基于ERP系統的信息可視化管理平臺建設與應用

張朝亮，李銳，李源春，郭力銘，何然

（云南印刷技術研究有限公司，昆明 650231）

1 引言

隨著以工業(yè)互聯網、大數據、云計算等為代表的數字信息技術的快速發(fā)展，傳統產業(yè)正積極地向數字化、網絡化、智能化方向轉型[1]。通過行業(yè)與信息技術的融合發(fā)展，形成了可以利用信息系統監(jiān)督管理和數據分析反饋[2]的信息化管理系統或平臺。同時，為進一步提高信息化和智能化管理平臺的管理效率、易學（操作）性及信息交互質量，在管理平臺建設過程中，可視化技術逐步融入信息流通的各環(huán)節(jié)當中。通過信息可視化技術將抽象的、不具有視覺圖像的數據轉化為視覺圖像的過程即可視化，信息可視化便是將各種抽象的數據信息轉化成為圖形化信息，使所獲取到的數據能夠直觀地被工作人員觀察、處理和分析，以便發(fā)現蘊藏在這些數據背后的重要信息[3]。

為挖掘冗雜數據背后隱含的潛在信息，將生產數據間的關系以最佳邏輯方式進行展示，課題組結合主營產品印制工藝流程，以ERP 系統[4]為基礎，引入云平臺技術架構以集團公司為核心，輻射所屬生產單位的生產信息管理平臺，并利用可視化技術將圖形、線條、顏色等視覺符號與中小學教材教輔各生產環(huán)節(jié)進行可視化融合設計，將隱藏于大量數據中的關鍵信息轉化為有組織結構表示的視覺信號，以增強重點環(huán)節(jié)或信息的表現力，在冗雜的生產信息中顯示事件發(fā)展趨勢和關聯性，實現印制過程的精細化管理。

2 生產基礎量值采集與管理現狀

在傳統工業(yè)企業(yè)生產管理及決策模式中，生產管理與決策的執(zhí)行基礎主要為統計員收集、統計分析出的各車間生產概況和明細報表。在該種生產信息管理模式下，以春秋兩季教材教輔印制過程中產生的基礎量值信息采集和管理為例，統計人員需要根據設備機長記錄的印品關鍵生產參數和質檢人員對印品做出的抽檢結果進行定期記錄、分析，并制表填報交由車間負責人匯總，最后再由車間負責人或統計員將生產信息報表上報給生產科、經營科等生產管理部門。通過對逐級匯總在印印品各印制工序產生的全部信息進行分析，生產管理部門可以及時獲取班組實際產量、生產進度、過程合格率等生產信息，以便掌握產品各工序生產進度和細節(jié)，對生產任務進行調整。該模式下，生產信息采集和管理流程如圖1所示。

圖1 生產信息采集與管理流程

根據實際生產情況，圖1所示的生產信息采集與管理流程共分為車間統計、負責人匯總、生產管理部門總結3 個環(huán)節(jié)。車間統計環(huán)節(jié)需車間統計員對生產、設備、質量3 方面基礎量值進行統計分析，并根據得出的信息提取分析量值填寫報表，匯報給車間負責人復核，其中，統計人員須根據各生產管理部門要求填寫多張報表，且常存在臨時增填報表的情況。同時，隨著生產的持續(xù)進行，基層統計人員的信息數據統計工作內容愈發(fā)復雜，受限于時間和精力，其統計時長和結果準確度存在不確定性隱患。由于集團公司與各子分公司地域分散且距離較遠，在子分公司將生產信息經3 個層級統計匯總并劃分類型后，根據劃分的臨時統計、常規(guī)統計的類型，選擇電話、聊天軟件或專人遞送報表等方式，匯總至集團公司完成信息統計分析。在信息傳遞過程中，受生產信息在逐級遞送中參與人員多、信息周轉次數多、遞送時間長、報表通讀性差等因素影響，常出現集團公司因信息供需不對等、時效性差，導致的生產管理決策滯后于生產執(zhí)行等情況。

3 印刷管理與可視化技術融合建設

為縮短生產管理決策與生產執(zhí)行間的信息傳遞延遲時間，提高信息數據的易讀易懂性，課題組對引入的ERP 系統采用B/S 與C/S 系統結構[5]，在集團公司和各子分公司之間進行生產信息管理平臺建設，同時，對再造的信息數據流程進行可視化設計。

3.1 基于ERP 系統的基礎量值管理平臺搭建

生產基礎量值數字化轉換和管理是信息可視化建設的基礎。由此，課題組對企業(yè)現有印裝設備進行數字化、網絡化建設，并結合ERP 系統和云平臺技術架構生產基礎量值自動采集和傳輸網絡，以構成完整的生產信息管理平臺。具體來說，課題組在各印裝設備上設置傳感器、物聯網控制器及智能終端，進行生產信息數據數字化轉換。通過在公司內部布置連通內部4G/Wi-Fi 網絡的無線AP 設備，形成可以覆蓋各式聯網設備的數字信號傳輸網絡，并在各子分公司分別建設數據中心機房，為生產基礎量值的管理和對外信息的交換提供硬件基礎。

在建設過程中，為實現復雜業(yè)務流程精細化管理，課題組采用交互性強、響應速度快、使用便捷、可以處理大量數據的C/S 與B/S 系統結構在各子分公司進行生產信息管理平臺建設。同時，為保持集團公司對子分公司生產信息查閱方式的靈活性、信息更新同步性和共享性，形成以集團公司為核心的生產信息管理平臺，課題組采用Spring Cloud 微服務技術方案搭建可整合各子分公司信息數據的私有云平臺，其中，在集團公司采用更加便捷的Web 服務連通各生產單位設置的服務器進行數據查閱和交換。平臺架構如圖2所示。

圖2 印刷生產信息管理網絡架構圖

3.2 信息管理過程可視化設計

在傳統的信息數據管理模式中，源數據具備的客觀性和抽象性，使得信息數據在傳輸和管理過程中仍然具備這一特性。針對數據客觀抽象化、關聯性差、交互性差等影響管理人員快速讀懂信息數據的問題，課題組采用可視化技術對信息管理過程進行可視化設計。

3.2.1 視覺符號設計

課題組通過梳理分析教材教輔類產品印制工藝流程，結合視覺符號能夠以圖形、線條、色彩等形式與信息內容形成緊密聯系，并通過簡明扼要的方式表述不利于語言描述的客觀且復雜抽象信息的特點，擬選擇常用警示色、圖形進行可視化設計。以工序執(zhí)行、設備運行情況可視化符號設計為例，選取紅色、黃色、綠色、灰色對應印裝工序中生產、暫停、完成、未進行的生產執(zhí)行情況，并選取方向指示標識按照工序流程排序，便于直觀了解產品生產執(zhí)行情況；選用紅色、黃色、綠色圓形和白色加粗字體標識，分別對應環(huán)境數據和設備運行數據中的異常、示警、正常的監(jiān)測情況，并選用紅、綠兩色按比例填充環(huán)形圖示，以紅色和綠色占環(huán)形面積表示設備利用率。

3.2.2 可視化界面交互性設計

為確保管理和生產人員可以從視覺符號和可視化界面獲取信息內容，并完成互動性操作，課題組從設備、工序、車間、樓層4 個角度進行交互界面設計。設備信息管理界面包含設備名稱、運行狀態(tài)、生產進度、環(huán)境數據及生產班組等信息；工序信息管理界面由印品交貨日期、印品信息、工序狀態(tài)3 個主要內容組成；車間信息管理界面由可切換的表示印品整體生產進度的柱狀圖和表示設備整體利用率的折線圖、環(huán)形對比圖構成。同時，以設備、工序操作界面為基礎，結合生產常用表單信息內容將印裝設備終端平板操作界面劃分為信息欄和功能按鍵，其中，功能按鍵包括排產和工藝信息查看、作業(yè)備注、設備管理等，信息欄位于功能按鍵上方，用于表示選中按鍵的具體信息，部分信息欄設置了信息確認和反饋按鍵。

4 可視化技術在印刷管理中應用的效果

4.1 生產信息數據關聯性增強

生產信息管理平臺的應用打破了原有模式下存在的“信息孤島”，實現了基礎信息數據實時共享和各獨立業(yè)務流程的有機結合。由于基礎信息數據的實時共享，各生產信息數據的一致性水平有所提高。在跨業(yè)務流程基礎數據提取期間，管理人員僅需登錄對應層級權限賬號即可在數據庫中提取準確的信息數據，并根據管理需求進行該業(yè)務流程信息統計管理，促進了企業(yè)各項業(yè)務流程融合化、一體化發(fā)展。同時，將看似并無聯系且客觀抽象的報表數據轉化為數據聯系簡潔明了的可視化圖表后，提高了信息的易讀易懂性及與受眾之間的交互性。以某分公司設備管理為例，生產科和設備科人員通過可視化屏幕直接獲取設備利用率、產品合格率等所隱含的內容。其中，生產科可以讀取各設備利用率和產品過程合格率，調整后續(xù)訂單排產方案，并將上述數值均未達生產要求的設備報送設備科；設備科則可以讀取該數值對設備維護方案進行調整，以確保印品的高質量生產。

4.2 生產信息數據時效性增強

生產信息管理平臺將圖1所示的信息數據管理流程直接減少了基礎數據采集和統計分析環(huán)節(jié)，信息數據周轉次數和參與信息數據計算分析人數的減少，大幅縮短了信息數據的計算分析和傳輸周期。增強印品各印制環(huán)節(jié)生產信息數據的時效性，有利于保持管理決策和基層生產執(zhí)行間的同步性，尤其是對子分公司數量多且地域相對分散的集團化公司十分重要。以某分公司對內的生產管理為例，管理人員可以通過以20～30 s 的間隔進行實時刷新的產量等信息數據屏幕、以3 min 的間隔進行同步刷新的曲線或柱狀圖等統計圖表屏幕，獲取生產信息數據統計計算分析結果。簡潔易懂的信息傳達方式，既縮短了管理人員理解信息數據的時間，又達到了引導其快速做出相應操作的目的，間接保持了印品高質量生產和印裝設備高利用率，減少信息數據傳遞遲滯或錯誤帶來的經濟損失。

4.3 生產管理精細化水平提高

以某分公司為例，生產管理人員可通過信息中心可視化信息監(jiān)測屏幕對生產數據、設備數據、質量數據、環(huán)境數據等基礎量值進行實時監(jiān)測，并通過后臺程序根據管理需求切換界面，對印品在不同設備、工序、車間的班組實際產量、計劃準確率、生產效率（OEE）[6]、設備利用率、產品（過程）合格率、環(huán)境穩(wěn)定性等生產情況進行逐級監(jiān)測，并且生產管理人員可以通過可視化界面直接查詢掌握各機臺排產情況，有效避免了訂單排產過于集中某臺設備的情況發(fā)生。同時，設備終端平板可視化操作界面簡化了復雜的工單報表，并將傳感器等記錄的生產數據進行實時刷新顯示，實現了將基層生產人員的注意力集中于生產以提高生產效率的目的。此外，在集團公司對各子分公司進行生產管理期間，管理人員通過Web頁面或客戶端登錄ERP 權限賬號訪問平臺數據庫對各子分公司生產情況進行查閱，尤其是生產信息數據逐級查閱功能，明確了各層級統計分析工作范圍和責任，且實現了管理流程可視化，提高了工作效率。可視化界面如圖3和圖4所示。

圖3 車間整體信息可視化界面

圖4 設備終端平板信息反饋界面

5 結語

通過建設以集團公司為中心，輻射各所屬單位的生產信息管理平臺，實現了信息數據統計分析和管理模式向信息數據共享和可視化管理的轉換，促進了相互獨立的業(yè)務流程實現融合化、一體化發(fā)展。實現生產信息數據數字化轉換和可視化管理，其信息數據統計環(huán)節(jié)較原有流程有所縮減，降低了生產信息數據統計管理對人的依賴性和生產管理成本，提高了生產信息傳遞效率和質量。目前，生產信息管理平臺中已投入使用的主要功能模塊有效解決了原有管理模式中存在的一些問題，但由于中小學教材教輔印制季節(jié)性明顯，更多的輔助功能模塊需在管理平臺穩(wěn)定運行一段時間后，陸續(xù)進行開發(fā)應用。通過項目的實施，為集團公司后續(xù)信息化、智能化建設積累了一定的發(fā)展經驗和設備基礎，并可以為尚未將可視化技術與生產管理進行融合發(fā)展的印刷企業(yè)提供一定的參考。