长航电机PDM与ERP集成应用的实践探讨

作为一个多品种、小批量的离散型制造企业，在信息化建设过程中当下最希望也最需要解决的是如何有效实现对CAD的产品数据管理，并与ERP系统集成，打通部门之间的管理信息通道，实现从技术开发到市场拓展、进销存、生产控制、品质管理及售后服务等全过程的资源共享。

产品数据管理（Product Data Management，简称PDM）系统以产品数据为核心，不仅管理所有和产品相关的数据（电子文档、数字化文件、数据库记录等），而且管理所有和产品设计相关的流程（工作流程、更改流程、项目管理等）。PDM系统管理的产品数据主要包括图文档和产品属性、产品结构，而对产品属性及结构的管理就是寻求各个产品零件或部件的内在规律，在尽可能实现标准化和通用化的过程中，系统构建产品全生命周期的物料数据系统，为生产组织提供方便，为实现最大化的资源共享打好坚实的基础。

在对产品结构的管理过程中，会形成不同的产品结构树，并产生不同的设计BOM，设计BOM 经过处理转化成ERP所需要的制造BOM 。ERP系统中制造BOM是企业信息流的核心, 在ERP 系统数据库中起着关键作用。要想成功实施ERP, 数据的可靠、准确是关键，BOM 建立的准确与否最终关系到ERP 系统在企业中能否运行流畅并真正发挥企业资源计划精准实施的作用。

长航电机厂在近年的信息化建设中着力实施PDM与ERP的集成应用，在实践中积累了一些经验，取得了较好的应用效果。也愿意借此交流和分享，或使相关企业有所启示和借鉴。

一、 PDM与ERP系统集成应用

对于快速发展而信息化建设还处于初始阶段的制造企业，可能都面临两个共性的问题：一是信息基础差，产品数据存在的问题多，二是工作流程不清晰、不规范，业务重组阻力大。要想从根本上解决问题，只能以产品数据管理为核心，从夯实产品数字化基础做起。

长航电机在实施PDM和ERP的过程中根据企业实际先实施PDM，之后再上ERP。但在具体实施过程中，也面临管理和技术两个方面的难点。

我们知道，PDM与ERP集成，是企业信息化从部门级转入企业级的标志，也是企业资源计划系统有效运行的前提。在生产领域，ERP关注的重点是生产计划和库存的控制，PDM关注的重点是产品设计过程的有效管理。它们虽然分工明确，但建立的基础却是相同的，那就是企业的基本制造数据（主要包括物料数据、设计数据、工艺数据等）。如果各系统使用不同的制造数据，不但会给管理带来难度，而且同样的数据在不同的系统中会因处理和集成问题或维护不当，造成效率低下或人力、物力资源的浪费。ERP与PDM集成，前提就是将设计BOM转化成制造BOM，并使其成为生产过程信息流的核心（见图1）。由于信息来源于设计BOM，其生成的制造数据也保持一致。这也是我们为什么先上PDM，后上ERP的主要原因。

从管理层面上看，系统集成时暴露出产品数据问题多（物料编码不统一、不唯一，产品名称不一致等），工作流程不规范。例如：由于企业没有强制的、可遵循的设计流程，或流程设计不细化、不规范，致使设计人员各行其是，操作随意、修改随意、命名随意、存储随意。时间一长，连设计者自身对设计意图、变量含义都解释不清楚。当需借用他人的零件进行设计时，迅速检索、查找到这个零件的文件非常困难，不仅工作效率低下，而且即便是找到了这个零件，也由于电子文件的随意拷贝，很难确定其版本的有效性等问题。对此，我们从三个方面展开工作，一是从标准化角度对产品图号、产品零部件名称、物料编码进行整顿和清理，确保码、物、号一致；二是在推进PDM过程中强调设计人员从规范设计、规范操作做起。所有计划生产的产品都要在PDM中建立完整的产品结构树，并由此形成相对应的设计BOM，这些产品树必须发布后才有效。三是通过与ERP集成和处理，在设计BOM转换成制造BOM的过程中，能够反过来验证其中是否还存在零件或部件码、物、号不一致的问题，也是对生产系统所需的制造数据的统一。这样的工作流程不仅促使产品数据一致，图纸版本管理明晰，而且为后期对零件或部件的标准化、通用化以及优化设计或改型打好了基础。

从技术层面上看，则是要解决PDM与ERP如何集成。PDM系统与ERP系统的接口形式主要有三类，即主动式、被动式和中间式。见图（2）

图2：PDM系统与ERP系统的三种接口形式

长航电机厂的PDM与ERP集成方案采用了中间式的接口形式，这种方式的优点是：PDM系统和ERP系统相对独立，接口不涉及双方内部的结构，而且接口的责任也很明确，数据的安全性也得到了保证；存在的不足是两个系统的数据同步性可能会滞后一些。但只要合理地规定读写中间文件或数据表的时间，数据的同步性是不会影响使用的。

长航电机厂的PDM是法国达索SmarTeam软件平台，ERP则是北京机械工业自动化研究所RS10/ERP，现以此为例介绍PDM系统与ERP系统的接口。

1.1　接口范围和接口形式

运用ERP中CIMS Interface（集成制造接口子系统）来完成集成。即先从PDM中把数据导入到一个临时环境中，然后再在这个临时环境中对数据处理，最后再导入到正式的ERP环境中。

RS10系统使用自身提供的CIMS接口模块程序来实现这个临时环境的处理。CIMS接口程序提供两个接口表，分别用来实现物料和设计BOM的临时数据存放。当PDM系统把数据写入两张临时表以后，可以使用CIMS接口提供的编辑功能和查错功能对这些数据进行再次加工。最后使用CIMS接口提供的导入功能把数据一次性导入到正式的ERP系统中。

数据传送示意图（3）如下：

图3 ： PDM/ERP数据传送示意图

ERP 系统取自 PDM 分系统的数据集合及数据项主要有：

• 物料属性数据：物料编码（包括产品、部件、外购件、原材料等)、物料名称、型号、规格、计量单位（双计量单位）、参考号、统计分类号 、项目类型 、制造/采购标识等。
• 产品结构数据（制造BOM，即产品结构）：父项代码、子项代码 、消耗定额 、损失系数、有效日期、替换件标识、工程改变号等；
• 加工工艺数据：即加工某个零件所耗的设备、工时、所耗的材料等。

1.2、物料属性（ITEM）数据

ERP对物料属性数据的要求：

ERP系统所要的这些物料属性数据的源头也是PDM，用同样的方法可以将PDM的物料属性数据集成到ERP系统中。

1.3、产品结构（BOM）数据

ERP系统中产品结构（BOM）所需的数据：

• 设计物料清单（设计MOM）---描述产品零部件构成及其隶书关系，类似现在的零件目录
• 
• 制造物料清单(制造BOM)---不仅描述产品零部件构成及其隶属关系，而且要表达主要的生产制造工序及过程。物料清单层次的多少取决于物料需求计划、库存控制和成本核算。

以0YHDE11L0A2D055F5SDB0865（YHDE112L-2/8型电机）为列，其父子结构图（4）如下：

图4：YHDE112L-2/8电机简略父子结构图

ERP系统中产品结构（BOM）所需的字段

1.4、加工工艺（ROUTING）数据

产品的加工工艺路线，它描述了需要加工零件的各道工序、加工中心、零件的加工系数、工时等，其主要用于物料管理或成本控制。

真正意义的集成，是CAPP与PDM进行集成，将工艺路线信息在PDM进行管理，通过PDM系统将设计BOM和Routing传递给ERP系统，ERP系统根据上述的信息形成制造BOM来安排企业的生产经营活动（如，进料、加工、组装和成本核算等），协同企业各部门之间的工作。长航电机厂由于没有实施CAPP，所以在具体实施中先以工艺技术人员为主，之后转由生产系统管理人员为主，通过人工干预，在ERP系统中增加物料加工过程所需的工艺数据并逐步完善，最终固化下来，由此形成ERP系统真正所需的制造BOM。

二、 系统集成应用的体会与探讨

2.1、 PDM和ERP同为企业信息化的两个重要应用系统。这两种系统最重要的应用领域是制造业。这两个系统只有紧密集成，才能实现优化产品数据，规范工作流程，避免信息失真，确保信息流通畅，最充分地发挥企业资源效应。

2.2、 两个系统先上后上的策略，取决于企业的技术资源基础状况。如果企业产品基础数据条件好，则PDM和ERP同时实施可能效率会更高；如果企业技术基础信息相对较弱，则更适宜先实施PDM，之后再上ERP。但要特别注意的是，在实施PDM时就应该充分考虑与ERP的集成问题，这两个系统一般都不是同一软件开发商，因此，在上PDM之时，就应该同时考虑所要选择的ERP及软件开发商。至少要明确两个系统集成时开发商各自要解决的问题、工作职能以及接口方案，并尽可能对功能需求明细化。

2.3、 PDM系统和ERP系统实际上是针对不同目标的应用系统，PDM系统的主要目标是：控制产品配置、使用更改控制和产品生命周期来管理产品定义数据的开发、修改以及并行使用；ERP系统的主要目标是：控制生产计划过程、平衡期望的产品销售情况与制造这些产品所需消耗资源之间的关系。因此，在实际应用中，最佳的方法是将任务分割成不同部分，让不同的系统去执行最适当的任务。

2.4、 在实际运行中，长航电机厂实现了所有相关的职能部门（包括车间）的ERP系统注册用户能够调用PDM的功能，并且可利用通用的浏览应用程序来查找和阅读产品数据，基本实现了甩图纸。这样，在执行ERP指令的过程中，实现了用户理解产品结构和执行计划要求的目标。这种配合管理模式正是ERP和PDM之间最关键的结合点。

2.5、 长航电机厂作为不断追求产品创新的企业，更是希望对CAD从3D到2D的全方位产品数据管理，不仅形成完整的设计BOM，而且正在努力从产品开发的源头追求数字化设计和制造的理念，并与ERP集成，构建起完整的全新产品开发和过程控制流程。这样的尝试已在几个全新开发的项目和产品上应用。3D设计不仅推行了主模型策略，而且也在尝试对在主模型上衍生的工程应用（几何设计、工艺设计、工装设计、部件分拆、装配爆炸及总成等）的唯一性管理（存储管理、权限管理和版本管理等）。

2.6、 目前，长航电机厂PDM对CAD产品覆盖已达98%以上，根据市场需求按订单生产和按计划预排的产品，通过PDM由ERP指令排产的产品覆盖已达80%以上。由其产生的设计失误降低、均衡生产明显、生产周期缩短、库存占用减少、产品质量上升等一系列效应不断凸现出来。这些均是我们在信息建设的过程中，特别是PDM与ERP系统的集成应用中最大的收获和体会。

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