如何基于工作流，實現(xiàn)PDM-ERP集成?

　　PDM(Product Data Management System，即：產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng))和ERP(Enterprise Resource Planning，即：企業(yè)資源計劃)，是當(dāng)前先進制造技術(shù)群中涉及企業(yè)管理的兩個重要技術(shù)領(lǐng)域。從理論上說，PDM能夠集成并管理所有與產(chǎn)品有關(guān)的信息和與產(chǎn)品相關(guān)的過程。它能幫助企業(yè)構(gòu)造一個適合異構(gòu)計算機運作環(huán)境的集成應(yīng)用平臺，對“粗放型”發(fā)展的各種單項計算機輔助技術(shù)進行“集約化”管理。ERP則是在MRP-II基礎(chǔ)上發(fā)展起來的、先進的企業(yè)經(jīng)營管理模式。ERP進一步吸取了現(xiàn)代管理思想，對企業(yè)活動中和制造有關(guān)的所有資源和過程進行統(tǒng)一的管理，在目標(biāo)上充分體現(xiàn)對成本的控制、對質(zhì)量的控制和對客戶服務(wù)的管理，著眼于企業(yè)制造領(lǐng)域準(zhǔn)連續(xù)的計算機化管理，主要用于生產(chǎn)制造階段和后勤管理。雖然PDM和ERP在管理重點上有所不同，但是，由于同一產(chǎn)品的形成周期涉及PDM和ERP兩個領(lǐng)域，所以，對PDM和ERP進行系統(tǒng)集成研究，對于有效縮短產(chǎn)品形成周期、加速產(chǎn)品從設(shè)計領(lǐng)域到制造領(lǐng)域的轉(zhuǎn)化，從而，從根本上促進企業(yè)的現(xiàn)代化進程具有十分重要的現(xiàn)實意義。

　　2 PDM和ERP之間的區(qū)別和聯(lián)系

　　PDM管理與產(chǎn)品相關(guān)的信息和過程，主要側(cè)重于產(chǎn)品組成信息流的管理，同時，它還是一項重要的使能技術(shù)，根據(jù)所管理的產(chǎn)品邏輯信息的約束條件和某些過程條件，支持基于并行工程的產(chǎn)品形成過程，其代表功能有：數(shù)據(jù)存儲管和管理、產(chǎn)品信息結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品信息配置及管理、項目管理、工作流程管理、產(chǎn)品變更信息管理、標(biāo)準(zhǔn)件管理等。而ERP是對企業(yè)和制造有關(guān)的所有資源和過程進行統(tǒng)一管理的技術(shù)，側(cè)重于制造領(lǐng)域物流的管理，其代表功能有：主生產(chǎn)計劃、物料需求計劃、原材料采購計劃、車間作業(yè)計劃、工裝設(shè)備管理、財務(wù)系統(tǒng)管理、庫存管理等。因此，PDM和ERP系統(tǒng)成分都包含動態(tài)(過程)和靜態(tài)(PDM中主要是描述產(chǎn)品的狀態(tài)信息、幾何拓撲以及信息間的邏輯關(guān)系，ERP中主要是設(shè)備、班組、車間、資金、庫存等制造資源)兩個方面，所以，為了實現(xiàn)以PDM為代表的信息領(lǐng)域和以ERP為代表的制造領(lǐng)域之間的集成，必須在有效發(fā)揮系統(tǒng)“1+1?2”的集成功能的前提下，在全局信息共享和過程目標(biāo)一致的基礎(chǔ)上，充分滿足PDM和ERP系統(tǒng)在靜態(tài)和動態(tài)兩個方面的要求。為了實現(xiàn)這一系統(tǒng)集成目標(biāo)，首先必須對PDM和ERP在管理對象、作用領(lǐng)域、管理途徑和方式等方面的區(qū)別和聯(lián)系具有系統(tǒng)的認識。

　　2.1 PDM和ERP區(qū)別

　　(1)管理對象內(nèi)容的區(qū)別

　　從PDM和ERP的概念可以十分清楚的知道，PDM 的管理對象，是描述產(chǎn)品本身狀態(tài)的信息和信息之間的邏輯關(guān)系，以及利用、再生、傳遞這些產(chǎn)品狀態(tài)信息的過程及過程資源支持條件，如產(chǎn)品的方案論證過程、概念設(shè)計過程、詳細設(shè)計過程、工藝制訂過程等過程，以及這些過程開展中的人員配置、協(xié)作關(guān)系等。ERP的管理對象，則是參(用)于生產(chǎn)的制造資源(設(shè)備、物料、車間班組等)和資源利用的生產(chǎn)過程，主要包括：產(chǎn)品的零部件原料采購、加工、制造和裝配、銷售、服務(wù)等。所以，PDM和ERP管理對象的內(nèi)容， 在時間、地點、作用領(lǐng)域、以及相關(guān)支持工具、所采取的手段措施等方面存在區(qū)別。

　　(2)管理過程的區(qū)別

　　在PDM和ERP系統(tǒng)中，都包含“過程”概念，但是，“過程”這個概念在PDM和ERP系統(tǒng)中并非具有相同的含義。PDM的“過程”是和產(chǎn)品邏輯形成相關(guān)的過程，過程的產(chǎn)物是描述產(chǎn)品狀態(tài)的“信息”， 過程開展的支持對象是幾何拓撲等狀態(tài)“信息”和對這些信息進行利用和再生的腦力勞動的技術(shù)人員。ERP系統(tǒng)

　　中的“過程”是和產(chǎn)品物理形成相關(guān)的過程，過程的指導(dǎo)信息是PDM中的過程產(chǎn)生的產(chǎn)品信息，過程的組織路線受產(chǎn)品狀態(tài)信息邏輯關(guān)系的約束和指導(dǎo)，過程的產(chǎn)物是具體的產(chǎn)品或產(chǎn)品零部件實體，過程開展的支持對象主要是是實體“物質(zhì)”(制造資源)和主要以體力勞動方式進行操作的“人”。

　　(3)管理對象內(nèi)部之間關(guān)系的區(qū)別

　　PDM中管理對象之間的關(guān)系是：信息發(fā)展的載體是過程，過程的階段產(chǎn)物是信息;ERP中管理對象之間的關(guān)系是：物質(zhì)變化的載體是過程，過程作用和消耗的對象是物質(zhì)。如果說ERP領(lǐng)域中也存在信息因素，那么，PDM中的信息主要是從概念角度描述產(chǎn)品的幾何、拓撲信息，而ERP領(lǐng)域中的信息主要是從物流配置方面對生產(chǎn)進行安排的一些資源信息。

　　2.2 PDM和ERP聯(lián)系

　　根據(jù)以上分析，PDM和ERP在管理內(nèi)容、過程發(fā)展形式、系統(tǒng)內(nèi)部運作關(guān)系等方面存在著不同程度的區(qū)別。但是，正如我們在前文中的分析那樣，現(xiàn)代企業(yè)的運作是基于信息流和物料流相相輔相成的一個動態(tài)系統(tǒng)，而產(chǎn)品的形成周期涉及PDM和ERP兩個領(lǐng)域，所以，基于完整的產(chǎn)品形成周期，以系統(tǒng)的眼光來看，PDM和ERP則在以下幾個方面有著密切的聯(lián)系：

　　(1)過程作用對象之間存在著因果關(guān)系

　　ERP系統(tǒng)中的過程作用對象，即以物理形式出現(xiàn)的零部件或產(chǎn)品，是PDM系統(tǒng)中過程作用對象(從概念角度描述產(chǎn)品狀態(tài)的幾何或拓撲信息)以及過程作用對象之間邏輯關(guān)系的物質(zhì)表現(xiàn)。

　　(2)過程的邏輯序列間存在著執(zhí)行和驗證關(guān)系

　　ERP系統(tǒng)中的生產(chǎn)過程序列是對PDM過程序列產(chǎn)生的信息邏輯關(guān)系的物理執(zhí)行和驗證，ERP系統(tǒng)中生產(chǎn)流程的優(yōu)化基礎(chǔ)，以及確定對應(yīng)物料支持的理論依據(jù)，是PDM系統(tǒng)所管理的產(chǎn)品信息和信息邏輯發(fā)展、完善的邏輯路線。

　　(3)管理目標(biāo)的一致性

　　PDM和ERP在管理目標(biāo)上有著高度的一致性，PDM和ERP雖然管理的對象和過程存在區(qū)別，但是，其管理目標(biāo)都是試圖通過科學(xué)的調(diào)度和控制，減少失誤和返工，在盡可能短的時間內(nèi)、通過最少的資源耗費、用最為經(jīng)濟的手段和方式、保證產(chǎn)品的最早上市。

　　(4)過程的支持條件有著先天的聯(lián)系

　　即使在前文分析的區(qū)別中，我們也可以發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)品抽象的幾何拓撲信息，既是PDM領(lǐng)域過程開展的產(chǎn)物，也是ERP領(lǐng)域過程開展的活動指導(dǎo)基礎(chǔ)和結(jié)果驗證條件。所以強化PDM和ERP之間的聯(lián)系，必須利用統(tǒng)一的產(chǎn)品幾何拓撲信息對與之相關(guān)的過程進行溝通。

　　(5)企業(yè)的產(chǎn)品是這兩個過程序列邏輯關(guān)系的耦合結(jié)果

　　PDM中的過程序列按照從整體到局部逐步細化的設(shè)計路線開展，而ERP中的過程序列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(chǎn)品正是這兩個從不同路線和領(lǐng)域開展的過程序列在時間坐標(biāo)上的耦合結(jié)果。

　　而隨著PDM和ERP的發(fā)展，它們的部分功能也出現(xiàn)了相互重疊的區(qū)域，如產(chǎn)品結(jié)構(gòu)/BOM管理、產(chǎn)品零件的統(tǒng)計及管理等。

　　3 PDM和ERP的集成基礎(chǔ)

　　工程實踐的經(jīng)驗告訴我們，PDM 中項目管理、權(quán)限管理、過程管理、軟件封裝等和過程相關(guān)的功能，如果離開設(shè)計流程內(nèi)在的邏輯關(guān)系，就勢必會形成一個個各自為政的“過程孤島”，即使是靜態(tài)的信息資源，缺少及時正確的傳遞路線和發(fā)送時機，也會形成“信息孤島”，造成設(shè)計周期的延續(xù)。在ERP領(lǐng)域，作為一種企業(yè)資源計劃和管理手段，企業(yè)生產(chǎn)流程的安排，就必須根據(jù)產(chǎn)品制造流程所涉及車間、班組的人員組成、現(xiàn)有生產(chǎn)計劃、資源設(shè)備的占用等情況、以及目前的生產(chǎn)能力來確定，而流程實施的資源配置則必須根據(jù)企業(yè)現(xiàn)有庫存、市場供需情況、價格和企業(yè)采購計劃等來形成。如果脫離動態(tài)的企業(yè)運作，同樣會存在“過程孤島”和“信息孤島”。鑒于PDM和ERP系統(tǒng)具有邏輯上的聯(lián)系，對PDM和ERP進行集成，從加快產(chǎn)品形成周期的角度出發(fā)，具有很大的可行性和很強的工程實踐意義。而為了對PDM和ERP進行集成，必須尋找這兩個領(lǐng)域的集成基礎(chǔ)和集成載體。這一集成載體必須具有以下兩個基礎(chǔ)功能：

　　(1) 內(nèi)容上涵蓋PDM和ERP兩大領(lǐng)域，這是系統(tǒng)集成的必要條件。

　　(2) 功能上可以消除或屏蔽如本文2中所述的PDM和ERP兩大領(lǐng)域之間的區(qū)別。這是系統(tǒng)集成的充分條件。

　　根據(jù)我們對工作流理論和技術(shù)的研究，結(jié)合計算機支持的協(xié)同工作(CSCW)技術(shù)和相關(guān)要求，我們認為，基于計算機支持協(xié)同工作的工作流管理系統(tǒng)(WfMS)可以作為對PDM和ERP進行集成的基礎(chǔ)，較好的實現(xiàn)對PDM和ERP的集成。我們之所以將工作流管理系統(tǒng)看作是PDM和ERP集成的基礎(chǔ)，是因為工作流技術(shù)作為計算機技術(shù)和自動化技術(shù)的結(jié)合，在流程優(yōu)化的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)企業(yè)業(yè)務(wù)流程的全部或部分自動化。在工作流管理系統(tǒng)中，強調(diào)的是流程的統(tǒng)一、系統(tǒng)目標(biāo)的一致和過程的動態(tài)銜接，利用工作流管理系統(tǒng)，可以有效屏蔽分布在PDM和ERP領(lǐng)域過程之間的障礙，通過過程邏輯上的協(xié)同工作，實現(xiàn)整個成品形成過程跨領(lǐng)

　　域(設(shè)計領(lǐng)域、制造領(lǐng)域)的準(zhǔn)連續(xù)發(fā)展，最終實現(xiàn)系統(tǒng)的全局優(yōu)化發(fā)展。

　　基于這種管理思想，將流程的范圍擴充為整個成品形成過程，分過程運作的技術(shù)支持和技術(shù)條件映射的范圍涵蓋產(chǎn)品信息資源和產(chǎn)品制造資源，而不是分別加以考慮。例如，在未對PDM和ERP進行集成前，設(shè)計領(lǐng)域的活動，由于缺乏制造領(lǐng)域有關(guān)資源分配、班組計劃、設(shè)備占用等信息，不可能在設(shè)計階段從虛擬制造 的角度保證結(jié)果的科學(xué)合理性，而制造階段的計劃制定，只能是根據(jù)已經(jīng)完成的設(shè)計結(jié)果被動的進行，可優(yōu)化的自由度和優(yōu)化空間被限制在很小的范圍內(nèi)，無法從敏捷制造的角度對設(shè)計方案進行優(yōu)化。而在以工作流管理系統(tǒng)為基礎(chǔ)的統(tǒng)一的集成環(huán)境中，分過程開展時，需要對產(chǎn)品幾何邏輯信息和產(chǎn)品制造資源加以綜合考慮，相互參照和協(xié)調(diào)，這種工作流程的統(tǒng)一性，保證了作為過程支持的信息資源和制造資源的統(tǒng)一。這種支持對象的一致性和過程目標(biāo)的一致性，使得文2.1中分析的PDM和ERP作為單獨系統(tǒng)而存在的區(qū)別得以淡化或不復(fù)存在。

　　另外，工作流管理系統(tǒng)以流程運作為主線，從產(chǎn)品信息和制造資源兩個方面對流程的運作進行支持和調(diào)整。而工作流管理系統(tǒng)中的管理對象，即工作流程，又是在產(chǎn)品信息邏輯約束和產(chǎn)品制造資源計劃相匹配、協(xié)調(diào)、優(yōu)化基礎(chǔ)上而產(chǎn)生的過程運作，工作流程開展的主要信息來源是PDM領(lǐng)域，工作流開展的物質(zhì)基礎(chǔ)主要來自ERP領(lǐng)域，而工作流開展的目標(biāo)是實現(xiàn)產(chǎn)品從概念到拓撲，再到物理實體的轉(zhuǎn)換。所以，利用工作流管理系統(tǒng)作為PDM和ERP集成的基礎(chǔ)，就在過程目標(biāo)一致、支持對象一致基礎(chǔ)上，強化了文2.2中分析的PDM和ERP之間的聯(lián)系。

　　前文已經(jīng)分析過，PDM和ERP都包含動態(tài)和靜態(tài)兩個方面，而工作流的運作本身是動態(tài)的，其過程支持對象又同時包含了靜態(tài)的產(chǎn)品信息和制造資源，在工作流動態(tài)的運作中，借助工作流管理系統(tǒng)的資源分發(fā)和共享，在目標(biāo)一致的基礎(chǔ)上，有效實現(xiàn)了PDM和ERP相互之間的滲透和對話，擴充了PDM和ERP領(lǐng)域的作用范圍，強化了這兩個領(lǐng)域協(xié)同發(fā)揮作用的力度。所以，基于工作流管理系統(tǒng)的PDM-ERP集成系統(tǒng)，具有局部功能復(fù)用、全局信息共享和過程目標(biāo)一致的特點，而工作流管理系統(tǒng)則是保證對PDM和ERP進行系統(tǒng)集成的理想中介，是貫穿設(shè)計和制造領(lǐng)域的統(tǒng)一的過程活動和資源運用的系統(tǒng)總線。

　　4 PDM-ERP集成系統(tǒng)框架分析

　　4.1 PDM-ERP集成系統(tǒng)系統(tǒng)集成總體框架分析

　　PDM作為一種使能技術(shù)，可以有效支持基于并行工程的產(chǎn)品形成過程。其使能作用的發(fā)揮，主要是通過信息邏輯的約束關(guān)系，來指導(dǎo)執(zhí)行或?qū)崿F(xiàn)信息邏輯的過程開展，如利用邏輯局部條件的滿足，來把握激活過程開展的時機;或利用信息開展的邏輯路線，來控制過程開展的并行度和繼承成分。而ERP系統(tǒng)作為一種管理手段，其對過程開展的指導(dǎo)和約束是通過不同的資源利用和配置計劃來體現(xiàn)，通過為過程提供所需的實體資源，保證過程開展的順利進行。

　　如果將PDM領(lǐng)域看成是表征產(chǎn)品的信息空間，將ERP涉及的領(lǐng)域看成是表征產(chǎn)品組成的實體空間，那么，聯(lián)系PDM和ERP領(lǐng)域的工作流管理系統(tǒng)，就是一個表征從信息空間到實體空間的過程映射函數(shù)集，其中每一個過程函數(shù)的執(zhí)行，代表一種產(chǎn)品的形成過程。

　　工作流可調(diào)整和優(yōu)化分三個階段：

　　(1)根據(jù)PDM中產(chǎn)品設(shè)計信息的邏輯關(guān)系和虛擬制造的原則進行理論上的優(yōu)化，如PDM中的任務(wù)分發(fā)、項目管理和產(chǎn)品的工藝設(shè)計等過程和階段;

　　(2) 根據(jù)ERP領(lǐng)域中的車間作業(yè)計劃、設(shè)備占用情況、客戶提貨計劃，結(jié)合?中制定的工作流計劃進行不同程度的調(diào)整，最終確定的準(zhǔn)備執(zhí)行的工作流方案;

　　(3) 在工作流執(zhí)行過程中，由于企業(yè)活動中的偶發(fā)事件，必須對原定工作流計劃進行調(diào)整，重新制定流程并確定資源配置。

　　這種基于工作流管理系統(tǒng)的集成模式，并不是將其他系統(tǒng)的數(shù)據(jù)生搬硬套到自己的管理范圍內(nèi)，而是根據(jù)流程活動的目標(biāo)，借助其原隸屬的系統(tǒng)進行調(diào)度和利用，這樣就避免了系統(tǒng)之間信息交換管理的復(fù)雜性。另外，將其他系統(tǒng)的數(shù)據(jù)生搬硬套到自己的管理范圍內(nèi)，目前還沒有辦法實現(xiàn)，如由于ERP系統(tǒng)本身的局限性，使其在產(chǎn)品變更控制，尤其是在與CAD、CAM、CAE等系統(tǒng)所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)集成和系統(tǒng)再利用方面目前仍然是一個難以解決的問題。即使可以硬性的將對方的數(shù)據(jù)納入本系統(tǒng)中進行管理，那么勢必要對本系統(tǒng)進行功能擴充，帶來更為復(fù)雜的問題和龐大的工作量。所以，在PDM-ERP集成系統(tǒng)中，利用工作流的開展作為承載信息流和物流的統(tǒng)一載體，工作流過程優(yōu)化的準(zhǔn)則和約束條件，則是PDM中信息之間的約束關(guān)系和ERP領(lǐng)域中物料配置條件的匹配和協(xié)調(diào)。這樣以來，借助對方管理的長處，針對具體的過程需求，擴大了各自的作用范圍和領(lǐng)域，共同強化對目標(biāo)的約束和指導(dǎo)，在目標(biāo)一致、協(xié)同調(diào)度的基礎(chǔ)上實現(xiàn)設(shè)計領(lǐng)域的虛擬制造，對方案進行驗證，同時，在制造領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)基于過程重組的敏捷制造，保證了過程是產(chǎn)品信息和制造資源并行指導(dǎo)和支持的過程，產(chǎn)品信息和制造資源是支持過程開展和延續(xù)的信息和資源，提高了工程實踐和信息邏輯之間的親和力。而動態(tài)的工作流保證了集成環(huán)境中過程的和產(chǎn)品信息、制造資源的啟、承、轉(zhuǎn)、合，是過程的資源配置、人員調(diào)度、活動開展的軟總線，是保證產(chǎn)品概念形式到實體形式順利轉(zhuǎn)變的橋梁和轉(zhuǎn)化樞紐。

　　4.2 PDM-ERP集成系統(tǒng)運作框架分析

　　隨著企業(yè)信息化進程的開展，功能各異的計算機系統(tǒng)和應(yīng)用軟件在企業(yè)不同職能部門得到越來越廣泛的應(yīng)用，工作流管理系統(tǒng)，作為集成系統(tǒng)中協(xié)調(diào)全局的功能模塊，如何適應(yīng)企業(yè)的這種分布式應(yīng)用環(huán)境的需要，是保證集成系統(tǒng)運作的關(guān)鍵。目前，國際管理集團的OMG(Object Management Group)組織制定的

　　COBRA(Common Object Request Broker Architecture)標(biāo)準(zhǔn)是解決基于分布式異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中對象協(xié)同工作的主流解決方案。其技術(shù)目標(biāo)是，保證基于對象的軟件在分布式異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中具有可靠的移植性和互操作性，從而在由多種主流硬件平臺上運行的多種操作系統(tǒng)而構(gòu)成的異構(gòu)分布環(huán)境中，建立可靠的分布式應(yīng)用，通過提供對象相互之間的操作機制和調(diào)用接口，使分布式環(huán)境中對象之間的訪問變得透明。鑒于工作流管理系統(tǒng)中所管理的對象的異構(gòu)性和對象之間互操作的復(fù)雜性，PDM-ERP集成系統(tǒng)提供基于異構(gòu)環(huán)境和異構(gòu)平臺的統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，是保證整個集成系統(tǒng)得以正常運作的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。基于這種先進的“中件”技術(shù)。

　　基于COBRA機制的Intranet就是提供這一異構(gòu)分布式環(huán)境保證的功能模塊，工作流管理系統(tǒng)通過基于COBRA機制的Intranet通訊網(wǎng)絡(luò)來調(diào)度過程所需的支持對象和服務(wù)。 LP(Local Process)是產(chǎn)品形成過程中涉及的局部過程，這些過程開展序列是一種基于過程條件的并行模式，而工作流管理系統(tǒng)則是協(xié)調(diào)

　　這一基于并行模式過程序列的管理機構(gòu)，過程開展的技術(shù)條件和物質(zhì)條件則來自PDM和ERP領(lǐng)域。

　　5 結(jié)束語

　　基于工作流管理系統(tǒng)的PDM-ERP集成系統(tǒng)，將PDM和ERP領(lǐng)域所涉及的過程和資源(信息資源和制造資源)都納入到統(tǒng)一的工作流管理系統(tǒng)中，在工作流開展過程中，通過資源共享和過程互補，淡化或消除PDM和ERP之間的屏蔽。在過程集成的基礎(chǔ)，實現(xiàn)了PDM和ERP在管理目標(biāo)上的“集約性”，利用工作流作為資源載體，實現(xiàn)了信息流和物流的集成，有效擴充了PDM和ERP作用的范圍和作用的強度，提高了系統(tǒng)集成的親和力。

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