智慧企業建設的構架設計與實施路線分析

王振檣 蔡旭

本文闡述了在《中國制造2025》戰略下，制造企業推進智慧建設的機遇與必要性，并從業務架構、數據架構兩個方面闡述了智慧企業的總體架構，分析樂智慧企業推進建設的關鍵技術和業務;然后從實踐角度出發，從存量資源分析等七個步驟設計了智慧企業的實施路線，為智慧企業建設提供了參考和借鑒。

一、引言

現代機械制造業的誕生可追溯于二戰后，1946年第一臺計算機誕生，推動了人類將信息技術引入大型復雜工程的計算研究與應用;1952，美國麻省理工學院成功研發出第一臺數控機床;上世紀60年代，美國麻省理工學院成功研發CAD軟件并在波音公司和通用汽車公司應用。這一時期是現代機械制造業的雛形和試驗，盡管是一小步，對后續基于信息化的制造業發展卻是一大步。

經過半個多世紀的發展，制造業發生了翻天覆地的變化。1993年，美國政府啟動和實施信息高速公路戰略;微軟公司推出了Windows3.1視窗操作系統，對信息技術產業化發展、信息化與工業化融合等起到了巨大的推動作用;美國波音公司在1994年率先實現了Boeing777的全數字樣機研制，空客、豐田、寶馬等著名企業在制造業信息化方面成為業界較好的引領者。

在我國，2000年10月黨的十五屆五中全會審議《國民經濟第十個五年計劃的建議》時，提出了把信息化上升到國家戰略的高度，這之后，我國制造業與信息化的融合得到快速發展。同時，國家增大了國企的計劃任務和配套能力建設，企業的數字化工藝和試驗設備、信息系統、專業設計制造軟件等投入進入快速增長期。經過十余年的建設，我國制造企業的信息化應用能力得到較大提升，同時也面臨著投入與效益不成正比的窘境，頂層策劃欠缺，信息化認識偏向，信息孤島現象嚴重，信息化對設計制造能力的支撐不足等。隨著《中國制造2025》的推出，加之大數據、3D打印、物聯網、機器人等信息化衍生技術的逐步成熟，新時期的企業制造能力建設面臨著難得的發展機遇，抓好智慧設計、智能制造體系的構建，推進智慧企業建設是實現跨越發展、保障戰略目標實現的重要舉措。

二、智慧企業體系架構設計

智慧企業建設歸結為規劃淪和實踐論，規劃論體現在智慧體系的總體架構和規劃論證方面，是頂層設計;實踐淪體現在智慧企業體系規劃的落地與項目建設方面;由此，規劃論和實踐論是智慧企業建設閉環的兩個不可或缺的重要方面，兩者承上啟下、順序推動又相互迭代。

1.智慧企業業務架構

智慧企業業務由三層組成，如圖1所示，分別為智慧管控、智慧研發、智能制造，決策層是綜合管控、資源調度與頂層決策中心，設計與制造是產品的實體業務。業務架構基于未來發展而統籌協調推進。

智能制造是產品實現的過程，在企業智能制造建設中，需要建立和完善三維工藝管理平臺、工藝設計軟件、加工設備及測試設備。同時，要建立高級排產系統，實現生產數據、質量數據從操作者到高層管理的數字化傳遞及多媒體記錄。每個零件的技術狀態、加工信息、質量信息均能記錄和后續智能查找。

智慧研發的基礎是協同設計和并行設計，通過相關設計標準、流程的制定，先進設計仿真工具、試驗平臺的應用，實現三維數字樣機的設計。

智慧管控是建立在多維度經營平臺和數據共享基礎上，智慧管控需要對經營數據進行標準化，對各種文件、表格表單進行模板化，以實現企業經營活動、請示、批復進行快速和規范開展。

2.智慧企業數據架構

智慧企業的數據架構由物理層、平臺層、數據層和應用層組成，數字化標準規范體系和人才隊伍體系是推進智慧企業建設的重要保障。數據架構如圖2所示。

物理層由計算機與網絡環境、工控與測試網絡、高性能計算平臺、存儲與容災備份、倉儲與物料供應、中轉與物流設備、試驗與工藝設備、檢驗與計量裝置、物聯與掃描識別裝置、廠房與基礎設施等組成。是智慧企業推進建設的必要物資基礎和底層實現。

平臺層由主數據、任務計劃與綜合管理、ERP、三維協同設計系統、設計制造仿真系統、設計與工藝專業軟件、三維工藝技術系統、MES、現場數據采集系統、質量與檢驗系統、知識庫等組成。是智慧企業的軟件系統部分，是形成數據的核心部分。

數據層由人力資源編碼數據、公文流程與決策數據、合同或協議數據、產品論證與評審數據、產品設計仿真數據、工藝與材料定額數據、物資物料數據、設備編碼數據、工量具編碼及數據、產品制造數據、質量與檢測數據、工時數據、制造成本數據、經營管理成本數據、財務數據、經營統計數據、大數據分析、供應商數據等組成，是智慧企業的核心資源和重要財富，是智慧企業建設的實現途徑。

應用層由人力資源管理、公文處理與管理、市場開拓、研制生產計劃、產品論證與評審、總體方案設計、產品協同設計、設計制造協同、工藝總方案設計、工藝設計、材料采購與供料、生產計劃與排程、產品制造、工序中轉與物流、產品質量控制、產品出廠數據包、財務管理、經營統計、決策分析等組成，是智慧企業的數據形成的操作過程，是智慧企業建設的實現方式。

智慧企業的數據架構由四層組成，數據類型復雜，建立統一數據標準是各類型數據共享的前提，是實現數據型智慧企業建設的必由之路。

三、智慧企業推進建設的關鍵業務及技術分析

智慧設計與制造體系的建立從四個層面推動（圖2），最終實現經營、設計及制造等業務的全數據驅動，從智慧體系的數據架構四個層次可以看出，物理層基于智能設備和信息技術，屬于硬件裝備，現有技術較為成熟。同時，企業的工控網絡在安全保密方案通過國家保密行政管理部門審查后可與涉密網絡的連接。硬件設備的論證與購置、工控網絡與涉密網絡的連接主要考慮建設周期和經費的投入。

平臺層是軟件系統的集合，是數據層及數據流動的支撐;平臺層的軟件整合由建立在各業務的統一數據編碼和規范，兩者緊密融合。平臺層與數據層涉及企業的綜合管理、經營管控、設計制造等眾多復雜業務，是突破管理與技術壁壘的前提，實現各類數據共享、挖掘的關鍵，是智慧企業建設的關鍵和核心資源，該部分實施周期長、業務和數據梳理工作量大、協調事務多，是推進智慧企業建設的關鍵業務;同時，大數據技術、存儲備份技術、數字化標準等在國內外優秀企業進行了較好應用和推廣;由此，平臺層和數據層的建立從業務和技術方面均可行。

應用層是體現智慧企業建設成效的關鍵，全員參與是必要條件。加強操作培訓，推進應用是關鍵。平臺層與數據層是智慧企業建設的關鍵，是企業內部業務。物理層是智慧企業的建設支撐，項目調研與論證、經費投入是關鍵。

四、智慧企業的實施路線分析

智慧企業建設實施是規劃的落地，規劃是宏觀層面;而實施則是具體的操作層面，是實踐論與方法論的統一，是繼往與開來的統一。新世紀以來，我國制造企業就啟動了信息化建設，在信息化應用、技術儲備和經驗總結方面都收獲不少，為此，智慧企業的建設實施要繼承以往的信息化資產、設備資源、管理經驗。同時，從管理模式創新、設計制造創新、流程創新等方面合理設計實施路線;存量優化，增量合理，最大價值的提升企業的智慧性和競爭能力。

智慧企業的建設實施首先需要對現有存量資源進行分析，摸清企業設備、軟硬件系統、技術資料等相關資產，根據時代發展趨勢和要求做好本企業的智慧建設需求，然后開展調研淪證工作，編制建設方案，推進實施工作，智慧企業實施路線如圖3所示。

1.現有存量資源分析和總結

智慧企業建設基于信息化、數字化設計、工藝技術及先進制造，現有存量資源的分析主要是梳理企業信息系統應用狀況，總結數字化設計能力和制造能力，從數量、工藝性、智能性方面分析設備狀況，對本企業的信息化基礎、網絡基礎及機房建設情況進行總結。通過上述工作，摸清企業家底，充分利用現有條件，節約費用，避免推倒重來和重復投資，在智慧企業的經費投入上力爭“好鋼用在刀刃上”。

2.智慧企業需求分析

需求分析是智慧企業建設的關鍵，是對行業發展趨勢和企業發展戰略的深入理解，由此整合企業業務和創新管理模式，并對企業的智慧化設計、智能制造、系統集成的建設需求進行系統性的梳理、分析，形成較為科學、符合實際的分析報告。報告正式稿的形成前須有征求意見、評審、修改、完善等環節，集智是本環節工作開展的重要措施。

3.調研論證

調研論證是確保智慧企業建設實施取得實效的關鍵。調研論證是對需求分析工作的進一步淪證和修改完善。智慧企業的建設需要結合企業實際情況，同時要符合國家的政策和戰略方向，尤其是節能、環保方面切不可以違背國家政策。為此，智慧企業調研范圍含國家相關戰略規劃和方針政策、本行業發展趨勢、供應商技術能力和費用報價、實施周期等。

4.總體建設方案

總體建設方案是項目的實施層面的頂層，是項目實施的指導思想和實施步驟。總體建設方案包含項目組織機構及職責、智慧企業總體框架、建設內容和總體目標好、規章制度與建設流程、經費籌集和審計規則、工作事項、時間安排、調整優化與應急措施等，總體建設方案應組織評審，評審通過并修改完善，簽署完整后方可實施。

5.分項建設方案

分項建設方案是在總體建設方案上進一步細化，智慧企業的分項建設方案含智慧管控體系建設、智慧設計建設、智能廠區與物流建設、智能制造平臺建設、智能設備建設等分項方案，各分項的建設要考慮相互之間的序時進度、協同實施、數據集成和人員的統籌安排等。

6.子項建設方案

子項建設方案針對具體的項目，含項目技術指標、建設周期、人員組成、請示報批、招投標（必選、談價）、安裝部署地點、企業內部用戶、培訓操作、技術交底、技術歸檔等一系列內容。

7.項目總結

項目總結是智慧企業建設的可持續建設的必要條件，含目標和應用成效分析、經費審計、經驗總結、資料歸檔等。項目總結是對智慧企業建設中形成的技術文獻和規范建設文獻進行全面、系統的總結，是企業的寶貴財富，項目總結應進行評審，修改完善后歸入企業檔案，供后續建設參考和借鑒。

五、結語

智慧企業建設是當今制造企業能力建設的趨勢，也是企業提升核心競爭力的有力保障。隨著中國制造2025的實施，智慧企業建設具有國家頂層的政策保障和技術支撐，同時，智慧企業建設又是一個方法論和實踐論，從何人手、如何推進是企業必須著手實干的問題，本文闡述的智慧企業建設的構架設計與實施路線分析，立足于企業實際，對過去的工作進行了總結并創造性提出了一些思路和想法，這些思路和想法將在實踐中逐步完善，干是第一位的，中國企業在智慧建設的首要是邁出實踐的第一步;只要肯干勤思，智慧企業建設必將會有很大的收獲和成就。