數字化工廠及其與企業信息系統的集成

褚琦?孫柯

摘要：企業信息集成是指企業在不同應用系統之間實現數據共享，即實現數據在不同數據格式和存儲方式之間的轉換、來源不同、形態不一、內容不等的信息資源進行系統分析、辨清正誤、消除冗余、合并同類，進而產生具有統一數據形式的有價值信息的過程。本文就數字化工廠及其與企業信息系統的集成進行了研究。

關鍵詞：數字化工廠；企業信息；系統集成

隨著制造業信息化進程的加快，制造業的智力投入和服務意識將日益增強.面臨激烈的市場競爭，除了千方百計降低成本、提高效率和質量外，提高企業的資源利用率和對市場的快速響應能力也是制造業追求的重要目標.因此，在未來十年內，數字化技術將成為制造業持續發展的基本策略.尤其在虛擬現實技術、可重構生產技術、多學科綜合優化技術及全生命周期管理方面將獲得實質性的進展。

一、數字化工廠內涵

數字化工廠（DF）集成了產品、過程和工廠模型數據庫，通過先進的可視化、仿真和文檔管理，以提高產品的質量和生產過程所涉及的質量和動態性能：提高盈利能力、提高規劃質量、縮短產品投產時間、交流透明化、規劃過程標準化、勝任的知識管理。數字化技術是指利用計算機軟硬件及網絡、通信技術，對描述的對象進行數字定義、建模、存貯、處理、傳遞、分析、綜合優化，從而達到精確描述和科學決策的過程和方法。數字化技術具有描述精度高、可編程、傳遞迅速、便于存貯、轉換和集成等特點，因此數字化技術為各個領域的科技進步和創新提供了嶄新的工具。目前制造業的幾個重要發展方向，如精密化、自動化、集成化、虛擬化、網絡化、全球化，無一不與數字化技術的發展密切相關。

二、企業信息系統描述

就企業信息化而言，先后出現了MRP、MRPII、ERP、PDM等系統，它們的功能既有不同之處，又有許多相似的地方。而當前企業廣泛采用了PDM和ERP系統相集成的方式。PMD是一門管理所有與產品相關的信息（包括電子文檔、數字化文件、數據庫記錄等）和所有與產品相關的過程的技術，它提供產品全生命周期的信息管理，并可在企業范圍內為產品設計與制造建立一個并行化（Concurrent）的協作環境。PDM以產品數據為核心，實現靜態的產品數據和動態的工作流程的安全、正確及高效的管理，其所有的信息組織和資源管理都是圍繞產品設計展開的。ERP能夠對企業活動中與制造有關的所有資源和過程進行統一管理，其應用目標是對生產成本、產品質量、生產計劃、財務分析進行控制及對客戶服務進行管理。ERP是為組織、協調、計劃與控制企業的生產經營活動所采用的生產管理技術，它主要強調對企業的人、財、物、產、供、銷和質量等資源的管理，關心這些資源的調度、使用和增值，主要服務于工程設計人員和工程管理人員。ERP主要應用于生產制造與經營管理。然而，對于制造企業而言，這樣的信息平臺是不完善的。首先，企業需要PDM的產品數據進行快速的產品設計、制造、裝配、質量控制和檢測。其次，企業缺乏一個介于CAPP工藝規劃和產品數據管理之間，具有規劃生產制造的功能，并能夠起到平衡生產的作用的系統。

三、企業信息系統集成

（一）內部信息集成

系統底層的體系結構、軟件、硬件以及異構網絡的特殊需求首先必須得到集成。這個集成包括信息技術硬件所組成的新型操作平臺，如各類大型機、小型機、工作站、微機、通信網絡等信息技術設備，還包括置入信息技術或者說經過信息技術改造的機床、車床、自動化工具、流水線設備等新型設施和設備。為了完成應用集成和業務流程集成，需要解決數據和數據庫的集成問題。數據集成的目的是實現不同系統的數據交流與共享，是進行其他更進一步集成的基礎。數據集成的特點是簡單、低成本，易于實施，但需要對系統內部業務的深入了解。數據集成是對數據進行標識并編成目錄，確定元數據模型。只有在建立統一的模型后，數據才能在數據庫系統中分布和共享。數據集成采用的主要數據處理技術有數據復制、數據聚合和接口集成等。應用系統集成是實現不同系統之間的互操作，使得不同應用系統之間能夠實現數據和方法的共享。它為進一步的過程集成打下了基礎。對業務過程進行集成的時候，企業必須在各種業務系統中定義、授權和管理各種業務信息的交換，以便改進操作、減少成本、提高響應速度。業務流程的集成使得在不同應用系統中的流程能夠無縫連接，實現流程的協調運作和流程信息的充分共享。

（二）外部信息集成

通過門戶網站和互聯網實現公眾、社會團體、社會和客戶的互動，實現企業內外部信息資源的有效交流和集成；通過與合作伙伴信息系統的對接，建立動態的企業聯盟，發展基于競爭合作機制的虛擬企業，重塑企業的戰略模式和競爭優勢。Internet的發展增加了企業之間的合作與交流，虛擬企業、擴展的供應鏈管理和協同商務等都是企業之間集成的典型。通過合作，幾個企業和公司組成一個相對穩定的合作網絡，這種合作網絡可以提供單個公司所不能提供的產品和服務，獲得單個公司無法完成的定單。為了增加合作的效率，必須實現網絡中有合作關系的公司之間活動和過程的集成。另外，企業間的集成并不是使企業內所有的系統都實現集成，而只是集成一些與企業之間的業務過程有關的系統，因此，企業間的集成是一種有選擇的集成。企業間集成的一個關鍵問題是使企業間不同系統實現數據格式的匹配。目前，XML技術作為企業間集成時數據交換的標準已得到廣泛的應用。

四、結束語

在制造企業的信息化建設和改造過程中，許多制造企業實施 CIMS、MRPII、ERP 等系統. 而國際國內的 ERP系統供應商在提供ERP 產品時，都要根據用戶的具體要求，在系統的實施過程中，根據實際情況對功能模塊做二次開發。以生產車間為中心的工具管理系統，既可以單獨實現制造企業的工具管理功能，也可以與 MRPII、ERP 集成，作為 MRPII、ERP 系統的一個功能模塊和有機組成部分。對制造企業的工具管理系統進行研究和設計，對于制造企業的制造系統的高效運作有著重要的意義。

參考文獻：

[1]王巖.并行工程在車間工具管理中的應用[J].成組技術與生產現代化，2015.

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