（一）問題的提出：設(shè)計(jì)到制造的信息壁壘

研發(fā)數(shù)據(jù)以及產(chǎn)品定義主數(shù)據(jù)如何正確、高效地傳遞到下游生產(chǎn)領(lǐng)域一直以來是一個(gè)困擾企業(yè)多年的問題。這個(gè)問題具體體現(xiàn)在PDM/PLM如何與ERP集成上。

PDM/PLM從90年代中期進(jìn)入中國市場以來，迄今有將近20年的歷史。在這20年中，有很多企業(yè)實(shí)施過PDM/PLM，甚至有些企業(yè)實(shí)施過第二波、第三波。但講到與下游ERP的集成，很少有比較成功的案例。綜合起來，呈現(xiàn)兩種態(tài)勢：

第一種態(tài)勢：企業(yè)對PDM/PLM有較好的實(shí)施，能發(fā)揮PDM/PLM所擅長的功能并且能取得一定效果。在這種情況下，往往PDM/PLM與ERP的集成非常困難，導(dǎo)致上游PDM數(shù)據(jù)走不出研究院，從而反過來也影響了PDM/PLM效益的發(fā)揮。

    第二種態(tài)勢：企業(yè)將PDM/PLM對研發(fā)的管理功能弱化，而僅僅作為面向下游進(jìn)行產(chǎn)品數(shù)據(jù)組織的工具。這種情況下，PDM/PLM與ERP的對接會(huì)稍微順暢一些，但缺點(diǎn)是PDM/PLM的真正功能和優(yōu)勢沒有發(fā)揮出來，特別是對于三維協(xié)同的優(yōu)勢等。

應(yīng)該說，以上兩種態(tài)勢都不是理想的狀況，不是我們企業(yè)所希望看到的情形。一個(gè)良好的PDM/PLM實(shí)施應(yīng)該是既能夠發(fā)揮PDM/PLM在設(shè)計(jì)協(xié)同、三維建模與驗(yàn)證等層面的優(yōu)勢，同時(shí)能夠很好地解決研發(fā)數(shù)據(jù)往制造、物流等下游單位傳遞的問題。但這個(gè)問題，即設(shè)計(jì)與制造的信息壁壘問題，一直困擾著我們企業(yè)很多年而沒有得到很好的解決。

（二）問題分析：為什么這個(gè)問題會(huì)成為我們企業(yè)信息化過程中的一個(gè)“攔路虎”？

    很多人會(huì)有疑問：以目前的IT技術(shù)這么發(fā)達(dá)，為什么系統(tǒng)之間的集成還會(huì)是一個(gè)問題呢？

    確實(shí)，IT技術(shù)從上世紀(jì)九十年代到現(xiàn)在，二十多年來取得了很大的發(fā)展。系統(tǒng)集成技術(shù)從原來的點(diǎn)對點(diǎn)集成到EAI/ESB模式集成都已經(jīng)非常成熟。從技術(shù)上講，系統(tǒng)集成應(yīng)該是一個(gè)不存在問題的領(lǐng)域。

我們說系統(tǒng)集成技術(shù)非常成熟，不存在問題，這里有個(gè)前提，就是系統(tǒng)之間的輸入、輸出要有清晰的定義，并且輸入、輸出信息之間的關(guān)系即便不是直接的相等關(guān)系，也應(yīng)該是可以通過規(guī)則的定義而由系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行匹配的關(guān)系。在這種前提下，無論多么復(fù)雜的系統(tǒng)接口，技術(shù)上都是沒有問題的。

    基于這樣一個(gè)前提，我們不妨來分析一下PDM/PLM的輸出與ERP的輸入之間的關(guān)系。

一個(gè)比較成功的PDM/PLM的實(shí)施，一般在三維設(shè)計(jì)協(xié)同方面做了很多工作，但從軟件包功能的現(xiàn)實(shí)性以及企業(yè)管理方面的獨(dú)特性等考慮，PDM/PLM很難延伸到研究院以外。因此，從PDM/PLM系統(tǒng)輸出的信息自然是研發(fā)、設(shè)計(jì)工作的自然結(jié)果，即主要是產(chǎn)品的設(shè)計(jì)信息。這些設(shè)計(jì)信息一方面包括數(shù)模、圖紙等下游ERP所不關(guān)心的信息，同時(shí)也包括BOM等ERP所關(guān)心的信息。但即便是BOM信息，也是完全以設(shè)計(jì)為出發(fā)點(diǎn)進(jìn)行組織，承載的是設(shè)計(jì)相關(guān)的信息，不能比較完整地承載采購、工藝、物流等生產(chǎn)準(zhǔn)備相關(guān)的信息。而從ERP的輸入要求來看，恰恰這些與供貨、工藝、物流相關(guān)的信息比如是否總成供貨、供應(yīng)商信息、工位的定義等等信息是要求作為輸入信息的。這中間就存在信息的差距，并且這種差距不是可以通過簡單的規(guī)則可以進(jìn)行映射的，而是相關(guān)業(yè)務(wù)信息的缺失。

基于以上分析，我們就比較容易看明白PDM/PLM與ERP的集成的難點(diǎn)所在，即PDM/PLM系統(tǒng)所輸出的信息，往往不是ERP所要的信息，中間不能通過一些規(guī)則的定義簡單進(jìn)行輸出 /輸入信息的匹配，而是缺少了相關(guān)業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)的介入，導(dǎo)致從PDM/PLM到ERP這一信息鏈路的隔斷。也就是說，PDM/PLM到ERP的集成，難點(diǎn)本身已經(jīng)超出技術(shù)之外。

    另外一個(gè)值得探討的問題是：為什么目前的PDM/PLM實(shí)施很難兼顧到設(shè)計(jì)協(xié)同與上下游價(jià)值鏈的協(xié)同？

探討這個(gè)問題，我們首先需要澄清一下設(shè)計(jì)協(xié)同與上下游價(jià)值鏈協(xié)同的具體內(nèi)涵。所謂設(shè)計(jì)協(xié)同，在這里強(qiáng)調(diào)的是通過一個(gè)設(shè)計(jì)管理平臺(tái)，將設(shè)計(jì)工具（CAD，如CATIA等）、數(shù)字化驗(yàn)證工具（DMU工具）以至工藝驗(yàn)證工具等充分集成，為設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)提供一個(gè)基于上下文的、各種設(shè)計(jì)任務(wù)相互關(guān)聯(lián)的環(huán)境。而上下游價(jià)值鏈的協(xié)同是指跨部門的管理工作，比如產(chǎn)品規(guī)劃、產(chǎn)品工程、采購、制造、售后等相關(guān)業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)在產(chǎn)品開發(fā)過程中的及時(shí)參與等。

對于設(shè)計(jì)協(xié)同，隨著三維技術(shù)的不斷發(fā)展與推廣應(yīng)用，這部分的核心越來越傾向于在三維模式下各設(shè)計(jì)專業(yè)的分工協(xié)作，也就是說，這一領(lǐng)域的協(xié)同所基于的基礎(chǔ)信息是以幾何信息為主體的、帶有非常明顯的“技術(shù)”色彩的數(shù)據(jù)。比如，我們采用CAD進(jìn)行三維建模，然后基于DMU工具進(jìn)行電子樣機(jī)的相關(guān)驗(yàn)證、進(jìn)行CAE分析、通過三維工藝驗(yàn)證工具進(jìn)行可裝配性、可制造加工性驗(yàn)證等等。顯而易見，這些信息是表達(dá)了非常深的技術(shù)要素的，也就是說，這些信息以承載深度的設(shè)計(jì)技術(shù)為核心。

對于上下游價(jià)值鏈的協(xié)同而言，情形會(huì)有差別。這種協(xié)同對信息的要求是：產(chǎn)品開發(fā)不同階段、不同部門的人需要準(zhǔn)確地知道產(chǎn)品由哪些有物流要求的零部件構(gòu)成。所謂有物流要求的零部件，是指產(chǎn)品生產(chǎn)最終將是這些零部件的落實(shí)過程。產(chǎn)品的成本考慮、采購考慮、庫存考慮等等都是以這些零部件為對象。比如在規(guī)劃階段，我們需要知道這樣一個(gè)構(gòu)成產(chǎn)品的完整的零部件清單，基于這個(gè)清單來決定哪些零件要全新設(shè)計(jì)、哪些零部件可沿用、哪些零部件可以在沿用的基礎(chǔ)上進(jìn)行小的調(diào)整等等；在制定產(chǎn)品目標(biāo)成本的時(shí)候，也是基于這些零部件來考慮制造、采購、原材料等成本；采購流程也是基于這個(gè)清單展開；生產(chǎn)現(xiàn)場物料拉動(dòng)也是針對這些零件清單進(jìn)行拉動(dòng)?？梢钥吹剑瑥纳系较?，貫穿全價(jià)值鏈的信息主線就是這種簡約化的零部件清單，它起到傳承產(chǎn)品定義主數(shù)據(jù)的作用。這種零部件清單并不需要反映非常深的技術(shù)，而是從管理的寬度著眼，通過主信息鏈將各個(gè)業(yè)務(wù)部門串聯(lián)起來。

這樣，從信息的特征角度而言，我們可以看到兩種不同類型的信息鏈，一種是反映技術(shù)深度的、一種是反映管理寬度的。而對同一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)（或者說是PDM/PLM系統(tǒng)）而言，我們很難通過同一數(shù)據(jù)模型建立起既能夠反映技術(shù)深度、又能夠體現(xiàn)管理寬度的信息鏈。這也是為什么PDM/PLM的實(shí)施會(huì)出現(xiàn)上述兩種態(tài)勢的原因。

（三）解決問題的思路：架構(gòu)一座由PDM/PLM通向ERP的“橋梁”

一個(gè)顯而易見的解決問題的思路是：既然存在差異、差距，那么就需要在兩者之間搭建一座橋梁。PDM/PLM與ERP之間集成的難題，其實(shí)際的可操作的解決方案正是如此。如下圖所示：

圖1 PDM/PLM與ERP之間集成橋梁

上述的思路首先要承認(rèn)每個(gè)軟件系統(tǒng)都有其專注的方向和最擅長的領(lǐng)域。比如PDM/PLM，其所專注和最擅長的方向是產(chǎn)品設(shè)計(jì)本身，要延伸到生產(chǎn)準(zhǔn)備和物流領(lǐng)域就非常勉強(qiáng)；比如ERP，其所專注和擅長的領(lǐng)域是生產(chǎn)相關(guān)的計(jì)劃、物料管理、財(cái)務(wù)等，要往前延伸到工程領(lǐng)域甚至設(shè)計(jì)領(lǐng)域就非常困難。只有正視這樣一個(gè)事實(shí)，才不會(huì)非常勉強(qiáng)地希望通過PDM/PLM或者ERP軟件包的功能延伸來達(dá)到這樣的目的。否則就又會(huì)走到PDM/PLM與ERP集成難的老路上去。

    基于這樣的思路，面對從設(shè)計(jì)到制造的現(xiàn)實(shí)問題，很多企業(yè)、特別是復(fù)雜的制造業(yè)比如汽車行業(yè)的整車廠和零部件廠，曾經(jīng)試圖或者已經(jīng)建立起一些“過渡”系統(tǒng)或者“中間”系統(tǒng)。PDM/PLM的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)傳到“過渡”系統(tǒng)或“中間”系統(tǒng)中，然后由數(shù)據(jù)維護(hù)人員“補(bǔ)齊”ERP所需要的數(shù)據(jù)，然后再往ERP中發(fā)放。

總的來說，這種思路可謂對癥下藥，方向是沒錯(cuò)的，但同時(shí)也存在以下問題：

    1.  變更問題：在產(chǎn)品開發(fā)各個(gè)階段，存在著大量變更。這些變更往往牽涉到很多部門，比如工程、制造、售后等。那么在這些“過渡”或“中間”系統(tǒng)中有數(shù)據(jù)管理員維護(hù)這些信息的時(shí)候，如何保證從PDM/PLM到下游更改是同步的？特別是當(dāng)在“過渡”或“中間”系統(tǒng)中維護(hù)與工程BOM存在結(jié)構(gòu)上的差異的制造BOM的時(shí)候，當(dāng)變更發(fā)生時(shí)，這種從工程到制造的BOM重構(gòu)的同步尤其困難。

    2.  “過渡”或“中間”系統(tǒng)為正常流程開了“后門”。很多在正常情況下應(yīng)該是從PDM/PLM中發(fā)起的流程，可能為了便利或者快捷的要求，直接在“過渡”或“中間”系統(tǒng)中進(jìn)行。這樣就會(huì)造成PDM/PLM的信息越來越只是一個(gè)參考作用，到最后就不依賴于PDM/PLM了。

    3.  這樣的“過渡”或“中間”系統(tǒng)似乎解決了從工程發(fā)放到生產(chǎn)準(zhǔn)備階段數(shù)據(jù)銜接的問題，但并沒有涉及到產(chǎn)品開發(fā)早期階段的要求，比如先期采購定點(diǎn)、成本分析等等。

正因?yàn)槿绱耍斑^渡”或“中間”系統(tǒng)在企業(yè)中很少有能夠長期有效地解決PDM/PLM到ERP之間的集成問題的。本質(zhì)上講，這種方案人為地搭建了一個(gè)“橋梁”，并由專人來維護(hù)這座“橋梁”以取代了業(yè)務(wù)部門的真正參與。因?yàn)槿鄙贅I(yè)務(wù)部門的真正參與，業(yè)務(wù)流程還是不能夠有效地“串”起來，造成數(shù)據(jù)與業(yè)務(wù)的脫節(jié)。

    基于上述分析，我們很容易想到更為完善的方案，那就是讓這座“橋梁”直接與業(yè)務(wù)掛鉤，通過它真正將各部門的業(yè)務(wù)整合在一起。

要讓這座“橋梁”起到這樣的作用，那么“橋梁”的跨度必須足夠大，能夠?qū)a(chǎn)品規(guī)劃、產(chǎn)品工程、財(cái)務(wù)、采購、生產(chǎn)準(zhǔn)備、售后服務(wù)等各環(huán)節(jié)聯(lián)系起來。因此我們可以說，這座“橋梁”不再是由某幾個(gè)數(shù)據(jù)管理人員來維護(hù)的、局限于IT部門或者某一個(gè)業(yè)務(wù)部門的“橋梁”，而是一座企業(yè)級別的“橋梁”。而這座“橋梁”的實(shí)質(zhì)就是代表產(chǎn)品定義本身的BOM。企業(yè)級BOM這個(gè)概念也因此產(chǎn)生。

（四）一種全新的看待BOM的視角：企業(yè)級BOM的思路

企業(yè)級BOM代表了產(chǎn)品開發(fā)生命周期各階段產(chǎn)品定義的核心信息。這條核心信息鏈像人體的脊椎一樣指揮手、足等的活動(dòng)，讓各個(gè)業(yè)務(wù)部門都這條信息鏈的指揮下工作。

各跨價(jià)值鏈的產(chǎn)品定義主數(shù)據(jù)都定義在企業(yè)級BOM系統(tǒng)，并由這些主數(shù)據(jù)觸發(fā)相關(guān)業(yè)務(wù)流程。比如由早期BOM觸發(fā)早期定點(diǎn)流程、目標(biāo)成本定義流程等等。因此，企業(yè)級BOM是架構(gòu)在各業(yè)務(wù)領(lǐng)域應(yīng)用系統(tǒng)之上、為各領(lǐng)域系統(tǒng)提供主數(shù)據(jù)支持的系統(tǒng)。各業(yè)務(wù)領(lǐng)域系統(tǒng)包括研發(fā)領(lǐng)域的PDM/PLM系統(tǒng)、采購領(lǐng)域的電子采購系統(tǒng)、生產(chǎn)領(lǐng)域的ERP和MES系統(tǒng)、售后領(lǐng)域的EPC系統(tǒng)等。

    在企業(yè)信息化架構(gòu)中采用企業(yè)級BOM方式的時(shí)候，系統(tǒng)集成的方式發(fā)生了很大的變化，如下圖所示：

圖2 企業(yè)信息化架構(gòu)系統(tǒng)集成的方式

在上述模式下，各業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)之間的集成由原來的通過純粹IT的手段對系統(tǒng)進(jìn)行連接變成通過一個(gè)統(tǒng)一的產(chǎn)品定義主數(shù)據(jù)系統(tǒng)進(jìn)行連接。各業(yè)務(wù)領(lǐng)域所需要的主數(shù)據(jù)統(tǒng)一在企業(yè)級BOM系統(tǒng)中維護(hù)，從而解決了PDM/PLM所輸出的信息不是下游ERP、MES等系統(tǒng)所需要的信息的矛盾，并且便于將產(chǎn)品管理的階段推到設(shè)計(jì)之前的概念、規(guī)劃階段。

    上述架構(gòu)避免了“過渡”或“中間”系統(tǒng)存在的問題，較好地解決了上下游信息的貫通和價(jià)值鏈的整合。

    那么，企業(yè)級BOM管理的范疇是什么？

    產(chǎn)品定義的數(shù)據(jù)主要以BOM的形態(tài)存在，包括在概念 /規(guī)劃階段的早期BOM、產(chǎn)品設(shè)計(jì)與工程階段的工程BOM、成本BOM、制造BOM、售后服務(wù)BOM、海外件BOM等。這些貫穿價(jià)值鏈的BOM形態(tài)構(gòu)成了企業(yè)級BOM管理的核心內(nèi)容。

產(chǎn)品研發(fā)往往是面向多產(chǎn)品型號(hào)進(jìn)行規(guī)劃，考慮以多種選裝配置的組合滿足市場要求。因此在復(fù)雜的制造業(yè)、特別是汽車行業(yè)需要考慮產(chǎn)品的配置管理。產(chǎn)品配置管理就決定了各種形態(tài)的組織方式是一個(gè)產(chǎn)品一個(gè)BOM還是按照產(chǎn)品線的規(guī)劃進(jìn)行超級BOM的組織。兩種組織方式在各種形態(tài)的BOM管理上有很大差別。因此產(chǎn)品配置管理是企業(yè)級BOM管理的重要內(nèi)容。

在產(chǎn)品開發(fā)過程中，會(huì)不斷發(fā)生變更。這些變更會(huì)影響到不同形態(tài)BOM之間的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和一致性。如果變更沒有很好地管理，各種形態(tài)的BOM也就不可能有準(zhǔn)確的狀態(tài)，并最終導(dǎo)致各種BOM相互割裂。因此，企業(yè)級BOM需要對產(chǎn)品開發(fā)過程中的變更進(jìn)行完整管理，從變更的發(fā)起、到工程變更的執(zhí)行、到制造端的變更的跟蹤、生產(chǎn)現(xiàn)場的臨時(shí)授權(quán)以及現(xiàn)場斷點(diǎn)跟蹤整個(gè)過程。

    綜上所述，企業(yè)級BOM管理系統(tǒng)包含三大核心的、密不可分的組成部分，即：各形態(tài)的BOM管理、產(chǎn)品全配置管理、企業(yè)級變更管理。

（五）集成的方案：上下游業(yè)務(wù)系統(tǒng)的集成需要傳遞的關(guān)鍵信息

    下游的ERP系統(tǒng)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)組織方式有兩種，即帶配置的組織方式和不帶配置的組織方式。

    帶配置的組織方式無疑是未來的發(fā)展方向。因?yàn)樵趲渲玫那闆r下，數(shù)據(jù)的冗余度減小、方便維護(hù)跨具體產(chǎn)品型號(hào)的生產(chǎn)相關(guān)的信息，并且變更發(fā)生時(shí)不需要針對不同的產(chǎn)品型號(hào)分別處理，便于變更的同步。

    就現(xiàn)狀而言，ERP多以不帶配置進(jìn)行實(shí)施為主，這主要是受企業(yè)數(shù)據(jù)管理規(guī)范以及ERP軟件包的能力所限。

    在兩種模式中，系統(tǒng)集成的復(fù)雜度以第一種帶配置的為高。在這種集成場景下，需要傳遞配置特征庫以及配置規(guī)則。

    以車廠為例，在傳帶配置數(shù)據(jù)的情況下，要傳遞的主要信息如下圖所示：

圖3 傳帶配置數(shù)據(jù)時(shí)傳遞的主要信息

    如下有是不帶配置的ERP實(shí)施，則傳遞的主要信息如下圖所示：

圖4 不帶配置數(shù)據(jù)時(shí)傳遞的主要信息

（六）小結(jié)

1.目前制造企業(yè)普遍存在從研發(fā)到制造的信息壁壘，具體體現(xiàn)在PDM/PLM與ERP的集成困難上。

    2.PDM/PLM與ERP之間的集成，難點(diǎn)并不在IT技術(shù)層面，而是缺少必要的業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)，使得PDM/PLM所輸出的內(nèi)容并非ERP所要求輸入的內(nèi)容。

3.很多企業(yè)在解決這一難題時(shí)，采用一些臨時(shí)辦法，比如構(gòu)建一個(gè)“過渡”或者“中間”系統(tǒng)，該系統(tǒng)從PDM/PLM系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)，然后由專門的數(shù)據(jù)維護(hù)人員補(bǔ)齊ERP所需要的數(shù)據(jù)。這種方案搭起了一座由PDM/PLM通往ERP的橋梁，對問題的針對性很強(qiáng)，但由于缺少業(yè)務(wù)的真正介入以及對產(chǎn)品開發(fā)前端的覆蓋和變更控制，因而在數(shù)據(jù)一致性保證方面存在很大的問題。

4.通過企業(yè)級BOM系統(tǒng)構(gòu)建一個(gè)跨越各個(gè)業(yè)務(wù)領(lǐng)域應(yīng)用系統(tǒng)的業(yè)務(wù)協(xié)同平臺(tái)是真正解決跨價(jià)值鏈產(chǎn)品定義主數(shù)據(jù)整合的方案。