（计算机软件与理论专业论文）制药行业pdmerp集成环境下的gmp质量管理系统分析.pdf

四川大学硕士学位论文 v 7 7 8 8 0 1 制药行业p d m e r p 集成环境下的g m p 质量管理系统分析 计算机软件与理论专业 研究生：姜国 指导教师：张洪伟教授 企业信息化管理中“信息孤岛”现象的出现，直接导致了制造业c i m s 系统 各软件模块间的信息集成的研究高潮。作为c i 鹏系统中的二个主要的子模块， p d b 与e r p 系统的集成已成大势所趋之态。 无论在p d m 系统还是e r p 系统当中，物料清单( b o m ) 结构配置和工艺流程 业务管理始终是其核心的模块和功能，这就为二者的集成提供了良好而自然的 组合方式。本文在分别详细描述了p d m 系统的数据信息集成特性和e r p 系统的 生产过程控制模式的基础上，通过b 州与工艺流程的线索串接作用，系统阐述 了p d m 与e r p 相结合的必要性和优势，探讨了其相互集成的具体模式，并重点 分析了b o m 模型在集成模式中的核心地位，提出了一个基于b o m 结构模型和工 艺流程控制过程的p d m e r p 企业集成解决方案。 制药企业作为制造业中的一种主要的生产模式，其最大的特性就是必须对 其生产的所有药品进行有效的g m p 生产过程质量控制，这是制药企业赖以存在 的生命线。本文在描述了g m p 管理系统的基本概念、理论来源以及制药行业质 量软件体系结构之后，详细分析了适应于制药行业的p d m 数据管理模型、e r p 生产过程模型以及g b p 质量规范模型，并有效地结合三者在数据和流程上的一 致性，在制造业p d m e r p 企业集成解决方案的基础上，提出了一个适用于医药 行业p d m e r p 集成环境的g m p 生产过程质量管理系统模型，阐述了工艺流程在 集成模型中的核心地位，并对该模型进行了细致的需求分析、系统分析和业务 流程分析。 本文随后采用p o w e r d e s i g n e r 9 5 建模工具对系统进行了详细的概念和物理 数据库建模，同时也利用 j m l 面向对象建模工具r a t io h mr o s e2 0 0 3 对系统进 行了用例分析、交互分析和状态分析，并采用软件开发工具p o w e r b u il d e r 8 0 3 和s y b a s e l l r5 数据库对该集成模型系统进行了具体的软件开发与实现，通过在 t 四川大学硕士学位论文 一个大型制药企业成功实施，取得了预期的效果。 关键词：产品数据管理；企业资源计划；药品生产质量管理规范；物料清单； 工艺流程；实体关系模型：统一建模语言；信息流； 四川大学硕士学位论文 t h er e s e a r c ho ft h eg m pc o n t r o ls y s t e m i nap h a r m a c e u t i c a li n t e g r a t e de n v i r o n m e n to fp d m e r p m a j o r ：c o m p u t e rs o f t w a r ea n dt h e o r y p o s t g r a d u a t e ：j i a n gg u os u p e r v i s o r ：p r o f h o n g w e iz h a n g t h eh o tr e s e a r c ha b o u ti n t e g r a t e dt e c h n o l o g y ，w h i c hi n c l u d e dt h r e e d i f f e r e n tg r a d e so nf u n c t i o nl e v e l ，p r o c e s sl e v e la n de n t e r p r i s e 】e v e l ， i sd i r e c t l yb r o u g h to nb yt h es t a t u so fi s o l a t e di n f o r m a t i o na r e aj nt h e d i f f e r e n ts o f t w a r em o d u e so fc i m si nt h em a n u f a c t u r i n gi n d u s t r y a st h e m a i np a r t so fc i m s ，t h es o f t w a r es y s t e mo fp d ma n de r pw i l lf a c et h e i n t e g r a t e dt r e n dc o n s e q u e n t i a l l y a st h ec o m m o nk e ym o d u l e so fp d ma n de r p ，t h eb o ma n dt h er o u t i n g m o d ea r eo f f e r e dt op r o d u c ean a t u r a la c to fc o m b i n a t i o nf o ri n t e g r a t i n g p d ma n de r ps y s t e m s o nt h eb a s iso ft h isc ir c u s ，b o t ht h em e t h o do f i n t e g r a t i n gd a t ai np d ms y s t e ma n dt h em o d eo fc o n t r o lp r o c e s si ne r p s y s t e ma r ed e s c r i b e di nd e t a i li nt h i sp a p e r t h e nt h ea u t h o rt r i e st o e x p a t i a t i n gt h ei m p o r t a n c ea n da d v a n t a g e so ft h ec o m b i n a t i o nb e t w e e np d m a n de r pb yc o l l u d i n gt h ec l u eo fb o ma n dr o u t i n g e s p e c i a l l y ，t h r o u g h d i s c u s s i n gt h ep a r t i c u l a rm o d eo fi n t e g r a t i n gp d ma n de r p ，an e wm o d e l o fi n t e g r a t i n gm a n a g e m e n tp r o j e c ti nm a n u f a c t u r i n ge n t e r p r i s ea n db o m isc h i e f l yp u tt oa c tt h ec o r ef u n c t i o no ft h en e wi n t e g r a t i n gm o d e l s t r i c tc o n t r o lw i t hg m pi nm a n u f a c t u r i n gc y c l ei so n eo ft h em o s t d is t i n c tc h a r a c t e r i s t i e so ft h ep h a r m a c e u t i c a le n t e r p r i s e w h i c hi sa m a i nf o r mo fm a n u f a c t u r i n g s oo nt h eb a s i so fh a v i n gd i s c u s s e dt h eb a s i c t h e o r i e sa n d t h es o f t w a r es t r u c t u r eo fg m p ，t h ep a p e rs p e c i a l l y e x p a t i a t e st h ep d mm a n a g e m e n tm o d e l ，t h ee r pc o n t r o lm o d e la n dt h eg m p c r i t e r i o nm o d e l ，a n dc o n s t i t u t e sa n e wg m pm o d e lo fi n t e g r a t i n gp d ma n d e r pi nt h ep h a r m a c e u tic a le n t e r p r is eb yc o m b i n et h ed a t aa n dp r o c e s s c o n s i s t e n c yo fp d m e r pa n dg m p a l o n gw i t ht h ei m p o r t a n tc o r es t a t i o n o nt h ei n t e g r a t i n gm o d e la r ea s s i g n e dt ot h er o u t i n gm a n a g e m e n t ，t h e i i i 四川大学硕士学位论文 t h e s i sc h i e f l yc o m p l e t e st h ed e m a n da n a l y s i s ，s y s t e m sa n a l y s i sa n d p r o c e s sa n a l y s i so ft h em o d e ls y s t e m t h e nt h ea u t h o ra n a l y s e sa n dd e s i g n st h ec o n c e p t u a la n dp h y s i c a ld a t a m o d e lo ft h es o f t a r es y s t e m o nt h eo t h e rh a n d ，a l o n gw i t ht h ee v o l u t i o n o fu m la n d0 0t o o l s t h i st h e s i sa n a l y s e sa n dr e s e a r c h e st h eu s e c a s e a n di n t e r a o t i o nd i a g r a mo ft h ei n t e g r a t e dm o d e lb yt h et o o lo fr a t i o n a l r o s e2 0 0 3 t h e i n t e g r a t e dm o d e ls y s t e mi sf i n a l l yi m p l e m e n t e dw i t h p o w e r b u i l d e r8 0a n ds y b a s e1 1 5 a n dp r o c u r e st h ee x p e c t e de f f e c t sb y b e i n ga p p li e di nal a r g e s c a ep h a r m a c e u t i c a le n t e r p r i s es m o o t h l y k e y w o r d s ：p d m ：e r p ；g m p ：b o m ：r o u t i n g ；e - r m o d e l ；u m l ；i n f o r m a t i o nf l o w 四川大学硕士学位论文 1 前言 1 1 本课题的研究意义 随着企业在生产中采用先进的设计与制造手段，特别是信息技术的应用， 大大提高了企业的产品研发、制造能力和市场竞争能力，促进了生产力的发展， 使企业取得了明显的效益。与此同时，产品研发、制造过程中的设计数据和技 术文档信息呈现爆炸性的增长趋势。由于企业各个部门使用的不同应用系统， 如计算机辅助设计管理( c a d ) 、工程数据管理( e d m ) 、文档管理( d m ) 、产品信 息管理( p i m ) 、企业资源计划管理( e r p ) 、全面质量管理( t o m ) 、供应链管理 ( s c m ) 、客户关系管理( c p 4 1 ) 等，这些自动化单元之间，常常缺乏有效的数据 传递和转换，因而易形成“信息孤岛”，不易管理。产品数据管理( p r o d u c td a t a m a n a g e m e n t ，简称p d m ) 正是在这一背景下应运而生的新的管理思想与技术。 p d m 不仅是一种强大的数据统一管理工具，也是一种企业的信息集成软件 工具，它是企业重构和发展的一项必不可少的重大基础结构技术。现代集成制 造系统的内涵是不断扩展的。从初始的信息集成发展到今天的过程集成，并进 一步要求企业问的集成。就制造系统而言，不同层次的集成，对支持环境及信 息共享的方式的要求可能不一样，但总的来说，面临的工程数据信息、生产数 据信息及其相互关系愈来愈复杂，对管理工具的要求越来越高。p d m 是企业信 息化的优秀集成平台，是现代集成制造系统数据统合的有力支撑工具。 e r p 是整个企业范围内调整供需平衡的过程管理工具，是一个面向企业内 部的供应链，也是专门为解决企业信息集成而产生的一种专业的系统解决方案。 其精髓也是信息集成，通过e r p 系统把在企业的销售、营销、生产、运作、后 勤、采购、财务、新产品开发以及人力资源等各个环节集成起来，共享过程信 息与资源，有效地支撑了经营决策，达到降低库存、提高生产效能和质量、快 速应变的目的。 在现代社会的市场竞争环境中，技术因素变得越来越重要，如果企业丧失 了技术优势，就必定会丧失其竞争优势，谋求技术优势是现代企业生产的需要。 以往那种仅仅面向“生产经营”的e r p 过程管理方式和单一的p d m 数据集成方 四川大学硕士学位论文 式往往不再适应市场竞争的需要，企业为了适应市场的需求，在不断完善其内 部生产管理的同时，都在延长自己的产品线，更加注重产品的研究开发、生产 营运、质量控制、市场营销和售后服务等环节的统一化管理。因此，企业的管 理技术业必须紧跟不断变化的市场竞争的需求，不断地在其广度和深度上加以 完善和更新，不断为企业提供了竞争制胜的有利武器。将p d m 对产品基础数据 的集成管理能力和e r p 对生产过程控制的集成管理能力统一集成在起，就可 以不仅将产品全生命周期中的数据、过程、控制、流程等信息统一管理起来， 同时也将企业内部的研发、工艺、制造、管理技术完全融合为一体，更为重要 的是，将为企业的市场竞争提供强有力的技术和产品优势，使企业的竞争优势 和其生产利益真正能够达到最大化。 医药企业做作制造行业中的主要的生产模式之一，其企业结构和生产流程 与基本的制造企业是大体一致的。但制药企业也有其本身的特点，进行有效的 质量控制是制药行业赖以存在的生命线，目前制药行业面临全面实施g 帅的认 证管理，根据国家药品监督管理局出台的政策，我国所有的制药企业都必须通 过g m ? 认证，否则将不发放药品生产企业许可证。可见，生产过程的g m p 质量控制是医药行业的企业是否能够继续生存的关键。根据g m p 的要求，制药 行业必须对生产过程严格控制，这种严格的生产流程质量控制要求是目前国内 目前诸多e r p 、p d m 、s c m 软件系统都很难满足的功能。 本课题提出的基于p d m e r p 环境的g m p 管理系统研究就是专门针对制药行 业中严格的g m p 生产质量控制流程的。其中，主要由p d m 系统和e r p 系统提供 一个统一集成的平台，p d m 负责统一的数据集成化管理( 如对b o m 进行统一而 细致的管理) 、e r p 负责提供统一的生产流程集成化管理( 如对工艺流程的统一 控制) ，在此集成平台的基础上，针对制药行业独特的g m p 控制特性，提出一个 集中管理工艺流程中的生产过程质量控制和产品质量保证机制的g m p 规范管理 模型，该集成环境下的g m p 模型系统目前已在国内一家大型制药公司中成功运 行。从实旖和运行情况来看，该系统取得了较好的结果，企业的药品质量控制 能力得到了很大的提高，数据和过程的集成效果得到了比较明显的体现，企业 的整体运作水平也得以有了很大的进步。 四川大学硕士学位论文 1 2 本文所做的具体工作 本文通过对制药行业的分析和研究，结合p d m 集成理论和e r p 管理思想， 提出了一套适用于制药行业信息流控制的g m p 生产质量控制系统模型和集成模 式解决方案。并从数据库设计的角度，结台p o w e r d e s i g n e r 9 。5 数据建模工具的 优势，详细设计出系统的概念数据模型和物理数据模型，为系统的底层数据库 优化提供了数据模型层面的技术支撑。同时，从软件工程的角度出发，结合面 向对象的建模语言u m l 。详细阐述了u m l 语言和面向对象的分析方法在p d m e r p 集成环境下的g m p 系统模型中的分析和设计中的应用模式。 分析了p d m 系统的集成框架，介绍了p d m 的基本概念、内涵、发展和优 点，描述了p d m 在企业信息化c i m s 大环境中所处的地位。重点叙述了p d m 的基本功能与组合应用，详细阐述了p d m 文档管理、产品结构管理、工作流 管理、系统集成管理等功能。并具体归纳了未来p d m 的广义化发展路线与模 式。 分析了e r p 理论的实质含义和e r p 概念范围的社会变迁，突出归纳了从 1 4 r p 到e r p 的波纹式的历史扩展脉络，并详细分析了e r p 的核心部分m r p 理论。同时，针对e r p 在实际生产过程控制中所牵涉到的一些生产管理概念 也做出了一定程度的抽象归纳。 论述了p d m 与e r p 的系统集成的必要性，分析了系统集成的具体方式， 并在此基础上详细介绍了集成方式中的b o m 模型理论。 分析了制药行业的企业特色和质量管理理论在制药行业应用的情况，详 细阐述了制药行业生产过程中g m p 质量规范管理的概念、来源及具体内容。 概括了应用于制药行业的各种质量管理软件体系，重点分析了g m p 软件系统 的数据与过程边界。 分别详细阐述了制药行业软件体系中的p d m 数据管理模型、e r p 生产控制 模型、g m p 质量规范模型。并重点论述了制药行业p d m e r p 集成环境下的g m p 管理模型以及在集成环境下的工艺流程所处的核心地位。 针对制药行业中的g m p 质量管理系统进行了详细的需求分析、系统分析 和业务流程分析。 利用p o w e r d e s i g n e r 9 5 建模工具对系统进行了概念数据模型和物理数据 四川大学硕士学位论文 模型的数据库设计与分析。 利用u l l 对象建模工具r a t i o n a lr o s e2 0 0 3 ，对系统进行了面向对象的 用例分析、交互分析和状态分析。 利用软件开发工具p o w e r b u i l d e r 8 0 3 和数据库s y b a s e l l 5 对制药行业 p d m e r p 集成环境和g b f p 质量管理系统进行了具体开发和实现。 1 3 论文结构 本文的结构如下： 第一章，( 即本章) 讲述课题背景、p d m 与e r p 集成的必要性分析、国内制 药行业信息化现状，本文的研究意义和本文工作。 第二章，研究了p d m 系统和e r p 系统的理论，提出了一个基于b o m 模型等集成 方式的p 嗍e r p 系统的集成框架。 第三章，介绍了g m p 的概念、来源、和作用。着重探讨了制药行业中的p d m 、 e r p 模型和p d m 既p 集成环境下的g m p 生产质量控制模型，深入分析了工艺流程在 集成环境中的核心作用和功能。并对集成环境下的6 v l p 管理模型进行了详细的需 求分析、系统功能分析和业务流程分析。 第四章，针对制药行业p d t t t e r p 集成环境下的g m p 质量管理系统结合 p o w e r d e s i g n e r 9 5 建模工具和r a t i o n a lr o s e2 0 0 3 面向对象建模工具进行了数 据库模型设计和面向对象建模。并用p o w e r b u i l d e r 8 0 3 开发工具和s y b a s e l l 5 数据库进行了具体的系统实现。 第五章，对全文进行概括，总结了系统的优势和具体实施情况，并指出了 有待解决和改善的问题。 四川大学硕士学位论文 2 p d m 及e r p 系统理论研究 2 1p d m 系统理论 2 1 1 、p 删的概念 产品数据管理( p d mp r o d u c td a t am a n a g e m e n t ) 系统用于管理产品全生 命周期内的切信息数据和过程数据，并将所有与产品相关的信息和所有与产 品有关的过程集成在了一起。从“产品”来看，p d m 系统可以帮助组织产品设 计，完善产品结构修改，跟踪进展中的设计概念，及时方便地找出存档数据以 及相关产品信息，企业的产品开发效益取决于有序和高效地设计、制造和发送 产品，产品数据管理有助于达到这些目的。与产品有关的“信息”包括任何属 于产品的数据，如c a d c a e c a m 的文件，物料清单( b o m ) 、产品配置、事务文 件，产品订单、电子表格、生产成本、供应商状况等。与产品有关的“过程” 包括相关的加工工序、加工指南和有关标准及使用权、工作流程、机构关系等 所有过程处理的程序。p d m 系统保存和提供产品设计、制造所需要的数据信息， 并提供对产品维护的支持，即进行产品全生命周期的管理，p d m 系统可以协调 组织整个产品“生命周期”内诸如设计审查、批准、变更、工作流优化以及产 品发布等过程的所有事件。p d m 能够使最新的数据为全部有关用户使用，包括 工程设计人员、数控机床操作人员、财会人员及销售人员都能按要求方便地存 储使用有关数据。 p 晰是依托i t 技术实现企业最优化管理的有效方法，是科学的管理框架与 企业现实闯题相结合的产品，是计算机技术与企业文化相结合的一种产品。p d m 常常以j 2 e e 等作为其体系架构，提供了一个企业信息集成框架的c i m s 平台。 p d m 进行信息管理的二条主线是静态的产品结构和动态的产品设计与制造 流程，所有的信息组织和资源管理都是围绕产品设计、制造而展开的。p d m 系 统的主要目标是控制产品配置、使用更改控制和产品生命周期来管理产品定义 数据的开发、修改以及并行使用。 产品数据管理技术是从c a d c 心和工程设计领域产生出来的。自2 0 世纪 8 0 年代中期以来，人们就已经初步认识到了产品数据管理的作用。摄初，是以 协调制图的存储和检索的文件管理方式建立系统来跟踪由c a d c a m 产生的绘 5 四川大学硕士学位论文 图；接着，加进修改功能以便使用者能更好地管理设计变化；其后，又增加烽 图形文件与产品结构中相关信息链接起来的能力。由于那时需求尚比较单一及 片面，因此人们根据自己的理解、自身特点及所面对的应用问题，有的强调绘 图文件的管理，有的着重与m i s 软件的衔接，有的希望解决一些工作流管理的 问题，也有的急于将重要的研发数据纳入到数据库之中。 进入9 0 年代中后期，人们才逐渐认识到产品数据管理的重要性。目前，由 于新的制造模式的发展与应用，如c r m 、e r p 、s c m 、c i m s 、并行工程、虚拟制 造等，人们已经认识到产品数据管理对企业作为一个集成系统运行的重要性， 可以认为产品数据管理时适用于企业过程、组织方式的技术，具有强烈的企业 运行模式的背景。 产品数据管理的内涵是集成并管理与产品有关的信息与过程。产品数据管 理在企业范围内为设计与制造建立一个并行化产品开发与制造的协作环境。它 视整个企业为一体，可跨越整个工程技术群体，是加速产品开发和制造的使能 器。它也是在分布式企业管理模式的基础上，与其他应用系统建立直接联系的 重要工具。产品数据管理依据全局产品信息强调共享的观点，扩大了产品数据 建模的含义。它为不同地点、不同部门的人员提供了一个协同工作环境，使其 可以在同一数字化的产品模型上一起工作。 2 1 2 、p d m 在c 4 p 技术中的地位 c 4 p 技术即c a d 、c a e 、c a p p 、c a m 、p d m 的总称。其中，c a e 和3 c 系统 c a d c a p p c a m 又统称为c a x 技术。 计算机辅助设计( c a dc o m p u t e ra i d e dd e s i g n ) 包括设计、绘图、工程 分析与文档制作等设计活动，通过交互式图形显示、几何建模、数据交换、工 程计算分析，可以对设计进行优化、确定产品主要参数，进行模拟检验，并输 出图纸等设计结果。 计算机辅助工程( c a bc o m p u t e ra i d e de n g i n e e r i n g ) 通常指有限元分析 和机构的运动学分析。有限元分析可完成力学分析( 线性、非线性、静态、动 态) ；场分析( 热场、电场、磁场等) ：频率响应和结构优化等。机构分析能完 成机构内零部件的位移、速度、加速度和力的计算、机构的运动模拟以及机构 四川大学硕士学位论文 参数的优化。 计算机辅助工艺规划( c a p pc o m p u t e ra i d e dp r o c e s sp l a n n i n g ) 是利用 计算机辅助工艺人员编制机械加工工艺规程，包括毛坯选择、加工参数确定、 机床和刀具的选择、装卡方法的确定、工时定额的计算、工艺文件的自动填写、 制造资源的自动汇总。 计算机辅助制造( c a ic o m p u t e ra i d e dm a n u f a c t u r i n g ) 可完成自动生成 零件加工的数控代码，并可进行加工过程的动态模拟、干涉和碰撞检查等，是 为数控机床服务的。 p d m 实际上是连接c a d c a p p 与e r p 的核心模块，它管理与产品相关的“信 息( e r p ) ”和“过程( c a d c a p p ) ”技术，起着由“过程( c a d c a p p ) ”技术 向“信息( e r p ) ”转化，“信息( e r p ) ”向“过程( c a d c a p p ) ”技术转化 的重要中间过程，形成了双向的无缝传输数据，避免了大量重合数据的产生。 产品数据管理p d m 系统在整个c 4 p 技术以及与e r p c 蹦s c m 等c i m s 大环境 下中的地位可概括成如下图所示： 图2 1 ：产品数据管理p d m 技术在c a p 技术中的地位 说明： 1 、c a d 是c a e 、c a p p 、和c a m 的基础和源头，对c a d 中零件及部件所做的任何 修改，都会直接影响到c a e 、c a p p 和c a m 。c a d 的结果送入c a e 分析系统， 送入c a p p 系统进行工艺编制，送入c a m 系统进行数控编程和模拟加工，并 且接受来自各个系统的反馈信息。 2 、在c a e 中，无论是单个零件，还是整机的有限元分析及机构的运动分析，都 需要c a d 为其造型、装配。c a e 主要接受来自c a d 系统的输入，并且将分析 7 四川大学硕士学位论文 结果反馈给c a d 。 3 、在c a p p 中，需要c a d 的2 d 、3 d 模型、明细表和技术文件等。c a p p 主要接 受c a d 系统的输入，最后将结果送入c a m 系统中，并且将分析结果反馈给 c a d 。 4 、在c a m 中，需要c a d 进行曲面设计、复杂零件造型和模具设计。c a m 接受来 自c a p p 系统的工艺信息和来自c a d 系统的几何信息，利用计算机辅助编制 数控加工程序并自动生成代码，进行加工过程仿真。 5 、c a e c a p p c a m 反作用于c a d ，c a e c a p p c a m 的结果可以验证c a d 结果的正 确性，弥补c a d 结果的不足，修正c a d 结果的错误。 6 、p d m 需要c a d 进行产品装配后的关系以及所有零件的b o m 表。其自身并不产 生数据，仅是管理c a x 产生的数据，为c a x 提供基础数据和设计平台，同时， p d m 也为e r p c r m s c m 等系统提供统一的数据集成平台。c a x 系统和 e r p c r m s c m 等系统都通过p d m 交换信息，从而真正实现了企业管理信息系统 技术的无缝集成。 2 1 3 、p d m 系统的主要功能 虽然p d m 软件功能越来越丰富，但文档管理、工作流程和过程管理、产品 结构配置管理以及系统集成仍然是p d m 系统基本和核心的功能，目前企业实施 p d m 也主要集中在这些应用功能上。 2 1 31 文档管理：电子仓库 文档管理( 蹦d o c u m e n tm a n a g e m e n t ) 的数据包括工程设计与分析数据、 产品模型数据、产品图形数据、专家知识与推理规则、产品的加工数据。 文档管理的对象包括原始文档、设计文档、工艺文档、生产计划与管理文 件、销售维修服务文件、专用文件。 文档管理的模型包括图形文件、数据文件、文本文件、表格文件、多媒体 文件。 可以通过文件集( 或文件夹) 进行文档管理，即在产品生命周期内，为了 完整地描述产品、部件和零件，将有关的产品、部件或零件的所有文件集中起 四川大学硕士学位论文 来，建立一个完整的描述对象的文件目录。 文档管理的核心是建立电子仓库( d a t av a u l t ) 。 此外，对文档和数据往往还需进行权限管理、用户管理、分类管理、版本 管理等。 2 1 3 2 、工作潍管理：数据或文档的生命周期( 过程) 工作流程管理( w p mw o r k f l o wo fp r o c e s sm a n a g e m e n t ) 主要实现产品设 计与修改过程的跟踪与控制。包括工程数据的提交与修改、管理和监督、文档 的分布控制、自动通知等。它是项目管理的基础，主要管理当个用户对数据 进行操作时会发生的情况、人与人之间的数据流动以及在一个项目的生命周期 内跟踪所有事务和数据的活动。 产品数据从生成到报废是由一系列有序状态组成的，当工程设计人员完成 设计工作时，提交设计图纸文档，校对人员核对后，提交审核人员审核，审核 通过后入库归档，在校对审核过程中，任何校对审核人员都可否定，将校审信 息提交设计人员，并要求重新按原工作流程进行或者是沿原路径返回。 工作流程管理一般由工作流模板定义工具、执行工作流的工作流机、工作 流监控和管理工具等组成。使用图形化工作流设计工具，根据过程重组后的企 业业务过程定义工作流模板；将工作流模板实例化并提交工作流机执行；使 用工作流监控和管理工具跟踪分析工作流的执行情况。 ( 1 ) 工作流程编辑器提供过程单元定义手段，并将过程单元根据用户的指 定连接成需要的工作流程，规定提交工作流程执行的设计对象，如部件、零件、 文档等； ( 2 ) 工作流程管理器接收工作流程编辑器提交的流程定义数据，建立有关 人员的工作任务列表，并根据流程走向记录每个任务列表的执行信息，支持工 作流程的异常处理和过程重组； ( 3 ) 工作流程通信服务器根据工作流程的进展情况，向有关人员提供电子 审批与发放，并通过e - m a i l 接口技术进行用户通信和过程信息传递。 9 四川大学硕士学位论文 2 1 3 3 、产品结构管理：多视图b o m 。 产品结构和配置管理( p s mp r o d u c ts t r u c t u r em a n a g e m e n t ) 是e r p 和p d m 之间最关键的结合点，也是最难解决的问题。 产品结构管理以电子仓库为底层支持，以物料清单b o m 为组织核心，把定 义最终产品的所有工程数据和文档联系起来，以实现对产品数据的有效组织、 控制和管理。并在一定目标或规则约束下向用户或应用系统提供产品结构的不 同视图和描述。 为了实现产品结构管理，首先要创建产品结构树，树中的各个节点分别表 示部件和组件，叶节点则表示零件。此外，产品结构树的每个节点都连接着相 关的零部件属性。产品结构管理把产品定义的全部数据，包括几何信息、分析 结果、技术说明、工艺文件等，都与产品结构树建立了联系，使用户能够很方 便地知道某一项变化所造成的影响。 产品结构管理和任务管理紧密相连，也就是说，在项目分派中可以将任务 的输出文档指定到产品结构树的节点或分支上，随着项目的不断实施，图文档 自动存放到结构树上。 b o m 是计算机可以识别的产品结构数据文件，是产品结构的数据格式。产 品b o m 由工程设计部门生成的工程设计物料清单( e - b o me n g i n e e r i n gb i l lo f m a t e r i a l ) 开始，由工艺计划部门转换成计划物料清单( p - b o 驵p l a n n i n gb i l l o fm a t e r i a l ) ，而后由工艺设计部门拓延成制造物料清单( m - b o m m a n u f a c t u r i n gb i l lo fm a t e r i a l ) ，它是企业生产中关键的技术文件。b 叫的 分类除e - b o m 、p - b o m 、m b o m 外，还有：成本物料清单( c - b o mc o s t i n gb i l lo f m a t e r i a l ) 、采购物料清单( s b o ms t o c k i n gb i l lo fm a t e r i a l ) 、装配物料清 单( 卜b o mf i t t i n gb i l l o fm a t e r i a l ) 等。 b o m 可以理鳃成企业不同角色观察产品的一种方式，不同的部门有不同形 式的b o m ，这样就产生了很多种b o m 。设计人员是从产品的功能上描述产品的组 成关心的是全配置b o m 表；采购人员根据设计b o m 产生自己需要采购的物料名 单，也就是采购b o m ：不同的生产厂也会拿到关于产品的不同制造b o m ，然后装 配人员按照设定好的装配b 阻进行装配；供应部门需要的是协作件b o m 表；甚 至客户也会拿到关于产品组成的b 硎。系统设计了多种b o m 供不同角色使用， l o 四川大学硕士学位论文 而且这些b o l d 是相互关联的。 产品结构管理功能应包括：建立产品结构树、e b o m p b o m m b o m 等b o m 多视 图生成和管理、动态分层浏览、产品配置管理等： ( 1 ) 产品结构定义与编辑模块：提供了一种快速访问和修改b o m 表的方法， 用户可以定义和修改自己的产品结构，并将产品结构存入数据库中。 ( 2 ) 产品结构视图管理：针对产品设计中的不同批次或同一批次的不同阶 段( 如设计、工艺、制造与组装等) ，生成产品结构信息的不同视图，以满足对 同一产品的不同b o i l 描述需求。 ( 3 ) 产品结构查询与浏览：为用户提供多种条件查询与浏览，并用直观的 图视方式显示产品零部件之间的层次关系。 2 1 34 应用封装与集成：集成c a x 、e r p 、s c m 、c r m 、e c 等c i m s 系统。 p d m 系统本身是一个开放性的企业级应用集成平台，从集成对象上需要考 虑与应用软件、异构p d m 、以及其它平台软件如e r p c a x 等的集成。 集成是p d m 系统的基础功能，可以分为三个层次：工具的集成、信息的集 成和应用的集成。目前p d m 应用集成技术主要是通过c o r b a 标准实现，以b o l l 为集成的逻辑核心。 2 1 3 5 、其他功能：版本管理、项目管理、分类与检索管理等 ( 1 ) 版本管理： p d b t 系统的版本管理反映了整个的设计过程、设计历程的追溯、设计方案 的比较和设计方案的多种选择等。 在p d m 系统的文档管理中，要以版本产生的先后次序排列来管理设计阶段 产生的版本，即版本的时间顺序。此外，还有当前版本、有用版本、无用版本、 缺省版本、归档版本之分。 在p d m 系统的工作流管理中，通常划分为四种状态：工作状态、提交状态、 发放状态和冻结状态，因此，对应的版本称为工作版本、提交版本、发放版本 和冻结版本。 在p d m 系统的产品结构配置管理中，某一产品只允许选用其中的一个版本， 四川丈学硕士学位论文 这个版本成为有效版本。版本的有效性只有在产品配置中才能体现出来。 ( 2 ) 项目管理( 删p r o g r a mm a n a g e m e n t ) ： 项目管理是建立在工作流程管理基础之上的一种管理，对于新上项目直接 进行任务分派和角色指定以及时间安排。 一个功能很强的项目管理能够为管理者提供每分钟项目和活动的状态信 息。项目管理还应包括项目时间管理、费用管理、资源管理，并能够自动组织 开发过程、监控项目执行过程和记录设计过程。 ( 3 ) 分类管理： 分类管理是利用成组技术，将全厂生产的所有零件按其设计和工艺上的相 似性进行分类，形成零件簇。合理制定各零件簇的相似性标准是分类编码取得 满意结果的关键。 零件分类编码系统可以分为三种类型：以零件簇设计特征为基础的系统、 以零件簇制造特征为基础的系统和以零件的设计和制造两方面的特征为基础的 系统。 ( 4 ) 权限管理： 由于人员的权利和工程技术文档的保密性要求，要建立多重多级权限管理 机制，要有固有权限的等级规定，又要有动态权限分配，还要有严格的归档管 理制度。 2 2e r p 系统理论 2 2 1 、e r p 形成的历史脉络 2 2 1 1 、从m r p 到e r p ：信息集成范围的扩展 从m r p 飞跃到e r p 是一场革命，而不是一种简单的升级。e r p 既需要具有 m r p 系统的实用性，又要考虑混合型生产的需要，还要有不同计算机平台酶环 境，图形化窗口界面，仿真和多媒体技术，以及通过e d i 同外部环境的连接。 e r p 模式将通过降低硬件的成本，减少操作的复杂性，采用开发系统，面向用 户，缩短开发周期，使其进入全球越来越多的公司。e r p 的实施将对企业所拥 有的人、财、物、信息、时间和空间等综合资源进行综合平衡和优化管理，面 型堕型堂坠 粤全球市场，协调企业各管理部门，围绕市场导向开展业务活动，使得企业在 激烈的市场竞争中全方位地发挥足够的能力，从而取得最好的经济效益。 从m r p 到e r p 的发展过程，就像水的波纹一样，由中心逐渐向外扩张。m r p 处于“水波”的中央，是制造业e r p 的核心，也正是波纹首先的爱起者。 四川大学硕士学位论文 2 2 12 库存订货点法阶段：安全库存量和订货提前期 2 0 世纪3 0 年代初期提出的订货点法是一种使库存量不得低于安全库存的 库存补充计划模式，是为解决根据缺料表进行催货的被动状态而提出的一种根 据过去的经验预测未来的物料需求的方法，其实质是着眼于“库存补充”的原 则，保证在任何时候仓库里都有一定数量的存货，以便需要时随时取用。 最大库存量 订赞点 安全库存量 图2 3 ：订货点法示意图 这柙厍仔拴制俣型必狈佣芷一一i 参数：叫其点勺u 员批重。叫贸点法依靠 对库存补充周期内的需求量预测，并保留一定的安全库存量，来确定订货点。 安全库存的设置是为了应对需求的波动。 2 2 1 3 、基本m r p 阶段：b o m 订货点法是彼此孤立地推测每项物料的需求量，对每项物料分别独立地确 定它们的订货点，而不考虑它们之间的联系，从而造成库存积压和物料短缺同 时出现的不良局面。 7 0 年代。在独立需求和相对需求概念的基础上，形成了“在需要的时候提 供需要的数量”的m r p 理论，这种思想提出物料的订赞量是根据需求来确定的， 这种需求应考虑产品的结构，即产品结构中物料的需求量是相关的，从而使各 种物料的库存在数量和时间上均趋于合理。 豫p 与订货点法的区别主要有三个方面：一是通过产品结构将所有物料的 需求联系起来；二是将物料需求区分为独立需求和非独立需求并分别加以处理； 三是对物料的库存状态数据引入了时间分段的概念。所谓时间分段，就是给物 料的库存状态数据加上时间坐标，即按具体的日期或计划时区记录和存储库存 状态数据，使所有的库存状态数据都与具体时问联系起来，就可以准确地回答 1 4 四川大学硕士学位论文 和时间有关的各种问题。 在对产品及各层次安排生产时，应按照产品需求的日期和时间往低层次安 排，也就是倒排计划，即从确定各层次物料的最迟完工和撮迟开工时间开始。 因此，在制定物料需求计划时，需要考虑产品的结构，得到需求后，才考虑物 料的库存( 含在制品) 数量，再得出各层次物料的实际需求量。其中最终原材 料就是采购的需求量，中间件就形成了生产的加工计划。 2 2 1 4 、闭环m r p 阶段：能力约束的反馈闭环 基本m r p 只局限在物料需求方面，但实际生产中的条件是变化的，物料需 求计划不仅要通过车间作业管理和采购管理来实现，而且还必须受到生产能力 的约束，这是基本m r p 无法反映出来的。 8 0 年代初，在基本m r p 的基础上形成了闭环m r p 理论。闭环m r p 理论认为 主生产计划与物料需求计划应该是可行的，即考虑能力的约束，或者对能力提 出需求计划，在满足能力需求的前提下，才能保证物料需求计划的执行与实现。 在这种思想的要求下，企业必须对投入与产出进行控制，也就是对企业的能力 进行校验和执行控制。能力的执行情况最