多基地制造管理系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

李 偉

（山東中車同力鋼構(gòu)有限公司，山東濟(jì)南 250022）

0 引言

制造管理系統(tǒng)采用的“集控管理+屬地管理”構(gòu)架，可以通過統(tǒng)一語言、規(guī)則及平臺的方式，實(shí)現(xiàn)各個基地屬地層快速構(gòu)建、物流集控及屬地層統(tǒng)一授權(quán)等功能。生產(chǎn)制造過程管理作為多基地制造管理系統(tǒng)的重要組成內(nèi)容，始終以客戶的需求為目標(biāo)，秉承嚴(yán)格規(guī)范、面向流程和跨產(chǎn)線的設(shè)計(jì)依據(jù)，最終實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品加工每一個工序的質(zhì)量控制工作。其涵蓋范圍涉及產(chǎn)品生產(chǎn)加工各個方面，如合同管理、物流跟蹤、計(jì)劃管理與發(fā)貨管理等，均是其質(zhì)量管理的重要內(nèi)容。在生產(chǎn)制造流程規(guī)范管理中，可以將用戶訂單需求轉(zhuǎn)換為生產(chǎn)加工的具體參數(shù)，包括各個加工工序的控制參數(shù)、生產(chǎn)制作流程、產(chǎn)品理化標(biāo)準(zhǔn)和抽樣檢查標(biāo)準(zhǔn)等。實(shí)踐應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，這種管理模式大大提升整個生產(chǎn)加工流程的管理質(zhì)量，尤其是在提升加工質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本中更是發(fā)揮著重要的作用。因此，對多基地制造管理系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)要點(diǎn)與實(shí)現(xiàn)策略進(jìn)行深入的分析探討十分有必要。

1 多基地制造管理系統(tǒng)架構(gòu)

鑒于各個工廠與車間生產(chǎn)形態(tài)存在較大的差異，因而多基地制造管理業(yè)務(wù)與系統(tǒng)架構(gòu)均存在較大的差異性和復(fù)雜性。架構(gòu)頂端的總部一體化營銷系統(tǒng)負(fù)責(zé)與各個基地之間的交流溝通，開展統(tǒng)一營銷、接單和結(jié)算。制造管理系統(tǒng)重點(diǎn)開展全流程制造管理工作，涉及到生產(chǎn)加工的各個流程，如各個基地的合同處理、合同質(zhì)量設(shè)計(jì)、生產(chǎn)備料管理、加工質(zhì)量審查與判定、庫存管理與準(zhǔn)發(fā)，對接統(tǒng)一的公司一體化銷售管理層系統(tǒng)與基地內(nèi)部各個生產(chǎn)廠內(nèi)的生產(chǎn)管理事務(wù)。各個基地之間也存在密切的關(guān)系，如彼此之間可以提供原料供應(yīng)服務(wù)，讓彼此之間的業(yè)務(wù)更加密切，有利于提升彼此的協(xié)同性。長期實(shí)踐應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的管理模式下，一個基地設(shè)置一個制造管理系統(tǒng)，彼此沒有交流和協(xié)同，獨(dú)立運(yùn)行看似較為簡單，但實(shí)際上無法有效發(fā)揮出基地間的系統(tǒng)作用，所以構(gòu)建全面系統(tǒng)的多基地制造管理系統(tǒng)架構(gòu)顯得十分必要和急迫。

2 系統(tǒng)架構(gòu)部署模式

（1）集中部署模式。通過一套服務(wù)器支持多個基地，對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行統(tǒng)一，進(jìn)一步標(biāo)準(zhǔn)化功能架構(gòu)。服務(wù)器可租用阿里云、騰訊云等平臺，信息系統(tǒng)利用市場上現(xiàn)有成熟平臺，如騰訊企業(yè)微信+七巧Plus 搭建信息管理平臺，保證系統(tǒng)穩(wěn)定性。統(tǒng)一的管理平臺可以對各個基地進(jìn)行統(tǒng)一的質(zhì)量管控，為實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品同質(zhì)化創(chuàng)造了條件。待生產(chǎn)設(shè)計(jì)工作完成后，每一個基地的生產(chǎn)資料可以實(shí)現(xiàn)共享，基地協(xié)同能力大大增強(qiáng)。但集中部署方案也存在很大的風(fēng)險性，一旦系統(tǒng)需要開展維護(hù)，則多個基地必須做好應(yīng)急預(yù)案，預(yù)先安排好此階段的生產(chǎn)物流工作。如果系統(tǒng)出現(xiàn)了突發(fā)性的故障，且短時間無法恢復(fù)正常，會對公司和所有基地產(chǎn)生較大影響，需要付出較大代價。

（2）分布式部署模式。將服務(wù)器置于各個基地，數(shù)據(jù)也存在各個基地，即便服務(wù)器出現(xiàn)故障，也是對一個基地的影響。但分布式部署模式也存在較多問題，如要分析處理多基地關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)時，為了提升數(shù)據(jù)的統(tǒng)一性需要增加數(shù)據(jù)接口，如果數(shù)據(jù)不在同一個系統(tǒng)，勢必因?yàn)檫壿嫴唤y(tǒng)一導(dǎo)致數(shù)據(jù)分析出現(xiàn)誤差。當(dāng)各個基地均有一套自己的制造管理系統(tǒng)時，關(guān)鍵功能容易出現(xiàn)不一致的情況，對基地之間的正常交流有很大影響。

（3）集中+分布式部署模式。采用云服務(wù)器與本地服務(wù)器相結(jié)合的模式部署，將部分查詢、展示功能放置于云端服務(wù)器上，與基地生產(chǎn)加工有關(guān)的核心數(shù)據(jù)放置在基地服務(wù)器（圖1）。業(yè)務(wù)功能層面的“分布式+微服務(wù)+云端”核心業(yè)務(wù)系統(tǒng)，采用行業(yè)先進(jìn)設(shè)計(jì)理念，結(jié)合實(shí)際業(yè)務(wù)需求，融入微服務(wù)理念，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的獨(dú)立部署和靈活組合，具有極強(qiáng)的可擴(kuò)展性，各基地業(yè)務(wù)可形成完整的功能閉環(huán)，可獨(dú)立運(yùn)行、擴(kuò)展和升級。數(shù)據(jù)處理層面憑借云服務(wù)商提供的巨大的數(shù)據(jù)吞吐、數(shù)據(jù)高一致性、數(shù)據(jù)高安全等性能優(yōu)勢，以及高可用、高擴(kuò)展等特性，面向分布式架構(gòu)提供了跨區(qū)容災(zāi)、多地多中心、故障自動恢復(fù)等功能，保障業(yè)務(wù)穩(wěn)定高效地運(yùn)行。

圖1 集中+分布式部署模式設(shè)計(jì)

實(shí)踐證明，與單純集中式或分布式部署模式相比，集中+分布式部署模式具有明顯的優(yōu)勢：①通過各分布式服務(wù)器內(nèi)部的數(shù)據(jù)小循環(huán)，可實(shí)現(xiàn)各基地業(yè)務(wù)的獨(dú)立運(yùn)行，保持相對獨(dú)立性，確保系統(tǒng)能夠適應(yīng)各基地的實(shí)際情況；②通過各分布式服務(wù)器與云服務(wù)器的數(shù)據(jù)大循環(huán)，實(shí)現(xiàn)集團(tuán)總部對各基地生產(chǎn)運(yùn)營的有效管控，該模式可加強(qiáng)集團(tuán)總部對各基地物流、信息流、資金流的動態(tài)管理，集成管理基地內(nèi)部和基地之間的信息，使集團(tuán)化管理更加規(guī)范化，進(jìn)而提高集團(tuán)運(yùn)行效率，降低系統(tǒng)運(yùn)行成本，提高系統(tǒng)的安全性。

3 生產(chǎn)制造過程管理

生產(chǎn)制造過程管理可根據(jù)多基地的實(shí)際生產(chǎn)情況，制定合理的生產(chǎn)計(jì)劃，并進(jìn)行生產(chǎn)過程管理、質(zhì)量管理和業(yè)務(wù)協(xié)同：①生產(chǎn)計(jì)劃管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)企業(yè)計(jì)劃層與執(zhí)行層的高效協(xié)同，保證生產(chǎn)計(jì)劃組織的平順性；②生產(chǎn)過程管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)透明化的車間現(xiàn)場管理；③質(zhì)量管理系統(tǒng)滿足生產(chǎn)訂單的質(zhì)量要求；④通過多基地信息共享與智能決策，實(shí)現(xiàn)各基地生產(chǎn)訂單的透明化管理，合理配置資源，提高生產(chǎn)效率，縮短訂單交付時間，提升企業(yè)競爭力。系統(tǒng)具體功能設(shè)計(jì)如下。

（1）生產(chǎn)計(jì)劃模塊。以焊接車間生產(chǎn)為主的生產(chǎn)計(jì)劃，建立拉動式計(jì)劃管理體系，將其他工區(qū)或車間的生產(chǎn)任務(wù)和進(jìn)度有機(jī)配套，使工藝路線上的各個節(jié)點(diǎn)能夠良好協(xié)作，最終實(shí)現(xiàn)JIT（Just In Time，準(zhǔn)時生產(chǎn)體制）精益生產(chǎn)目標(biāo)。具體的，通過集成ERP（Enterprise Resource Planning，企業(yè)資源計(jì)劃）系統(tǒng)打通銷售計(jì)劃與生產(chǎn)計(jì)劃的關(guān)聯(lián)，相關(guān)業(yè)務(wù)部門根據(jù)銷售計(jì)劃生成主生產(chǎn)計(jì)劃，通過MRP（Material Requirement Planning，物資需求計(jì)劃）運(yùn)算分解成車間作業(yè)計(jì)劃及物料采購計(jì)劃，車間接收ERP 下發(fā)的車間作業(yè)計(jì)劃后，進(jìn)行工序級的作業(yè)排產(chǎn)，結(jié)合實(shí)際情況形成工序級作業(yè)計(jì)劃，隨后根據(jù)各工位標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)內(nèi)容自動創(chuàng)建生產(chǎn)工單進(jìn)行開工生產(chǎn)。通過集成PLM（Product Lifecycle Management，產(chǎn)品生命周期管理）系統(tǒng)，獲取BOM（Bill of Material，物料清單）、工藝路線、圖紙、工藝卡片等技術(shù)信息，在系統(tǒng)中可瀏覽BOM 清單、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、工藝變更、三維模型和作業(yè)指導(dǎo)書等。為了輔助計(jì)劃員排產(chǎn)，系統(tǒng)還具備訂單齊套分析功能，可以快速了解生產(chǎn)所需物料是否齊全，通過集成WMS（Warehouse Management System，倉庫管理系統(tǒng)）系統(tǒng)可根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃和工單信息提前準(zhǔn)備物料，并根據(jù)各工位的物料需求進(jìn)行備料和配送。

（2）生產(chǎn)過程管理模塊。生產(chǎn)過程管理模塊通過掃碼式進(jìn)度匯報、可視化生產(chǎn)過程和動態(tài)化生產(chǎn)看板進(jìn)行管理：①通過現(xiàn)場的條碼設(shè)備和報工終端等設(shè)備，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的采集、顯示和流轉(zhuǎn)，可通過瀏覽器、無線終端或其他客戶端等多種方式跟蹤生產(chǎn)過程，實(shí)時掌握加工狀態(tài)和異常情況；②通過可視化生產(chǎn)過程管理，實(shí)現(xiàn)透明化的車間現(xiàn)場管理；③通過動態(tài)化生產(chǎn)看板管理，實(shí)現(xiàn)從計(jì)劃下達(dá)、任務(wù)分解、生產(chǎn)派工、生產(chǎn)準(zhǔn)備、工序流轉(zhuǎn)到完工入庫的整個生產(chǎn)過程中的加工信息、異常信息和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)及時推送給各層級管理人員。

（3）質(zhì)量管理模塊。質(zhì)量管理模塊采集制造及檢驗(yàn)過程中的檢測數(shù)據(jù)，全面建立覆蓋關(guān)鍵大部件的電子履歷，建立覆蓋工作人員、質(zhì)檢人員、監(jiān)造人員的電子簽名，實(shí)現(xiàn)無紙化工序流轉(zhuǎn)，并將數(shù)據(jù)上傳到集團(tuán)質(zhì)量管理系統(tǒng)：①通過對檢測數(shù)據(jù)的分析，為車間工藝優(yōu)化、資源的合理利用提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)；②在關(guān)鍵工位設(shè)置網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控?cái)z像頭，用于記錄加工過程和檢測過程，監(jiān)造人員、檢查人員在辦公室內(nèi)便可通過該系統(tǒng)遠(yuǎn)程查看關(guān)鍵工位的生產(chǎn)情況，當(dāng)出現(xiàn)問題時，可通過回放視頻進(jìn)行追溯；③通過增加智能檢測工位終端，輔以數(shù)字化測量工具，實(shí)現(xiàn)人員信息、測量工具、測量數(shù)據(jù)等信息的自動上傳，并同時實(shí)現(xiàn)測量工具管理、測量工藝可視化指導(dǎo)等，以規(guī)范作業(yè)過程，避免人為錯誤；④通過對部分關(guān)鍵設(shè)備的信息化改造，實(shí)現(xiàn)焊接、組裝過程質(zhì)量數(shù)據(jù)的自動上傳功能。

（4）多基地信息共享與智能決策模塊通過大數(shù)據(jù)等技術(shù)，構(gòu)建起集團(tuán)總部的數(shù)據(jù)“大腦”，基于數(shù)據(jù)來輔助高層領(lǐng)導(dǎo)研判未來、決策未來。在多基地制造管理系統(tǒng)的總體架構(gòu)中，著眼點(diǎn)不僅是單個工廠的運(yùn)營效率最優(yōu)，還考慮各個基地間的業(yè)務(wù)協(xié)同、資源配置以及整體效率的優(yōu)化。各個基地中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)隨時匯集到資源規(guī)劃與調(diào)度中心，完成對訂單執(zhí)行進(jìn)度的監(jiān)控、管控和財(cái)務(wù)成本的歸集。所有這些平臺中的信息根據(jù)需要匯總到總部的運(yùn)營數(shù)據(jù)展現(xiàn)及決策支持平臺，實(shí)現(xiàn)集約管理和高效制造。

4 結(jié)語

“集控管理+屬地管理”構(gòu)架可以很好地解決多基地生產(chǎn)制造模式需求，通過系統(tǒng)各模塊的建設(shè)，可實(shí)現(xiàn)多基地制造過程中的信息共享和透明化管理，借助大數(shù)據(jù)分析技術(shù)能夠?yàn)槠髽I(yè)運(yùn)營決策提供強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)支撐，通過對比、分析多基地?cái)?shù)據(jù)的橫向和縱向兩個維度，找準(zhǔn)企業(yè)管理薄弱點(diǎn)，提出針對性的優(yōu)化解決方案。