MPM与制造企业信息化

    3.2  产品数据管理（PDM）简介

    产品数据管理（Product Data Management ，简写为PDM）是用数据模型对制造企业的产品形成过程进行管理的方法，其目标是利用一个集成的信息系统来产生产品开发设计和制造所需要的完整技术资料。因此，PDM系统的主要功能是对产品形成全过程进行控制，并对在该过程中形成的或需要处理的数据和文档进行管理，包括：

    ◆  数据和文档的管理

    产品信息由基本数据和各种不同的文档组成，PDM系统的核心任务之一是对产品信息和其他业务数据进行管理。

    ◆  过程管理

    “过程管理”也称作“工作流管理”，即对整个产品形成过程进行控制，并使这些过程在任何时间都可以追溯。过程管理的流畅可以支持和改善所有与产品形成过程有关人员的系统工作，从而从整体上提高效率。

    ◆  应用系统集成

    目前制造企业存在的主要问题之一是缺乏足够的IT基础设施，各种计算机应用系统的应用效率不尽人意，形成大量的“信息孤岛”。如果在计算机应用中缺乏信息的集成和良好的通信，那么工作会异常繁琐。因此必须要将所有与产品形成过程有关的计算机应用有机集成起来，即在信息化孤岛之间构造桥梁，把一个个的“孤岛”连成一片“陆地”。PDM的另一项核心任务就是将各种不同应用系统的处理结果组织成一个有机整体，对所有应用系统中的产品数据进行管理。

    3.3  资源管理信息系统

    早期在制造业中广泛采用的资源管理系统是物料需求计划系统（Material Requirements Planning，简写为 MRP），它的功能仅仅是对物料进行计划，解决决定生产中各种最终物料项所需的零部件和原材料的数量问题。随着计算机应用能力的提高和应用范围的扩大，MRP涉及的领域也同时拓宽，出现了既考虑物料又考虑资源的制造资源计划, 称为MRP II（Manufacturing Resources Planning）。

    随着供应链模式的深入，企业已不满足于简单的对物料和制造资源的管理，而是扩展为对供应链全过程的管理。这时，企业资源计划（Enterprise Resource Planning，简写为ERP）应运而生。

    ERP着重于“企业（E）”，它试图将企业内部所有职能部门的信息集成于一个计算机系统中，为各个部门的不同需要服务。ERP除了要对制造企业的后勤链（包括采购、生产和销售在内的整个增值链）进行面向过程的管理外，还被广泛地应用在企业的流程管理、财务管理和人力资源管理。虽然这些部门可能已实施了许多专用的系统，但ERP的作用在于将这些系统组合到一个集成的计算机程序中，使各个部门可以方便地共享信息、相互通信。

    3.4  工艺信息系统

    在制造业信息化不断推进、实施过程中，瓶颈问题也日益凸显——制造企业逐渐体会到了真正制约生产效率的是制造过程信息的建立和集成，这是因为：

    （1）  缺少工艺信息, 企业无法将最新的产品设计思想快速实现并推向市场；

    （2）  缺少工艺信息平台, 企业生产部门很难将产品的工艺数据和设计数据统一协调；

    （3）  缺少工艺信息平台, 企业无法在规划阶段将制造工艺数据与零部件供应商或OEM共享。

    工艺过程信息化是构建完善的制造业信息化平台的重要内容，但也是当前企业信息化建设中的一个空白，是企业最迫切需要解决的问题。制造企业对于工艺过程信息集成的要求是：

    （1）  整个工艺过程应该统一在同一个平台环境下；

    （2）  各种工艺数据（资源、工序和产品结构）能够高度集成；

    （3）  工艺规划可以量化地进行产能分析、定额分配和设备布局设计；

    （4）  工艺信息可在企业内部和整个企业供应链环节中所有相关人员之间实现高度共享。

    基于企业在信息时代中要求实现产品快速、个性化定制化开发的需要，实现大规模定制的开发模式，Tecnomatix公司率先提出了工艺过程管理（Manufacturing Process Management，简写为MPM）的概念。MPM是一种贯穿于计划、设计、制造和管理全过程的协同工作环境，旨在对生产过程中的工艺信息进行协调的统一管理。相应地, Tecnomtix公司推出了一套完善的MPM软件解决方案——eM-Power，又称“数字化工厂”。

    4  数字化工厂-eM-Power解决方案

    4.1  eM-Power的体系结构

    “数字化工厂(eM-Power)”具有独特的体系结构，可支持协同工作，支持跨地区跨国度的子公司、OEM与供应商之间利用网络（intranet/Internet）实现工艺信息的协同共享。

    eMPower软件的底层是制造服务器（eMS），用于存储和集成产品信息、资源信息和工艺过程信息。在制造服务器（eMS）的支持下，企业可建立工艺模型（Process Model），用以存储产品信息、资源信息和工艺过程信息间的关系数据。这种信息间的集成平台为全系统的信息共享进而实现并行工程和协同作业提供了基础。

    在制造服务器（eMS）和工艺模型的支持下，各个功能强大的专业模块无缝地集成在一起，支持整个工艺过程的所有环节，包括：生产计划制订、生产线定义和平衡、工时定额、零件加工和数控编程、装配过程研究、质量控制、人机功效、厂房布局、工作指导、工艺文件生成等等。

    4.2  eM-Power的功能简介

    “数字化工厂(eM-Power)”软件包括功能很强的、覆盖领域很宽的各种功能模块：

    ◆  eM-Planner：工艺规划、评估、优化软件；

    ◆  eM-Plant：生产线和物流过程的设计、分析仿真、优化软件；

    ◆  eM-Workplace NT：生产线、车间、工厂的3D布局设计、优化软件；

    ◆  eM-Assembler：装配过程设计、仿真分析软件；

    ◆  eM-Human：人机工程分析仿真软件；

    ◆  eM-Machining： 机械加工解决方案，可以自动识别零件的工艺特征(Manufacturing features)，编制工艺路线，完成数控编程，进行加工过程仿真，检测可能出现的干涉；

    ◆  eM-Quality： 质量控制解决方案，实现设计过程的公差链优化和管理、三坐标测量机的自动编程以及测量数据的采集、分析和报告等功能。

    MPM解决方案主要解决生产管理部门在制造过程中复杂工艺过程的管理问题，可应用在制造工艺管理中的各个阶段——包括规划阶段和工程阶段。在应用中，系统采用其本身的计划工具、工程工具、装配仿真、焊装工具以及支持协同作业的浏览器工具等对整个工艺过程进行统一的管理，同时通过与CAD、PDM、ERP系统的集成和交互，实现了产品数据、工艺数据和资源数据的共享。

    5  结束语

    信息化带动工业化是我国制造企业发展的必由之路。在制造业面临越来越严峻的国内外竞争的环境下，如何高效地配置和应用信息化平台是企业培养自身竞争力的重大措施。本文在回顾信息化发展历程的基础上，分析了当前制造业信息化平台建设中存在的主要问题，重点论述了工艺过程管理（MPM）在信息化建设中的地位及其主要功能。作为在国外先进制造企业中广泛采用的解决方案——MPM为企业提高产品质量、缩短上市时间、降低成本做出了卓越的贡献。通过对先进理念和技术的引进和消化，我国制造业可大大提高生产效率和管理效率。