產品全生命周期與企業(yè)信息化協(xié)同

    任何產品都要經歷產品需求分析、概念設計、詳細設計、制造、銷售、售后服務支持等階段，產品從需求到消亡的全過程就是產品的全生命周期（Product Lifecycle）。產品全生命周期管理（Product Lifecycle Management，PLM）是企業(yè)信息化系統(tǒng)研究的熱點，而企業(yè)信息化協(xié)同是目前企業(yè)信息化系統(tǒng)研究的熱點。企業(yè)信息化協(xié)同就是企業(yè)將信息技術、現代管理技術、制造技術相結合，通過信息集成、過程及資源的優(yōu)化，并應用于企業(yè)產品全生命周期（從產品的市場需求分析到報廢處理）的各個階段，實現物流、信息流、價值流的集成和優(yōu)化運行，最終達到人/組織、經營管理和技術三者的集成優(yōu)化，從而改進企業(yè)產品開發(fā)的時間、質量、成本、服務、環(huán)境，以提高企業(yè)的市場應變能力和競爭能力。國內的企業(yè)也相繼引進或自主開發(fā)了CAX、MRPII、MRP、ERP、SCM、CRM、PDM、eBusiness等企業(yè)信息化系統(tǒng)。

    盡管上述企業(yè)信息化系統(tǒng)對企業(yè)信息化協(xié)同進行了有益的探索，但從產品全生命周期角度來看，現有的系統(tǒng)都存在著“信息孤島問題”，即主要針對產品全生命周期中某些階段的解決方案，缺少貫通全局的系統(tǒng)集成以及對整個企業(yè)跨任務的數據流的不斷控制。因此，造成大量的信息重復錄入，大大降低了信息系統(tǒng)的使用效率，嚴重制約了信息系統(tǒng)整體效力的發(fā)揮。針對上述問題，本文建立了企業(yè)信息化關系網絡，借助XML技術實現系統(tǒng)信息之間的轉換，并構建了企業(yè)信息化系統(tǒng)協(xié)同模型；搭建了以PLM系統(tǒng)為平臺的產品全生命周期與企業(yè)信息化協(xié)同運作框架，使用過程建模方法將各信息化系統(tǒng)協(xié)同于同一個信息平臺，實現了制造企業(yè)的信息化共享。

企業(yè)信息化系統(tǒng)關系網絡

    要實現信息化系統(tǒng)的完整協(xié)同，需要建立有效的產品全生命周期數據管理和相互協(xié)作的基礎架構，高效匯集和管理不同的產品信息，實現完整而有效的運作過程。以產品全生命周期管理（PLM）為基礎的企業(yè)信息化系統(tǒng)關系網絡如圖1所示。

    圖1 企業(yè)信息化系統(tǒng)關系網絡

    PLM與前端客戶關系管理（Custom Relationship Management，CRM）系統(tǒng)、后端供應鏈管理（Supply Chain Management，SCM）系統(tǒng)、底端制造資源計劃管理（Manufacturing Resource Management，MRP）系統(tǒng)以及頂端企業(yè)資源技術管理（EntERPrise Resource Planning，ERP）系統(tǒng)共同組成企業(yè)信息化系統(tǒng)關系網絡。PLM系統(tǒng)在整個關系網絡中處于核心地位，負責協(xié)調企業(yè)管理系統(tǒng)中的ERP、CRM、SCM、MRP等系統(tǒng)。

    企業(yè)信息化系統(tǒng)的協(xié)同關系以PLM為基礎的企業(yè)信息化協(xié)同關系如圖2所示。從圖2中可看出，CRM主要管理客戶信息和需求反饋，分析市場需求，涉及到需求分析、生產制造、銷售和售后服務以及回收利用等階段；SCM主要進行供應商、采購和庫存管理，提供充足的供應給生產過程，涉及到概念設計、詳細設計和生產制造等階段；ERP主要規(guī)劃和配置企業(yè)產品制造階段所需的各種資源，涉及到產品設計、生產制造和銷售以及售后服務等階段。PLM覆蓋產品的整個生命周期，包括生產、管理、采購和庫存、銷售、市場開發(fā)和財務等各領域。若將PLM所管理的數據用BOM（Bill Of Material，物料清單）表示，則需求物料清單為RBOM，財務物料清單為FBOM，概念設計物料清單CBOM，詳細設計物料清單EBOM，銷售和售后物料清單AsBOM，制造物料清單MBOM，回收物料清單RBOM。PLM管理數據的集合為A={CBOM，RBOM，EBOM……}、企業(yè)經營管理信息的集合B＝{MBOM，FBOM……}、ERP管理數據的集合為C＝{EBOM，MBOM……}，則PLM與ERP的信息交匯為A∩B∪C。SCM管理數據的集合為D＝{CBOM ，EBOM……}，則PLM與SCM信息的交匯為A∩D。CRM管理數據的集合為E＝{RBOM……}，則PLM與CRM信息的交匯為A∩E∪B。

    圖2 企業(yè)信息化協(xié)同關系

企業(yè)信息化協(xié)同模型

    根據PLM和ERP、SCM和CRM的協(xié)同關系，建立信息化系統(tǒng)協(xié)同模型，如圖3所示，該模型利用XML語言建立各系統(tǒng)之間的數據聯(lián)系。XML（eXtensible Markup Language，可擴展標識語言）是一種描述數據和交換數據的標準格式，具有開放型、可擴展性、國際性等優(yōu)點，其自描述性非常適用于不同應用系統(tǒng)間的數據交換，且不以預先規(guī)定的一組數據結構定義為前提，成為網絡數據交換的有力工具。

    圖3 信息化系統(tǒng)協(xié)同模型

    （一）PLM與ERP的協(xié)同該模型通過中間文件實現PLM與ERP的協(xié)同，采用XML技術以及API函數調用的方式，屬于間接集成模式。具體的模型有以下幾部分組成：

    采用接口函數和中間文件XML，由PLM系統(tǒng)的工程物料表EBOM和工藝數據等，將數據傳遞給ERP系統(tǒng)。

    在EBOM和工藝數據發(fā)生變化時，采用增量的方式，由PLM系統(tǒng)完成產品結構和工藝數據的比較，傳遞給ERP系統(tǒng)。采用中間文件XML和接口函數，由ERP系統(tǒng)根據產品結構和工藝數據維護制造物料表MBOM和成本BOM數據，傳遞給PLM系統(tǒng)。

    由ERP系統(tǒng)維護材料庫存、設備和工裝狀況等數據，傳遞給PLM系統(tǒng)。在制造BOM、成本BOM、材料庫存、設備和工裝狀況等數據發(fā)生變化時，采用增量的方式，由ERP系統(tǒng)完成這些數據的比較，傳遞給PLM系統(tǒng)。

    數據由ERP系統(tǒng)向PLM系統(tǒng)傳遞時，ERP通知PLM，PLM利用導入接口函數讀取數據并寫入本系統(tǒng)。數據由PLM系統(tǒng)向ERP系統(tǒng)傳遞時，PLM通知ERP，ERP通過導入接口函數讀取數據寫入本系統(tǒng)。

    （二）PLM與ERP/SCM/CRM的協(xié)同

    PLM與/ERP/SCM/CRM的協(xié)同通過中間文件XML和接口函數來實現。步驟如下：

    首先，將SCM系統(tǒng)和CRM系統(tǒng)中的需求數據轉換成XML格式。

    其次，將XML格式放置于XML文檔庫中，供其他系統(tǒng)調用。

    最后，ERP系統(tǒng)和PLM系統(tǒng)可以分別調用XML格式的文檔，轉換成需要的格式，以實現系統(tǒng)之間的協(xié)同，進行信息之間的交換和共享。

產品全生命周期管理協(xié)同運作框架

    產品全生命周期協(xié)同運作框架如圖4所示。該框架是在PLM與ERP、SCM、CRM系統(tǒng)完整協(xié)同基礎上，將各信息化系統(tǒng)通過XML、Internet等可視化的協(xié)同技術協(xié)同于同一個信息平臺，從而實現企業(yè)的信息化。該框架的運作流程由以下幾部分組成：

    圖4 產品全生命周期管理協(xié)同運作框架

    產品全生命周期的協(xié)同是在PLM、XML等中間件和可視化協(xié)同技術及互聯(lián)網等技術的基礎上實現高效的運作。

    PLM協(xié)同了ERP、SCM、CRM，使用戶可以協(xié)同的開發(fā)、設計、制造和管理產品；管理功能涵蓋整個產品生命周期過程，涉及到質量管理、項目管理、產品配置、產品生產、產品數據、價值鏈、訂單庫存、售后服務、產品結構等；管理的核心是產品數據管理、項目管理、產品結構和配置等。其他的管理可在XML等中間文件的基礎上分散給其他的信息化系統(tǒng)。

    客戶需求包括產品的需求和問題反饋。圖4右端為客戶對產品的需求，客戶與企業(yè)的銷售部門洽談，達成技術合同協(xié)議，并由設計部門依據PLM系統(tǒng)存儲的有關設計數據，協(xié)同設計伙伴和輔助設計軟件，結合技術協(xié)議設計客戶要求的產品，設計過程和數據又反饋到PLM系統(tǒng)進行存儲。圖4左端為客戶需求反饋，包括客戶服務合作伙伴和銷售伙伴的反饋意見，并存儲到PLM系統(tǒng)，另一方面業(yè)務流程重組部門篩選和改進反饋意見，修正完后再傳輸到PLM系統(tǒng)存儲。整個客戶對產品的需求和反饋的過程，都是通過Internet訪問產品維護數據，提交問題反饋，進行自助式服務。

    產品的開發(fā)設計是設計師們依據技術合同協(xié)議，結合問題反饋及計算機輔助軟件下進行的。

    生產制造部門結合技術協(xié)議，把有關產品的制造信息傳輸到計劃管理軟件ERP/MRP系統(tǒng)中，并反饋到PLM系統(tǒng)中。制造部門將無法生產的產品的信息通知給制造資源管理系統(tǒng)，進一步確定采購計劃。

    生產裝配部門依據PLM系統(tǒng)反饋給SCM系統(tǒng)的有關數據，由MRM系統(tǒng)進行生產和裝配，將結果傳輸給PLM系統(tǒng)進行存儲。

    銷售和售后服務部門為客戶提供服務支持，將結果反饋給PLM系統(tǒng)存儲，并第一時間通知設計和制造部門，為下一輪開發(fā)新產品打下基礎。

結論

    本文首先建立了企業(yè)信息化系統(tǒng)關系網絡，分析了以PLM系統(tǒng)為基礎的企業(yè)信息化系統(tǒng)的協(xié)同關系。其次利用XML的技術實現系統(tǒng)信息之間的轉換，構建了企業(yè)信息化系統(tǒng)協(xié)同模型。文章最后建立了以PLM系統(tǒng)為平臺的產品全生命周期與企業(yè)信息化協(xié)同運作框架，運用過程建模方法將各信息化系統(tǒng)協(xié)同于同一個信息平臺，從而成功實現制造企業(yè)的信息化共享。

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本文標題：基于全生命周期管理的企業(yè)ERP信息化協(xié)同研究

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