基于工作流優(yōu)化的制造業(yè)信息系統(tǒng)引入機(jī)制研究

劉躍華　何靜　羅姍姍

【摘 要】本文分析了制造業(yè)在大國(guó)經(jīng)濟(jì)中的重要地位，通過(guò)對(duì)“互聯(lián)網(wǎng)+制造”環(huán)境下的智能制造業(yè)務(wù)特點(diǎn)的研究，提出了基于工作流優(yōu)化的信息系統(tǒng)集成方案，給出了制造業(yè)業(yè)務(wù)流程建模與優(yōu)化的過(guò)程，最后給出湖南省制造業(yè)的發(fā)展的參考意見(jiàn)。

【關(guān)鍵詞】制造業(yè);系統(tǒng)引入;工作流優(yōu)化

中圖分類號(hào)： F406文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2019）20-0011-004

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.20.005

0 引言

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算和工作流技術(shù)的發(fā)展將催生制造業(yè)的升級(jí)換代，我國(guó)頒布的《中國(guó)制造2025》規(guī)劃中對(duì)“互聯(lián)網(wǎng)+制造”、“智能制造”提出明確的要求。在現(xiàn)代制造業(yè)中信息系統(tǒng)的引入和建設(shè)是必不可少的，但各種信息系統(tǒng)的引入不是簡(jiǎn)單的堆積，避免信息系統(tǒng)中的“孤島”和提升業(yè)務(wù)流程的效率是應(yīng)重點(diǎn)解決的問(wèn)題。

1 制造業(yè)是大國(guó)經(jīng)濟(jì)的重要支柱

根據(jù)我國(guó)的三次產(chǎn)業(yè)分類法，我國(guó)的三次產(chǎn)業(yè)劃分為將農(nóng)業(yè)第一產(chǎn)業(yè)，包括種植業(yè)、林業(yè)、牧業(yè)和漁業(yè)，第二產(chǎn)業(yè)為工業(yè)，包括采掘業(yè)，制造業(yè)，電力、煤氣、水的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)和建筑業(yè)，第三產(chǎn)業(yè)是除第一、第二產(chǎn)業(yè)以外的其他各業(yè)，根據(jù)我國(guó)的實(shí)際情況，第三產(chǎn)業(yè)可分為流通部門(mén)和服務(wù)部門(mén)。屬于工業(yè)類中制造業(yè)是指“機(jī)械工業(yè)時(shí)代對(duì)制造資源（物料、能源、設(shè)備、工具、資金、技術(shù)、信息和人力等）按照市場(chǎng)要求，通過(guò)制造過(guò)程，轉(zhuǎn)化為可供人們使用和利用的大型工具、工業(yè)品與生活消費(fèi)產(chǎn)品的行業(yè)”。制造業(yè)代表了一個(gè)國(guó)家的工業(yè)化程度，是國(guó)家實(shí)力的綜合體現(xiàn)，經(jīng)過(guò)半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，我國(guó)已成為了制造業(yè)大國(guó)，在世界工業(yè)界中占有重要的地位，目前，高鐵制造、工程機(jī)械制造已成為中國(guó)的一張“名片”，作為世界，從圖1的數(shù)據(jù)中可以看出，近十年來(lái)制造業(yè)為第二大經(jīng)濟(jì)體的中國(guó)貢獻(xiàn)了較大的GDP比重。

根據(jù)國(guó)務(wù)院國(guó)資委研究中心發(fā)布2018年制造業(yè)上市公司研究報(bào)告，截至今年6月30日，A股上市公司共計(jì)3527家，其中制造業(yè)上市公司2224家，占比63.06%。從凈利潤(rùn)來(lái)看，2018年上半年，這2224家制造業(yè)上市公司實(shí)現(xiàn)凈利潤(rùn)0.55萬(wàn)億元，同比增長(zhǎng)36.35%，高出A股平均水平（26.30%）10多個(gè)百分點(diǎn)，顯然，制造業(yè)上市公司經(jīng)營(yíng)狀況明顯好于整體的A股市場(chǎng)，制造業(yè)上市公司的盈利能力較強(qiáng)，從產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)上來(lái)看，也出現(xiàn)了向智能、高端制造業(yè)方面發(fā)展的跡象。

裝備制造業(yè)是為滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)發(fā)展和國(guó)家安全需要而制造的各種技術(shù)裝備產(chǎn)業(yè)的總稱，是“立國(guó)之本、興國(guó)之器、強(qiáng)國(guó)之基”，是工業(yè)化中后期經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，中國(guó)裝備制造業(yè)規(guī)模超過(guò)20萬(wàn)億元，占全球比重超過(guò)三分之一。2018年，湖南制造業(yè)呈現(xiàn)出強(qiáng)勁實(shí)力，擁有裝備制造、農(nóng)產(chǎn)品加工、材料3個(gè)萬(wàn)億產(chǎn)業(yè)，以及11個(gè)千億級(jí)工業(yè)產(chǎn)業(yè)，已成為我國(guó)最大的工程機(jī)械產(chǎn)業(yè)基地，全省制造業(yè)占工業(yè)增加值比重超過(guò)90%?！把b備制造業(yè)是湖南工業(yè)的領(lǐng)頭羊”，目前，形成了以中聯(lián)重科、三一重工、山河智能、江麓機(jī)械等為代表的產(chǎn)業(yè)集團(tuán)。在《湖南省裝備制造業(yè)“十三五”發(fā)展規(guī)劃》中的發(fā)展目標(biāo)是：主營(yíng)銷售收入年均增長(zhǎng)10～12%，2020年達(dá)到15000億元以上;增加值年均增長(zhǎng)8～10%，2020年達(dá)到4500億元以上;利稅年均增長(zhǎng)8～10%，2020年達(dá)到1000億元以上;實(shí)現(xiàn)出口交貨值1500億元以上，出口占產(chǎn)業(yè)主營(yíng)收入10%左右。裝備制造業(yè)在全國(guó)排名進(jìn)入前10強(qiáng)，中部區(qū)域進(jìn)入前2位。

2 以工作流管理系統(tǒng)為基礎(chǔ)的信息系統(tǒng)集成

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算和工作流技術(shù)的發(fā)展催生了制造業(yè)的升級(jí)換代，2014年世界制造業(yè)強(qiáng)國(guó)德國(guó)提出了“工業(yè)4.0”的概念，人類將迎來(lái)以“信息融合系統(tǒng)為基礎(chǔ)，以生產(chǎn)制造全方位數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、工業(yè)機(jī)器人自組織”為基本特征第四次工業(yè)革命。2015年，我國(guó)制訂并頒布了《中國(guó)制造2025》規(guī)劃，由于中德兩國(guó)存在國(guó)情、技術(shù)水平、人文環(huán)境等方面的較差異，決定了我國(guó)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)必須走出一條具有中國(guó)特色的發(fā)展道路?！吨袊?guó)制造2025》提出：堅(jiān)持“創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)、質(zhì)量為先、綠色發(fā)展、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、人才為本”的基本方針，堅(jiān)持“市場(chǎng)主導(dǎo)、政府引導(dǎo)，立足當(dāng)前、著眼長(zhǎng)遠(yuǎn)，整體推進(jìn)、重點(diǎn)突破，自主發(fā)展、開(kāi)放合作”的基本原則，通過(guò)“三步走”實(shí)現(xiàn)制造強(qiáng)國(guó)的戰(zhàn)略目標(biāo)：第一步，到2025年邁入制造強(qiáng)國(guó)行列;第二步，到2035年中國(guó)制造業(yè)整體達(dá)到世界制造強(qiáng)國(guó)陣營(yíng)中等水平;第三步，到新中國(guó)成立一百年時(shí)，綜合實(shí)力進(jìn)入世界制造強(qiáng)國(guó)前列?！爸袊?guó)制造2025”規(guī)劃中的核心是以“互聯(lián)網(wǎng)+制造”為基礎(chǔ)，推進(jìn)“智能制造”的發(fā)展。

近年來(lái)湖南的裝備制造業(yè)不斷加快傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化發(fā)展。經(jīng)歷了近5年行業(yè)低谷的蟄伏期，長(zhǎng)沙工程機(jī)械企業(yè)又重新“熱”了起來(lái)。三一重工堅(jiān)持以研發(fā)創(chuàng)新為核心，圍繞產(chǎn)業(yè)鏈布局創(chuàng)新鏈，提升智能制造的水平，2018年一季三一重工報(bào)凈利潤(rùn)較去年同期增長(zhǎng)105%，將歷史首次出現(xiàn)存款比貸款多。近年，湘江新區(qū)智能系統(tǒng)測(cè)試區(qū)在長(zhǎng)沙正式開(kāi)園，在目前國(guó)內(nèi)已投入運(yùn)營(yíng)的封閉式測(cè)試區(qū)中，依托智能系統(tǒng)測(cè)試區(qū)，湘江新區(qū)正在打造集創(chuàng)新研發(fā)、系統(tǒng)測(cè)試、智能制造、應(yīng)用服務(wù)于一體的“湘江智谷”。中聯(lián)重科依據(jù)“互聯(lián)、智慧、可控、安全”兩化融合8字方針，加速?gòu)膫鹘y(tǒng)生產(chǎn)制造業(yè)向高端智能制造服務(wù)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，實(shí)現(xiàn)信息化和工業(yè)化的兩化融合，通過(guò)統(tǒng)一的營(yíng)銷與服務(wù)網(wǎng)絡(luò)連接內(nèi)外部資源，以線上線下相結(jié)合，為客戶提供“零距離”的營(yíng)銷和服務(wù)，在提升產(chǎn)品智能服務(wù)上，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、北斗導(dǎo)航技術(shù)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)分析構(gòu)建了基于物聯(lián)網(wǎng)的智能云服務(wù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程在線工況檢測(cè)、運(yùn)行信息自動(dòng)采集與存儲(chǔ)、故障預(yù)警、作業(yè)狀況分析等功能，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面，中聯(lián)重科建立了PLM企業(yè)云智庫(kù)，能夠協(xié)同來(lái)自亞洲、歐洲、美洲的近3000位工程師共同參與產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，提高了產(chǎn)品模塊化設(shè)計(jì)能力，使得產(chǎn)品設(shè)計(jì)能更快捷滿足用戶的個(gè)性化需求。

“智能制造”離不開(kāi)信息系統(tǒng)的引入，圖2是一個(gè)基于工作流協(xié)作的制造業(yè)信息系統(tǒng)集成總體結(jié)構(gòu)。

工作流協(xié)作管理平臺(tái)將智能制造系統(tǒng)、項(xiàng)目過(guò)程管理系統(tǒng)、企業(yè)系統(tǒng)有機(jī)的整合起來(lái)，并與企業(yè)協(xié)作制造云、大數(shù)據(jù)中心進(jìn)行信息交互。智能制造系統(tǒng)是其中的核心部分，包括計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）、計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE）、計(jì)算機(jī)輔助工藝（CAPP）、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）和工業(yè)機(jī)器人驅(qū)動(dòng)等構(gòu)建。項(xiàng)目與過(guò)程管理系統(tǒng)中包括客戶關(guān)系管理系統(tǒng)（CRM）、企業(yè)資源計(jì)劃（ERP）和供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)（SCM），其中的ERP系統(tǒng)是強(qiáng)調(diào)是“三分軟件、七分管理、十二分?jǐn)?shù)據(jù)”，是企業(yè)計(jì)劃成敗的關(guān)鍵，必須通過(guò)工作流系統(tǒng)與大數(shù)據(jù)中心、云環(huán)境結(jié)合起來(lái)獲取豐富的資源數(shù)據(jù)。企業(yè)管理系統(tǒng)中包含了決策支持系統(tǒng)（DSS）、辦公自動(dòng)化（OA）、財(cái)務(wù)管理系統(tǒng)（財(cái)務(wù)MIS）、人事管理系統(tǒng)（人事MIS）等，是企業(yè)事物處理的基本模塊。如何將這些信息系統(tǒng)有機(jī)的整合起來(lái)，避免出現(xiàn)“信息孤島”和業(yè)務(wù)處理的“各自為政”是系統(tǒng)集成的關(guān)鍵所在。

工作流技術(shù)是進(jìn)入20世紀(jì)90年代以后計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的一個(gè)新的研究熱點(diǎn)，按照國(guó)際工作流管理聯(lián)盟（WFMC）的定義，工作流是“業(yè)務(wù)過(guò)程的部分或全部在計(jì)算機(jī)應(yīng)用環(huán)境下的自動(dòng)化，使多個(gè)參與者之間按照某種預(yù)定義的規(guī)則傳遞文檔、信息或任務(wù)的過(guò)程自動(dòng)進(jìn)行，從而實(shí)現(xiàn)某個(gè)預(yù)期的業(yè)務(wù)目標(biāo)，或是促進(jìn)此目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)”，WfMC于1995年提出了工作流管理系統(tǒng)（WFMS）的層次模型為業(yè)務(wù)流程的自動(dòng)化處理和系統(tǒng)集成給出參考標(biāo)準(zhǔn)，據(jù)此標(biāo)準(zhǔn)，圖3給出了制造業(yè)業(yè)務(wù)流程建模與信息系統(tǒng)集成的層次結(jié)構(gòu)。

通過(guò)圖4中的建模層、平臺(tái)層、業(yè)務(wù)層、事物層和數(shù)據(jù)層將各信息系統(tǒng)、業(yè)務(wù)流程、數(shù)據(jù)等要素有機(jī)地整合起來(lái)，充分發(fā)揮流程的協(xié)作、共享信息資源來(lái)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)路程的自動(dòng)化處理，有力地提升了信息系統(tǒng)引入的效能。

3 以工作流技術(shù)為基礎(chǔ)優(yōu)化制造業(yè)業(yè)務(wù)流程

與傳統(tǒng)工業(yè)相比“互聯(lián)網(wǎng)+制造”制造業(yè)的業(yè)務(wù)架構(gòu)發(fā)生了較大的變化，主要體現(xiàn)在企業(yè)的組織結(jié)構(gòu)、經(jīng)營(yíng)管理、時(shí)空效能和決策模式等方面，表3給出了兩者的業(yè)務(wù)特點(diǎn)。

從組織結(jié)構(gòu)上真正實(shí)現(xiàn)了企業(yè)的“扁平化管理”，這種管理結(jié)構(gòu)有利于實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)流程的優(yōu)化和自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)。

業(yè)務(wù)流程是指為了實(shí)現(xiàn)某一事物而組合在一起的一組過(guò)程或活動(dòng)，而工作流是一系列相互銜接、自動(dòng)進(jìn)行的業(yè)務(wù)活動(dòng)或任務(wù)，在業(yè)務(wù)流程處理過(guò)程中，根據(jù)一組定義好的處理規(guī)則，可以把相關(guān)的信息（文檔、任務(wù)或業(yè)務(wù)）從一個(gè)參與者傳遞到另一個(gè)參與者。在制造業(yè)的信息系統(tǒng)中，一個(gè)業(yè)務(wù)流程將引起多個(gè)管理實(shí)例，表4中列出類常見(jiàn)的業(yè)務(wù)流程與信息系統(tǒng)的關(guān)系，為了增強(qiáng)工作流程的處理效率和協(xié)作能力，應(yīng)對(duì)業(yè)務(wù)流程進(jìn)行建模和優(yōu)化。

圖4描述了業(yè)務(wù)流程的建模與實(shí)例化過(guò)程，工作流管理系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中按以下三個(gè)步驟實(shí)施：工作流建模階段、工作流模型實(shí)例化階段和工作流執(zhí)行階段。

1）工作流建模階段主要通過(guò)工作流建模工具完成業(yè)務(wù)流程的模型建立，將實(shí)際的業(yè)務(wù)操作流程轉(zhuǎn)為為計(jì)算機(jī)可模擬處理的工作流模型。

2）模型實(shí)例化階段主要通過(guò)工作流引擎完成具體業(yè)務(wù)流程的實(shí)例化，為具體業(yè)務(wù)流程辦理流轉(zhuǎn)提供工作流相關(guān)數(shù)據(jù)和工作流控制數(shù)據(jù)，并為業(yè)務(wù)流程的執(zhí)行提供相應(yīng)的資源。

3）工作流執(zhí)行階段主要完成業(yè)務(wù)流程的執(zhí)行，完成人機(jī)交互和系統(tǒng)內(nèi)、外部應(yīng)用構(gòu)建的調(diào)用。

4 結(jié)語(yǔ)

“智能制造”環(huán)境下信息系統(tǒng)的引入應(yīng)有利于業(yè)務(wù)流程的優(yōu)化，提升業(yè)務(wù)執(zhí)行的效率。以工作流技術(shù)為基礎(chǔ)對(duì)企業(yè)進(jìn)行建模和信息系統(tǒng)集成可以達(dá)到優(yōu)化流程的目的。湖南省制造業(yè)的發(fā)展應(yīng)瞄準(zhǔn)“一帶一路”建設(shè)沿途國(guó)家市場(chǎng)，采用“項(xiàng)目+設(shè)備+技術(shù)+管理+資金”的整體輸出模式來(lái)占領(lǐng)有力位置;對(duì)于歐美基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)（如公路、港口、機(jī)場(chǎng)、電力、鐵路與橋梁等）湖南工程機(jī)械應(yīng)重組整合抱團(tuán)取暖;隨著我過(guò)農(nóng)業(yè)改革的深入，集約化的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需要大量的農(nóng)用機(jī)械，制造便于中部地區(qū)使用的高檔農(nóng)用機(jī)械的方向值得規(guī)劃。

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