PLM、ERP、APS、MES幾種信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集成_第1頁
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文檔簡介

01前言技術(shù)的發(fā)展日新月異,企業(yè)要增強(qiáng)競爭力,在市場競爭中立于不敗之地,采用先進(jìn)技術(shù)武裝自己是必由之路。近30年,對社會影響最大的技術(shù)進(jìn)步當(dāng)屬信息技術(shù),信息技術(shù)的進(jìn)步改變著我們的日常生活,也改變著企業(yè)的管理方式。現(xiàn)在我們在企業(yè)內(nèi)辦公,主要的工作都是通過電腦完成的,當(dāng)然現(xiàn)在智能手機(jī)也能完成某些原來需要通過電腦完成的工作,但信息系統(tǒng)的主要功能還是通過電腦端完成的。電腦只是硬件,具體的功能還必須通過軟件來實現(xiàn),例如Word,Excel等都是常用軟件。稍有規(guī)模的企業(yè)都是由多個部門組成的,部門之間的信息交流就需要更復(fù)雜的信息系統(tǒng)來實現(xiàn),PLM(產(chǎn)品生命周期管理),ERP(企業(yè)資源計劃),APS(高級計劃與排程),MES(制造執(zhí)行系統(tǒng))是不同的信息系統(tǒng),它們功能不同,但使用數(shù)據(jù)存在交叉重疊。如果這些系統(tǒng)之間沒有集成,各自的系統(tǒng)所需數(shù)據(jù)需要多次錄入,增加了信息維護(hù)工作量和出錯機(jī)會,每個系統(tǒng)都是一座信息孤島。如果是成立多年的企業(yè),他們的信息化路徑一般是,從財務(wù)系統(tǒng)和CAD畫圖開始,然后又過渡到進(jìn)銷存,之后進(jìn)行生產(chǎn)環(huán)節(jié)的信息化。除非新成立的企業(yè),信息化工作可以全盤展開考慮。已經(jīng)存在的企業(yè),面臨的局面都是已經(jīng)有些信息系統(tǒng),如果繼續(xù)提升信息化水平,必須結(jié)合當(dāng)前的狀況。必須考慮未來信息系統(tǒng)與現(xiàn)在信息系統(tǒng)的集成?!爸袊圃?025”加深了中國制造企業(yè)對PLM的認(rèn)知度。一些企業(yè)開始認(rèn)識到產(chǎn)品創(chuàng)新的重要性。企業(yè)通過PLM對產(chǎn)品的整個生命周期進(jìn)行管理,可以加速產(chǎn)品的創(chuàng)新迭代,讓產(chǎn)品更多增值,PLM技術(shù)就是為適應(yīng)企業(yè)的發(fā)展的要求而產(chǎn)生的。凡事預(yù)則立,不預(yù)則廢。對信息系統(tǒng)規(guī)劃也是一樣,信息規(guī)劃者既要看當(dāng)前企業(yè)需求,也要考慮未來增加信息系統(tǒng)時,不同信息系統(tǒng)之間的銜接和信息通信。本文就PLM、ERP、APS、MES各自功能和相互之間需要通信的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行探討,分析幾個系統(tǒng)集成的方法,供企業(yè)進(jìn)行信息化時借鑒。02PLM、ERP、APS、MES信息系統(tǒng)功能介紹對信息系統(tǒng)的理解,我們可以分為概念上的信息系統(tǒng)和實際中的信息系統(tǒng)。概念上的信息系統(tǒng)指PLM,ERP,APS和MES按照他們的概念各有各的功能,但一套實際的信息系統(tǒng),可能涵蓋理論上多個系統(tǒng)功能,例如一套MES系統(tǒng),可能也涵蓋了ERP系統(tǒng)中的進(jìn)銷存功能。就像防火墻和路由器是兩個不同的概念,可是現(xiàn)實中,實際的路由器除了路由功能外,都有簡單的防火墻功能,而實際的防火墻都包括了路由器的功能。我們這里介紹各系統(tǒng)功能,以理論上的功能為定義,這樣表述起來更明確。

2.1PLM

PLM,是一個英文縮寫,翻譯過來產(chǎn)品生命周期管理(ProductLifecycleManagement,PLM)。根據(jù)業(yè)界權(quán)威CIMDATA定義,PLM為一種應(yīng)用于在單一地點(diǎn)的企業(yè)內(nèi)部、分散在多個地點(diǎn)企業(yè)內(nèi)部,在產(chǎn)品研發(fā)領(lǐng)域具有協(xié)作關(guān)系的企業(yè)之間的,支持產(chǎn)品全生命周期的信息的創(chuàng)建、管理、分發(fā)和應(yīng)用的應(yīng)用解決方案?,F(xiàn)實中的PLM系統(tǒng)一般是用于對圖紙和文檔進(jìn)行管理。

2.2ERP

企業(yè)資源計劃即ERP(EnterpriseResourcePlanning),它是由美國公司于1990年提出。企業(yè)資源計劃用于制造業(yè)系統(tǒng),是一種資源計劃軟件。理論上的ERP可以包括業(yè)務(wù)流程管理,產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理,存貨、分銷與運(yùn)輸管理,人力資源管理和定期報告系統(tǒng)?,F(xiàn)實中的ERP系統(tǒng)主要是財務(wù)系統(tǒng)和進(jìn)銷存系統(tǒng),其它模塊相對應(yīng)用少,ERP系統(tǒng)的生產(chǎn)模塊普遍功能弱,難以滿足企業(yè)生產(chǎn)計劃排程的需要。

2.3APS

APS系統(tǒng),又名高級計劃與排程,它的英文全稱是AdvancedPlanningandScheduling,企業(yè)管理軟件。是對所有資源具有同步的,實時的,具有約束能力的模擬能力,不論是物料,機(jī)器設(shè)備,人員,供應(yīng),客戶需求等影響計劃因素。主要對短期的計劃優(yōu)化,對比,可執(zhí)行性。其將要采用基于內(nèi)存的計算結(jié)構(gòu),這種計算處理可以持續(xù)的進(jìn)行計算。解決復(fù)雜的生產(chǎn)計劃排程問題必須借助于APS系統(tǒng)。

2.4MES

MES英文全稱ManufacturingExecutionSystem,翻譯過來制造企業(yè)生產(chǎn)過程執(zhí)行系統(tǒng),是一套面向制造企業(yè)車間執(zhí)行層的生產(chǎn)信息化管理系統(tǒng)。MES可以為企業(yè)提供包括制造數(shù)據(jù)管理、計劃排產(chǎn)管理、生產(chǎn)調(diào)度管理、庫存管理、質(zhì)量管理、人力資源管理、工作中心/設(shè)備管理、工具工裝管理、采購管理、成本管理、項目看板管理、生產(chǎn)過程控制、底層數(shù)據(jù)集成分析、上層數(shù)據(jù)集成分解等管理模塊,為企業(yè)打造一個扎實、可靠、全面、可行的制造協(xié)同管理平臺?,F(xiàn)實中的MES系統(tǒng)主要著眼于利用條形碼,二維碼和RFID等技術(shù)實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)采集,為企業(yè)數(shù)據(jù)分析提供數(shù)據(jù)支持。03PLM,ERP,APS,MES信息系統(tǒng)的交叉共同數(shù)據(jù)分析制造業(yè)企業(yè)的核心數(shù)據(jù)為銷售數(shù)據(jù)、技術(shù)數(shù)據(jù)、生產(chǎn)數(shù)據(jù)和采購數(shù)據(jù)。PLM、ERP、APS、MES信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)存在交叉關(guān)系,有部分?jǐn)?shù)據(jù)對多個系統(tǒng)都需要,這部分?jǐn)?shù)據(jù)如果在多個系統(tǒng)中共享,就能提高系統(tǒng)維護(hù)效率,也減少維護(hù)數(shù)據(jù)出錯概率,改進(jìn)了信息系統(tǒng)的功能。要分析如何數(shù)據(jù)集成,先要知道哪些數(shù)據(jù)屬于多個系統(tǒng)使用,這些數(shù)據(jù)就是我們的集成對象。

3.1銷售數(shù)據(jù)

銷售數(shù)據(jù)和ERP、APS都相關(guān)。基本的銷售數(shù)據(jù)重要字段是客戶、商品、數(shù)量、交貨期。ERP系統(tǒng)可以用該數(shù)據(jù)形成銷售發(fā)票,統(tǒng)計銷售額。對APS系統(tǒng)來說,銷售數(shù)據(jù)是生產(chǎn)計劃排程的源頭,在銷售數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上形成組裝計劃,加工計劃和外協(xié)計劃。

3.2技術(shù)數(shù)據(jù)

接到銷售訂單后,技術(shù)部門要進(jìn)行設(shè)計,設(shè)計產(chǎn)品結(jié)構(gòu),也就是BOM表,設(shè)計零件加工工藝。PLM是管理圖紙的系統(tǒng),它的核心應(yīng)用領(lǐng)域是在設(shè)計領(lǐng)域,BOM表就是在設(shè)計階段產(chǎn)生的,BOM在PLM系統(tǒng)中有存儲。ERP系統(tǒng)中也要用到BOM數(shù)據(jù),ERP中MRP分解計算,就是在BOM數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上,利用銷售訂單形成公司內(nèi)部加工零件數(shù)量和對外協(xié)采購數(shù)量。APS系統(tǒng)也用到BOM,它比ERP系統(tǒng)計算的更細(xì)。當(dāng)然了如果公司已經(jīng)有了APS系統(tǒng),就不需要ERP系統(tǒng)的MRP計算功能了。BOM數(shù)據(jù)表可以有下面的表示方式,最基本的BOM表,僅僅包含3個字段,母件,子件和數(shù)量。例如

這種BOM表結(jié)構(gòu)只能表示簡單的組裝關(guān)系,即零件都完成后再一起組裝。如果零件加工過程和組裝過程伴隨在一起,這種BOM無法表示出,例如下面的生產(chǎn)流程。上圖中表示,一種原材料C0,經(jīng)過一步加工到C1,這時候需要裝配上A,然后繼續(xù)加工成C2,再裝配上B,然后加工成C3,下一步變成C。在實際的生產(chǎn)過程中,這種流程也很常見,簡單的母件和子件表是無法表示出零件的前后流程關(guān)系。在生產(chǎn)計劃排程APS系統(tǒng)中,必須將裝配關(guān)系和零件生產(chǎn)前后順序流程都表示出來才能進(jìn)行正確的還有指導(dǎo)性的排程。該例子可以用下面表格樣式表示出其流程關(guān)系。從C0到C為零件生產(chǎn)流程主線路,我們定義為5個工序:例如C1工序既涉及到加工,又涉及到組裝。如果該工序號后面寫的是零件,則該步驟為裝配,后面是裝配使用的數(shù)量。如果工序號后面是設(shè)備,則后面是具體設(shè)備編號,和在該設(shè)備上加工使用的時間。通過該表就可以表示出流程中既有裝配,又有組裝的復(fù)雜流程。PLM的核心應(yīng)用領(lǐng)域是設(shè)計領(lǐng)域,在產(chǎn)品設(shè)計時,需要設(shè)計零件總裝圖和各個零件的圖紙。零件的總裝圖上體現(xiàn)出了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)信息,也就是BOM。PLM產(chǎn)品可以直接從總裝圖上提取出BOM信息,并將該信息存儲在數(shù)據(jù)庫中。筆者單位使用的是國內(nèi)知名PLM廠商CAXA公司的產(chǎn)品,現(xiàn)將CAXA從圖紙中提取BOM信息做一介紹。CAXAPLM提供產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理,以結(jié)構(gòu)樹的方式顯示產(chǎn)品的裝配組成關(guān)系。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹為用戶提供關(guān)于產(chǎn)品組成的直觀視圖,在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹的基礎(chǔ)上,可以進(jìn)一步實現(xiàn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)對應(yīng)的BOM輸出??梢岳L制總裝圖,也可以通過批量入庫把總裝圖中的結(jié)構(gòu)提取出來,生成產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)樹。生成的結(jié)構(gòu)樹樣式如下:結(jié)構(gòu)樹對應(yīng)的BOM信息會保存在CAXAPLM對應(yīng)的數(shù)據(jù)庫中,如何通過技術(shù)手段將BOM信息導(dǎo)入其它信息系統(tǒng)中,將在文章下一部分介紹。

3.3生產(chǎn)庫存數(shù)據(jù)

可以使用MES系統(tǒng)實時采集庫存數(shù)據(jù),庫存數(shù)據(jù)會為ERP系統(tǒng)和APS系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支持。ERP系統(tǒng)一般采用鍵盤輸入數(shù)據(jù),而MES系統(tǒng)一般是通過條形碼,二維碼,RFID等技術(shù)采集數(shù)據(jù),效率大大高于鍵盤輸入,并且便于在生產(chǎn)現(xiàn)場現(xiàn)地采集,保證數(shù)據(jù)的實時性。實時性的庫存是最有意義的。MES是車間和ERP和APS系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)信息系統(tǒng),它提供了通常ERP系統(tǒng)所不能提供的生產(chǎn)車間信息的透明性,提供了ERP和APS與底層車間(操作終端與設(shè)備)的可靠數(shù)據(jù)界面等。

3.4采購數(shù)據(jù)

采購數(shù)據(jù)和銷售數(shù)據(jù)是相反的對應(yīng)關(guān)系,銷售是賣給客戶,采購是供應(yīng)商賣給本企業(yè)。在ERP中采購單據(jù)和銷售單據(jù)格式基本一樣。ERP和APS都需要采購數(shù)據(jù)。04PLM、ERP、APS、MES信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)集成的技術(shù)分析在技術(shù)上一般有3種方法數(shù)據(jù)集成,1,使用同樣數(shù)據(jù)庫表格;2,使用公共文件;3,數(shù)據(jù)庫間程序或軟件數(shù)據(jù)自動傳遞方式。下面分別做介紹。

4.1公共部分使用同樣數(shù)據(jù)庫表格

使用同樣數(shù)據(jù)庫表格,指的是使用同樣的數(shù)據(jù)庫,例如PLM、ERP、APS、MES數(shù)據(jù)庫都是Sqlserver,里面不同系統(tǒng)涉及到的BOM表都是Sqlserver中同一張表。這無疑是集成最徹底的方式,但經(jīng)常每個公司側(cè)重點(diǎn)不同,例如提供ERP的公司,沒有PLM產(chǎn)品,或者不擅長PLM,其PLM系統(tǒng)功能不強(qiáng)。如果是大公司的產(chǎn)品,產(chǎn)品線更豐富,相互融合性更好些。例如用友公司既有ERP產(chǎn)品,也有PLM產(chǎn)品。如果想要這種方式集成,需要購買時,考慮大公司的信息系統(tǒng)產(chǎn)品。

4.2使用中間文件

該方法是在一個信息系統(tǒng)將需要共享數(shù)據(jù)導(dǎo)出,導(dǎo)出到一個中間文件,然后再通過這個中間文件將共享數(shù)據(jù)導(dǎo)入到另外一個信息系統(tǒng)中。例如:Excel文件是最常用的表格程序。一般的PLM、ERP、APS、MES都有數(shù)據(jù)導(dǎo)出到Excel和從Excel導(dǎo)入的功能??梢詮腜LM系統(tǒng)中導(dǎo)出BOM數(shù)據(jù)到Excel表格中,然后再從Excel表格將BOM數(shù)據(jù)導(dǎo)入到ERP和APS系統(tǒng)中。

4.3使用數(shù)據(jù)自動傳遞方式

數(shù)據(jù)自動傳遞,是指利用程序軟件在不同的信息系統(tǒng)之間自動傳遞共享數(shù)據(jù),這樣傳遞數(shù)據(jù)效率高。自動傳遞數(shù)據(jù)的手段之中,通過數(shù)據(jù)庫觸發(fā)器傳遞數(shù)據(jù)是開發(fā)便利,成本低廉的手段。下面對數(shù)據(jù)庫觸發(fā)器傳遞數(shù)據(jù)做一介紹。PLM、ERP、APS、MES信息系統(tǒng)常用的數(shù)據(jù)中,可能Sqlserver是使用最多的。SQLServer是Microsoft推出一套產(chǎn)品,它具有使用方便、與相關(guān)軟件集成程度高等優(yōu)點(diǎn),成為了Windows平臺下進(jìn)行數(shù)據(jù)庫應(yīng)用開發(fā)理想的選擇。SQLServer廣泛應(yīng)用于金融、保險、電力、行政管理等與數(shù)據(jù)庫有關(guān)的行業(yè)。SQLServer與其它數(shù)據(jù)庫,如Access、FoxPro、Excel等有良好的ODBC接口,可以把上述數(shù)據(jù)庫轉(zhuǎn)成SQLServer的數(shù)據(jù)庫。Sqlserver數(shù)據(jù)庫帶有觸發(fā)器的功能,利用觸發(fā)器功能編寫代碼,代碼是自動觸發(fā)的。當(dāng)對表中的數(shù)據(jù)做了任何修改之后立即被激活,然后程序運(yùn)行,對其它數(shù)據(jù)表進(jìn)行修改?;镜挠|發(fā)器包括一下3種類型:

Ainsert觸發(fā)器:向表中插入數(shù)據(jù)時被觸發(fā);

Bupdate觸發(fā)器:修改表中數(shù)據(jù)時被觸發(fā);

Cdelete觸發(fā)器:從表中刪除數(shù)據(jù)時被觸發(fā)。以知名ERP廠商用友的ERP為例,它的零件基礎(chǔ)數(shù)據(jù)都是存在于Inventory表格中。零件基礎(chǔ)數(shù)據(jù)是PLM,ERP,APS和MES的共同數(shù)據(jù),需要共享??梢灾痪S護(hù)一個系統(tǒng),然后設(shè)置觸發(fā)器,當(dāng)一個信息系統(tǒng)零件基礎(chǔ)數(shù)據(jù)更新后,利用觸發(fā)器自動修改其它信息系統(tǒng)零件基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。例如,我們需要利用觸發(fā)器更新UFDATA_002_2018..Inventory數(shù)據(jù)表,可以利用下面代碼創(chuàng)建觸發(fā)器,因為數(shù)據(jù)表實際字段很多,本文只選cInvAddCode一個字段做代碼展示,更改其它字段道理相同。CREATETRIGGER[dbo].[Inventory_U_01]ON[dbo].[Inventory]FORUPDATEASbeginupdateUFDATA_002_2018..InventorysetcInvAddCode=b.cInvAddCodefromUFDATA_002_2018..Inventorya,Inventorybwherea.cInvCode=b.cInvCodeend;05后記隨著企業(yè)信息化應(yīng)用的逐步發(fā)展,企業(yè)的信息化環(huán)境逐漸復(fù)雜。在企業(yè)使用PLM產(chǎn)品用于管理圖紙之后,PLM就需要關(guān)注與其它管理信息系統(tǒng)的集成,實現(xiàn)與各種CAD系統(tǒng)集成,提取的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化的信息,并與ERP/APS/MES等系統(tǒng)進(jìn)行快速的數(shù)據(jù)交換,避免數(shù)據(jù)的重復(fù)定義導(dǎo)致的問題,從而提升企業(yè)的整體運(yùn)營效率。本文討論了PLM、ERP、APS和ME

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