制造型企業(yè)信息化是由“企業(yè)”、“價(jià)值鏈”和“產(chǎn)品和服務(wù)”三個(gè)坐標形成的立體架構，制造企業(yè)不僅是生產(chǎn)物質(zhì)產(chǎn)品的工廠(chǎng)，也是向客戶(hù)提供服務(wù)和知識、使客戶(hù)通過(guò)使用產(chǎn)品獲得增值、與客戶(hù)和供應商一起創(chuàng )造價(jià)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(hù)提供解決方案的服務(wù)型企業(yè)轉換。

    1平臺建設總體規劃

    企業(yè)信息化管理建設進(jìn)程是由企業(yè)內部管理向外部管理、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(lái)說(shuō)，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(jìn)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(lái)的管理升級，另一方面著(zhù)力構筑信息化所必需的軟硬件設施及平臺，包括網(wǎng)絡(luò )硬件、操作系統和數據庫軟件等等，搭建起信息化基礎平臺。

    第二階段，針對企業(yè)的核心部門(mén)進(jìn)行信息化建設。先從產(chǎn)品設計部門(mén)入手，逐步建立起相互獨立的部門(mén)級應用系統，短時(shí)期內能滿(mǎn)足本部門(mén)生產(chǎn)管理需要，繼而滿(mǎn)足企業(yè)最低的信息化管理需求。

    第三階段，集中對企業(yè)內部生產(chǎn)活動(dòng)之間進(jìn)行有效互聯(lián)。在此階段，ERP起最為重要的作用。通過(guò)對軟硬件平臺進(jìn)行同構化建設以實(shí)現部門(mén)間的信息共享和協(xié)同操作，實(shí)現基于企業(yè)內部范圍的管理，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(jià)格、市場(chǎng)行情和供應商等進(jìn)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(jìn)行事先計劃，事中控制和事后分析。

    第四階段，構建現代供應鏈信息化系統。通過(guò)構建現代物流供應鏈信息化體系，推進(jìn)信息化管理從企業(yè)內部擴展到企業(yè)外部、甚至整條供應鏈上，實(shí)現企業(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(yíng)的幫手，而上升到企業(yè)戰略的指導建議層次，真正實(shí)現計算機管理人的終極目標。

    2 項目建設的目標

    (1) 通過(guò)建立覆蓋工廠(chǎng)園區的計算機網(wǎng)絡(luò )系統和應用實(shí)施全套的ERP系統和OA, 從根本上改變企業(yè)較為傳統與落后的管理現狀，提高企業(yè)的工作效率。

    (2) 通過(guò)應用全面機械設計與加工系統軟件CAXA，提高企業(yè)的自主創(chuàng )新能力，真正實(shí)現了從設計到加工一體化。

    (3) 通過(guò)自動(dòng)化設備以及裝配過(guò)程數值計算機模擬軟件、數控系統軟件、質(zhì)量控制和分析軟件的應用，實(shí)現生產(chǎn)過(guò)程的智能化。

    3 項目建設的主要內容

    本項目圍繞著(zhù)信息資源數字化、設計加工一體化、生產(chǎn)過(guò)程智能化的目標來(lái)進(jìn)行規劃，實(shí)現主體業(yè)務(wù)過(guò)程信息化，促使企業(yè)生產(chǎn)、管理邁向更高的水平，進(jìn)一步擴大市場(chǎng)競爭力，充分發(fā)揮現代信息技術(shù)在企業(yè)生產(chǎn)、管理中的作用。
本信息化系統共分解為三個(gè)部分進(jìn)行實(shí)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(gè)應用子系統，并通過(guò)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)內部各個(gè)部門(mén)聯(lián)入企業(yè)網(wǎng)的計算機根據權限訪(fǎng)問(wèn)INTERNET資源，實(shí)現企業(yè)管理自動(dòng)化和辦公自動(dòng)化。并可通過(guò)企業(yè)的WEB、數據庫、文件服務(wù)器向INTERNET網(wǎng)及內部管理部門(mén)提供企業(yè)信息資源。

   (2) ERP系統和OA的應用

   ① ERP（企業(yè)資源管理系統）

   ERP系統軟件以MRPⅡ/ERP原理為基礎，吸收成套完善的生產(chǎn)管理，采用開(kāi)放的客戶(hù)機/服務(wù)器結構等先進(jìn)計算機技術(shù)，真正實(shí)現資源配置信息傳遞的便捷化和數據的精確化。

   ② OA（辦公自動(dòng)化系統）

   規劃辦公自動(dòng)化軟件采用通達OA系統，此系統集成了企業(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(jià)值的模塊，構成了企業(yè)信息管理的中樞。由于該系統的運行速度快，操作簡(jiǎn)便，使得公文、通知等上下行信息的傳遞和部門(mén)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軟件CAXA(該軟件集成了CAD、CAE、CAM系統)的應用

   在生產(chǎn)線(xiàn)處理系統上安裝人機交互界面，集成計算機管理系統，后臺采取模擬系統，實(shí)現各工序、接點(diǎn)之間的優(yōu)化連動(dòng)，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(shí)施方案

    網(wǎng)絡(luò )拓撲結構是決定網(wǎng)絡(luò )性能的主要技術(shù)之一，同時(shí)在很大程度上也決定了網(wǎng)絡(luò )系統的傳輸速度、可靠性、通信效率。網(wǎng)絡(luò )拓撲結構與網(wǎng)絡(luò )布線(xiàn)系統有著(zhù)密切的聯(lián)系，將對整個(gè)系統的投資和性能產(chǎn)生重要的影響。
企業(yè)廠(chǎng)域網(wǎng)絡(luò )系統從設計上分為核心層、匯聚層和接入層；分層思想使網(wǎng)絡(luò )有一個(gè)結構化的設計，針對每個(gè)層次進(jìn)行模塊化的分析，對統一管理網(wǎng)絡(luò )和維護非常有幫助。對本企業(yè)廠(chǎng)域網(wǎng)來(lái)說(shuō)，采用以下三個(gè)結構層次：

    (1) 核心層：核心層的功能主要是實(shí)現骨干網(wǎng)路之間的優(yōu)化傳輸，核心層設計認為的重點(diǎn)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點(diǎn)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(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ERP系統和辦公自動(dòng)化OA系統

   從功能方面來(lái)看，ERP和OA有著(zhù)本質(zhì)的區別。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

    制造企業(yè)實(shí)施ERP系統是一個(gè)最見(jiàn)效益的過(guò)程。建立在網(wǎng)絡(luò )和信息技術(shù)基礎上，以市場(chǎng)和客戶(hù)需求為導向，以計劃與控制為主線(xiàn)，集成管理人、財、物、供、產(chǎn)、銷(xiāo)六大資源的ERP系統無(wú)疑是提升管理的利器，ERP系統建立企業(yè)信息共享平臺，打通企業(yè)內部供應鏈，部門(mén)間人為協(xié)調工作減少，溝通成本將大幅降低。ERP系統實(shí)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(dòng)力的節約，采購費用節省等一系列效應，必然會(huì )引起生產(chǎn)成本的降低。

   (2) 辦公自動(dòng)化OA系統

   OA作為一種綜合自動(dòng)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(mén)戶(hù)）、KM（知識管理）、HRM（人力資源管理）、CRM（客戶(hù)關(guān)系管理）、WM（工作流程管理）、PM（項目管理）、電子政務(wù)、內外網(wǎng)一體化管理等方面，通過(guò)應用，使得企業(yè)人力、財力、物理、信息、流程等資源集中于統一的OA管理平臺之上。同人力資源、客戶(hù)關(guān)系、企業(yè)信息等方面協(xié)和組織起來(lái)，有效的解決了企業(yè)內信息、資源和應用三者孤立的管理難點(diǎn)。以緊密連接與高效協(xié)作的運營(yíng)特點(diǎn)，為企業(yè)搭建一個(gè)全面協(xié)同的數字化管理平臺，成為企業(yè)面向過(guò)程管理的重要信息化工具。

    4.3 全面機械設計與加工系統軟件CAXA的應用

    該系統主要是利用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(gè)地方、在各個(gè)應用中使用（運行）的所有產(chǎn)品數據得以高度集成、協(xié)調、共享，實(shí)現企業(yè)生產(chǎn)的集群化。

   ① 系統框架

    該系統主要是通過(guò)對CAD系統設計出的零件，按照CAPP系統輸出的加工工藝路線(xiàn)（或工藝規程），經(jīng)過(guò)建立加工仿真模型，進(jìn)行刀位軌跡規劃，對刀位軌跡進(jìn)行加工仿真，最后通過(guò)后置處理，生成針對具體機床的數控加工代碼，并將輸出的結果存儲到PDM系統中。所以可將系統分為如圖4-2所示體系結構中的幾個(gè)功能模塊。
     
                 
                                     圖4-2 系統結構框圖

    ② 系統的功能集成
充分利用Pro/ENGINEER的Pro/NC數控加工模塊的功能，通過(guò)對其進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，系統的功能集成如圖4-3所示。
    
                  
                                  圖4-3 系統功能集成圖

    ③ 系統的信息流程

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

    ④ 系統集成的關(guān)鍵技術(shù)

    ◆加工仿真模型的建立

    在CAD/CAPP/CAM系統集成過(guò)程中，建立零件的加工仿真模型至關(guān)重要。這個(gè)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(guān)的刀具信息、機床信息、毛坯信息、夾具信息、加工參數信息和工序排序信息等，因此，這個(gè)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的定義等。

    ◆數據交換的接口技術(shù)

   在CAD/CAPP/CAM系統集成中，產(chǎn)品數據的存儲、維護和傳輸是非常重要的一環(huán)， 要求產(chǎn)品數據管理系統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(fǎng)問(wèn)的安全性。要建立零件的加工模型，以及實(shí)現系統新增的功能，就必須實(shí)現信息集成，這就涉及不同系統間、不同功能模塊間的數據交換。通過(guò)使用Pro/ENGINEER的開(kāi)發(fā)工具Pro/Toolkit編寫(xiě)應用程序，建立數據交換的接口函數，將用戶(hù)從PDM系統中獲取的各種有關(guān)零件的設計信息和工藝信息傳遞到Pro/ENGINEER系統的統一數據庫中進(jìn)行管理，實(shí)現用戶(hù)與系統的信息交換。所以，這些數據交換的接口函數創(chuàng )建工作非常重要，它直接關(guān)系到整個(gè)CAPP/CAM系統集成的成敗。

|    ⑤ PDMS與ERP的集成

    PDMS與ERP的集成主要體現在PDMS向ERP提供基礎數據，包括企業(yè)最基本的物料數據以及產(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(shí)現工程變更。
設計BOM描述的是產(chǎn)品各零部件間的組成關(guān)系和構成數量，是ERP進(jìn)行物料需求計劃的根本依據，設計BOM來(lái)源于PDMS，因此，PDMS與ERP的集成將完成兩大功能：一、將PDMS中的物料數據及設計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之間數據的一致性、實(shí)效性。

    4.4 實(shí)現生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化

    根據現場(chǎng)情況，擬設計一套控制系統對生產(chǎn)裝置進(jìn)行控制。新系統要求有數據采集和存儲、流程顯示及控制、連鎖、報警報表, 安全維護等功能。而且穩定可靠，監控畫(huà)面符合操作習慣。該系統建議采用高速PLC控制系統。
控制系統網(wǎng)絡(luò )結構圖見(jiàn)下圖
                
                  
                                   圖5 系統網(wǎng)絡(luò )結構圖

   采用PLC可編程控制器組建的工業(yè)網(wǎng)絡(luò )控制管理系統實(shí)現了分布式控制，可大大降低現場(chǎng)連接工作量和費用，提高信號的傳輸精度與靈活性。實(shí)現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，給系統的安裝、調試和設備維護帶來(lái)方便。

    5 總結

    通過(guò)合理規劃和有效分部實(shí)施，可以實(shí)現企業(yè)管理與生產(chǎn)管理的有機融合，從而形成統一的管理平臺，達到提升制造業(yè)產(chǎn)能效率的目的。

    參考文獻

    [1]孫明璠. 中國制造業(yè)公司治理與ERP系統實(shí)施效果研究[M] 經(jīng)濟科學(xué)技術(shù)出版社, 2010.

    [2]陳宗舜等. 機械制造裝配工藝設計與裝配[M].CAPP 機械工業(yè)出版社, 2007.

    [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(dòng)化博覽》2011年第六期