集成产品与工艺工程（iPPE）

数据管理是企业数字化（\o"信息化"信息化）建设的基础。在\o"ERP"ERP等管理信息系统实施时，有一项非常重要的数据管理工作——物料的编码。物料编码需要有相应的编码规则做指导，这项工作看似简单，却经常折磨着企业的编码人员。有些企业，因为物料编码比较随意，或是编码规则不合理，时常导致一料多码或一码多料的情况。

物料编码规则

大体来说，物料编码的规则主要有以下三种：

（1）流水号。物料编码全部采取流水号，先产生的物料先编号，后产生的物料，则依照其顺序依次递增编号。流水号式的编码规则，如果企业的物料不多，可以考虑采用。一旦企业的物料很多，全无结构和意义可言的流水号，越往后发展，物料编码越容易混乱。

（2）分类号。分类号式编码规则，根据物料的相关特性，分别按其所属的大类、中类、小类各自编码，大类编码、中类编码和小类编码的组合就是该物料的物料编码。以汽车发动机活塞为例，它在大类上属于动力总成件，对应的大类编码为20；它在中类上属于发动机件，对应的中类编码为10；它在小类上属于发动机活塞，对应的小类编码为009；组合起来，其物料编码为2010009。按分类号来做物料编码，结构化很强，但随着物料的增多，有可能号码不够用，其扩展性比较差。

（3）分类号与流水号的组合。这种编码方式，兼顾了分类号和流水号的优点。即，物料编码的前半段采用分类号（大类编码+中类编码（或+小类编码）），后半段采用流水号。通常来说，分类号与流水号的组合式物料编码规则，是大多数企业所采用的编码方式。

产品结构系统

分类号与流水号相组合的物料编码规则，如果要具有更强的结构化和系统性，且在产品的全生命周期都能有较好的一致性和扩展性，分类号就必须保持长时期的一致和稳定，这需要通过产品的模块化设计来保证。在制造行业的领先企业中，又把模块化产品结构称为产品结构系统（ProductStructureSystem，PSS）或通用产品结构（GenericProductSystem，GPS）。

图1某汽车企业产品结构系统示例

如图1所示，产品结构系统分别从模块、功能组、功能位置等三个层次，从大到小，由粗到细，高度抽象地描述了产品的结构化模型。对于某个产品家族而言，该结构模型是一致和唯一的，应用于该产品家族的全生命周期。以后即使有调整，也只能是局部新增，而不能删除或修改。

对于某个具体物料而言，该产品结构系统类似于物料在产品上的坐标系，同一坐标下的不同物料，根据物料产生的先后顺序（位置点），分别以流水号表示。这样一来，某个物料的物料编码就等于该物料的产品结构编码（坐标）与位置点流水号的组合。

以某车型的方向盘圈A款为例，它所对应的产品结构代码是4110101（模块+功能组+功能位置），其位置点流水码为001，于是，方向盘圈A款的物料代码为4110101001。

基于产品结构系统的物料编码，其结构性高，可读性强，且维护方便。对于现有的物料，通过其物料编码的前几位，也就是其产品结构代码，就可以知道该物料属于哪个产品家族的哪个模块的哪个功能组的哪个功能位置，该物料所具有的功能也就清楚了；再根据其物料编码的后几位，就可以大体知道该物料在其所在产品家族中的生成顺序。如果要给一个新的物料制定其物料编码，只要找到它所对应的产品家族、模块、功能组和功能位置，就可以知道其所对应的产品结构代码，再根据同类物料的存在情况，就可以非常方便地给出所对应的功能位置点流水码。

集成产品与工艺工程

根据上述架构设计理念，很多软件厂商也开发了相应的\o"产品数据管理"产品数据管理解决方案。本文中，笔者就以SAP公司所开发的集成产品与工艺工程（IntegratedProductandProcessEngineering，iPPE）为例，谈一谈此类解决方案的特点。

iPPE是SAP公司针对汽车、家电、工程设备等产品变式（种）比较多、物料数量很大、生产工艺是基于节拍的重复式制造等细分行业的产品数据需求而开发的数字化解决方案。在笔者看来，iPPE中所谓的“i（Integrated，集成）”，主要指这么几个方面：

（1）在同一个数据模型和操作界面中将“可配置”与“变式”等结构要素进行集中式管理。以产品结构为例，它将可配置物料及其对应的物料变式进行集中式管理。

（2）在同一个数据模型和操作界面中将产品结构、工艺过程和工厂布局等产品核心数据进行集中式管理。其中，产品结构表示产品是怎样构成的，工艺过程表示产品如何生产的，工厂布局则代表加工作业在哪里进行。这样一来，iPPE可以在同一个操作界面中管理所有与产品制造有关的基础数据。

（3）在同一个数据模型和操作界面中，将\o"产品生命周期"产品生命周期各个阶段的产品数据，比如，概念阶段的需求结构、设计阶段的功能结构和生产准备阶段的物料结构，等等，集中地进行管理。

从数据类型和应用领域来看，iPPE中的产品数据包括产品结构、过程结构和工厂布局。下面，笔者先以产品结构为例，来看看iPPE是如何来管理产品结构数据的。

从形式上看，iPPE的产品结构采用的是树形结构，分别以访问节点（AccessNode）、视图节点（ViewNode）、结构节点（StructureNode）等形式的节点来描述产品的结构。

图2iPPE中的产品结构示意

如图2所示，访问节点是树形产品结构的最顶层节点。在实际应用中，访问节点可以代表某个产品家族，它可以用可配置（产品）物料来表示。视图节点类似于前文所讲的模块或功能组，它也可以根据实际需要采用多级（多层）；另外，视图节点也可以根据产品数据的用途来组织，比如，针对特定工厂的MRP运行，等等。结构节点类似于前文所讲的功能位置，在实际应用中，它对应的是构成产品的各种部件，它们也可以是可配置物料，可以有不同的物料变式。

从数据类型来看，iPPE产品结构中的数据类型有节点、变式、关系和替代（或借用）。所谓变式，指的是该节点可能有多种变种，访问节点和结构节点等类型的数据都可以有变式。所谓关系，指的是不同节点之间的关系，比如上下关系、先后关系，等等。替代或借用，主要用于产品结构中的通用件，它们可以以总成的形式来维护。

图3iPPE中的节点、变式和关系

如图3所示，图形界面的左边是以树形结构所表示的各类节点（访问节点、视图节点和结构节点），及其各节点之间的关系（图3表示的是节点之间的上下关系，如果是工艺过程结构，则还存在不同作业或工序之间的先后关系、替代关系）。在图形界面的右边，右上部显示了选定节点的抬头信息，比如节点的名称、描述、所属分类，等等；右下部是详细信息区，显示了选定节点的详细信息，如该节点所存在的变式及变式所对应的物料、对象的相关性、分类特性、关系，等等。

图4iPPE中的总成和替代

在企业的产品家族中，不同产品之间往往会尽量共享某些通用件，以提高零部件的通用化率。在iPPE中，这些通用件可以特殊的节点——总成的形式来表示。如果这些总成借用的是其他产品家族的，则可以替代或借用件的形式来维护，其结构示意可参见图4。

除了产品结构，iPPE还可维护产品制造所需要的工艺路线（过程结构）和工厂布局，它们组合在一起，形成了产品的生产版本或产品数据结构，具体可参见图5。

图5产品结构、过程结构与工厂布局之间的关系

过程结构，也就是产线形式的工艺路线，在iPPE同样以树形结构来表示，它的结构要素有子工艺路线、产线工序和产线作业，而每个作业可以维护其操作模式数据，用于描述该作业所需的人员、工具，等等。工艺路线中的工序或作业，可以是串行或并行，也可以是相互替代关系。工序或作业可维护其分类和相关性，以形成超级工艺路线。

工厂布局所表示的是工艺路线中各作业所执行的场所，其作用类似于离散型制造中的工作中心。工厂布局的结构要素有产线分段和工作区域，其层次和数量划分可以根据作业管理的需要来定。

结语

最后，需要