文／梁聰明，王淑琴，劉志敏·湖北神力鍛造有限責(zé)任公司

公司作為汽車前軸和發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸生產(chǎn)制造傳統(tǒng)鍛造企業(yè)，信息化基礎(chǔ)薄弱，信息電子化作為傳統(tǒng)的生產(chǎn)經(jīng)營管理已不能在當(dāng)前企業(yè)生存環(huán)境下獲得突破。將生產(chǎn)線(設(shè)備)進(jìn)行在線數(shù)據(jù)信息的聯(lián)機(jī)統(tǒng)計(jì)、分析、決策納入?yún)f(xié)同管理，實(shí)現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)過程智能化、裝備數(shù)字化、管理和服務(wù)信息化等，推進(jìn)企業(yè)實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)、持續(xù)改善發(fā)展戰(zhàn)略，加快企業(yè)轉(zhuǎn)型，實(shí)現(xiàn)智能升級。本文立足鍛造行業(yè)，闡述了數(shù)字化、智能化、物聯(lián)網(wǎng)等相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用與部署，從而實(shí)現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營智造協(xié)同管理。

近年來，公司在前軸鍛造及后加工業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展，在國內(nèi)市場乃至國外市場都有一定的競爭力。當(dāng)下面臨疫情、芯片短缺、需求減少、產(chǎn)能過剩、客戶關(guān)系等諸多因素，企業(yè)出現(xiàn)保生產(chǎn)、穩(wěn)生存的危機(jī)。數(shù)據(jù)時(shí)代下，企業(yè)除了比較先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)，目前運(yùn)營管理還在依靠電子化手段，已不能適應(yīng)市場高速發(fā)展的需要，使得企業(yè)工作效率、市場競爭能力和經(jīng)濟(jì)效益不斷降低。為落實(shí)高效率、高質(zhì)量和低成本要求，生產(chǎn)運(yùn)營、制造裝備的科學(xué)管理等亟需數(shù)字化、信息化的建設(shè)及企業(yè)各管理板塊的協(xié)同。

當(dāng)前企業(yè)信息化建設(shè)現(xiàn)狀

研發(fā)管理現(xiàn)狀

研發(fā)管理作為公司發(fā)展的驅(qū)動(dòng)流程之一，其質(zhì)量、效率對于公司的發(fā)展速度具有極大影響力。研發(fā)管理流程一直沿用原有模式(圖1)進(jìn)行，主要表現(xiàn)為產(chǎn)品研發(fā)流程缺少閉環(huán)管理，研發(fā)數(shù)據(jù)沒有進(jìn)行集中管理，安全性低，協(xié)同性差，產(chǎn)品BOM 目前仍然依靠手工輸出與人工管理，在與ERP 對接BOM 時(shí)效率低、易出錯(cuò)；在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝文件管理和存儲(chǔ)方面存在信息孤島，導(dǎo)致技術(shù)資料的完整性、準(zhǔn)確性和一致性缺少關(guān)聯(lián)性，相關(guān)技術(shù)說明無法找到，且變更管理不規(guī)范，執(zhí)行效率低，組織生產(chǎn)易造成制造成本和時(shí)間的浪費(fèi)；零件信息、配置、文檔、CAD 文件、權(quán)限信息等不能協(xié)同管理導(dǎo)致交互作業(yè)時(shí)出現(xiàn)數(shù)據(jù)失真，數(shù)據(jù)之間沒有關(guān)聯(lián)性，找到產(chǎn)品模型后，相關(guān)技術(shù)說明無法找到，且產(chǎn)品研發(fā)部門和生產(chǎn)制造部門之間的數(shù)據(jù)發(fā)布仍停留在手工紙質(zhì)發(fā)布階段，信息獲取不及時(shí)、不準(zhǔn)確，對產(chǎn)品的生產(chǎn)和及時(shí)交付造成較大風(fēng)險(xiǎn)；需要重建費(fèi)時(shí)費(fèi)力，圖、文檔管理存儲(chǔ)于個(gè)人用終端電腦中，面臨數(shù)據(jù)存儲(chǔ)安全以及保密的風(fēng)險(xiǎn)；系統(tǒng)及平臺未統(tǒng)一管理，標(biāo)準(zhǔn)化執(zhí)行率低。

圖1 原有研發(fā)管理流程

設(shè)備管理現(xiàn)狀

我公司設(shè)備OEE 從2016 年以來長期位于行業(yè)中等水平，一直沿用五年前的管理手段，主要表現(xiàn)在：設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)雖可以實(shí)現(xiàn)采集，但由于缺乏統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理，導(dǎo)致數(shù)據(jù)分析無法實(shí)現(xiàn)共享以及回歸利用，設(shè)備的預(yù)測性管理開展缺少關(guān)鍵輸入，設(shè)備的重大停機(jī)、突發(fā)性停機(jī)事件及風(fēng)險(xiǎn)無法得到消除；受制于運(yùn)行數(shù)據(jù)的分析輸入欠缺，作為DCPW 模式五大支柱中一環(huán)的TPM 活動(dòng)效果沒有得到最大的發(fā)揮，導(dǎo)致了設(shè)備維護(hù)、檢修費(fèi)用比例增長較快。

生產(chǎn)運(yùn)營管理現(xiàn)狀

關(guān)鍵輸出物(庫存資金)占用總額從2017 年以來開始無論是在豐產(chǎn)期還是低谷期始終處于高位運(yùn)行，其產(chǎn)生的原因表現(xiàn)在如下方面：公司內(nèi)部生產(chǎn)管理環(huán)節(jié)相關(guān)的數(shù)據(jù) “孤島”“不透明”等狀態(tài)較嚴(yán)重，生產(chǎn)組織管理過程中的信息傳遞存在實(shí)時(shí)化薄弱的現(xiàn)象；管理精細(xì)化程度存在瓶頸，導(dǎo)致各種資源的調(diào)配，組織的管理、決策無法有效應(yīng)對市場的變化周期或幅度。

綜合公司在產(chǎn)品研發(fā)數(shù)字化管理缺少數(shù)據(jù)的七大屬性，即精確性、完整性、可靠性、及時(shí)性、經(jīng)濟(jì)性、可驗(yàn)證性、安全性的問題，且各研發(fā)數(shù)據(jù)缺少集成，不利于企業(yè)整體技術(shù)進(jìn)步和降低生產(chǎn)成本，通過研發(fā)相關(guān)數(shù)據(jù)的在線信息化管理，有效解決效率、成本、協(xié)同、質(zhì)量及標(biāo)準(zhǔn)化管理水平。通過裝備數(shù)字化、設(shè)備健康管理、生產(chǎn)經(jīng)營協(xié)同管理的信息化部署，在質(zhì)量、生產(chǎn)、設(shè)備、物料、倉儲(chǔ)、流程、看板、事件等管理方面實(shí)現(xiàn)相關(guān)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、分析，在生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化、精益化上改變突破實(shí)現(xiàn)提質(zhì)、增效、降本。

信息系統(tǒng)的規(guī)劃方向

數(shù)據(jù)處理和管理信息系統(tǒng)

根據(jù)公司信息系統(tǒng)規(guī)劃，首先以數(shù)據(jù)處理和管理信息系統(tǒng)為核心，基于BPR 的信息系統(tǒng)規(guī)劃方法，以公司戰(zhàn)略為核心，了解各職能部門、生產(chǎn)單元困擾及需求，圍繞企業(yè)整體需求對信息系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)劃。以流程規(guī)劃和數(shù)據(jù)規(guī)劃為主線，并組織開展調(diào)研及準(zhǔn)備工作，根據(jù)各職能部門、生產(chǎn)單元的業(yè)務(wù)流程和相關(guān)管理程序，定義企業(yè)過程，針對運(yùn)營管理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)源、數(shù)據(jù)類型進(jìn)行梳理、統(tǒng)計(jì)并進(jìn)行重新識別定義新的業(yè)務(wù)流程。系統(tǒng)功能目標(biāo)結(jié)合公司生產(chǎn)運(yùn)營的實(shí)際情況，確定針對生產(chǎn)運(yùn)營的業(yè)務(wù)流程進(jìn)行智造協(xié)同信息系統(tǒng)的規(guī)劃建設(shè)，其方法模型如圖2 所示。

圖2 智造協(xié)同信息系統(tǒng)的規(guī)劃建設(shè)

總體規(guī)劃依托企業(yè)的戰(zhàn)略規(guī)劃，以云端協(xié)同、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)制造為總線，角色從管控型向賦能型轉(zhuǎn)變。建立基于云端、移動(dòng)化訪問的智造協(xié)同系統(tǒng)平臺(圖3)：統(tǒng)一的數(shù)據(jù)源，采用執(zhí)行層、協(xié)同層、業(yè)務(wù)管理層作為系統(tǒng)分層。

圖3 智造協(xié)同系統(tǒng)平臺

主要模塊及流程：設(shè)備管理、質(zhì)量管理、生產(chǎn)運(yùn)營管理、倉儲(chǔ)/物料管理，并集成產(chǎn)品研發(fā)PDM 數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。信息系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)聚合、實(shí)時(shí)協(xié)同、分析解讀和智能決策，賦能生產(chǎn)者和各職能部門、各層次管理人員，落實(shí)數(shù)據(jù)、需求、資源、過程的透明度。生產(chǎn)作業(yè)、計(jì)劃、采購、倉儲(chǔ)、銷售等實(shí)時(shí)協(xié)同，對各生產(chǎn)線及工序節(jié)拍、庫存預(yù)警、質(zhì)量缺陷等進(jìn)行分析解讀，規(guī)劃訂單風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警、資源分配平衡、工藝過程管控為核心業(yè)務(wù)流程，在效率提升、質(zhì)量提升、成本降低方面部署實(shí)施；實(shí)現(xiàn)工廠車間數(shù)據(jù)智能化運(yùn)作和可視化運(yùn)營管理，從而縮短生產(chǎn)周期，提高產(chǎn)品質(zhì)量，減少資源和生產(chǎn)浪費(fèi)，快速響應(yīng)訂單，靈活應(yīng)對以市場為目標(biāo)導(dǎo)向，進(jìn)行實(shí)施規(guī)劃。通過數(shù)據(jù)聚合、實(shí)時(shí)協(xié)同、分析解讀和智能決策，賦能生產(chǎn)者和各職能部門、各層次管理人員，落實(shí)數(shù)據(jù)、需求、資源、過程的透明度進(jìn)行數(shù)據(jù)及功能規(guī)劃。在基礎(chǔ)架構(gòu)中實(shí)現(xiàn)云計(jì)算接入服務(wù)、多層級組織機(jī)構(gòu)內(nèi)的數(shù)據(jù)隔離，用戶權(quán)限管理與角色職能定制、個(gè)性化知識庫與配置管理。信息系統(tǒng)平臺見圖4。

圖4 信息系統(tǒng)平臺

設(shè)備管理系統(tǒng)規(guī)劃

通過設(shè)備數(shù)字化(數(shù)字化工廠)、信息化建設(shè)實(shí)現(xiàn)設(shè)備層、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析處理、運(yùn)營管理應(yīng)用，基于上述4 個(gè)層次的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)公司工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)/云網(wǎng)絡(luò)協(xié)同。首先，基于設(shè)備管理(125MN 生產(chǎn)線、調(diào)質(zhì)線、淬火線、含標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)數(shù)控設(shè)備等)進(jìn)行數(shù)字化工廠建模及信息化建設(shè)。其次，通過物聯(lián)設(shè)備及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)時(shí)采集設(shè)備相關(guān)參數(shù)，監(jiān)測設(shè)備狀態(tài)的發(fā)展趨勢、設(shè)備劣化的規(guī)律、備品備件的壽命，通過在線分析、指導(dǎo)、預(yù)警、預(yù)檢解決設(shè)備運(yùn)行的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。最后，通過信息化軟件平臺在線設(shè)備相關(guān)數(shù)據(jù)圖表制定合理的維修、維護(hù)策略，提供量化依據(jù)及設(shè)備科學(xué)管理方案。設(shè)備管理系統(tǒng)規(guī)劃見圖5。

圖5 設(shè)備管理系統(tǒng)規(guī)劃

軟件部署范圍需求方面主要落實(shí)生產(chǎn)運(yùn)營管理、流程管理、物料管理、倉儲(chǔ)管理、數(shù)據(jù)管理、質(zhì)量管理、權(quán)限管理、事件管理、設(shè)備管理、看板管理、報(bào)表管理并集成能源管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)端小程序和APP 應(yīng)用。存儲(chǔ)方面：采用線下存儲(chǔ)與云計(jì)算/云存儲(chǔ)技術(shù)。前端顯示方面：統(tǒng)一數(shù)據(jù)源管理、在線實(shí)時(shí)分析、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)存儲(chǔ)等實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一大數(shù)據(jù)管理平臺指揮，實(shí)現(xiàn)基于云端、移動(dòng)化訪問的智造協(xié)同系統(tǒng)平臺。

對生產(chǎn)管理、質(zhì)量管理、物料管理、設(shè)備管理進(jìn)行全面管理，夯實(shí)計(jì)劃、執(zhí)行、監(jiān)控與分析三個(gè)過程在新一代信息系統(tǒng)中的管理，達(dá)到創(chuàng)新引領(lǐng)、持續(xù)改善的經(jīng)營戰(zhàn)略目標(biāo)。

信息系統(tǒng)的需求分析

進(jìn)行信息化規(guī)劃首先要把云計(jì)算及存儲(chǔ)技術(shù)、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)分析技術(shù)、5G 技術(shù)等融合應(yīng)用在系統(tǒng)的需求中，體現(xiàn)系統(tǒng)快速、高效、穩(wěn)定、技術(shù)先進(jìn)、可配置性強(qiáng)、高擴(kuò)展性的優(yōu)勢。

全面落實(shí)七化五管三同的需求目標(biāo)，即：業(yè)務(wù)流程標(biāo)準(zhǔn)化、生產(chǎn)過程標(biāo)準(zhǔn)化、生產(chǎn)進(jìn)度可視化、質(zhì)量指標(biāo)可量化、設(shè)備管理數(shù)字化、庫存管理精細(xì)化、數(shù)據(jù)分析智能化；生產(chǎn)管理、倉儲(chǔ)管理、質(zhì)量管理、設(shè)備管理、數(shù)據(jù)管理；生產(chǎn)協(xié)同、部門協(xié)同、作業(yè)協(xié)同。

重點(diǎn)在支持與決策、分析、協(xié)同、質(zhì)量和商業(yè)智能等5 個(gè)方面的需求分析與對策：在決策與支持方面重點(diǎn)推行把生產(chǎn)過程透明化、數(shù)據(jù)記錄電子化、物料存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性作為決策分析的數(shù)據(jù)支撐；分析方面體現(xiàn)生產(chǎn)效率、人員效率、良品率和不合格率、設(shè)備故障率、OEE 等；協(xié)同方面通過信息系統(tǒng)、及時(shí)通訊傳遞各類信息，進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)更新、共享，實(shí)現(xiàn)多部門、多用戶間的作業(yè)協(xié)同；質(zhì)量方面完善質(zhì)量信息錄入的完整性和準(zhǔn)確性，強(qiáng)調(diào)保存、查閱、追溯的有效程度，實(shí)現(xiàn)及時(shí)質(zhì)量分析管理。商業(yè)智能方面對各類數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、清洗、治理、學(xué)習(xí)、運(yùn)算、決策。

系統(tǒng)可提升在制造數(shù)據(jù)收集、傳遞、監(jiān)控能力上實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)任務(wù)及時(shí)下發(fā)、報(bào)工數(shù)據(jù)及時(shí)收集，現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集無紙化；生產(chǎn)進(jìn)度可視化，車間看板展示生產(chǎn)異常實(shí)時(shí)傳遞、處理、記錄，質(zhì)檢和生產(chǎn)協(xié)同，數(shù)據(jù)采集電子化、作業(yè)文件規(guī)范管理，物料移動(dòng)庫存數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)更新數(shù)據(jù)的自動(dòng)流轉(zhuǎn)、接收、處理、反饋。設(shè)備監(jiān)控、管控、數(shù)據(jù)分析能力。

通過工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和5G 技術(shù)，實(shí)現(xiàn)企業(yè)新基建(數(shù)字化孿生工廠)、通訊網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施更新?lián)Q代，實(shí)現(xiàn)虛擬工廠與物理工廠的融合等在設(shè)備全生命周期管理、設(shè)備健康監(jiān)控、預(yù)防性維護(hù)、點(diǎn)檢、維修及設(shè)備備件管理、互聯(lián)、監(jiān)控。業(yè)務(wù)流程集成能力，整合企業(yè)內(nèi)部的流程，各部門作業(yè)協(xié)同，信息化系統(tǒng)集成、數(shù)據(jù)共享、信息通知，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)或信息的收發(fā)、管理從而提高企業(yè)工作效率、市場競爭能力和經(jīng)濟(jì)效益。

應(yīng)用的核心技術(shù)首先是基于5G 技術(shù)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算和云存儲(chǔ)的制造協(xié)同管理平臺系統(tǒng)：應(yīng)用5G 技術(shù)實(shí)現(xiàn)物料遠(yuǎn)程視頻掃描技術(shù)應(yīng)用，減少人員掃碼的頻次；應(yīng)用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將設(shè)備數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化，實(shí)現(xiàn)在線聯(lián)機(jī)分析、管理；通過大數(shù)據(jù)將數(shù)據(jù)源進(jìn)行統(tǒng)一采集，結(jié)合公司在效率、質(zhì)量、研發(fā)、成本等管理績效指標(biāo)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、抽取/清洗、聯(lián)機(jī)分析處理、數(shù)據(jù)挖掘，最終進(jìn)行績效指標(biāo)的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)；高效應(yīng)用云計(jì)算和存儲(chǔ)，基于SaaS 服務(wù)運(yùn)行模式實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)平臺、計(jì)算平臺、應(yīng)用系統(tǒng)的共享管理，減少運(yùn)營維護(hù)成本(人、物等資源)。

其次，基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的智造協(xié)同管理平臺系統(tǒng)：通過數(shù)據(jù)聚合、實(shí)時(shí)協(xié)同、分析解讀和智能決策，賦能一線生產(chǎn)者和各部門、各層次管理人員，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)聚合、分析解讀、實(shí)時(shí)協(xié)同、智能決策，達(dá)到縮短生產(chǎn)周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量、減少生產(chǎn)浪費(fèi)、快速響應(yīng)訂單、降低生產(chǎn)成本、降低備品備件費(fèi)用的目的。

最后，基于績效管理的數(shù)據(jù)管理平臺。在業(yè)務(wù)流程系統(tǒng)化、生產(chǎn)進(jìn)度可視化、庫存管理精細(xì)化、設(shè)備管理標(biāo)準(zhǔn)化、異常管理制度化、數(shù)據(jù)分析智能化等方面持續(xù)優(yōu)化。