對(duì)離散制造業(yè)而言，ERP與PDM集成是一重要的信息化項(xiàng)目，項(xiàng)目成功能提高企業(yè)運(yùn)營(yíng)效率，有效縮短制造準(zhǔn)備時(shí)間。對(duì)于按訂單設(shè)計(jì)（ETO）類型的企業(yè)來(lái)說(shuō)，一次性生產(chǎn)、重復(fù)性小的特性，決定了ERP系統(tǒng)需為每一次生產(chǎn)任務(wù)準(zhǔn)備其所需的物料、BOM、工藝路線等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，如產(chǎn)品零件數(shù)量多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、數(shù)據(jù)量大時(shí)，唯有通過(guò)系統(tǒng)集成方可保證數(shù)據(jù)來(lái)源的準(zhǔn)確和及時(shí)。
一、集成的模式
目前PDM與ERP集成的模式主要分為三大類型：數(shù)據(jù)級(jí)集成、合作伙伴級(jí)集成、流程級(jí)集成，其集成難度是逐級(jí)提高的。
①數(shù)據(jù)級(jí)集成是指通過(guò)函數(shù)或API、數(shù)據(jù)庫(kù)包、接口表、中間文件等實(shí)現(xiàn)不同應(yīng)用程序之間的數(shù)據(jù)同步。其特點(diǎn)是兩個(gè)系統(tǒng)保持自己獨(dú)立性，信息單向流動(dòng)，下游系統(tǒng)可對(duì)上游系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)充，實(shí)現(xiàn)有效的集成。當(dāng)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)發(fā)生更改的時(shí)候，只需要按照順序進(jìn)行更新即可。此方式開(kāi)發(fā)工作量小易實(shí)現(xiàn)，效率和安全性相對(duì)較低。雖系統(tǒng)的數(shù)據(jù)同步性會(huì)差一些，但只要合理規(guī)定讀寫(xiě)中間表的時(shí)間，就不會(huì)影響系統(tǒng)使用。此方式對(duì)單件小批量生產(chǎn)和產(chǎn)品系列化程度不高的企業(yè)非常合適，航天晨光即采用了此集成模式。
②合作伙伴集成，它需要專用協(xié)議引擎或適配器來(lái)連接不同系統(tǒng)，一般通過(guò)觸發(fā)器、高級(jí)隊(duì)列、XML文件、字段映射、EDI等技術(shù)形式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳遞、同步。如Smarteam Gateway、Agile ChangeCAST、Windchill ESI、Teamcenter Gateway等與ERP系統(tǒng)集成的模塊都是屬于此類型，是由PDM廠商發(fā)起對(duì)知名的ERP軟件進(jìn)行集成開(kāi)發(fā)并形成的商品化套件包，但有的需借助于消息中間件（如MQ、BizTalk、Tibco等）等來(lái)搭建集成平臺(tái)，有的能做到不同系統(tǒng)的互操作。其特點(diǎn)是集成自動(dòng)化效率高，有很高的安全性和可靠性，但商品化套件包適應(yīng)面窄、再定制修改困難、不支持工藝數(shù)據(jù)集成。
③流程集成是指通過(guò)一個(gè)多步驟、長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的跨系統(tǒng)的流程來(lái)進(jìn)行集成，業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間通過(guò)對(duì)方的工作流觸發(fā)自身的工作流，兩系統(tǒng)之間按設(shè)計(jì)的流程進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳遞、反饋與同步，它需要特定的流程管理器。如Oracle基于應(yīng)用服務(wù)器設(shè)計(jì)了BPEL業(yè)務(wù)流程執(zhí)行語(yǔ)言，通過(guò)BPEL可以實(shí)現(xiàn)不同應(yīng)用系統(tǒng)之間的業(yè)務(wù)事件實(shí)時(shí)響應(yīng)，實(shí)現(xiàn)流程層面的集成。其特點(diǎn)是業(yè)務(wù)系統(tǒng)異構(gòu)，需提供Web Service接口或基于SOA架構(gòu)，從EAI平臺(tái)角度來(lái)進(jìn)行信息整合，開(kāi)發(fā)工作量大，較難實(shí)現(xiàn)。
二、集成的內(nèi)容和方案
航天晨光的ERP與PDM集成有兩個(gè)方向需求，一是從PDM傳遞至ERP的數(shù)據(jù)流，一是從ERP展現(xiàn)至PDM的信息。第一種類型包括：物料、BOM、工藝路線、工程變更單、工單BOM與工藝路線臨時(shí)變更單等信息，第二種類型包括訂單信息、工藝能力、庫(kù)存信息，供設(shè)計(jì)時(shí)實(shí)時(shí)查看和選用。
航天晨光集成總體方案設(shè)計(jì)思想為：兼顧上述兩個(gè)方向需求，將PDM向PLM延伸擴(kuò)展，保證數(shù)據(jù)源頭為PDM，數(shù)據(jù)從PDM流向ERP；將PDM定位為集成主要平臺(tái)和橋梁，將所有制造基礎(chǔ)信息在PDM中補(bǔ)齊完善再給ERP而不再兩端分別維護(hù)，對(duì)一些ERP特有屬性信息，由PDM實(shí)時(shí)從ERP中讀取并在PDM中維護(hù)。
2.1 對(duì)數(shù)據(jù)一致性的總體要求
產(chǎn)品基礎(chǔ)數(shù)據(jù)必須一致，即使企業(yè)PDM與ERP系統(tǒng)不集成，PDM與ERP兩系統(tǒng)使用的產(chǎn)品基礎(chǔ)數(shù)據(jù)也必須一致，否則會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)、管理的混亂。兩個(gè)系統(tǒng)需做到一致的主要有：物料的主要信息（編碼等）、制造BOM定義（BOM結(jié)構(gòu)、層數(shù)、各層的組成物料及數(shù)量、制造BOM在PDM中保存）、工藝路線定義（作業(yè)流程、加工流轉(zhuǎn)路線、車間部門(mén)等）。
2.2 統(tǒng)一物料編碼
ERP與PDM中的自制件、標(biāo)準(zhǔn)件、原材料、外購(gòu)件等需統(tǒng)一編碼規(guī)則，且集成后各類物料編碼不能再分系統(tǒng)維護(hù)，必須統(tǒng)一由PDM牽頭維護(hù)，并將PDM作為物料編碼發(fā)生源頭。
通過(guò)開(kāi)發(fā)統(tǒng)一物料編碼軟件及與各分布式PDM系統(tǒng)的單向緊密集成，保證了PDM中的物料編碼來(lái)源唯一，為集成奠定編碼基礎(chǔ)。主要實(shí)現(xiàn)如下功能：
(1)統(tǒng)一編碼軟件不再獨(dú)立運(yùn)行，而在PDM系統(tǒng)中觸發(fā)，編碼軟件生成和查詢界面中的物料編碼、物料描述、ERP物料大類、ERP物料小類等信息都可以自動(dòng)回傳到PDM系統(tǒng)；能重新選擇編碼再次回傳PDM系統(tǒng)；
(2)PDM系統(tǒng)中的用戶名與編碼軟件用戶名相互驗(yàn)證，無(wú)須二次登陸；
(3)PDM系統(tǒng)普通用戶無(wú)權(quán)修改編碼軟件系統(tǒng)信息；
(4)PDM系統(tǒng)中已有物料進(jìn)行分類、分庫(kù)維護(hù)，已有物料的引用無(wú)需再次編碼。
2.3 統(tǒng)一物料計(jì)量單位
按數(shù)據(jù)從PDM產(chǎn)生，提供給ERP使用的集成原則，保證數(shù)據(jù)來(lái)源唯一，即可解決物料計(jì)量一致。對(duì)ERP先于PDM上線的單位，ERP系統(tǒng)中已存在大量物料數(shù)據(jù)，且在ERP系統(tǒng)中計(jì)量單位不可更改，則PDM系統(tǒng)錄入歷史數(shù)據(jù)中時(shí)，必須參照ERP系統(tǒng)中選擇計(jì)量單位的規(guī)則，定義其計(jì)量單位，保證兩者一致。
2.4 建立物料完整信息模型
集成前，PDM中的物料只有設(shè)計(jì)工藝信息，沒(méi)有制造信息。而物料在ERP系統(tǒng)中除主屬性外，還需正確定義庫(kù)存、采購(gòu)、計(jì)劃、成本、接收等方面共幾十種屬性信息，才能在分銷、財(cái)務(wù)和制造各模塊中使用。集成后需在PDM中統(tǒng)一錄入維護(hù)上述所有屬性，再給ERP。因此，主要采用以下兩條措施。
(1)在PDM中增加“物料模板”字段，解決標(biāo)準(zhǔn)屬性的確定。
在ERP系統(tǒng)中物料除主屬性、采購(gòu)價(jià)、訂貨批量、生產(chǎn)批量等少量屬性外，其它屬性對(duì)于某一類物料都可設(shè)置默認(rèn)值的組合形成模板，后續(xù)可從物料模板上復(fù)制獲得。因此，只需ERP系統(tǒng)中定制好各類物料模板的屬性，而在PDM的“物料模板”中選擇正確的物料類型即可。
(2)個(gè)性化屬性，在PDM中補(bǔ)充
新物料的成本、供應(yīng)類型、生產(chǎn)批量等因物料而異的屬性，在PDM中由三類角色人員分別補(bǔ)充完善。
2.5 建立生成制造BOM和ERP工藝路線模型
2.5.1 制造BOM與設(shè)計(jì)BOM差別
由PDM產(chǎn)生的原始設(shè)計(jì)BOM信息，ERP系統(tǒng)不能直接使用，需對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)一步維護(hù)后才能使用。表1是ERP系統(tǒng)中產(chǎn)品CGJ5101ZXX制造BOM樣例，截取了部分行及部分列數(shù)據(jù)。制造BOM與設(shè)計(jì)BOM有三大不同點(diǎn)：
表1 產(chǎn)品CGJ5101ZXX制造BOM表
(1)制造BOM中最底層物料必須是采購(gòu)物料，而在設(shè)計(jì)BOM中最底層物料是自制零件，兩種BOM存在層次結(jié)構(gòu)差異，需在設(shè)計(jì)BOM的自制零件下掛毛坯或原材料的子節(jié)點(diǎn)。
(2)制造BOM中需要提供零件被使用時(shí)具體的BOM序號(hào)、供應(yīng)類型等生產(chǎn)信息。兩種BOM存在較大的信息量差異。
(3)制造BOM中對(duì)自制外協(xié)件進(jìn)行了下掛零部件子節(jié)點(diǎn)刪除；對(duì)虛擬件或過(guò)程裝配件進(jìn)行了BOM層次壓縮。
2.5.2 制造BOM和ERP工藝路線轉(zhuǎn)化方案
為做到PDM與ERP的BOM集成，首先在PDM系統(tǒng)采取以下措施：
(1)在PDM系統(tǒng)用結(jié)構(gòu)快照形成制造BOM樹(shù)，對(duì)此BOM結(jié)構(gòu)可手工快速形象地增刪改操作。
(2)自動(dòng)將原材料作為零件最底層物料補(bǔ)入制造BOM樹(shù)。
(3)開(kāi)發(fā)統(tǒng)計(jì)匯總功能，通過(guò)PDM系統(tǒng)中原材料的市價(jià)、年初價(jià)，以及零部件的重量計(jì)算出外協(xié)零件的采購(gòu)單價(jià)，并逐級(jí)向上卷積得到外協(xié)部件的采購(gòu)單價(jià)，最后自動(dòng)對(duì)制造BOM中外協(xié)部件下屬層次進(jìn)行刪除處理。
(4)手工維護(hù)“BOM序號(hào)”及“供應(yīng)類型”等制造BOM字段，即按ERP系統(tǒng)的要求補(bǔ)充一些必須的工藝和制造信息。
(5)完善傳統(tǒng)的技術(shù)工藝路線變?yōu)镋RP工藝路線，手工維護(hù)“資源序號(hào)”及“資源單位用量（工時(shí)）”等字段，樣例見(jiàn)表2。
表2 產(chǎn)品DN25-P01的ERP工藝路線
(6)通過(guò)流程通知及手工菜單操作，PDM系統(tǒng)將制造BOM和ERP工藝路線自動(dòng)生成到接口表中。
其次，通過(guò)在ERP端開(kāi)發(fā)接口數(shù)據(jù)處理加載程序，實(shí)現(xiàn)制造BOM和工藝路線自動(dòng)檢查加載到ERP系統(tǒng)正式表中。一般數(shù)據(jù)進(jìn)入ERP系統(tǒng)前要規(guī)范性校驗(yàn)，使之符合ERP系統(tǒng)的業(yè)務(wù)邏輯。為此，開(kāi)發(fā)的接口程序提供了制造BOM和工藝路線數(shù)據(jù)的自檢查功能，包括新舊數(shù)據(jù)判斷、冗余循環(huán)校驗(yàn)、數(shù)據(jù)規(guī)范性檢查等。
2.6 基于PDM實(shí)時(shí)查詢ERP數(shù)據(jù)
(1)庫(kù)存信息實(shí)時(shí)查詢。在PDM系統(tǒng)實(shí)時(shí)查詢ERP系統(tǒng)中物料的庫(kù)存可用量、零部件的價(jià)格等，為設(shè)計(jì)人員提供參考。
(2)合同信息實(shí)時(shí)查詢。在PDM系統(tǒng)實(shí)時(shí)查詢ERP系統(tǒng)中合同的訂貨信息，支持按產(chǎn)品代號(hào)、名稱、客戶、訂貨時(shí)間段的模糊查詢，為售服維修提供參考。
(3)呆滯物料的實(shí)時(shí)查詢。在PDM系統(tǒng)實(shí)時(shí)查詢ERP系統(tǒng)中某時(shí)間段的某子庫(kù)中的呆滯物料，為設(shè)計(jì)人員提前消化積壓庫(kù)存提供信息。
2.7 用制度保障集成數(shù)據(jù)的維護(hù)
為保證此集成模式能順利實(shí)現(xiàn)，公司出臺(tái)了集成數(shù)據(jù)維護(hù)管理制度，其中規(guī)定了維護(hù)職責(zé)，即在PDM系統(tǒng)中按ERP系統(tǒng)要求，分四類角色人員維護(hù)物料屬性信息、工藝路線以及調(diào)整制造BOM。對(duì)于設(shè)計(jì)人員，負(fù)責(zé)物料編碼、物料描述、ERP物料大類、ERP物料小類、物料模板、計(jì)量單位、單重等屬性信息維護(hù)；工藝人員，負(fù)責(zé)毛重、加工系數(shù)、工藝路線等信息維護(hù)；采購(gòu)人員負(fù)責(zé)采購(gòu)件單價(jià)、材料年初單價(jià)和市價(jià)等信息；計(jì)劃人員負(fù)責(zé)供應(yīng)類型、供應(yīng)子庫(kù)等物料屬性維護(hù)，制造BOM的調(diào)整和輸出。
三、集成的總結(jié)
3.1 集成的效果
航天晨光KMPDM與Oracle ERP、用友U8的系統(tǒng)集成在開(kāi)發(fā)完成后，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的測(cè)試和試運(yùn)行，現(xiàn)已在七家分子公司穩(wěn)定運(yùn)行了近兩年時(shí)間，基本滿足了需要，取得了不錯(cuò)的效果：
(1)系統(tǒng)間制造基礎(chǔ)數(shù)據(jù)能快捷傳遞，節(jié)省了大量的時(shí)間和人力成本，避免了重復(fù)錄入，降低了錯(cuò)誤率，加速了產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到制造的轉(zhuǎn)化。
(2)確保了數(shù)據(jù)的一致性和準(zhǔn)確性，兩系統(tǒng)在產(chǎn)品BOM管理上達(dá)到高度統(tǒng)一。
(3)通過(guò)PDM實(shí)時(shí)查詢ERP系統(tǒng)的信息，實(shí)現(xiàn)了兩系統(tǒng)間的信息共享。
3.2 集成后的深化應(yīng)用
隨著公司ERP和PDM系統(tǒng)的全面深化應(yīng)用，有的生產(chǎn)車間工位都配置了觸摸屏工控電腦，用于接收工作任務(wù)及報(bào)工，在車間取消了以前生產(chǎn)所需的紙質(zhì)圖紙及工藝文件，取而代之的是車間操作工在ERP系統(tǒng)中接收工作任務(wù)的同時(shí)能獲取所需PDM產(chǎn)品圖紙和工藝文件的電子數(shù)據(jù)，這樣PDM系統(tǒng)數(shù)據(jù)的更改能在第一時(shí)間反應(yīng)到生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)。目前航天晨光上海分公司已進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了車間級(jí)無(wú)紙化系統(tǒng)集成應(yīng)用。
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本文標(biāo)題：航天晨光ERP與PDM系統(tǒng)的集成方法及應(yīng)用
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