PDM（Product Data Management System，即产品数据管理系统）和ERP（Enterprise Resource Planning ，即企业资源计划）是当前先进制造技术群中涉及企业管理和信息化建设的两个重要技术领域。在理论上，PDM能够集成并管理所有与产品相关的信息及与产品相关的过程。在异地协同设计中它能帮助各协同伙伴构造一个适合异构计算机运作环境的集成应用平台。ERP则是在MRPⅡ基础上发展起来的先进的企业经营管理模式，它进一步吸取了现代管理思想，在异地协同设计中可以帮助协同伙伴对企业活动、制造中的所有资源和过程进行统一管理。由于PDM和ERP管理侧重点不同，产品在其整个生命周期（Product Over- Life Management ，简称PLM）的形成过程中将涉及PDM和ERP两个领域，所以对PDM和ERP的系统集成是异地协同设计亟待解决的关键技术之一，具有很强的工程实践意义。

    根据实际需求的不同，企业可以采用不同的PDM和ERP系统，因此技术集成的方法和采用的开发平台会有所区别。但无论是基于哪一种技术集成的方法，其信息集成的原理基本相同。尤其对于进行异地协同设计的企业，如何将协同设计数据转化到后续制造系统，对于数字化设计与制造，以及真正实现产品整个生命周期的管理（PLM）是非常重要的。为了解决企业内部之间的信息传输和数据的一致性问题，本文分析了在异地协同设计中PDM和ERP功能的异同，构造了异地协同设计中PDM和ERP集成的体系结构和工作流，提出了解决设计BOM与制造BOM之间的信息集成方法。

1 PDM与ERP的区别与联系

    在异地协同设计中，PDM对与协同设计产品相关的信息和过程进行管理，侧重于产品组成信息流的管理。同时，它还是一项重要的使能技术，根据所管理产品逻辑信息的约束条件和某些过程条件，支持基于并行工程的产品形成过程。其代表的功能有：工程数据存储和管理、产品信息结构管理、产品信息、配置及管理、项目管理、工作流程管理、产品变更信息管理、标准件管理等。它以一个企业为整体，跨越整个工程技术群体，提供了产品整个生命周期的信息管理，是产品快速开发和业务过程快速转化的使能器。PDM共分3个层次：图纸文档电子化管理、部门间的数据管理和企业间数据管理。异地协同设计中的PDM属于企业间数据管理。

    在异地协同设计中，ERP对企业中与制造有关的所有资源和过程进行统一管理，侧重于制造领域管理的主要功能有：主生产计划（MPS）、物料需求计划（MRP）、原材料采购计划、车间作业计划、工装设备管理、财务管理、库存管理、分销管理等。ERP是建立在信息技术基础上，依据系统工程，为企业决策层提供决策运行手段的管理平台。

    “设计BOM”和“制造BOM”（又叫材料明细表）是PDM和ERP系统最关键的输入信息。两种技术的出发点不同：PDM系统的“设计BOM”给出了产品“按设计角度（As Desi e ）”的视图，解决产品具体是什么以及怎样用与之相关的工程数据来描述；而“制造BOM”是“按制造角度（As Built ）”的视图，描述产品怎样在车间生产以及怎样将它们装配起来。

    两类系统之间的差别也反映在它们所采用的底层技术上。ERP系统在结构上以企业组织的其他系统为基础，并且与它们互联；而PDM系统构建在企业组织的基础设施环境之上，这个基础结构支持企业组织快速改变工程计算环境。从系统的应用上看，在协同设计中两者的差异主要表现在以下几个方面：

    （1 ）管理对象

    PDM的管理对象首要和最重要的功能是捕获和共享任何形式的产品定义数据，它从协同产品设计生命周期的早期阶段就开始发挥作用，如产品的方案论证过程、概念设计过程、详细设计过程、工艺指定过程以及这些过程中的人员配置、协作关系等。而这种功能在ERP系统中却并不能得到充分的展示。

    ERP的管理对象，则是参（用）于生产的制造资源（设备、物料、车间班组等）和资源利用的生产过程，主要包括：产品的零部件原料采购、加工、制造和装配、销售、服务等。所以，PDM和ERP管理的对象在时间、地点、作用领域、相关支持工具、所采取的手段措施等方面存在区别。

    （2 ）用户化程度

    PDM系统通常提供应用程序界面（API ）开发工具，以便能为多种协同设计、制造、分析软件建立应用接口。这一独特的连接工具使系统集成工程师几乎可以使所有PDM功能进行用户化，以满足对特定软件设计工具的特定数据实施管理的要求。与此相反，现有的ERP系统在实施的过程中却不易进行用户化。其原因是ERP系统建立在一种先进的管理思想和模式的基础上，是一种科学的企业流程管理和系统管理，其用户化的过程会给企业带来很多风险，也不便于系统的实施。

    （3 ）产品结构和产品定义数据

    在大多数企业中，产品结构是从设计部门编写工程零部件清单开始的。工程部件清单通过手工输入到ERP系统，并且作为创建计划视图（As Planned ）材料明细表BOM（又称制造BOM）的起始点。确定按计划的视图以确定材料明细表是通过修改工程部件清单实现的，并且与其他计划信息一起来平衡生产需求与现有机器设备、材料以及可直接使用的劳动力资源之间的关系等。现代的PDM系统已经能够实现产品结构功能，它不仅能够提供传统的工程部件清单，而且提供一个易于使用的图形用户界面，让用户可以方便地定位和使用产品定义数据。目前的PDM系统基本上都采用面向对象的数据管理工具，这样就能够将产品定义数据与产品结构部件、子装配联系起来。用户能够利用导航工具，沿图形化的产品结构树来确定感兴趣部件的位置，并在此基础上展开描述该部件的产品定义数据。

    （4 ）控制变更管理

    PDM的更改功能可以跟踪更改协同设计产品处理的全过程：从更改提出之时起，贯穿所有受到影响的职能部门，直到更改在车间中得到实施。PDM工作流确保合适的人员执行必要的任务并且负责通知到所有受影响的职能部门。当工程师接到更改设计的任务时，将通过数据库的关系导航找到受影响产品的结构对象和设计数据。而ERP系统从产品计划视图的角度更改管理，一旦更改的细节通过了设计过程，并且更改对制造过程的影响也已清楚，制造计划安排过程就将在ERP系统中重新运行以决定在需求、存货清单、资源可利用性、零部件替换等方面是否需要更改。

    （5 ）控制配置管理

    配置管理就是所有企业同时使用产品的多个视图。应用PDM系统，在产品设计的整个生命周期中，虽然产品结构可能按各式各样的视图进行重新配置，但产品零部件对象仍然与那些定义它们的数据保持连接关系。而ERP系统由于面向生产计划，所以是按生产计划的视图管理产品配置。

2 PDM与ERP信息集成的必要性与集成模式

    在协同设计中，PDM 与ERP分别在不同时间处理不同的任务，但又相互关联，成为一个整体。然而现阶段PDM与ERP是被分而治之的，造成企业信息交换困难，也使协同设计与后续协同制造之间出现了信息传递的不一致。①ERP系统所需要的数据不能从PDM系统中自动获得，需要重新手工录入；②PDM系统无法对生产过程中的频繁更改进行跟踪和反馈，因此不能保证两个系统数据的一致性和完整性；③企业中各个部门之间数据往往重复使用，一个错误数据会造成一条错误链，致使数据混乱，很难加以修改，当发现时已造成很大损失。综上所述，PDM系统不能及时了解市场变化，不能使协同设计的产品面适应市场需求；而ERP系统由于得不到协同设计中经过整理的精确数据，企业的领导也不能据此做出正确决策。

    实践证明，在协同设计中，只有PDM与ERP两个系统的集成才可以使企业内部工程和制造部门快速和准确地传送信息，加速工作流程，保持企业之间的核心竞争力，最终给协同设计的企业及协同伙伴带来巨大的效益。近年来，随着PDM和ERP功能的扩大和外延，二者的界限已被打破，出现了重叠。因此，在产品开发全生命周期（PLM）中，如何更好地共享PDM与ERP之间的信息，对实现异地协同设计和协同制造过程是至关重要的。PDM与ERP的集成是实现协同设计与协同制造的核心技术。

    文献列举了企业信息化过程中PDM与ERP4 种不同的集成模式。本文将4 种集成模式与异地协同设计特点进行了对比分析。

    （1 ）基于团队级PDM的集成模式：该种模式的PDM系统一般与特定的CAD／CAM 紧密集成，如IMAN，UG。其优点是价格便宜、易于操作。缺点是只能与特定的CAD／CAM 系统工作，只适用于设计小组在同一CAD／CAM 环境下的异地协同工作，不适合多功能小组在不同CAD／CAM 系统或其他应用环境下的协同工作与数据管理。此外，与ERP系统的集成只能通过中间文件或中间数据库的方式进行，属于间接集成方式。随着企业应用系统的增加或应用范围的拓展，这种模式将不能适应企业范围内的集成需要。

    （2 ）基于企业级PDM的集成模式：这种模式以PDM为核心，由PDM提供唯一的产品信息源。优点是能支持不同应用系统的集成，满足企业较为长期的信息化需求，并能支持企业实施CIMS、并行工程和业务流程重组（BPR）等。缺点是系统功能复杂、对技术人员要求高、软件价格和费用高、实施周期长、风险大。比较适合大中型企业复杂产品的开发和管理，尤其适合进行异地协同设计的多企业合作；不太适合技术水平要求不高、产品对