烟草行业PDM与ERP集成技术探讨

　　摘要：通过对PDM与ERP在业务流程处理、产品数据和BOM管理等功能的比较，以及二者在捕获产品定义数据、系统用户化、共享数据访问、产品结构和产品定义数据、控制更改管理、产品配置管理等应用上的对比，分析了实现PDM与ERP集成的4种模式：封装式、间接式、直通式、工具式。根据烟机企业特点，提出首选封装式集成的构想。

　　1 概述

　　企业信息化特别是制造企业信息化，由4种主要的IT信息系统（ERP—企业资源规划、SCM—供应链管理、CRM—客户关系管理、PDM—产品数据管理）所构成。企业可以根据自身的特点，考虑如何进行企业信息化建设[1]。许昌烟机公司作为烟草机械设备的制造企业，于1995年全面实施了MRPⅡ系统，2002年底将其升级为ERP系统，并将于近期实施PDM系统。PDM与ERP是制造业进行信息化建设的两个核心系统，合理区分其功能，平衡其作用，实现其集成，可消除它们之间存在的“信息孤岛”。故对二者的其集成以探讨。

　　2 PDM与ERP的比较

　　2.1 PDM和ERP的功能比较

　　图2 PDM和ERP的功能关系示意图

　　① 业务流程处理功能

　　从PDM和ERP在业务流程内的作用来讲，PDM主要应用于产品开发全过程，而ERP主要应用于生产制造阶段与后勤管理。图2为PDM和ERP的功能关系示意图。PDM主要应用领域有：数据存储和管理、工作流程管理、变更控制管理、产品结构与配置管理、标准件管理、图像管理和项目管理等；而ERP主要应用领域为：主生产计划、物料需求计划、原材料采购计划、定单处理、车间作业计划、人力资源管理、工装设备管理、总帐／应收／应付管理等。

　　② 产品数据管理功能

　　从对产品数据管理的基本功能上来说，由于ERP系统本身的局限性，使其在产品变更控制、工作流程管理和与其它系统的集成性等方面尚不能提供实用的解决方案，尤其是对CAD／CAM／CAE系统所产生的工程数据，不能提供有效的集成方案；而通过实施PDM系统，则能够有效地将CAD／CAM／CAE和ERP系统进行衔接。ERP系统在制造阶段的资源规划管理方面的确起到了重大的作用，但单纯的ERP应用在“企业级产品信息集成”方面显得力不从心；而PDM是专门管理与产品相关信息和产品相关的过程的技术，提供产品整个生命周期的信息管理，扮演着产品信息集成主框架的角色。

　　③ BOM管理功能

　　从使用产品结构BOM和材料BOM这个层次上来看，PDM系统的产品结构BOM给出了产品“按设计角度”的视图，而ERP系统的材料BOM给出了产品“按制造角度”的视图，它将零部件和装配看成同样的集合，或者说是描述产品怎样在车间生产以及怎样将它们装配起来。

　　2.1 PDM和ERP的应用比较

　　从系统的应用上看，PDM与ERP之间的差异主要表现在以下几个方面：

　　① 捕获产品定义数据

　　PDM系统首要功能就是捕获和共享任何形式的产品定义数据，并贯穿于整个产品生命周期，从产品设计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的展示。

　　② 进行用户化

　　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。与此相反，现有的ERP系统却不易进行用户化。

　　③ 共享数据的访问

　　在不影响安全性的前提下进行数据共享，PDM系统能够利用特有的“电子数据仓库”来保护和存储工程数据。而ERP系统在产品定义数据共享方面的能力则有限。

　　④ 产品结构和产品定义数据

　　在许多企业中，产品结构规划是从设计部门编写设计BOM开始的。设计BOM通过手工输入到ERP系统，在生产计划启动后，设计BOM就成为创建材料BOM的依据。材料BOM与其他计划信息一起来，用来平衡生产需求与现有机器设备、材料以及可直接使用的劳动力资源之间的关系。现代PDM系统已能够实现产品结构BOM功能，它不仅能够代替传统的设计BOM，而且提供了一个易于使用的图形界面，让用户方便地定位和使用产品定义数据，将产品定义数据与产品结构部件、子装配、装配联系起来。用户还能够利用导航工具，沿图形化的产品结构树来确定感兴趣部件的位置，并在此基础上展开描述该部件的产品定义数据。

　　⑤ 控制的更改管理

　　ERP系统从产品计划视图的角度更改管理，一旦更改的环节通过了，ERP系统将重新运行，以决定在需求、存货清单、资源可利用性、部件替代等方面的变化情况。在PDM系统中，当工程师接到一个处理设计更改任务时，可利用系统的数据关系导航器，找到受影响的产品结构对象和设计数据，当更改确认后，PDM的更改控制功能可自动跟踪处理与之相关的所有产品信息，并通过E-mail通知到所有受影响的部门。

　　⑥ 产品配置管理

　　所有企业都会同时使用产品结构的多个视图，这就是产品配置管理的概念。通常，多数企业至少会有三类视图：按设计的视图、按生产计划的视图、按制造的视图。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，而PDM系统则认为在考虑多个设计方案时，对配置管理的要求是从产品要领设计阶段就开始了。从概念设计到按制造视图管理产品数据，PDM产品正在不断提升产品结构视图的利用率。PDM配置管理的最主要优点是产品结构有可能按各式各样视图进行重新配置，但产品零部件对象仍然与那些定义它们的数据保持连关系。

　　3 PDM与ERP的集成模式

　　通过上面对比可以看出，在管理产品结构BOM等功能上，PDM和ERP的管理功能出现了部分重叠。对同时实施PDM和ERP的企业来说，实现PDM和ERP之间共享信息的“共享”，是至关重要的，而采用集成技术是解决二者之间共享信息的最佳方案[2]，其集成模式有四种：

　　(1) 封装式

　　即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。“封装”意味着用户“看不到”对象的内部结构，但可以通过调用操作即程序来使用对象，这充分体现了信息隐蔽原则。由于“封装”性，当程序设计改变一个对象类型的数据结构内部表达时，可以不改变在该对象类型上工作的任何程序。“封装”使数据和操作有了统一的管理界面。在现有技术条件下，通过OMG（对象管理组织）制订的CORBA规范可以增强PDM的可扩展性和与ERP系统或者与其他应用系统的集成能力。

　　(2) 间接式

　　目前，部分PDM系统已经可以把产品数据和相关的文档同ERP系统进行无缝的双向传输，保护了产品数据在两个系统间的往来。当设计更改时，相关数据将自动传输并呈现在ERP系统中，同时ERP系统中相关的细节也可以传送到PDM系统中。

　　(3) 直通式

　　由于PDM系统和ERP系统的底层都是关系型数据库，产品的数据都存放在数据库的各自域中，直通模式就是两个系统都直接对数据库的数据进行操作，并交换数据。因此，应尽可能把PDM系统的数据存放在ERP系统的数据库，实现两个系统的数据库的真正共享，可在所有ERP部件中完全集成PDM系统，在ERP系统和PDM系统中使用相同的数据模型和数据。

　　(4) 工具式

　　PDM系统和ERP系统都各自开发了访问数据库的工具，以便两系统之间交换信息。所以两大系统都必须根据各自系统数据接口类型的要求，提供给对方系统适当的访问数据库的工具。在PDM系统的产品配置程序的人机界面上，可以根据用户的要求输入产品配置数据，由PDM系统自动配置出相应的产品材料清单。ERP系统可以通过自己开发的访问PDM系统数据的程序，读取PDM系统产后的材料清单数据，再传送到ERP系统的产品结构树上。

　　4 烟机企业PDM与ERP的集成框架

　　考虑到基于CORBA规范构造的软件系统具有构件独立、网络透明、异构互联、系统规模可调、数据和操作界面易统一等特点，许昌烟机公司实施PDM与ERP集成时，选用基于封装式的集成模式，如图2。

　　图2 基于封装式的PDM与ERP集成框架

　　在这种集成模式下，企业级的应用系统，应运行于企业内部网上，向多个部门提供服务。PDM与ERP等应用系统的请求，由客户端的对象请求代理接收，并传送给对象服务；对象管理服务被实现为多个构件独立对象服务；对象服务和代理之间，通过公共的、标准化的“对象服务/访问/请求总线”通信，实现对象服务定位和数据传递。

　　5 结论

　　PDM和ERP的集成能使管理信息系统更加完善，是制造业管理信息系统的发展方向之一。在实现PDM和ERP集成的四种模式中，封装式在技术上较为先进，最具应用前景。因此，在烟草机械企业实施PDM集成时，宜把封装式作为首选技术。

　　参考文献：

　　[1] 赵敏. PLM与企业信息化[J]. CAD/CAM与制造业信息化[J], 2003, (4): 24-27

　　[2] 刘建刚, 韩向东. PDM与ERP集成技术[J]. CAD/CAM与制造业信息化, 2002, (5): 18-20