制造业信息化规划探讨.ppt

1、制造业信息化探讨,胡泽民 2009.12.15,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： 从单纯依靠拼规模，打价格战，转向注重差异化，提高附加值； 转向网络化制造，共

2、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； 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

3、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件,企业信息化范围,企业信息化基本系统 ERP企业资源计划 PDM产品数据管理 MPM制造过程管理 CRM客户关系管理 SCM供应链管理 WMS仓库管理 MES制造执行系统 OA办公自动化系统,信息化深层系统 产品全生命周期管理-PLM 知识管理-KM 电子商务-E-commerce 商务智能-BI 资产管理系统-EAM 流程管理-BPM ,制

4、造业信息化的基本架构,PDM,MPM,CRM 销售 备件 服务,MES,物流 平台 SCM WMS,配送呼叫,整机档案,产品数据,ERP 生产计划 财务会计 销售分销 管理会计 物料管理 质量管理 设备管理 固定资产 人力资源 项目管理,“十一五”双甩核心业务,PDM,MPM,ERP,CRM,SCM 物流,MES,甩帐表,甩图纸,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

5、 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,基本业务： 产品结构与配置管理 图文档管理 工作流程与生命周期管理 工程变更与版本管理 可视化浏览和圈阅管理 视图管理 数据存储管理 系统及安全管理 集成管理（CAD、ERP）,扩展业务： 项目管理 产品配置（选配）管理 零部件分类管理 ,实施PDM系统的核心目的,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

6、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,人工环境下的产品数据管理,PDM环境下的产品数据管理,PLM理念产品全生命周期,PLM,工程 PDM,采购 SCM,制造 ERP、MES,销售 CRM,服务 CRM,市场需求 CRM、PDM,供应商协同,研发合作协同,分布式制造,客户,PLM是产品自市场需求开始至新的需求提出的整

7、个过程的集合体。,PDM的总业务流程框图,在PDM环境下与传统理念的转变,图文档数据创建与部件（Item）关系,图文档创建,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。,图文档与部件（Item）的关系,名称:零件 设计者:设计师 设计时间:01/01/2001,属性,参考,描述,零部件,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。,传统纸质借用与PDM数据源的对比,AA-b,AA-b,AA-

8、b,AA-b,AA-b,AA-b,AA-b,DD,DD,DD,更改 批量更改,零部件（Part）与产品结构BOM关系,此处二文件即为ERP所需的Item与BOM。,产品研发（基本型）设计过程,方案设计自顶向下,详细设计部套设计,完成新产品设计,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,部套检入,PDM的变更与批量更改,AA-b,AA-b,AA-b,AA-b,AA-b,AA-b,AA-b,DD,DD,DD,机型 A5,机型 A6,在PDM中某部件变更，则所有引用此部件的产品均同步变更（无需逐一变更）。当仅仅对部分产品的变更，可批量变更，此时部件（Item）需变号。,零部件的版本管理

9、,A，1,A，4,A，3,A，2,版本演化模型,由设计变更引起 的版本变动,由设计变更引起 的版本变动,用户检出修改后再检 入引起版次变动,零部件创建 后版本为A.1,通过审批流程后， 零部件版次经过若 干次的升级变成A.4,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,各零部件版本因更改而发生变动,有效性配置下的产品结构,版本A,版本B,版本C,有效性方案： 例:日期型,配置规则为日期型有效性 方案：A 在2000年6月30日的产品结构： P-1 笔 (A) P11 笔帽 (B) P12 笔体 (B) P121 笔头 (B) P122 笔杆 (A) P121 笔尖 (B) P121

10、 墨室 (B),配置规则为日期型有效性 方案：A 在2002年6月30日的产品结构： P-1 笔 (B) P11 笔帽 (B) P12 笔体 (C) P121 笔头 (B) P122 笔杆 (B) P121 笔尖 (B) P121 墨室 (B),同系列产品变型设计过程,方案设计 查找同系列合适产品,详细设计 复制为变型产品，定义变更部分,完成变型产品设计,在基本型与合适系列产品基础上实现快速变型设计,变更部位,PDM的配置BOM,选配类型：选与不选，多选一，匹配选择；生成配置号BOM。PDM系统配置BOM设计思路下，形成了完整的系列产品集合（设计平台），确保知识积累与利用。,由基础平台配置。,

11、临时一次性应用，不变更基础平台，ERP也由此功能。,需保留的新变形产品，单机或纳入基础平台。,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。,不同位的配置对工艺工作量影响较大,MPM,在PDM EBOM 配置,在MPM PBOM 配置,在ERP MBOM 配置,MPM,MPM,单机作 工艺,平台作工艺加配置,平台作 工艺,产品平台工程视图EBOM,订单制、个性化生产的需求选配或替代,基本型产品 （标准型）,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

12、的条件下选择。,变型产品,产品配置部件选配,EBOM选配模式平台EBOM (可在ERP实现配置),装 与 不 装,多选一选配,匹配选装,在ERP中替代： 定义一主物料，在主物料不足时自动由替代物料补充。,制造视图MBOM,MBOM及工艺拆分和工艺合件,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。也有要求供应商或前工序装配为工艺合件向总装配供货的。 问题 工艺拆分将生成新物料； 工艺拆分需改变BOM结构； 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,产品,B,B,-,X,-,01,A,-,X,-,n,A,-,X,-,02,B,-,X,

13、-,01,-,02,B,-,X,-,01,-,01,-,01,B,-,X,-,01,-,01,A,-,X,-,01,-,01,-,01,A,-,X,-,01,-,01,-,02,以装配后的合件供货,制造过程所需要的工艺拆分,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,EBOM,MBOM,工艺设计过程EBOM向MBOM的转换,EBOM,MBOM,由平台EBOM调整为MBOM,MBOM选配模式配置BOM雏形在PDM或发布至ERP实现配置生成订单BOM,装 与 不 装,多选一选配,匹配选装,在ERP中替

14、代： 定义一主物料，在主物料不足时自动由替代物料补充。,Oracle-ERP配置BOM,选配类型：选与不选，多选一，匹配选择；生成配置号BOM。PDM系统配置BOM设计思路下，形成了完整的系列产品集合（设计平台），确保知识积累与利用。,抽象化示意SAP-ERP的超级BOM,润滑部套,润滑1,润滑2,检测部套,检测1,检测2,打印部套,打印1,打印2,变型产品n,润滑1,检测2,打印1,选 配,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BOM的基础；

15、 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，在不同的业务范围内完成各自的任务，EBOMMBOM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面向制造的设计,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： 产品、部件的模块规范基础； 由设计完成跨组工艺合件设计（完整的模块）； 由设

16、计完成供货状态合件设计（完整的模块）； 完成自制件毛坯定义；,未来PDM配置BOM衍生全过程,配置EBOM,完善配置EBOM,制造配置MBOM,设计变更,扩展变更,关联Ruoting,Ruoting变更,配置MBOM变更,在PDM中处理多组织思路,工艺设计,产品设计,多组织多生产线,PDM来源属性与工艺路线,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，人们期望产品、工艺设计的数据能直接为ERP应用，避免重复工作，ERP与PDM集成是目前研发的重点，实现面

17、向制造的设计； ERP需求产品、工艺提供的核心数据： Item物料及编码 BOM产品结构 ECO变更 Routing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： 标准件直接采购的标准连接部件 外配件或外购件直接采购的成品 外协件协作加工或制造 自制件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,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

18、： 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： 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 C件 C件 产品AA 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；,产品结构、工艺路线与物料清单,生成路线单位物料清单,二级工艺路线,二级工艺路线目的： 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

19、生产组织； 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； 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,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,流式装配制造整机或部套（总成）均为流水线装配生产方式； 流式装

20、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,第三方物流模式下拉动式生产流程,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、

21、物流模式。,供应商管理,数 据 集 成 接 口,采购资源控制子系统,仓储配送子系统 WMS,入库,出库,库存,上架,补货,拣货,包装,分装,装载,配送,车辆,计费,基础数据管理,计划管理,采购订单,看板要料,供应商协同,物流信息平台,库存可视性,物流信息系统解决方案,线边库,线边库,线边库,线边库,线边库,线边库看板及配送呼叫,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。,呼叫,生 产 线 / 标 准 工 序,配送中心或前序生产单元,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令点。,卸 货 区,未来立体库物料管理入库,何物（品种数量）、入何托盘、入何库位

22、托盘码到位 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,接受验收,入盘,上架,入盘,上架,待 发 区,配送发货,未来立体库物料管理出库,何物（品种数量）、在何托盘在、在何库位下架 装入何工位器具、送入何生产单元拣货 考虑待发区配送准备配送专用工位器具到位,配货检验,拣货,下架,下架,拣货,回架,回架,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；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 设计仓库需明确仓库大小、库区（片区）划分、库位定义及该库的物料的分类属性与其对应存储库区的对应关

23、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,库号,待 发 区,卸 货 区,平 库 码 放 区,货 架 库 存 区,进 货,出 库,通道,平 库 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；需专用托盘，提高空间利用率 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,库号,待 发 区,卸 货 区,专用库位 001批次,专用库位 002批次,货 架 库 存 区,进 货,出 库,通道,专用库位 001批次,专用库位 001批次,专用库位 002批次,专用库位 0

24、02批次,先进先出,专用库位 003批次,专用库位 003批次,通道,就 近,成套,MES基本概念与应用,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； 2）操作/详细排产； 3）分配生产单元； 4）文件管理； 5）数据采集； 6）劳动力管理； 7）质量管理； 8）过程管理； 9）维护管理； 10)产品跟踪和产品清单管理； 11)性能分析和数据采集。 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,海尔SBU、质量 三菱工单、设备维修 福田模具机动时间 青汽、潍柴整机档案 完工记录、物料接收等,MES功能图与其他系统的关系,MES与企业其他信息系统