制造业信息化探讨

制造业信息化的未来面临生存压力和转型，制造业信息化的未来，在于实现以下方面的转变：:・

首先在于提升中国制造的位势，从制造向设计、采购、仓储运输、定单、批 发、零售等环节延展；在国际产业链的七个环节中，产品设计、原料采购、仓储运输、定单处理、批发经营、终端零售这前六个环节创造出90%的产值，第七个环节中国制造只创造出

10%的价值。中国制造业要突围，就是要向上面六个价值领域突围。・：.其次，制造业要实现增长方式的转变，从规模经济（品种不经济）转向范围经济（品种经济）。具体来说：y

从单纯依靠拼规模，打价格战，转向注重差异化，提高附加值；y

转向网络化制造，共享信息设施，共享信息资源，在此基础上通过提高协同能力，进一步降低成本，降低交易费用；①

企业近年信息化投入的减少是正常现象，这主要是由于投资变得更加理性了,标致同等投入条件下，投资的效益大幅提高。创新转型:•信息化推动创新管理机制，提高研发工作的管理水平，从而推动企业的 自主创新工作；:•信息化为创新提供更加高效的研发工作平台，为创新提供更加有效的技 术手段、工作模式和条件；:•信息化提高企业人力资源水平，提高企业的学习能力，推动创建“学习 型企业”；研发管理信息系统把研发人员的经验等无形的知识，变成“可共享可传承 的企业的有形的知识”，彻底改变企业知识和能力积累的方式；:•信息化推动产品创新，包括采用信息技术提高产品的技术含量和附加值；:•信息化提升企业经营管理水平，提升将科研成果转化为生产力、转化为 企业收益的能力，将技术创新转化为企业核心竞争力的能力；:•信息化推动和支撑企业从全社会获得更多的知识共享和交流。——产品是企业的生命，有无适宜的产品是企业生存的条一企业信息化范围■EJ企业信息化基本系统 信息化深层系统ERP——企业资源计划产品全生命周期管理・PLMPDM-一产品数据管理知识管理・KMMPM——制造过程管理电子商务-E-commerceCRM——客户关系管理商务智能-BlSCM-一供应链管理资产管理系统・EAM

1WMS-一仓库管理流程管理・BPMMES-0A——一制造执行系统-办公自动化系统......制造业信息化的1基=

本架构产品数据>传递/接受销售订单=^>订单安排完成情况*递/接受服务信息整机档案PDM

MPM发布：Item

、B^M^Routing>ECO发布：完工MES发布ERP物料需求物料配送1

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制物料配送物流平台生产计划财务会计销售分销管理会计SCM

WMS物料管理质量管理设备管理固定资产人力资源发布：作业计板§01\1项目管理、Routing

匕J-----

1量等生产记录配送呼叫"，十一五，，双甩核心业务:・通过国家级示范企业实现整合、理顺 信息化架构与思路，并得到进一步的 提升；Ⓓ横向甩帐表；——延伸至CRM

（客户关系管理）、SCM

（供应链管理）、物流管理、企业间协同商务、电子商务Ⓓ纵向甩图纸；——实现现场可视化—济柴：物料订单平台确认，入库单网上传递——潍柴：工序物料清单与工序内容——福田：PDM.MPM.ERP

集成——温岭汽车电器：3

人•多产品转子线•无文件，现场可视化工艺参数PDM的基本内容”产品结构与配置管理椅图文档管理工作流程与生命周期管理扩展业务:・:・基本业务:-----------项目管理-产品配置（选配）管理-零部件分类管理0工程变更与版本管理皆可视化浏览和圈阅管理皆视图管理皆数据存储管理

皆系统及安全管理椅集成管理（CAD、ERP）实施PDM系统的核心目—:・保护企业资源——大量资料与成果分散在设计人员手中;:・实现知识积累——基本上是堆积，无有效的版本管理与分类管理，难以追 溯历史与检索；:・提高知识重用——凭借个人经验设计，难以提取杂乱的堆积资料，大量的 重负设计；:・统一数据源，实现产品设计、工艺设计到生产经营各环节数据集成，确保 数据的一致性与准确性——各部门按自需调整整理物料清单，难免发生差 错；:・实现产品设计的项目管理、变型设计与选配、并行设计与协同设计（部门 级、企业级与异地协同），将大幅度的提升设计能力与加快设计速度,以适 应快速变更市场与个性化需求；—需要人们从传统的理念下过渡到PDM环境下来思考问题——_-fKL环境下的产品数据管理物料文件（纸介质）生产WSMR羿P』电子文档J至其他部门HiU电子文档"至I其他文件r

（纸介质）十FFM环境下的产品数据管理统一的产品数据管理系统（PDM）数据管理，数据查询，数据共享，权限控制，版本，更改，发放，工作流程，电子邮件的—统一品据型一统产数模:品数据库产品图纸三维模型产品工艺文件质量控制文件标准/手册PLM理念一产品全生命周期PLM是产品自市场需求开始至新的需求提出的整个过程的集合体。场44亍8行务运服售肖寐品造g产制产备生准品发产研场求市需FDM的总业务流程框图CADECADCAMCAEWordExcel色g

模型）（二维图纸）〔NC

代码）_<异构数据集成接口PDM

基础（核心）模块"图文档管理J（可视化管理］

［联邦系统管理—安全管理体系支撑-协同］

［工程变更管理）

:&型设计与选配管理）〔BOM

视图管理）（数据存储管理）@

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扩展模或/项目协同管理\产品研发、生产/苛视化转换工真\异构模型转换乂及数字

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/氽部件分类管瘟"I检索与重用J（CM

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开发工具"晶J

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代码〕集成接(生命周期及工作流程管理"

ERP

)倒数据管（生产管理）（采购管理）（库存管理）3（成本管理）（质髭管理）(

HRM

)"MES

、CZEDX.

/在PDM环境下与传统理念的转变f

一

图文档数据创建与部件(Item)关系图文档创建

图文档与部件(Item)的关系零部件(Part)创建过程实质上创建了Item,

图档不等于Part,是Part的描述文档。图文档的存储规则与资料夹、流程定义有关。r产品结构数据创建产品实质是个大零部件（Part）,创建过程实质上也是创建Item,其所有Part间是使用与被使用的关系，图文档随所有Part各自的关联关系而引用o变卷*罢任加*鼠焊零wv枢w零部件(Part)与剖壁构收峰紊_「详细设计一部套设计完成新产品设计，产品研发（基本型）设计过程方案设计一自顶向下1|_2产.1

—1111111产可部套检入11——II

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III

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)11>1新产品研发设计自顶向下的部套定义到部套、零部件详细设计I的版本变动的版本变动产品配置作用——有效配置与历史追溯配置结果1配置结果n眉1

XX柴油机W愈水泵总成I

1~蜀54水封总成

I卜爵圆般孑轴最I

L骚承套＞跖k泵体»强水泵叶轮I

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1~编沟球轴承I卜徽皮带轮

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1-显防护圜一整专用CF-4机油说明卡AAAAAABBBBAAAAAA各零部件版本因更改而发生变动下的产品结构一甫效性配置1!——酉3、■51%r裘规则为日期型有!&

A在2000年6月L结构：P-1

笔(A)P11

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A在2002年6月:结构：M

笔(B)碧PH笔帽(B)略P12笔体(C)I—站P121

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§一略P122笔才

1一书

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笔£杉P121墨空(B(f-用系列产品变型设计过程在基本型与合适系列产品基础上实现快速变型设计PDM的配1置!

BOM配置1-BOM配置BOM(1)配置2

・BOM部件1配置3

・BOM部件1选件集1总成或零件1-0总成或零件1-1部件1部件1-i-总成或零件1-0一・一・

总成或零件2一・总成或零件-fl

总成或零件2Li总成或零件3总成或零件2总成或零件3部件2一一总成或零件3部件2总成或零件1

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・2部件2总成或零件2部件…部件…部件…」一总成或零件3」、部件2选配类型：选与不选，多选一，匹配选择；生成配置号BOMoPDM系统配置BOM设计思路下，形成了完整的系列产品集合（设殍

台），确保知识积累与困用。，.「一

.部件…，-，,J

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^PTC变量选项配置桔普人员订心浪

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•»»»»«当客户订单需求物料有与原基础平台选件集无关的物料时，选用②①关键路径，实际就是变型设计。此变量配置与Oracle有差异此方案实施后PDM的BOM

管理十分繁重。ERP仅管单车BOM。PLM

System入基础平台。美铤■径①共键路径②基平配。由础台置订单完成产品配置业务场最；订单处理关铤路径成不同位的配置一对工艺工作量影响较大在PDMEBOM

配置单机作工艺在MPM

PBOM

配置平台作工艺加配置在ERPMBOM

配置平台作工艺客户需求产品及配置需求表确认销售订单送入生产制造客户需求产品及配置需求表确认销售订单送入生产制造检索现有配置号（检索出一属号）有无无己选配置号发布变更Item

、BOM

、Ruoting11111出一属号）检索现有配置号

（检索1有111BOM

、Ruoting~T~1

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工艺设计按配置项1A编制工艺路线\选配新配置号BOM含A无配置B否配置按配置项选配新配置号BOM无现有•配SBOM否配置无工艺设计编制工艺路线下达适应性产品设计任务书扩展、更改相应配置BOM下达适应性产品设计任务书扩展、更改相应配置BOM无检索现有配置号发布变更Item

、（检索出一属号）T按配置项选配新配置号B客户需求产品及配置需求表配里号无下达适应性产品设计任务书扩展、更改相应配置BOM配置B否配置确认销售订单送入生产制造发布变更Item

、BOM

、Ruoting工艺设计编制工艺路线产品平台工程视图一EBOM订单制、个性化生产的需求选配或替代9基本型产品（标准型）变型产品产品配置一部件选配产细产品B]B-

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-变型产品有结构变更；产品配置是在模块化定义基础上，可互换的条件下选择。—J"一一IEBOM选配模式——平台EBOM

（可在ERP实现配置）制造视图——MBOMMBOM及工艺拆分和工艺合祥V现状在设计与变型设计中，存在整体架构设计，然后由工艺拆分、加工、拼接为合件。也有要求快应商或前工序装配为工艺合件向总装配供货的。V问题Ⓓ工艺拆分将生成新物料；Ⓓ工艺拆分需改变BOM结构；v解决方案受权工艺人员进入PDM系统，更改结构，生成新物料。工艺拆分在制造过程需控制物料，并确保物料的唯一性，确保ERP

内的MRP

运算，要求工艺拆分。在传统的工作中，由人脑处理（零配件加车间），但电脑无法区分|工艺设计过程EBOM向MBOM的转换Oracle・ERP

配史置BOM配置1-BOM配置BOM(1)配置2

・BOM部件1配置3

・BOM部件1选件集1总成或零件1-0总成或零件1-1部件1部件1-i-总成或零件1-0一・一・

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系统配置BOM

设计思路下，形成了完整的系列产品集合（设殍

台），确保知识积累与困用。，.「一.部件…抽象化示意SAP・ERP的超级BOM—实现之需调整产品模块化定义；此方案为大包选配，若有多选配项，则派生包也多,Oracle

可部件选配，保留原结构。说明产品设计的EBOM是产品的基本型;•

•-平台EBOM是产品的定制集群，配置BO■M的基础；l¥l-制造MBOM是由工艺人员根据自身组织的工艺，对产品EBOM进行工艺合件或拆分后重组的MBOM；-三种BOM一个流，由不同的业务人员，在不同的业务范贝内完成各自的任务，EBOM——MBOM——配置BOM是一个衍生过程；・有些企业总想用一个BOM替代三个里程碑的BOM,在PDM系统中是用不同的视图来区分的。DFM——面:•产品数据衍生流程

EBOM—

PBOM

=MBOM工程视图工艺视图制造视图:・不等于缩短产品设计工作量；:・而是细化产品设计、工艺设计;:・由系统继承各阶段工作成果；:・从而缩短整体的开发周期。:・实现条件：❿产品、部件的模块规范基础；❿由设计完成跨组工艺合件设计（完整的模块）；❿由设计完成供货状态合件设计（完整的模块）；❿完成自制件毛坯定义；未来PDM配置BOM衍生全过程A-

X-

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bp在PDM中处理多组织思路产品设计编制关联Routing-1搭建配置MBOM-1搭建配置MBOM-2多组织多生产线编制关联Routing-2工艺设计■PDM来源属性与工艺路线^^1问题提出ⒹⒹⒹⒹERP的应用早于PDM,早期ERP的BOM、Routing均为人工按生产现场数据整理，产品设计、工艺设计数据与ERP的数据脱节，企业的全程数据是不

统一的；随PDM的应用，ERP需求产品、Ⓓ

Item---B0M——ECO——Ⓓ人们期望产品、工艺设计的数据能直接为ERP应用，ERP避免重复工作，与PDM集成是目前研发的重点，实现面向制造的设计；工艺提供的核心数据：-物料及编码产品结构变更Routing一一工艺路线工时定额 按管理需求确定深度：人工、设备材料定额一一按管理需求确定深度：原材料、辅助材料属产品数据属工艺数据PDM中来源属性.PDM中来源属性分类:❿标准一直接采购的标准连接部件❿外配件或外购件 直接采购的成品❿外协件——协作加工或制造❿自制——企业自行制造的部件属大分类产品结构、来源属性与物料清单外购件标淮件外协件自制件物料属性口来源生成物料清单工艺路线大部分企业将工艺路线分成二级::・一级工艺路线——一般指到分厂、车间级的生产组织；二级工艺路线一一般指分厂或车间内的工段、班组或按生产线、加工中心的 生产组织：＞离散型工艺路线＞装配型工艺路线＞流式装配工艺路线一级工艺路线一级工艺路线目的:V工艺分工——生产车间一般以同类工艺为特性组织的，例：下料、冲压、焊装（焊接）、机加工、热处理、涂装（油漆）、软化件（塑料制件）、总装等，则依此实现了工艺分工的目的；内外物料流程——如下图，确定物料的生产流程，物料的生产地;A件B件分类明细表——如下页，依据产品BOM与一级工艺路线，可汇总各生产车间的物料明细，再按来源属性分别汇总分类明细；外购件需求明细表图号名称数量标准件需求明细表图号名称数量外协件需求明细表图号名称数量生成路线单位物料清单工艺路线图号 加工单位毛还或半成品需求明细表图号名称数量接漆装装焊油分总rrr

二料加处压下机热神二级工艺路线二级工艺路线目的：V物料配送——将物料指配到分厂或车间内的工段、班组或按生产线、加工中心的生产组织；V生产能力计算——供ERP按相应生产单元的工时、机时等因素计算相应生产组织的生产能力；V成本核算——供ERP按相应生产单元的工时、机时等因素分摊成本对象的相应费用，计算相应生产组织的制品成本；成本控制对象III离散型工艺路线离散制造——机加工、铸造、锻造、冲压等，其特点：离散 于各专业加工单元，单件批生产方式；・离散型工艺路线——以加工单位、加工对象（零部件）提取物料清单，实施配送；装配型工艺路线装配制造——整机或部套（总成）集中地装配或流水线装配 生产方式；-装配型工艺路线——以产品的装配对象及装配地提取物料清单，实施配送；流式装配工艺路线V流式装配制造——整机或部套（总成）均为流水线装配生产方式；V流式装配工艺路线——以产品装配对象及标准工序库位提取物料清单，实施配送；物流信息系统■推、拉式生产流程“推动”式生产“拉动”式生产^^1\第三方物流模式下拉动式生产流程MPSG计划t总装计划前序加工作业---看板/配送一▲S\SCM物流模式下拉动式生产流程国内汽车制造业物料管理现状在推行JIT准时制、拉动式精益生产，实现企业内“零”库存，基本形成了如下的物料管理模式：-企业内撤销了仓储管理，转成代管库，为供应商代管物料（库存物料属供应商，上线产成品后结算）：-供应商不愿代管的，为确保准时供应，就近租库自管；（近距供应商也实行自管）-自管供应商按主机厂看板实行直送制（直送工位）；-企业内同时撤销了半成品库，由车间直接转移，则工序外协物料处于无库管状态。——已基本形成基于SCM环境下的仓储、物流模式。MPSMRP综合;需求;SCM供应商▲看板/配送计划，总装计划前序加工作业▲看板/配送总装客户订单WMS物流4看板/配送物流信息系统解决方案库存可视性物流信息平台计划管理采购订单 看板要料供应商管理 基础数据管理供应商协同采购资源控制子系统据集成接其他入库出库 库存上架补货 拣货1包装分装装载配送车辆 计费仓储配送子系统WMS数口线边库看板，随生产实时倒冲，按预定空箱数呼叫，配送中心准时配送。生产线/标准工序线边库线边库111111线边库线边库仓储库位存货看板及补货指令与此统一原理。按空箱数与安全储备为指&点。

翌

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配送中心;氯前序生产单元I；mom

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:I未来立体库物料管理一入库:・何物（品种数量）、入何托盘、入何库位一盘码到位:・条码信息：物料、厂家、批次、日期、数量考虑卸货区~接受检查-品种、数量、包装，待上架-十立体月ms一下架:・何物（品种数量）、在何托盘在、在何库位:・装入何工位器具、送入何生产单元——拣货.考虑待发区

配送专用工位器具到位——^货」3库区的平面、货架、通道设置货架需考虑片区、架号（纵横列层）设置；平库需考虑片区、库位、叠层设置；一许专用托盘，提高空间利用率仓库须考虑待发区、卸货区及通道设计仓庵籥明确一库大小、库区（质区）划分、座位定义及该库的物料的分类属性与其对应存腐库区箭舞应笑系,再定义入库空位、就近原则及出库的先进先出的查找原则。下图仅为示意卸货区货架库存区-

平库仓储思考平库需考虑片区、库位、专用库位、叠层设置；一•:・不应靠墙，留有二侧通道，以利于先进先出；•相同物料就近存储，与分批堆叠，以利于先进先出;・:・同产品订单物料，可考虑成套叠放；下图仅为示意需专用托盘，提高空间利用率库号待发区卸货区概念与应用MES基1本=MESA定义MES功能:・国际制造执行系统协会（MESA）定义了MES应具备的11个功能模块: 1）

资源分配和状态管理；操作/详细排产；分配生产单元；文件管理；数据采集；劳动力管理；管理;质量管理;过程管理;10）

产品跟踪和产品清单管理9;）

维护11）

性能分析和数据采集。海尔——SBU、质量三菱——工单、设备维修.福田模具一机动时间青汽、潍柴——整机档案完工记录、物料接收等实际的产品可能是包含其中一个或几个功能模块需按行业、企业的实际需求确定MES功能图与其他系统的关系_下列统计数据，是由国际MESA协会通过调查研究确一定的：平均减少制造周期时间45%；一般减少数据输入时间为75%以上；平均减少半成品24%；平均减少为交班而准备的纸面工作61

%；平均减少引导时间27%；平均减少纸面工作和设计蓝图所带来的损失56%；平均减少产品缺陷18%oMES整体架构MES整体架构、（基础数据W1维护及接口1

1作业排序I"生产调度1

|1

|可视化整车档案*，生产数据*＜生E爵按1

|、.1

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|1■总装与内饰1

1日内插单1

1整车配置1

1生产物料交接1

|作业排序显示|

BOM数据1

I|接受管理1

|排序1

|作业调整1

|数据采集1

|数据采集1

|

（上线