3 IPD环境中产品信息集成的实现
3. 1 BOM在各个系统之间的共享与交换
如前所述, BOM是产品信息的重要载体,它始于开发人员在PDM中进行概念设计,终于产品生命周期的结束,历经产品开发的各个阶段。因此,实现BOM在产品开发各个阶段的共享与交换是实现IPD的关键。
产品开发人员首先要在产品概念设计阶段形成产品概念,然后进行产品方案设计。此时,产品开发人员在PDM中搭建产品结构树,这个产品结构树是BOM的最初形式,整个产品设计阶段都要以产品结构树为依据,要在整个的产品设计阶段共享该产品结构树。产品设计主要在工程设计系统中完成,广义的工程设计系统包括CAD、CAPP以及PDM等。因此,实现产品结构树的共享就是要实现其它工程设计系统与PDM中的产品结构树集成。这种集成要求其它工程设计系统以PDM系统中产品结构树为依据,读取PDM中的产品结构树上所有节点信息。我们在其它工程设计系统中通过定义功能接口实现产品结构信息集成,对PDM中的产品结构树采用深度优先的递归查找算法进行遍历,完成PDM系统产品结构树的信息共享。
产品设计完成后, 产品BOM信息将转换成MBOM存放在生产管理系统中指导产品制造和物资采购。在这种转换过程中,并不是所有的BOM信息都要传递给生产管理系统,生产管理系统并不需要大量的设计信息,因此,我们要定义一定的BOM信息提取规则,基于这样的规则完成这种BOM形式的转换。如图2所示。
在整个BOM 的流动并不是单向的,还存在着BOM信息的反馈,即BOM信息从生产管理系统传递到工程设计系统,这种BOM的逆向传递主要发生在产品设计的成本控制过程中,进行成本控制时,首先在产品设计阶段将读取新产品的EBOM作为进行新产品成本估算的原始依据,需要从EBOM中提取物料号、物料类型、图号、零件名称、数量等信息;然后从其它产品的CBOM中获取相关借用件的成本信息,进行初步材料成本计算、分析与控制;在产品试制完成后获取新产品的CBOM形成新产品最终的成本信息,系统需要从CBOM中读取零件的标准成本、建议成本、现行成本等数据,包括库存数量、库存地点其他产品的需求量等信息。在集成产品开发过程中要考虑目前是否有所用到的物料并保证物料库存数量满足产品开发的需要。因此,必须从生产管理系统中提取相关的资源信息,在提取时同样要以当前的产品结构树为依据。将信息管理系统M IS和制造资源规划MRPⅡ等信息系统集成在一起,成为在IPD环境中大多数企业采取的一种方法。PDM作为3C (CAD、CAPP、CAM)的集成平台,用计算机技术完整地描述了产品整个生命周期的数据和模型,是ERP/MIS中有关产品全部数据的来源。CAPP是沟通产品设计工艺部部门和管理信息系统及制造资源系统之间信息传递的桥梁,使ERP/MIS从PDM集成平台自动得到所需的产品信息,如材料清单BOM等,而无需再用人工从键盘一一敲入。因为BOM的输出与转换决定了基于BOM的系统集成框架,同时CAPP在系统集成方案中具有重要的纽带作用,其功能的实现和能否运行完全决定了整个系统的工作状况。因而可以根据CAPP的功能模块制定制造信息系统的总体框架。CAPP包括两个大的模块:一是完成工艺文件的管理、工艺资源管理、工艺设计过程管理、安全管理等功能;二是完成工艺文件的编辑、打印及报表输出等功能。IPD中各系统间的BOM状态如图2所示。
3. 2 集成产品开发中信息资源的集成
产品信息的集成通常有两部分组成,对产品开发过程中产生的静态数据和文档的集成以及对动态开发流程信息的集成。产品开发过程中的流程管理主要实现产品开发过程的跟踪与控制,包括项目执行情况的反馈与监控、计划的审批与发放、任务的执行与提交、文档发放等等。在PDM系统中具有流程管理功能,它的流程管理主要针对产品设计与修改过程,是产品开发流程管理的某一环节。同时在其它工程设计系统中也有流程管理,这些系统的流程管理主要是对它们各自领域内的流程管理,如CAPP中的工艺规划流程管理、Project中的项目管理流程等。从集成产品开发的角度来看,必须将这些流程信息集成起来。这种集成主要在PDM中实现,使产品开发管理人员及时掌握产品开发进度。流程管理一般是由一系列结点及结点之间相互关系组成,集成时PDM系统提取其它系统流程管理中关键结点的信息汇总到PDM的流程管理中,并将提取到的数据重新组织赋给相关联的结点,保证在PDM中反映整个产品开发的流程情况。
产品结构信息集成是将产品结构树上所有节点的基本信息从PDM中集成到项目管理系统中。项目管理系统对某个新产品立项后传递给PDM系统产品的设计任务与要求, PDM系统根据这些信息搭建产品结构树。项目管理系统将从PDM系统中读取整个产品结构树信息。PDM与Project后台数据库管理系统同为关系型数据库,因此可以通过功能接口实现产品结构信息集成,如图3所示。
4 应用实例
作者在某企业制造信息系统集成开发中,采用了基于BOM的IPD的开发方法。通过开发新的企业信息系统以及对现有的PDM系统、CAPP系统、Project系统和产品管理(库房管理、采购管理、经营管理)系统的集成,规范了产品结构树的产品信息的组织,成功实现了企业级制造信息系统的平台统一,提高了企业的生产效率。
5 结语
本文在企业实施IPD和相关企业信息化软件的支持下,经过理论的探索和实践的积累,对集成产品开发中的基于BOM的若干集成技术进行了研究和探讨,提出了基于BOM的集成框架,根据BOM的流动、转换以及各种状态对集成产品开发过程中的信息流动和共享进行分析,给出了集成的解决方案,并对集成产品开发环境中各个信息系统基于BOM的集成进行了研究和实现。
