隨著市場競爭的日益激烈，裝備制造企業(yè)面臨訂單品種多、數(shù)量少、交貨期短等諸多困境，企業(yè)整體創(chuàng)新能力不足，缺乏核心工藝技術，與世界先進企業(yè)相比，競爭力存在較大差距。

以數(shù)字化為驅動力，加速推進數(shù)字化轉型，推動企業(yè)產品迭代升級，提升核心競爭力，對實現(xiàn)我國制造業(yè)強國戰(zhàn)略具有重要的意義。

企業(yè)數(shù)字化現(xiàn)狀

從2010年開始進行信息化建設，設備企業(yè)初步實施了科研管理信息化平臺、財務系統(tǒng)、產品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)和制造執(zhí)行系統(tǒng)，信息化系統(tǒng)基本涵蓋了管理、研發(fā)和制造等業(yè)務環(huán)節(jié)。

早期信息化建設由于頂層設計和整體規(guī)劃能力不足，各應用系統(tǒng)獨立部署導致業(yè)務數(shù)據(jù)分散且缺乏關聯(lián)性，信息流轉不順暢，無法有效發(fā)揮信息化的整體價值。

隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術的快速發(fā)展，新技術的應用對企業(yè)數(shù)字化轉型的作用越來越明顯。數(shù)字化轉型已成為企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分。

在頂層規(guī)劃統(tǒng)籌下，通過數(shù)字化平臺建設實現(xiàn)業(yè)務流程精細化、規(guī)范化、智能化的閉環(huán)管控，達到企業(yè)數(shù)字化轉型升級的目的。

數(shù)字化平臺設計

數(shù)字化轉型是指利用新一代信息技術從根本上提高企業(yè)經(jīng)濟運行質量和運營效率，實現(xiàn)對組織活動、業(yè)務流程、業(yè)務模式的重新定義。其核心要素是在企業(yè)內部實現(xiàn)人員之間、設備之間以及員工與設備之間高效實時的信息交互，在企業(yè)外部實現(xiàn)與上游供應商、下游客戶之間的信息共享。

通過設計數(shù)字化平臺覆蓋產品設計、采購、制造、交付和售后等業(yè)務全過程管控階段，實時進行數(shù)據(jù)交換，實現(xiàn)業(yè)務全流程數(shù)字化。

數(shù)字化平臺設計基于管理層、研發(fā)層和制造層三個業(yè)務層面，總體架構如圖1所示。

圖 1 數(shù)字化平臺總體架構

01、管理層

在企業(yè)管理層面，部署企業(yè)資源管理系統(tǒng)（ERP）和其它業(yè)務信息系統(tǒng)。 ERP系統(tǒng)以實現(xiàn)精益生產制造為目標，依據(jù)客戶的個性化需求訂單，制定物料采購計劃和主生產計劃，按計劃完成采購、制造、庫存及銷售過程，整合集成管理企業(yè)資金流、物流和信息流，為企業(yè)提供實時、準確、完整的信息。 協(xié)同辦公系統(tǒng)（OA）主要包括任務管理、公文管理、檔案管理、通知公告等管理模塊，在數(shù)字化平臺中承擔工作流審批以及與報表工具相結合實現(xiàn)決策分析等功能。 供應商關系管理系統(tǒng)（SRM）在線實現(xiàn)供應商管理、采購訂單下達、采購合同簽訂、物流發(fā)貨、質量檢驗等供應鏈中各環(huán)節(jié)管控。 項目管理系統(tǒng)基于項目運行業(yè)務流程，實現(xiàn)項目從立項、預算、執(zhí)行、監(jiān)管、驗收等全過程管控，以及項目運行過程中風險、變更管理。 主數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)保證業(yè)務數(shù)據(jù)的一致性、準確性和完整性，為多系統(tǒng)業(yè)務集成提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)源和標準，包括數(shù)據(jù)標準制定、管理流程設計、數(shù)據(jù)分類及清理等功能。

02、研發(fā)層

企業(yè)研發(fā)需要從源頭上改進裝備設計模式，實現(xiàn)產品設計、仿真、工藝等全生命周期研發(fā)的數(shù)字化管控，構建產品數(shù)字化源頭，通過規(guī)范化的研發(fā)流程，保證產品數(shù)據(jù)源的統(tǒng)一PLM系統(tǒng)實現(xiàn)圖文檔管理、版本管理、產品樹結構、設計清單(BOM)管理、變更管理及審批流程等功能。 在PLM系統(tǒng)中建立零部件標準庫，構建零部件的重用體系，不斷提升標準件和零部件的重用率。 在大批量訂單的產品研發(fā)過程中，實現(xiàn)標準件、零部件和設計清單(BOM)的重用，可大幅縮短產品設計周期。整合產品知識庫，實現(xiàn)設計知識享，實現(xiàn)產品性能和質量提升。 工藝管理系統(tǒng)主要包括工藝文件編制、工藝路線規(guī)劃、版本管理及工藝清單(BOM)管理、工作流審批等功能。

03、制造層

為滿足客戶的定制化需求，需要有效的規(guī)劃企業(yè)制造資源，達到最大產能、最高資源利用率、最短交付時間等生產目標。 引入數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)（SCADA），實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)生產設備的數(shù)據(jù)采集、在線監(jiān)測和遠程控制。主要完成現(xiàn)場設備運行數(shù)據(jù)和生產數(shù)據(jù)的實時采集與處理。 引入制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES），建立企業(yè)的數(shù)字化、可視化的生產管理體系，實時監(jiān)控生產進度，調度生產資源。主要包括作業(yè)排產、作業(yè)調度、工序報工、作業(yè)過程跟蹤和庫存管理等功能。 MES系統(tǒng)根據(jù)采集的生產數(shù)據(jù)不斷優(yōu)化生產計劃，依據(jù)生產計劃調整制造資源和協(xié)調生產負荷，利用排產算法為新訂單自動安排生產計劃，輔助決策者調配制造資源，確保產品及時交付，達到精益化生產的目標。

系統(tǒng)集成與實現(xiàn)

圍繞企業(yè)管理、研發(fā)、制造三大板塊的數(shù)字化平臺建設，通過業(yè)務系統(tǒng)間的相互集成，建立完整的全過程可追溯體系，實現(xiàn)全流程的業(yè)務協(xié)同和數(shù)據(jù)共享，提升企業(yè)核心競爭力。系統(tǒng)集成如圖2所示。

圖 2 系統(tǒng)集成圖1、集成方式在數(shù)字化平臺中，通過系統(tǒng)集成可以實現(xiàn)各系統(tǒng)間的實時數(shù)據(jù)交互。針對不同的應用系統(tǒng)，系統(tǒng)采用的集成方式也不同，主要使用數(shù)據(jù)庫通訊及Web Service接口方式。各系統(tǒng)提取主數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)基礎數(shù)據(jù)使用數(shù)據(jù)庫通訊方式，通過創(chuàng)建遠程數(shù)據(jù)庫的dblink，實現(xiàn)與訪問本地數(shù)據(jù)一樣訪問遠程數(shù)據(jù)庫表中的數(shù)據(jù)。各應用系統(tǒng)間實時交互數(shù)據(jù)主要采用Web Service接口方式，基于SOAP協(xié)議通過http傳輸，使用xml消息格式來請求和傳遞數(shù)據(jù)。2、集成內容1）主數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)集成內容 主數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)(MDM)中的數(shù)據(jù)作為整個數(shù)字化平臺的共用基礎數(shù)據(jù)，能夠被其它應用系統(tǒng)實時獲取，主數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)庫交互接口方式對外提供項目、物料、客戶、供應商及會計科目等基礎數(shù)據(jù)。主數(shù)據(jù)按照統(tǒng)一編碼規(guī)則進行系統(tǒng)編碼，貫穿于整個數(shù)字化平臺信息流。 2）ERP系統(tǒng)集成 ERP系統(tǒng)作為整個數(shù)字化平臺的中樞，通過與數(shù)字化平臺中的其它系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交互和共享，實現(xiàn)企業(yè)的銷售、項目、采購、財務、生產等各環(huán)節(jié)信息的全面管理。 在業(yè)務運行過程中，ERP系統(tǒng)和協(xié)同辦公系統(tǒng)之間進行采購、預算工作流審批和審批結果的交互，在項目管理過程中，ERP向PMS系統(tǒng)反饋實際成本與回款數(shù)據(jù)，PMS向ERP系統(tǒng)提供項目WBS計劃和預算等主要信息。 在生產管理過程中，PLM向ERP系統(tǒng)提供物料信息、設計BOM與工藝路線和工藝數(shù)據(jù)等基礎數(shù)據(jù)。在采購管理過程中，ERP向供應商管理系統(tǒng)(SRM)提供采購申請物料信息，SRM將采購訂單及采購價格反饋至ERP系統(tǒng)。 ERP與MES系統(tǒng)之間主要集成生產方面的信息，ERP為MES提供生產所需的生產訂單、制造清單(BOM)、物料信息、生產計劃等基礎數(shù)據(jù)，MES向ERP反饋生產執(zhí)行情況、物料消耗、產品質量數(shù)據(jù)及設備運轉情況等信息，實現(xiàn)對產品、物料的實時追溯與管理。 3）其它系統(tǒng)間集成 采購入庫環(huán)節(jié)，SRM向倉儲管理系統(tǒng)(WMS)提供采購訂單與采購入庫信息，WMS向MES系統(tǒng)提供生產發(fā)料與退料信息，MES系統(tǒng)反饋產品入庫信息。 生產制造環(huán)節(jié)，MES向SCADA系統(tǒng)提供工藝文件，SCADA系統(tǒng)反饋狀態(tài)信息與生產信息。

結束語

數(shù)字化轉型是裝備制造企業(yè)發(fā)展的必由之路，企業(yè)在數(shù)字化平臺建設中，通過管理信息化提升管理能力，研發(fā)數(shù)字化提升研發(fā)設計能力，制造智能化提升生產效率。 通過系統(tǒng)集成進一步提升企業(yè)在管理、研發(fā)設計、工藝、制造、售后及質量等各環(huán)節(jié)的核心競爭力，從而實現(xiàn)裝備制造企業(yè)數(shù)字化轉型。

審核編輯：郭婷