基于ＥＲＰ对企业虚拟制造的研究

【摘 要】虚拟制造是通过计算机应用虚拟模型来模拟产品的外形、性能以及功能。本文把企业资源计划系统和虚拟制造系统结合起来,实现一个智能的、高度集成化的企业环境。

【关键词】虚拟制造;ERP;虚拟模型

中图分类号:TP18 文献标识码:A 文章编号:1009-8283(2009)05-0109-01

1 引言

虚拟制造是实际制造过程在计算机上的映射,即采用计算机仿真与虚拟现实技术,在高性能计算机及高速网络的支持下,在计算机上群组协同工作,实现产品设计、工艺规划、加工制造、性能分析、质量检验,以及企业各级过程的管理与控制产品制造的本质过程,以增强制造过程中各级的决策和控制能力。再将虚拟制造系统集成ERP子系统的基本思想,把企业作为一个有机整体,从整体优化的角度出发,运用科学的方法,对企业各种制造资源和产、供、销、财务等各个环节进行合理有效的计划、组织、控制和调整,使它们在生产过程中协调有序并充分发挥作用,从而提高整个企业的管理水平和经济效益。

2 企业的ERP管理模块

基于ERP的企业虚拟制造是以ERP为企业全局数据库的平台,通过集成接口与产品的设计阶段建立联系,虚拟制造根据产品设计的需要,通过集成接口从ERP获得需要的产品外形、性能、规格等信息。

ERP子系统设计主要围绕供应链管理、生产管理、财务管理这三条主要干线进行。这三条干线其实就是传统制造业业务处理的主流业务,在虚拟制造这样需要在系统的软件环境中围绕这三条主线规划与实现。如图1所示。

围绕这三条主线子系统的模块主要划分为:

1)进销存管理模块系列。包括库存管理、销售管理、采购管理及分销资源计划等。

2)生产管理模块系列。包括制造标准、主生产计划、物料需求计划、能力需求计划、车间作业管理、重复制造生产管理、质备管理等。

3)财务管理模块系列。包括总帐管理、应付帐款管理、预算会计、现金管理、帐簿固定资产管理、工资管理及成本会计等。

4)其他。人力资源管理、技术管理、经营预测管理系统、决策系统和系统管理、工作流管理等。

3 模型数据库的管理

建立一个网上虚拟产品模型数据库,其中存储了产品模型的各种数字信息,包括产品结构信息、工艺信息、设计分析信息以及各个信息所对应的应用,整个产品可以看成是由所有这些特征信息共同构成的。

建立网上虚拟产品模型数据库后,设计人员和具有权限的用户可通过标准数据访问接口实现对数据的访问。

在系统中它提供3个基本机制:

1) 特征信息注册机制:各个应用所产生的特征信息域通过注册机制实现模型关联。注册信息包括信息类型和格式、产生应用、信息的标准转换接口等。

2) 信息提取机制:可根据外部需求,通过产品模型框架找出所需的特征信息域,并根据注册信息,从网络数据库中查询提取出相应产品模型,提交给用户和设计人员。

3) 信息更新机制:根据市场需求,应对产品数据库进行不断地更新。在这一过程中,通过数据间的约束关联机制保证数据的一致性、完整性和连续性,维护模型各特征信息域间的关系,实现数据的同步更新。

4 基于ERP的虚拟制造系统开发模型

技术人员和用户根据ERP的产品需求信息进行抽象和综合,利用虚拟现实技术通过计算机仿真出产品的数字化原型。技术人员和用户通过评价体系评价产品的数字化原型,根据评价结果不断的调整数字化原型,直到抽象和综合出的数字化原型符合实际产品或用户要求。首先将输入到虚拟设计平台进行虚拟设计,完成后输出到虚拟加工平台进行仿真分析(包括力学、热力学、运动学、动力学、电磁兼容性等)、工艺规划、虚拟加工、虚拟装配和可加工性分析(包括性能分析、费用估计,工时估计等)。虚拟加工平台输出的信息反馈回虚拟设计平台,对产品的虚拟设计进行修正。虚拟生产平台对产品的数字化模型进行生产环境的布局设计及设备集成、工厂生产计划及调度的优化,进行可生产性分析,同时将上述信息反馈回虚拟设计平台和虚拟加工平台,修正这两个平台的相应输出。虚拟测试平台和虚拟使用平台接受上游过程输出的数字化模型进行虚拟测试、虚拟使用,并将信息反馈回上游过程改进产品的设计制造装配。虚拟制造系统输出产品最终数字模型到实际制造系统即工程制造中心进行实际的制造。

工程制造中心接收虚拟制造系统输出的最终数字模型,经过最终数字模型处理单元处理后,直接将处理数据发送到产品工艺、生产调度和或数控加工中心并行协同的进行实际产品工艺规划、生产调度和加工制造。这样不仅上一阶段的工作成果可以直接转化为现实生产力,而且缩短产品制造周期,提高产品的生产质量,减少产品的返工率和材料的浪费,降低了产品生产成本。同时,工程制造中心即实际制造系统将信息反馈到虚拟制造系统中,实现自我调节、自我完善、自我改造和自我发展。

5 结论

不同的企业由于产品结构和生产工艺不同、企业规模不同、企业的所有制和组织机构不同,因此在管理的具体制度和业务流程上会有所差异。即使是同一个企业,随着科技进步和市场需求的变化,企业的管理方式和方法也必须随之改变。因此,如何把一个企业的管理映射到计算机集成系统中,即实现系统用户化并能正确运行,是企业实施计算机管理成败的关键。将ERP系统集成到虚拟制造系统中,在进行虚拟产品的制造过程中强调设计人员之间的协同制造,采用数据仓库和数据挖掘技术,对市场信息进行挖掘后进行统筹规划,从而合理地进行企业内部的计划和资源的最优化分配。

参考文献:

[1]罗鸿,王忠民. ERP 原理\\设计\\实施[ M] .北京: 电子工业出版社,2003. 34 - 38.

[2]李珊等.虚拟制造技术[J] .计算机应用研究,2001,(3):1-3.

[3]唐德合.虚拟制造技术及其在制造业中的应用[J] .精密制造与自动化,2003,1:9-11.

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