制造业信息化工程建设

1、制造业信息化工程建设（1）以蒸汽机为代表的机械化工业革命，将制造业从手工作坊式生 产推向大规模生产模式。以电子管和晶体管为代表的电子自动化工业革命 进一步提升了大规模批量生产的劳动生产率，极大丰富了社会的物资财宝。 以运算机为代表的信息化工业革命将制造业从大规模批量生产模式转向大 规模定制生产模式，在社会财宝极其富裕的基础上进一步满足人类的各种 不同个体的需求。制造业的核心数据包括两部分：产品数据和治理数据。产品数据包括市场 调研，总体方案，各类专业的分析运算、评审报告、工程设计图纸，各式 各样的试验报告，工艺文件，使用手册，修理记录及大量的更换通知等等。（如治理数据包括生产打算，劳资打算，采

2、购打算，仓库治理，财务报告，销类数据的桥梁是产品的配套明细表。-提供佶吕化基础平占在运算机显现后，上述数据从原先纸介质或语音形式转变成数 字形式。一旦运算机联成网，所有数字形式的数据均能够在网上迅速传播。 如果有一套合适的数据治理系统，上述数字化的数据就能够在正确的时候， 传达到正确的人手里以便开展正确的工作。数据治理系统把数据传递的整 个过程也用数字化的形式进行操纵、监督与记录，因此各种数据与过程便 成了信息。以往人们通过资料室传递各类纸质文档全部被数字化的运算机 文件所代替，各种调度或和谐过程连同有关的批注、语音等也被数字化的 工作流程所取代。在网络化的运算机环境中，每个人的工作内容，工作

3、质 量，工作效率均有相应的可度量的数字来描述，以电子传播速度进行交流。 一种以数字化为特点的文化悄然而生，几倍甚至几十倍地提升制造业的劳 动生产率。信息化时代的这种特点使得现代生产模式有可能既像原始作坊 那样满足不同人们的专门要求，却同时又保持强大的生产能力。2、制造业的机遇工淮申心home賢沥库良理车工苞计甸生严rohoms7讣别警型财务特理信息化业，如 果不能及时把握住信息化工业革命的机会，用不了多久，原先的优势就会 忒姓报告 占确实是当代就好:匕在噸白纸上能够画出)=r-r r .厶厶 A生产管理仓库管理稱辔管理卩造业面临的机遇。要想赶上信息化进程的进丿展 一.于创建一个先进的信息化的环

4、境。以下举例描述一个汽车制造厂信 息化工作模式：变成劣三势。关键在匚创建从力资源官簣理数摇圈2 web的企业信息阵在互联网、广域网、中域网或局域网环境中，建立基于 Web技术的 企业信息库，构造一个协同产品开发、制造、销售和服务的环境(如图2)。该环境的核心数据放在产品数据库和治理数据库中。不同部门共享核心数 据库的有关资料，开展各自的工作，并将结果存入统一的数据块中进行治 理。每个部门和数据块之间的联系如下面描述。(1) 用户通过Web扫瞄器，查阅虚拟展厅中的各款汽车，按照自身要求提出具体功能配置要求，系统自动生成产品配置明细表(ROM)并送入治理数据库。(2) 市场调研员提出新的调研报告，

5、指出需要开发B型系列产品 意见，通过Web扫瞄器输入到产品数据库。(3) 厂长或总师批准B型打算，启动开发流程，通过 Web扫瞄 器将开发任务分配到设计、工艺、试验等部门，并随时监督和审批各项工作报告。(4) 设计人员按照流程规定的任务开展 B型系列的开发工作。第 一从A型中选择可用的零部件，再从仓库治理中选择可再利用的零部件， 还从资源库中选择厂内的标准件，最后再进行其余零部件的改型和重新设计，以满足B型车的专门要求。新设计对象的有限元分析和可视化的模型 一并存入产品数据库，形成完整的虚拟的电子样车。(5) 工艺人员与设计人员同时同意 B型系列的开发指令。一旦设 计部门有新零件存入产品数据库

6、，工艺人员赶忙开展工艺分析和设计，随时与设计人员保持联系，幸免工艺不合理的设计。同时利用资源库中的设 备、刀具、工装卡具、量具及有关的工艺参数库编制成熟的工艺文件，与 对应的设计对象一一对应地捆绑在一起。（6）试验人员按照流程规定的任务， 对审批过的零部件进行必要 的试验，结果也与该对象相应的版本数据一一对应。运算机仿真软件承诺 用户头戴专门的帽子，手戴专用手套，通过具有几十个关节的人体模型来 操纵电子样车。眼睛能够看到虚拟道路，手上感受到操纵方向盘的力。（7）-（12） 治理部门按照流程规定的任务，从产品配置明细表中 提取相应的产品设计数据（原材料、标准件等）和工艺数据（工装、刀具、 工时、

7、材料等）分别完成各自的打算安排，成本结算，采购与制造，销售 与服务等工作，并将结果存入治理数据库。上述人员按照各自岗位给予的权限，从统一的入口进入企业信 息库，猎取必要的信息，完成相应的任务，并将结果存入指定的位置。任 何修改均以不同的版本保留在统一的信息库中备查，从而制造一个协同的 工作环境。工程部门负责开发一个虚拟的电子样车，既快又好，大大减少 后续生产中可能显现的返工。治理部门事先做好充分的生产预备，一旦用 户需要，随时能够生产 B 型系列中的专门零部件，加上大批量生产的通用 零部件，迅速地组装成满足个性化要求的产品。销售部门通过统一的企业 信息库，为用户提供最新的信息，最好的服务和最有

8、竞争力的市场形象。3、信息化工程建设协同环境治理着产品整个生命周期内的全部信息。该环境的建 设包含以下三方面内容：1）运算机环境：网络及其治理系统、运算机 （服务器和工作站 ）、 操作系统、数据库等。2）数字化工具：运算机辅助工程软件 （CAD 、CAE、CAM 、等 Cax、CME），运算机辅助治理软件（MS OFFICE、多媒体等），虚拟现实或仿 真软件 （虚拟工厂、人机工程、物流仿真等 ）。3）信息治理系统：产品全生命周期治理 （PLM） ，企业资源治理 （ERP）,供应链治理（SCM），供应商关系治理（SRM），客户关系治理（CRM）, 办公自动化系统 （OA）。HW.gDB.NET3

9、.1运算机环境运算机环境建设包括：? 网络建设：按照企业不同部门的要求，建立满足部门级、 企业级、集团级的局域网、分布式网络及连接互联网的网络环境。其中包 括网线的铺设，交换机的连接，网络治理系统的安装调试。考虑到网络系 统建设的策略，整个网络系统方案设计是个专门关键的工作。不同部门的 工作性质不同，所用的运算机工具不同，产生的数据量不同，在网络上的 数据流量也不同，对网络的交换速度要求也不同。? 运算机系统：在信息化系统中的运算机包括服务器和工作 站。不同的治理系统对服务器有不同的要求，不同的工具软件对工作站也 有不同的要求。因此，运算机系统的设计同样要考虑各部门应用系统的特 点，按照够用为

10、主，持续完善的精神来指导运算机系统的建设。? 操作系统：操作系统通常和运算机紧密相连，关于集团级 的企业，统一的操作系统是治理整个集团信息的有效手段。? 数据库：信息化系统中会有多个治理系统，不同的治理系 统要求的数据库可能有差别。整个集团信息化工程建设必须统一选择数据 库，保证集团内部不同分公司和不同治理系统之间能够协同工作。3.2 CAx 和 CME运算机辅助工具（CAx）和集成制造工程系统（CEM）是提升产品 开发与制造的有力工具。汽车行业广泛采纳先进的三维造型技术，设计出 一流的汽车和发动机，舒服和安全的内设。先进的分析工具大大提升汽车 的设计水平和质量。现代的集成制造工程提供了数字工

11、厂、数字仿真加工、 设备工艺规划、物流模拟分析等功能，保证大规模定制生产的正常运行。 因此，CAx和CME工具将大大提升汽车的开发和制造的劳动生产率。3.3虚拟现实（VR）CAx技术在运算机中设计出数字化的汽车。 虚拟实现技术将数 字化汽车变成1:1的数字模型，配合活动的场景，将1:1的人体模型放到汽 车模型中。在运算机的统一操纵下，模拟各种工况，开展各种试验，猎取 各种测试数据，为改进设计提供有效的参数，为市场宣传提供有力的手段， 为检测提供大量的技术资料，从而大大提升产品质量，减少样车和有关的 物理试验次数，节约成本和缩短研制周期。3.4 产品全生命周期治理 (PLM)上述 CAx 、CE

12、M 、VR 等系统产生的大量数据不仅与设计、工 艺、制造等部门有关，而且与原材料的供应、供应商的配合、车间的生产 与装配、销售和服务等系统紧密有关。因此有效地治理与汽车开发制造有 关的全部数据是充分发挥 CAx 、CEM 等先进工具的必要保证。也是沟通工 程部门和生产制造、经营服务等部门之间信息的必要手段。面对猛烈的市 场竞争，先进的开发与制造工具仅能提升汽车的水平，真正提升企业的竞 争能力还离不开先进的治理手段。 EDS PLM Solutions 提供的 TeamCenter 是最现代化的产品全生命周期治理系统。TeamCenter不仅有效地治理CAx、 CEM 和 VR 的数据，同时还提

13、供与生产制造、经营服务系统的信息沟通， 与办公自动化系统的数据共享，为实现数字化企业提供有力的支持。3.5 ERP,SRM,SCM,CRM 企业信息化建设中，产品数据治理系统中设计和工艺部门操纵着汽车 80%的成本。在产品数据得到有效治理的基础上，为了进一步操纵 生产制造和经营服务中的成本，还需要通过 ERP系统优化生产打算，SRM 系统提升与供应商的协同开发， SCM 系统优化原材料和零配件的供应， CR M 系统加大与客户的联系，把握市场的动向，挖掘汽车20%成本的潜力，使得企业始终处于汽车行业的领先地位。ERP、 SRM、 SCM、 CRM 和 PLM 系统的数据集成，保证工程 部门和生

14、产经营部门之间数据的共享，从而提升各部门的工作效率，减少 差错，降低成本和提早将产品投放市场。3.6 办公自动化 (OA) 行政办工的大量信息大部分都进入到运算机。在没有联网的情形下，数字化的信息尚需要打印出来变成纸的形式，然后通过人工传递， 完成整个办公过程。办公自动化系统将目前已有的大量信息通过网络实现 快速传递，在统一的运算机网络环境中完成信息的创建、传递、审批、通 知、汇总等工作，全面提升办公效率。办公自动化系统和 PLM 系统的数据交换使得行政部门能够及 时了解生产部门的情形，改善后勤支持，促进整个企业的劳动生产率进一 步的提升。3.7 可视化集成平台 (TeamCenter Com

15、munity) 图形数据是信息化系统中的重要数据。 从市场调研、 概念设计、 样车制造、批量生产、广告宣传、销售服务等环节都离不开三维的图形数 据和二维的工程图纸。信息化系统强调的是在扩展企业的范畴内及时地共 享数据，快速地传递和响应各类信息，达到缩短新产品投放市场的时刻， 降低成本，提升质量，改善服务的目的。明显图形信息是所有信息中最为 重要的数据。为了保证新产品在开发、设计、制造、销售、服务过程中能 够充分利用图形数据， 可视化集成平台将 PLM 系统中的图形数据快速地传 递到需要它的地点。图形数据一旦走出工程部门，它将发挥出更大的作用。 可视化集成平台为所有具备猎取图形信息的用户提供实时

16、的图形会议、快 速扫瞄、图示批注、测量分析、运动仿真、干涉检测、装配分解、修理模 拟等功能，进一步提升信息化系统中图形信息的价值，制造更大的经济效、人益。综上所述，企业信息化工程建设包含了基础环境、产品全生命 周期治理、设计工具、生产预备、虚拟现实、生产经营、办公自动化和可 视化集成平台等八个组成部分。不同的企业对信息化技术的要求不同，选 择的组成部分不同，同一个组成部分的具体内容也不同。因此，为了保证 信息化工程建设的成功，除了有正确的总体方法案设计 以外，还必须要有 正确的实施方法。4、正确的策略信息化工程建设，能够分成三个时期：1) 初级时期：产品数据和治理数据的数字化。 利用 CAx

17、实现设计图纸的数字化，利用 OA 系统实现各种报表和文档的数字化。在初级 时期只是提升各职能部门的单项劳动生产率。2) 中级时期：运算机网络系统与产品全生命周期治理系统。 利用 PLM 技术实现产品数据共享， 有效地治理产品数据， 进一步发挥 CAx 的作用，为治理部门提供精确的产品配置明细表。在该时期的 PLM 系统只 需和 ERP、 SRM 等部分子系统相集成。3) 高级时期：全面实施 PLM 和 ERP、SRM、SCM、CRM 技 术，为企业各部门提供协同制造环境，开展虚拟防真，实现 PLM 治理产品 全生命周期的目标。从长远角度来看，制造业信息化工程不只是提供一个集成系 统，而是提供产

18、品开发、制造、销售、服务等部门信息共享的统一环境。信息化建设绝不是一朝一夕的情况，也不是少量投资的局部工 程，而是大投入，大回报的企业差不多建设项目。在企业长期进展的意义 上讲，信息化建设的重要程度比引进一台设备，一条生产线更为重要。因 为在竞争机制下的市场经济，没有随机应变的信息系统，注定可不能长胜 不衰。信息化作为新生事物来讲，其成功与否完全取决与正确的策略。以下几点 可供信息化建设者参考：1) 信息化各时期目标必须服从最高时期的整体规划，幸免中 途的变更造成庞大的白费。2) 各类应用软件只有通过上千人年的实际考核方能真正满足 制造业的需要，切忌轻谈自行开发，既费时刻，还费资金。3) 建设过程必须是先易后难，以点带面；逐步升级，持续完