2024-05-01 工程、生产和业务如何集成 PLM、MES与ERP
概要: 在工业4.0时代,公司成功的关键因素是不同部门之间的合作,以共享知识和信息,从而优化时间和成本。企业通常存在三个核心IT系统:产品生命周期管理(PLM)、制造执行系统(MES)和企业资源规划(ERP)。PLM 管理产品和流程设计信息,MES 监视和控制车间制造流程的执行,ERP 跟踪业务资源和业务承诺的状态。本文描述了优化一家按照同类生产 (OKP) 运营的制造公司的工程、生产、业务和管理活动的集成流程。它解释了此类集成的架构以及用于定制公司可用的 PLM、MES 和 ERP 系统的方法。此外,本文还重点介绍了为集成不同系统的数据管理以及支持数据通信的物联网技术而开发的具体解决方案。 1简介 大多数大型企业的产品和服务都依赖中小企业(SME)。中小企业对于一个国家工业和经济的发展发挥着至关重要的作用。如今,对定制产品的需求不断增加。除了定制化之外,客户还期望产品能在短时间内以与量产产品大致相同的成本交付,并具有较高的质量。这种市场趋势要求制造公司能够快速、廉价地生产具有所需质量水平的定制产品。定制化策略在其制造流程致力于制造定制产品的公司中尤为明显,这些产品被认为是独特的产品,通过执行客户订单驱动的工程(称为“独一无二的生产”,OKP)。 OKP公司参与原型制作最多,对于各部门之间的协作和人员之间的知识共享具有重要意义。OKP决策取决于过去基于类似产品和工艺的学习经验,这使得设计者和操作者能够适应和/或修改制造工艺以提高制造效率。实现OKP系统的主要策略是灵活自动化和信息技术的应用。企业通常存在的三个核心IT系统是产品生命周期管理(PLM)、制造执行系统(MES)和企业资源计划(ERP)。PLM是一种用于管理和开发工业制造产品及相关信息的系统化、受控方法。PLM 软件提供对产品流程和订单交付流程的管理和控制,以及对整个产品生命周期中产品相关数据的控制,从最初的想法到废料场 。MES 是一种 IT 工具,可实现公司组织层面与车间控制系统之间的信息交换,通常由多个不同的、高度定制的软件应用程序组成 。ERP是一个企业范围的信息系统,集成和控制整个组织的所有业务流程。它是一个行业驱动的概念和系统,被商业和组织行业普遍接受,作为实现集成企业信息系统解决方案的实用解决方案。ERP 系统跟踪业务资源(例如现金、原材料、生产能力)和业务承诺的状态(例如订单、采购订单和工资单)。它促进所有业务职能之间的信息流动,并管理与外部利益相关者的联系。 工业 4.0 的支柱之一是来自不同系统的数据之间的集成。制造工厂的机器开始按照工业物联网 (IIoT) 范式进行连接。目前,物联网的使用仅限于通过监测环境参数来分析车间行为。然而,最重大的挑战是集成核心IT管理系统,将从制造商到客户的端到端流程与新的先进业务模式结合起来。本文提出了一种借助物联网技术集成核心 IT 系统的模型,以最实时地无缝执行端到端流程。 虽然没有关于这个主题的特别广泛的文献,但生产集中在最近几年。从该文献中可以清楚地看出,制造公司的业务战略需要存储在 PLM、ERP 和 MES 中的数据。MES功能和MES-PLM数据传输由ISA95-IEC62264标准化,从PLM到MES的数据被分类为CAD模型、计划、BOM、制造过程、作业指导书和机器设置,而从 MES 到 PLM 的流程由一份报告表示,其中总结了生产监控活动。这种集成的好处在研究领域是显而易见的,在工业参与者中也越来越明显,但是,例如在意大利,在努力投资购买这三个信息系统时,将它们的集成问题视为一个问题。遥远的问题。 本文的其余部分组织如下: 图 2解释了 One-of-a-Kind Production 中核心 IT 系统的功能。第3节 解释了借助 REST API 协议实现 PLM、MES 和 ERP 集成的架构。第4节 介绍了该框架在意大利汽车原型公司用例中的应用。最后,得出结论和今后的工作展望。 2 核心IT系统的功能 与OKP生产相关的主要问题是客户需求的频繁变化以及项目管理过程中不可避免的变化,这将导致最终交付的延迟[ 8 ]。因此,重要的是有一种方法可以正式定义不同部门之间的工作分配,并允许他们进行沟通以管理项目期间发生的变更。在定义三个核心IT系统的集成架构之前,了解它们的一般功能非常重要,这些功能在OKP中也很常见。PLM、MES和ERP是公司内的三个核心IT系统,每个系统都有自己的功能,有助于数据的无缝流动。 PLM是一种设计级计算解决方案,旨在实现产品生命周期中生成的信息管理策略。PLM不仅仅是一种计算机系统或技术,它是一种概念、一种策略,依赖于技术的应用,其目标是控制和主导产品的生命周期。PLM 最重要的功能是管理与产品设计和流程设计相关的数据。此外,流程规划是…