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制造主資料內建開發心得

主資料管理可以促進業務經營發展,洞悉業務資料中所隐藏的價值,加強客戶互動式的營銷和銷售管理,提升資料的回報率。将企業組織、人員、客戶、供應商等高度共享的資料進行統一管理,對需要的業務系統進行同步分發,提高各業務部門之間的溝通效率,形成企業資料資産。增強IT結構的靈活性,建構覆寫整個企業範圍的資料管理基礎和相應規範,并且更靈活地适應企業業務需求的變化,同時降低接口成本、資料清洗和維護成本等,幫助企業遠離高成本和高風險。

近期主要工作為北方某離散制造業主資料治理項目做實施服務,談到制造行業的主資料,除了基礎的組織、人員、崗位、客商外,總是離不開物料、BOM以及物料分組,這些生産類的主資料是制造行業的核心資料,也是各業務系統重點管控資料,經過對生産類主資料調研以及學習了解,對生産制造類主資料有了自己的一定了解,對內建開發過程總結如下。

1名詞解釋

因該企業為某裝備制造業,在名詞解釋部分主要介紹在需求中涉及到行業術語以及應用系統及其主要作用,業務系統方面包含PLM系統等,基礎架構系統包含MDM主資料系統及ESB企業服務總線等,具體生産名詞包含BOM物料清單以及BOM分類到最終的零部件、原材料、制造零件等。

1.1業務系統

1.MDM:基礎資料平台幫助建立并維護整個企業内主資料的單一視圖,保證單一視圖的準确性、一緻性以及完整性,進而簡化資料清洗工作、提高資料品質、加快業務系統對接、業務流程再造速度,提高業務響應速度。同時各業務系統複用一套主資料,各系統就像一個大系統的各個業務功能子產品,企業IT架構可以實作柔性調整、更新、改造,進而支撐企業的業務戰略目标落地。

2.ESB:ESB企業服務總線主要作用是作為企業資訊系統的“龍骨”來內建各業務系統,實作異構系統的互聯互通,用來拉取、排程各個業務系統的資料。ESB主要包含三個子產品:伺服器ESB Server、設計器ESB Designer以及管理控制中心。ESB Server是運作環境,基于定制的Tomcat 擴充開發,管理控制中心則是部署在ESB Server的Java Web應用,基于開發平台建構的。ESB Designer是基于Eclipse Plugin開發的圖形化、拖拽式的設計Web服務、消息流程的建構工具。

3.PLM産品生命周期管理系統:以産品為中心,以應用軟體為手段,是一種戰略性的業務模式,它應用一系列互相一緻的業務解決方案,支援産品資訊在全企業和産品全生命周期内(從概念到生命周期結束)的建立、管理、分發和使用,內建了流程和資訊等衆多要素,以靈活應對市場需求為目标,通過對企業知識型資産的管理,實作對産品的資料管理、項目管理、變更管理、協同管理、标準化管理、安全管理等,為制造企業提供了一個可伸縮的研發管理平台。

1.2業務相關

1.BOM物料清單:狹義的BOM (Bill of Material)是指物料清單,從不同的系統來看,BOM的含義具有一定的差别。從研發人員來看,研發人員主要在CAD系統中繪制産品總成圖或部件圖,BOM是一種産品結構的技術描述檔案,它表明了産品元件、子件、零件直到原材料之間的結構關系,以及每個組裝件所需要的各下屬件部件的數量,偏重于産品資訊的彙總,如明細表;從工藝管理上看,BOM不是技術檔案,而是計劃檔案或指導生産檔案,包括加工工序卡、鍛鑄熱處理卡、工裝材料等彙總資訊。

廣義的BOM是産品對象的屬性集合。從集合論和線性代數理論出發,廣義BOM可以用n維屬性空間來描述,其中n代表産品對象屬性空間中互相獨立屬性的最大個數,記為BOM (Xl,X2,…,Xn)。具體來說,産品BOM屬性資訊包括以下部分:零件編碼、零件圖号、材料、重量、體積、物料生效日期等資訊;部件内的各個單一零件(包括标準件、外協件、外購件、借用件、自制件等)的裝配數量、零部件圖号等資訊;總圖資訊,包括零部件清單、技術檔案、産品說明書、保修單等。

2.EBOM:主要是設計部門産生的資料,産品設計人員根據客戶訂單或者設計要求進行産品設計,生成包括産品名稱、産品結構、明細表、彙總表、産品使用說明書、裝箱清單等資訊,這些資訊大部分包括在EBOM中。EBOM是工藝、制造等後續部門的其它應用系統所需産品資料的基礎。

3.PBOM:是工藝設計部門以EBOM中的資料為依據,制定工藝計劃、工序資訊、生成計劃BOM的資料。計劃BOM是由普通物料清單組成的,隻用于産品的預測,尤其用于預測不同的産品組合而成的産品系列,有時是為了市場銷售的需要,有時是為了簡化預測計劃進而簡化了主生産計劃。另外,當存在通用件時,可以把各個通用件定義為普通型BOM,然後由各元件組裝成某個産品,這樣一來各元件可以先按預測計劃進行生産,下達的PBOM産品可以很快進行組裝,滿足市場要求。

4.MBOM:是制造部門根據已經生成的PBOM,對工藝裝配步驟進行詳細設計後得到的,主要描述了産品的裝配順序、工時定額、材料定額以及相關的裝置、刀具、卡具和模具等工裝資訊,反映了零件、裝配件和最終産品的制造方法和裝配順序,反映了物料在生産工廠中的房間之間的合理流動和消失過程。PBOM和MBOM也是提供給計劃部門(ERP)的關鍵管理資料之一。

1.3生産相關

1.外協件:外協件一般是由自身購買原材料,由外協機關代加工,然後按照協定價格回購,一般在組織的生産範圍内按組織的要求作業和服務,并由組織驗收,如電焊部件、五金制品等

2.外購件:外購件一般指沒有标準化的零件,需要單獨進行設計和定做,也就是從外部訂購獲得,是以稱為外購件。外購件是針對标準件來說的,外購件的品質好壞直接影響着企業産品的品質水準,如汽車産品的外購件有變速器、輪胎、喇叭等。

3.虛拟件:虛拟件是用在PLM系統裡的BOM構成方法,它的作用主要是作為産品結構中的一種過渡件方式;虛拟件可以用于代表一組、一系列、一種屬性或者一類規格的物料;在一個可選物料的基本元件裡(産品結構呈子產品化),也就是特征件,也可以用虛拟件描述,虛拟件是庫存不存在的物料。虛拟件可作為共用件,讓物料清單比較容易維護,減少資料量或電腦運作時間。作為規劃用料号,供預測、規劃之用。作為工序中的過渡性料品,隻為了顯示,不入倉庫,不報完工量。更好地顯示加工的順序,友善工藝路線的維護。

4.标準件:标準件是指結構、尺寸、畫法、标記等各個方面已經完全标準化,并由專業廠生産的常用的零(部)件,如螺紋件、鍵、銷、滾動軸承等等。廣義包括标準化的緊固件、連結件、傳動件、密封件、液壓元件、氣動元件、軸承、彈簧等機械零件。

5.通用件:通用件是指在不同類型或同類型不同規格的産品中可以互換使用,給予通用編号(或單獨管理)的整(部)件和元器件。

6.原材料:原材料是指企業在生産過程中經加工改變其形态或性質并構成産品主要實體的各種原料及主要材料、輔助材料、燃料、修理備用件、包裝材料、外購半成品等。

2總體需求

總體需求共分為兩大部分,首先描述MDM+ESB主資料治理方案的典型業務應用場景,分析企業痛點,以企業實際問題出發,以生産類(物料分組、物料、BOM)主資料為切入點,描述源頭資料抽取——資料清洗轉換——基礎資料落地——資料分發的全生命周期;其次是實際功能需求,包括主資料的大類劃分及ESB流程開發和預期達到效果等,現從企業整體主資料需求及功能需求總結如下。

2.1業務需求

随着各行業資訊化政策的不斷推進及各個企業決策者對資訊化的重視,資訊化系統不斷增多,孤島系統數量不斷增加,跨系統間業務處理頻繁,系統內建趨勢明顯,各系統之間資料分散、重複,未完全形成業務閉環,資料不一緻,難以進行整合,沒有形成資料資産,各系統間孤立的資料資訊不能為營運決策提供有效支撐,需要将企業内部主資料、基礎資料進行整合,形成業務閉環,形成企業資料資産。

制造主資料內建開發心得

通過上圖資料金字塔可以清晰的了解到企業資料都由哪些構成,其中靜态資料是指企業的參考資料,例如學曆(大學專科、大學大學、研究所學生等),主資料是指企業核心的關鍵型資料,例如典型的組織、人員、崗位。本次主資料治理項目甲方機關為某離散制造業,其主資料結構包含物料分組、物料、BOM等,對基礎資料治理整合後,基礎資料圍繞企業核心業務會産生交易型資料,如訂單、采購單等。而分析型資料是以主資料/參考資料為統一次元,對交易型資料進行分析統計,通常資料以圖表的形式展示。

無論分析型資料還是交易型資料,都是由主資料和參考資料構成的,是以MDM資料治理的重心也是在此,對主資料和參考資料實作全生命周期的管理,資料标準、資料品質、資料安全均為資料治理核心要素。

2.2功能需求

經過對該企業的業務調研及資料調研,現将其主資料劃分為四類,分别為人事類(組織、人員、崗位)、客商類(客戶、供應商)、生産制造類(BOM、物料分組、物料)以及知識類(知識産權),上述主資料将會從現有各應用系統以及線下Excel擷取基本資料資訊,并對資料進行資料清洗及資料落地後,最終同步至MDM主資料平台進行資料管理及分發。

以制造類主資料為例,以PLM産品全生命周期系統為生産制造類主資料的統一源頭,通過ESB企業服務總線開發資料同步流程,将資料落地在主資料管理平台内,從資料的産生到分發要保證一緻性、準确性、完整性,上下遊系統資料要統一,下文将從其中繼資料字段調研、實際業務模組化、內建流程開發層面進行總結。

3物料內建

對PLM産品全生命周期管理系統而言,将物料分為原材料、外協件、外購件、标準件、零部産品全生産件、制造零件等等,其中根據零件不同的屬性有一部分資料會作為零件的類型,而另一部分則會作為零件的大分類,産生物料分組,具體物料方面內建從字段調研、模型建立、流程開發總結如下。

3.1字段調研

對于PLM産品全生命周期管理系統來講,物料分為物料分組及物料基礎資訊(原材料、零部件、制造零件),需分别對上述四種中繼資料資訊進行調研,在調研時首先需在資料源頭系統對該子產品進行整體示範,并對該資料的資料狀态以及資料全生命周期進行細緻講解,一定要做到全場景覆寫,防止後續在初始化以及內建流程開發時出現資料問題,以物料主資料來講PLM系統會将物料分為原材料、零部件、制造零件,在此需要對不同的物料考慮其物料之間的關聯關系,便于後續中繼資料模組化時預留出相應字段進行展示,另外需對PLM系統物料主鍵進行接收,友善後續反查。

中繼資料字段資訊确認後,需整理出對應的中繼資料檔案,例如《物料中繼資料及參考資料資訊》,并依次傳遞與PLM系統以及下遊接收其物料資料資訊系統進行确認,如果條件允許需全程有客戶參與,友善後續藍圖工作推進。至此中繼資料調研工作還沒有結束,因資料消費系統需接收資料,要保證主資料分發到下遊系統時該系統能對資料進行儲存且資料狀态為有效狀态,是以主資料要管理各業務系統中繼資料資訊交集的合集,最終将中繼資料資訊交于客戶進行最終定版确認,至此字段資訊調研結束,其中繼資料調研成果如下:

制造主資料內建開發心得

3.2模型建立

在MDM主資料管理平台來進行功能模型建立一定是在所有中繼資料字段資訊調研完成後開展模型建立工作,這樣有利于從全局來考慮資料結構及關聯資訊,對于資料模型确認提供正确指導,由于PLM系統物料分為原材料、零部件、制造零件,是以需要對該物料的共同屬性進行提取,例如原材料、零部件、制造零件中均包含重量以及機關等資訊,需将此中繼資料資訊進行提取,放到基礎資訊分組内,防止該資訊進行多次維護問題,同時便于ESB同步內建流程對于資料的處理。

3.3流程開發

物料內建流程的開發具體分為初始化流程、同步流程以及資料分發流程,在內建流程開發時應從工程、流程命名起進行限制,如在開發過程中源頭及各業務廠商系統不能第一時間提供接口,需和各業務廠商定義資料出參資訊,如和PLM系統定義資料對接方式,通常主資料采用三種形式,具體如下:

1.第一種是推的形式,在PLM系統資料确認釋出後綁定ESB應用內建流程直接将資料推到內建流程内;

2.第二種為拉的形式,該形式一般為提供資料源頭系統無法二次拓展源碼,隻能采用拉的形式,由ESB建立定時流程通過接口拉取PLM系統資料,不建議此種方式對接,因為不能進行資料實時同步,如果采用此種形式需和客戶進行确認并在藍圖文檔内進行展現,防止因為資料無法實時同步問題進行需求變更而影響項目驗收。

3.第三種為推拉的形式,在PLM系統資料确認釋出後綁定ESB應用內建流程推一條唯一值(編碼/ID)到內建流程内,另外PLM系統需提供單條資料擷取接口,在內建流程内根據ID去反查該條物料資訊,擷取後再進行資料的轉換處理。

4BOM內建

BOM物料清單從不同的系統來看,BOM的含義具有一定的差别。從研發人員來看,研發人員主要在CAD系統中繪制産品總成圖或部件圖,BOM是一種産品結構的技術描述檔案,它表明了産品元件、子件、零件直到原材料之間的結構關系,以及每個組裝件所需要的各下屬件部件的數量,偏重于産品資訊的彙總,如明細表。從工藝管理上看,BOM不是技術檔案,而是計劃檔案或指導生産檔案,包括加工工序卡、鍛鑄熱處理卡、工裝材料等彙總資訊,現從BOM的結構剖析、模型建立、流程開發總結如下。

4.1BOM剖析

BOM大體分為設計EBOM、工藝PBOM及制造MBOM,BOM小類在這裡不去細分,本次主要介紹BOM格式的轉換、EBOM轉換PBOM、PBOM轉換MBOM的整體過程,EBOM去掉外購件和外協件,增加工藝件元件或者調整目前EBOM結構完成EBOM到PBOM的轉換。EBOM更多是設計工程師根據CAD制圖軟體在CAD進行設計的,而PBOM更多是來源于PDM系統或者PLM系統,它們都是對産品零部件屬性的描述。

制造主資料內建開發心得

PBOM去掉實際生産過程中的虛拟件,添加工藝設計以及工藝物料,完成PBOM到MBOM的轉換。雖然PBOM和MBOM都是描述産品結構及構成,但是二者存在巨大的差異,MBOM除了産品構成外重點描述的是産品的制造過程和制造工序等。

制造主資料內建開發心得

除此之外MBON除了正常構成的物料外還包含了産品相關的消耗品,如加工消耗品(毛坯、工藝用品、用劑)、機加功及(模具、道具、夾具)等等。

4.2BOM結構

BOM模型的建立主要考慮EBOM、PBOM以及MBOM之間的關聯關系,通過對PLM系統的調研,BOM在主資料的管理一般會采用樹形表格功能模型,通過主表和從表的互相關聯來确定BOM的層級結構,其中BOM最重要的資料屬性為BOM的層級關系及數量,由上述屬性來确認BOM的結構資訊,就目前的PLM系統來說,對于BOM應該建立PBOM(工藝資訊及工序)主資料、EBOM及MBOM,其關聯為MBOM基于EBOM生成且MBOM關聯PBOM,為一對一的關聯關系,在實際的內建流程開發時應注意其BOM版本的處理。

5心得體會

通過本次與PLM系統的頻繁對接,對其業務系統以及公司的主資料治理方案有了一定了解,也為後續主資料治理項目做了沉澱,在實際項目實施與産品開發完善過程中也暴露了自身的諸多問題,現從經驗積累、業務積累以及産品開發心得層面總結如下。

5.1經驗積累

通過這個項目的實施工作,對主資料治理項目有了更進一步的了解,清晰地認識到了主資料治理項目及企業應用內建的難點。主資料治理項目的實施同其它行業一樣,實施難點在于對業務不夠了解,隻有将企業的整體營運模式吃透後才能對主資料治理及企業應用內建實施更加得心應手。

5.2業務積累

5.3産品心得