基于通用物流清单的PDM与ERP集成.doc

1、基于通用物流清单的 PDM 与 ERP 集成摘要：产品数据管理（PDM）和企业资源计划（ERP）是制造业实现计算机集成制造系统的重要技术支撑，现有的系统集成主要基于工作流和产品物流清单（BOM） 。前者受工作流节点的限制无法实现数据的实时更新，后者仅集成产品结构数据，无法满足基于多样化顾客需求的变型设计模式。基于通用物流清单（GBOM）创建包含产品配置信息的完整产品结构，通过建立产品零部件（Item）和 GBOM 的中间文件完成 PDM 和ERP 系统间的数据交换，实现系统集成。GBOM 中的配置信息传递到 ERP端，生产人员可根据顾客需求在 ERP 端进行产品配置，缩短产品的市场反应时间。集

2、成方法在 RMM3 塑料外壳式断路器中的应用证明了方法的有效性。 关键词：通用物流清单 产品数据管理 企业资源计划 系统集成 0 引言 产品数据管理（PDM）信息和企业资源管理（ERP）信息是企业信息的主要组成部分，其信息集成、实时交互是企业信息化发展的必然趋势。目前，两种系统的集成主要有三种方式：基于应用程序接口的封装集成，基于工作流的过程集成，基于产品数据结构的交换集成。封装集成往往需要源头开发人员的技术支持，开发工作量大，成本高；过程集成本质是建立工程变更信息、部件信息及 BOM 信息定时交互，数据同步受定时时间的限制；交换集成主要针对产品 BOM 结构，仅仅是通过数据文件的传递方式实现

3、，只能共享有限的产品结构信息。 BOM 作为产品设计过程的核心数据，在 PDM 与 ERP 的集成中占有重要位置。现有集成方法大多是将产品结构数据通过打包成数据文件在两个系统间进行传递，但是，面对用户需求的日益多样化，现有集成方法只针对产品结构信息的集成已经无法满足多品种小批量产品族的变型设计模式。为此，本文提出了基于通用物流清单（Generic Bill of Materials，GBOM）的 PDM 与 ERP 集成方法，以包含产品配置信息的 GBOM为基础进行集成，使得用户可以在 ERP 端进进行产品配置，从而缩短产品的市场反应时间，提高设计效率。 1 包含配置信息的完整产品结构 GBO

4、M 产品族是具有相同市场定位，相似的产品结构和零部件功能的一类产品，以完整产品结构（Generic Product Structure，GPS）进行表示，族中不同产品变型可共享通用技术、模块及配置机制，形成满足不同顾客需求的产品实例。文献提出的 GBOM 是一种表示产品族 GPS 的方法。GBOM 利用零部件的选装结构把一族变型产品统一表示成一种松散的、可定制的产品结构。GBOM 中相似零件的集合称为类零件，相似部件集合称为类部件，相似产品集合称为类产品，三者又可统称为 GPS 变型单元。变型单元通过子功能方案附加、替换和变型进行实例化，派生出满足设计要求的实例单元。 为满足不同的顾客需求，变

5、型单元的某些功能与性能属性具有多个可选的属性值，将这些属性设为变量，根据变量的取值组合决定哪个方案单元入选具体的产品结构，称为变量配置。变量配置中的变量体现为选项，选项具有多个可选值或一定的取值范围，其取值组合受到客户需求、设计经验、技术水平等多方面的约束。变量配置在文献中有详细讨论，本文仅给出相关概念。 为包含配置信息的 GBOM 示例。 （1）公共选项（Option）：配置过程实质是给选项赋值的过程，GBOM 中的配置类单元需要建立公共选项供配置人员进行选择。公共选项的确立取决于单元主体本身的属性，如果该属性取值根据设计要求进行变化，则可以设置为公共选项。 （2）取值（Value）：公共选

6、项可以根据顾客需求和配置类单元本身的属性定义一组取值，取值的类型和大小由选项类型确定。 除配置信息外，零部件物料属性等生产所需数据也是 ERP 指导生产的重要数据。为解决这一问题，可采用 PDM 系统中 Item 属性定制功能将生产数据定义在 Item 主属性表中，其原理如 1。 2 基于 GBOM 的 PDM 与 ERP 集成 2.1 集成框架 PDM 系统用于管理所有与产品相关的设计数据、流程数据等；ERP 系统主要用于管理产品的生产信息，包括材料、成本、生产工艺、人力资源等各种资源及生产要素。系统集成的目的在于共享企业信息，PDM 与ERP 的集成主要针对产品设计、生产相关信息，可以分为

7、零部件族信息、产品结构信息、物料主记录信息。零部件族信息主要由 PDM 系统中的零部件管理模块管理，产品结构信息是 PDM 与 ERP 系统集成的核心，物料主记录信息则存储在 ERP 数据库中。 建立统一数据模型是 PDM 和 ERP 系统的理想模式，但由于两者的底层都是关系型数据库，在底层集成则需要通过第三方数据库作为桥梁建立中间库策略，但需要的开发工作量较大，因此本文采用建立中间文件的方式将 PDM 和 ERP 系统需要交换的 Item 和 GBOM 信息按照统一的文件格式和接口要求进行存储，PDM 与 ERP 系统通过各自编制的数据导出/导入接口实现信息交换。 2.2 配置信息的转换 产

8、品配置信息由设计人员在产品设计阶段根据配置类单元的属性及对应的顾客需求设计产生。产品配置信息在 PDM 和 ERP 系统之间顺畅流通是满足多变的顾客需求和缩短产品市场反应时间的有效方法。 “变量条件规则转换”是编制中间文件的关键。一般 PDM 与 ERP 端的产品配置条件互不相同，选项对应的取值也不尽相同。所以需要建立对应表来实现变量规则的翻译。由于 PDM 端对产品配置规则的定义较为灵活，因此参考 ERP 中产品规则的定义方式，将 PDM 端的配置信息进行翻译。 翻译方法根据 ERP 产品的不同而不同，下面将在案例分析中进行举例。 3 集成案例 某低压电器产品企业 PDM 系统采用西门子 T

9、eamCenter2007，ERP 系统采用 FoxPro 自主开发。由于低压电器产品的系列复杂，变型众多，市场和销售人员为了能够对市场做出快速反应，满足多样化的客户需求，产品配置变量数据结构以产品系列为单位进行管理，一个系列一个文件夹，一个变量一张数据表，数据表中定义了允许的变量值、编码、条件、取值等信息。以 RMM3 为例，根据产品族 GBOM（如图 3 所示）在 PDM 系统中建立产品族的配置模型。 除配置信息外，零部件物料属性等生产所需数据也是 ERP 指导生产的重要数据。为解决这一问题，可采用 PDM系统中 Item 属性定制功能将生产数据定义在 Item 主属性表中，其原理如。建立

10、 GBOM 的中间文件的数据格式如表 1。 表 1 中， “tj”表示产品配置变量条件，如前文所述是编制 GBOM 中间文件的关键。由于该企业 ERP 系统对产品配置选项的编译采用的 40 位码，不同的配置选项对应不同码段，不同码段有不同取值。例如“板前板后”选项对应第 3 位码，有“1（代表板前） 、2（代表板后） ”两个取值；“手动电动”选项对应第 24 位码，有“1（代表手动） 、2（代表电动） ”两个取值。如表 2 所示。因此在翻译过程中可将 PDM 端的产品配置信息编译为 40 位码的形式，供 ERP 进行读取。例如“板前板后”选项在PDM 端有三个取值：板前、板后、板前和板后，而在

11、 ERP 端只有板前、板后两个取值，则 PDM 端的“板前和板后”可以以逻辑与运算实现。 ERP 接口文件的数据格式根据 ERP 系统需求定制，可直接导入 ERP 系统。为实现 PDM 与 ERP 数据同步，在各自系统端都开发了数据导入/导出工具。用户可以在保证数据统一的基础上直接在 ERP 端对新设计产品进行配置，进而辅助产品生产和销售，验证了本文提出的基于产品通用物料清单的 PDM 与 ERP 系统集成方法的有效性和实用性。 4 结论 现有 PDM/ERP 系统集成主要基于工作流和产品物流清单。前者受工作流节点的限制无法实现数据的实时更新，后者仅集成产品结构数据，无法满足基于多样化顾客需求

12、的变型设计模式。本文基于 GBOM 创建包含产品配置信息的完整产品结构，通过建立产品零部件和 GBOM 的中间文件完成 PDM 和 ERP 系统间的数据交换，实现系统集成。通过创建中间数据结构使 GBOM 中的配置信息传递到 ERP 端，生产人员可根据市场和顾客需求在 ERP 端直接进行产品配置，缩短产品的市场反应时间。集成方法在某低压电器企业 RMM3 塑料外壳式断路器中的应用证明了方法的创新性和有效性。参考文献： 1梁伟，卢刚，陈建泗.基于信息支持设备的电路板元器件定位软件开发J.计算机应用与软件，2011，28（1）：201-203. 2 杨田田，李世其.以工作流驱动的 PDM 与 ER

13、P 集成方法研究J.计算机集成制造系统，2005，11（11）：1715-1575. 3徐雁，陈新度，陈新.PDM 与 ERP 系统集成的关键技术与应用J.中国机械工程，2007，18（3）：296-299. 4MILLER. E. Integrating PDM and ERPJ.Computer-Aided Engineering，1999（3）：69-78. 5KAIAO，PERS，ANDERST. A procedure-oriented generic bill of materialsJ.Computer Industry Engineering，1997，32（1）：29-45. 6吴先超，吕晓枫，孙吉贵.基于广义产品结构的配置和集成研究J.计算机集成制造系统，2006，12（6）：869-875. 7高健鹰，褚学宁，严隽琪.基于通用物料清单的配置设计方法研究与实现J.计算机集成制造系统，2007，13（3）：417-424. 8崔贵丹，王德权.某制造企业 PDM 管理信息系统的设计与应用J.制造业自动化，2013，35（2）：12-14. 项目编号：2014 年度绍兴市大学生科技创新项目。