發展PDM與ERP之整合架構去分析物料對於多重構形產品設計變更之影響

行政院國家科學委員會專題研究計畫 成果報告

發展 PDM 與 ERP 之整合架構去分析物料對於多重構形產品 設計變更之影響

計畫類別： 個別型計畫

計畫編號： NSC91-2213-E-011-059-

執行期間： 91 年 08 月 01 日至 92 年 07 月 31 日 執行單位： 國立臺灣科技大學工業管理系

計畫主持人： 歐陽超

報告類型： 精簡報告

處理方式： 本計畫可公開查詢

中 華 民 國 92 年 8 月 28 日

發展 PDM 與 ERP 整合架構去分析物料對多重構型之產品設計變更之影響 Developing a PDM & ERP Integr ated Fr amewor k to Analyze the Influenced

Mater ials Inventor y for an Engineer ing Change of a Multi-Configur ation Product

計畫編號：NSC 91-2213-E-011 -059 執行期限：91/08/01-92/07/31

計畫主持人：歐陽超 國立台灣科技大學工業管理系

摘要

本研究之主要目的是在分析與建構 PDM 與 ERP 之整合架構以分析在多構型 產品環境下工程變更時之物料影響分析，亦即當設計者在 PDM 系統進行工程變 更時，該系統能快速地將 ERP 系統之影響物料資訊提供給設計者作為設變決策 之參考。本研究希望藉由修正之 Wang & Li 方法將 PDM 系統中的工程料表先有 系統地轉為 ERP 系統中的製造料表再運用此階段轉換機制內的資訊去分析整合 工程料表及製造料表之關聯資料並配合通用型料表(Generic BOM,GBOM)觀點 運用建構出延伸式通用型料表資料庫(Extended-GBOM Database)以提供連結 PDM 系統與 ERP 系統之溝通橋樑並延伸建構出增進工程變更決策效率之工程變 更影響物料評估模式。另外在建構工程變更物料影響評估系統的階段，本研究是 運用一企業應用程式整合系統將工程變更物料影響評估模式內的企業活動透過 此系統整合起來。最後，本研究並計劃使用所發展之理念，運用商用(Third Party) 之 PDM、ERP 及 EAI(Enterprise Application Integration)軟體，以三層式之架構進 行實作。

關鍵詞：大量客製化、工程變更、產品資料管理(PDM)、企業資源規畫系統

（ERP）、企業應用系統整合(EAI)、、通用型料表(Generic BOM,GBOM)。

Abstr act

Engineering change (EC) probably is one of the most time critical tasks faced by the design department during the life cycle of a product. The task might be even more complicated if the information such as the level of impact on the material inventory should be considered during the EC stage. In this research, a bridge has been built to link the gap between the design information and inventory information to support the inventory impact analysis.

A modification of a developed method to transfer a design related information (Engineering BOM, EBOM) stored in a product data management (PDM) system to the inventory related information (Manufacturing BOM, MBOM) stored in an ERP system was proposed. Then a Generic BOM data framework was developed to reduce the size of the ERP MBOM data for a multi-configuration product. An integration

framework applying the proposed methods has been developed to integrate two commercial PDM and ERP systems. Finally, the proposed concepts have been applied to analyze the influenced inventory for an engineering change project.

Key Wor ds: Engineering Change, Engineering bill of material (EBOM), Manufacturing bill of material (MBOM), Generic bill of material (GBOM)

1. 研究目的

在產品多構型環境下，面對工程變更活動頻繁、工程變更複雜度增加及 PDM 與 ERP 核心資訊系統資料不一致性、分散性及流程多樣性等種種困難，當一個 工程變更需求情況發生時，如能提供快速、正確且完整之該工程變更物料影響資 訊提供給工程變更決策者將可有效地減少工程變更決策錯誤之機率並可以緩衝 此項變更對整個生產系統如存貨庫存及其他訂單之衝擊影響

_[3]

2. 研究方法與架構

本論文之研究方法整體架構如圖 1 所示。以下吾人依階段對此研究方法的內 容、目的及進行步驟介紹如下。

於問題定義階段，如圖中所示，吾人首先藉由相關文獻分三個方向:工程變 更對生產系統的影響、產品相關資訊溝通狀況以及工程變更決策效率去探討工程 變更決策時之資訊整合面以及資訊支援面的問題。經定義問題後，吾人提出建構 工程變更資料整合模組與工程變更物料影響評估系統來解決相關問題。

工程變更問題—系統管理面之探討 工程變更問題定義階段

相關文 參考 獻探討

設計/製造的資訊 溝通狀況 工程變更對生產

系統之影響

工程變更之決策效率

工程 變更 問題 規劃 階段

工程變 更資料 整合 環境

解決傳統設計/製造 BOM的建構方法

提出工程變更 物料影響 評估模式

工程變更資料整合 模組實作階段

PDM DB (E-BOM)

ERP DB (M-BOM) 建立M-BOM資料

Extend- GBOM DB Output

工程變更物料影響 評估系統實作階段

提出工程 變更需求

工程變更需求 物料影響資訊回饋

工程變 更物料 影響評 估模式 規劃Extend-

GBOM Schema

建立Extend-GBOM DB

Actio n1 Begin

Actio n2 End

po rt 1 Component 1 Bizta lk O r chestr a tio n

Design er

Data Extracton Application

po rt 2 Component 2

搜尋E-BOM 與M-BOM 之相關性

搜尋相關影響料件 建立工程變更

物料影響 評估流程 提供 E-BOM

與M-BOM 之相關性資訊

料表統一轉換機制 之應用

應用GBOM 觀點 根據修正之

W-L法 規劃M-BOM

Input

圖 1 研究方法整體架構

於工程變更問題規劃階段，吾人主要是在進行建構工程變更資料整合模組與 工程變更物料影響評估系統之所需的前置步驟。前置步驟包括有以 W&L 修改方 法建立 E-BOM 轉 M-BOM 之統一轉換機制

_[2]

_[1]

於工程變更資料整合模組實作階段，吾人先以 MS SQL Server 2000 環境建 立本研究之 Extended-GBOM，跟著並使用 Visual Basic 6.0 程式語言來開發一應 用程式整合模組，該應用程式整合模組的功能是可跟 PDM、ERP 系統的資料庫 做存取資料的動作以及時更新 Extended-GBOM Databses 內的資料。該應用程式 整合模組透過 ADO（ActiveX Data Object）物件使用 Oracle、SQL Server 的 ODBC

（Open DataBase Connectivity）驅動程式來跟 PDM、ERP 系統的資料庫做存取 的動作以及時更新 Extended-GBOM Databses 內的資料。

在工程變更物料影響評估系統實作階段，本研究運用一企業應用程式整合系統

（Enterprise Application Integration, EAI）將工程變更物料影響評估模式內的企業 活動流程透過此系統整合起來，該系統的功能是當工程變更需求發生時，決策者 輸入設變需求後，此整合系統會先到 Extended-GBOM Database 找尋所牽涉到的 零組件、父層零件與子層零件，再根據這些零組件至存貨主檔內找尋所有牽涉到 的物料存貨狀況，最後再將這些資訊提供給決策者以做出明確與快速的決策。

3.工程變更物料影響評估系統的實作

工程變更物料影響評估系統之目的是在於當發生工程變更時，能夠快速地分 析該筆工程變更對物料存貨、該物料的父子階層或甚至整個產品族的影響。本模 組是在 Windows 2000 Server 的環境下，使用 Microsoft BizTalk Server 2000 來當 作企業應用程式整合（Enterprise Application Integration, EAI）系統，並運用 BizTalk Server 所提供的 BizTalk Orchestration Design 來規劃 XLANG 商業描述語 言，讓內部人員使用簡單的 Visio 介面繪製圖形以表示當發生工程變更時所產生 的企業處理流程，其系統架構圖如圖 2

首先吾人使用 BizTalk Orchestration Design 規劃工程變更企業流程，其中分 為四個作業（Action）：

提出工程變更需求

Begin

搜尋E-BOM與 M-BOM之相關性

End

Port 1 Biztalk Or chestr ation

Designer

Port 2

Extend-GBOM

DB

ERP DB (Inventory)

BizTalk Message

物料影響資訊回饋

XML Files 搜尋相關影響料件

資訊

Port 3

Port 4

VB Client端應用程式

VB Client端應用程式

圖 2 工程變更物料影響評估系統的架構圖

（1） 作業一（提出工程變更需求）：此部分僅做接收（Receive）的動作，

接收外部工程變更需求輸入的 VB Client 端應用程式傳送進來的工程 變更需求資料，而且當有資料從輸入的 Client 端應用程式傳送入給 ASP 網頁時，ASP 會產生一個 BizTalk 的 Interchange 物件 ，並透過 該物件的一個 SubmitSync 成員函式，立即把訊息字串傳送給已經定 義好的 Channel，再透過 Channel 傳送給連接 Port，而這個 Port 就是 XLANG 上所定義的 BizTalk Message，當這個接收（Receive）的 BizTalk Message 被啟動後，接下來 BizTalk Server 就會啟動 XLANG Scheduler Engine 來繼續執行接下來的 XLANG 動作。

（2） 作業二（搜尋 E-BOM 與 M-BOM 之相關性）：在作業一所接收到的 資料在作業二會被當作 COM Component 的函數之引數（Argument）

傳送進來，接著 COM Component 會根據此傳送進來的物料 ID 去 Extended-GBOM Database 搜尋相關的影響料件資料，再將結果用 XML 字串（XML string）的方式傳回給 XLANG Scheduler Engine。

（3） 作業三（搜尋相關影響料件資訊）：在作業二所找到的 M-BOM 資料 會被當成作業三的 COM Component 函數之引數（Argument）傳送進 來，接著 COM Component 會根據這些傳送進來的 M-BOM 之物料 ID 去 ERP 的存貨檔搜尋相關料件的存貨資訊，再將結果用 XML 字串

（XML string）的方式傳回給 XLANG Scheduler Engine。

（4） 作業四（物料影響資訊回饋）：最後此作業會將作業二與作業三接收 的 XML 字串用 BizTalk Message 儲存成 XML File，並在儲存的同時 也把檔案儲存的 URL 傳送給 VB Client 端應用程式，此時 Client 端應 用程式就會啟動 IE Browser 來連結 Server 傳送過來的 URL，此時 IE Browser 會利用 XSLT 將該 XML File 轉換成閱讀較方便的 HTML 表

格方式，以提供給決策者讀取使用。

4 實例解析

步驟一 建立 PDM 系統的產品結構資料

首先將「排量調節組產品家族」各零組件資料建立於 PDM 系統內，其中 包含零組件 ID、零組件名稱與其零組件相互的關聯性，以圖 4 明各零組件間 的關係。

圖 4 PDM 排量調節組產品家族零組件的架構圖

步驟二 建立物料的存貨資料

於 ERP 系統中建立產品結構資料，即製造料表前，必須先為該產品及其組 件建立好廠內所屬的品號資料，資料包含有零組件的品號、品名、規格、貨號以 及其庫存狀態等，分別以圖 5、圖 6 來表示品號資料的內容。

圖 5 品號基本資料 1 步驟三 建立 ERP 系統的產品結構資料

當零組件品號建立完成後就可使用 ERP 系統的產品結構管理來建立各零組 件之間的關連，吾人即利用所轉換出來的製造物料清單實例，將其所有的產品家 族建立在 ERP 系統的產品結構資料內，如圖 7 示。

圖 6 品號基本資料 2

圖 7 ERP 系統排量調節組產品家族的產品結構資料

步驟四 執行工程變更物料整合常駐程式

當本研究之系統所需資料建立完成後，吾人即在 Extended-GBOM 的伺服器 上執行工程變更物料整合模組的常駐程式，來主動搜尋 PDM、ERP 的資料，並 整合在 Extended-GBOM Database 中。執行中若使用者未加以設定該常駐程式之 時間區隔，此常駐程式被預設為每隔五分鐘即檢查一次 PDM 系統內的工程料表 資料與 ERP 系統內的製造料表資料，並進行更新 Extended-GBOM Database 的資 料，在執行工程物料整合常駐程式後，由圖 7、圖 8、圖 9 與圖 10 中吾人可以發 現 到 Extended-GBOM Database 裡 的 E_BOM 、 E_ADBOM 、 M_BOM 與 M_ADBOM 四個 tables 內的資料已更新完成。

圖 7 常駐程式執行完呈現在 E_BOM 的結果

圖 8 常駐程式執行完呈現在 E_ADBOM 的結果

圖 9 常駐程式執行完呈現在 M_BOM 的結果

圖 10 常駐程式執行完呈現在 M_ADBOM 的結果

步驟五 使用 BizTalk Orchestr ation Design 規劃 XLANG 商業描述語言 本步驟將所討論出的工程變更物料影響評估模式用 BizTalk Orchestration Design 描繪出來，其 XLANG 的 Vision 介面流程圖如圖 11。

圖 11 XLANG 的 Vision 介面流程圖

步驟六 輸入欲變更的物料 ID

吾人使用自行撰寫的 VB Client 端應用程式來當作系統的輸入介面（如圖 12），使用者在文字框內輸入欲更改的物料 ID，送出後系統會將此資料傳送給 Web 伺服器，Web 伺服器再傳送給 XLANG Scheduler Engine 來啟動步驟五所規 劃好的流程，讓 BizTalk Server 主動對資料作搜尋的動作。

圖 12 工程變更物料影響評估系統的 VB 輸入介面

步驟七 資訊回饋與決策

等搜尋結果完成後，XLANG 的第四個作業就會把物料影響的資訊儲存成 XML File，並且將它存放的 URL 傳送給 VB Client 端應用程式，來啟動 IE 連結 此 URL。圖 13 為 Server 處理完畢將 URL 網址傳送回來並呼叫 IE Browser 來啟 動連結，並透過 XSLT 將 XML 轉換成 HTML 表格的畫面。

圖 13 透過 XSLT 將 XML 轉換成 HTML 表格

5.結論

本研究之主要貢獻為:

（1） 發展一個 PDM 至 ERP 系統工程變更物料影響評估作業流程及相關影 響料件資訊整合架構去支援多重構型產品之工程變更作業，以協助縮 短工程變更時間。

（2） 提出一個將工程料表轉換成製造料表的統一轉換模式，並分析歸納工 程料表轉換成製造料表所需考慮的資訊以支援工程變更影響物料搜 尋及簡化工程變更影響料件資訊搜尋時間。

（3） 建立儲存工程料表轉換成製造料表之統一轉換模式所需參考的產品 相關資訊之資料庫，協助研發設計部門人員了解工程變更對於物料會 產生哪些影響。

（4） 針對工程變更物料影響評估作業流程的特性提供出一個三層式架構 工程變更物料影響評估系統。

參考文獻

[1] J. T. Jiao, M. Mitchell, M.Qinhai and Z. Yi, “Generic Bill of Materials and Operations for high-variety production management”, Concurrent Engineering Research and Applications, Vol. 8, No. 4, pp297-321, 2000.

[2] H.P.Wang, J.K. Li, Computer-Aided Process Planning, “Elserver Science Publishers B.V.”, 1991.

[3] C.Ou-Yang, C.W. Chang, “Developing an integrated intelligent framework to support an engineering change process for an axial piston pump”, Int J Adv Manuf Technol, 15, pp345-355, 1999.