淺談零備件數(shù)字化制造基礎(chǔ)數(shù)據(jù)定義與應(yīng)用

趙倩

[摘 要] 在零備件數(shù)字化制造業(yè)務(wù)運營過程中，種類繁多的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)貫穿零備件制造全過程，既是指導(dǎo)制造業(yè)務(wù)開展的技術(shù)依據(jù)的有效組成部分，也是組織制造業(yè)務(wù)生產(chǎn)執(zhí)行的重要依據(jù)。因此基礎(chǔ)數(shù)據(jù)自身的準(zhǔn)確、合理性，對于零備件制造部業(yè)務(wù)的有效運營至關(guān)重要。本文針對零備件數(shù)字化制造信息平臺建設(shè)過程中，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的梳理定義以及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)應(yīng)用與管控進(jìn)行了分析探討。對類似制造行業(yè)關(guān)于基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理具有借鑒和參考意義。

[關(guān)鍵詞] 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)梳理；數(shù)據(jù)定義；數(shù)據(jù)應(yīng)用

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2019. 01. 044

[中圖分類號] F270.7 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1673 - 0194（2019）01- 0100- 04

0 引 言

面向離散型零備件制造企業(yè)，因其制造業(yè)務(wù)具有多品種、小批量的特點，建設(shè)實施與之匹配的零備件數(shù)字化制造信息平臺的目標(biāo)之一，就是優(yōu)化工序級制造作業(yè)計劃的編排和資源分配，實時掌控制造任務(wù)執(zhí)行進(jìn)度、生產(chǎn)現(xiàn)場作業(yè)狀態(tài)、加工設(shè)備、人員以及相關(guān)制造資源的狀態(tài)，以提高產(chǎn)能、準(zhǔn)時完工率和資源利用效率。這一建設(shè)目標(biāo)的實現(xiàn)基礎(chǔ)，則是圍繞零備件制造業(yè)務(wù)流程主線，充分識別分析涵蓋零備件工藝設(shè)計、工時定額、材料準(zhǔn)備、作業(yè)計劃編排、作業(yè)調(diào)度、數(shù)控加工程序傳輸與監(jiān)控、作業(yè)和檢驗信息采集等業(yè)務(wù)運營的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，并對基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)范化定義和嚴(yán)格管控，使基礎(chǔ)數(shù)據(jù)發(fā)揮應(yīng)用價值。為有效落實這一目標(biāo)實現(xiàn)基礎(chǔ)，在一定的業(yè)務(wù)運營場景中，如何梳理定義基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，并有效應(yīng)用，是本文重點分析探討的內(nèi)容。

1 業(yè)務(wù)運營場景

零備件數(shù)字化制造信息平臺支持多個來源的生產(chǎn)訂單接收，生產(chǎn)準(zhǔn)備、生產(chǎn)派工、生產(chǎn)執(zhí)行和生產(chǎn)監(jiān)控是完成訂單交付的四大核心業(yè)務(wù)過程。其中，生產(chǎn)準(zhǔn)備是基礎(chǔ)，生產(chǎn)監(jiān)控貫穿準(zhǔn)備、派工與執(zhí)行的全過程。零備件數(shù)字化制造信息平臺通過工藝系統(tǒng)、生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)、分布式數(shù)控系統(tǒng)的IT應(yīng)用，輔助三大核心業(yè)務(wù)過程的順暢高效流轉(zhuǎn)。如圖1、圖2所示。

2 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)梳理與定義

零備件數(shù)字化制造業(yè)務(wù)過程以及支撐業(yè)務(wù)過程的信息平臺中，作為技術(shù)依據(jù)的工藝基礎(chǔ)數(shù)據(jù)以及服務(wù)訂單執(zhí)行的生產(chǎn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，均以業(yè)務(wù)流為核心、以輸入輸出的角色應(yīng)用于業(yè)務(wù)流的流程步驟。

基于基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的這用應(yīng)用模式，首先以業(yè)務(wù)流、工作流為主線，分析歸納組成主線的各步驟包含的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。該過程分析出的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)相對籠統(tǒng)，主要工作內(nèi)容集中在有哪些數(shù)據(jù)的梳理方面。在此基礎(chǔ)上對數(shù)據(jù)進(jìn)行歸類，數(shù)據(jù)歸類的階段，既要分析歸納基礎(chǔ)數(shù)據(jù)自身的獨立屬性，也要充分考慮基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的應(yīng)用方式以及數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)性。在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)內(nèi)容與類別的階段工作結(jié)束后，就需要針對各類基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行定義，定義的過程實質(zhì)是綜合數(shù)據(jù)內(nèi)容與應(yīng)用價值，對數(shù)據(jù)通過屬性這一載體進(jìn)行詳細(xì)描述。例如：在零備件數(shù)字化制造平臺建設(shè)中，技術(shù)準(zhǔn)備作為生產(chǎn)準(zhǔn)備階段的子業(yè)務(wù)，最重要的一項交付就是發(fā)布規(guī)定零備件制造工藝過程和操作方法的工藝規(guī)程。內(nèi)容包括了編號、名稱、創(chuàng)建者、創(chuàng)建時間、零組件代號、密級、流水號、版本、工藝類型、關(guān)重特性、關(guān)重特性控制方法、成熟度、依據(jù)文件代號、更改標(biāo)記、簽名、目錄、附圖、附表、制造過程描述、制造方法描述等。這些內(nèi)容以工藝規(guī)程為載體，整體按照工藝基礎(chǔ)要素、過程要素、方法要素組織。其中有些內(nèi)容是與具體的工藝規(guī)程匹配的，通常由信息平臺自動生成，例如創(chuàng)建時間。有些內(nèi)容則是有可以歸集為某一類資源，該類資源具有相同的屬性描述，是同一類工藝要素，具有相對穩(wěn)定性，隨時間變化變動較小。例如設(shè)備庫、工裝庫、關(guān)重特性庫、工種庫、零組件代號庫、檢驗類別庫、材料庫、工藝術(shù)語庫、特殊符號庫、工時定額庫等。其中，以材料類別、材料名稱、材料編碼、材料牌號、材料規(guī)格、供應(yīng)狀態(tài)、類別、對照材料編號、對照依據(jù)等屬性對材料庫進(jìn)行定義。零備件基礎(chǔ)數(shù)據(jù)示例如圖3所示。

3 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)應(yīng)用

在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)定義的過程中，數(shù)據(jù)屬性自身也具有自身的規(guī)則。這些規(guī)則主要來源于業(yè)務(wù)管理與信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)規(guī)范要求。例如在工作中心定義時，首先要依據(jù)零備件制造業(yè)務(wù)實際，分析影響制造產(chǎn)能約束是人員還是設(shè)備，產(chǎn)能約束明確后，再建立以人員或設(shè)備為核心的工作中心。只有這樣，才能為訂單排程提供準(zhǔn)確依據(jù)，最終提高生產(chǎn)產(chǎn)能。

在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)定義階段結(jié)束后，需要依據(jù)定義的規(guī)則分別維護(hù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫。在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫維護(hù)時，數(shù)據(jù)來源通常有多種，不僅有平臺自身的新增數(shù)據(jù)，也有來自零備件信息平臺之外的信息系統(tǒng)以及孤島數(shù)據(jù)。多源頭的數(shù)據(jù)來源，對基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫而言，新增數(shù)據(jù)嚴(yán)格按定義的規(guī)則創(chuàng)建與變更。對于孤島與其他信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，首先要加強(qiáng)多源頭主管部門、人員以及業(yè)務(wù)之間的溝通，建立多源頭數(shù)據(jù)彼此之間的交互規(guī)范，然后按照交互規(guī)范，核實驗證數(shù)據(jù)自身的準(zhǔn)確性、完整性，并對發(fā)現(xiàn)的問題及時修正，數(shù)據(jù)驗證通過后方可進(jìn)入基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫。在以往信息平臺建設(shè)的該階段，往往因為數(shù)據(jù)核實與修改工作內(nèi)容多、難度大，數(shù)據(jù)驗證容易被忽視或逃避，從而造成基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)應(yīng)用受阻。當(dāng)這些未通過數(shù)據(jù)驗證的數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)資源被應(yīng)用于零備件制造業(yè)務(wù)流，造成業(yè)務(wù)運營問題時，再對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，無論是對零備件信息平臺建設(shè)價值還是業(yè)務(wù)運營效率與數(shù)據(jù)維護(hù)資源消耗，都會造成極大的負(fù)面影響。

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的應(yīng)用效能是通過以下三個階段實現(xiàn)：一是借助零備件制造信息平臺，以零備件制造工作流為觸發(fā)點，對梳理、定義、維護(hù)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫信息進(jìn)行調(diào)用；二是使已調(diào)用信息應(yīng)用于零備件制造業(yè)務(wù)流，伴隨業(yè)務(wù)流的流轉(zhuǎn)，建立基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，并對基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行加工輸出，促進(jìn)下一業(yè)務(wù)流的啟動；三是以零備件信息平臺的生產(chǎn)監(jiān)控為核心，對零備件制造業(yè)務(wù)的生產(chǎn)、管理職能進(jìn)行改進(jìn)，這個過程也會體現(xiàn)在對基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫的改進(jìn)優(yōu)化上。三個應(yīng)用過程是以環(huán)形的形式開展、相互促進(jìn)的。例如在技術(shù)準(zhǔn)備的階段，技術(shù)人員在工藝管理系統(tǒng)進(jìn)行工藝規(guī)程的設(shè)計階段，調(diào)用工序庫，選擇本工藝涉及的工序，我們在定義維護(hù)工序庫時，對各工序的典型工序內(nèi)容（非典型內(nèi)容可根據(jù)實際在工藝中進(jìn)行編制）、所用工作中心（各工作中心已明確是否需要NC編程、加工設(shè)備、制造難度等）已維護(hù)，技術(shù)人員只需依據(jù)技術(shù)準(zhǔn)備實際進(jìn)行選用。當(dāng)工藝作為指導(dǎo)零備件制造操作的技術(shù)依據(jù)，在生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)以此進(jìn)行制造資源準(zhǔn)備時，以工藝、工序、工序內(nèi)容、工作中心等為基礎(chǔ)，系統(tǒng)會自動向平臺相關(guān)系統(tǒng)派發(fā)生產(chǎn)準(zhǔn)備任務(wù)，由任務(wù)執(zhí)行人進(jìn)行工序難度、工時定額、NC加工代碼的設(shè)計等信息的維護(hù)，這些信息將作為訂單排程的輸入，完成訂單工序級任務(wù)的編排，編排過程會綜合分析基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，對各工序的開完工時間、制造設(shè)備給出結(jié)論。因為前期工作中心是以設(shè)備為產(chǎn)能約束定義，在工作中心基礎(chǔ)數(shù)據(jù)中已明確各工作中心包括的加工設(shè)備、加工范圍等，在設(shè)備庫針對各設(shè)備定義了設(shè)備加工等級、設(shè)備操作者（在人員庫中對操作者的人員資質(zhì)進(jìn)行維護(hù)，人員資質(zhì)與設(shè)備加工等級匹配），因此在工序任務(wù)下達(dá)后，任務(wù)執(zhí)行人與設(shè)備的操作權(quán)限也是匹配的。依據(jù)各工序的實際開完工時間以及現(xiàn)場執(zhí)行反饋，分析實際與計劃的信息差異，調(diào)整優(yōu)化工序難度、工時定額、資源配置等信息內(nèi)容，使得系統(tǒng)的排程更具生產(chǎn)指導(dǎo)意義。

4 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管控

從基礎(chǔ)數(shù)據(jù)梳理、定義、創(chuàng)建維護(hù)與應(yīng)用的過程，我們不難發(fā)現(xiàn)，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)作為支撐零備件制造業(yè)務(wù)流運轉(zhuǎn)的必備要素，是能夠被重復(fù)利用的資源，因此基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的質(zhì)量至關(guān)重要。在平臺建設(shè)過程中，不僅僅要以業(yè)務(wù)流、工作流為線條，把相關(guān)數(shù)據(jù)要素進(jìn)行篩選、歸納、總結(jié)、定義、關(guān)聯(lián)起來，并加以維護(hù)與應(yīng)用。同時，要同步建立與信息平臺建設(shè)實施、信息平臺應(yīng)用相匹配的管理制度與應(yīng)用規(guī)范，來確保基礎(chǔ)數(shù)據(jù)創(chuàng)建過程是嚴(yán)格按照上述思路與要求執(zhí)行，而且對于后期的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)持續(xù)更新、改進(jìn)優(yōu)化，同樣提供了有效保證。避免在首輪數(shù)據(jù)創(chuàng)建后，后期的數(shù)據(jù)調(diào)整與維護(hù)不受控，這樣的后果既是對前期項目成果的否定，也會制約阻礙后期業(yè)務(wù)的運轉(zhuǎn)?；A(chǔ)數(shù)據(jù)質(zhì)量的保證，歸根結(jié)底還是要靠人員來執(zhí)行，制度與規(guī)范對人員的行為進(jìn)行了有效的規(guī)范、限制與約束。

5 結(jié) 語

在零備件數(shù)字化制造信息平臺建設(shè)過程中，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)貫穿零備件數(shù)字化制造全過程，既是制造業(yè)務(wù)生產(chǎn)職能開展的基礎(chǔ)和依據(jù)，也是制造業(yè)務(wù)管理職能優(yōu)化改進(jìn)的載體和途徑。在平臺建設(shè)過程中，充分認(rèn)識零備件制造行業(yè)的業(yè)務(wù)特征，圍繞業(yè)務(wù)流運營主線，梳理定義、創(chuàng)建基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫是基礎(chǔ)，將基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫信息應(yīng)用于業(yè)務(wù)流的各項輸入輸出是手段，使基礎(chǔ)數(shù)據(jù)服務(wù)于管理決策是目的。過程中制度、規(guī)范的建立與執(zhí)行是保障。這些內(nèi)容是相互聯(lián)動、彼此促進(jìn)的，只有落到實處，才能優(yōu)化工序級制造作業(yè)計劃的編排和資源分配，從而提高產(chǎn)能、準(zhǔn)時完工率和資源利用率，促進(jìn)零備件數(shù)字化制造平臺的建設(shè)價值實現(xiàn)。