（机械制造及其自动化专业论文）pdm与erp的集成研究.pdf

山东大学硕士学位论文 摘要 产品数据管理( p d m ) 和企业资源计划( e r p ) 是在企业信息化过程中发挥重要 作用的系统，随着它们的发展，两者出现了功能上的交叉，当同时维护相同部分 数据时就可能出现数据不一致的情况，而且信息无法在两个系统之间相互的交流， 这些障碍严重制约了信息化的发展。论文在对现有的集成研究进行全面研究分析 基础上，站在全局的高度，对p d m 与e r p 系统的集成进行了深入研究，提出了 信息集成和过程集成的方法与策略。 论文首先从p d m 与e r p 系统的集成信息分析开始，全面深刻地研究了两个 系统产生的信息及其流向，并且分析了信息之间的联系。这是本课题研究最重要 的基础。根据集成分析建立了有效、全面的信息模型、功能模型和集成系统安全 人员模型，这是实现全面信息集成的基础。 提出了全面实现p d m 和e r p 系统信息集成的策略以及解决方案，实现了信 息在两个系统中的往来传输、文件双向传递、物料清单( b i l lo f m a t e r i a l ，简称b o m ) 自动传送；分析库存信息对设计人员的支持问题：重点研究了设计b o m 到制造 b o m 的传递和转换问题，提出了工艺b o m 到制造b o m 的转换算法，保证了e r p 系统数据源的唯一性，从而确保其数据的准确性和有效性；通过运用集成策略实 现了信息集成的目标：在j 下确的时间以正确的方式把正确的信息传递给正确的人。 对过程集成进行了深入的研究，提出了以信息集成为基础、以工作流技术为 载体、以消息控制为手段实现过程集成的思想。建立了工作流管理系统和应用系 统的集成结构模型。并对企业中典型的工程变更过程进行了详细的分析，提出了 在p d m 和e r p 集成环境中的过程集成方法。 在上述研究的基础上，建立了p d m 软件i m a n 和会碟e r p 的集成系统，实 现了系统问的信息传递和文件双向传输，i m a n 用户可以获取如库存、工作中心、 设备工装等e r p 系统中的信息，并对获取的信息( 库存信息) 进行二次组织，更 好的支持设计人员。实现了b o m 到e r p 系统的传递、工程变更的集成管理等。 保证了两个系统数据的正确性、一致性、有效性。 关键词产品数据管理( p d m ) ；企业资源计划( e r p ) ：信息集成：工程变更 、 山东大学硕士学位论文 i i a b s t r a c t p r o d u c td a t am a n a g e m e n ta n de n t e r p r i s er e s o u r c ep l a n n i n ga r et w os y s t e m s p l a y i n gv e r yi m p o r t a n tr o l ei ne n t e r p r i s ei n f o r m a t i o n - b a s e d w i t ht h ed e v e l o p m e n to f t h e m ，t h e r ew o u l db ep r o b l e m sw h e ns y s t e m sm a i n t a i nt h es a m ed a t a , d a t aa p p e a rt ob e d i f f e r e n t ，a n di n f o r m a t i o nf r o mt h et w os y s t e m sa r eu n a b l et oc o m m u n i c a t e t h e s e p r o b l e m sh o l do nt h ed e v e l o p m e n to fi n f o r m a t i o n b a s e d ，a n df o r mi n f o r m a t i o ni s o l a t e d i s l a n d m a k er e s e a r c hd e 印i n t ot h ei n t e g r a t i o no fp d ma n de r p ，a n dg i v eaw a yo f i n f o r m a t i o ni n t e g r a t i o na n dp r o c e s si n t e g r a t i o n t h ep a p e rb e g i n sw i t ht h ei n t e g r a t e di n f o r m a t i o na n a l y s i so fp d ma n de r p s y s t e m s ，s t u d y i n gt h ei n f o r m a t i o na n di t sf l o wd i r e c t i o n sa n dr e l a t i o n s h i po ft h e i n f o r m a t i o na sw e l l t h i si st h em o s ti m p o r t a n tf o u n d a t i o no ft h i ss u b j e c t u n d e rt h e i n t e g r a t i o na n a l y s i s ，f o u n da l li n f o r m a t i o nm o d e l 、f u n c t i o nm o d e la n dp e r s o n a lm o d e l o fi n t e g r a t i o ns y s t e ms e c u r i t ye f f e c t i v e ，i ti st h eb a s et or e a l i z et h eo v e r a l li n f o r m a t i o n i n t e g r a t i o n p u tf o r w a r da no v e r a l ls o l u t i o na n ds t r a t e g yo f i n f o r m a t i o ni n t e g r a t i o no f p d ma n d e r p ，r e a l i z ed o u b l e - d i r e c t i o ni n f o r m a t i o nt r a n s f e rb e t w e e nt w o s y s t e m s 、 d o u b l e - d i r e c t i o nt r a n s f e ro ff i l e sa n dt r a n s f e ro fb o m a u t o m a t i c a l l y ；a n a l y s es t o c k i n f o r m a t i o nt os u p p o r td e s i g n e rb e t t e r ；e m p h a s e so nt h er e s e a r c ho ft r a n s m i s s i o na n d c o n v e r s i o nb e t w e e ne b o ma n dm b o m ，p u tf o r w a r dc o n v e r s i o na r i t h m e t i cf r o m p b o mt om b o m ，t h e r e b ye n s u r eu n i q u e n e s so fd a t as o u r c eo f e r p s y s t e m ，a n di n s u r e t h ea c c u r a c ya n dv a l i d i t yo fd a t a t h r o u g ht h ei n t e g r a t i o nt a c t i c s ，r e a l i z et h eg o a lo f i n f o r m a t i o ni n t e g r a t i o n ：g i v ec o r r e c ti n f o r m a t i o nt r a n s m i s s i o nt ot h ep r o p e ro n ei na p r o p e rw a yt i m e l y a l s op u tf o r w a r dat h o u g h tt h a tb a s e do ni n f o r m a t i o ni n t e g r a t e ，c a r r i e d b y w o r k f l o wa n d t h r o u g h i n f o r m a t i o n - c o n t r o lt or e a l i z e p r o c e s si n t e g r a t i o n ，a n d e s t a b l i s h e daf r a m e w o r ko fw o r k f l o wm a n a g es y s t e ma n da p p l y i n gs y s t e m m a k e a n a l y s i si nd e t a i lt oe n g i n e e r i n gc h a n g ea n dp u tf o r w a r dt h ei n t e g r a t e dm e t h o di np d m a n de r p i n t e g r a t e de n v i r o n m e n t o nt h eb a s i so ft h es t u d i e sa b o v e ，s e tu pt h ei n t e g r a t e ds y s t e mo fi m a na n d i i 山东大学硕士学位论文 k i n g d e ee r p ，r e a l i z et h ei n f o r m a t i o nt r a n s f e ra n df i l e d o u b l e - d i r e c t i o nt r a n s f e r b e t w e e nt h et w os y s t e m s p d mu s e r sc a r lo b t a i nt h ei n f o r m a t i o ns u c ha ss t o c k 、w o r k c e n t e r 、e q u i p m e m ，a n ds oo n ，a n dr e o r g a n i z es t o c ki n f o r m a t i o ni no r d e r t og i v et h em o s t p o w e r f u ls u p p o r tt ot h ed e s i g n e r i n t e g r a t e ds y s t e ma l s or e a l i z eb o mt r a n s m i s s i o n 、 i n t e g r a t e dm a n a g eo f e n g i n e e r i n g c h a n g ee t c k e yw o r dp r o d u c td a t am a n a g e m e n t ；e n t e r p r i s e r e s o u r c e p l a n n i n g ；i n f o r m a t i o n i m e g r a t i o n ；e n g i n e e rc h a n g e i l i 山东大学硕士学位论文 ， 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独 立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不 包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研 究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明 的法律责任由本人承担。 论文作者签名：磕：! ! 量 日期： 边主：墨堑 关于学位论文使用授权的声明 本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向 国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人 授权山东大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可 以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名：8 查坐益 导师签名：盂煎 日期：丝羔羔型 山东大学硕士学位论文 第1 章绪论 p d m ( p r o d u c td a t am a n a g e 产品数据管理) 和e r p ( e n t e r p d s er e s o u r c e sp l a n n i n g 企业资源计划) 是当前先进制造技术群中涉及企业管理的两个重要技术领域【l 】，随 着p d m 和e r p 在企业的实施，p d m 和e r p 给企业带来了巨大的效益，但系统问 的集成问题逐渐成为企业再提高的障碍。怎样消除两个系统之白j 的壁垒成为重要 的研究课题，随着课题的开展，虽然逐步解决了一些问题，但是还有很多的难题 需要我们继续深入研究。 1 1 概述 1 1 1 产品数据管理( p d m ) 概述 p d m 技术最早出现在8 0 年代初期，当时只是为了解决大量工程图纸文档的管 理困境，后来随着计算机软硬件发展，数字化设计技术开始出现，p d m 软件管理的 对象和类型也逐渐拓宽，从处理大量的异构文档( 如c a d 图、图像等) ，逐渐扩展 到整个产品生命周期的数据管理。 由于p d m 技术内涵与外延变化很快，目前难以为其下一个完整、确切的定义。 童秉枢 2 1 在产品数据管理( p d m ) 技术一书中给出了比较成熟的定义：产品数 据管理( p d m ) 技术以软件为基础，是一门管理所有与产品相关的信息( 包括电子 文档、数字化文件、数据库记录等) 和所有与产品相关的过程( 包括工作流程和 更改流程) 的技术。它提供产品全生命周期的信息管理，并可在企业范围内为产 品设计与制造建立一个并行化的协作环境。一个成熟的p d m 系统能够使所有参与 创建、交流、维护设计意图的人在整个信息生命周期中自由共享和传递与产品相 关的所有异构数据。 随着c a d c a e c a m c a p p 等工程设计领域工具的不断丰富，p d m 本身功能也不 断发展，逐渐脱离c a d 系统而成为独立的工程设计领域软件支撑平台，9 0 年代中 期，以i m a n 等为代表的大中型p 叫独立产品的出现，标志着p d m 走向成熟，并逐 渐形成p d m 技术的几大重要功能【3 j ：电子仓库和文档管理、工作流和过程管理、产 山东大学硕士学位论文 品结构和配黄管理，设计检索和零件库，项目管理、查看和圈阅、扫描与成像、 电子协作、系统集成等等。其中核心的功能模块有产品结构与配冕管理、工作流 管理以及图文档管理等。 p d m 系统不但能够提供产品设计、制造和技术支持服务所需的大量数据跟踪与 存储功能，而且能够控制产品信息的处理和使用，管理产品的开发过程。p d m 管理 产品全生命周期中各种数据和过程，高度集成了产品开发过程的多种应用，将所 有与产品相关的信息、过程，以及基于过程的应用技术完全组织到一起。所以， p d m 作为产品开发的集成框架，做到使萨确的人、在正确的时间、正确的位置、以 正确的方式完成正确的任务f 6 l 。 实施p d m 给企业带来了很大的经济效益，比如说，提高设计效率：提高设计与 制造的准确性；改善产品与服务质量；更好的管理工程变更。从量化的角度来看， 据相关资料统计，p d m 的应用使产品设计周期缩短2 5 ，减少工程设计修改4 。加 快产品投放市场进度5 0 8 0 ，总成本削减2 5 以上 1 1 2 企业资源计划( e r p ) 概述 e r p 是在m r p l 7 】( m a n u f a c t u r i n gr e s o u r c ep l a n n i n g 简称制造资源计划) 系统 的基础上发展起来的新一代企业管理信息系统，它以整个供应链为管理核心，将 企业内部所有资源整合在一起，对采购、生产、成本、库存、分销、运输、财务、 人力资源进行规划，使企业资源达到最佳组合，然后通过获取客户订单，完成加 工和交付，得到客户付款，取得最佳效益。 e r p 的发展也大致经历了三个阶段：从7 0 年代发展起来的m r p ，它以物料为 中心的组织生产模式，体现了为客户服务、按需定产的宗旨，计划的统一且可行， 并借助计算机系统实现了对生产的闭环控制。8 0 年代仞，m r p 经过发展和扩充形 成了w r p i i ，在m r p i i 中，人工、物料、设备，能源、市场、资金、技术、时日j 等 等制造资源都被考虑进来。从一定意义上说，m r p i i 系统实现了物流，信息流、资 金流在企业管理方面的集成。9 0 年代以束，m r p i i 经过进一步发展完善，形成e r p 系统，与m r p i i 相比，e r p 除了包括并加强了其各种功能之外。更加面向全球市场， 所管理的企业资源更多，管理覆盖面更宽，并涉及了企业供应链管理，从企业全 2 山东大学硕士学位论文 局角度进行经营与生产计划，是制造企业综合的集成经营系统。e r p 是优化整个供 需链的信息化管理系统，它通过内部的集成来针对一个企业内部进行计划和控制， 它是供需链计划和控制的核心。企业管理的首要职能1 9 】体现在计划和控制上面。 e r p 作为一项企业管理和计算机相结合的技术，在企业信息化中起到了十分重 要的作用。1 9 9 9 年b e n c h n m r k i n gp a r t n e r s 和i b m 调查f 7 】包括石化、消费品包装、 工业等几种行业在导入e r p 系统获得的效益报告中指出，实施e r p 系统的企业能 使企业人员减少：库存减少，财务循环更加快速，资金周转率加快；订单流程得 到改善；采购成本降低；利润增加，而维护成本减少：增加了及时交货的准确率 等等。a p i c s 在1 9 9 7 年提出的评估报告【8 】显示，实施e r p 会使企业增加7 以上年 营业额收入，比同行业竞争对手少6 0 的库存周期，员工生产力比同行平均高出 4 4 ，产品生命周期比同行平均快6 3 天，降低供应成本5 0 。 1 2 课题提出的背景和意义 1 2 1 课题提出的背景 目前，经济的发展越来越趋向于全球化，同时企业也面临着国内、国际上的竞 争，竞争的层次越来越高，这就要求企业从t ( 时自j ) 、q ( 质量) ，c ( 成本) 、s ( 服务) 、 e ( 环境) 五个方面快速响应市场，开发出高质量、高性价比的产品，为用户提供更 全面的服务为了达到且标，企业纷纷通过实施p d m 和e r p 信息系统实现全面的 信息化束提高竞争力。随着p d m 与e r p 系统的功能上的扩展，使得两个系统之间 出现了功能上的交叉，比如说零部件分类管理，配置管理、扩展的零件信息等等。 当它们各自维护各自版本的关键数据的时候，就可能会因为信息采集过程和定义 相互独立而出现两个系统中的数据冲突，引起数据不一致。p d m 和e r p 相互独立也 造成了两个系统的信息无法共享和交流，信息反馈渠道不畅，而且信息在另外一 个系统中重新输入也有可能导致数据失真这就是所谓的“信息孤岛”问题。信 息孤岛的发生给企业信息化带来了不小的阻碍，主要体现在信息孤岛的存在严重 制约了工作效率的再提高，由于信息不能及时的共享，使得系统很难获得其他系 统的支持而导致运行效率低下，信息的二次输入不但增加了人工成本，人为因素 山东大学硕士学位论文 也会导致数据错误并带柬系统运行过程中的错误因此消除信息孤岛的研究在企 业信息化过程中显得尤为重要。 消除孤岛问题的方法可以通过集成来实现系统日j 的数据和业务流程的集成，打 破系统间的信息障碍。e a i ( e n t e r p r i s ea p p l i c a t i o ni n t e g r a t i o n ，企业应用集 成) 技术就是在这种背景下提出的重要课题。p d m 和e r p 系统不论是在应用技术 还是在底层结构上都有所区别【9 】。p d m 能跨越整个工程技术群体，是促使产品快 速开发和业务过程快速转化的使能器：而e r p 是建立在信息就是上的以系统化的 管理思想为企业决策层以及部门人员提供决策运行手段的管理平台，通过对企业 各种资源的管理使生产过程能快速响应订单，最大程度的发挥这些资源的作用 每个系统都有它自己的核心功能，不可能把两个系统的功能模块统一到一个平台 上面，最好的方法就是让它们各自发挥自身的优势，通过集成柬解决信息共享和 交互的问题。 1 2 2 课题研究的意义 根据美国c i m d a t a 公司的市场调查f 1 0 j 结果，企业要在未来1 0 年内继续保持兴 旺发达，必须将这两种技术( 注：指p d m 和e r p 技术) 有效地集成在一起，不能这 样做的话，将不能维护其竞争力。从整体上来看，p d m 和e r p 集成的目的有以下 主要的方面： ( 1 ) e r p 系统利用p d m 产生的信息。通常一个产品都是从设计丌始的，因此产 品数据信息首先进入到p d m 系统，由p d m 系统负责维护，其中包括e r p 系统重 要的基础数掘来源，比如b o m ( b i l lo fm a t e r i a l ，物料清单) 。e r p 只有和p d m 集 成后j 能直接获取b o m 信息，这样p d m 系统中的b o m 修改也可以及时反馈到 e r p 系统骋通过集成，保证e r p 使用的是正确的b o m ，而且可以避免在e r p 端重新输入一遍b o m 信息，这样不但能够保证数据有效性，而且避免人为的错误 影响。这是p d m 和e r p 集成在信息集成层次上面最重要的部分p d m 和c a d 的集成功能比较强大，可以实现和二维c a d 、三维c a d 软件的集成，而e r p 系 统和c a d 的集成功能很弱，通过集成能够有效的弥补这一不足解决e p , p 系统 的数据源头问题 4 山东大学硕士学位论文 ( 2 ) e r p 为p d m 提供设计支持。p d m 系统设计一个产品需要参考许多信息， 有些信息来源于p d m 本身的知识库，而有一些是由e r p 系统所管理的，比如说 设备信息、工作中心信息、生产计划信息等等，这些信息对设计人员是十分重要 的，但是他们并不能直接获得这些信息，解决途径就是和e r p 集成。设计人员需 要e r p 系统的设计任务书来规划产品的详细设计方案，工艺部门需要根据e r p 提 供的信息来进行产品结构的工艺分解、加工工艺设计等等。 o ) i 作流程集成。目前多数p d m 软件具备完整、功能强大的工作流管理模块， 利用它自身提供的工作流管理完全可以完成像设计、校对、审批等等过程。而e r p 系统中所带的工作流模块功能较弱甚至没有，提供的工作流管理模块软件本身更 改管理的控制能力不强。很多实施了e r p 的企业没有实施工作流管理模块，其主 要的原因是e r p 提供的工作流管理要么很复杂，要么实施费用很高，不具备实施 价值。通过工作流集成来弥补e r p 系统这一功能薄弱环节。 由此可见，通过两者的集成，可以实现产品数据及相关的信息在两个系统问往 来传送，同时能及时、有效地共享信息，避免或减少数据的不一致性，解决p d m 和e r p 系统带来的信息孤岛问题。p d m 可以将零件主数据、产品结构、物料信息、 工艺信息( 工艺路线、工序、工装要求、设备要求等等) 提供给e r p 系统；p d m 能从 e r p 中接收制造和结构信息、原材料信息、设备状态信息、市场需求信息等；p d m 还可以接受e r p 系统产生的工程更改并且允许e r p 系统询问工程更改的状态：在 e r p 系统请求下，p d m 可提供相关的文档。p d m 和e r p 的集成将促进不同功能的协 调，减少手工干预并减少错误，有利于促进设计、生产、采购和销售等部门问的 沟通和交流，有效屏蔽分布在p d m 和e r p 领域过程之间的障碍，通过过程逻辑上 的协同工作，实现整个成品形成过程跨领域( 设计领域、制造领域) 的准连续发 展，最终实现系统的全局优化发展，从而提高企业的工作效率，促进企业信息化， 增强企业的核心竞争力 1 3 课题研究现状 p d m 和e r p 的集成可以分成三个层次：信息集成、过程集成、企业集成。目 前的研究大都集中在信息集成层次上，相对来说信息集成不是很复杂，而且可以 山东大学硕士学位论文 满足企业最实际的需求，在信息集成课题研究上取得了很多的成果，有些成果被 成功的应用到企业中，解决了不少的问题，比如p d m 系统可以传送b o m 信息到 e r p 系统中等等。过程集成和企业集成研究相对来说比较复杂，有一定的难度。 某些p d m 和e r p 软件公司在不断完善自己功能的同时，还不断丌发与对方系统 信息交换的接口，比如说美国e d s 公司开发了自己的p d m 软件i m a n 和国际著 名e r p 软件s a p 的接口。国内如金碟e r p 不仅仅能完成和相互独立的p d m 系统 的数据转换，还能够实现把产品数据和相关的文档同p d m 系统进行传输，保证了 产品数据在两个系统间的往来，并使采购条目的细节以一致的和最新的格式传送 到p d m 系统中但是这种方式也有一定的局限性，没有真正做到数据的完全共享 和实时传递。总之现在的研究总有这样那样的缺点目前两个系统集成存在的主 要问题包括： ( 1 ) 很多集成案例仅仅是通过数据文件传递方式实现，只能共享有限的信息。在 集成的两个系统之间没有统一、完备的信息描述，难以做到信息的完全共享，也 无法保证信息的实时性，更难以保证信息能在正确的时间传递给正确的人，无法 根本上体现信息的价值：即时获得性。 ( 2 ) 难以实现两个系统之间的过程集成。两个系统中过程的衔接被人为的隔离开 来，没有相互的交流和反馈，更不能实现两个系统中的过程与过程之间的支持。 ( 3 ) 现在的集成多数没有考虑集成信息的安全性问题，虽然内部网的整体网络安 全保密性做的比较好以外，对内部系统之问的信息控制并没有一个完整的策略。 信息是企业价值的体现，信息就是企业的生命线，保证信息的安全成为企业重要 的任务。有数据显示，信息的泄漏8 0 来自内部用户，所以对p d m 与e r p 系统 之间的信息往来传输做一个严格控制是十分必要的。 ( 4 ) 系统集成之问信息控制问题。即由谁来产生数掘以及控制共同拥有的信息。 ( 5 ) 组织障碍。使用p d m 和e r p 系统的部门比较难以接受对方的思想，人为因 素阻碍了系统之日j 的集成。 本文围绕上述的( i 卜( 4 ) 点问题作了大量的研究，并针对每个问题提出了自己的 解决方案和思想。通过集成分析和集成建模对集成信息作了一个统一、完备的描 述，使得集成有了坚实的基础；实现了集成信息的即时获得和信息的完全共享， 6 山东大学硕士学位论文 并实现了信息的双向传输。以及e r p 信息对设计的支持问题；建立了信息安全控 制机制，保证正确的人能获得相应的信息：解决了工程变更在p d m 与e r p 系统 中的实现与管理。 目前的研究中集成方式大多是选择以p d m 为集成框架并控制基本的信息， e r p 为其提供支持，如图1 1 所示。 图i - 1 基于p d m 的集成框架 有的是利用e r p 进行全局控制，每个系统控制不同的部分集成方式有很多 种，不能说哪种方式更好，关键看哪种模式更适合具体的企业倩况。如果说企业 本身使用二维、三维c a d 比较多，这方面的图纸文档也比较多的话，采用以p d m 为集成框架的模式更合适。对象管理组织( o m g ) 在其p d me m b l e m ( 使能器) 白皮书 中对e r p 接口需求进行了详细的描述，并制定了1 3 个使能器部件，进一步促进了 集成的发展。目前集成所采用的方法主要有以下几种 1 1 , 1 4 - - i6 1 ； ( 1 ) 应用系统的封装。所谓“封装”是指把对象的属性和操作方法同时封装在定 义对象中，用操作集来描述可见的模块外部接口，从而保证了对象的界面独立于 对象的内部表达。对象的操作方法和结构是不可见的，接口是作用于对象上的操 作集的说明。这是对象唯一可见部分。目静o m g 制定的c o r b a 规范可以增强 p d m 的可扩展性和与e r p 系统的集成能力。o m g 即将形成的p d me n a b l e r 就会 使得遵循该规范的p d m 系统之间将能够将一个p d m 系统的数据转移到另外一个 系统中并实现应用系统的联邦机制也即p d m 应用系统能够管理e r p 系统或另 外一个p d m 系统的数掘。但这一方法有待于规范的出台和完善。 ( 2 ) t 具式。现在大多数p d m 软件和e r p 软件本身都提供一种可以访问数据库 的工具，这样我们就可以利用它来提取需要的信息以便两个系统之间的信息交换。 但是这需要p d m 与e r p 软件本身提供的工具情况，局限性比较大。 7 山东大学硕士学位论文 ( 3 ) 直接数据库访问模式。就是直接对数据库的数据进行操作并交换数据，通过 对p d m 和e r p 数据库的分析，直接对数据库及其属性进行访问来实现两个系统 之间的信息交换。此集成模式的前提就是要分析透彻数据库结构。另外由于p d m 和e r p 系统的版本升级可能会对各自的数据库结构进行调整，这样就存在集成失 效的风险。一般是由一家公司的p d m 与e r p 产品才采用的方式。 ( 4 ) 接1 2 式。现在有的p d m 可以通过中性文件的方式实现和e r p 系统的双向 传输。这种集成模式支持通用的数据交换标准，如x m l 、s t e p 等技术，它们可 以提供一种不依赖具体应用系统的中性机制来描述产品整个生命周期中的数据。 此种集成模式还可以细分为几种情况，现在最普遍的做法是利用中间文件的方式， 其原理如图1 3 所示。 图l - 3 中同文件方式集成原理 中间式的p d m 和e r p 系统相对独立，接口不涉及双方内部的结构，而且接 口的任务很明确，数据的安全性也得到了保证。集成思路般为p d m 和e r p 分 别提取为对方所需要的数掘，采用全量或增量方式传递给对方系统。中间文件集 成方式有个缺点：数据的实时性相比直接数据库集成方式差了点。 接口集成还有其他两种形式：主动式和被动式主动式就是p d m 将e r p 所需 的信息通过开发的接口直接写入e r p 系统的数据库中，前提是对e r p 系统的数据 结构很熟悉，而且e r p 系统给某个p d m 系统用户开放写入数据的权限。一般用 于定制开发或者自己开发的e r p 系统。主动式接口的形式使得p d m 系统和e r p 系统中的信息同步性较好，但是在安全性上面存在一定的问题，如写数据的冲突 问题，一般大型的e r p 系统如s a p 、o r a c l e 等不建议采用这种方式。另外一种集 成形式为被动式接口，e r p 系统从p d m 系统中读取需要的数掘将其写入自己的 数掘库。采用被动式接口模式p d m 和e r p 系统的同步性较好，安全性也比主动 式要强，一般由e r p 软件提供商束完成接1 2 - i 作比较合适。 由上面的分析可以看出集成模式有很多种，不同的集成模式有着各自的特点 和优势，同时也不可避免的有自身的缺点，采用什么样的集成模式没有统一的定 8 山东大学硕士学位论文 论，不同的环境、不同的软件采用的集成方式不尽相同。 1 4 课题研究内容和章节安排 主要研究目标是实现两个系统的信息集成和部分过程集成( 即工程变更管理) 。在 信息集成层次上，e r p 系统为p d m 提供设计信息，p d m 为e r p 系统解决源头数 据问题，最后是典型的过程集成内容：工程变更管理的实现。章节安排如下： 第一章总体上介绍了p d m 和e r p 系统的概念和基础知识，以及它们给企业带 来的经济效益，分析课题提出的背景和研究意义，论述课题研究的现状，给出本 课题要重点解决的问题。 第二章进行p d m 和e r p 系统的集成分析。全面深刻的剖析集成的内容、信息 来源、集成信息的属性和过程。 第三章在集成分析的基础上建立集成模型，包括功能模型、信息模型和信息安 全的集成人员模型。 第四章研究信息集成，包括信息集成中最重要的内容b o m 集成问题，提出了 b o m 集成的可行方法，同时给出了全面的信息集成方案，包括和e r p 设备信息、 库存信息、质量检验信息的集成，提出了它们之间的集成框架。 第五章论述过程集成的方法和理论，重点解决在p d m 和e r p 集成系统环境中 工程变更的管理，提出了完整的解决方案。 第六章实例开发。实现了i m a n 和金碟e r p 的信息集成和过程集成的典型实例 工程变更管理集成。 最后是总结和展望。 1 5 本章小结 首先介绍了p d m 系统和e r p 系统的概念和应用，以及实施p d m 和e r p 系统 给企业带来的巨大效益，指出p d m 与e r p 系统日j 缺乏交流是阻碍信息化水平提 高的重要障碍。阐述了课题研究的背景，研究现状和集成的意义。最后介绍了论 文的整体结构和章节安排。 9 山东大学硕士学位论文 第2 章p d m 与e i 冲集成分析 p d m 与e r p 系统的集成研究是一个很复杂的研究课题，首先要做的工作是彻 底分析出p d m 和e r p 之间集成信息的来源和信息的传递路线，以及信息之间的 联系通过详细的分析，描述出p d m 和e r p 系统之间的集成信息内容。 p d m 管理着与设计有关的数据信息，比如：零件记录、设计b o m 、工艺文件 等，同时管理与设计有关的过程，如产品设计、工艺设计、工程变更管理等。e r p 系统维护的主要数掘有：物料主文件、制造b o m 、库存信息，工作中心，设备工 装、质量检验信息、生产计划进度等，相应的功能模块有库存管理、基础数据维 护管理、销售管理、质量管理、生产管理等。这些信息分别由p d m 与e r p 来维 护，两个系统之间信息有什么联系，系统的业务过程需要对方什么信息支持是本 章论述的重要内容。 2 1 零件记录与物料主文件 2 1 1 概念 当一个零件在设计完成之后，在p d m 系统中就形成了相应的零件记录，零件 记录就是对零件的描述，是由p d m 系统来维护的。 物料( m a t e r i a l ) 是组成产品结构的最小基础单元。在e r p 系统中，物料就是指所 有的原材料、半成品、成品、毛坯、联产品、副产品、包装、技术文件、说明书、 工装等等的总称。换句话说，物料是计划的对象，库存的对象和成本的对象 9 1 物料主文件旧就是记录物料的文档，包括了物料的各种属性，参数和相关的信 息，反映了物料同各个管理功能模块之间的联系。物料主文件作为e r p 系统中物 料清单的基础数据，是最重要的数据之一，它的准确性关系到e r p 系统运行的正 确性和效率 2 1 2 零件记录和物料主文件的联系 物料基本数据是根掘相关部门加以分类，把不同的物料主文件属性分为不同的 1 0 山东大学硕士学位论文 属性页，每一页对应不同的部门，由不同的部门来维护相关部门的数据属性，这 样便于查询和明确维护数据信息的责任人。 在p d m 系统中，当一个产品设计完成后，那么该产品中的各零件描述记录就 随之产生，其附带的属性称之为设计属性，而在物料主文件的众多属性项中就包 括设计属性信息一项，所以物料主文件的设计属性信息可以通过集成方式从p d m 系统中获得，避免了二次输入的工作量。 通过集成，实现p d m 系统的零件记录属性信息到e r p 系统的传递，如果是先 上的e r p 系统，后上的p d m 系统，则e r p 系统应当可以过滤物料主文件的设计 属性信息并呈现在p d m 系统中。 2 2 设计b o m 和制造b o m 2 2 1 概念 设计部门既是b o m 的设计者，又是b o m 的使用者由设计人员在图纸明细 表上给出设计b o m 的雏形( 单级b o m ) 和产品每个零件的属性特征，通过提取每 张图纸中的明细表，汇总形成完整的设计b o m ，它表明了产品的组成和各个零部 件的特性，但是不指明零部件的加工和装配方式以及毛坯和原材料。单一零件一 般附带诸如图号、物料名称，重量、体积，物料生效日期等各种信息；部件还包 括外协件，外购件，通用件，标准件、借用件、装配数量、部件图号等信息；总 图( a q 零件、部件等装配而成) 还包括包装、装件清单、技术文件、产品说明书、保 修单等信息，以上都是b o m 信息的组成部分 制造b o m 实际上就是指的e r p 系统的物料清单( b i l lo f m a t e r i a l 简称b o m ) 。 它是e r p 系统中最重要的基础数据，反映了产品的制造意图，即产品是如何的制 造和装配的，它包括原材料，工具、夹具和虚拟件m r p 要根据制造b o m 进行 物料分解、需求量计算和安排投入、出产进度图2 1 表示出了两种b o m 的结构： 山东大学硕士学位论文 臼】r t i b l 6 0 - 5 4 0 0 0 11 3 - b - 2 1 3 - 伽卜 0 戎型凹稹组件) ： ：一】0l t - 1 2 1 8 0 - 5 4 0 0 0 1 1 3 - b - 2 3 - c x m z t 1 - a 型凹梗组件1 ) ：一】玎一l b i - 5 4 0 1 1 3 - l - - z 3 - - c h m z j 2 - k ( 成型凹梗组件2 ) ：】r l - i 1 1 8 0 - 5 4 0 0 0 i 1 3 - - 1 - 2 3 - c x “l z r 3 - k c 成型凹梗组件3 ) ：一 蠡f i - i b i s o - 5 4 0 0 0 11 3 - i - 2 ，3 x 脏一 阼梗座) ) 露i l o 柏c 疆7 0 - k ( 内六角螺钉) 】m i o i t o 伽4 2 0 l - 9 3 压口料螺钉) a 设计b o m ( 部分) e i 孕f t - i h s o - 5 4 0 0 0 1 1 3 - i i 2 ，3 _ x m z 一“数吓梗座- 数) ；臼譬i t - i b i s o - 5 4 0 0 0 1 1 3 - - 1 1 - 2 3 - d c z - a , l 初吓梗座z 初) ； 日n l b l 8 0 _ 5 1 1 3 i - 2 “m i z , i - & 喊型凹梗姐件) l! 霞玎一i l l 舯- 5 4 0 0 0 1 1 3 1 一z ，3 - c x 棚z j i - 喊型凹模组件i ) i，雹，t 一1 b l 锄- 5 伽1 1 3 十2 ，3 - c l h t i z j 2 - a ( 成型凹梗组件2 ) 田巷f t 一1 8 1 8 0 - r - ，4 0 0 0 1 1 3 + z ，3 - c i m i z j 3 - a ( 成型凹梗组件3 ) ； 由蚤f t - 1 8 1 8 0 - 5 4 0 0 0 1 1 3 唷- 2 3 - o 口z - a 租f f 便座z 租) i日，t - l b l 锄- 5 4 0 1 1 3 - _ 一2 ，3 - - x l r z - a , 、2 j 盯摸座u 铸件l ! ，e 丌一1 1 1 8 0 - 5 4 0 0 0 1 1 3 - 2 ，3 - x m z 一 、疆t - f 梗座、窝塾】 ；零l 4 0g d g o - a 呐六角螺钉) 臼l o ) 仃。鲫4 约l - 雀口科螺钉) 日囝r t o r t 0q m 4 2 0 t 9 3 一 、孔圈嘲螺钉下料) 。移4 5d 2 2 徊钢) b 制造b o m ( 部分) 图2 1 设计b o m 和制造b o m 结构 图2 l 表示了左仪表板骨架安装后支架弯曲成形模的设计b o m 视图和制造 b o m 视图( 部分) 。从图中可以看出设计b o m 具有较大的划分宽度，而制造b o m 具有较深的划分深度。 2 2 2e b o m 到m b o m 的变换过程 一个产品的形成要经过结构设计、工艺设计和制造三个阶段，与之对应的b o m 为设计b o m ( e b o m ) 、工艺b o m ( p b o m ) 和制造b o m ( m b o m ) 。p d m 形成的e b o m 经过配置后发给c a p p 系统，c a p p 接收并根据企业的实际情况，在e b o m 的基 础上修改、配簧，加入不同于e b o m 的工艺虚拟件f 2 0 l ，形成p b o m 。在p b o m 的 节点上挂接工艺文件，完成相关的工艺过程设计。e r p 系统接收c a p p 传过来的 p b o m ，以工艺过程中的工序为依据扩展初步的m b o m ，并配霞、调整工艺资源、 补充工时定额和物料等，按照实际的加工和装配过程配置形成最终m b o m 。 m b o m 有两种形式，一种是面向装配的b o m ，一种就是面向自制件的b o m ，也 称为加工工艺b o m 。 山东大学硕士学位论文 2 2 3e b o m 与m b o m 的联系 由上述的分析看出，e b o m 和m b o m 之间是