打通PDM與ERP的數據通道

打通PDM與ERP的數據通道產品數據管理（PDM）和企業(yè)資源規(guī)劃（ERP）是支撐企業(yè)業(yè)務過程的信息化戰(zhàn)略的核心。近年來，隨著PDM和ERP功能的擴大和外延，二者的界限已被打破，出現了重疊。如何更好地共享PDM和ERP之間的信息，對優(yōu)化設計和制造過程來說是至關重要的。美國CIMdata市場調查公司的專家認為，企業(yè)要在未來繼續(xù)保持息化戰(zhàn)略對企業(yè)業(yè)務戰(zhàn)略的高效支持，必須將這二種技術有效地集成在一起，否則將難以維持其競爭力。打通PDM與ERP的數據通道目前，PDM的界限已超出產品設計部門，可以支持企業(yè)范圍的商務處理和與產品有關的信息及文件管理（包括車間的制造工程部門在內）。與此同時，ERP也開始支持工程部門。ERP銷售商不斷開發(fā)包含有PDM功能的ERP，如將零部件分類、配置管理、擴展的零件信息、文件歸檔、過程工作流以及程序管理等。因此，二者的集成（業(yè)務關聯(lián)）已成為必然趨勢。至于如何集成？以PDM為主，還是以ERP為核心？如何統(tǒng)一定義數據結構、BOM清單？這些問題尚無統(tǒng)一答案，但有一點是一致的，那就是必須要從企業(yè)的實際情況出發(fā)，認識ERP與PDM的內涵、區(qū)別和聯(lián)系，考慮到企業(yè)的最佳業(yè)務實踐，選擇適合于企業(yè)自身特點的集成方案。PDM和ERP的區(qū)別系統(tǒng)的早期功能PDM系統(tǒng)最重要的功能是捕獲和共享設計過程中產生的產品數據，該功能的作用貫穿于整個企業(yè)之中。因此PDM的早期功能定位在產品文檔和過程管理，而ERP功能全部是由財務管理和生產制造管理引申出來的。系統(tǒng)的目標PDM系統(tǒng)希望達到的目標是通過對產品數據或過程的有效管理，實現“開源”、“生錢”，降低直接成本，提供企業(yè)的研發(fā)能力，進而提高企業(yè)的核心競爭力；但企業(yè)使用ERP的目的卻是“節(jié)流”、“省錢”，希望通過對于企業(yè)的資源的有效管理，降低間接成本，提高制造能力。系統(tǒng)導向產品數據管理PDM系統(tǒng)是以促進智力資產再利用為導向；而企業(yè)資源計劃ERP系統(tǒng)是以事務處理為導向。管理方式產品數據管理PDM系統(tǒng)倡導的是創(chuàng)新，是以產品的研發(fā)為中心，目標是加快盈利的步調，在產品和過程兩個方面促進創(chuàng)新；ERP系統(tǒng)強調的是控制，是由管理可見性的需求來驅動，并控制對財務有影響的企業(yè)活動來實現的。管理內容產品數據管理PDM管理的內容包括材料明細表（BOM），產品結構、產品配置以及智力資產；而ERP系統(tǒng)管理的內容除了材料明細表（BOM）、產品結構和部分智力資產外，無法管理產品配置和全部的智力資產。管理BOM對象PDM管理的BOM是從工程和制造角度的BOM，包括工程E-BOM、工藝BOM、制造M-BOM或P-BOM；而ERP系統(tǒng)一般只管理制造M-BOMoPDM系統(tǒng)關心的產品結構給出了產品“按設計角度（AsDesigned）-的視圖，或產品具體是什么，以及怎樣用與之相關的工程數據來描述，而ERP系統(tǒng)的材料明細表是“按制造角度（AsBuilt）”的視圖將零部件和裝配看成同樣的集合，或者說是描述產品怎樣在車間生產以及怎樣將他們裝配起來。捕獲產品定義數據PDM系統(tǒng)首要且最重要的功能就是捕獲和共享任何形式的產品定義數據。該功能的作用貫穿于整個企業(yè)之中，從產品設計生命周期的早期階段就開始發(fā)揮作用，而這種關鍵能力在ERP系統(tǒng)中卻并不能得到充分地展示。有效捕獲工程數據PDM系統(tǒng)能為多種設計、制造、分析軟件建立應用接口，掌握它們之間的關系并且在整個設計過程中跟蹤其狀態(tài)信息。而ERP系統(tǒng)不易于進行客戶化，可以集成的系統(tǒng)種類較少，開發(fā)工作量比較大。產品結構和產品定義數據PDM系統(tǒng)采用了面向對象的數據管理工具，把產品定義數據與產品結構部件、子裝配、裝配聯(lián)系起來。用戶能夠利用導航工具、沿圖形化的產品結構樹來確定部件的位置，并在此基礎上展開描述部件的文字形式和圖形化的產品定義數據。而工程零部件清單通過集成方式進入ERP系統(tǒng)后，作為創(chuàng)建制造BOM的起始點。更改控制管理PDM的更改控制管理可以跟蹤更改處理的全過程，從更改提出之時起，PDM的工作流確保合適的人員執(zhí)行必要的任務并且負責通知到所有受影響的部門。當工程師接到一個處理設計更改的任務時，將通過數據導航找到受影響的產品結構對象和設計數據，并保留更改的歷史記錄。ERP系統(tǒng)從產品計劃視圖的角度更改管理，一旦更改的細節(jié)通過了設計過程，并且更改對制造過程的影響已經清楚，制造計劃就在ERP系統(tǒng)中重新運行以決定在需求、存貨等多方面進行更改。另外，ERP系統(tǒng)沒有更改歷史記錄的功能。PDM和ERP的聯(lián)系PDM和ERP在管理內容等多方面存在著不同程度的區(qū)別。但是，現代企業(yè)的運作是基于資金流、物流和信息流相相輔相成的一個動態(tài)系統(tǒng)，而產品的生命周期涉及PDM和ERP兩個領域。所以，基于完整的產品生命周期，以全局的眼光來看，PDM和ERP在以下幾個方面有著密切的聯(lián)系。管理目標的一致性PDM和ERP在管理目標上有著高度的一致性，二者雖然在管理業(yè)務方面存在區(qū)別，但是其管理目標都是試圖通過科學的調度和控制，減少失誤和返工，在盡可能短的時間內、通過最少的資源耗費、用最為經濟的手段和方式保證產品的盡早上市。過程之間的連續(xù)性企業(yè)中的設計研發(fā)過程按照從整體到局部、逐步細化的設計路線開展，而生產制造等過程是按照從局部到整體的制造、裝配過程來進行，而企業(yè)的最終產品正是這兩個從不同路線和領域開展的過程連接的結果。處理業(yè)務之間存在著因果關系生產、制造等領域使用的產品、零部件和產品結構，是企業(yè)設計部門創(chuàng)造出來的零部件、產品結構及狀態(tài)的表現形式。過程的支持條件有著先天的聯(lián)系設計部門設計出來的產品，既是設計研發(fā)的產物，也是后續(xù)生產過程開展的活動目標和對象。PDM和ERP的集成以設計為中心的PDM和以生產為中心的ERP兩個系統(tǒng)的結合是企業(yè)信息化的核心任務。PDM與ERP系統(tǒng)之間存在著共享的數據和過程的需求，通過這兩個系統(tǒng)之間的接口，可以把共享數據實時地在兩個系統(tǒng)之間傳遞。鑒于PDM和ERP系統(tǒng)具有業(yè)務和邏輯上的聯(lián)系，對PDM和ERP進行集成，從加快產品形成周期的角度出發(fā)，具有很大的可行性和很強的實踐意義。眾所周知，一個產品要經過需求分析、產品規(guī)劃、工程設計、工藝制造設計、制程轉化等多個過程才能形成。因此要分析集成的內容，首先需要深入了解各業(yè)務過程之間的聯(lián)系，從而根據業(yè)務過程的銜接，確定設計與生產制造之間的數據交換，進而確定PDM與ERP系統(tǒng)之間的數據交換。圖1是從設計和生產制造兩個維度說明兩個過程中的業(yè)務交叉及數據交換。從圖1不難看出，設計與生產制造過程的數據交換通常包含如下內容：客戶需求描述(CustomerRequirement) 企業(yè)在銷售過程中收集到的客戶需求信息需要準確描述并及時的傳遞到企業(yè)內部的設計部門進行研發(fā)；物料主數據(PartMaterial)無論是銷售、生產，還是設計，絕大部分制造企業(yè)均是以產品及零部件信息為核心的，因此兩個業(yè)務過程之間關鍵的公用信息是準確描述產品及零部件信息的物料主數據。而物料主數據中最重要的信息一一物料編碼的數據交換是整個系統(tǒng)之間集成的核心；工程EBOM(EngineeringBillOfMaterial)EBOM是產品工程設計管理中使用的物料清單結構，它精確地描述了產品設計指標和零部件之間的設計關系；工藝PBOM(ProduceBillofMaterial)PBOM是工藝師根據企業(yè)的加工水平和能力，對EBOM進行適當調整的結果。它用于工藝設計和生產制造管理，它可以明確地了解零部件之間的制造關系，跟蹤零件的When/Where/What/Who/How等信息；工程變更信息(EngineeringChangement)；工藝路線(Routing) 產品的加工路線，它描述了需要加工零件的各道工序、加工中心、零件的加工系數等，其主要用于物料管理或成本控制；檢驗規(guī)范(CheckRegulation)工藝及生產制造過程的信息傳遞到設計部門，用于指導設計人員進行設計過程的相應規(guī)范的制定和調整；供應商信息(VendorInformation) 用于設計師在設計前期就能夠準確掌握外購件及標準件等物料的供應信息，從而在設計之初就進行設計成本控制，以降低產品擁有總成本；標準件、外購件及原材料成本價格(CostInformation)用于設計人員在設計階段就充分考慮設計成本問題；替換物料和互換物料(SubstituteandAlternate)；制程問題(ManufactureProblem)；圖文檔及相關元數據信息(DocumentandDrawing) 用于設計及生產制造部門相關崗位瀏覽圖紙等相關信息。PDM和ERP集成的難點由于設計過程與生產過程的交叉過程很長，因此其中的數據交換內容也很多，而且非常頻繁。因此在分析兩個系統(tǒng)集成之前，需要清晰的認識到集成的難度。下面從業(yè)務和技術兩個方面來分析PDM和ERP集成的難點。1.集成的業(yè)務難點通過筆者近十年的經驗分析，無論是企業(yè)信息化，還是信息化中的難點之一系統(tǒng)集成，其難點都在于業(yè)務流程、管理流程等方面的改變和優(yōu)化，而不是在技術方面。原因如下：信息化是為業(yè)務戰(zhàn)略服務的，脫離了業(yè)務，信息化將成為無源之水、無本之木;人的問題是企業(yè)中的關鍵；涉及到企業(yè)內部人員的利益或權利的變革往往會遇到難以想象的阻力。由此可以分析出，PDM與ERP業(yè)務集成的難點在于：流程障礙難以理順企業(yè)內部設計及生產制造等業(yè)務流程的關系；組織障礙使用PDM的設計部門和使用ERP的生產、銷售等部門之間較難接受對方的思想，人為因素阻礙了業(yè)務過程的連續(xù)，進而阻礙了兩個系統(tǒng)之間集成，這是一個不容忽視的問題；信息障礙在兩個系統(tǒng)之間沒有一個統(tǒng)一完備的信息描述，難以做到信息的完全共享；過程障礙難以實現兩個系統(tǒng)之間的過程集成。在串行業(yè)務環(huán)境中，信息流動往往是單向的，設計、制造過程中的信息無需交流和反饋；而在并行工程環(huán)境下，產品設計人員從開始就需要考慮產品整個生命周期中的所有因素，包括質量、成本、進度計劃等因素。因此，PDM和ERP的分別實施使設計和制造過程缺乏必要與及時的信息反饋；控制障礙系統(tǒng)集成之間信息的控制問題，即由誰來產生數據以及控制共同擁有的信息。企業(yè)領導者都希望實現企業(yè)對產品信息管理、過程管理和生產經營管理需求的最佳整合方案。集成PDM和ERP兩個系統(tǒng)，首先需要對企業(yè)內部的業(yè)務過程進行有效的整合和提高。但業(yè)務在系統(tǒng)中應該如何連接，以及什么部門應該在控制什么信息等問題上達成一致，這不是技術問題，而是企業(yè)內管理和文化問題。2.集成的技術難點PDM和ERP這兩個系統(tǒng)在功能、信息表示和技術實現等方面有很大差別，然而隨著企業(yè)對產品信息集成和過程集成的進一步要求，PDM和ERP系統(tǒng)都擴展了一部分對方系統(tǒng)的功能，形成了多功能疊加，如產品結構管理、零件分類、零部件信息描述、組織管理、工作流管理等。由于PDM和ERP系統(tǒng)在信息和功能上有許多重疊，許多實施PDM和ERP的制造企業(yè)都將集成PDM和ERP視為實現企業(yè)信息化的必然。兩個系統(tǒng)在技術實現上有許多相似之處，但兩者畢竟是面向不同應用領域而開發(fā)的系統(tǒng)，它們在處理管理信息的類型和數據交換的格式上存在顯著差別。數據源頭企業(yè)要實現兩個系統(tǒng)之間的數據交換，首先就需要在業(yè)務上明確哪個業(yè)務過程作為企業(yè)業(yè)務的數據源頭。根據筆者的經驗，在設計與生產制造兩個業(yè)務過程中，通常以設計為源頭，但也有的企業(yè)是以生產制造為源頭，數據流向是從ERP系統(tǒng)向PDM系統(tǒng)傳遞的。數據流數據流包括兩個層面的問題，其一是數據流向，兩個系統(tǒng)之間的集成采用單向還是雙向，在目前已經實現二者集成的案例中，一般采用單向的方式；其二，是采用哪個平臺的工作流，例如，在神州數碼ERP和神州數碼PDM中都有工作流程管理功能，雖然用途和架構不同，但都能夠實現設計、生產等的工作流程管理，因此采用哪個平臺的工作流功能需要選擇。實體編碼這是實現PDM與ERP集成的關鍵之一。企業(yè)信息化過程中一般會使用統(tǒng)一的編碼體系，在PDM中希望通過編碼對物料進行控制，實現以BOM為核心的零部件重用體系，而ERP則希望通過物料的編碼實現對企業(yè)物流過程的控制。但是兩個系統(tǒng)內部的編碼并不是完全一樣的，造成這一問題有多種原因，例如，在設計過程中不考慮原材料(RawMaterial)，因此在PDM系統(tǒng)中很多原材料的編碼并沒有體現，但是這些物料編碼在ERP中卻由于成本必須進行有效管理。因此，原材料（也可能是外購件）的編碼如何在PDM和ERP中統(tǒng)一，需要重點考慮和解決。元數據PDM系統(tǒng)中一個關鍵功能是對設計過程中產生的圖文檔進行瀏覽和圈閱。這個功能在ERP中沒有，因此即使實現了過程的集成，也難以實現對圖、文檔的集成，整個企業(yè)也難以實現無紙化管理。因此，如何將PDM中的圖文檔瀏覽軟件集成到ERP系統(tǒng)中，也是真正實現兩個系統(tǒng)集成的關鍵之一。版本控制ERP系統(tǒng)中管理的BOM、物料等信息沒有版本管理。ERP僅處理BOM、物料的最終信息；而PDM中存在重要版本信息，在集成時使用何種方式和技術實現版本的同步，需要重點考慮。工程變更設計過程中的工程變更信息如何準確、及時、有效地傳遞到生產制造部門和售后服務部門，決定著企業(yè)的產品質量和服務品質。根據筆者的經驗，在以DTO（DesigntoOrder，按單設計）等方式組織設計和生產的企業(yè)，其工程變更已經成為阻礙企業(yè)發(fā)展的瓶頸，經常會發(fā)生變更信息無法及時傳遞而造成生產問題的情況。因此在實現PDM和ERP集成時，需要將其作為難點著重解決。BOM轉換：產品在其生命周期中會以EBOM、PBOM等不同的形式存在，在PDM和ERP系統(tǒng)中需要準確描述這些不同形式的BOM，并在集成過程中進行有效轉換。PDM與ERP集成的技術實現PDM和ERP的集成沒有最佳方案。企業(yè)必須根據各自實際應用環(huán)境和目標需求確定解決方案。通常要對企業(yè)運行模式、發(fā)展目標和業(yè)務過程做充分的研究，確定信息如何共享和交換，以此保證“正確的信息在正確的時間以正確的形式到達正確的人手中”。據筆者的經驗，PDM有兩種不同的集成解決方案，第一種是數據級系統(tǒng)集成方案；第二種是互操作級系統(tǒng)集成方案。1.數據級系統(tǒng)集成方案數據級系統(tǒng)集成方案，是在PDM系統(tǒng)和ERP系統(tǒng)中利用中間表（中間數據庫）或者中間文件來存儲臨時數據，PDM系統(tǒng)和ERP系統(tǒng)事先約定中間格式，PDM和ERP分別開發(fā)腳本將各自輸出到對方的數據整理成約定的中間表或中間文件格式，定時調度偵聽程序（Listener）處理中間表或中間文件里的數據。這種方式需要對PDM和ERP兩側進行大量的開發(fā)，并且依賴于兩系統(tǒng)集成時的技術狀態(tài)，一旦任何一方系統(tǒng)發(fā)生更改，集成工作就需要相應修改。系統(tǒng)維護工作量也有相當規(guī)模。而且，由于使用了偵聽程序，還會消耗PDM和ERP兩側的硬件資源。同時，由于偵聽程序有固定的掃描周期，所以不能很好地保證系統(tǒng)間數據交互的實時性。很多國內外PDM與ERP系統(tǒng)沒有提供完備的API函數或集成接口，那么采用基于中間文件交換的集成技術可以初步地實現PDM與ERP系統(tǒng)的集成，為企業(yè)縮短產品上市時間、加速信息化建設奠定基礎。數據級系統(tǒng)集成方案的最大問題在于本系統(tǒng)（PDM/ERP）的數據庫表直接暴露給外系統(tǒng)（ERP/PDM）,外系統(tǒng)直接寫入的數據無法經過本系統(tǒng)的業(yè)務邏輯校驗，容易造成錯誤的數據，從而誘發(fā)本系統(tǒng)發(fā)生未知錯誤，增大了系統(tǒng)調試和維護的難度。圖2基于中間格式的數據級集成方案2.互操作級系統(tǒng)集成方案類似于PDM和CAD的集成，互操作級集成方案是在各自系統(tǒng)平臺（PDM/ERP）定制專門的菜單，來完成對外系統(tǒng)（ERP/PDM）的數據讀取和寫入操作。用戶使用了PDM客戶端的相應菜單，會觸發(fā)系統(tǒng)執(zhí)行相應的程序，腳本程序調用ERP提供的接口函數，傳遞相應的數據參數。ERP系統(tǒng)接收到接口函數發(fā)出的指令，調用內部的程序模擬手工在系統(tǒng)中的操作，自動完成相應的操作，如生成物料主數據、物料清單等ERP內部的業(yè)務對象°ERP的數據生成過程是由ERP內部程序完成的，數據生成之前會經過ERP設定的業(yè)務邏輯規(guī)則校驗。利用這種集成方式，無須運行額外的偵聽程序，利用PDM、ERP自身提供的服務器-客戶端通信機制即可接收到來自外系統(tǒng)的操作指令。外系統(tǒng)相當于本系統(tǒng)的一個普通客戶端，用戶通過外系統(tǒng)和接口函數向本系統(tǒng)傳遞生成業(yè)務數據的參數，完全等價于在本系統(tǒng)客戶端創(chuàng)建一個業(yè)務數據。采用這種集成方式的關鍵在于將可能的集成數據模型全部抽象化，由用戶根據需要進行簡單的配置，即可實現全方位的無縫集成，而不是死板的API方式，造成用戶使用上的諸多限制。由于互操作級系統(tǒng)集成要求深層次的技術含量和系統(tǒng)開放性，因此，如果ERP和PDM不是隸屬于同一廠商，或相關產品不提供深層次的集成接口，很難實現此層面的系統(tǒng)集成。由于國內的信息化產品提供商并不都能夠提供企業(yè)信息化整體解決方案，因此要實現上面提及的互操作級集成方案非常困難。前面分析了PDM與ERP集成的方式，無論采用哪種方式，企業(yè)與廠商都需要主動采取一些措施，來推動兩者之間的集成，最終形成支撐企業(yè)業(yè)務戰(zhàn)略的信息化整體解決方案。從廠商角度來講，要實現真正無縫的集成需要做好如下工作：以國家性軟件行業(yè)協(xié)會牽頭，產品廠商配合，制定并嚴格執(zhí)行相關的技術接□規(guī)范；真正打破技術壁壘，開方攵ERP和PDM系統(tǒng)的數據接口；針對不同行業(yè)客戶的特點和業(yè)務過程，制定有針對性的集成解決方案。從企業(yè)角度來講，筆者提出如下幾點建議，供企業(yè)參考：企業(yè)信息