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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”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和知識、使客戶通過使用產(chǎn)品獲得增值、與客戶和供應商一起創(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型企業(yè)轉(zhuǎn)換。

    1平臺建設總體規(guī)劃

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

    第一階段，企業(yè)信息化基礎建設。這是為進行信息化管理建設的核心工作。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施及平臺，包括網(wǎng)絡硬件、操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫軟件等等，搭建起信息化基礎平臺。

    第二階段，針對企業(yè)的核心部門進行信息化建設。先從產(chǎn)品設計部門入手，逐步建立起相互獨立的部門級應用系統(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、市場行情和供應商等進行準確的分析和設定，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)代供應鏈信息化系統(tǒng)。通過構(gòu)建現(xiàn)代物流供應鏈信息化體系，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 項目建設的目標

    (1) 通過建立覆蓋工廠園區(qū)的計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)和應用實施全套的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) 通過應用全面機械設計與加工系統(tǒng)軟件CAXA，提高企業(yè)的自主創(chuàng)新能力，真正實現(xiàn)了從設計到加工一體化。

    (3) 通過自動化設備以及裝配過程數(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用，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的智能化。

    3 項目建設的主要內(nèi)容

    本項目圍繞著信息資源數(shù)字化、設計加工一體化、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

    企業(yè)網(wǎng)建設應該分期建設，首先建立企業(yè)網(wǎng)的主干，然后建立各個應用子系統(tǒng)，并通過路由器與INTERNET相連。在此基礎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，吸收成套完善的生產(chǎn)管理，采用開放的客戶機/服務器結(jié)構(gòu)等先進計算機技術，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) 全面機械設計與加工系統(tǒng)軟件CAXA(該軟件集成了CAD、CAE、CAM系統(tǒng))的應用

   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 項目建設方案

    4.1企業(yè)網(wǎng)建設實施方案

    網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)是決定網(wǎng)絡性能的主要技術之一，同時在很大程度上也決定了網(wǎng)絡系統(tǒng)的傳輸速度、可靠性、通信效率。網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡布線系統(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)絡系統(tǒng)從設計上分為核心層、匯聚層和接入層；分層思想使網(wǎng)絡有一個結(jié)構(gòu)化的設計，針對每個層次進行模塊化的分析，對統(tǒng)一管理網(wǎng)絡和維護非常有幫助。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計中主要考慮的是網(wǎng)絡性能和功能性要高。企業(yè)網(wǎng)的網(wǎng)絡拓撲圖如圖4-1所示。
  
            
                                     圖4-1 網(wǎng)絡拓撲圖

   4.2建設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)絡和信息技術基礎上，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，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（客戶關系管理）、WM（工作流程管理）、PM（項目管理）、電子政務、內(nèi)外網(wǎng)一體化管理等方面，通過應用，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 全面機械設計與加工系統(tǒng)軟件CAXA的應用

    該系統(tǒng)主要是利用PDM、ERP、辦公協(xié)同平臺將各種應用程序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)集成的關鍵技術

    ◆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重要。這個加工仿真模型應該能夠完整地、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，還應包含有關的刀具信息、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

   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)中獲取的各種有關零件的設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)品的設計BOM。另外，PDMS也需要從ERP中獲得設計指導信息，并能接受ERP傳遞的反饋信息，從而實現(xiàn)工程變更。
設計BOM描述的是產(chǎn)品各零部件間的組成關系和構(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)絡結(jié)構(gòu)圖見下圖
                
                  
                                   圖5 系統(tǒng)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)圖

   采用PLC可編程控制器組建的工業(yè)網(wǎng)絡控制管理系統(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