淺析大型裝備制造企業(yè)的兩化融合之路

張波 羅振華

【摘要】兩化融合是工業(yè)化和信息化發(fā)展到一定階段的必然產(chǎn)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(yè)的兩化融合如何踐行方面，重點(diǎn)從兩化融合踐行的范疇和內(nèi)容展開了敘述。本文認(rèn)為，企業(yè)內(nèi)部的兩化融合，總體可以分為產(chǎn)品研發(fā)平臺(tái)、經(jīng)營管理平臺(tái)及制造執(zhí)行平臺(tái)三大版塊，并分別就其研究內(nèi)容與功能實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了詳細(xì)闡述。文章結(jié)尾，在企業(yè)內(nèi)部就兩化融合成功踐行的保障和維護(hù)等方面進(jìn)行了經(jīng)驗(yàn)分享。

【關(guān)鍵詞】兩化融合;研發(fā);經(jīng)營;制造

一、兩化融合的時(shí)代背景

兩化融合是指電子信息技術(shù)廣泛應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，信息化成為工業(yè)企業(yè)經(jīng)營管理的常規(guī)手段。信息化進(jìn)程和工業(yè)化進(jìn)程不再相互獨(dú)立進(jìn)行，不再是單方的帶動(dòng)和促進(jìn)關(guān)系，而是兩者在技術(shù)、產(chǎn)品、管理等各個(gè)層面相互交融，彼此不可分割，兩化融合是工業(yè)化和信息化發(fā)展到一定階段的必然產(chǎn)物。在中國共產(chǎn)黨第十六次全國代表大會(huì)上，江澤民主席率先提出了“以信息化帶動(dòng)工業(yè)化，以工業(yè)化促進(jìn)信息化”的新型工業(yè)化道路的指導(dǎo)思想;經(jīng)過5年的發(fā)展和完善，在中國共產(chǎn)黨第十七次全國代表大會(huì)上胡錦濤主席繼續(xù)完善了“發(fā)展現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系，大力推進(jìn)信息化與工業(yè)化融合”的新科學(xué)發(fā)展的觀念，兩化融合的概念就此形成;黨的十八大又進(jìn)一步作出了堅(jiān)持走中國特色新型工業(yè)化、信息化道路，推動(dòng)信息化和工業(yè)化深度融合等一系列戰(zhàn)略部署。

二、企業(yè)兩化融合的踐行

針對大型裝備研制企業(yè)來講，兩化融合之路的規(guī)劃既要考慮信息化支撐平臺(tái)的前瞻性，又要兼顧企業(yè)戰(zhàn)略及綜合管理水平等內(nèi)部要素的契合程度;兩化融合之路的踐行則應(yīng)堅(jiān)持“信息化規(guī)劃服務(wù)于企業(yè)戰(zhàn)略，信息管理系統(tǒng)服務(wù)于企業(yè)經(jīng)營管理”原則，遵循集中統(tǒng)一投入、重點(diǎn)項(xiàng)目重點(diǎn)投入的方針，力爭做到資源的合理利用和整體優(yōu)化。而企業(yè)內(nèi)部兩化融合的范疇，視不同行業(yè)和不同企業(yè)的需求可能不一而同，但總體可以分為產(chǎn)品研發(fā)平臺(tái)、經(jīng)營管理平臺(tái)及制造執(zhí)行平臺(tái)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(gè)系統(tǒng)），以下就此三個(gè)方面分別展開敘述。

（1）產(chǎn)品研發(fā)平臺(tái)的研究構(gòu)建

面向大型裝備制造企業(yè)的產(chǎn)品研發(fā)平臺(tái)應(yīng)該是囊括整個(gè)研發(fā)過程的綜合性平臺(tái)，涵蓋CAD/CAE/PLM多方面的功能，以提供企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、分析及研發(fā)管理的全面支撐。1）產(chǎn)品研發(fā)平臺(tái)：對于大型復(fù)雜裝備產(chǎn)品來講，產(chǎn)品研發(fā)可能需要兼具機(jī)械設(shè)計(jì)和電氣設(shè)計(jì)的功能支撐和管理，同時(shí)又要求其緊密集成和有效融合。因此，在設(shè)計(jì)平臺(tái)或工具的開發(fā)方面，要重點(diǎn)著眼于設(shè)計(jì)工具及PDM系統(tǒng)的功能和應(yīng)用改善，規(guī)范產(chǎn)品協(xié)同設(shè)計(jì)過程，完善向生產(chǎn)的數(shù)據(jù)發(fā)布準(zhǔn)備環(huán)境;并通過設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的狀態(tài)變化控制，提高設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)審核和更改的控制效率，確保最終數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確一致。2）CAE仿真分析平臺(tái)：大型裝備產(chǎn)品一般均具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造周期長，試制成本高等一系列顯著特點(diǎn)，從而使CAE仿真及虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)有了用武之地。企業(yè)兩化融合的初級階段，首先要打造產(chǎn)品設(shè)計(jì)因素的獨(dú)立CAE分析能力，如動(dòng)力學(xué)、振動(dòng)與噪聲、電、磁、熱耦合等，并將分析數(shù)據(jù)沉淀和共享到設(shè)計(jì)過程中去，這就要求我們具備一個(gè)仿真分析數(shù)據(jù)管理及推送平臺(tái);兩化深度融合的關(guān)注點(diǎn)則重點(diǎn)放在大數(shù)據(jù)源的統(tǒng)一共享以及虛擬現(xiàn)實(shí)等先進(jìn)技術(shù)手段的進(jìn)一步整合和應(yīng)用上，因其涉及行業(yè)特點(diǎn)和企業(yè)發(fā)展等諸多因素的影響，這里不再過多贅述。3）標(biāo)準(zhǔn)件數(shù)據(jù)平臺(tái)：上文亦曾提到大型裝備制造企業(yè)往往面臨著多元化的研發(fā)平臺(tái)，因此值得一提的即企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)間數(shù)據(jù)平臺(tái)。當(dāng)然標(biāo)準(zhǔn)件數(shù)據(jù)平臺(tái)不一定是獨(dú)立的系統(tǒng)或者軟件，也可能是整合在某個(gè)系統(tǒng)中的功能模塊，但其確實(shí)可以較好的解決多元化平臺(tái)的數(shù)據(jù)源統(tǒng)一問題。無論是機(jī)械設(shè)計(jì)或者電氣設(shè)計(jì)，都可以從數(shù)據(jù)平臺(tái)中調(diào)用同一個(gè)零部件使用，提高數(shù)據(jù)的一致性和準(zhǔn)確性，提升設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化程度。

圖1 產(chǎn)品研發(fā)平臺(tái)的功能結(jié)構(gòu)

（2）經(jīng)營管理平臺(tái)的研究構(gòu)建

經(jīng)營管理平臺(tái)功能結(jié)構(gòu)如圖2所示，該系統(tǒng)主要由企業(yè)資源計(jì)劃系統(tǒng)以及與產(chǎn)品全生命周期管理系統(tǒng)、制造執(zhí)行系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集成接口組成，應(yīng)包括項(xiàng)目管理、財(cái)務(wù)/成本管理、質(zhì)量管理、生產(chǎn)計(jì)劃管理、物流管理、銷售管理、人力資源管理、設(shè)備管理和生產(chǎn)性能分析等功能。

圖2 經(jīng)營管理平臺(tái)功能結(jié)構(gòu)

1）項(xiàng)目管理：其主要功能包括項(xiàng)目定義、項(xiàng)目的組織結(jié)構(gòu)管理、項(xiàng)目的WBS、網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃等功能。大型裝備制造尤其是按項(xiàng)目式的生產(chǎn)型產(chǎn)品，往往具備生產(chǎn)周期長，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜，有大量外購材料及自制半成品等特點(diǎn)。通過項(xiàng)目進(jìn)度的總體安排，要實(shí)現(xiàn)對主生產(chǎn)計(jì)劃的全面控制。2）財(cái)務(wù)、成本管理：主要包括財(cái)務(wù)會(huì)計(jì)和管理會(huì)計(jì)兩大功能。財(cái)務(wù)系統(tǒng)的實(shí)施將會(huì)把財(cái)務(wù)人員從繁瑣的日常單據(jù)輸入及核算中解脫出來，通過系統(tǒng)提供的強(qiáng)大的財(cái)務(wù)報(bào)表分析功能，幫助企業(yè)財(cái)務(wù)實(shí)現(xiàn)由核算型會(huì)計(jì)向管理型會(huì)計(jì)的轉(zhuǎn)化，做到事前的預(yù)警分析和例外事件的動(dòng)態(tài)管理。3）質(zhì)量管理：應(yīng)具備質(zhì)量數(shù)據(jù)管理、質(zhì)量問題分類、質(zhì)量檢查層次、問題信息記錄、質(zhì)量責(zé)任判定、質(zhì)量統(tǒng)計(jì)分析等功能。質(zhì)量數(shù)據(jù)涵蓋物料以及生產(chǎn)工序相關(guān)的各種質(zhì)量控制項(xiàng)點(diǎn)數(shù)據(jù);質(zhì)量問題分類定義指對質(zhì)量問題的分類維護(hù)，便于質(zhì)量信息和問題的統(tǒng)計(jì)分析;質(zhì)量檢查層次定義指對物料以及生產(chǎn)工序間的質(zhì)量控制要求的設(shè)定，包括自檢、檢查（檢查組、工藝員進(jìn)行）、驗(yàn)收（專檢）;質(zhì)量問題信息記錄是質(zhì)量問題信息的實(shí)時(shí)記錄和維護(hù);質(zhì)量責(zé)任判定包括質(zhì)量問題等級定義、對錄入的質(zhì)量問題的等級評定、對質(zhì)量等級的考核標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行維護(hù);質(zhì)量統(tǒng)計(jì)分析是對實(shí)際質(zhì)量問題的統(tǒng)計(jì)分析，并對統(tǒng)計(jì)結(jié)果能夠進(jìn)行多種圖形化展示。4）生產(chǎn)計(jì)劃管理：生產(chǎn)計(jì)劃管理是制造業(yè)企業(yè)內(nèi)部的主要經(jīng)營管理內(nèi)容與核心，其主要功能包括：基礎(chǔ)數(shù)據(jù)維護(hù)、生產(chǎn)計(jì)劃、物料需求計(jì)劃、能力計(jì)劃等?；A(chǔ)數(shù)據(jù)維護(hù)又包括物料主數(shù)據(jù)、工作中心、工藝路線等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的維護(hù);生產(chǎn)計(jì)劃包括主生產(chǎn)計(jì)劃管理以及與銷售系統(tǒng)的集成;能力計(jì)劃包括粗/細(xì)生產(chǎn)能力需求計(jì)算以及生產(chǎn)能力平衡策略;物料需求計(jì)劃包括MRP計(jì)算邏輯和策略以及生產(chǎn)/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(gè)方面，倉庫管理定義并管理復(fù)雜的倉庫機(jī)構(gòu)，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(yīng)存放的區(qū)域，哪些區(qū)域的貨物應(yīng)取消，或貨物應(yīng)從哪些區(qū)域取出;庫存管理包括實(shí)際庫存處理，諸如收貨、退貨、計(jì)劃內(nèi)和計(jì)劃外的庫存取消、庫存轉(zhuǎn)移、保留和庫存調(diào)整。通過這些數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)錄入，盡可能地保證數(shù)據(jù)的即時(shí)更新和準(zhǔn)確性。這也是編制準(zhǔn)確有效的物料計(jì)劃和控制的先決條件。采購管理：實(shí)現(xiàn)采購計(jì)劃確定、采購申請產(chǎn)生、供應(yīng)商選擇、采購合同簽訂、采購執(zhí)行、采購收貨、供應(yīng)商發(fā)票處理、采購過程監(jiān)控等功能，并且以上這些環(huán)節(jié)還可能和財(cái)務(wù)系統(tǒng)、質(zhì)量管理系統(tǒng)緊密地集成在一起，提供強(qiáng)大的分析功能。銷售管理：實(shí)現(xiàn)客戶檔案管理、銷售報(bào)價(jià)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(fā)票及紅沖發(fā)票處理、客戶退貨及貨款拒付處理等一系列銷售管理事務(wù)。通過銷售管理應(yīng)可以及時(shí)了解到銷售過程中每個(gè)環(huán)節(jié)的準(zhǔn)確情況和數(shù)據(jù)信息。6）人力資源管理：主要包括人事管理、時(shí)間管理、薪酬管理、人事發(fā)展管理、證件管理、績效考評管理以及企業(yè)組織結(jié)構(gòu)管理等內(nèi)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(nèi)容;時(shí)間管理包括工作日歷管理、班次管理、考勤記錄、勞動(dòng)力分配等內(nèi)容;薪酬管理包括社會(huì)保險(xiǎn)、醫(yī)療保險(xiǎn)等內(nèi)容;人事發(fā)展管理包括崗位的資格和要求、職位接替和人員提升計(jì)劃和員工培訓(xùn)等內(nèi)容;證件管理包括員工職稱、工作技能證書等管理內(nèi)容;績效考評管理包括績效考評指標(biāo)的制定以及獎(jiǎng)懲管理等內(nèi)容;企業(yè)組織結(jié)構(gòu)管理包括企業(yè)組織結(jié)構(gòu)定義和企業(yè)組織結(jié)構(gòu)信息維護(hù)等內(nèi)容。

（3）制造執(zhí)行平臺(tái)的研究構(gòu)建

制造執(zhí)行平臺(tái)的構(gòu)建旨在車間現(xiàn)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(tǒng)，對生產(chǎn)過程、數(shù)控設(shè)備等實(shí)現(xiàn)管理、監(jiān)控和優(yōu)化，從而保證信息系統(tǒng)與實(shí)際生產(chǎn)環(huán)節(jié)的緊密集成，達(dá)到信息流與物流的閉環(huán)統(tǒng)一。制造執(zhí)行平臺(tái)功能結(jié)構(gòu)如圖3所示，該系統(tǒng)應(yīng)主要由制造執(zhí)行系統(tǒng)與產(chǎn)品全生命周期管理系統(tǒng)、制造資源管理系統(tǒng)以及分布式數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集成接口組成。通過與產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、制造資源管理系統(tǒng)的集成實(shí)現(xiàn)車間生產(chǎn)計(jì)劃的建立生成，通過與分布式數(shù)控系統(tǒng)的集成實(shí)現(xiàn)與底層數(shù)控設(shè)備信息的交流。

圖3 產(chǎn)品制造執(zhí)行平臺(tái)的功能結(jié)構(gòu)

制造執(zhí)行系統(tǒng)實(shí)施的主要目標(biāo)是接受ERP系統(tǒng)的生產(chǎn)計(jì)劃和編制車間生產(chǎn)調(diào)度計(jì)劃。具體而言，制造執(zhí)行系統(tǒng)主要包括如下模塊：

1）車間生產(chǎn)調(diào)度：編制生成車間工序級操作計(jì)劃，即詳細(xì)計(jì)劃;提供基于指定生產(chǎn)單元相關(guān)的優(yōu)先級、屬性、特征、方法等的作業(yè)排序功能，通過安排一個(gè)合理的序列以最大限度地壓縮生產(chǎn)過程中的輔助時(shí)間;同時(shí)保證作業(yè)計(jì)劃是基于有限能力的生產(chǎn)執(zhí)行計(jì)劃。

2）生產(chǎn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集：實(shí)現(xiàn)采集生產(chǎn)現(xiàn)場中的各種必要的實(shí)時(shí)更新的數(shù)據(jù)信息?，F(xiàn)場數(shù)據(jù)可以從車間手工輸入或由各種自動(dòng)方式獲得?，F(xiàn)場數(shù)據(jù)采集包括工票數(shù)據(jù)采集、質(zhì)量信息收集、資源狀態(tài)信息維護(hù)等幾種類別。

3）生產(chǎn)性能分析：主要通過實(shí)時(shí)更新的實(shí)際制造過程的結(jié)果與過去的歷史記錄及所期望出現(xiàn)的經(jīng)營目標(biāo)進(jìn)行比較。生產(chǎn)性能分析主要包括：各種生產(chǎn)指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)和歷史數(shù)據(jù)分析，其中歷史數(shù)據(jù)分析借助于數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析技術(shù)，可以修正ERP/MES系統(tǒng)中與產(chǎn)品相關(guān)的一些數(shù)據(jù)，而且隨著MES的運(yùn)行，這些數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性會(huì)越來越高。另外歷史數(shù)據(jù)分析可以形成各類考核指標(biāo)等信息，方便對生產(chǎn)中的一些問題做出決策。

三、企業(yè)兩化融合的保障

1.統(tǒng)一思想，加強(qiáng)領(lǐng)導(dǎo)

確立信息化在企業(yè)發(fā)展中的戰(zhàn)略地位，由企業(yè)各級“一把手”對所管轄的信息化負(fù)總責(zé)，把企業(yè)整體信息化建設(shè)納入重要議事日程，加強(qiáng)信息化工作的常規(guī)化和制度化建設(shè)，保證信息化建設(shè)的有序開展。加強(qiáng)對信息化工作的統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)和重大項(xiàng)目的推進(jìn)，企業(yè)各級領(lǐng)導(dǎo)要直接參與信息化不同層面的重要決策，親自協(xié)調(diào)推動(dòng)重大信息化項(xiàng)目實(shí)施，并在信息系統(tǒng)應(yīng)用方面起表率作用，帶頭營造信息化建設(shè)與應(yīng)用的良好氛圍。

2.績效考核，促進(jìn)建設(shè)

要研究制定具體、簡便、合理、可行的信息化建設(shè)進(jìn)度、質(zhì)量、效果等考核指標(biāo)，將信息化建設(shè)成效列入企業(yè)各部門年度工作考核內(nèi)容，通過切實(shí)加強(qiáng)績效考核工作，促進(jìn)信息化責(zé)任與權(quán)利的緊密結(jié)合，建立健全企業(yè)信息化工作的激勵(lì)與約束機(jī)制。

3.做好宣傳，加強(qiáng)推廣

充分利用信息技術(shù)的宣傳手段，開展信息化建設(shè)與宣傳媒體的聯(lián)合聯(lián)動(dòng)，加強(qiáng)企業(yè)全員的參與度，制訂企業(yè)全員信息化培訓(xùn)計(jì)劃，開展針對企業(yè)各級領(lǐng)導(dǎo)、管理人員、技術(shù)人員和使用人員的信息化定期培訓(xùn)，不斷提高全員信息化認(rèn)識(shí)和應(yīng)用水平，實(shí)現(xiàn)重大項(xiàng)目的全面推廣應(yīng)用。

4.健全體制，強(qiáng)化隊(duì)伍

從專職領(lǐng)導(dǎo)、專業(yè)管理、責(zé)任到位、制度健全等方面，建立健全信息化工作體制，強(qiáng)化統(tǒng)一管理職能，不斷提高信息化決策的執(zhí)行和組織實(shí)施水平。要將人才培養(yǎng)與推進(jìn)信息化結(jié)合起來，從IT人員數(shù)量和能力結(jié)構(gòu)兩個(gè)方面充實(shí)和強(qiáng)化人才隊(duì)伍，加強(qiáng)復(fù)合型IT人才、項(xiàng)目管理人才、高素質(zhì)信息化專業(yè)人才的引進(jìn)和培養(yǎng)，并通過優(yōu)化IT人員的發(fā)展和建立考核激勵(lì)機(jī)制，提高IT人員的積極性。

5.保證投資，持續(xù)發(fā)展

要充分認(rèn)識(shí)企業(yè)整體信息化建設(shè)的長期性和艱巨性，把企業(yè)信息化建設(shè)總體規(guī)劃和年度計(jì)劃的預(yù)算納入企業(yè)預(yù)算管理，設(shè)立信息化專項(xiàng)資金，集中投入，統(tǒng)一管理，?？顚Ｓ茫ＷC系統(tǒng)建設(shè)和運(yùn)行維護(hù)資金的持續(xù)投入，每年要按銷售收入的一定比例保持適度增長，加強(qiáng)投資管理，提高資金使用效率。在制定信息化專項(xiàng)投資預(yù)算時(shí)，除了關(guān)注建設(shè)項(xiàng)目的投資，更需要重視在用系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)的投入，以確保系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

6.優(yōu)化維護(hù)，提高效益

借鑒國際先進(jìn)的運(yùn)營維護(hù)管理模式和經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合企業(yè)實(shí)際情況逐步建立完善的信息技術(shù)服務(wù)管理體系。在信息系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)方面與國際先進(jìn)水平接軌，促進(jìn)信息系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)工作由救火式轉(zhuǎn)向規(guī)范化、由應(yīng)對型轉(zhuǎn)向防御型、由粗放型轉(zhuǎn)向精細(xì)化，保證信息化建設(shè)項(xiàng)目迅速轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，以低成本、高效益的模式推動(dòng)信息化建設(shè)與提高核心競爭力的有效融合。