智慧企業(yè)建設(shè)的構(gòu)架設(shè)計(jì)與實(shí)施路線分析

王振檣 蔡旭

本文闡述了在《中國(guó)制造2025》戰(zhàn)略下，制造企業(yè)推進(jìn)智慧建設(shè)的機(jī)遇與必要性，并從業(yè)務(wù)架構(gòu)、數(shù)據(jù)架構(gòu)兩個(gè)方面闡述了智慧企業(yè)的總體架構(gòu)，分析樂(lè)智慧企業(yè)推進(jìn)建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)和業(yè)務(wù);然后從實(shí)踐角度出發(fā)，從存量資源分析等七個(gè)步驟設(shè)計(jì)了智慧企業(yè)的實(shí)施路線，為智慧企業(yè)建設(shè)提供了參考和借鑒。

一、引言

現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)的誕生可追溯于二戰(zhàn)后，1946年第一臺(tái)計(jì)算機(jī)誕生，推動(dòng)了人類(lèi)將信息技術(shù)引入大型復(fù)雜工程的計(jì)算研究與應(yīng)用;1952，美國(guó)麻省理工學(xué)院成功研發(fā)出第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床;上世紀(jì)60年代，美國(guó)麻省理工學(xué)院成功研發(fā)CAD軟件并在波音公司和通用汽車(chē)公司應(yīng)用。這一時(shí)期是現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)的雛形和試驗(yàn)，盡管是一小步，對(duì)后續(xù)基于信息化的制造業(yè)發(fā)展卻是一大步。

經(jīng)過(guò)半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，制造業(yè)發(fā)生了翻天覆地的變化。1993年，美國(guó)政府啟動(dòng)和實(shí)施信息高速公路戰(zhàn)略;微軟公司推出了Windows3.1視窗操作系統(tǒng)，對(duì)信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展、信息化與工業(yè)化融合等起到了巨大的推動(dòng)作用;美國(guó)波音公司在1994年率先實(shí)現(xiàn)了Boeing777的全數(shù)字樣機(jī)研制，空客、豐田、寶馬等著名企業(yè)在制造業(yè)信息化方面成為業(yè)界較好的引領(lǐng)者。

在我國(guó)，2000年10月黨的十五屆五中全會(huì)審議《國(guó)民經(jīng)濟(jì)第十個(gè)五年計(jì)劃的建議》時(shí)，提出了把信息化上升到國(guó)家戰(zhàn)略的高度，這之后，我國(guó)制造業(yè)與信息化的融合得到快速發(fā)展。同時(shí)，國(guó)家增大了國(guó)企的計(jì)劃任務(wù)和配套能力建設(shè)，企業(yè)的數(shù)字化工藝和試驗(yàn)設(shè)備、信息系統(tǒng)、專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)制造軟件等投入進(jìn)入快速增長(zhǎng)期。經(jīng)過(guò)十余年的建設(shè)，我國(guó)制造企業(yè)的信息化應(yīng)用能力得到較大提升，同時(shí)也面臨著投入與效益不成正比的窘境，頂層策劃欠缺，信息化認(rèn)識(shí)偏向，信息孤島現(xiàn)象嚴(yán)重，信息化對(duì)設(shè)計(jì)制造能力的支撐不足等。隨著《中國(guó)制造2025》的推出，加之大數(shù)據(jù)、3D打印、物聯(lián)網(wǎng)、機(jī)器人等信息化衍生技術(shù)的逐步成熟，新時(shí)期的企業(yè)制造能力建設(shè)面臨著難得的發(fā)展機(jī)遇，抓好智慧設(shè)計(jì)、智能制造體系的構(gòu)建，推進(jìn)智慧企業(yè)建設(shè)是實(shí)現(xiàn)跨越發(fā)展、保障戰(zhàn)略目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的重要舉措。

二、智慧企業(yè)體系架構(gòu)設(shè)計(jì)

智慧企業(yè)建設(shè)歸結(jié)為規(guī)劃淪和實(shí)踐論，規(guī)劃論體現(xiàn)在智慧體系的總體架構(gòu)和規(guī)劃論證方面，是頂層設(shè)計(jì);實(shí)踐淪體現(xiàn)在智慧企業(yè)體系規(guī)劃的落地與項(xiàng)目建設(shè)方面;由此，規(guī)劃論和實(shí)踐論是智慧企業(yè)建設(shè)閉環(huán)的兩個(gè)不可或缺的重要方面，兩者承上啟下、順序推動(dòng)又相互迭代。

1.智慧企業(yè)業(yè)務(wù)架構(gòu)

智慧企業(yè)業(yè)務(wù)由三層組成，如圖1所示，分別為智慧管控、智慧研發(fā)、智能制造，決策層是綜合管控、資源調(diào)度與頂層決策中心，設(shè)計(jì)與制造是產(chǎn)品的實(shí)體業(yè)務(wù)。業(yè)務(wù)架構(gòu)基于未來(lái)發(fā)展而統(tǒng)籌協(xié)調(diào)推進(jìn)。

智能制造是產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)的過(guò)程，在企業(yè)智能制造建設(shè)中，需要建立和完善三維工藝管理平臺(tái)、工藝設(shè)計(jì)軟件、加工設(shè)備及測(cè)試設(shè)備。同時(shí)，要建立高級(jí)排產(chǎn)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)、質(zhì)量數(shù)據(jù)從操作者到高層管理的數(shù)字化傳遞及多媒體記錄。每個(gè)零件的技術(shù)狀態(tài)、加工信息、質(zhì)量信息均能記錄和后續(xù)智能查找。

智慧研發(fā)的基礎(chǔ)是協(xié)同設(shè)計(jì)和并行設(shè)計(jì)，通過(guò)相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、流程的制定，先進(jìn)設(shè)計(jì)仿真工具、試驗(yàn)平臺(tái)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)三維數(shù)字樣機(jī)的設(shè)計(jì)。

智慧管控是建立在多維度經(jīng)營(yíng)平臺(tái)和數(shù)據(jù)共享基礎(chǔ)上，智慧管控需要對(duì)經(jīng)營(yíng)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，對(duì)各種文件、表格表單進(jìn)行模板化，以實(shí)現(xiàn)企業(yè)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)、請(qǐng)示、批復(fù)進(jìn)行快速和規(guī)范開(kāi)展。

2.智慧企業(yè)數(shù)據(jù)架構(gòu)

智慧企業(yè)的數(shù)據(jù)架構(gòu)由物理層、平臺(tái)層、數(shù)據(jù)層和應(yīng)用層組成，數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系和人才隊(duì)伍體系是推進(jìn)智慧企業(yè)建設(shè)的重要保障。數(shù)據(jù)架構(gòu)如圖2所示。

物理層由計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、工控與測(cè)試網(wǎng)絡(luò)、高性能計(jì)算平臺(tái)、存儲(chǔ)與容災(zāi)備份、倉(cāng)儲(chǔ)與物料供應(yīng)、中轉(zhuǎn)與物流設(shè)備、試驗(yàn)與工藝設(shè)備、檢驗(yàn)與計(jì)量裝置、物聯(lián)與掃描識(shí)別裝置、廠房與基礎(chǔ)設(shè)施等組成。是智慧企業(yè)推進(jìn)建設(shè)的必要物資基礎(chǔ)和底層實(shí)現(xiàn)。

平臺(tái)層由主數(shù)據(jù)、任務(wù)計(jì)劃與綜合管理、ERP、三維協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)、設(shè)計(jì)制造仿真系統(tǒng)、設(shè)計(jì)與工藝專(zhuān)業(yè)軟件、三維工藝技術(shù)系統(tǒng)、MES、現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、質(zhì)量與檢驗(yàn)系統(tǒng)、知識(shí)庫(kù)等組成。是智慧企業(yè)的軟件系統(tǒng)部分，是形成數(shù)據(jù)的核心部分。

數(shù)據(jù)層由人力資源編碼數(shù)據(jù)、公文流程與決策數(shù)據(jù)、合同或協(xié)議數(shù)據(jù)、產(chǎn)品論證與評(píng)審數(shù)據(jù)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)仿真數(shù)據(jù)、工藝與材料定額數(shù)據(jù)、物資物料數(shù)據(jù)、設(shè)備編碼數(shù)據(jù)、工量具編碼及數(shù)據(jù)、產(chǎn)品制造數(shù)據(jù)、質(zhì)量與檢測(cè)數(shù)據(jù)、工時(shí)數(shù)據(jù)、制造成本數(shù)據(jù)、經(jīng)營(yíng)管理成本數(shù)據(jù)、財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)、經(jīng)營(yíng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、大數(shù)據(jù)分析、供應(yīng)商數(shù)據(jù)等組成，是智慧企業(yè)的核心資源和重要財(cái)富，是智慧企業(yè)建設(shè)的實(shí)現(xiàn)途徑。

應(yīng)用層由人力資源管理、公文處理與管理、市場(chǎng)開(kāi)拓、研制生產(chǎn)計(jì)劃、產(chǎn)品論證與評(píng)審、總體方案設(shè)計(jì)、產(chǎn)品協(xié)同設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)制造協(xié)同、工藝總方案設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、材料采購(gòu)與供料、生產(chǎn)計(jì)劃與排程、產(chǎn)品制造、工序中轉(zhuǎn)與物流、產(chǎn)品質(zhì)量控制、產(chǎn)品出廠數(shù)據(jù)包、財(cái)務(wù)管理、經(jīng)營(yíng)統(tǒng)計(jì)、決策分析等組成，是智慧企業(yè)的數(shù)據(jù)形成的操作過(guò)程，是智慧企業(yè)建設(shè)的實(shí)現(xiàn)方式。

智慧企業(yè)的數(shù)據(jù)架構(gòu)由四層組成，數(shù)據(jù)類(lèi)型復(fù)雜，建立統(tǒng)一數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)是各類(lèi)型數(shù)據(jù)共享的前提，是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)型智慧企業(yè)建設(shè)的必由之路。

三、智慧企業(yè)推進(jìn)建設(shè)的關(guān)鍵業(yè)務(wù)及技術(shù)分析

智慧設(shè)計(jì)與制造體系的建立從四個(gè)層面推動(dòng)（圖2），最終實(shí)現(xiàn)經(jīng)營(yíng)、設(shè)計(jì)及制造等業(yè)務(wù)的全數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)，從智慧體系的數(shù)據(jù)架構(gòu)四個(gè)層次可以看出，物理層基于智能設(shè)備和信息技術(shù)，屬于硬件裝備，現(xiàn)有技術(shù)較為成熟。同時(shí)，企業(yè)的工控網(wǎng)絡(luò)在安全保密方案通過(guò)國(guó)家保密行政管理部門(mén)審查后可與涉密網(wǎng)絡(luò)的連接。硬件設(shè)備的論證與購(gòu)置、工控網(wǎng)絡(luò)與涉密網(wǎng)絡(luò)的連接主要考慮建設(shè)周期和經(jīng)費(fèi)的投入。

平臺(tái)層是軟件系統(tǒng)的集合，是數(shù)據(jù)層及數(shù)據(jù)流動(dòng)的支撐;平臺(tái)層的軟件整合由建立在各業(yè)務(wù)的統(tǒng)一數(shù)據(jù)編碼和規(guī)范，兩者緊密融合。平臺(tái)層與數(shù)據(jù)層涉及企業(yè)的綜合管理、經(jīng)營(yíng)管控、設(shè)計(jì)制造等眾多復(fù)雜業(yè)務(wù)，是突破管理與技術(shù)壁壘的前提，實(shí)現(xiàn)各類(lèi)數(shù)據(jù)共享、挖掘的關(guān)鍵，是智慧企業(yè)建設(shè)的關(guān)鍵和核心資源，該部分實(shí)施周期長(zhǎng)、業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)梳理工作量大、協(xié)調(diào)事務(wù)多，是推進(jìn)智慧企業(yè)建設(shè)的關(guān)鍵業(yè)務(wù);同時(shí)，大數(shù)據(jù)技術(shù)、存儲(chǔ)備份技術(shù)、數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)等在國(guó)內(nèi)外優(yōu)秀企業(yè)進(jìn)行了較好應(yīng)用和推廣;由此，平臺(tái)層和數(shù)據(jù)層的建立從業(yè)務(wù)和技術(shù)方面均可行。

應(yīng)用層是體現(xiàn)智慧企業(yè)建設(shè)成效的關(guān)鍵，全員參與是必要條件。加強(qiáng)操作培訓(xùn)，推進(jìn)應(yīng)用是關(guān)鍵。平臺(tái)層與數(shù)據(jù)層是智慧企業(yè)建設(shè)的關(guān)鍵，是企業(yè)內(nèi)部業(yè)務(wù)。物理層是智慧企業(yè)的建設(shè)支撐，項(xiàng)目調(diào)研與論證、經(jīng)費(fèi)投入是關(guān)鍵。

四、智慧企業(yè)的實(shí)施路線分析

智慧企業(yè)建設(shè)實(shí)施是規(guī)劃的落地，規(guī)劃是宏觀層面;而實(shí)施則是具體的操作層面，是實(shí)踐論與方法論的統(tǒng)一，是繼往與開(kāi)來(lái)的統(tǒng)一。新世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)制造企業(yè)就啟動(dòng)了信息化建設(shè)，在信息化應(yīng)用、技術(shù)儲(chǔ)備和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)方面都收獲不少，為此，智慧企業(yè)的建設(shè)實(shí)施要繼承以往的信息化資產(chǎn)、設(shè)備資源、管理經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)，從管理模式創(chuàng)新、設(shè)計(jì)制造創(chuàng)新、流程創(chuàng)新等方面合理設(shè)計(jì)實(shí)施路線;存量?jī)?yōu)化，增量合理，最大價(jià)值的提升企業(yè)的智慧性和競(jìng)爭(zhēng)能力。

智慧企業(yè)的建設(shè)實(shí)施首先需要對(duì)現(xiàn)有存量資源進(jìn)行分析，摸清企業(yè)設(shè)備、軟硬件系統(tǒng)、技術(shù)資料等相關(guān)資產(chǎn)，根據(jù)時(shí)代發(fā)展趨勢(shì)和要求做好本企業(yè)的智慧建設(shè)需求，然后開(kāi)展調(diào)研淪證工作，編制建設(shè)方案，推進(jìn)實(shí)施工作，智慧企業(yè)實(shí)施路線如圖3所示。

1.現(xiàn)有存量資源分析和總結(jié)

智慧企業(yè)建設(shè)基于信息化、數(shù)字化設(shè)計(jì)、工藝技術(shù)及先進(jìn)制造，現(xiàn)有存量資源的分析主要是梳理企業(yè)信息系統(tǒng)應(yīng)用狀況，總結(jié)數(shù)字化設(shè)計(jì)能力和制造能力，從數(shù)量、工藝性、智能性方面分析設(shè)備狀況，對(duì)本企業(yè)的信息化基礎(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)及機(jī)房建設(shè)情況進(jìn)行總結(jié)。通過(guò)上述工作，摸清企業(yè)家底，充分利用現(xiàn)有條件，節(jié)約費(fèi)用，避免推倒重來(lái)和重復(fù)投資，在智慧企業(yè)的經(jīng)費(fèi)投入上力爭(zhēng)“好鋼用在刀刃上”。

2.智慧企業(yè)需求分析

需求分析是智慧企業(yè)建設(shè)的關(guān)鍵，是對(duì)行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)和企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略的深入理解，由此整合企業(yè)業(yè)務(wù)和創(chuàng)新管理模式，并對(duì)企業(yè)的智慧化設(shè)計(jì)、智能制造、系統(tǒng)集成的建設(shè)需求進(jìn)行系統(tǒng)性的梳理、分析，形成較為科學(xué)、符合實(shí)際的分析報(bào)告。報(bào)告正式稿的形成前須有征求意見(jiàn)、評(píng)審、修改、完善等環(huán)節(jié)，集智是本環(huán)節(jié)工作開(kāi)展的重要措施。

3.調(diào)研論證

調(diào)研論證是確保智慧企業(yè)建設(shè)實(shí)施取得實(shí)效的關(guān)鍵。調(diào)研論證是對(duì)需求分析工作的進(jìn)一步淪證和修改完善。智慧企業(yè)的建設(shè)需要結(jié)合企業(yè)實(shí)際情況，同時(shí)要符合國(guó)家的政策和戰(zhàn)略方向，尤其是節(jié)能、環(huán)保方面切不可以違背國(guó)家政策。為此，智慧企業(yè)調(diào)研范圍含國(guó)家相關(guān)戰(zhàn)略規(guī)劃和方針政策、本行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)、供應(yīng)商技術(shù)能力和費(fèi)用報(bào)價(jià)、實(shí)施周期等。

4.總體建設(shè)方案

總體建設(shè)方案是項(xiàng)目的實(shí)施層面的頂層，是項(xiàng)目實(shí)施的指導(dǎo)思想和實(shí)施步驟?？傮w建設(shè)方案包含項(xiàng)目組織機(jī)構(gòu)及職責(zé)、智慧企業(yè)總體框架、建設(shè)內(nèi)容和總體目標(biāo)好、規(guī)章制度與建設(shè)流程、經(jīng)費(fèi)籌集和審計(jì)規(guī)則、工作事項(xiàng)、時(shí)間安排、調(diào)整優(yōu)化與應(yīng)急措施等，總體建設(shè)方案應(yīng)組織評(píng)審，評(píng)審?fù)ㄟ^(guò)并修改完善，簽署完整后方可實(shí)施。

5.分項(xiàng)建設(shè)方案

分項(xiàng)建設(shè)方案是在總體建設(shè)方案上進(jìn)一步細(xì)化，智慧企業(yè)的分項(xiàng)建設(shè)方案含智慧管控體系建設(shè)、智慧設(shè)計(jì)建設(shè)、智能廠區(qū)與物流建設(shè)、智能制造平臺(tái)建設(shè)、智能設(shè)備建設(shè)等分項(xiàng)方案，各分項(xiàng)的建設(shè)要考慮相互之間的序時(shí)進(jìn)度、協(xié)同實(shí)施、數(shù)據(jù)集成和人員的統(tǒng)籌安排等。

6.子項(xiàng)建設(shè)方案

子項(xiàng)建設(shè)方案針對(duì)具體的項(xiàng)目，含項(xiàng)目技術(shù)指標(biāo)、建設(shè)周期、人員組成、請(qǐng)示報(bào)批、招投標(biāo)（必選、談價(jià)）、安裝部署地點(diǎn)、企業(yè)內(nèi)部用戶(hù)、培訓(xùn)操作、技術(shù)交底、技術(shù)歸檔等一系列內(nèi)容。

7.項(xiàng)目總結(jié)

項(xiàng)目總結(jié)是智慧企業(yè)建設(shè)的可持續(xù)建設(shè)的必要條件，含目標(biāo)和應(yīng)用成效分析、經(jīng)費(fèi)審計(jì)、經(jīng)驗(yàn)總結(jié)、資料歸檔等。項(xiàng)目總結(jié)是對(duì)智慧企業(yè)建設(shè)中形成的技術(shù)文獻(xiàn)和規(guī)范建設(shè)文獻(xiàn)進(jìn)行全面、系統(tǒng)的總結(jié)，是企業(yè)的寶貴財(cái)富，項(xiàng)目總結(jié)應(yīng)進(jìn)行評(píng)審，修改完善后歸入企業(yè)檔案，供后續(xù)建設(shè)參考和借鑒。

五、結(jié)語(yǔ)

智慧企業(yè)建設(shè)是當(dāng)今制造企業(yè)能力建設(shè)的趨勢(shì)，也是企業(yè)提升核心競(jìng)爭(zhēng)力的有力保障。隨著中國(guó)制造2025的實(shí)施，智慧企業(yè)建設(shè)具有國(guó)家頂層的政策保障和技術(shù)支撐，同時(shí)，智慧企業(yè)建設(shè)又是一個(gè)方法論和實(shí)踐論，從何人手、如何推進(jìn)是企業(yè)必須著手實(shí)干的問(wèn)題，本文闡述的智慧企業(yè)建設(shè)的構(gòu)架設(shè)計(jì)與實(shí)施路線分析，立足于企業(yè)實(shí)際，對(duì)過(guò)去的工作進(jìn)行了總結(jié)并創(chuàng)造性提出了一些思路和想法，這些思路和想法將在實(shí)踐中逐步完善，干是第一位的，中國(guó)企業(yè)在智慧建設(shè)的首要是邁出實(shí)踐的第一步;只要肯干勤思，智慧企業(yè)建設(shè)必將會(huì)有很大的收獲和成就。