SOLIDWOFIKS研發管理平臺牽手ERP、MES助力企業智能轉型

朱智磊　胡其登

一、主流制造企業信息化三駕馬車

隨著新形勢下國家對制造業的深度改革，近年來越來越多的裝備制造企業決心從“中國制造”邁向“中國智造”。制造企業轉型升級過程中，信息化平臺建設為企業從“制造”走向“智造”提供了強有力的支撐，國家也出臺了頂層指導戰略《中國制造2025》，并強調以兩化深度融合為手段促進該戰略的落實。制造企業要實現智能制造的目標，需要實現從智能研發、智能產品、智能裝備、智能產線、智能車間、智能工廠、智能物流、智能服務到智能管理、智能決策等各個環節。

國內眾多主流企業信息化平臺的建設也是如日中天，信息化建設靠前的企業已經實現了企業內部的私有智能云平臺和智能大數據預測平臺等，為企業的產品研發、產品銷售、市場預測、生產計劃和售后服務等環節提供了強有力的保障。

制造企業轉型升級過程中，信息化建設有不可或缺的三駕馬車：“產品生命周期管理（PLM）”、“企業資源計劃（ERP）”和“制造執行系統（MES）”。它們完全涵蓋了從項目招投標、商務合同、訂單處理、研發設計、工藝規劃到生產制造、產品交付、運維服務和報廢回收等諸多環節，幫助企業最終實現產品可視化、數據結構化等整個業務運營的全面數字化，為逐步邁向智能化夯實基礎。

同時它們在企業日常業務運營中，也分別扮演著不同的角色，承擔著不同的分工：

PLM：（Product Lifecycle Management）產品生命周期管理，在產品研發與設計領域具有協同關系的部門/企業之間，支持產品全生命周期的信息的創建、管理、分發和應用的一系列應用解決方案。

按照業界權威CIMDATA的定義，PLM主要包含三大部分，即CAx軟件（負責產品創新的工具類軟件）、cPDM軟件（負責產品協同的管理類軟件，包括PDM和在網上共享產品模型信息的協同軟件等）以及專業的咨詢服務。實質上，PLM與咱們國家倡導的企業CAD/CAE/CAPP/CAM/PDM信息化整體解決方案所涵蓋的范圍和內容是基本相同的。

PLM主要面向產品研發與設計，支持研發創新、研發管理、虛擬數字化工藝與數字化制造等內容，從研發數據源頭開始涵蓋企業的各個運營部門、與產品相關的各個過程，更多的是以數據為驅動，貫穿管理整個企業的產品全生命周期。

ERP：（Enterprise Resources Planning）是企業資源計劃，它是在物料需求計劃MRP（Material Requirement Planning）和制造資源計劃MRPⅡ（Manufacturing Resources Planning）的基礎上發展起來的更高層次的管理理念和軟件工具。

主要面向財務和生產制造，涉及的領域為財務、銷售訂單、生產、進銷存和物流等環節，涵蓋了制造企業中的人、機、料、發、環，更多的是以事務為驅動，貫穿管理與企業產品相關的從訂單輸入到訂單結束的關鍵環節。

MES：（Manufacturing Execution System）能通過信息傳遞對從訂單下達到產品完成的整個生產過程進行優化管理。當車間發生實時事件時，MES能對此及時做出反應和報告，并用當前的準確數據對它們進行指導和處理。

主要面向的領域為生產制造，涉及的領域為制造排產、生產調度、車間機器數據采集、工藝數據過程管理和產品生產跟蹤等內容，更多的是以事件為驅動，貫穿管理整個產品從圖紙下發到產品制造完成的各個關鍵環節。

以上三駕馬車中，實際運營過程涉及的內容各有相關的交互和重疊，同時也是相輔相成的關系。

二、制造企業如何駕馭三駕馬車快速前行

信息化平臺的建設有別于日常的工具軟件，三分理念七分實踐、十二分的努力推行，除了基礎功能應用以外，更多的需要與管理模式相結合，因地制宜，同時不同的企業業務模式、經營方式以及面向的客戶群體等各不相同，筆者結合實際的工作經驗，對于制造企業實施PLM、ERP和MES等信息化平臺的先后順序和集成方式等方面做一些簡單的分享。

1.PDM/PLM集成ERP

伴隨著制造行業的快速變化，以企業資源計劃（ERP）為代表的管理信息系統已經在企業的生產經營活動中起到了重要的作用，也讓很多的企業認識到了ERP系統的重要性，筆者走訪過近百家的制造企業，其中有百分之六十的公司已經應用了ERP系統，究其上馬系統的原因時，大部分的公司主要是考慮到了與財務相關的一系列問題。但是隨著ERP系統的深度應用及企業模式的變化，當ERP系統涉及到生產管理時，PLM系統的推廣應用就顯現出了其迫切性與重要性；因為ERP中除了財務數據外，更多的數據還包括了進銷存數據、產品BOM及訂單數據等，追根溯源所有產品相關的數據都來自于研發與設計。

PLM系統最擅長的領域即圍繞產品研發與設計開展的一系列活動的記錄及其流程的管理，最終輸出的數據在確保正確的基礎上，還可便捷地實現與企業其他系統之間的協同，比如ERP系統和MES系統等。實踐證明，如果企業以自主研發設計產品為主，而且已經實施了ERP系統，那么要想更好地發揮ERP的作用并進一步深度應用的話，盡早規劃與實施PLM系統就成了當務之急。同時，萬丈高樓平地起，如果數據源頭還沒有梳理和規范化，還無法實現單一數據源貫穿整個企業流程，就迫不及待地為了所謂的數字化工廠實施MES系統，那么可能會造成所投資的系統給企業帶來的回報不是那么令人滿意，后續MES系統再想深入優化應用就會因為源頭業務數據不關聯、不唯一而出現瓶頸，甚至會造成業務累贅、為企業信息化帶來挫敗感。

2.PDM/PLM集成MES、ERP三車互通

眾多制造企業信息化建設過程中，預期目標都希望能夠實現PDM/PLM系統、ERP系統、MES系統三個平臺的互聯互通，達到平臺整合、業務整合和數據整合。實施單一數據源的目的，是通過三駕馬車協作運行，將市場、研發設計、生產管理、銷售及產品交付等各個環節納入到系統中執行，實現運營全過程的數字化、可視化、透明化和規范化。但是三個系統的部署過程、建設順序、實施方法都各有不同。筆者結合多年的實際工作經驗，建議企業在實際的信息化建設過程中，不要盲目的跟風，必須清楚自己公司當前是什么情況，到底當務之急需要解決哪些問題？不能片面地追求概念上的過程自動化和想象中下游系統所預期的效率。

如果要三駕馬車快速前行，首先要從源頭抓起，實現企業最基礎的產品數字化（包含數字化設計、數字化管理、數字化質檢、數字化工藝、數字化制造、無紙化車間和數字化服務等環節），厘清、理順企業內部的業務流、數據流和生產事件流，通過PLM系統貫穿數據流程管理、通過ERP系統貫穿業務流程管理、通過MES系統貫穿產品生產交付流程事件管理，最終實現三流合一。

綜合目前市面上現有的信息化供應商、現有的技術手段，單純從技術角度，各個系統之間的集成已經非常的簡單（筆者也會基于SolidWorks創新研發平臺，在下文中講述技術環節集成實現的步驟），更多的阻礙還停留在業務過程的梳理、管理方式的轉變及管理模式的貼合。如果企業在信息系統建設的過程中，首先梳理清楚內部的數據流、業務流和生產事件流，那么在推行三大系統（PLM、ERP、MES）的時候，此過程將會變得更加符合實際，系統的落地成功效率將能夠得到大大的提升，從而也就不會被“上系統也是死，不上系統等死”的傳言所左右，做出準確、及時的決策。

二、DS SOLIDWORKS研發管理平臺介紹

達索系統具備全球12大行業的優秀PLM數字化解決方案，達索SOLIDWORKS始終專注于主流裝備制造業的數字化解決方案，助力于企業數字化向智能化轉型，涵蓋了數字化設計（CAD）、數字化仿真（simulation）、數字化工藝（CAPP/Composer）、數字化質檢（Inspection）、數字化制造（CAM）、數字化車間（MBD）、數字化服務（Visualize）、數字化管理（PLM）以及大數據搜索平臺等領域，基于達索SOLIDWORKS的功能易用性、行業專業性和解決方案完整性，已經成為主流裝備制造業最受歡迎、最易推廣和最專業的數字化方案。截止2016年第一季度，SOLIDWORKS在全球已擁有超過300萬正式用戶，為23萬家企業提供業界領先的軟件產品及數字化解決方案。

1.解決方案特點

達索SOLIDWORKS數字化解決方案最大的特點就是靈活，完全基于裝備制造企業業務發展的不同階段，用戶可模塊化進行選配，根據不同的實際情況、不同發展階段進行部署和使用，從最初的數字化設計延伸到企業數字化研發平臺、大數據搜索平臺，都提供專業的模塊配置，以下針對具體的方案特點做出闡述。

◎通過PLM平臺為需要設計的產品建立設計項目，并且定義項目組成員的工作權限。

◎利用產品概念設計軟件（CAD/CAE）確定產品的工作原理和基本設計參數（TOP DOWN）。

⑨利用三維設計軟件（CAD）進行產品詳細三維結構設計。在設計的同時，產品數據管理系統可以自動將CAD設計電子圖檔歸檔，并跟蹤產品設計結構的變化過程。

◎進行產品三維結構設計的同時，運用分析仿真軟件（CAE）對產品工作性能進行模擬仿真，發現設計缺陷。根據分析仿真結果，用三維設計軟件對產品設計結構進行修改。重復上述仿真、找錯和修改的過程，不斷對產品設計結構進行優化，直至達到相應的設計要求。

⑨在設計和修改過程完成時，產品數據管理系統已經在項目數據庫中建立了完整的產品結構信息并已經將所有CAD設計電子圖檔和其他相關設計文檔歸檔。

◎利用產品數據管理系統自動統計匯總產品的物料清單。

◎用設計完成的產品三維模型快速生成滿足生產需要的工程圖紙。

◎利用CAPP來完成工藝文件。

◎如果配備數控加工設備，利用自動數控編程軟件CAM模塊，根據零件三維模型生成數控代碼，對代碼進行數控加工仿真，驗證其正確性。

◎利用可視化的動態裝配說明指導車間作業。

◎產品定型后，利用產品數據管理系統將產品的設計信息、CAD設計電子圖檔和其他相關設計文檔作為項目的完整版本加以鎖定和保存。

2.解決方案技術流行趨勢

隨著信息技術應用的升級換代，DS SOLDIWORKS的創新平臺、大數據搜索平臺已經成為了主流制造企業信息化系統建設過程中的一項重要參考標準，該平臺給制造行業的用戶帶來最大的好處是既靈活、方便，又數據存儲安全。大數據搜索平臺為制造行業的客戶提供了更多的數據參考標準，讓用戶通過數據做出更智能的決策。

達索析統一直擔當著PLM行業的領導者，在新技術快速更新的趨勢下，也緊隨潮流，SOLIDWORKS最新版本目前已經支持云平臺的部署使用，同時在世界上已經有一部分用戶群體在云平臺上使用。基于公有云平臺在線版本的SOLIDWORKS目前已經處于內部測試階段，用戶通過直觀的體驗可在線方便、靈活地使用SOLIDWORKS，展開研發與設計。

制造企業運營管理過程中有價值的數據，對于企業非常的重要。如何從海量密集的數據池中挖掘出有價值的數據，一直是眾多企業進行大數據挖掘和搜索的一個目標。達索SOLIDWORKS大數據搜索平臺，猶如企業內部的“百度”一樣，可以快速集成公司現有的各種數據池（包括ERP、OA、PLM和MES），通過語義規則配置搜索邏輯和抓取邏輯，進行數據的智能提取，形成更有價值的數據集，一方面提供給研發人員進行設計重用，另一方面通過相關的報表向管理者提供有價值的參考。

3.解決方案集成ERP、MES實際案例

協助企業向智能化轉型的過程中，PLM、ERP和MES三大系統的集成是必不可少的步驟，如何讓“三駕馬車”在同一個企業（馬路）中三車道加速并行，有效地建立數據互通、信息互聯，形成一個業務流轉、數據流動和信息關聯的模式，也是衡量和判斷PLM平臺解決方案是否完善的重要標志。

SOLIDWORKS研發管理平臺來源于達索系統，底層所有的接口信息完全免費開放給最終用戶，而且接口模式及開發模式非常的靈活，完全基于Windows的.NetFramework框架，無論是客戶還是實施服務商都可以快速基于此平臺進行個性化二次開發。下面筆者結合實際的項目案例，基于SOLIDWORKS研發管理平臺與ERP、MES集成等的相關詳細描述，希望為大家提供參考與借鑒。

（1）SOLIDWORKS研發管理平臺集成ERP

談到研發管理平臺PLM集成ERP系統時，首先考慮的就是到底要集成那些數據，具體的業務是什么，但是國內眾多制造企業，由于業務模式不同、管理方式不同、實施的ERP系統不同、ERP應用的程度不同，所以集成的內容也各不相同。所集成的內容包含物料編碼、BOM、庫存信息、訂單信息、客戶信息和售后服務信息等，但是毋庸置疑，終究SOLIDWORKS研發管理平臺是數據的源頭，只有源頭得到了充分的管理和梳理，后續的業務才能夠順暢和水到渠成。SOLIDWORKS PLM集成ERP的接口方式目前主要有XML中間文件、SQL中間表、Web Service服務三種方式，讓用戶可以進行靈活的選擇，以下借助自動化行業客戶的案例詳細闡述集成的相關內容。

SOLIDWORKS研發管理平臺PLM與ERP物料編碼集成。在自動化行業，最典型的業務模式即小批量、多品種，個性化定制要求高、交期短，那么SOLIDWORKS研發管理平臺必須要擔當的一個重要角色即保證數據能夠快速、關聯、及時、準確、唯一、順暢地下發到相關的人員手中，實現并確保“單一數據源”。SOLIDWORKS研發管理平臺編碼管理模塊，支持以下兩種模式的集成。

第一種模式，集成已有的物料編碼規則，并進行優化改進。實施應用PLM平臺之前，已經應用ERP系統，同時公司內部物料編碼已實現全部統一，ERP系統中存在大批量的物料編碼，但是主要通過人工在ERP系統中領取物料編碼，物料編碼領取后與圖紙的關聯通過手工完成。

基于第一種模式，SOLIDWORKS PLM物料編碼管理，首先必須要能夠解決如何實現新研發數據的物料編碼領取唯一性，研發圖紙和ERP系統中相對應物料編碼信息得到關聯；其次，要解決如何繼承原有公司ERP系統內部的物料編碼規則，讓研發設計端領取編碼全部基于流程驅動，規避中途的人工干涉。

根據以上客戶的實際需求，SOLIDWORKS PLM物料編碼管理可快速實現所要達到的目的，并對原有的領取方式進行優化；直接在設計過程中完成編碼校對或領取，SOLIDWORKS PLM物料編碼管理在ERP接口開放的情況下，通過簡單配置即可實現快速獲取原有ERP中的相關物料信息。

同時，針對新領取的物料編碼，SOLIDWORKS PLM物料編碼管理支持先到ERP數據庫中讀取原有物料編碼號段領取記錄值進行對比，然后再進行相關的編碼領取，針對編碼的領取過程，支持電子工作流程節點觸發，工程師只需專注于設計即可，編碼領取系統自動完成。

第二種模式，公司內部物料編碼沒有統一，希望后續與現有的ERP系統實現集成；實施應用PLM平臺之前，還未統一公司內部的物料編碼。

基于第二種模式，SOLIDWORKS PLM物料編碼管理功能擁有制造行業中的最佳實踐經驗和積累，完全可以滿足新用戶的各種特色新編碼規則，實施過程中，項目實施團隊也會與客戶一同討論確認新的編碼業務規則，但是對于實際的軟件層面，操作設置非常簡單。新的編碼業務規則確認后，只需要進行相關規則輸出即可。

新的編碼業務規則輸入后，工程師在前段的操作過程中，可以快速地進行批量操作，完成物料相關分類的處理，或者根據相關的文檔目錄存放，自動進行分類添加。

當對應的物料圖紙或者模型經過相關的流程審核后，SOLIDWORKS PLM物料編碼管理任務主機即會自動根據原有定義的接口方式（sQL中間表或Web Service服務）進行數據的傳遞發布，任務執行后則自動發送相關的消息或者郵件給對應的工程師，整個數據集成和交互的過程完全依靠平臺完成。

（1）SOLIDWORKS研發管理平臺PLM與ERPBOM的集成。

BOM一直是一個爭議不斷的話題，原因在于，每一個系統，每一種業務，都有專屬的根據自己要求定義的BOM。ERP系統中的MBOM，表達的是要把這個產品生產出來需要哪些物料。但是實際上這個BOM僅僅是從生產的角度出發，滿足了生產部門的要求，而采購部門需要看到的是完成這個產品到底需要采購什么原材料（主材），這就形成了一個采購BOM；營銷部門希望看到哪些零部件是可以單獨銷售的，這就形成了一個銷售BOM……因此筆者大膽重新定義一下BOM的概念：BOM就是根據各業務部門的需要形成的產品信息的視圖。對于集成ERP系統，在基礎數據準確的情況下，輸出傳遞到ERP中的BOM業務簡單的可以理解為是一個“增、刪、改”的過程。

SOLIDWORKS PLM平臺對于BOM的定義非常的靈活，可以根據實際的業務情況進行分類定義，此處以自動化行業的設計BOM為例進行闡述。

對于自動化行業的企業，由于自動化產品設計零部件多，結構比較大，但是交貨期又短，就存在按照部件的方式進行投料生產的業務，所以BOM功能就必須靈活按照部件或者按照整機的方式，定義各類輸出的清單及其他信息系統所需要的設計BOM的內容，也就是所謂不同的BOM視圖。

SOLIDWORKS PLM BOM管理功能支持用戶自定義輸出數據格式及自定義輸出Excel模板格式，用戶可以根據公司實際的業務需要進行分類的定義模板。

對于ERP系統所需要的BOM內容，除了包含相關的設計BOM外，還需要包含整個機器中相關的其他備件信息和耗材信息等，SOLIDWORKS PLM BOM管理功能支持用戶在BOM管理界面直接進行備件信息的添加及批量導入，同時支持刷新功能，當數據發生變化后，直接由BOM管理界面刷新即可，新的BOM文件編輯完成后，可以直接保存為XML格式進行審核，審核通過后即可通過發布ERP數據任務，自動同步數據到ERP系統。

SOLIDWORKS PLM BOM管理支持不同版本之間的BOM差異信息對比，通過對比可以快速地幫助工程師確認變更過程中需要進行下發更新的信息，同時也是變更清單中的內容，變更的差異BOM信息也可以快速地同步到ERP系統中。

（2）SOLIDWORKS研發管理平臺集成MES

MES系統更多趨向于研發設計的生產后端，通過前端PLM系統及ERP系統提供的信息和數據，進行車間執行信息的編排和下發，裝配信息、裝配進度等內容的管理，PLM系統與MES系統集成的過程中，由于不同企業使用的MES系統不同，MES系統管理側重的方向也各不同，筆者結合實際的項目實施經驗并基于所見識到的MES系統，PLM系統集成MES主要的區域集中于基礎圖紙、BOM信息以及與車間溝通反饋等方面。主要原因有以下兩點。

集成BOM：大部分MES系統都有相關的裝配進度跟蹤、裝配信息反饋、車間領料等功能，那么裝配過程中和車間領料過程中所需要的產品信息就來源于實際的產品BOM信息，產品的BOM信息來源于PLM系統最為最準確。

SOLIDWORKS PLM系統，對于MES系統所需要的BOM信息集成，可以快速根據MES系統中所需要的BOM信息進行配置，定義接口支持XML中間文件、SQL中間表和Web Service服務三種方式，當工程師把產品相關的BOM信息設計完成后，可通過流程觸發或者命令觸發的方式，傳遞數據到MES系統中，MES系統接收信息成功后，可以通過接口定義參數返回相關的接收信息，自動轉發給PLM系統中的用戶。

MES系統獲得相關的產品BOM后，即可在系統中快速地進行生產排程編制，更重要的一點，用戶可以直接在MES系統中查看生產裝配進度，又可及時地獲取對應BOM物料所對應的圖紙信息。

基礎圖紙信息：隨著信息系統的深度應用和普及，越來越多的企業對于車間的圖紙管理朝著無紙化車間的方向轉變，特別當MES系統應用上線后，對于所有車間需要的圖紙信息都可以通過MES系統的條碼掃描槍獲取，那么條碼的信息及圖紙的信息就必須來源于PLM系統，因為PLM系統中的圖紙信息是最原始的，也是最準確的。

SOLIDWORKS PLM系統中的圖紙，全部基于屬性定義和關聯，MES系統可以通過單個客戶端進入到SOLIDWORKS PLM系統中，通過底層API接口，獲取相關已經發布并轉換后的PDF圖紙并轉到MES系統中，此處獲取的PDF圖紙，已經在PLM系統中產生了相關的條碼信息，MES系統直接通過終端的條碼掃描槍，即可快速對所需要的圖紙進行實時查找。

四、結論

隨著中國智造大潮的來襲，越來越多的制造企業在進行智能化的轉型升級，在此過程中，企業必須要結合自身的實際情況，因地制宜，因材實施。首先梳理清楚現狀，其次確定企業需要通過信息化系統轉型升級解決什么問題、長遠的戰略發展方向是什么，然后再確認如何進行轉型及轉型步驟，保證每個步驟都能切實可行地落地。比如三維CAD、CAE、PLM、ERP和MES等，達索SOLIDWORKS擁有最完善的制造行業研發信息化解決方案，可以支持企業不同現狀下的轉型升級，解決方案的靈活、易于實施部署、易于使用和最短時間快速上手等特點一直受到廣大用戶的青睞和認可，信息化選型過程中，沒有最好的系統，只有最合適的系統、綜合性價比最高的系統。