基于全生命周期管理的企業信息化協同研究

■ 梁慶軍（西京學院教務處 西安 710123）

產品全生命周期與企業信息化協同

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）是企業信息化系統研究的熱點，而企業信息化協同是目前企業信息化系統研究的熱點。

企業信息化協同就是企業將信息技術、現代管理技術、制造技術相結合，通過信息集成、過程及資源的優化，并應用于企業產品全生命周期（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、價值流的集成和優化運行，最終達到人/組織、經營管理和技術三者的集成優化，從而改進企業產品開發的時間、質量、成本、服務、環境，以提高企業的市場應變能力和競爭能力。國內的企業也相繼引進或自主開發了CAX、MRPII、MRP 、ERP、SCM、CRM、PDM、eBusiness等企業信息化系統。

盡管上述企業信息化系統對企業信息化協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集成以及對整個企業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的使用效率，嚴重制約了信息系統整體效力的發揮。針對上述問題，本文建立了企業信息化關系網絡，借助XML技術實現系統信息之間的轉換，并構建了企業信息化系統協同模型；搭建了以PLM系統為平臺的產品全生命周期與企業信息化協同運作框架，使用過程建模方法將各信息化系統協同于同一個信息平臺，實現了制造企業的信息化共享。

企業信息化系統關系網絡

要實現信息化系統的完整協同，需要建立有效的產品全生命周期數據管理和相互協作的基礎架構，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）為基礎的企業信息化系統關系網絡如圖1所示。

PLM與前端客戶關系管理（Custom Relationship Management，CRM）系統、后端供應鏈管理（Supply C h ai n Management，SCM）系統、底端制造資源計劃管理（Manufacturing Resource Management，MRP）系統以及頂端企業資源技術管理（Enterprise Resource Planning，ERP）系統共同組成企業信息化系統關系網絡。PLM系統在整個關系網絡中處于核心地位，負責協調企業管理系統中的ERP、CRM、SCM、MRP等系統。

圖1 企業信息化系統關系網絡

圖2 企業信息化協同關系

圖3 信息化系統協同模型

企業信息化系統的協同關系

以PLM為基礎的企業信息化協同關系如圖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主要規劃和配置企業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4 產品全生命周期管理協同運作框架

企業信息化協同模型

根據PLM和ERP、SCM和CRM的協同關系，建立信息化系統協同模型，如圖3所示，該模型利用XML語言建立各系統之間的數據聯系。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、國際性等優點，其自描述性非常適用于不同應用系統間的數據交換，且不以預先規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。

（一）PLM與ERP的協同

該模型通過中間文件實現PLM與ERP的協同，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系統的工程物料表EBOM和工藝數據等，將數據傳遞給ERP系統。

在EBOM和工藝數據發生變化時，采用增量的方式，由PLM系統完成產品結構和工藝數據的比較，傳遞給ERP系統。

采用中間文件XML和接口函數，由ERP系統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。

由ERP系統維護材料庫存、設備和工裝狀況等數據，傳遞給PLM系統。

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

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

（二）PLM與ERP/SCM/CRM的協同

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

首先，將SCM系統和CRM系統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，供其他系統調用。

最后，ERP系統和PLM系統可以分別調用XML格式的文檔，轉換成需要的格式，以實現系統之間的協同，進行信息之間的交換和共享。

產品全生命周期管理協同運作框架

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

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

PLM協同了ERP、SCM、CRM，使用戶可以協同的開發、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。

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，客戶與企業的銷售部門洽談，達成技術合同協議，并由設計部門依據PLM系統存儲的有關設計數據，協同設計伙伴和輔助設計軟件，結合技術協議設計客戶要求的產品，設計過程和數據又反饋到PLM系統進行存儲。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，另一方面業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。

產品的開發設計是設計師們依據技術合同協議，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議，把有關產品的制造信息傳輸到計劃管理軟件ERP/MRP系統中，并反饋到PLM系統中。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，進一步確定采購計劃。

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

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系統存儲，并第一時間通知設計和制造部門，為下一輪開發新產品打下基礎。

結論

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

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