当前制造行业信息化建设浅谈

1、制造业信息化总体架构

自从计算机诞生以来，人们利用电子技术的高速计算能力，先后帮助解决科学计算、文字处理、图形设计、实时控制、动态仿真、辅助制造、图像处理、音像传播、数据存储、知识管理、决策支持以及人事、财务、采购、库存、生产、销售、运输等管理方面遇到的各种问题。计算机技术大大提高人类经济活动的工作效率。经过几十年的发展，制造业信息化总体架构已经基本成型。

基础层：无法在网络上传递的数据不能作为信息。因此数字化是信息化建设的基本条件。基础层建设比较直观，技术上只需要考虑信息流量、安全保密、病毒防范、容错容灾、地域分布、响应速度等因素。由于计算机硬件发展极其迅速，每隔一年半性价比翻一番，所以基础层建设不可能，也没有必要一步到位。应该根据实际的需要逐步建设，不断完善，不断更新。

工具层：基础层好比一条条高速公路。如果没有运输的车辆和车载的货物，高速公路便没有任何价值。管理部门和工程部门广泛使用的工具软件把日常工作中的结果变成电子数据，其中包括文字、数据、图形、表格、声音、图像、指针、动画、电影等各种不同的类型。电子数据的可重复性、易修改性大大提高各业务部门的工作效率。

管理层：工具层产生的电子数据彻底打乱了原有面向纸质文档的管理办法。将电子数据打印后回到原有的管理系统是目前大多数企业采用的办法。由于电子数据和纸质文档同时并存，不可避免地发生图纸、文档、产品不一致的混乱局面。同时，同一个电子数据在不同的部门之间，必须经过纸介质进行传递，造成版本不一致。电子数据的多次拷贝和修改给管理带来极大的困难。因此，建立一套面向电子数据的现象管理系统是提高企业管理水平的必由之路。

协同层：不同部门的数据类型和管理要求不同。即使相同的产品数据，工程部门侧重于管理产品的满足市场的性能，制造部门侧重于管理产品的生产性能。因此企业不可能采用一种管理系统。为了解决企业内部各部门之间的协调，同时解决企业和外部合作伙伴之间的协同，利用互联网技术建立的协同层便可以满足所有电子数据，如文字、数据、图形、表格、声音、图像、指针、动画、电影等信息在跨地区、跨部门、跨行业的范围内开展网络化制造新局面。

2、提高资产管理水平

制造企业通常具有四类资产：

有形资产：企业的固定资产、流动资金、人力资源等均属于有形资产；
　　知识资产：产品数据是企业最核心的数据之一，也是知识经济时代的核心资产；
　　无形资产：把握市场动态、提高服务质量、扩大企业形象、宣传产品知识；
　　虚拟资产：强化自身的核心能力、提升全球化水平是当今的发展潮流。

在全球经济一体化的大背景下，制造业的信息化建设必须不断加强上述四方面资产的管理，从而不断增强企业的核心竞争能力。在上个世纪九十年代中期形成的制造业信息管理系统，经过十年的发展已经成为普遍的共识：

ERP---企业资源管理系统：管理有形资产；
　　PDM---产品数据管理系统：管理知识资产；
　　CRM---客户关系管理系统：管理无形资产；
　　SCM---供应链管理系统：管理虚拟资产。

ERP工作原理：

ERP系统包括经营管理部门的各种工具软件，如财务、采购、库存、生产计划、人事、销售等。各种工具软件按照国家、行业、或企业的法规，预先定义经营管理部门的人员组织和每一项操作的流程；通过统一的数据库，规定各种工具软件读取和输出的电子数据在库中存放的位置；根据企业日常工作的需要定义各类报表的格式及其与数据库中数据的运算关系。

PDM工作原理：

PDM系统集成工程部门使用的各种工具，如CAD计算机辅助设计、CAE计算机辅助工程、CAM计算机辅助制造、CAT计算机辅助测试、CAPP计算机辅助工艺等。由于工程部门使用的工具产生大量非结构化的电子数据，无法直接存入数据库，因此产生面向文档对象和产品对象二类不同的PDM系统。前者仅管理与产品有关的部分文档，后者不仅管理与产品有关的全部文档，同时还管理产品之间的各种关系。PDM系统通常有二类数据库，一个管理人员、流程、产品、文档等有关的信息，另一个用来堆放具体的文档。二类数据库协同工作形成统一的结构化的产品数据库，其中包括工程部门的人员组织和每项业务的流程；产品的结构化视图及其变化规则；每个产品对象的全部信息及其变更历史；根据企业日常工作需要定义各类物料清单(BOM)的输出格式及其与数据库中数据的运算关系。

CRM工作原理：

CRM是从ERP系统中独立出来的一个分支。由于全球一体化的快速发展，不同地域、不同类型的用户对不同的产品有不同的要求。CRM系统提供分布式的数据库集中管理已有用户和潜在用户、最终用户和分销代理的各类数据，其中包括用户的基本信息、合同管理、来往信函、产品信息、服务标准、维修纪录等内容。按照企业的管理条例预先定义各项活动的操作流程和数据存取位置，建立相应的人员组织结构和权限控制规则。

SCM工作原理：

SCM是从ERP系统中独立出来的一个分支。目前越来越多的制造企业把非核心的业务分包给合作伙伴。SCM系统通过统一的数据库详细记录每个供应商的基本信息、产品数据、发货周期、质量信誉、仓库位置、运输条件、生产能力、返修概率、供货纪录等内容。按照企业的管理条例预先定义各项活动的操作流程和优化运筹规划，建立相应的人员组织结构和权限控制规则。

根据上述四个管理系统的工作原理，不难发现有如下共同的特点：

1) 统一的数据库结构保证数据的唯一性和一致性；

2) 操作流程严格保证业务工作的规范性；

3) 业务流程严格保证产品开发工作的规范性和连续性；

4) 计算机管理的组织结构和权限规则保证正确的人员能够得到正确的数据；

5) 自动化报表大大提高数据的准确性和提高工作效率。

基于上述特点，管理系统将有助于提高管理人员与工程人员的管理水平：

1) 业务人员面向统一的管理数据库，随时可以获取其他部门最新的业务信息，减少部门间信息传递的延误的失真。大量的管理信息和强有力的检索功能有助于分析原因、总结规律、快速反应和优化决策。

2) 工程人员面向统一的产品数据库，随时可以获取其他部门最新的产品信息，减少部门间信息传递的延误的失真。大量的产品信息和强有力的检索功能有助于积累知识、重复利用、缩短周期、降低成本。

ERP系统通过合理优化有形资产的管理为企业节省资金和减少浪费，SCM系统充分利用合作伙伴的虚拟资产，最大限度扩大企业自身的设计、生产能力，CRM系统通过改善企业形象和优质服务，不断扩大市场，PDM系统管理企业的知识资产，逐步提高企业的核心竞争能力。目前，企业信息化建设的重点已经从操作层面进化到管理层面。

　3、产品全生命周期管理PLM

管理部门的数据通常是用二维表描述的结构化数据。工程部门的产品数据则包括文字类的分析论证报告；图形类的实体模型、工程图纸和供浏览审批的可视化图形文件；动静力学和电子仿真的数据结果；生产制造的工艺卡片；各类测试报表和形形色色的更改单从不同的角度描述产品的不同侧面。

早期的静态文档管理系统不能适应产品研发的动态过程；面向文档对象的动态文档管理系统不能确保文档、图形和产品的一致性；建立在面向产品对象基础上的结构化文档能够描述研究、试制、批产和交付等整个生命周期中产品的全部历史数据。因此PDM系统中的结构化的产品数据具有非常重要的意义。

事实上，从市场需要、概念设计、工程设计、数字仿真、生产准备、加工制造、销售发货、维修服务等阶段产品数据均会发生不同的变化。PDM系统输出的工程BOM描述最终产品的全貌，ERP系统在加工产品的过程中需要的是制造BOM，为了采购正确的物料SCM系统需要的是采购BOM，交给客户时CRM系统不仅要有产品的说明，还需要相应的保修单等发布BOM。此外还有标准件BOM、备件BOM、外协BOM等产品数据。为了保证在产品全生命周期内不出现差错，PLM系统将产品数据管理的范围从工程部门扩展到整个企业与产品数据有关的所有部门，管理的内容从产品研发设计延伸到整个产品生命周期。

单纯的PDM系统不足以满足产品全生命周期管理的要求。在PLM系统中增加以下新的功能：

项目管理：产品全生命周期的各项任务和里程碑管理，人力资源的分配管理，多项目协同工作的统一报表，及时的事件报警等功能有助于提高项目管理水平。

需求管理：从市场需求到产品在用户使用的整个过程中，产品的需求必定发生若干次变化。有效地将需求变化和项目进度、产品设计与制造紧密地关联起来是加快产品开发，减少返工，保证质量的有效措施。

可视化管理：图形和图像数据时产品数据的核心组成部分。在校对审批、异地协调、生产制造、质量控制、市场广告、售后服务等阶段充分利用图形和图像数据的作用，将会大大加快产品研发速度，减少信息交流的不确定性，提升企业的形象和改善服务质量。

制造协同：CAPP仅仅是通过表格的形式描述产品、工艺过程、加工设备和工具材料之间的关系。为了完整描述产品的制造过程，必须采用面对象的技术将上述四种对象紧密地联系起来。通过工艺过程的优化配置，选择最佳的工厂布局、最合理的产能、最正确的工艺流程。

系统集成：PDM系统与ERP、CRM、SCM、OA等其他管理系统的数据交换。

其它功能：随着信息化建设的不断发展，还会有新的需求。

4、企业协同平台

制造业协同分为内部和外部二种类型。企业内部协同主要面向管理层四部分信息的共享与同步。集团级企业为加强总部和分公司的信息交流通常需要建立企业内部协同平台。在全球经济一体化的大背景下，企业把主要精力集中在自身的核心业务上，大大增加企业与外部的信息交流。客户的需求与变更、合作伙伴的协同设计与制造、供应商的配合与变更等资料均需要有一套严格的企业外部协同管理体系。

建立在广域网上的企业协同平台交换的是管理层中的信息。系统必须把安全保密放在第一位，同时还需要提供适合管理人员使用的查阅与批注工具、适合协作原则的协同流程、符合电子商务要求的审批结算制度。

5、制造企业信息化建设策略

企业信息化是高投入、高风险、高回报的基础性建设。从工具层建设往管理层和协同层发展时，很多企业或多或少都有畏惧心理。在信息化时代没有适当的信息化建设必然会面临被淘汰的结果，关键是采取正确的策略。通常要注意的事情如下：

1) 突破口：不同类型的制造企业面临的问题不同，解决的方法也不同。有的以PDM系统为突破口，有的以ERP或SCM、CRM为突破口；

2) 总体规划：上述四种管理系统之间存在一定程度的功能重叠，因此每个企业需要通过咨询选择合适的管理系统；

3) 分步实施：任何一个管理系统均不可能通过一次性的实施达到预期的目标，必须合理地分解成若干个阶段，在每个阶段达到预定的标准后，再进入下一个阶段的实施。

4) 效益驱动：合理的阶段目标体现在实际的效益。在达到阶段目标后必须尽快推广应用，验证信息化建设的效益。没有推广就没有效益，只有获得真正的效益才会有切实的驱动力。