КОМПЛЕКСНАЯ АВТОМАТИЗАЦИЯ

38

ERP И PLM

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ МЕНЕДЖМЕНТА № 7-8/2013

Владимир Закомирный, руководитель проектов

компании «Софт-Рейтинг Консалт», PMP

PLM + ERP: эффект синергии. Часть 5

Продолжая серию публикаций на  данную тему в  журнале ИТМ рассмотрим некоторые модели ЕИП предприятия

на  примере взаимодействия систем из  числа лучших представителей сво-их классов (PLM и ERP), отличивших-ся наибольшим количеством успеш-ных проектов интеграции – Siemens Teamcenter1 и SAP ERP2.

Cледует отметить, что  компа-ния Siemens PLM Soft ware предлага-ет коробочное решение наилучшей практики для  интеграции собственн-ной PLM-системы с  системой SAP ERP – Teamcenter Gateway for SAP. Этот продукт обеспечивает бесшовную (пол-ную) интеграцию технологий мирового

класса, поддерживает единственный источник данных об изделии и связан-ных с  ним процессах на  протяжении всего его жизненного цикла, исключая ошибки и  ускоряя получение коммер-ческой выгоды. Teamcenter Gateway for SAP (TG) поддерживает конфигурацию сложных сценариев интеграции, по-зволяя адаптировать интеграционное решение к  бизнес-практике любого предприятия. Впечатляет даже простой перечень его основных функций:

n двунаправленная передача инфор-мации об  изделии и  планировании между ERP и PLM;

n движок отображения (мэппинга) для объектов и атрибутов;

n поддержка всех стандартных пользо-

вательских интерфейсов Teamcenter PLM и  SAP ERP, технологических процессов (workfl ow) или  пакетной передачи;

n поддержка просмотра в ERP объек-тов (или их свойств) периода выпол-нения PLM;

n планирование расписания автома-тического обновления информации о деталях (или их свойствах) между PLM и ERP;

n продолжение технологического про-цесса (workfl ow) PLM в SAP ERP (на-пример, выпуск изделия) и наоборот.

В  табл. 1 представлены основные варианты использования возможно-стей Teamcenter Gateway в проектиро-вании и производстве.

Рекомендации по интеграции инженерных

и бизнес-данных

Системы автоматизации конструкторско-технологических работ и  информационные системы, предназначенные для  управления бизнес-процессами, на  многих предприятиях существуют в  виде двух изолированных друг от друга ИТ-экосистем. Синергия их объ-единения позволяет предприятию получить максимальный бизнес-эффект за счет образования единого информационного простран-ства (ЕИП). Однако по  сложности такое объединение сравнимо со слиянием двух разных компаний, успех которого напрямую за-висит от степени совмещения их разных культур. Для соединения двух ИТ-экосистем используют объединение ERP- и  PLM-систем. Особенности этих систем, их культур и проблемы интеграции автор данной статьи глубоко изложил в  ИТМ №№ 11 и  12 за  2012  год и 1-2 и 3 за 2013 год. В данной статье он приводит различные под-ходы к интеграции PLM + ERP

1 PLM-система, пакет программных решений от компании Siemens PLM Soft ware для поддержки жизненного цикла (ЖЦ) изделий (ЖЦИ). Обеспечивает организацию коллективной работы сотрудников предприятия, использующих CAD / CAM / CAE системы. По-зволяет перейти от использования 3D-моделей как исходных данных для оформления 2D-документации к использованию 3D-моделей в качестве основного документа, несущего данные об изделии, упорядочить процессы разработки и использования моделей.2ERP-система производства компании SAP AG; версии этой системы известны под названиями R / 3, mySAP.com, mySAP BusinessSuite.

КОМПЛЕКСНАЯ АВТОМАТИЗАЦИЯ

39

ERP И PLM

№ 7-8/2013 ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ МЕНЕДЖМЕНТА

Заслуживает внимания также раз-работка компании SAP AG для  ин-теграции собственной ERP-системы с  цеховыми системами (MES3) – SAP Manufacturing Integration and Intelli-gence (SAP MII). SAP MII предоставля-ет следующий набор сервисов:

n Обработка данных n Визуализация данных n Обработка бизнес-логики n Обработка сообщений n Безопасность n Навигация

Сервис обработки данных вклю-чает в себя функции по установлению соединений с  источниками данных или сторонними системами и SAP MII:

n Коннекторы к  внешним системам: MES, PLM, HMI, LIMS и т. д.

n SAP ERP коннекторы: JRA, JCO, WAS и IDoc

n SQL БД n OLAP БД n Импорт и обработка XML-сообщений

Сервис визуализации данных обе-спечивает:

n Использование преднастроенных JAVA апплетов для  визуализации данных

n iSPCChart n Набор компонентов для Dashboard n Обработку SVG графики n Поддержку XSLT трансформации

Сервис бизнес-логики включает в  себя все функции, доступные в  ка-честве транзакций в  MII. Транзакции в  MII – это программы, написанные с использованием «графического про-граммирования». Сервис обработки сообщений включает в себя все функ-ции для отправления и получения со-общений из внешних систем и систем SAP. Сервис безопасности позволяет разграничить полномочия пользова-телей на  выполнение различных опе-раций. Сервис навигации позволяет при интеграции с web порталом гибко настраивать пользовательские меню.

А теперь рассмотрим теоретические основы интеграции систем PLM и ERP.

Организация распреде-ленного проектирования и производства с исполь-зованием PLM

Объединение предприятий в  кор-порации, выделение инженерных цен-тров и  производственных площадок

в  самостоятельные подразделения, взаимодействие с  предприятиями-смежниками и  т. п. влечет за  собой обмен данными об  изделии между различными территориально-распре-деленными информационными си-стемами (ИС) (см. рис. 1). При проек-тировании нового или  модернизации существующего изделия, проект раз-бивается на  рабочие зоны, разработ-ка которых распределяется по  раз-личным проектным подразделениям в  соответствии с  определенной тема-тикой. Подразделение, ответственное за проектирование конечного изделия (инженерный центр), выполняет за-дачи обеспечения единства проекта, конвертации геометрических дан-ных от  соразработчиков, управления структурой изделия, его изменениями, контроля доступа и передачи актуаль-ных данных производственным пло-щадкам по  частям изделия, за  изго-товление которых они ответственны. Под  «данными» понимается управ-ляемый системами класса PDM / PLM набор связанной информации о пред-мете проектирования и  производства в  цифровом виде (3D-модели, черте-

3 Manufacturing Execution System (MES), система управления производственными процессами — специализированное прикладное программное обеспечение, предназначенное для решения задач синхронизации, координации, анализа и оптимизации выпуска про-дукции в рамках какого-либо производства. MES-системы относятся к классу систем управления уровня цеха.

Таблица 1. Варианты использования Teamcenter Gateway

Основные варианты использования в проектировании Основные варианты использования в производстве

Обработка детали и узла. Создание и обновление данных об изделии в ERP.

Доступ к актуальным данным о продукте в ERP из Teamcenter PLM.

Обработка документов. Создание данных об изделии в 2D и 3D нейтральном

представлении и отправка их в ERP. Занесение в заголовок блока рисунка иденти-

фикатора материала ERP, состояния и другой информации.

Управление изменениями. Создание или обновление уведомлений о внесении

конструкторских изменений в ERP для обновления информации об изделии в ERP.

Классификация. Создание классификаторов для материалов и документов, хра-

нящихся в ERP, основанных на данных PLM.

Синхронизация состояния. Передача информации о состоянии изменения между

PLM и ERP.

Сохранение отношений. Создание связываний объектов в ERP, основанных на

отношениях, существующих в PLM.

Поддерживаемые типы изделий.

l Версия ведущего изделия/детали/узла

l Структура изделия

l Набор данных с файлами

l Изменение ведущего устройства

l Информация о классификации

l Информация о статусе

Процесс планирования детали и узла. Создание полного набора планов операций

в PLM и отправка их в ERP для выполнения производства и оценки стоимости/

качества.

Средства производства ресурсов. Синхронизация информации о рабочих местах и

производственном оборудовании между PLM и ERP.

Типы поддерживаемых сущностей

l План операций

l Работа

l Операция

l Потребляемое изделие (деталь/узел)

l Ресурс

l Рабочее место

l Технологические инструкции

l Контекст сотрудничества

КОМПЛЕКСНАЯ АВТОМАТИЗАЦИЯ

40

ERP И PLM

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ МЕНЕДЖМЕНТА № 7-8/2013

жи, спецификации, структуры объек-тов и атрибутов и т. п.).

Благодаря единой платформе управ-ления данными, функционал системы управления технологической подготов-кой производства (ТПП) Teamcenter Manufacturing4, предназначенный для управления составами изделия (BOM Management – Bill of Material Manage-ment), применим и для  управления структурами данных, относящихся к технологической подготовке производ-ства. Например, при применении правил конфигурирования конструкторского состава изделия (EBOM – Engineering Bill of Material) автоматически конфигу-

рируются взаимосвязанные структуры данных в виде:

n технологических составов изде-лия (MBOM-Manufacturing Bill of Material);

n структуры процессов агрегатной и окончательной сборки (циклограмм процессов сборки) (BOP – Bill of Process);

n технологических процессов (ТП) (MP – Manufacturing Process), по-зволяя «на  лету» генерировать представления взаимосвязанных структур данных для  различных производственных ситуаций (за-каз, дату, экземпляр изделия и т. п.),

а при  применении средств интегра-ции5, выгружать сконфигурирован-ные данные в системы ERP или дру-гие (Tecnomatix6).

Импортированные в  PLM-систему Teamcenter данные используются в  сле-дующих задачах:

n чтение исходного конструкторского состава изделия (EBOM), управле-ние процессом внесения и  согласо-вания изменений;

n воссоздание и управление электрон-ным 3D-макетом для  проектирова-ния и верификации процессов изго-товления и сборки;

n разработка и управление технологи-

4 Teamcenter Manufacturing является компонентом PLM-системы Teamcenter.5 Специализированное ПО, предлагаемое производителем PLM-системы. Например, Siemens Teamcenter Gateway for SAP.6 Пакет решений для трехмерного моделирования, анализа и автоматизированной подготовки производства от компании Siemens PLM Soft ware.

Рис. 1. Модель распределенного проектирования и производства

КОМПЛЕКСНАЯ АВТОМАТИЗАЦИЯ

41

ERP И PLM

№ 7-8/2013 ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ МЕНЕДЖМЕНТА

ческим составом изделия (MBOM); n разработка и  управление цикло-

граммами агрегатной и  окончатель-ной сборки (BOP);

n разработка и  управление межцехо-выми маршрутами изготовления и согласования (MEProcesses);

n разработка и управление иерархиче-ской структурой предприятия (Plant Structure) для разработки BOP, меж-цеховых маршрутов изготовления (MEProcesses) и ТП (MProcess);

n создание и управление НСИ и клас-сификацией ресурсов для разработ-ки ТП (Resource Management);

n разработка и  управление ТП из-готовления и  сборки в  соответ-ствии с  межцеховыми маршрутами (MProcess);

n управление ЖЦ технологической оснастки, проектируемой на  произ-водственной площадке;

n разработка виртуальных моделей изготовления (NX CAM) и  сбор-ки (Tecnomatix) на  основе ТП Teamcenter Manufacturing, их  ве-рификация и  передача непосред-ственно на  контроллеры и  датчики производственного оборудования с получением обратной связи;

n передача необходимой информации в  системы планирования ERP / MES с  получением обратных сигна-лов в  виде конфигурации заказов для  производства с  учетом приме-няемости по  датам, серийным но-мерам, вариантным опциям от ERP-системы и  данных по  контролю качества, изменениям и улучшениям производства, обновлению рабочих инструкций и т. п. от MES-систем;

n другие.

Модель данных системы управления ТПП

Приложения системы PLM Team-center, предназначенные для управления ТПП (manufacturing applications) опери-руют тремя основными сущностями:

n Продукт – данные об  изделии, не-обходимые для  технологической подготовки производства (структу-ра изделия, детали, сборочные еди-ницы, 3D-модели, чертежи и т. п.).

n Процесс – данные о  процессах из-

готовления (сборки) продукта, пред-ставленные в виде последовательно-сти ТП, операций, переходов.

n Предприятие – данные о  струк-турных подразделениях и их  про-изводственно-технической базе, не-обходимые для  описания процесса изготовления (сборки) продукта.

Для  каждого элемента структуры изделия создается технологический маршрут (ТМ), который является хранилищем всей производственной информации о  процессах его изго-товления или ремонта. ТМ в системе Teamcenter является объектом типа «Технологический процесс» и  может состоять из  подпроцессов нижнего уровня, определяющих последова-тельность видов работ (Механообра-ботка, Гальваника, Термообработка и  т. п.), а  уже подпроцессы нижне-го уровня определяют содержание маршрута в  виде операций, перехо-дов, ресурсов и т. п.

Для  каждого подпроцесса опре-деляются структурные подразделе-ния – исполнители этого ТП (на-пример, Механообработка – Цех А: Заготовительный). Таким образом, на  верхнем уровне описания марш-рута изготовления продукта созда-ется одновременно и  расцеховочный маршрут, содержащий информацию о  последовательности структурных подразделений и  выполняемых в  них видах работ, и  сквозной ТП, впо-следствии наполняемый операциями, переходами, ресурсами. Благодаря единой платформе управления данны-ми, уже на  верхнем уровне описания маршрута, обеспечивается поддержка следующих процедур:

n распределение заданий на  ТПП структурным подразделениям, за-крепленным за  соответствующим цехом и видом работ;

n автоматизированное распределение прав доступа на подпроцессы;

n управление соответствием ревизий продукта и процесса, появляющихся в процессе изменений;

n управление отношениями вариант-ных опций продукта и процесса;

n управление альтернативами и  воз-можными заменами;

n контроль хода выполнения подго-товки производства.

Подпроцесс может быть описан последовательностью операций, каж-дая операция может быть описана рабочими действиями (переходами), на  операцию или  переход могут быть назначены ресурсы. Разработка марш-рутов и  ТП (назначение операций, переходов, структурных подразде-лений, ресурсов, видов работ и  т. п.) производится в  диалоговом режиме, путем выбора необходимых данных из  справочных структур классифика-тора или структуры предприятия, или на основе аналога.

Любой объект PLM-системы имеет атрибуты, набор которых можно из-менять средствами администрирова-ния. Значения атрибутов позволяют описать как  дополнительные характе-ристики объекта в целом (время, стои-мость и т. п.), так и его характеристики в зависимости от того, куда он входит.

Технологическая структура изделия

Приложения PDM / PLM позволя-ют управлять различными производ-ственно-технологическими представ-лениями изделия, которые могут быть структурированы иначе, чем  кон-структорские представления. Это по-зволяет связывать процессы с  про-дуктом и  накладывать ограничения на  порядок их  выполнения. Как  пра-вило, в процессе проектирования кон-структорские представления струк-турируются по  функциональным признакам, в то  время как  техноло-гические представления отображают состояния узлов и  агрегатов изделия в  процессе выполнения сборочно-монтажных работ над изделием.

В  рамках организации техно-логической структуры изделия, модель данных системы управле-ния ТПП PLM-системы (см. рис. 2) оперирует двумя основными сущ-ностями: MBOM и  BOP. Отличие MBOM от  EBOM состоит в  появ-лении технологических элемен-тов и  группировке комплектую-щих в  технологические сборочные узлы, соответствующие учетным

КОМПЛЕКСНАЯ АВТОМАТИЗАЦИЯ

42

ERP И PLM

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ МЕНЕДЖМЕНТА № 7-8/2013

производственным сборкам. BOP включает в  себя иерархическую структуру ТП сборки и монтажа, со-ответствующую последовательности выполнения работ над  изделием, с поступающими на каждый процесс комплектующими.

Функционал, относящийся к  за-дачам управления составами изделия в  части управления вариантными опциями и  правилами модификации спецификаций позволяет добиться

синхронности конфигурирования раз-личных структур данных. Это позво-ляет добиться однозначного представ-ления различных структур изделия с целью их выгрузки в системы плани-рования ERP / MES под  сформирован-ный заказ клиента.

Фундаментом, обеспечивающим поддержку инженерных процессов ТПП в  среде системы PLM, являют-ся цифровой макет изделия, доступ-ность информации (предоставление

доступа к информации сразу же после ее появления) и параллельный инжи-ниринг (выполнение процессов раз-работки и  проектирования одновре-менно с  моделированием процессов изготовления и эксплуатации).

В следующей, заключительной, ста-тье мы рассмотрим различные вариан-ты создания модели единого информаци-онного пространства предприятия.

Рис. 2. Упрощенная модель ЕИП предприятия