产品生命周期管理系统与ERP的集成应用研究

【摘 要】产品生命周期管理系统PLM与ERP系统是现代企业信息化过程中不可或缺的企业管理系统。但是两个信息系统之间并没有有效的信息数据传递，从而造成“信息孤岛”的问题，降低了信息系统的使用效率。本文通过企业的实际需求简要阐述了两种系统之间的协同工作关系，并提出了基于SIPM/PLM平台的解决方案。旨在解决PLM与ERP之间信息无法传递的问题。

【关键词】PLM；ERP；集成；信息化

0 引言

随着科学技术的迅猛发展，为了更快的响应市场需求的变化，提高企业的研发、生产和管理的效率，现代企业引进了多种信息化管理系统。其中最为常见的就是ERP（ Enterprise Resource Planning，企业资源计划）、SCM（Supply chain management，供应链管理）、CRM（Customer Relationship Management，客户关系管理）以及PLM（product lifecycle management，产品全生命周期管理）。这几种管理系统都有各自的服务对象和范围，但同时又有很多交叉点，需要系统之间大量的信息传递，尤其是ERP系统和PLM系统。然而各系统又是相互独立的，企业中又缺少一个融会贯通的信息集成化的平台，因此大量的数据需要人工重复录入，严重降低了信息系统的使用效率，阻碍了企业的进一步发展。因此，如何将企业中的信息系统进行有效的集成，使之实现数据的无缝传输变得非常必要。

1 PLM与ERP系统概述

1.1 PLM

产品全生命周期管理系统（Product Lifecycle Management，简称PLM）是现代企业中重要的信息化的管理平台。它涵盖了从产品概念产生到产品消亡和回收的所有产品阶段，并集成了与产品相关的工艺、流程、知识库以及项目管理和质量管理等。PLM 系统还为现代企业的设计和生产构筑了一个并行工作环境（由供应、产品设计开发、样机制造、批量生产、采购/库存、销售与市场、客户构成）的关键使能技术。一个成熟的 PLM 系统能够使所有参与创建、交流以及维护产品设计意图的人员在整个产品生命周期中自由共享和传递与产品相关的所有异构数据[1]，如图纸与数字化文档、CAD 文件和产品结构等[2]。从而最大效率的实现了数据和知识共享，提高研发效率。

1.2 ERP

ERP（Enterprise Resource Planning，企业资源计划系统）是一种主要面向制造行业进行物质资源、资金资源和信息资源集成一体化管理的企业信息管理系统。ERP是从制造行业的管理信息系统发展而来的，体现了当今世界上最先进的企业管理理念，并提供了企业信息集成的最佳方案，是企业管理现代化的重要标志。其基本思想是将企业的业务流程看作是一个紧密连接的供应链，包括供应商、制造工程、外协工厂、分销与零售网络和客户，它将企业内部划分成几个互相协同作业的支持子系统：财务、市场营销、生产制造、质量控制、服务维护、工程技术等，可对供应链上所有环节进行有效管理。

2 基于PLM系统的集成方式

不同的系统进行集成，主要有三个层面：系统功能的交互、产品信息共享以及数据通信。简单地说，集成就是信息集成与应用。信息集成是整个集成的基础，而应用集成为信息集成提供了保障，使得信息集成能够得到实际应用，两者互为关系，密不可分。其中应用集成又可分为三个层次[3][4]：应用封装、接换和紧密集成。

2.1 应用封装

用于异构应用系统之间的数据信息集成，其中包括了应用工具本身和产生文件的集成。当数据信息被激活时，其相应的应用系统也同时被激活，并在其中进行修改。但是这种方法集成的系统只能对数据文件总体进行管理，不能读取或者编辑其内部数据。。

2.2 接换

接换主要是通过构建中间数据库，并在两个异构系统中创建新的功能模块即接口，使得两个系统同时能在中间数据库中读取和写入数据信息。通过这种方式可以实现两个异构系统中的信息交换和传递。由于一个系统在进行数据读取和写入的时候都是在中间数据库进行的，因此不会对另一个系统内的数据产生影响。

2.3 紧密集成

这种集成方式是比接换更为紧密的集成方式。它是两个系统进行有机融合，在一个系统进行读取和写入数据的时候，直接读取或者写入到另一个系统内，是一种全自动的双向实时的信息交换。这种集成方式取决于各应用工具系统的开放程度及对系统内部结构的了解。并且这种集成方式需要对系统进行大量的二次开发。

以中间库为基础的接换集成方式是通过定义一个对接双方需要的表结构放置于中间库中，然后对接双方不需要直接访问同时也不需要知道对方的数据库，直接从中间库表结构中获取相关的数据信息从而实现数据的共享对接。

中间库特性：

1）快速高效

通过数据库内置的功能，直接通过数据通信，减少数据中间转换。

2）数据同步和完整性保证

对接双方的数据将在可接受的时间间隔内进行中间库数据的同步更新，从而保证对应的数据的 同步和完整性。

3）数据安全性保证

经过中间库数据缓冲，对接双方可以对数据进行过滤、分析从而实现对共享数据的控制。所有进入对接双方系统的数据，都通过业务规则的处理，确保数据进入系统时都是安全可靠的。

上述特点使中间库技术被广泛应用于企业信息集成技术的实现中。

3 PLM与ERP集成框架与实现

3.1 PLM与ERP协同工作模式

PLM系统是现代制造企业研发管理的核心，也是产品数据的源头。在PLM系统中产生的大量产品数据如BOM（Bill of Material，物料清单）、工艺路线、排产计划、物料、ECN（工程变更通知）等都需要传给ERP系统。因为只有有了这些基础数据，ERP才能完成MRP（Material Requirement Planning 物料需求计划）。进而继续完成后续的资源计划和管理。而PLM系统在进行设计和变更的时候，需要了解物料的库存和实际的生产数量等信息，这就需要ERP系统将这些数据传输到PLM系统中。因此PLM系统与ERP系统在业务层面存着较多的交叉。其协同工作模式如图1所示。

图1 PLM与ERP协同工作框架图

3.2 企业中的应用与实施

3.2.1 集成后的系统界面

在企业实施后所集成的系统界面如图2所示。在文件菜单中添加ERP传输功能，并添加子菜单。其中包括物料、工序库、工艺路径、排产计划、采购申请单和BOM。点击不同的子菜单功能可以传递不同的数据到中间库。

图2

3.2.2 集成后数据的双向传输

PLM系统管理着产品数据的源头，其在业务层面与产品后期管理的供应链、生产制造、售后服务业务存在一定程度的信息交互，因此在系统层面PLM和ERP系统需建立相应的数据传输接口，及时有效的把信息数据完整的传递给ERP系统，满足数据无缝交互的需要。

通过对现有的一般企业业务进行分析， PLM和ERP之间的传输的主要数据有9类，分别为：物料库存、物料信息、工艺路径、工序库、排产计划、ECN变更、制造BOM、采购申请、工单号-BOM号。以上的这几种传输数据已经基本满足现代企业信息集成的要求。其集成模式采用中间表的方式进行传输，但具体数据传输流向有两种：从PLM传至ERP系统的接口有7类，从ERP传向PLM的接口有2类。其接口传输的控制方式可以使用自动或手动开关处理。数据传输示意图3如下。

3.2.3 集成后数据传输的内容

该实例中通过建立基于中间库的接口集成方式实现PLM系统与ERP系统据集成。具体的集成模型有以下几部分组成：

1）采用接口程序并建立中间库表结构，将PLM系统的物料、制造B0M、工艺数据、工序库、ECN变更等数据通过接口程序传递给ERP系统。

2）在物料、制造B0M、服务BOM、工艺数据、工序库、ECN变更等数据发生变化（新建、修改、删除）时，采用全量的方式，由PLM系统完成产品结构和工艺数据的比较，传递给ERP系统。

3）采用接口程序并建立中间库表结构，由ERP系统把库存信息、排产计划、BOM号等数据传递给PLM系统。由PLM系统维护材料库存、设备和工装状况等数据，传递给ERP系统。

实践证明通过SIPM/PLM与ERP的系统集成，实现了两者之间有效的数据无缝传输。提高了企业的信息化水平和信息系统的使用效率，大量减少了繁复的人工数据输入等操作。使得PLM可以对ERP数据进行读取，方便了设计工程师和工艺工程师进行产品的研发和设计。同时PLM系统也为ERP提供经过了结构化流程签审的有效的BOM等信息，方便ERP后续工作的展开。

4 结语

本文首先分析了产品全生命周期管理系统（PLM）和ERP系统在现代制造企业中的应用现状，构建了PLM系统与ERP系统的协同工作框架。其次通过基于中间文件或中间表的集成模式建立了企业PLM与ERP集成的数据传输模型。最后列举了以SIPM/PLM为平台的产品全生命周期管理系统与ERP系统的集成实例。运用本文论述的方法建立较为有效的集成平台，达到了预期效果。

【参考文献】

[1]陈永新.PDM在企业实施过程中与CAD集成的探讨[J].机械与电子，2002（5）：8-14.

[2]高奇微，莫欣农.产品数据管理及其实施[M].机械工业出版社，1998：37-49.

[3]杨坤.基于PLM的企业CAD /ERP信息集成研究[J].常州信息职业技术学院学报，2005，12，4（4）.

[4]彭义兵.PDM与ERP集成的3种方法[J].中国制造业信息化，2003，11.