ERP与PDM集成技术研究
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一、引言
ERP和
PDM是目前企业建设计算机集成制造系统或实施企业管理信息系统中两个重要的核心。但是，随着软件工程技术的发展和ERP功能的扩展，越来越多的ERP软件商把PDM系统的功能集成在他们的核心软件上。毫无疑问，PDM和ERP的集成将促进不同功能的协调，减少手工干预并减少错误, 有利于促进设计、生产、采购和销售等部门间的沟通和交流。
二、PDM与ERP功能之异同
ERP是建立在信息技术基础上，以系统化的管理思想，为企业决策层及员工提供决策运行手段的管理平台。ERP系统集信息技术与先进的管理思想于一身，成为现代企业的运行模式，反映了时代对企业合理调配资源，最大化创造社会财富的要求，成为企业在信息时代生存、发展的基石。
PDM是对工程数据管理EDM、文档管理DM、产品信息管理PIM、技术数据管理TDM、技术信息管理TIM、图像管理IM以及其他产品定义信息管理技术的一种概括与扩展。它是一门管理所有与产品相关的信息(包括工程规范、电子文档、扫描图像、CAD/CAE/CAM文件、产品结构、产品定单、供应商状况等)和所有与产品相关的过程(包括工作流程、审批/发放过程、工程更改单等)的技术,它提供产品整个生命周期的信息管理。它以整个企业为一体,能跨越整个工程技术群体,是促使产品快速开发和业务过程快速转化的使能器。PDM共分3个层次：图纸文档的电子化管理、部门间的数据管理和企业间的数据管理。
材料明细表BOM和产品结构（Product Structure）是PDM与ERP系统最关键的输入,在这个层次上，两种技术的出发点不同：PDM系统的产品结构给出了产品“按设计角度(As Designed)”的视图（或产品具体是什么，以及怎样用与之相关的工程数据来描述），而ERP系统的材料明细表是“按制造角度(As Built)”的视图，它将零部件和装配看成同样的集合，或者说是描述产品怎样在车间生产以及怎样将它们装配起来。
两类系统之间的差别也反映在它们所采用的底层技术上。ERP系统在结构上以企业组织的其他系统为基础，并且与它们互联，而PDM系统构建在企业组织的基础设施环境之上，这个基础结构支持企业组织快速改变工程计算环境。从系统的应用上看，PDM与ERP之间的差异主要表现在以下几个方面。
1．在捕获产品定义数据方面
PDM系统首要且最重要的功能就是捕获和共享任何形式的产品定义数据。该功能的作用贯穿于整个企业之中，从产品设计生命周期的早期阶段就开始发挥作用，而这种关键能力在ERP系统中却并不能得到充分的展示。
2．有效地进行用户化
PDM系统通常提供应用程序界面（API）开发工具箱，以便能为多种设计、制造、分析软件建立应用接口。这一独特的连接工具使系统集成工程师几乎可以用户化所有 PDM功能以满足对特定软件设计工具的特定数据实施管理的要求。与此相反，现有的 ERP系统却不易进行用户化。
3．对共享数据的访问
一旦工程数据登记注册到一个PDM系统中，我们怎样才能做到在不影响其安全性的前提下对它进行数据共享？一个具有优秀体系结构的PDM系统能够利用“电子数据仓库”来保护和存储工程数据。而ERP系统在产品定义数据共享方面的能力是有限的。
4．产品结构和产品定义数据
在许多企业中，产品结构规划是从设计部门编写工程零部件清单开始的。工程部件清单通过手工输入到ERP系统，并且作为创建按计划的视图(As Planned)材料明细表BOM的起始点。而创建按计划的视图来确定材料明细表是通过修改工程部件清单实现的，并且与其他计划信息一起来平衡生产需求与现有机器设备、材料以及可直接使用的劳动力资源之间的关系。 现代PDM系统已经能够实现产品结构功能，它不仅能够代替传统的工程部件清单，而且提供了一个易于使用的图形界面，让用户可以方便地定位和使用产品定义数据。比较先进的PDM系统都采用了面向对象的数据管理工具，这样就能将产品定义数据与产品结构部件、子装配、装配联系起来。用户能够利用导航工具，沿图形化的产品结构树来确定感兴趣部件的位置，并在此基础上展开描述该部件的产品定义数据。
5．PDM控制的更改管理
ERP系统从产品计划视图的角度更改管理，一旦更改的细节通过了设计过程，并且更改对制造过程的影响也已清楚，制造计划安排过程就将在ERP系统中重新运行以决定在需求、存货清单、资源可利用性、部件替代等方面需进行的更改。然而， PDM的更改控制功能可以跟踪更改处理全过程：从更改提出之时起，贯穿所有受到影响的职能部门，直到更改在生产车间得到实施。PDM工作流确保合适的人员执行必要的任务并且负责通知到所有受影响的部门。当工程师接到一个处理设计更改的任务时，他将通过数据库的关系导航找到受影响的产品结构对象和设计数据。
6．配置管理
所有企业都会同时使用产品结构的多个视图，这就是产品配置管理的概念。通常，多数企业至少会有三类视图：按设计的视图(As Designed)、按
生产计划的视图(As Planned)以及按制造的视图(As Built)。ERP系统因为面向生产计划，所以是按生产计划的视图管理产品配置，而PDM系统则认为在考虑多个设计方案时，对配置管理的要求是从产品计划阶段的早期就开始了。从概念设计到按制造视图管理的各阶段，PDM产品正在不断提升对包含产品配置的产品结构视图的利用效率。在产品设计的整个生命周期中，虽然产品结构有可能按各式各样视图进行重新配置，但产品零部件对象仍然与那些定义它们的数据保持连接关系。这就是PDM视图处理配置管理的最主要优点。
PDM和ERP是管理整个产品定义和产品生命周期的核心。近年来，随着ERP和PDM功能的扩大和外延，二者的界限已被打破，出现了重叠。如何更好地共享PDM和ERP之间的信息，对优化设计和制造过程来说是至关重要的，而最好的解决方案是实现两者的高度集成。
三、PDM与ERP的集成模式
目前，PDM的界限已超出产品设计部门，可以支持企业范围的商务处理和与产品有关的信息及文件的管理（包括车间的制造工程部门在内）。与此同时，ERP也开始支持工程部门。ERP销售商不断开发包含有PDM功能的ERP，如将零部件分类，配置管理，扩展的零件信息，文件归档，过程工作流，以及程序管理都包括在ERP内。因而，二者的集成已成为必然趋势。
1．应用系统的封装集成
所谓“封装”是指把对象的属性和操作方法同时封装在定义对象中。用操作集来描述可见的模块外部接口，从而保证了对象的界面独立于对象的内部表达。对象的操作方法和结构是不可见的，接口是作用于对象上的操作集的说明，这是对象唯一的可见部分。“封装”意味着用户“看不到”对象的内部结构，但可以通过调用操作即程序来使用对象，这充分体现了信息隐蔽原则。由于“封装”性，当程序设计改变一个对象类型的数据结构内部表达时，可以不改变在该对象类型上工作的任何程序。“封装”使数据和操作有了统一的管理界面。需要特别指出的是：通过OMG(对象管理组织)制订的CORBA规范可以增强PDM的可扩展性和与ERP系统或者与其他应用系统的集成能力。OMG目前正在制定制造业的一个规范，即“PDM使能部件(PDM Enabler)”。使能部件指的是实现或者支持一种特定的抽象处理过程的物理实体，通过提供共享产品数据的灵活方式来增强
产品开发的效率。PDM使能部件规范完成之后，遵循该规范的PDM系统之间将能够将一个PDM系统的数据转移到另一个PDM系统之中并实现应用系统的联邦机制，也即PDM应用系统能够管理ERP系统或者另一个PDM系统中的数据。 同时，通过该规范定义的统一的对象界面，CAD、CAM可以调用这些对象界面所定义的服务而不必关注对应的具体产品，从而极大地方便系统的集成。
PDM与ERP系统封装集成如图2所示。在目前情况下，OMG的“PDM使能部件”规范尚未最终形成，因此，PDM系统必须实现基于CORBA规范的PDM服务封装机制：一方面向用户提供符合标准的服务访问机制以利于二次开发和系统集成，另一方面为实现最终的“PDM使能部件”标准奠定基础。
2．间接式
经过PDM系统和ERP系统软件厂商的努力，现今最先进的PDM系统已经可以把产品数据和相关的文档同ERP系统进行无缝的双向传输，保护了产品数据在两个系统间的往来。当设计新产品或对旧产品进行修改时，相关数据将自动传输并呈现在ERP系统中，同时ERP系统中相关的细节可以用一致和最新的格式传送到PDM系统中。
3．直通式
通过文件传输来集成独立的PDM和ERP系统很有效，但必须与数据存放在同一个位置来保持所有者清晰。由于PDM系统和ERP系统的底层都是关系型数据库，关于产品的数据也都存放在数据库的各自域中，所谓的直通模式就是两个系统都直接对数据库的数据进行操作，并交换数据，因此，应尽可能把PDM系统的数据存放在ERP系统的数据库，实现两个系统的数据库的真正共享，这样做的好处有：在所有ERP部件中可以完全集成PDM系统；在ERP系统和PDM系统中使用相同的数据模型和数据。
4．工具式
PDM系统和ERP系统都各自开发了访问数据库的工具以便两个系统之间交换信息。所以，两大系统都必须根据各自系统数据接口类型的要求，提供给对方系统适当的访问数据库的工具。在PDM系统的产品配置程序的人机界面上，可以根据用户的要求输入产品配置数据，由PDM系统自动配置出相应的产品材料清单。ERP系统可以通过自己开发的访问PDM系统数据的程序，读取PDM系统产生的材料清单数据，再传送到ERP系统的产品结构树上。
以上四种模式，实施的工作量、难易以及风险程度都不尽相同，企业需要根据各自的需求和实力，选择适合本企业的集成模式。
四、结论
（1）ERP和PDM的集成能使管理信息系统更加完善，是制造业管理信息系统的发展方向之一。
（2）ERP和PDM集成的实现有四种模式：应用系统的封装式、间接式、直通式、工具式。而应用系统的封装模式技术上较为先进，最具应用前景。