结构。但是通常来说,ERP的功能经常从两个方面来讨论,即ERP的基本功能和扩展功能。ERP的基本功能是强调将企业内部所有生产经营活动加以整合,形成资源流,是所有ERP软件都具备的功能。
 
  扩展功能除了考虑企业内部生产经营活动,还有企业的经营活动的相关者。比如,与厂商信息系统进行整合的是供应链管理(Supply Chain Management简称SCM)方面的功能,对顾客信息整合是属于顾客关系管理(Customer Relationship Management简称CRM)和销售自动化(Sales Force Automation简称SFA)方面的功能,以及新兴的电子商务(E-commerce)功能。所以说ERP的功能分为基本功能、扩展功能两方面。
 
  目前市场上已经商业化的ERP软件的基本功能十分相似,大体上可以划分为五个基本功能。
  1物料管理。协助企业有效地控制管理材物料,降低企业存货成本。包括采购管理、库存流程管理、仓储流程管理、发票验证、库存控制、采购信息系统等等。

  2生产规划系统。保障企业产量最大化,同时兼顾生产弹性。包括制定生产计划、物料需求计划、生产制造计划、相关成本计划、生产过程信息系统。

  3财务会计系统。为企业利益相关者提供详尽准确的财务信息。包括成本管理、利润分析、应收应付帐款管理、固定资产管理、一般流水帐、特殊流水帐、总公司汇总帐等等。

  4销售、分销系统。灵活掌握市场信息,协助企业对顾客需求快速反应。包括销售管理、订单管理、物流管理、票据管理、业务信息系统管理等。

  5企业情报管理系统。为企业管理者提供更多决策信息。包括决策支持系统、企业计划与预算系统、利润中心会计系统。
 
  除这五个基本功能外,有的软件也提供了其它基本模块来加强企业整合信息资源的能力,如SAP,提供了13个基本功能模块等。
 
  相对于基本功能,ERP最重要的四个扩展功能块是:供应链管理、顾客关系管理、销售自动化以及电子商务。
  1供应链管理(SCM)。供应链管理是从供应商到顾客中间的物流、信息流、资金流、程序流进行合理整合化、实时化、扁平化的系统。SCM系统可细分为:供应链规划执行系统、运送管理系统、仓储管理系统。

  2顾客关系管理(CRM)及销售自动化(SFA),这两者都是用来管理与顾客有关的活动。其中销售自动化系统(SFA)能让企业销售人员收集到顾客的详细数据;而顾客关系管理系统(CRM)能从企业已有的数据中挖掘关键的信息,划分管理现有顾客和潜在顾客。CRM及SFA给企业提供以客户为中心的服务及客户目标营销的理念,建立企业与顾客间的良好关系、带来更好的销售机会。

  3电子商务(E-commerce)。目前对于电子商务的定义存在分歧。电子商务(EC)一般指具有共享企业信息、维护企业间关系,及产生企业交易行为等三大功能的远程通讯网络系统。
 
  目前ERP软件供应商提供的电子商务应用方案主要有三种:一是SCM功能模块,让企业根据供应链信息去自动订货的模块,推动企业之间的商务活动;二是CRM功能模块,如:让企业设置、经营网络商店的模块,推动企业与个人间的电子商务;三是提供中介软件来协助企业整合企业与其他企业的顾客信息,使其达到内外信息全面整合的境界。在上述延伸功能中,SCM发展最早,最成熟。CRM、EC都尚在初始阶段,有待ERP供应商投入更多心力去研究。
 
2.3PDM与ERP的区别与联系
2.3.1PDM与ERP的区别
  PDM系统出现于20世纪80年代,PDM的主要作用是管理和维护CAD软件设计出的“电子图纸”。ERP系统是在产品设计目标确定后,强调使企业生产活动中的重要任务进行自动化的处理,这些任务主要与企业生产时的材料管理、人力资源管理和设备管理紧紧相连。
 
  PDM与ERP系统最关键的结合点是物料清单(BOM)和产品结构(Product Structure)。但即使在这一点,这两种技术的出发角度也不一样,PDM系统通过用与之相关的工程数据来描述产品是什么;而ERP系统更侧重描述产品怎样在不同车间内生产以及怎样将它们装配起来。
 
  从系统的应用上看,PDM与ERP之间的差异主要表现为:首先,PDM能够捕获和共享任何形式的产品相关数据。该功能贯穿于整个企业之中,从产品设计生命周期的早期阶段就开始发挥作用,而这种关键能力在ERP系统中却并不能得到充分地展示。
 
  其次,PDM系统通常提供应用程序界面(API)开发工具箱,以便能为多种设计、制造、分析软件建立应用接口,所以可以满足对特定软件设计工具的特定数据实施管理的要求,而现有的ERP系统却不易进行用户化。PDM系统能够将数据存储在“电子数据仓库”中,根据需要授权用户访问使用,但是ERP系统不能。
 
  第三,ERP系统一旦更改,通过了设计过程,制造计划安排过程就将在ERP系统中重新运行以决定在需求、存货清单、资源可利用性、部件替代等方面需进行的更改,而PDM系统在更改控制和审批过程方面则是从完全不同的角度出发。PDM的更改控制功能可以跟踪更改处理全过程。
 
  第四,配置管理在产品结构领域和产品配置管理中,ERP系统因为面向生产计划,所以是按生产计划的视图管理产品配置,PDM系统则会考虑多个设计方案,对配置管理的要求从产品计划阶段的早期开始。
 
2.3.2PDM与ERP的联系
  PDM系统和ERP系统虽然存在着以上不同程度的区别,但现代企业的生产经营活动是一个结合了资金流、物流和信息流的动态系统,企业生产的产品生命周期也涉及PDM和ERP两个领域。所以整体来看企业在实施PDM和ERP的过程中有以下几个方面的联系:
 
  1.管理目标的一致性。PDM和ERP在企业的管理目标上高度一致。虽然管理的业务存在区别,但PDM和ERP管理目标都是希望通过科学的调度和控制,减少企业生产中失误率和返工率,以尽可能短的时间,用最为经济的手段通过最少的资源耗费,保证产品的最早上市。
 
  2.过程的连续性。企业的产品设计过程,是按照从整体到局部逐步细化的路线开展,而生产制造等过程是按从局部到整体的制造、装配过程来进行,而企业的最终产品正是这两个从不同路线和领域开展的过程相连接后的结果。
 
  3.处理的业务之间有因果关系。生产、制造等环节采用的产品、零部件和产品结构,是企业设计部门创造出来的产品、零部件及产品结构及其状态的表现形式。
 
  4.过程的支持有先天的联系。例如设计部门设计出来的产品,既是设计研发的产物,也是后续生产过程开展的活动目标和对象。
 
2.4与BOM有关的基本理论
2.4.1BOM的概念
  BOM的概念,在学术界往往划分为狭义的BOM和广义的BOM。狭义的BOM是指物料清单(Bill of Material),在不同系统中,BOM的含义也不相同。在企业研发部门,研发人员在CAD系统中绘制产品总成图或部件图,这时BOM是产品结构的技术描述文件,它表明了产品组件、子件、零件直到原材料之间的结构关系,及每个组装件所需的各下属件部件的数量;在企业工艺管理部门,BOM变成计划文件也就是指导生产的文件,包括加工工序卡、锻铸热处理卡、工装材料等生产信息。
 
  广义的BOM是产品对象的属性集合,用集合论和线性代数理论来概括,广义BOM可以用n维属性空间来描述,记为BOM(X1,X2,„Xn),n代表产品对象属性空间中相互独立属性的最大个数。产品BOM属性信息包罗万象,零件编码和图号、材料、重量、体积、物料生效日期等信息都是产品BOM的属性信息。
 
2.4.2BOM的存储表示方法

  1双亲表示法
  双亲表示法中每个存储结点有两个域,一个是数据元素域,用以存放数据元素;另一个是父亲指针域,用以存放其父亲结点的指针,双亲表示法的结点格式如图2-2所示。
 
图2-2双亲表示法的结点格式
 
  双亲表示法利用BOM表中结点父亲的唯一性,用较简单的方式表示了零部件结点之间的上下层关系。
 
  2孩子表示法
  孩子表示法中每个存储结点存放元素和指向其孩子的指针,因为每个结点可能有多个孩子,每个指针指向一个孩子,而各个结点有不同的孩子个数,所以各个存储结点的指针个数也不同,这样不利于数据库存储数据,所以应确定存储结点的指针个数,使所有存储结点的结构一样,其结点格式如图2-3所示。
 
图2-3孩子表示法的结点格式
 
  这种格式有利于简化运算,但是可能有很多结点存在空指针,从而造成存储空间的浪费。
 
  3孩子兄弟表示法
  孩子兄弟表示法是避免孩子表示法中问题的一种折中方法。该表示法中每个存储结点有存放数据的数据域和包含两个指针的指针域。其中一个指针用于指向本结点第一个孩子结点,另一个指针用于指向本结点下一个兄弟结点。这种表示方式要求明确结点的孩子顺序,因此它适合于表示有序BOM表,其结点格式如图2-4所示。
 
图2-4孩子兄弟表示法的结点格式
 
  4优化的BOM存储结构
  上文给出了BOM结构的三种主要存储表示方法,即:双亲表示法、孩子表示法、孩子兄弟表示法。这三种存储结构的优、缺点对比如表2-1所示。
表2-1常见BOM存储结构的优、缺点对比
 
 
  本文针对环保装备企业的实际产品BOM表的特点,借鉴以上BOM存储结构的特点和优势,设计其在数据库中的存储结构,此种BOM表的存储结构综合了表2-4中三种常见BOM表存储结构的优点,在清晰表述产品结构的同时,减少了数据冗余,便于后续操作的实现,其结点格式如图2-5所示。
 
图2-5优化后存储结构的结点格式
 
  该存储结构具有如下的优点:能查询某个产品的所有零部件组成;能查询产生一个完整的产品结构树;能反查某零部件的直接或间接上级。
 

  • 2019-05-24 09:36
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