l引言
隨著市場競爭的加劇，企業要想在市場競爭中立于不敗之地，就必須具有能以先進的生產運作和管理模式，把低成本、高質量的產品快速交到用戶手中。PDM和ERP作為企業管理的兩個關鍵技術，已被我國不少企業運用，并取得了一定的成效。
由于傳統的ERP系統計劃模型只考慮對車間生產進度控制的綜合效果，即根據“主生產計劃”生成并下達“生產作業計劃”，對作業任務生產的優先次序僅僅根據訂單的交貨期來安排，缺乏對企業運營的動態支持，最后往往會造成訂單的延期交貨。生產調度在企業管理中起著承上啟下的作用，合理的生產計劃和調度方法能夠實現企業對生產過程的有效的調節和控制，提供精確的交貨日期，及時為上層決策系統提供信息支持。
車間生產調度問題的研究雖然已經有幾十年的歷史，并提出了很多最優化的求解方法。但是很多調度系統的信息都需要手工輸入，并沒有真正與PDM／ERP集成系統連接起來，實現企業信息的共享。
因此，有必要開發PDM／ERP集成環境下的生產調度系統，加強對車間生產的管理和控制，實現車間生產狀況的及時反饋，以提高企業的競爭力。
2 PDM／ERP集成系統概述
PDM(Product data Managemnt-產品數據管理)主要用于管理在產品設計階段內所有與產品相關的信息和過程，為企業內應用系統的集成和數據傳遞提供必不可少的支撐環境。ERP(Enterprise Resource Planning企業資源計劃)是處理企業生產經營活動中的計劃、生產、銷售、庫存等信息，優化企業運行模式的人機系統。它協調企業各管理部門以及與供應商和客戶的業務，實現生產、采購、銷售流程的統一化和標準化。PDM和ERP模型互為信息基礎，相互之間有著密切聯系。PDM系統為ERP系統提供了產品設計和工藝信息，而ERP系統則為PDM系統提供了制造資源、成本信息圈。
文獻提出—個有擴展功能的ERP，它除了傳統的ERP功能外，增加了一個產品生命周期管理功能，該功能主要包括項目管理，產品數據管理，和計算機輔助工藝設計(CAPP)。但是對于傳統的PDM和ERP，只有通過集成是提高系統運行效率。實現PDM和ERP的集成有利于信息在工程和制造部門之間快速、準確的傳送，有利于加速工作流程，促使各個部門協調工作，從而保持企業的競爭能力。
不同的PDM和ERP系統的接口方案目前主要有內部函數調用，直接數據庫訪問，中間文件轉換，中間數據庫訪問等4種。不同企業需要根據自身PDM和ERP的實際選擇適合自己的接口方案。
3集成環境下生產調度系統需求分析
生產調度，是指根據確定的生產計劃和訂單交貨期安排，按照產品的加工工藝路線，將有限資源安排給不同的工作，并決定何時開始，由哪部設備加工，完成哪些工作，并設法達到預定的交貨期要求和提高設備利用率的目標。集成環境下的生產調度系統功能需求如下：
(1)根據車間實際生產能力和狀態，自動從PDM/ERP集成環境中獲取生產計劃信息，包括零件類型、數量、交貨日期等基礎數據；
(2)根據車間生產能力和資源狀況信息，為計劃資源作優化調度，編制可行的車間作業計劃，生產派工單，向車間發放。
(3)在以上基礎上，實現調度結果、生產能力、資源狀況等信息向集成系統的及時反饋；
(4)及時處理生產過程中出現的突發事件，實現對生產任務進行重調度。
4集成環境下生產調度系統設計
4.1集成環境下的生產調度系統IDEF0模型圖
集成環境下的生產調度系統IDEF0圖，如圖l所示。企業根據所接受的訂單信息，通過PDM／ERP集成系統經過一系列信息交互后，生成生產計劃；任務管理根據生產計劃、生產能力和訂單交貨期得到調度周期內加工任務清單；能力平衡在任務清單的基礎上生產各車間生產任務，并把信息反饋給任務管理，以便必要時進行生產計劃或者加工任務進行調整。各車間根據加工任務從PDM／ERP集成系統中調取工件工藝信息及所用資源信息，資源管理資源需求，輸出可用的資源清單作為智能調度的約束信息。這時智能調度自動獲取加工任務信息，在調度目標，工藝信息，交貨期等因素約束下，生成甘特圖和派工單。
圖1生產調度系統IDEF0圖
C1 計算機技術 C2數據庫技術 C3智能算法 C4車間資源
4.2集成環境與生產調度系統之間的信息交互
PDM/ERP集成環境與生產調度系統之間的信息交互與反饋包括零件信息、工藝信息、生產計劃信息、生產能力信息、車間資源信息等，如圖2所示。
圖2 集成環境與生產調度系統之間的信息交互
4.3集成環境下的生產調度信息層次結構
生產調度系統開發采用結構化的設計方法，其核心模塊包括基本信息管理模塊和車間調度模塊。不同企業對生產調度系統可能會有不同要求，可根據需要搭建新的模塊。PDM/ERP集成環境下的生產調度系統功能層次結構詳細功能模塊圖，如圖3所示。
圖3調度系統功能模塊圖
4.3.1基本信息管理模塊
基本信息管理是在實現與PDM，ERP集成系統信息共享的基礎上，對生產作業排序提供必要的信息來源，并對這些基本信息進行管理。模塊主要包括信息查詢、任務管理、資源管理三部分。信息查詢實現訂單的交貨期、工件工藝信息、圖紙信息及BOM信息等的查詢。任務管理實現統計并存儲歷史生產任務相關數據，獲取來自ERP系統的當前生產任務數據(或通過人機交互輸入的任務數據)，并為能力平衡模塊和調度提供任務數據來源；資源管理在為能力平衡、調度提供所需的車間可用資源信息并對其進行管理，并及時向上級反饋。
4.3.2車間調度模塊
車間調度是生產調度系統的核心模塊，主要包括能力平衡和智能調度。能力平衡在接受到生產任務和可用資源的數據后，通過算法進行車間的生產能力平衡，并輸出平衡結果，必要時把信息反饋給任務管理模塊，通過增加或者減少自制件數量對生產任務進行調整。
智能調度自動獲取能力平衡后的加工任務，根據資源約束條件和調度目標的不同，通過智能算法對每個車間的加工任務進行作業排序，并將調度結果以甘特圖的形式顯示出來，為生成派工單提供數據來源；匯總任務完成時間信息并及時向銷售部門反饋。其中的動態調度是做到對訂單取消，緊急訂單插入，設備損壞等突發事件的快速響應，選擇相應的調度策略，進行重調度。車間調度數模塊數據流程圖，如圖4所示。
圖4調度系統數據流程圖
5應用案例
以某紡織機械公司為例，采用基于中間文件交換的集成技術，有效地實現了PDM與ERP系統的集成。由PDM系統維護PBOM、工藝路線數據，并通過中間文件交換將數據傳遞給ERP系統，如實現EBOM到PBOM的數據轉換。具體的做法是：數據由PDM向ERP傳遞時，通過導出接口函數把數據存入到中間文件，然后由PDM通知ERP。ERP利用導入接口函數讀取這些數據寫入本系統。由于PDM是企業數據的源頭，ERP需要的數據從PDM獲得基礎數據；因此在整個過程中必須注意的是，經過ERP加工處理過的信息必須重新存入到PDM中維護，以保持數據的—致性和攤準確性。
生產調度系統開發時運用并行工程的思想，一開始就考慮到生產調度系統要跟企業目前使用的PDM，ERP系統信息共享的問題，以減少后期不必要的更改。系統針對企業的實際情況開發，采用基于C／S系統模式。由于生產調度問題屬于難題，采用的智能算法為免疫遺傳算法。生產調度系統從PDM／ERP集成系統的數據庫自動獲得生產調度需要的原始信息，并對信息進行加工處理作為調度系統的輸入或者約束，在智能算法的支持下，最終實現智能調度，可根據加工任務快速給出詳細的作業排序計劃。某調度模型甘特圖結果，如圖5所示。
圖5調度結果(甘特圖)
6結論
根據企業實際情況進行需求分析，建立了PDM／ERP集成環境下的生產調度系統。在實現對車間作業狀況有效管理和控制的同時，實現了把作業計劃信息、資源信息，訂單完成時間等信息及時反饋給PDM，ERP集成系統，提高了對車間底層狀況的信息響應能力，為上層決策部門提供了有效的數據支持。
轉載請注明出處：拓步ERP資訊網http://m.guhuozai8.cn/
相關文章
