（机械电子工程专业论文）基于bom的pdm与erp系统集成的研究与实现.pdf

大连理工大学硕士学位论文 摘要 随着信息技术的发展，现代制造企业正面临着持续多变和日益激烈的全球性竞争， 信息化已经成为企业提高产品竞争力的核心。产品数据管理( p d m ) 和企业资源计划 ( e r p ) 是先进制造技术的两个重要的技术领域，对p d m 和e r p 进行系统集成的研究， 可以有效的缩短产品形成周期，加速产品从设计领域到制造领域的转化。而b o m 作为 p d m 和e r p 系统集成的主要信息，是p d m 和e r p 系统的重要组成部分和两大信息平 台的交汇点，也是p d m 系统和e r p 系统信息集成的主要内容和关键所在，对消除它们 之间存在的“信息孤岛”具有重要的意义。 本论文首先介绍了b o m 的基本理论，研究了各种b o m 视图之间的关系，给出了 x b o m 的定义；其次，简要描述了p d m 和e r p 两大系统的体系结构和主要功能等内容， 介绍了p d m 与e r p 的区别和联系，对p d m 与e r p 的4 种集成方案进行了分析和评价； 然后，研究了集成中的b o m 和e b o m m 位o m 的数据结构，对髓o m 和m b o m 进行 了相关的数据结构设计，并构建了设计b o m 到制造b o m 的转化模型。在对课题深入 研究的基础上，结合大机车的实际情况，本文给出了基于b o m 来探索p d m 与e r p 之 间信息集成的解决方案，介绍了具体的p d m 与e r p 集成的关键过程，描述了虚拟件、 继承件和外协件的算法流程以及相关的数据表结构设计。最后以最佳的接1 ：3 式集成模式 思想为指导，开发了适用于大机车实际应用的p d m 与e r p 的集成系统。从p d m 系统 提取的数据经过集成系统的数据检查和审核以及从e b o m 到m b o m 转化等过程，很好 地解决了b o m 数据不一致的问题，保证了数据的准确性，从而实现了p d m 和e r p 信 息的有效集成。 实践证明，本文提出的基于b o m 的集成过程模型较好的解决了多视图b o m 出现 的数据不一致的情况，实现了p d m 和e r p 的信息交换和共享，对企业应用系统的集成 具有一定的实用价值。 关键词：p d m ；e r p ；设计b o m ：制造b o m ；信息集成 大连理工大学硕士学位论文 r e s e a r c ha n dr e a l i z a t i o no nt h ei n t e g r a t i o no fp d ma n de r p s y s t e m b a s e d o n b o m a b s tr a c t w i t ht h ed e v e l o p m e n ti nt h ei n f o r m a t i o nt e c h n o l o g y , m o d e mm a n u f a c t u f i n ge n t e r p r i s e s a r en o wf a c i n gt h eg l o b a lc o m p e t i t i o nw h i c hi sr e m a i n i n gd i v e r s ea n dd r a s t i cd a yb yd a y , a n d i n f o r m a t i o n i z i n gh a sb e e nt h e c o r et oi m p r o v et h ec o m p e t e n c eo ft h e i rp r o d u c t i o n si n m a n u f a c t u r i n ge n t e r p r i s e s p r o d u c td a t am a n a g e m e n t ( p d m ) a n de n t e r p r i s er e s o u r c e s p l a n n i n g r p ) a r et h ep r i m a r yt e c h n o l o g ys u p p o r ti na d v a n c e dm a n u f a c t u r i n gt e c h n o l o g y t h er e s e a r c ho nt h ei n t e g r a t i o nb e t w e e np d ms y s t e ma n de 妯s y s t e mn o to n l yc a nr e d u c e t h eg e n e r a t i v ec y c l eo fp r o d u c t i o n se f f e c t i v e l y , b u ta l s oc a r la c c e l e r a t et r a n s f o r m i n gp r o c e s s e s o fp r o d u c t i o n sf r o mt h ef i e l do fd e s i g n i n gt ot h eo n eo fm a n u f a c t u r i n ga n da st h em a i n i n f o r m a t i o no ft h ei n t e g r a t i o nb e t w e e np d m s y s t e ma n de r ps y s t e m b o mi st h ei m p o r t a n t c o m p o s i n ga n dt h es y n c r e t i cp o i n to ft w og r e a ti n f o r m a t i o nf l a t s ，a n di t i st h ec e n t r a la n d p i v o t a lc o n t e n t so fi n f o r m a t i o ni n t e g r a t i o nb e t w e e nt h et w os v s t e m s b o mh a st h ei m p o r t a n t s e n s et oe l i m i n a t et h e “i n f o r m a t i o na c n o d e ，e x i s t i n gi nt h e m t h ep a p e rf i r s t l yi n t r o d u c e st h eb a s i ct h e o r yo fb o m ，t h er e l a t i o n so fb o mv i e w sa n d d e f i n i t i o no fx b o m t h e nt h ec o n t e n t so fs y s t e ms t r u c t u r ea n dm a i nf u n c t i o n si np d m s y s t e ma n de l i ps y s t e r na r ed e s c r i b e di nb r i e fd i 丑e f e n c e sa n dr e l a t i o n sb e t w e e nt h et w o s y s t e m sa r ei n t r o d u c e d ，a n dt h ef o u ri n t e g r a t i o np r o j e c t sa r ea l s oa n a l y z e da n da p p r a i s e di n t h ep a p e r t h i r d l y , b o mi ni n t e g r a t i o na n dd a t as t r u c t u r eo fe b 0 1 w i v l b o ma r ei n t r o d u c e d 。 a n dt h ec o r r e l a t i v ed a t as t r u c t u r ed e s i g ni sa c c o m p l i s h e db yt h ed e t a i la n a l y s i so ne n g i n e e r i n g b o ma n dm a n u f a c t u r i n gb o mt h ec o n v e r s i o nm o d e li sa l s oc o n c e i v e df r o me b o mt o m b o m o nt h eb a s eo f f u r t h e rr e s e a r c hw o r kt ot h ei t e r na n dc o m b i n i n gt h ep r a c t i c a l i n s t a n c e o fd a l i a nl o c o m o t i v ea n dr o l l i n gc o l t d t h er e s o l v i n g p r o j e c to n 恤ei n f o r m a t i o n i n t e g r a t i o nb e t w e e nt h es y s t e m so fp d ma n de r pb a s e do nb o m i sp r o p o s e di nt h ep a p e r t h ep i v o t a li n t e g r a t i o np r o c e s s e so fp d ms y s t e ma n de r ps v s t e mi si n t r o d u c e di nt h e d e t a i l e di t e r na n dn o to n l ya r i t h m e t i ca n df l o wo fn o m i n a lp a r t s m i d w a yp a r t sa n di n h e r i t o n e si s a n a l y z e d b u ta l s ot h ec o r r e l a t i v es t r u c t u r eo fd a t at a b l ei sd e s i g n e d a tl a s tt h e i n t e g r a t i o ns y s t e mo fp d m a n de r pa d a p t e dt op r a c t i c a la p p l i c a t i o no ft h ee n t e r p r i s ei s e x p l o i t e db yt h eg u i d a n c eo ft h eb e s tm o d e “i n t e r f a c ei n t e g r a t i o n t h ed a t af r o mp d m i s m a n a g e db yt h ec i r c u l a t i o na n dc o n s i s t e n c ye x a m i n a t i o no ft h ed a t a a n dt h e ne b o mi s t r a n s f o r m e dt o 田o mb yt h es y s t e m t h u st h ep r o b l e mo fd a t an o n c o h e r e n c ei sr e s o l v e d w e l lw h i c hi se x i s t e di nt h eg e n e r a t i v ep r o g r e s so fb o mv i e w s a n dt h ev e r a c i t yo fb o m 宋威：基于b o m 的p d m 与e r p 系统集成的研究与实现 d a t ai se n s u r e da n dt h ei n t e g r a t i o no f p d m s y s t e ma n de r ps y s t e mi sr e a l i z e de f f e c t i v e l y t h ep r a c t i c ep r o v e st h a tt h et r a n s f o r m a t i o nm o d e lb a s e do nb o mc a ns e t t l es u c c e s s f u l l y t h ep r o b l e mo fd a t an o n c o h e r e n c et h ei n f o r m a t i o ne x c h a n g ea n ds h a r eo f p d ma n de r pi s r e a l i z e d ，a n dt h i ss y s t e mc a nb eu s e f u la n dw o r t h yf o rt h ei n t e g r a t i o no fa p p l i c a t i o ns y s t e m s i ne n t e r p r i s e s k e yw o r d s ：p d m ；e r p ；e n g i n e e r i n gb o m ；m a n u f a c t u r i n gb o m ：i n f o r m a t i o n i n t e g r a t i o n 独创性说明 作者郑重声明：本硕士学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工 作及取得研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外， 论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得大连理 工大学或者其他单位的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志 对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。 作者签名： 塞盛日期：乏型垒! 兰习蛰 大连理工大学硕士学位论文 大连理工大学学位论文版权使用授权书 本学位论文作者及指导教师完全了解“大连理工大学硕士、博士学位论文版权使用 规定”，同意大连理工大学保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子 版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连理工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，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论 文。 作者签名：鬈感 导师签名： 大连理工大学硕士学位论文 1 绪论 1 1 研究的背景与意义 进入2 l 世纪，当代企业面临着日益激烈的不可完全预测的市场竞争。为了提高企 业的市场应变能力和竞争力，企业就要解决t 、q 、c 、s 、e 这五个方面的难题，即以 最快的上市速度、最好的质量、最低的成本、最优的服务和最好的灵活性，来满足不同 顾客对产品的需求。企业界和学术界对此提出了各种不同制造系统的新模式和新哲理， 如并行工程( c e ) 、敏捷制造( a m ) 、业务过程重组( b p r ) 、现代集成制造( c b 订) 、 协同制造和智能制造( d 讧) 等。这些新模式和新哲理对信息集成提出了更高的要求。产 品数据管理( p d m ) 和企业资源计划( e r p ) 是两个在不同阶段、针对不同领域发展起 来的应用系统，是目前企业实施先进制造模式的主要信息技术支撑【1 】。但是在单项技术 得到越来越广泛应用的同时，也在一定程度上形成了信息孤岛。在信息化高度发展的今 天，信息孤岛成了许多企业生产力发展的瓶颈，而集成技术是解决这一问题的重要途径。 物料清单( b o m ) 是制造业信息化系统中重要的基础数据，是联系工程设计部门和 生产管理部门之间的桥梁和纽带，是p d m 系统和e r p 系统信息集成的主要内容和关键 所在。在产品全生命周期中，存在着各种企业不同部门和用途的b o m 文件，不同的部 门为了各自的目的设计、管理和使用b o m ，b o m 贯穿了设计、工艺、制造、质量管理、 采购、销售等几乎所有的职能部门，对应的b o m 形式为设计b o m ( e n g i n e e r i n g b o m ， e b o m ) ；工艺b o m ( p r o c e s s p l a n n i n g b o m ，p p b o m ) ；制造b o m ( m a n u f a c t u r i n g b o m ， m b o m ) ；质量管理b o m ( q u a l i t yb o m ，q b o m ) ：采购b o m ( b u y i n g b o m ，b b o m ) ： 销售b o m ( s t i e s b o m ，s b o m ) 和其他b o m 文件等。b o m 为企业各个部门提供集 成、共享的基于单一产品数据源( s s p d ) 的基础数据平台。通过这种管理，可以建立 起企业产品数据的集中处理平台，实现产品相关数据的统一管理，通过统一的数据访问 接口为其它系统和人员服务。 1 1 1 制造业信息化概述 制造业是将可用资源与能源通过制造过程，转化为可供人们使用或利用的工业品或 生活消费品的行业。制造业的核心是实现产品制造过程的制造系统。制造系统是由制造 过程所涉及的硬件( 包括人员、设备、物料流等) 及其软件所组成的一个统一整体，是 一个将制造资源转变为产品或半成品的输入输出系统，包括市场分析、产品设计、工艺 规划、制造试验、检验出厂、产品销售、回收处理等企业生产中的各个环节【2 4 j 。 企业的信息化就是指企业在生产经营、管理决策、研究开发、市场销售等各个方面 宋成：基于b o m 的p d m 与e r p 系统集成的研究与实现 全面应用信息技术，建设应用系统和信息网络，通过对信息和知识资源的有效开发利用， 调整或重构企业组织结构和业务模式，服务企业发展目标，提高企业竞争力的过程【“。 企业信息化建设的核心是建立满足生产经营发展目标的信息系统。 企业的信息化具体可以用设计数字化、制造装备数字化、生产过程数字化、管理数 字化、企业数字化来进行概括： 设计数字化：通过产品设计手段与设计过程的数字化和智能化，缩短产品开发 周期，提高企业的产品创新能力。 制造装备数字化：通过制造装的数字化、自动化和精密化，提高产品的精度和 加工装配的效率。 生产过程数字化：通过生产过程控制的数字化、自动化和智能化，提高企业生 产过程自动化水平。 管理数字化，通过企业内外部管理的数字化和最优化，提高企业管理水平。 企业数字化：在以上“四化”的基础上，通过集成形成数字化企业，实现全球 化环境下企业内外部资源的集成和最佳利用，促进制造企业的业务过程、组织 结构与产品结构的调整，提高企业的竞争能力。 表1 1 企业信息化进程的三个阶段川 t a b1 1t h e em o m e n t so f e n t c r p r l s e si n f o r m a t i o np r o g r e s s 比较方面时间5 0 6 0 年代7 0 8 0 年代9 0 年代2 l 世纪初 制造环境按库存生产 接订单生产 按订单装配、设计 生产率瓶颈制造能力设计和生产系统的供应链集成 数据传递和集成 制造支持系统 皿冲i i c 删r p i i 等单元技术 p d m 压r p ，s c m 企业信息化进程可以分为三个阶段，如表11 所示。其中，第一阶段为5 0 6 0 年代， 以物料需求规划( m a t e r i a lr e q u i r e m e n t sp l a n n i n g ，m p , p ) 为基本模式。7 0 8 0 年代随着 计算机辅助技术( c o m p u t e ra i d e dx ，c a x ) 、数控( n u m e r i cc o n t r o l ，n c ) 、制造资源 规划( 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 ，m r p i i ) 等单元技术的成功应用，“自动化孤岛” 带来的数据冗余和冲突成为影响生产率的主要障碍，于是信息集成成为这一阶段信息系 统面临的主要问题。9 0 年代以后，买方市场成为主导全球市场坏境的主体，苛刻的竞争 环境迫使企业必须在保证利澜的同时以最快的速度提供给用户最好的产品，于是出现了 产品数据管理( p r o d u c td a t am a n a g e m e n t ，p d m ) 、企业资源规划( e n t e r p r i s er e s o u r c e p l a n n i n g ，e r p ) 、供应链管理( s u p p l yc h a i n m a n a g e m e n t ，s c m ) 这些面向产品全生命 大连理工大学硕士学位论文 周期、面向供应链的管理系统，以保证在扩展的企业范围内实现持续的价值创新7 1 。 1 t 2 企业信息化存在的问题 随着制造业模式的变化和计算机技术的推广和应用，我国的制造业面临着严重的挑 战：如何缩短产品研发和生产制造的周期、降低成本、提高质量、进而让产品尽快占领 市场；如何提高企业的综合管理水平和计划的实现率；如何建立柔性化、集成化和智能 化的生产模式等等。为了达到上述目标，在市场竞争中求生存和发展，许多企业不断地 采用了c a d 、c a p p 、c a m 、c a e 等单项技术，且取得了一定的成绩。但是从总体上 说，这种方法没有使企业取得明显的效益，主要原因如下： 1 ) 信息共享程度低。由于这些系统都是离散的系统，其支持的文件格式和应用环 境存在着差异，这些使得企业无法在管理设计、工艺和制造部门之间以及相关企业之间 甚至企业与贸易之间进行有效的传递数据信息，从而难以进行信息交流，结果使企业的 已有信息共享程度降低。 2 ) 信息传递速度慢、复用性差。虽然企业采用了计算机辅助工具，但产品的一些 技术资料依然采用手工管理的方式，造成对文件缺乏有效的版本管理，而造成不必要的 重复设计，且传递信息速度慢。 3 ) 企业计划、设计、生产、材料、采购、财务、质量和销售等部门，各自运行着 互不兼容的软件系统。整个企业产品开发过程仍旧依靠人工管理方法，不仅极其费工、 费时而且容易出错，造成企业各部门之间“扯皮”情况严重，工作效率低下。 4 ) 与企业相适应的信息基础设施还比较欠缺。在数据管理方面，企业仍停留在使 用大型商用关系数据库的层次上，由于这些数据库不能有效的管理图形、图像等非结构 数据，也无法实现过程管理、配置管理以及对应用工具的集成，因此不能满足在异构与 分布式计算机环境中使企业内部各类应用实现信息集成、功能集成和过程集成。 5 ) 应用集成系统的效率低。在产品开发过程中，几乎任何两个不同的应用软件都 不可能直接分享或交换产品数据信息。一项来自美国的调查显示，由于设计制造缺乏产 品数据的有效管理，导致产品的成本上升1 0 ，工时增加2 0 。因此提高应用集成系 统的效率的核心是各系统之间的可操作性。 1 1 3 解决方法 企业的全部信息可以分为企业资源、经营管理和生产对象等三类信息，而产品数据 管理信息和企业资源管理信息是企业全局信息的两大组成部分。从8 0 年代p d m 发展 至今，p d m 系统用来管理所有与产品相关的数据和过程信息，已经成为全企业的使能 技术，加速了产品全生命开发过程中的工作流和信息流；而企业资源计划管理的发展时 宋威：基于b o m 的p d m 与e r p 系统集成的研究与实现 间要比p d m 长，它从物料需求计划( m 肿) 提出对库存的管理和控制一直发展到制造 资源计划( m r p i i ) 技术，又发展到目前的用来管理车间层的计划和协调的e r p 系统。 采用e r p 系统，可以使企业管理者明确在某个时间段内生产某个产量的产品所需要投 资和制造资源，从而不仅压缩库存、减少流动资金、缩短制造时间、降低成本和提高效 率，而且有利于协调和合作，提高竞争力。因此，越来越多的企业认识到p d m 和e r p 系统的重要性，都先后实施了p d m 和e r p 系统，来满足不同的目的要求，同时p d m 系统和e r p 系统也提供了各自领域里最佳的解决方案。 在制造业中p d m 和e r p 用来在不同时间处理不同的任务，但又相互关联，成为一 个整体。然而长期以来p d m 和e r p 被分开处理，造成企业信息交换困难。首先e r p 系统所需的产品数据不能从p d m 系统中自动获得，而需重新手工录用；其次由于p d m 系统无法对生产制造过程中频繁更改的数据进行跟踪和反馈，因此不能保证两个系统数 据的一致性和完整性；又由于企业各部门的数据往往重复使用，一个错误数据则会造成 一条错误链，致使数据混乱，很难加以修改，当发现时，已造成很大的损失。因此，p d m 系统不能及时了解市场变化从而快速响应，而e r p 系统得不到经过整理的精确数据， 领导者也不能做出正确的决策。实践表明，只有两个系统集成才可以使工程和制造部门 之间快速和精确的传送信息，促使整个企业各部门谐调工作，才能保持企业的竞争力， 因此在产品开发的整个生命周期中p d m 和e r p 的集成是c i m s 的核心和灵魂【8 】。 圈1 1 描述的是应用p d m 和e r p 集成方案后企业的信息流。这种方案采用了p d m 统一管理c a d 、c a p p 、c a e 、c a m 等系统中产生出来的数据，并且和e r p 中的数据 实现了相互转换，使得信息更加流畅，缩短了产品的设计和制造时间，增强了企业的快 速反映能力。 大连理工大学硕士学位论文 图1 1 应用p d m 和e r p 集成后企业的信息流 f i g 1 1i n f o r m a t i o n h o w o f e n t e r p r l s e , s a p p l i c d b y p d ma n d e r p i n t e g r a t i o r t 1 2 问题的研究现状 物料清单( b o m ) 是组织产品数据的重要形式，是p d m 、c i m s 等企业信息化系统 中的核心数据，是企业不同部门、不同流程间传递数据的基本形式。建立以b o m 为基 础的产品数据流是实现数字化企业的重要保证。b o m 是联系工程设计部门之间的桥梁 和纽带，是p d m 系统和e r p 系统信息集成的主要内容，是c i m s 与c a d c a p p c a m 、 p d m 、e r p 等子系统的重要接口，是系统集成的关键所在。如果没有b o m ，就无法制 造出同样的产品，也无法准确地将设计部门产生的数据和变更信息传送到制造部门。实 现全局数据信息的统一。可见，有关b o m 的研究和发展直接影响着企业信息化的进程 和效果峨9 “】。 1 2 18 0 m 的研究现状 在制造业中，b o m 是为生产某种产品而需要的产品物料构成清单，b o m 数据用来 描述产品的物料组成及组成产品的物料之间的诸如装配等方面的关系，同时b o m 还可 以表示诸如产品说明书、产品包装、零部件的相关文档等其他信息。 b o m 作为一种基础数据在企业信息化工程中居于核心地位，它是产品数字化定义 的重要内容，是连接企业产品工程设计和企业生产经营管理的桥梁。对b o m 的研究是 宋戚：基于b o m 的p d m 与e r p 系统集成的研究与实现 伴随着e r p 的发展而不断深入的，随着n 1 1 l p 向e r p 的发展，b o m 从m r p 时代单一 的设计b o m 拓展为多种形式，它们有不同的意义和用途，横跨企业多个部门，因此保 证这些b o m 数据的完整性、正确性和一致性有重要的意义。 当前国外的b o m 管理通常都是嵌入在各种e r p 系统和p d m 系统中，p d m 系统通 常只有设计b o m 和工艺b o m 数据，如国外的i n t r a l i n k 和i m a n 等p d m 软件中管理 了大量的关于产品设计b o m 和工艺b o m 的数据；国外的e r p 软件中( 如s a p r 3 等) 中有关b o m 的数据包括制造b o m 和工艺b o m 数据，但很少或者没有涉及到其他用 于各个职能部门中b o m 数据。国内的相关e r p 和p d m 软件系统中的情况也大体相同。 在国内，随着目前的e r p 应用热潮，b o m 在企业中得到了异乎寻常的重视，这是 因为，考虑到国内企业信息化基础比较薄弱的现实，一些企业在实施e r p 的时候，采 取分布实施的策略，他们认识到企业的基础数据是企业信息化工程能否成功的基础，因 此首先从b o m 抓起，这就促使b o m 研究从e r p 中逐渐被分离出来，成为一个相对独 立的研究对象。一些著名的软件公司在与企业合作时也开始把b o m 当作一个相对独立 的项目进行，比如著名的开目公司就推出了一个独立的开目b o m ，它可以从不同类型 的图纸或数据库、数据表中采集产品和工艺数据，并自动生成标准件、外购件、外协件、 借用件等各种汇总清单，生成工艺路线表，实现工时定额、材料定额、工艺装备的汇总 和计算，并可生成各种e r p 或m r p i i 管理软件所需要的数据格式，为管理软件提供基 础的静态和动态数据。 b o m 在企业的应用范围存在着四个层次：面向单项信息技术的b o m 技术、面向 部门级信息技术的b o m 技术、面向企业级信息技术的b o m 技术和面向企业间信息技 术的b o m 技术【1 2 】。其中，面向单项信息技术的b o m 技术是b o m 研究比较集中的方 面，这方面的研究已经比较成熟；面向部门级信息技术的b o m ，是在面向单项技术b o m 的基础上，通过构造满足部门不同应用所需的统一b o m ，形成共享的产品数据源，为 该部门中相关的应用提供一致的产品数据。目前面向部门级信息技术的b o m 技术开始 进入蓬勃发展时期，在企业的各种部门级的应用系统中受到广泛的重视和研究；随着虚 拟企业、动态联盟技术的发展，面向企业级和企业间的b o m 技术的研究将成为热点和 重点。市场的需要促进了对b o m 较为深入的研究，国内外的一些研究人员在这方面做 出了许多有价值的探索。 大连理工大学硕士学位论文 a 面向单项技术的b o m ，磊磊；、产品结构与配置、 b 面向部门级应用系统的b o m ：三兰0 器? 产品结构与配置l( 戳4 - b o m 卜+ ( 工艺b o m 卜制造b o m )j 生产经营管理 项a 管理：i 二五f 三i i 再i 鬲r 孟成本核算 、- ，气磊翥f 、企业 ，二；_ ；二一、 f z 艺b o m ) f 制造b o m ) a 、 ，多赢紊巡多未萧芝 ，二- 7 0 、1 一- f ，j _ 、 ( t z b o m ) ( 制造b o m ) ( 工e b o m ) ( 制造b o m ) 、! ! 里塑竺 d 面向企业问级应用系统的b o m 图1 2b o m 研究的四个层次 f i g i2f o u rl a ) r e r so f t h eb o mr e s e a r c h l i2 2p d m 与e r p 的集成的研究现状 随着企业信息化建设的发展，在制造企业中实施应用p d m 和e r p 系统的情况日益 增多，以及信息系统集成的需要的增加，p d m 系统和e r p 系统的集成得到国内外研究 者越来越多的重视。 1 国内的研究情况 7 宋威：基于b o m 的p d m 与e r p 系统集成的研究与实现 浙江大学提出了基于集成数学模型的p d m 和e r p 的集成方法，系统中的数学组织 的逻辑结构表示构成系统的数据集成模型，它是经过对企业信息进行合理组织后抽象出 来的【”4 1 。通过该模型，可以访问到p d m 和e r p 系统中所有的信息和集成中需要交换 的数据。用户界面函数作用在集成数据模型上，只要能够正确的表示p d m 和e r p 系统 的数据组织结构，就能实现两个系统问的无缝集成。 中南大学提出了利用数据接口与操作接口来实现p d m 和e r p 系统集成的方法 1 1 5 - 1 6 。采用设计专用的接口方式，使p d m 从e r p 中访问有关生产计划、库存状况、市 场需求等方面的信息。但是此方法需要针对具体的系统开发专用的数据接口，在操作接 口的设计中没有考虑互操作的安全性，因此，其缺乏广泛的适用性和应用能力。 对p d m 与e r p 系统的集成研究有很长的时间，但在国内的成功应用并不多。企业 应用集成f 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 ，e a i ) 作为一个研究和应用的方向将受到企业 更多的重视。 2 国外的研究情况 目前国外很多学者提出了在产品全生命周期数据模型的基础上，运用面向对象技 术、c o r b a 技术和数据库技术来实现集成的理论，但此理论的实施仍需要做大量的研 究工作，而且相关的技术的发展水平和应用水平还有待进一步的提高。 产品全生命周期数据模型 s t e p 是i s o 提出的产品数据表达与交换的国际标准。其目标是提供一种能描述整 个产品全生命中产品数据的机制，并在完整产品数据模型的基础上实现产品数据的自动 交换，以实现c a d c a p p c a m 乃至整个c i m s 以及并行工程的信息集成 1 7 l 。国外的p g u 公司开发了基于s t e p 的集成产品模型g p m ，该模型是为了支持全部产品信息结构 和标准数据格式。模型采用了s t e p 集成资源中的资源构成来表达零部件之间的装配关 系、版本、材料等信息。在此研究中，没有考虑到针对某一具体的应用，对于完全依据 集成资源中的模型在实际中会遇到的问题并没有进一步的研究。 集成平台和集成框架的研究 为了降低系统间信息集成的复杂程度和难度，可以采用集成平台和集成框架的方 法。集成平台系统是使企业内各类应用进行信息集成的软件系统。集成框架系统是使企 业内各类应用进行信息、功能集成和过程集成的软件系统【l ”。集成框架系统是一种即插 即用的环境。能够集成传统的应用软件，并且能够支持多厂商、异构网络和不同的操作 系统，能够自动定制系统集成需要的大部分编码，通过为开发人员提供一组标准接口来 实现这个方案，适配器可以实现系统和系统之间的连接。集成框架的重要支撑技术是分 布式对象技术。分布式对象技术目前已发展成为在异构环境下集成系统集成框架的标准 8 大连理工大学硕士学位论文 构架的核心技术，在企业信息集成的方面起到了重要的作用。 1 3 课题来源和主要研究的内容 1 3 1 课题来源 本论文的课题来源于8 6 3 项目面向产品全生命周期的x b o m 解决方案及其软件支 撑系统。在现阶段，设计b o m 的生成以及e r p 系统所需的制造b o m 一般仍需要通 过设计人员根据c a d 图纸等手工的方式输入，不仅要消耗企业大量的人力物力，而且 还要定期的对b o m 的一致性进行维护，从而b o m 的准确性也很难得到保证。同时， p d m 和e r p 系统的信息集成也成为了制造企业迫切需要解决的问题。在课题大量研究 工作的基础上，结合大机车的实际情况，本文提出了基于b o m 来探索p d m 与e r p 之 间信息集成的解决方案，并且实现了从p d m 系统中的原始的数据文件生成e b o m 以及 e b o m 到e r p 支持的m b o m 的转化，对企业的信息化建设有着十分重要的实际意义。 1 32 主要研究内容 论文共分六章，主要研究内容如下： 第一章绪论：通过对企业信息化的概述和所存在的问题，得出了p d m 和e r p 系统集成 的必要条件。概括说明了国内外集成的研究现状以及本课题研究的意义和论文的 主要研究内容。 第二章b o m 的基本理论：阐述了产品全生命周期的b o m 的定义分类和结构，介绍了 b o m 的基于r l 维空间的仿射模型，对b o m 的数据结构进行了详细的分析在 研究了b o m 多视图的基础上，给出了x b o m 的定义，建立了面向产品全生命周 期的x b o m 视图转换模型。 第三章p d m 与e r p 的集成技术研究：分别阐述了p d m 和e r p 的基本概念和主要功能 组成。介绍了p d m 与e r p 的区别和联系，对p d m 与e r p 的4 种集成方式的分 析和评价，在此基础上提出基于b o m 的p d m 和e r p 的转化模型。 第四章p d m 与e r p 集成中的b o m 研究：介绍了集成中的b o m ，对设计b o m 和制造 b o m 的差异进行了分析，在研究了设计b o m 和制造b o m 的数据结构特点及相 应的b o m 转换的数据结构设计的基础上，给出了从设计b o m 到制造b o m 的 转化模型。 第五章p d m 与e r p 的集成应用实例：以前面的研究分析为基础，构建了系统的集成模 型，给出了相应的p d m 与e r p 集成的关键过程，并根据具体项目，对集成系统 进行了相关的数据表结构设计。进一步对所提出的p d m 和e r p 集成方法进行了 宋戚：基于b o m 的p d m 与礤啦系统集成的研究与实现 验证和实现。 第六章结论与展望：对论文的主要结论和观点进行总结，并提出论文研究的不足和进一 步的研究方向。 大连理工大学硕士学位论文 2b o m 的基本理论 物料清单是在产品模型的基础上通过任务配置而成的。如果没有b o m ，就无法安 排生产，无法准确地将设计部们产生的数据和变更信息传送到制造部门，无法实现全局 数据信息的统一，进而影响到系统的处理能力和使用效果。因此，对b o m 的定义、结 构模型和各种不同的视图及其转化的深入了解是非常必要的。 2 1b o m 概述及其典型的数据结构 2 1 1 物料清单( b o m ) 的定义 为了采用计算机辅助管理企业生产，要使计算机能够识别企业所制造的产品的构成 和所有涉及的物料，就必须把用图示表达的产品结构转化成某种数据格式，这种以数据 格式来描述产品结构的文件就是物料清单( b i l lo f m a t e r i a l ，b o m ) 。b o m 是一种树型结 构，通常成为产品结构表或产品结构树，在这种树状结构中还包含了父节点和对其子节 点的需求数量，其表现形式如图21 所示。同时b o m 还可以表示诸如产品说明书、产 品包装、零部件的相关文档等其他信息。 刨 卣匹广西强 矗舀矗 矗蛊 。物料清单( b o m ) 在某些工业领域，被称为“配方”或“要素表”等其他名称。在 m r p i i 和e r p 系统中，物料一词有着广泛的含义，它是所有产品、半产品、在制品、 原材料、配套件、协作件、易耗品等与生产有关的物料的名称。在通常的m r pi i 和e r p 系统中b o m 是指由双亲件及子件所组成的关系树。b o m 可以是自顶向下分解的形式 宋威：基于b o m 的p d m 与e r p 系统集成的研究与实现 或是自底向上跟踪的形式提供信息。m r p i i 和e r p 系统中的b o m 是一种数据之间的组 织关系，利用这些数据之间的层次关系可以作为许多功能模块设计的基础，这些数据的 某些表现形式是汇总报表i l g 。 如今在多品种、少批量、离散型装备制造企业中，b o m 的数据是非常庞大而复杂 的，在市场日益激烈的竞争情况下，企业的产品技术状态会随着客户的要求不断变化， 导致了b o m 数据的动态变化，从而使b o m 数据的管理更加复杂化。所以，b o m 的变 化和维护将对企业整个生产过程产生最直接的影响，对b o m 的有效管理成为企业管理 中一个十分重要的环节。 2 1 2 传统b o m 格式和基于n 维空间的仿射模型 1 传统的b o m 格式【2 0 1 ) 单阶展开式 单阶式物料清单是物料清单结构中最基本、最简单的结构，此种形式列出装配作业 中母装配与子零件的关系，包括一个母装配需要多少个子零件，采用多个单级展开就能 完整地表示产品的多级结构，所以可以清楚地了解每一产品或装配件组成的零组件项 且。它包括了最终产品组成项目的所有零件，而对于每一个零件必须要具备唯一的零件 编号、简单的零件说明、每一个最终产品的所需要的数量和衡量单位四个要素。对应很 多企业的分组明细表即是单级b o m 的具体形式。 2 ) 多级展开式 此种展开式列出了装配作业中每一阶层母装配与子零件的关系，包括一个母装配需 要配多少个子零件，它的展开形式有如“阶层”、“锯齿状”般，由最终成品或装配件开 始依次由上至下的方式展开，如果再遇到装配件时，再将装配件的下一阶层依次由上至 下的方式展开，直到所有的子项都展开为止，所以可以清楚地了解产品或装配件的组成 结构关系，采用一个多级展开就能完整地表示产品的多级结构。对应很多企业的产品明 细表即是多级b o m 的具体形式。 3 ) 汇总展开多( b o m 此种形式是将装配最终产品所需要的各阶层所有零件数量加起来列出，不管其零件 是母装配还是子零件，只将各阶层的所有零件加和后总数量列出来，并不具有阶层的关 系，它反映的是一个最终产品所需的各种零件的总数，而不是每个上层物料所需的零件 数。所以无法从中看出装配产品的顺序。这种格式并不表示产品生产的方式，但却有利 于产品成本核算，采购和其他有关的活动。此清单还用于快速检查可利用的零件数量及 审核某成品成本的改变。 大连理工大学硕士学位论文 4 ) 单阶回溯方式 所谓回溯式清