航天晨光ERP与PDM系统的集成方法及应用

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    对离散制造业而言，ERP与PDM集成是一重要的信息化项目，项目成功能提高企业运营效率，有效缩短制造准备时间。对于按订单设计（ETO）类型的企业来说，一次性生产、重复性小的特性，决定了ERP系统需为每一次生产任务准备其所需的物料、BOM、工艺路线等基础数据，如产品零件数量多、结构复杂、数据量大时，唯有通过系统集成方可保证数据来源的准确和及时。

一、集成的模式

    目前PDM与ERP集成的模式主要分为三大类型：数据级集成、合作伙伴级集成、流程级集成，其集成难度是逐级提高的。

    ①数据级集成是指通过函数或API、数据库包、接口表、中间文件等实现不同应用程序之间的数据同步。其特点是两个系统保持自己独立性，信息单向流动，下游系统可对上游系统产生的数据进行补充，实现有效的集成。当产品结构发生更改的时候，只需要按照顺序进行更新即可。此方式开发工作量小易实现，效率和安全性相对较低。虽系统的数据同步性会差一些，但只要合理规定读写中间表的时间，就不会影响系统使用。此方式对单件小批量生产和产品系列化程度不高的企业非常合适，航天晨光即采用了此集成模式。

    ②合作伙伴集成，它需要专用协议引擎或适配器来连接不同系统，一般通过触发器、高级队列、XML文件、字段映射、EDI等技术形式实现数据的传递、同步。如Smarteam Gateway、Agile ChangeCAST、Windchill ESI、Teamcenter Gateway等与ERP系统集成的模块都是属于此类型，是由PDM厂商发起对知名的ERP软件进行集成开发并形成的商品化套件包，但有的需借助于消息中间件（如MQ、BizTalk、Tibco等）等来搭建集成平台，有的能做到不同系统的互操作。其特点是集成自动化效率高，有很高的安全性和可靠性，但商品化套件包适应面窄、再定制修改困难、不支持工艺数据集成。

    ③流程集成是指通过一个多步骤、长时间运行的跨系统的流程来进行集成，业务系统之间通过对方的工作流触发自身的工作流，两系统之间按设计的流程进行数据的传递、反馈与同步，它需要特定的流程管理器。如Oracle基于应用服务器设计了BPEL业务流程执行语言，通过BPEL可以实现不同应用系统之间的业务事件实时响应，实现流程层面的集成。其特点是业务系统异构，需提供Web Service接口或基于SOA架构，从EAI平台角度来进行信息整合，开发工作量大，较难实现。

二、集成的内容和方案

    航天晨光的ERP与PDM集成有两个方向需求，一是从PDM传递至ERP的数据流，一是从ERP展现至PDM的信息。第一种类型包括：物料、BOM、工艺路线、工程变更单、工单BOM与工艺路线临时变更单等信息，第二种类型包括订单信息、工艺能力、库存信息，供设计时实时查看和选用。

    航天晨光集成总体方案设计思想为：兼顾上述两个方向需求，将PDM向PLM延伸扩展，保证数据源头为PDM，数据从PDM流向ERP；将PDM定位为集成主要平台和桥梁，将所有制造基础信息在PDM中补齐完善再给ERP而不再两端分别维护，对一些ERP特有属性信息，由PDM实时从ERP中读取并在PDM中维护。

2.1对数据一致性的总体要求

   

    产品基础数据必须一致，即使企业PDM与ERP系统不集成，PDM与ERP两系统使用的产品基础数据也必须一致，否则会导致生产、管理的混乱。两个系统需做到一致的主要有：物料的主要信息（编码等）、制造BOM定义（BOM结构、层数、各层的组成物料及数量、制造BOM在PDM中保存）、工艺路线定义（作业流程、加工流转路线、车间部门等）。

2.2统一物料编码

   

    ERP与PDM中的自制件、标准件、原材料、外购件等需统一编码规则，且集成后各类物料编码不能再分系统维护，必须统一由PDM牵头维护，并将PDM作为物料编码发生源头。

    通过开发统一物料编码软件及与各分布式PDM系统的单向紧密集成，保证了PDM中的物料编码来源唯一，为集成奠定编码基础。主要实现如下功能：

    (1)统一编码软件不再独立运行，而在PDM系统中触发，编码软件生成和查询界面中的物料编码、物料描述、ERP物料大类、ERP物料小类等信息都可以自动回传到PDM系统；能重新选择编码再次回传PDM系统；

    (2)PDM系统中的用户名与编码软件用户名相互验证，无须二次登陆；

    (3)PDM系统普通用户无权修改编码软件系统信息；

    (4)PDM系统中已有物料进行分类、分库维护，已有物料的引用无需再次编码。

2.3统一物料计量单位

    按数据从PDM产生，提供给ERP使用的集成原则，保证数据来源唯一，即可解决物料计量一致。对ERP先于PDM上线的单位，ERP系统中已存在大量物料数据，且在ERP系统中计量单位不可更改，则PDM系统录入历史数据中时，必须参照ERP系统中选择计量单位的规则，定义其计量单位，保证两者一致。

2.4建立物料完整信息模型

    集成前，PDM中的物料只有设计工艺信息，没有制造信息。而物料在ERP系统中除主属性外，还需正确定义库存、采购、计划、成本、接收等方面共几十种属性信息，才能在分销、财务和制造各模块中使用。集成后需在PDM中统一录入维护上述所有属性，再给ERP。因此，主要采用以下两条措施。

    (1)在PDM中增加“物料模板”字段，解决标准属性的确定。

    在ERP系统中物料除主属性、采购价、订货批量、生产批量等少量属性外，其它属性对于某一类物料都可设置默认值的组合形成模板，后续可从物料模板上复制获得。因此，只需ERP系统中定制好各类物料模板的属性，而在PDM的“物料模板”中选择正确的物料类型即可。

    (2)个性化属性，在PDM中补充

    新物料的成本、供应类型、生产批量等因物料而异的属性，在PDM中由三类角色人员分别补充完善。

2.5建立生成制造BOM和ERP工艺路线模型

    2.5.1 制造BOM与设计BOM差别

    由PDM产生的原始设计BOM信息，ERP系统不能直接使用，需对这些数据进一步维护后才能使用。表1是ERP系统中产品CGJ5101ZXX制造BOM样例，截取了部分行及部分列数据。制造BOM与设计BOM有三大不同点：

表1 产品CGJ5101ZXX制造BOM表

    (1)制造BOM中最底层物料必须是采购物料，而在设计BOM中最底层物料是自制零件，两种BOM存在层次结构差异，需在设计BOM的自制零件下挂毛坯或原材料的子节点。

    (2)制造BOM中需要提供零件被使用时具体的BOM序号、供应类型等生产信息。两种BOM存在较大的信息量差异。

    (3)制造BOM中对自制外协件进行了下挂零部件子节点删除；对虚拟件或过程装配件进行了BOM层次压缩。

    2.5.2 制造BOM和ERP工艺路线转化方案

    为做到PDM与ERP的BOM集成，首先在PDM系统采取以下措施：

    (1)在PDM系统用结构快照形成制造BOM树，对此BOM结构可手工快速形象地增删改操作。

    (2)自动将原材料作为零件最底层物料补入制造BOM树。

    (3)开发统计汇总功能，通过PDM系统中原材料的市价、年初价，以及零部件的重量计算出外协零件的采购单价，并逐级向上卷积得到外协部件的采购单价，最后自动对制造BOM中外协部件下属层次进行删除处理。

    (4)手工维护“BOM序号”及“供应类型”等制造BOM字段，即按ERP系统的要求补充一些必须的工艺和制造信息。

    (5)完善传统的技术工艺路线变为ERP工艺路线，手工维护“资源序号”及“资源单位用量（工时）”等字段，样例见表2。

表2 产品DN25-P01的ERP工艺路线

    (6)通过流程通知及手工菜单操作，PDM系统将制造BOM和ERP工艺路线自动生成到接口表中。

    其次，通过在ERP端开发接口数据处理加载程序，实现制造BOM和工艺路线自动检查加载到ERP系统正式表中。一般数据进入ERP系统前要规范性校验，使之符合ERP系统的业务逻辑。为此，开发的接口程序提供了制造BOM和工艺路线数据的自检查功能，包括新旧数据判断、冗余循环校验、数据规范性检查等。

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