軍工企業(yè)信息系統(tǒng)大數(shù)據(jù)挖掘?qū)嵗治?/h1>
2020-08-21 08:56:40楊磊馮茜袁明鋒
中國管理信息化 2020年13期
楊磊 馮茜 袁明鋒
[摘 ? ?要] 隨著信息技術在制造業(yè)中的不斷應用，軍工企業(yè)信息系統(tǒng)的復雜度越來越高，企業(yè)在長期的經(jīng)營管理過程中積累了大量可以反映企業(yè)主體和各業(yè)務環(huán)境經(jīng)營情況的數(shù)據(jù)。如何在盡量減少系統(tǒng)復雜度的同時，進一步利用大數(shù)據(jù)產(chǎn)生新的價值，成為企業(yè)信息化建設過程中面臨的突出問題。本文通過對企業(yè)信息化建設的實例進行分析，詳細闡述了如何運用大數(shù)據(jù)挖掘技術解決當前企業(yè)發(fā)展過程中的難點問題，并提出了合理化的建議，對企業(yè)信息化建設具有一定的借鑒參考價值。
[關鍵詞] 制造企業(yè);信息系統(tǒng);大數(shù)據(jù)挖掘
doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2020. 13. 049
[中圖分類號] F270.7;TP311 ? ?[文獻標識碼] ?A ? ? ?[文章編號] ?1673 - 0194（2020）13- 0108- 03
1 ? ? ?引 ? ?言
隨著工業(yè)4.0、互聯(lián)網(wǎng)+以及中國制造2025在工業(yè)領域的不斷深化發(fā)展，軍工企業(yè)工業(yè)生產(chǎn)與管理過程逐步網(wǎng)絡化、智能化和信息化，所有的生產(chǎn)管理環(huán)節(jié)、生產(chǎn)裝備、感知設備包括生產(chǎn)者自身都在源源不斷地產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)。如何從這些工業(yè)大數(shù)據(jù)中獲得有價值的信息，幫助企業(yè)做出正確的決策，已經(jīng)成為許多學者研究的熱點。大數(shù)據(jù)挖掘技術的應運而生，可以有效地提升企業(yè)在相關產(chǎn)品設計、生產(chǎn)制造、統(tǒng)計展示和改進產(chǎn)品質(zhì)量等方面的能力，從而提高工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)成功率，降低開發(fā)成本，提高工業(yè)生產(chǎn)決策的準確度，進一步提升工業(yè)生產(chǎn)效率。
2 ? ? ?軍工企業(yè)信息系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實例
筆者所在企業(yè)圍繞建設智慧企業(yè)的戰(zhàn)略目標，經(jīng)過多年的論證和實施，現(xiàn)已建成如下各類信息系統(tǒng)（如圖1所示）：以SAP為核心的經(jīng)營管理體系，對企業(yè)的銷售服務、生產(chǎn)管理、財務管理、原材料采購、貨物倉儲及庫存管理等全部經(jīng)營活動與環(huán)節(jié)，實施監(jiān)督、分析及管理，形成數(shù)據(jù)化的資源管理系統(tǒng)，為企業(yè)生產(chǎn)、決策、組織運營提供指導及依據(jù);以MES為核心的生產(chǎn)管理體系，能夠幫助企業(yè)實現(xiàn)生產(chǎn)計劃管理、生產(chǎn)過程控制、產(chǎn)品質(zhì)量管理、車間庫存管理、項目看板管理等，提高企業(yè)制造執(zhí)行能力;以PDM為核心的數(shù)字化研發(fā)設計體系，實現(xiàn)產(chǎn)品設計數(shù)據(jù)管理，以及這些數(shù)據(jù)的產(chǎn)生過程，如設計文檔管理、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與配置管理、工藝管理、工作流程管理、項目管理和產(chǎn)品的分類檢索等內(nèi)容;以DNC系統(tǒng)為核心的設備智能監(jiān)控體系，能夠?qū)崿F(xiàn)車間數(shù)控設備及生產(chǎn)工位的統(tǒng)一聯(lián)網(wǎng)管理，支持數(shù)控設備的在線加工、NC程序的斷點續(xù)傳、在線遠程請求和歷史追溯等，提高企業(yè)數(shù)控設備的生產(chǎn)效率;此外輔以OA對銷售合同進行審批與監(jiān)管，從而構(gòu)成了公司的骨干信息化系統(tǒng)。
在此基礎上，企業(yè)繼續(xù)優(yōu)化生產(chǎn)流程，以銷售訂單+行項目為驅(qū)動，將戰(zhàn)略、計劃、科研、生產(chǎn)、執(zhí)行和業(yè)績管理各環(huán)節(jié)有機串聯(lián)，形成完整的產(chǎn)供銷的信息流程。同時通過數(shù)據(jù)聯(lián)邦方式集成。這種集成方式投資小，部署容易，僅通過簡單、精確定義的API接口、Web Service接口或直接訪問數(shù)據(jù)庫接口等技術進行通訊，將分布式部署的各信息系統(tǒng)進行互聯(lián)互通，打通經(jīng)營管理的數(shù)據(jù)壁壘，消除信息孤島，并將分散在各系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)重新集合，實現(xiàn)各個異構(gòu)數(shù)據(jù)源之間的數(shù)據(jù)共享，使得現(xiàn)有信息系統(tǒng)成為一個高效協(xié)作的和諧整體，便于獲取與應用內(nèi)部所存的資源信息數(shù)據(jù)。
3 ? ? ?信息系統(tǒng)大數(shù)據(jù)的來源
企業(yè)在長期的經(jīng)營管理過程中積累了豐富翔實的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)真實地反映了企業(yè)主體和各業(yè)務環(huán)境的經(jīng)營情況，其中蘊含著有助于企業(yè)發(fā)展的重要信息資源，而決策的信息化則是這些數(shù)據(jù)價值最重要的體現(xiàn)。主要包含：管理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)、機器設備數(shù)據(jù)和外部數(shù)據(jù)。其中管理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)是圍繞經(jīng)典智能制造模式，從客戶需求到銷售、訂單、計劃、研發(fā)、設計工藝、制造、采購、供應、庫存和交付、售后等整個產(chǎn)品全生命周期各個環(huán)節(jié)所產(chǎn)生的各類數(shù)據(jù)以及相關技術和應用的總稱。如物料主數(shù)據(jù)、銷售數(shù)據(jù)、物資庫存數(shù)據(jù)、生產(chǎn)任務數(shù)據(jù)、財務數(shù)據(jù)、質(zhì)量數(shù)據(jù)等，是工業(yè)大數(shù)據(jù)的主要組成部分，也是最具價值的部分。
機器設備數(shù)據(jù)是來源于工業(yè)生產(chǎn)線設備、機器、產(chǎn)品等方面的數(shù)據(jù)，多由傳感器、設備儀器儀表進行采集產(chǎn)生。如DNC系統(tǒng)采集和統(tǒng)計到設備的開機率、有效切削率、主軸倍率與轉(zhuǎn)速、進給倍率與速度以及溫度、濕度、壓力值等數(shù)據(jù)。
外部數(shù)據(jù)是指來源于工廠外部的數(shù)據(jù)，主要包括來自市場、環(huán)境、客戶、外協(xié)廠商等外部環(huán)境的信息和數(shù)據(jù)。如供應商主數(shù)據(jù)、客戶主數(shù)據(jù)、外協(xié)任務數(shù)據(jù)等。
4 ? ? ?集成系統(tǒng)存在問題
從上文所述可以看出工業(yè)制造業(yè)的數(shù)據(jù)有多種來源，且分布于各個獨立的系統(tǒng)。并且具有多源異構(gòu)、分布廣泛、動態(tài)增長、實時性強等特點，為打破“數(shù)據(jù)信息孤島”，企業(yè)通過系統(tǒng)集成，部分實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通與信息共享。但距離數(shù)據(jù)的充分利用還差很多。究其原因，主要是現(xiàn)有的信息系統(tǒng)存在如下缺點：
（1）在靈活性方面有所欠缺，穩(wěn)定性強而柔性不足。特別是排產(chǎn)方面、在解決能力瓶頸的功能方面、在解決具體行業(yè)的特殊性要求方面，過于死板。譬如：采購計劃處理代料問題，需要在PDM和SAP系統(tǒng)之間反復確認修改，不僅操作煩瑣，影響效率，還會造成數(shù)據(jù)冗余和重復，增加系統(tǒng)負擔。
（2）需要較專業(yè)的人員進行配置和使用。不同業(yè)務之間進入門檻高，并且配置數(shù)據(jù)量龐大，操作界面復雜。譬如：財務人員遇到業(yè)務問題，需要追根溯源查找上游環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)時，由于操作復雜，專業(yè)性強，經(jīng)常望而卻步。
（3）基于流程的功能很弱，企業(yè)生成單據(jù)都需要走審批流程，一般要通過外部系統(tǒng)的工作流程軟件進行審批，再將數(shù)據(jù)寫入現(xiàn)有系統(tǒng)中。特別是在系統(tǒng)集成互聯(lián)后，原來少量的審批功能僅存在于單一系統(tǒng)中，嚴重影響集成系統(tǒng)的功能發(fā)揮。
（4）報表、數(shù)據(jù)統(tǒng)計與展示功能不直觀，不能完全滿足需要。其一是該類功能配置復雜，格式固定，可定制化程度低;其二是系統(tǒng)集成后，原系統(tǒng)缺少貫穿多個系統(tǒng)數(shù)據(jù)源的統(tǒng)計和展示能力。
（5）實施成本很高，二次開發(fā)（例如SAP系統(tǒng)使用ABAP語言開發(fā)）的成本相當高，使用成本也很高，嚴重制約企業(yè)對系統(tǒng)的升級需求。
5 ? ? ?大數(shù)據(jù)挖掘解決方案
筆者所在企業(yè)的信息系統(tǒng)進行了高效的集成，其基本架構(gòu)已趨于完善，運營管理過程中產(chǎn)生和收集的海量大數(shù)據(jù)是實實在在的，如何充分利用現(xiàn)有的大數(shù)據(jù)，解決企業(yè)經(jīng)營中提出的新需求，彌補現(xiàn)有系統(tǒng)不足，同時創(chuàng)造新的價值成為下一步信息系統(tǒng)建設的關鍵目標。
5.1 ? 新需求分析
近年來，企業(yè)不同業(yè)務部門基于自身情況，提出了大量新的信息系統(tǒng)的建設計劃，這類需求均是現(xiàn)有信息系統(tǒng)欠缺的功能，如果在現(xiàn)有系統(tǒng)基礎上進行升級改造，則代價高，技術難度大，實施困難。但這些需求又是各部門的剛性需求，極為迫切，如果能成功實施將能極大提高辦公效率。這些新需求如下：
（1）產(chǎn)出計劃管理系統(tǒng)?，F(xiàn)有的MES系統(tǒng)無法實現(xiàn)生產(chǎn)任務的全程監(jiān)控，無法保障產(chǎn)品交付時間，也無法統(tǒng)計出總裝產(chǎn)品所需零部件的庫存情況（數(shù)據(jù)在SAP系統(tǒng)中）并進行齊套性分析，影響產(chǎn)品的及時交付率。
（2）質(zhì)量大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。MES系統(tǒng)對于質(zhì)量數(shù)據(jù)的歸集管理能力較弱，質(zhì)量管控過程中所需的諸如合格品數(shù)量、廢品數(shù)、一次交檢合格率、產(chǎn)品最終合格率等指標的精細化統(tǒng)計分析功能欠缺;產(chǎn)品在設計、生產(chǎn)、試驗和交付等生產(chǎn)環(huán)節(jié)中形成的有關質(zhì)量與可靠性的各類文件、記錄等信息無法和該產(chǎn)品的銷售信息、部分生產(chǎn)信息（數(shù)據(jù)在SAP系統(tǒng)中）相關聯(lián)，造成質(zhì)量管理工作量巨大。
（3）外協(xié)任務監(jiān)管系統(tǒng)。企業(yè)的外協(xié)廠家較多，需要外協(xié)的產(chǎn)品也較多，要求分散的外協(xié)廠家遠程運用同一MES系統(tǒng)上報生產(chǎn)進度等信息無法實現(xiàn)，因此大量的外協(xié)生產(chǎn)數(shù)據(jù)無法統(tǒng)計和獲得，信息不透明，嚴重影響企業(yè)生產(chǎn)進度。
（4）合同監(jiān)管系統(tǒng)。目前缺少一個可以涵蓋銷售、研發(fā)、生產(chǎn)、采購、物資、財務的產(chǎn)品全流程監(jiān)管系統(tǒng)，其數(shù)據(jù)源涉及所有系統(tǒng)，這使得企業(yè)合同評審、合同履行進度計劃、產(chǎn)品驗收、合同節(jié)點考核等工作缺乏清晰的主線貫穿，影響當前的合同監(jiān)管和今后的合同審計工作的開展。
（5）財務共享系統(tǒng)。集團公司財務核算需要共享下屬單位財務數(shù)據(jù)，涉及企業(yè)和上級單位信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通。
5.2 ? 實施方案
開發(fā)各類新的應用系統(tǒng)之前，通過對已有信息系統(tǒng)的特點與缺陷進行分析，制定了新的系統(tǒng)架構(gòu)，旨在通過大數(shù)據(jù)挖掘技術實現(xiàn)對現(xiàn)有數(shù)據(jù)的進一步利用，同時摒棄以前的緊耦合系統(tǒng)集成方式，避免每次更新都必須完成眾多復雜接口的升級，建立以服務為核心的整體解決方案，如圖2所示。
（1）通過數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)建立一個存儲海量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫，然后將新應用系統(tǒng)所需的數(shù)據(jù)源通過數(shù)據(jù)抽取工具進行過濾、提取和轉(zhuǎn)換，定期裝載到數(shù)據(jù)庫中，所有查詢都通過數(shù)據(jù)倉庫根據(jù)其保存的信息來進行。通過中間件技術，將上下級單位的數(shù)據(jù)源進行協(xié)調(diào)處理，為異構(gòu)數(shù)據(jù)創(chuàng)造檢索的條件。
（2）統(tǒng)一規(guī)劃定制開發(fā)的軟件和原有系統(tǒng)之間的中間層和數(shù)據(jù)倉庫的規(guī)范，統(tǒng)一采集和存儲管理的標準。在此基礎上，新開發(fā)的各類系統(tǒng)既能實現(xiàn)單點登錄、賬號權限統(tǒng)一管理，界面、操作方式一致性，各系統(tǒng)的無縫融合，又可以保持每個系統(tǒng)的單獨性，允許獨立部署，保證功能的完整性，從而最大化實現(xiàn)平臺無關性，降低系統(tǒng)間耦合度，增加通用性與可移植性。
（3）通過業(yè)務流程調(diào)整和重組，定制化開發(fā)新的系統(tǒng)，彌補現(xiàn)有信息系統(tǒng)功能缺陷，解決工作流程不符合企業(yè)特殊要求、統(tǒng)計數(shù)據(jù)分布于多個系統(tǒng)中無法統(tǒng)一展示等問題。
6 ? ? ?總結(jié)與反思
6.1 ? 降低系統(tǒng)間耦合性
企業(yè)的信息系統(tǒng)諸如SAP、MES、PDM、DNC等是通過獨立開發(fā)各信息系統(tǒng)之間的接口來進行彼此數(shù)據(jù)傳遞，從而實現(xiàn)系統(tǒng)間互聯(lián)的。也就是說，系統(tǒng)集成使系統(tǒng)耦合性進一步加強。盡管后續(xù)企業(yè)信息系統(tǒng)建設中認識到了這一弊端，定制開發(fā)的各類管理平臺采用數(shù)據(jù)庫訪問中間件和數(shù)據(jù)倉庫的方式實現(xiàn)和底層信息的交互，避免了單個系統(tǒng)間的直接接口訪問。但其底層系統(tǒng)間的耦合性是無法改變的。
隨著信息系統(tǒng)的復雜性不斷增大，這種緊耦合模式的缺陷逐漸暴露出來。首先，無法支持大規(guī)模的計算業(yè)務、任務執(zhí)行過程中管理難度大并最終導致系統(tǒng)穩(wěn)定性變差。其次，這種系統(tǒng)間的緊耦合模式使得信息系統(tǒng)后期的升級維護甚至更新替換過程中，原來在緊耦合架構(gòu)下運行的程序接口代碼，甚至軟件流程方式發(fā)生根本性變化，其代碼的重寫過程將是一個龐大的工程，甚至是不可能完成的任務。
因此在后期的信息系統(tǒng)建設過程中，應逐步改變系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，降低系統(tǒng)間的耦合性。圖3是企業(yè)今后信息系統(tǒng)的建設目標和模式。
6.2 ? 長遠規(guī)劃與平臺化實施
企業(yè)信息系統(tǒng)建設的種類、類型、組成結(jié)構(gòu)要進行長遠的規(guī)劃設計，在建設之初，結(jié)合企業(yè)的未來發(fā)展，確定系統(tǒng)和模塊以及之間的互聯(lián)互通耦合方式等，實現(xiàn)總體規(guī)劃，分步實施。而實現(xiàn)此目標，建設平臺化的信息系統(tǒng)是一個較好的實現(xiàn)方式。
平臺化系統(tǒng)具有獨立性、開放性、可管理性和可擴展性等特性，通過模塊組件化結(jié)構(gòu)，支持企業(yè)逐步部署信息化系統(tǒng)，減少企業(yè)系統(tǒng)投資的壓力，提升企業(yè)平臺化系統(tǒng)的使用率。此外，平臺化能在整個系統(tǒng)內(nèi)實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享，許多高級功能，比如單點登錄，用戶唯一、全局搜索、全局行動列表和全局業(yè)務地圖等支持不同應用模塊間的數(shù)據(jù)整合和信息重組的功能，都可以作為標準功能予以實施，這也大大提高了系統(tǒng)的價值。
6.3 ? 重視定制化的開發(fā)
采用通用的軟件系統(tǒng)產(chǎn)品構(gòu)建企業(yè)的信息系統(tǒng)，價格低，制作周期短，見效快。這通常是一個企業(yè)解決企業(yè)發(fā)展初期信息化需求的必由之路。并且有些通用型的軟件系統(tǒng)產(chǎn)品，特別是大型的軟件產(chǎn)品，經(jīng)過了市場的檢驗，能解決絕大部分企業(yè)面臨的一些共性問題，滿足企業(yè)信息化管理的基本需求，并構(gòu)成企業(yè)信息系統(tǒng)的基礎設施。
但每個企業(yè)都有自己獨有的管理模式、工作流程及工作制度，隨著企業(yè)不斷發(fā)展，通用型軟件系統(tǒng)與企業(yè)個性化軟件需求之間的矛盾會越發(fā)凸顯，定制開發(fā)工作顯得尤為重要或不可或缺。
定制開發(fā)可以允許企業(yè)依據(jù)自己的行業(yè)特殊性、產(chǎn)品特性以及業(yè)務服務等方面的要求，經(jīng)過細致的系統(tǒng)分析后，選擇重要的功能進行個性化的開發(fā)設計。定制開發(fā)具有靈活性、可擴展性、可控性，實現(xiàn)了從過去企業(yè)管理方式適應軟件系統(tǒng)向軟件系統(tǒng)適應企業(yè)管理方式的轉(zhuǎn)變。此外，定制開發(fā)的軟件系統(tǒng)允許企業(yè)擁有軟件所有權，包含軟件源文件、軟件版權、數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)信息等，所以企業(yè)能夠在與軟件定制開發(fā)公司合作前提下，自由添加或削減軟件的功能，使得企業(yè)在軟件的深度使用及推廣方面更加容易。
本文所述案例中，正是通過定制開發(fā)，滿足了企業(yè)不斷涌現(xiàn)的個性化需求，解決了困擾企業(yè)或部門多年的管理難題，填補了現(xiàn)有管理信息系統(tǒng)的空白，也使企業(yè)管理信息系統(tǒng)功能更加完整。
主要參考文獻
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隨著工業(yè)4.0、互聯(lián)網(wǎng)+以及中國制造2025在工業(yè)領域的不斷深化發(fā)展，軍工企業(yè)工業(yè)生產(chǎn)與管理過程逐步網(wǎng)絡化、智能化和信息化，所有的生產(chǎn)管理環(huán)節(jié)、生產(chǎn)裝備、感知設備包括生產(chǎn)者自身都在源源不斷地產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)。如何從這些工業(yè)大數(shù)據(jù)中獲得有價值的信息，幫助企業(yè)做出正確的決策，已經(jīng)成為許多學者研究的熱點。大數(shù)據(jù)挖掘技術的應運而生，可以有效地提升企業(yè)在相關產(chǎn)品設計、生產(chǎn)制造、統(tǒng)計展示和改進產(chǎn)品質(zhì)量等方面的能力，從而提高工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)成功率，降低開發(fā)成本，提高工業(yè)生產(chǎn)決策的準確度，進一步提升工業(yè)生產(chǎn)效率。
2 ? ? ?軍工企業(yè)信息系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實例
筆者所在企業(yè)圍繞建設智慧企業(yè)的戰(zhàn)略目標，經(jīng)過多年的論證和實施，現(xiàn)已建成如下各類信息系統(tǒng)（如圖1所示）：以SAP為核心的經(jīng)營管理體系，對企業(yè)的銷售服務、生產(chǎn)管理、財務管理、原材料采購、貨物倉儲及庫存管理等全部經(jīng)營活動與環(huán)節(jié)，實施監(jiān)督、分析及管理，形成數(shù)據(jù)化的資源管理系統(tǒng)，為企業(yè)生產(chǎn)、決策、組織運營提供指導及依據(jù);以MES為核心的生產(chǎn)管理體系，能夠幫助企業(yè)實現(xiàn)生產(chǎn)計劃管理、生產(chǎn)過程控制、產(chǎn)品質(zhì)量管理、車間庫存管理、項目看板管理等，提高企業(yè)制造執(zhí)行能力;以PDM為核心的數(shù)字化研發(fā)設計體系，實現(xiàn)產(chǎn)品設計數(shù)據(jù)管理，以及這些數(shù)據(jù)的產(chǎn)生過程，如設計文檔管理、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與配置管理、工藝管理、工作流程管理、項目管理和產(chǎn)品的分類檢索等內(nèi)容;以DNC系統(tǒng)為核心的設備智能監(jiān)控體系，能夠?qū)崿F(xiàn)車間數(shù)控設備及生產(chǎn)工位的統(tǒng)一聯(lián)網(wǎng)管理，支持數(shù)控設備的在線加工、NC程序的斷點續(xù)傳、在線遠程請求和歷史追溯等，提高企業(yè)數(shù)控設備的生產(chǎn)效率;此外輔以OA對銷售合同進行審批與監(jiān)管，從而構(gòu)成了公司的骨干信息化系統(tǒng)。
在此基礎上，企業(yè)繼續(xù)優(yōu)化生產(chǎn)流程，以銷售訂單+行項目為驅(qū)動，將戰(zhàn)略、計劃、科研、生產(chǎn)、執(zhí)行和業(yè)績管理各環(huán)節(jié)有機串聯(lián)，形成完整的產(chǎn)供銷的信息流程。同時通過數(shù)據(jù)聯(lián)邦方式集成。這種集成方式投資小，部署容易，僅通過簡單、精確定義的API接口、Web Service接口或直接訪問數(shù)據(jù)庫接口等技術進行通訊，將分布式部署的各信息系統(tǒng)進行互聯(lián)互通，打通經(jīng)營管理的數(shù)據(jù)壁壘，消除信息孤島，并將分散在各系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)重新集合，實現(xiàn)各個異構(gòu)數(shù)據(jù)源之間的數(shù)據(jù)共享，使得現(xiàn)有信息系統(tǒng)成為一個高效協(xié)作的和諧整體，便于獲取與應用內(nèi)部所存的資源信息數(shù)據(jù)。
3 ? ? ?信息系統(tǒng)大數(shù)據(jù)的來源
企業(yè)在長期的經(jīng)營管理過程中積累了豐富翔實的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)真實地反映了企業(yè)主體和各業(yè)務環(huán)境的經(jīng)營情況，其中蘊含著有助于企業(yè)發(fā)展的重要信息資源，而決策的信息化則是這些數(shù)據(jù)價值最重要的體現(xiàn)。主要包含：管理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)、機器設備數(shù)據(jù)和外部數(shù)據(jù)。其中管理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)是圍繞經(jīng)典智能制造模式，從客戶需求到銷售、訂單、計劃、研發(fā)、設計工藝、制造、采購、供應、庫存和交付、售后等整個產(chǎn)品全生命周期各個環(huán)節(jié)所產(chǎn)生的各類數(shù)據(jù)以及相關技術和應用的總稱。如物料主數(shù)據(jù)、銷售數(shù)據(jù)、物資庫存數(shù)據(jù)、生產(chǎn)任務數(shù)據(jù)、財務數(shù)據(jù)、質(zhì)量數(shù)據(jù)等，是工業(yè)大數(shù)據(jù)的主要組成部分，也是最具價值的部分。
機器設備數(shù)據(jù)是來源于工業(yè)生產(chǎn)線設備、機器、產(chǎn)品等方面的數(shù)據(jù)，多由傳感器、設備儀器儀表進行采集產(chǎn)生。如DNC系統(tǒng)采集和統(tǒng)計到設備的開機率、有效切削率、主軸倍率與轉(zhuǎn)速、進給倍率與速度以及溫度、濕度、壓力值等數(shù)據(jù)。
外部數(shù)據(jù)是指來源于工廠外部的數(shù)據(jù)，主要包括來自市場、環(huán)境、客戶、外協(xié)廠商等外部環(huán)境的信息和數(shù)據(jù)。如供應商主數(shù)據(jù)、客戶主數(shù)據(jù)、外協(xié)任務數(shù)據(jù)等。
4 ? ? ?集成系統(tǒng)存在問題
從上文所述可以看出工業(yè)制造業(yè)的數(shù)據(jù)有多種來源，且分布于各個獨立的系統(tǒng)。并且具有多源異構(gòu)、分布廣泛、動態(tài)增長、實時性強等特點，為打破“數(shù)據(jù)信息孤島”，企業(yè)通過系統(tǒng)集成，部分實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通與信息共享。但距離數(shù)據(jù)的充分利用還差很多。究其原因，主要是現(xiàn)有的信息系統(tǒng)存在如下缺點：
（1）在靈活性方面有所欠缺，穩(wěn)定性強而柔性不足。特別是排產(chǎn)方面、在解決能力瓶頸的功能方面、在解決具體行業(yè)的特殊性要求方面，過于死板。譬如：采購計劃處理代料問題，需要在PDM和SAP系統(tǒng)之間反復確認修改，不僅操作煩瑣，影響效率，還會造成數(shù)據(jù)冗余和重復，增加系統(tǒng)負擔。
（2）需要較專業(yè)的人員進行配置和使用。不同業(yè)務之間進入門檻高，并且配置數(shù)據(jù)量龐大，操作界面復雜。譬如：財務人員遇到業(yè)務問題，需要追根溯源查找上游環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)時，由于操作復雜，專業(yè)性強，經(jīng)常望而卻步。
（3）基于流程的功能很弱，企業(yè)生成單據(jù)都需要走審批流程，一般要通過外部系統(tǒng)的工作流程軟件進行審批，再將數(shù)據(jù)寫入現(xiàn)有系統(tǒng)中。特別是在系統(tǒng)集成互聯(lián)后，原來少量的審批功能僅存在于單一系統(tǒng)中，嚴重影響集成系統(tǒng)的功能發(fā)揮。
（4）報表、數(shù)據(jù)統(tǒng)計與展示功能不直觀，不能完全滿足需要。其一是該類功能配置復雜，格式固定，可定制化程度低;其二是系統(tǒng)集成后，原系統(tǒng)缺少貫穿多個系統(tǒng)數(shù)據(jù)源的統(tǒng)計和展示能力。
（5）實施成本很高，二次開發(fā)（例如SAP系統(tǒng)使用ABAP語言開發(fā)）的成本相當高，使用成本也很高，嚴重制約企業(yè)對系統(tǒng)的升級需求。
5 ? ? ?大數(shù)據(jù)挖掘解決方案
筆者所在企業(yè)的信息系統(tǒng)進行了高效的集成，其基本架構(gòu)已趨于完善，運營管理過程中產(chǎn)生和收集的海量大數(shù)據(jù)是實實在在的，如何充分利用現(xiàn)有的大數(shù)據(jù)，解決企業(yè)經(jīng)營中提出的新需求，彌補現(xiàn)有系統(tǒng)不足，同時創(chuàng)造新的價值成為下一步信息系統(tǒng)建設的關鍵目標。
5.1 ? 新需求分析
近年來，企業(yè)不同業(yè)務部門基于自身情況，提出了大量新的信息系統(tǒng)的建設計劃，這類需求均是現(xiàn)有信息系統(tǒng)欠缺的功能，如果在現(xiàn)有系統(tǒng)基礎上進行升級改造，則代價高，技術難度大，實施困難。但這些需求又是各部門的剛性需求，極為迫切，如果能成功實施將能極大提高辦公效率。這些新需求如下：
（1）產(chǎn)出計劃管理系統(tǒng)?，F(xiàn)有的MES系統(tǒng)無法實現(xiàn)生產(chǎn)任務的全程監(jiān)控，無法保障產(chǎn)品交付時間，也無法統(tǒng)計出總裝產(chǎn)品所需零部件的庫存情況（數(shù)據(jù)在SAP系統(tǒng)中）并進行齊套性分析，影響產(chǎn)品的及時交付率。
（2）質(zhì)量大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。MES系統(tǒng)對于質(zhì)量數(shù)據(jù)的歸集管理能力較弱，質(zhì)量管控過程中所需的諸如合格品數(shù)量、廢品數(shù)、一次交檢合格率、產(chǎn)品最終合格率等指標的精細化統(tǒng)計分析功能欠缺;產(chǎn)品在設計、生產(chǎn)、試驗和交付等生產(chǎn)環(huán)節(jié)中形成的有關質(zhì)量與可靠性的各類文件、記錄等信息無法和該產(chǎn)品的銷售信息、部分生產(chǎn)信息（數(shù)據(jù)在SAP系統(tǒng)中）相關聯(lián)，造成質(zhì)量管理工作量巨大。
（3）外協(xié)任務監(jiān)管系統(tǒng)。企業(yè)的外協(xié)廠家較多，需要外協(xié)的產(chǎn)品也較多，要求分散的外協(xié)廠家遠程運用同一MES系統(tǒng)上報生產(chǎn)進度等信息無法實現(xiàn)，因此大量的外協(xié)生產(chǎn)數(shù)據(jù)無法統(tǒng)計和獲得，信息不透明，嚴重影響企業(yè)生產(chǎn)進度。
（4）合同監(jiān)管系統(tǒng)。目前缺少一個可以涵蓋銷售、研發(fā)、生產(chǎn)、采購、物資、財務的產(chǎn)品全流程監(jiān)管系統(tǒng)，其數(shù)據(jù)源涉及所有系統(tǒng)，這使得企業(yè)合同評審、合同履行進度計劃、產(chǎn)品驗收、合同節(jié)點考核等工作缺乏清晰的主線貫穿，影響當前的合同監(jiān)管和今后的合同審計工作的開展。
（5）財務共享系統(tǒng)。集團公司財務核算需要共享下屬單位財務數(shù)據(jù)，涉及企業(yè)和上級單位信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通。
5.2 ? 實施方案
開發(fā)各類新的應用系統(tǒng)之前，通過對已有信息系統(tǒng)的特點與缺陷進行分析，制定了新的系統(tǒng)架構(gòu)，旨在通過大數(shù)據(jù)挖掘技術實現(xiàn)對現(xiàn)有數(shù)據(jù)的進一步利用，同時摒棄以前的緊耦合系統(tǒng)集成方式，避免每次更新都必須完成眾多復雜接口的升級，建立以服務為核心的整體解決方案，如圖2所示。
（1）通過數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)建立一個存儲海量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫，然后將新應用系統(tǒng)所需的數(shù)據(jù)源通過數(shù)據(jù)抽取工具進行過濾、提取和轉(zhuǎn)換，定期裝載到數(shù)據(jù)庫中，所有查詢都通過數(shù)據(jù)倉庫根據(jù)其保存的信息來進行。通過中間件技術，將上下級單位的數(shù)據(jù)源進行協(xié)調(diào)處理，為異構(gòu)數(shù)據(jù)創(chuàng)造檢索的條件。
（2）統(tǒng)一規(guī)劃定制開發(fā)的軟件和原有系統(tǒng)之間的中間層和數(shù)據(jù)倉庫的規(guī)范，統(tǒng)一采集和存儲管理的標準。在此基礎上，新開發(fā)的各類系統(tǒng)既能實現(xiàn)單點登錄、賬號權限統(tǒng)一管理，界面、操作方式一致性，各系統(tǒng)的無縫融合，又可以保持每個系統(tǒng)的單獨性，允許獨立部署，保證功能的完整性，從而最大化實現(xiàn)平臺無關性，降低系統(tǒng)間耦合度，增加通用性與可移植性。
（3）通過業(yè)務流程調(diào)整和重組，定制化開發(fā)新的系統(tǒng)，彌補現(xiàn)有信息系統(tǒng)功能缺陷，解決工作流程不符合企業(yè)特殊要求、統(tǒng)計數(shù)據(jù)分布于多個系統(tǒng)中無法統(tǒng)一展示等問題。
6 ? ? ?總結(jié)與反思
6.1 ? 降低系統(tǒng)間耦合性
企業(yè)的信息系統(tǒng)諸如SAP、MES、PDM、DNC等是通過獨立開發(fā)各信息系統(tǒng)之間的接口來進行彼此數(shù)據(jù)傳遞，從而實現(xiàn)系統(tǒng)間互聯(lián)的。也就是說，系統(tǒng)集成使系統(tǒng)耦合性進一步加強。盡管后續(xù)企業(yè)信息系統(tǒng)建設中認識到了這一弊端，定制開發(fā)的各類管理平臺采用數(shù)據(jù)庫訪問中間件和數(shù)據(jù)倉庫的方式實現(xiàn)和底層信息的交互，避免了單個系統(tǒng)間的直接接口訪問。但其底層系統(tǒng)間的耦合性是無法改變的。
隨著信息系統(tǒng)的復雜性不斷增大，這種緊耦合模式的缺陷逐漸暴露出來。首先，無法支持大規(guī)模的計算業(yè)務、任務執(zhí)行過程中管理難度大并最終導致系統(tǒng)穩(wěn)定性變差。其次，這種系統(tǒng)間的緊耦合模式使得信息系統(tǒng)后期的升級維護甚至更新替換過程中，原來在緊耦合架構(gòu)下運行的程序接口代碼，甚至軟件流程方式發(fā)生根本性變化，其代碼的重寫過程將是一個龐大的工程，甚至是不可能完成的任務。
因此在后期的信息系統(tǒng)建設過程中，應逐步改變系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，降低系統(tǒng)間的耦合性。圖3是企業(yè)今后信息系統(tǒng)的建設目標和模式。
6.2 ? 長遠規(guī)劃與平臺化實施
企業(yè)信息系統(tǒng)建設的種類、類型、組成結(jié)構(gòu)要進行長遠的規(guī)劃設計，在建設之初，結(jié)合企業(yè)的未來發(fā)展，確定系統(tǒng)和模塊以及之間的互聯(lián)互通耦合方式等，實現(xiàn)總體規(guī)劃，分步實施。而實現(xiàn)此目標，建設平臺化的信息系統(tǒng)是一個較好的實現(xiàn)方式。
平臺化系統(tǒng)具有獨立性、開放性、可管理性和可擴展性等特性，通過模塊組件化結(jié)構(gòu)，支持企業(yè)逐步部署信息化系統(tǒng)，減少企業(yè)系統(tǒng)投資的壓力，提升企業(yè)平臺化系統(tǒng)的使用率。此外，平臺化能在整個系統(tǒng)內(nèi)實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享，許多高級功能，比如單點登錄，用戶唯一、全局搜索、全局行動列表和全局業(yè)務地圖等支持不同應用模塊間的數(shù)據(jù)整合和信息重組的功能，都可以作為標準功能予以實施，這也大大提高了系統(tǒng)的價值。
6.3 ? 重視定制化的開發(fā)
采用通用的軟件系統(tǒng)產(chǎn)品構(gòu)建企業(yè)的信息系統(tǒng)，價格低，制作周期短，見效快。這通常是一個企業(yè)解決企業(yè)發(fā)展初期信息化需求的必由之路。并且有些通用型的軟件系統(tǒng)產(chǎn)品，特別是大型的軟件產(chǎn)品，經(jīng)過了市場的檢驗，能解決絕大部分企業(yè)面臨的一些共性問題，滿足企業(yè)信息化管理的基本需求，并構(gòu)成企業(yè)信息系統(tǒng)的基礎設施。
但每個企業(yè)都有自己獨有的管理模式、工作流程及工作制度，隨著企業(yè)不斷發(fā)展，通用型軟件系統(tǒng)與企業(yè)個性化軟件需求之間的矛盾會越發(fā)凸顯，定制開發(fā)工作顯得尤為重要或不可或缺。
定制開發(fā)可以允許企業(yè)依據(jù)自己的行業(yè)特殊性、產(chǎn)品特性以及業(yè)務服務等方面的要求，經(jīng)過細致的系統(tǒng)分析后，選擇重要的功能進行個性化的開發(fā)設計。定制開發(fā)具有靈活性、可擴展性、可控性，實現(xiàn)了從過去企業(yè)管理方式適應軟件系統(tǒng)向軟件系統(tǒng)適應企業(yè)管理方式的轉(zhuǎn)變。此外，定制開發(fā)的軟件系統(tǒng)允許企業(yè)擁有軟件所有權，包含軟件源文件、軟件版權、數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)信息等，所以企業(yè)能夠在與軟件定制開發(fā)公司合作前提下，自由添加或削減軟件的功能，使得企業(yè)在軟件的深度使用及推廣方面更加容易。
本文所述案例中，正是通過定制開發(fā)，滿足了企業(yè)不斷涌現(xiàn)的個性化需求，解決了困擾企業(yè)或部門多年的管理難題，填補了現(xiàn)有管理信息系統(tǒng)的空白，也使企業(yè)管理信息系統(tǒng)功能更加完整。
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