淺析大型裝備制造企業的兩化融合之路

張波 羅振華

【摘要】兩化融合是工業化和信息化發展到一定階段的必然產物。黨在十六大、十七大和十八大分別針對兩化融合提出了一系列的方針和部署。針對大型裝備制造企業的兩化融合如何踐行方面，重點從兩化融合踐行的范疇和內容展開了敘述。本文認為，企業內部的兩化融合，總體可以分為產品研發平臺、經營管理平臺及制造執行平臺三大版塊，并分別就其研究內容與功能實現進行了詳細闡述。文章結尾，在企業內部就兩化融合成功踐行的保障和維護等方面進行了經驗分享。

【關鍵詞】兩化融合;研發;經營;制造

一、兩化融合的時代背景

兩化融合是指電子信息技術廣泛應用到工業生產的各個環節，信息化成為工業企業經營管理的常規手段。信息化進程和工業化進程不再相互獨立進行，不再是單方的帶動和促進關系，而是兩者在技術、產品、管理等各個層面相互交融，彼此不可分割，兩化融合是工業化和信息化發展到一定階段的必然產物。在中國共產黨第十六次全國代表大會上，江澤民主席率先提出了“以信息化帶動工業化，以工業化促進信息化”的新型工業化道路的指導思想;經過5年的發展和完善，在中國共產黨第十七次全國代表大會上胡錦濤主席繼續完善了“發展現代產業體系，大力推進信息化與工業化融合”的新科學發展的觀念，兩化融合的概念就此形成;黨的十八大又進一步作出了堅持走中國特色新型工業化、信息化道路，推動信息化和工業化深度融合等一系列戰略部署。

二、企業兩化融合的踐行

針對大型裝備研制企業來講，兩化融合之路的規劃既要考慮信息化支撐平臺的前瞻性，又要兼顧企業戰略及綜合管理水平等內部要素的契合程度;兩化融合之路的踐行則應堅持“信息化規劃服務于企業戰略，信息管理系統服務于企業經營管理”原則，遵循集中統一投入、重點項目重點投入的方針，力爭做到資源的合理利用和整體優化。而企業內部兩化融合的范疇，視不同行業和不同企業的需求可能不一而同，但總體可以分為產品研發平臺、經營管理平臺及制造執行平臺三大共性支撐（此分類主要以功能階段分類，并非指定為三個系統），以下就此三個方面分別展開敘述。

（1）產品研發平臺的研究構建

面向大型裝備制造企業的產品研發平臺應該是囊括整個研發過程的綜合性平臺，涵蓋CAD/CAE/PLM多方面的功能，以提供企業產品設計、分析及研發管理的全面支撐。1）產品研發平臺：對于大型復雜裝備產品來講，產品研發可能需要兼具機械設計和電氣設計的功能支撐和管理，同時又要求其緊密集成和有效融合。因此，在設計平臺或工具的開發方面，要重點著眼于設計工具及PDM系統的功能和應用改善，規范產品協同設計過程，完善向生產的數據發布準備環境;并通過設計數據的狀態變化控制，提高設計數據審核和更改的控制效率，確保最終數據的準確一致。2）CAE仿真分析平臺：大型裝備產品一般均具有結構復雜，制造周期長，試制成本高等一系列顯著特點，從而使CAE仿真及虛擬現實技術有了用武之地。企業兩化融合的初級階段，首先要打造產品設計因素的獨立CAE分析能力，如動力學、振動與噪聲、電、磁、熱耦合等，并將分析數據沉淀和共享到設計過程中去，這就要求我們具備一個仿真分析數據管理及推送平臺;兩化深度融合的關注點則重點放在大數據源的統一共享以及虛擬現實等先進技術手段的進一步整合和應用上，因其涉及行業特點和企業發展等諸多因素的影響，這里不再過多贅述。3）標準件數據平臺：上文亦曾提到大型裝備制造企業往往面臨著多元化的研發平臺，因此值得一提的即企業的標準間數據平臺。當然標準件數據平臺不一定是獨立的系統或者軟件，也可能是整合在某個系統中的功能模塊，但其確實可以較好的解決多元化平臺的數據源統一問題。無論是機械設計或者電氣設計，都可以從數據平臺中調用同一個零部件使用，提高數據的一致性和準確性，提升設計的標準化程度。

圖1 產品研發平臺的功能結構

（2）經營管理平臺的研究構建

經營管理平臺功能結構如圖2所示，該系統主要由企業資源計劃系統以及與產品全生命周期管理系統、制造執行系統的數據集成接口組成，應包括項目管理、財務/成本管理、質量管理、生產計劃管理、物流管理、銷售管理、人力資源管理、設備管理和生產性能分析等功能。

圖2 經營管理平臺功能結構

1）項目管理：其主要功能包括項目定義、項目的組織結構管理、項目的WBS、網絡計劃等功能。大型裝備制造尤其是按項目式的生產型產品，往往具備生產周期長，產品結構復雜，有大量外購材料及自制半成品等特點。通過項目進度的總體安排，要實現對主生產計劃的全面控制。2）財務、成本管理：主要包括財務會計和管理會計兩大功能。財務系統的實施將會把財務人員從繁瑣的日常單據輸入及核算中解脫出來，通過系統提供的強大的財務報表分析功能，幫助企業財務實現由核算型會計向管理型會計的轉化，做到事前的預警分析和例外事件的動態管理。3）質量管理：應具備質量數據管理、質量問題分類、質量檢查層次、問題信息記錄、質量責任判定、質量統計分析等功能。質量數據涵蓋物料以及生產工序相關的各種質量控制項點數據;質量問題分類定義指對質量問題的分類維護，便于質量信息和問題的統計分析;質量檢查層次定義指對物料以及生產工序間的質量控制要求的設定，包括自檢、檢查（檢查組、工藝員進行）、驗收（專檢）;質量問題信息記錄是質量問題信息的實時記錄和維護;質量責任判定包括質量問題等級定義、對錄入的質量問題的等級評定、對質量等級的考核標準進行維護;質量統計分析是對實際質量問題的統計分析，并對統計結果能夠進行多種圖形化展示。4）生產計劃管理：生產計劃管理是制造業企業內部的主要經營管理內容與核心，其主要功能包括：基礎數據維護、生產計劃、物料需求計劃、能力計劃等。基礎數據維護又包括物料主數據、工作中心、工藝路線等基礎數據的維護;生產計劃包括主生產計劃管理以及與銷售系統的集成;能力計劃包括粗/細生產能力需求計算以及生產能力平衡策略;物料需求計劃包括MRP計算邏輯和策略以及生產/采購訂單的管理。5）物流管理：由物料管理、采購管理和銷售管理三部分組成。物料管理：包括倉庫管理和庫存管理兩個方面，倉庫管理定義并管理復雜的倉庫機構，將倉庫分為不同的物理或邏輯單元，利用已定義的策略提示用戶貨物應存放的區域，哪些區域的貨物應取消，或貨物應從哪些區域取出;庫存管理包括實際庫存處理，諸如收貨、退貨、計劃內和計劃外的庫存取消、庫存轉移、保留和庫存調整。通過這些數據的實時錄入，盡可能地保證數據的即時更新和準確性。這也是編制準確有效的物料計劃和控制的先決條件。采購管理：實現采購計劃確定、采購申請產生、供應商選擇、采購合同簽訂、采購執行、采購收貨、供應商發票處理、采購過程監控等功能，并且以上這些環節還可能和財務系統、質量管理系統緊密地集成在一起，提供強大的分析功能。銷售管理：實現客戶檔案管理、銷售報價管理、銷售訂單管理、客戶定金管理、客戶信用檢查、提貨單及銷售提貨處理、銷售發票及紅沖發票處理、客戶退貨及貨款拒付處理等一系列銷售管理事務。通過銷售管理應可以及時了解到銷售過程中每個環節的準確情況和數據信息。6）人力資源管理：主要包括人事管理、時間管理、薪酬管理、人事發展管理、證件管理、績效考評管理以及企業組織結構管理等內容。其中，人事管理包括人事檔案管理、差旅管理、福利管理、津貼等內容;時間管理包括工作日歷管理、班次管理、考勤記錄、勞動力分配等內容;薪酬管理包括社會保險、醫療保險等內容;人事發展管理包括崗位的資格和要求、職位接替和人員提升計劃和員工培訓等內容;證件管理包括員工職稱、工作技能證書等管理內容;績效考評管理包括績效考評指標的制定以及獎懲管理等內容;企業組織結構管理包括企業組織結構定義和企業組織結構信息維護等內容。

（3）制造執行平臺的研究構建

制造執行平臺的構建旨在車間現場一級的管理信息流（ERP）和工程信息流（PLM）的集成，通過MES、DNC、CAM等核心系統，對生產過程、數控設備等實現管理、監控和優化，從而保證信息系統與實際生產環節的緊密集成，達到信息流與物流的閉環統一。制造執行平臺功能結構如圖3所示，該系統應主要由制造執行系統與產品全生命周期管理系統、制造資源管理系統以及分布式數控系統的數據集成接口組成。通過與產品數據管理系統、制造資源管理系統的集成實現車間生產計劃的建立生成，通過與分布式數控系統的集成實現與底層數控設備信息的交流。

圖3 產品制造執行平臺的功能結構

制造執行系統實施的主要目標是接受ERP系統的生產計劃和編制車間生產調度計劃。具體而言，制造執行系統主要包括如下模塊：

1）車間生產調度：編制生成車間工序級操作計劃，即詳細計劃;提供基于指定生產單元相關的優先級、屬性、特征、方法等的作業排序功能，通過安排一個合理的序列以最大限度地壓縮生產過程中的輔助時間;同時保證作業計劃是基于有限能力的生產執行計劃。

2）生產現場數據采集：實現采集生產現場中的各種必要的實時更新的數據信息?，F場數據可以從車間手工輸入或由各種自動方式獲得?，F場數據采集包括工票數據采集、質量信息收集、資源狀態信息維護等幾種類別。

3）生產性能分析：主要通過實時更新的實際制造過程的結果與過去的歷史記錄及所期望出現的經營目標進行比較。生產性能分析主要包括：各種生產指標的統計和歷史數據分析，其中歷史數據分析借助于數據統計和分析技術，可以修正ERP/MES系統中與產品相關的一些數據，而且隨著MES的運行，這些數據的準確性會越來越高。另外歷史數據分析可以形成各類考核指標等信息，方便對生產中的一些問題做出決策。

三、企業兩化融合的保障

1.統一思想，加強領導

確立信息化在企業發展中的戰略地位，由企業各級“一把手”對所管轄的信息化負總責，把企業整體信息化建設納入重要議事日程，加強信息化工作的常規化和制度化建設，保證信息化建設的有序開展。加強對信息化工作的統一領導和重大項目的推進，企業各級領導要直接參與信息化不同層面的重要決策，親自協調推動重大信息化項目實施，并在信息系統應用方面起表率作用，帶頭營造信息化建設與應用的良好氛圍。

2.績效考核，促進建設

要研究制定具體、簡便、合理、可行的信息化建設進度、質量、效果等考核指標，將信息化建設成效列入企業各部門年度工作考核內容，通過切實加強績效考核工作，促進信息化責任與權利的緊密結合，建立健全企業信息化工作的激勵與約束機制。

3.做好宣傳，加強推廣

充分利用信息技術的宣傳手段，開展信息化建設與宣傳媒體的聯合聯動，加強企業全員的參與度，制訂企業全員信息化培訓計劃，開展針對企業各級領導、管理人員、技術人員和使用人員的信息化定期培訓，不斷提高全員信息化認識和應用水平，實現重大項目的全面推廣應用。

4.健全體制，強化隊伍

從專職領導、專業管理、責任到位、制度健全等方面，建立健全信息化工作體制，強化統一管理職能，不斷提高信息化決策的執行和組織實施水平。要將人才培養與推進信息化結合起來，從IT人員數量和能力結構兩個方面充實和強化人才隊伍，加強復合型IT人才、項目管理人才、高素質信息化專業人才的引進和培養，并通過優化IT人員的發展和建立考核激勵機制，提高IT人員的積極性。

5.保證投資，持續發展

要充分認識企業整體信息化建設的長期性和艱巨性，把企業信息化建設總體規劃和年度計劃的預算納入企業預算管理，設立信息化專項資金，集中投入，統一管理，?？顚Ｓ茫ＷC系統建設和運行維護資金的持續投入，每年要按銷售收入的一定比例保持適度增長，加強投資管理，提高資金使用效率。在制定信息化專項投資預算時，除了關注建設項目的投資，更需要重視在用系統運行維護的投入，以確保系統的正常運行。

6.優化維護，提高效益

借鑒國際先進的運營維護管理模式和經驗，結合企業實際情況逐步建立完善的信息技術服務管理體系。在信息系統運行維護方面與國際先進水平接軌，促進信息系統運行維護工作由救火式轉向規范化、由應對型轉向防御型、由粗放型轉向精細化，保證信息化建設項目迅速轉化為生產力，以低成本、高效益的模式推動信息化建設與提高核心競爭力的有效融合。