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    制造型企業(yè)信息化是由“企業(yè)”、“價值鏈”和“產(chǎn)品和服務(wù)”三個坐標形成的立體架構(gòu)，制造企業(yè)不僅是生產(chǎn)物質(zhì)產(chǎn)品的工廠，也是向客戶提供服務(wù)和知識、使客戶通過使用產(chǎn)品獲得增值、與客戶和供應(yīng)商一起創(chuàng)造價值的組織。換言之，以信息化為核心的新型工業(yè)化，將使制造企業(yè)從單一產(chǎn)品的生產(chǎn)型企業(yè)向為客戶提供解決方案的服務(wù)型企業(yè)轉(zhuǎn)換。

    1平臺建設(shè)總體規(guī)劃

    企業(yè)信息化管理建設(shè)進程是由企業(yè)內(nèi)部管理向外部管理、企業(yè)核心業(yè)務(wù)向企業(yè)整體業(yè)務(wù)擴展的，總體來說，有以下五大階段：

    第一階段，企業(yè)信息化基礎(chǔ)建設(shè)。這是為進行信息化管理建設(shè)的核心工作。在此階段，企業(yè)一方面要逐漸改變自身多年的人工管理和工作習慣以適應(yīng)信息化管理帶來的管理升級，另一方面著力構(gòu)筑信息化所必需的軟硬件設(shè)施及平臺，包括網(wǎng)絡(luò)硬件、操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫軟件等等，搭建起信息化基礎(chǔ)平臺。

    第二階段，針對企業(yè)的核心部門進行信息化建設(shè)。先從產(chǎn)品設(shè)計部門入手，逐步建立起相互獨立的部門級應(yīng)用系統(tǒng)，短時期內(nèi)能滿足本部門生產(chǎn)管理需要，繼而滿足企業(yè)最低的信息化管理需求。

    第三階段，集中對企業(yè)內(nèi)部生產(chǎn)活動之間進行有效互聯(lián)。在此階段，ERP起最為重要的作用。通過對軟硬件平臺進行同構(gòu)化建設(shè)以實現(xiàn)部門間的信息共享和協(xié)同操作，實現(xiàn)基于企業(yè)內(nèi)部范圍的管理，最終對計劃需求量、安全庫存量、采購提前期、采購批量、采運方式、采購價格、市場行情和供應(yīng)商等進行準確的分析和設(shè)定，使企業(yè)的信息化水平得到質(zhì)的提升，保證對企業(yè)管理可以進行事先計劃，事中控制和事后分析。

    第四階段，構(gòu)建現(xiàn)代供應(yīng)鏈信息化系統(tǒng)。通過構(gòu)建現(xiàn)代物流供應(yīng)鏈信息化體系，推進信息化管理從企業(yè)內(nèi)部擴展到企業(yè)外部、甚至整條供應(yīng)鏈上，實現(xiàn)企業(yè)上下游協(xié)同管理成為企業(yè)更高的追求。

    第五階段，智能化管理。信息化管理不再是企業(yè)物流供應(yīng)鏈、運營的幫手，而上升到企業(yè)戰(zhàn)略的指導建議層次，真正實現(xiàn)計算機管理人的終極目標。

    2 項目建設(shè)的目標

    (1) 通過建立覆蓋工廠園區(qū)的計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和應(yīng)用實施全套的ERP系統(tǒng)和OA, 從根本上改變企業(yè)較為傳統(tǒng)與落后的管理現(xiàn)狀，提高企業(yè)的工作效率。

    (2) 通過應(yīng)用全面機械設(shè)計與加工系統(tǒng)軟件CAXA，提高企業(yè)的自主創(chuàng)新能力，真正實現(xiàn)了從設(shè)計到加工一體化。

    (3) 通過自動化設(shè)備以及裝配過程數(shù)值計算機模擬軟件、數(shù)控系統(tǒng)軟件、質(zhì)量控制和分析軟件的應(yīng)用，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的智能化。

    3 項目建設(shè)的主要內(nèi)容

    本項目圍繞著信息資源數(shù)字化、設(shè)計加工一體化、生產(chǎn)過程智能化的目標來進行規(guī)劃，實現(xiàn)主體業(yè)務(wù)過程信息化，促使企業(yè)生產(chǎn)、管理邁向更高的水平，進一步擴大市場競爭力，充分發(fā)揮現(xiàn)代信息技術(shù)在企業(yè)生產(chǎn)、管理中的作用。
本信息化系統(tǒng)共分解為三個部分進行實施：

    (1) 完善企業(yè)網(wǎng)建設(shè)

    企業(yè)網(wǎng)建設(shè)應(yīng)該分期建設(shè)，首先建立企業(yè)網(wǎng)的主干，然后建立各個應(yīng)用子系統(tǒng)，并通過路由器與INTERNET相連。在此基礎(chǔ)上建立的軟件和信息資源可使企業(yè)內(nèi)部各個部門聯(lián)入企業(yè)網(wǎng)的計算機根據(jù)權(quán)限訪問INTERNET資源，實現(xiàn)企業(yè)管理自動化和辦公自動化。并可通過企業(yè)的WEB、數(shù)據(jù)庫、文件服務(wù)器向INTERNET網(wǎng)及內(nèi)部管理部門提供企業(yè)信息資源。

   (2) ERP系統(tǒng)和OA的應(yīng)用

   ① ERP（企業(yè)資源管理系統(tǒng)）

   ERP系統(tǒng)軟件以MRPⅡ/ERP原理為基礎(chǔ)，吸收成套完善的生產(chǎn)管理，采用開放的客戶機/服務(wù)器結(jié)構(gòu)等先進計算機技術(shù)，真正實現(xiàn)資源配置信息傳遞的便捷化和數(shù)據(jù)的精確化。

   ② OA（辦公自動化系統(tǒng)）

   規(guī)劃辦公自動化軟件采用通達OA系統(tǒng)，此系統(tǒng)集成了企業(yè)管理功能，標準配置工資管理、檔案考勤管理、人事管理等極具價值的模塊，構(gòu)成了企業(yè)信息管理的中樞。由于該系統(tǒng)的運行速度快，操作簡便，使得公文、通知等上下行信息的傳遞和部門之間的信息交換、交流和溝通更加便捷，可大大提高辦事效率。

   (3) 全面機械設(shè)計與加工系統(tǒng)軟件CAXA(該軟件集成了CAD、CAE、CAM系統(tǒng))的應(yīng)用

   在生產(chǎn)線處理系統(tǒng)上安裝人機交互界面，集成計算機管理系統(tǒng)，后臺采取模擬系統(tǒng)，實現(xiàn)各工序、接點之間的優(yōu)化連動，從而極大地提高企業(yè)生產(chǎn)效率和產(chǎn)品品質(zhì)、精度。

    4 項目建設(shè)方案

    4.1企業(yè)網(wǎng)建設(shè)實施方案

    網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)是決定網(wǎng)絡(luò)性能的主要技術(shù)之一，同時在很大程度上也決定了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的傳輸速度、可靠性、通信效率。網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)布線系統(tǒng)有著密切的聯(lián)系，將對整個系統(tǒng)的投資和性能產(chǎn)生重要的影響。
企業(yè)廠域網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)從設(shè)計上分為核心層、匯聚層和接入層；分層思想使網(wǎng)絡(luò)有一個結(jié)構(gòu)化的設(shè)計，針對每個層次進行模塊化的分析，對統(tǒng)一管理網(wǎng)絡(luò)和維護非常有幫助。對本企業(yè)廠域網(wǎng)來說，采用以下三個結(jié)構(gòu)層次：

    (1) 核心層：核心層的功能主要是實現(xiàn)骨干網(wǎng)路之間的優(yōu)化傳輸，核心層設(shè)計認為的重點通常是冗余能力、可靠性和高速的傳輸。

    (2) 匯聚層：匯聚層的功能主要是連接接入層節(jié)點和核心層中心。

   (3) 接入層：在核心層和匯聚層的設(shè)計中主要考慮的是網(wǎng)絡(luò)性能和功能性要高。企業(yè)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓撲圖如圖4-1所示。
  
            
                                     圖4-1 網(wǎng)絡(luò)拓撲圖

   4.2建設(shè)ERP系統(tǒng)和辦公自動化OA系統(tǒng)

   從功能方面來看，ERP和OA有著本質(zhì)的區(qū)別。其中ERP傾向于業(yè)務(wù)管理，OA則是對ERP之外的企業(yè)其他資源的整合管理。

   (1) ERP系統(tǒng)

    制造企業(yè)實施ERP系統(tǒng)是一個最見效益的過程。建立在網(wǎng)絡(luò)和信息技術(shù)基礎(chǔ)上，以市場和客戶需求為導向，以計劃與控制為主線，集成管理人、財、物、供、產(chǎn)、銷六大資源的ERP系統(tǒng)無疑是提升管理的利器，ERP系統(tǒng)建立企業(yè)信息共享平臺，打通企業(yè)內(nèi)部供應(yīng)鏈，部門間人為協(xié)調(diào)工作減少，溝通成本將大幅降低。ERP系統(tǒng)實施后的直接效果是庫存降低，停工待料和延期交貨減少，由于庫存費用下降，勞動力的節(jié)約，采購費用節(jié)省等一系列效應(yīng)，必然會引起生產(chǎn)成本的降低。

   (2) 辦公自動化OA系統(tǒng)

   OA作為一種綜合自動化管理的信息化工具，其適用于不同階段的員工。涉及的服務(wù)涵蓋企業(yè)EIP（企業(yè)信息門戶）、KM（知識管理）、HRM（人力資源管理）、CRM（客戶關(guān)系管理）、WM（工作流程管理）、PM（項目管理）、電子政務(wù)、內(nèi)外網(wǎng)一體化管理等方面，通過應(yīng)用，使得企業(yè)人力、財力、物理、信息、流程等資源集中于統(tǒng)一的OA管理平臺之上。同人力資源、客戶關(guān)系、企業(yè)信息等方面協(xié)和組織起來，有效的解決了企業(yè)內(nèi)信息、資源和應(yīng)用三者孤立的管理難點。以緊密連接與高效協(xié)作的運營特點，為企業(yè)搭建一個全面協(xié)同的數(shù)字化管理平臺，成為企業(yè)面向過程管理的重要信息化工具。

    4.3 全面機械設(shè)計與加工系統(tǒng)軟件CAXA的應(yīng)用

    該系統(tǒng)主要是利用PDM、ERP、辦公協(xié)同平臺將各種應(yīng)用程序CAD/CAPP/CAM等集成在一體，使得分布在企業(yè)各個地方、在各個應(yīng)用中使用（運行）的所有產(chǎn)品數(shù)據(jù)得以高度集成、協(xié)調(diào)、共享，實現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)的集群化。

   ① 系統(tǒng)框架

    該系統(tǒng)主要是通過對CAD系統(tǒng)設(shè)計出的零件，按照CAPP系統(tǒng)輸出的加工工藝路線（或工藝規(guī)程），經(jīng)過建立加工仿真模型，進行刀位軌跡規(guī)劃，對刀位軌跡進行加工仿真，最后通過后置處理，生成針對具體機床的數(shù)控加工代碼，并將輸出的結(jié)果存儲到PDM系統(tǒng)中。所以可將系統(tǒng)分為如圖4-2所示體系結(jié)構(gòu)中的幾個功能模塊。
     
                 
                                     圖4-2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

    ② 系統(tǒng)的功能集成
充分利用Pro/ENGINEER的Pro/NC數(shù)控加工模塊的功能，通過對其進行二次開發(fā)，系統(tǒng)的功能集成如圖4-3所示。
    
                  
                                  圖4-3 系統(tǒng)功能集成圖

    ③ 系統(tǒng)的信息流程

    CAD/CAPP/CAM集成系統(tǒng)是以Pro/NC加工模塊為支撐軟件而進行的開發(fā)，其系統(tǒng)的信息流程圖如圖4-4所示。
    
                          
                                        圖4-4 系統(tǒng)信息流程圖

    ④ 系統(tǒng)集成的關(guān)鍵技術(shù)

    ◆加工仿真模型的建立

    在CAD/CAPP/CAM系統(tǒng)集成過程中，建立零件的加工仿真模型至關(guān)重要。這個加工仿真模型應(yīng)該能夠完整地、全面地、準確地描述零件信息。除了零件的幾何信息、拓撲信息、工藝特征信息外，還應(yīng)包含有關(guān)的刀具信息、機床信息、毛坯信息、夾具信息、加工參數(shù)信息和工序排序信息等，因此，這個加工仿真模型應(yīng)包括零件模型、刀具模型、夾具模型、機床平臺模型及坐標系統(tǒng)的定義等。

    ◆數(shù)據(jù)交換的接口技術(shù)

   在CAD/CAPP/CAM系統(tǒng)集成中，產(chǎn)品數(shù)據(jù)的存儲、維護和傳輸是非常重要的一環(huán)， 要求產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)以一種安全的電子文本形式存儲產(chǎn)品及設(shè)計信息并保證對信息訪問的安全性。要建立零件的加工模型，以及實現(xiàn)系統(tǒng)新增的功能，就必須實現(xiàn)信息集成，這就涉及不同系統(tǒng)間、不同功能模塊間的數(shù)據(jù)交換。通過使用Pro/ENGINEER的開發(fā)工具Pro/Toolkit編寫應(yīng)用程序，建立數(shù)據(jù)交換的接口函數(shù)，將用戶從PDM系統(tǒng)中獲取的各種有關(guān)零件的設(shè)計信息和工藝信息傳遞到Pro/ENGINEER系統(tǒng)的統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫中進行管理，實現(xiàn)用戶與系統(tǒng)的信息交換。所以，這些數(shù)據(jù)交換的接口函數(shù)創(chuàng)建工作非常重要，它直接關(guān)系到整個CAPP/CAM系統(tǒng)集成的成敗。

|    ⑤ PDMS與ERP的集成

    PDMS與ERP的集成主要體現(xiàn)在PDMS向ERP提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，包括企業(yè)最基本的物料數(shù)據(jù)以及產(chǎn)品的設(shè)計BOM。另外，PDMS也需要從ERP中獲得設(shè)計指導信息，并能接受ERP傳遞的反饋信息，從而實現(xiàn)工程變更。
設(shè)計BOM描述的是產(chǎn)品各零部件間的組成關(guān)系和構(gòu)成數(shù)量，是ERP進行物料需求計劃的根本依據(jù)，設(shè)計BOM來源于PDMS，因此，PDMS與ERP的集成將完成兩大功能：一、將PDMS中的物料數(shù)據(jù)及設(shè)計BOM導入ERP中，二、建立PDMS與ERP之間的信息交互功能，以保證PDMS與ERP之間數(shù)據(jù)的一致性、實效性。

    4.4 實現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動化

    根據(jù)現(xiàn)場情況，擬設(shè)計一套控制系統(tǒng)對生產(chǎn)裝置進行控制。新系統(tǒng)要求有數(shù)據(jù)采集和存儲、流程顯示及控制、連鎖、報警報表, 安全維護等功能。而且穩(wěn)定可靠，監(jiān)控畫面符合操作習慣。該系統(tǒng)建議采用高速PLC控制系統(tǒng)。
控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖見下圖
                
                  
                                   圖5 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

   采用PLC可編程控制器組建的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)控制管理系統(tǒng)實現(xiàn)了分布式控制，可大大降低現(xiàn)場連接工作量和費用，提高信號的傳輸精度與靈活性。實現(xiàn)了控制手段的更新和控制效率的提高,使人機交互可視化以及生產(chǎn)管理與控制的一體化，給系統(tǒng)的安裝、調(diào)試和設(shè)備維護帶來方便。

    5 總結(jié)

    通過合理規(guī)劃和有效分部實施，可以實現(xiàn)企業(yè)管理與生產(chǎn)管理的有機融合，從而形成統(tǒng)一的管理平臺，達到提升制造業(yè)產(chǎn)能效率的目的。

    參考文獻

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    [3]葉連松. 新型工業(yè)與制造業(yè)發(fā)展[M]. 中國經(jīng)濟版社,2009.

    摘自《自動化博覽》2011年第六期