MPM与制造企业信息化

    1  引言

    当前，计算机技术、信息技术和通讯技术的高速发展促进了经济全球化的进程，使世界经济行为发生了深刻的变化。尤其是制造业，计算机和CAD技术的应用和推广，显著提高了产品质量，缩短了上市时间；若在此基础上进一步合理配置资源，利用信息技术来改进企业的生产行为和管理模式，可使企业生产能力和综合效益大幅度提高，而生产成本却大大降低。

    面对我国加入WTO的新形势，国内企业正在加强信息化建设，建立有效的信息平台，以实现全面的信息共享和各部门间的协同，充分提高企业竞争能力和经济效益, 迎接国际化市场的挑战和机遇。

    2  制造企业信息平台的组成

    在企业运营过程中，会产生和积累大量的数据。这些数据环环相扣，纵横交错。从管理流程上看，数据传递上至最高管理层，下至生产最基层；从产品实现过程看，则囊括从设计、采购、生产、库存到销售和售后服务的全生命周期。这些数据蕴含着对企业具有重大价值的知识和信息，获取和使用这些知识的途径便是充分有效地利用制造企业信息平台。制造企业信息平台将企业运作的各部分、各环节生成的信息紧密地“链接”在一起，其有效的配置可以实现生产全过程和产品全生命周期的支持和监控，使物流、信息流、资金流通畅运行。

    总的说来,制造企业的信息平台应该包括3类信息：

    ◆  产品信息

    产品信息包括零件的几何信息和相互间的装配关系，主要由CAD软件和PDM软件生成、处理和存储，它的任务是解决“制造什么(what)”的问题。

    ◆  资源管理信息

    资源管理信息起源于库存管理，后来不断地扩展到生产计划、工序链、财务、人力资源以及客户关系等领域，它的核心是主生产计划，任务是解决“在什么时候(when)制造”和“在什么地方(where)制造”的问题。企业资源计划（Enterprise Resource Planning）是这类软件的典型。

    ◆  工艺信息

    工艺信息是与生产工程有关的信息，包括工艺方法和工序安排、生产资源、生产组织、企业的KNOW-HOW（技术秘密）等，任务是解决“如何制造（how）”的问题。

    制造企业信息平台的组成如图 1所示。

图 1 制造企业信息平台的组成

    目前大多数制造企业已经实施了或正在实施CAX、PDM和ERP系统，有的企业已经开展了以PDM为基础、集成CAX和ERP构成企业信息化平台的工作。其中，CAX系统为企业形成了完善的产品结构，ERP则以订单为驱动形成了企业完整的后勤链管理。然而, 已经建立或着手建立制造工艺信息的企业还不多见。

    工艺信息是企业信息系统的重要部分，缺少工艺信息的系统是不完整的。只有在建立信息平台的初期就综合考虑、全面规划，才能少走弯路，事半功倍。

    3  产品信息系统与集成

    3.1  CAD系统的发展

    回顾我国CAD技术发展的历史可以发现，我们花费了大量的人力和物力才完成了“甩图板”的任务，实现了二维计算机辅助设计。但是，2D-CAD系统的功能仅仅是绘制，相当于用计算机完成图板绘图工作，各个视图之间没有任何关系，这并不是真正意义上的设计。当需要进行工程图的更改时，必须花费大量的时间对与此工程图相关联的细节一一进行修改，这无疑将会耗费大量的时间和成本，且易发生错误。

    3D-CAD系统的诞生具有划时代意义，3D-CAD将注意力集中在对零部件的3D几何模型进行完整描述上，使得设计人员有可能从专注于绘图的操作中解放出来，把更多的精力集中在创造性的构思和产品性能上，即真正意义上的设计。在3D-CAD系统中，只要建立了原始模型，那么在原始模型中输入一组数据，就可以自动派生出零部件的变型。同时，图纸的绘制也更加简单，更便于工程更改和维护。

    从系统集成的角度来看，单纯CAD 应用存在以下弊端：

    （1）  虽然CAD系统可以快速生成工程图和物料清单（BOM），但是在缺乏ERP系统支持的情况下，则只能利用手工方式向ERP系统输入用来编制物料需求计划的物料清单；在进行NC编程时，也只能根据CAD工程图将零件轮廓输入到有关的NC编程系统中：这不仅浪费时间，也容易出错。

    （2）  CAD系统生成大量关于零件的几何信息和装配关系信息，决定了工艺过程、生产组织、销售、维修、成本和利润，是制造企业的基本信息，也是企业信息平台各部分的基础。而这些数据是否可以被其他系统方便地调用、处理或转换成用于解决实际问题的其他形式是至关重要的。如果缺乏信息化平台及其机制，以上这些宝贵的数据的价值将大打折扣，甚至完全无法进一步地利用。

    （3）  如果C AD生成的文档以及其他应用系统生成的数据彼此互不透明，将不能对企业产生应有的价值。其后果是，跨部门的信息交流和处理过程需要很长的时间，而且还有可能损失不少信息，无法实现制造企业追求的协同作业和并行工程的愿望。

    由于孤立的CAD/CAX系统存在上述弊端，而企业又迫切需要将各种IT工具有机地结合起来，形成一个面向过程的、多功能的虚拟制造系统。在这种情况下，PDM就应运而生了，可以说，PDM系统最初就起源于CAD工程图的管理。