關(guān)于制造業(yè)中小企業(yè)智能升級(jí)的思考

周 野，李 藍(lán)

（1.沈陽(yáng)瑞碼科技有限公司，遼寧 沈陽(yáng)，110021； 2.遼寧工業(yè)大學(xué)，遼寧 錦州，121001）

1 引言

在國(guó)家大力倡導(dǎo)兩化融合和智能制造升級(jí)的大背景下，國(guó)家工信部提出《“十四五”智能制造發(fā)展規(guī)劃》，為中國(guó)的制造業(yè)明確了未來(lái)20年的發(fā)展方向，其中一大亮點(diǎn)就是重點(diǎn)突出了工業(yè)軟件的地位。隨著近幾年制造業(yè)企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的步伐逐步加快，生產(chǎn)型企業(yè)也逐步意識(shí)到企業(yè)智能化升級(jí)的必要性，并付諸行動(dòng)。但現(xiàn)實(shí)問(wèn)題是大型企業(yè)擁有良好的管理基礎(chǔ)和雄厚資本，可以迅速確定企業(yè)信息化發(fā)展路徑，引入智能升級(jí)產(chǎn)品和服務(wù)，輔助其進(jìn)行智能化的改造和升級(jí)。而中小型制造業(yè)卻因自身生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)中人、財(cái)、物等的限制條件，部分處于這場(chǎng)變革的“圍觀”狀態(tài)。

現(xiàn)階段仍有許多中小型企業(yè)處于工業(yè)1.0至2.0階段，生產(chǎn)大多處于低技術(shù)水平，企業(yè)進(jìn)行智能升級(jí)的困難很多。眾多學(xué)者和科技公司從技術(shù)的角度來(lái)探究中小型企業(yè)的智能化升級(jí)之路，做出了很多的探索。豐成軍等從方法論和技術(shù)路線(xiàn)兩個(gè)方面進(jìn)行探索；郭翔在給出的中小企業(yè)信息管理系統(tǒng)建設(shè)對(duì)策中，提出構(gòu)建CRM（客戶(hù)關(guān)系管理系統(tǒng)）；姜迎春等應(yīng)用延長(zhǎng)制造策略改進(jìn)傳統(tǒng)的主生產(chǎn)計(jì)劃和物料需求計(jì)劃的編制；梁瑞輝等根據(jù)企業(yè)規(guī)模好資金情況整合資源，開(kāi)發(fā)企業(yè)級(jí)的ERP系統(tǒng)；黃澤提出“二元”分析法，用簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)即可滿(mǎn)足企業(yè)管理軟件中的數(shù)據(jù)處理；李明江等結(jié)合中小制造企業(yè)的生產(chǎn)管理特點(diǎn)，應(yīng)用UML語(yǔ)言設(shè)計(jì)中小制造企業(yè)ERP體系；鄒長(zhǎng)城等提出引進(jìn)先進(jìn)的ERP系統(tǒng)，建立完整的由內(nèi)至外的供應(yīng)鏈，促進(jìn)企業(yè)信息化建設(shè)。但這些探索大多是將國(guó)外的軟件進(jìn)行修改，其底層邏輯依然沒(méi)變，中小型生產(chǎn)企業(yè)的升級(jí)困惑依然沒(méi)有被解決。通過(guò)這些探索我們發(fā)現(xiàn)，如何實(shí)現(xiàn)規(guī)范的交付是核心，基于此我們探索出中小型生產(chǎn)企業(yè)智能升級(jí)的方案。

方案以中小企業(yè)需要什么特征的交付管理系統(tǒng)為切入點(diǎn)，并系統(tǒng)分析了ERP和MES對(duì)中小企業(yè)不適用的原因。最終得出結(jié)論，國(guó)內(nèi)中小型企業(yè)需要的實(shí)際上是一種基于合同或契約的交付管理系統(tǒng)，其應(yīng)用范圍可以隨意的調(diào)整，實(shí)施簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)單，費(fèi)用低廉，并且符合中國(guó)的制造傳統(tǒng)習(xí)慣。為此，我們建立一種新的底層邏輯，來(lái)構(gòu)建一套以交付為目的的管理系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)必須能夠幫助中小型生產(chǎn)企業(yè)實(shí)現(xiàn)從合同簽訂到徹底交付的全過(guò)程管理。

2 交付管理模型的底層邏輯

交付管理模型的核心思想源于中國(guó)早期就已成型的交付體系，并順應(yīng)社會(huì)主義新中國(guó)的發(fā)展趨勢(shì)，結(jié)合現(xiàn)代化信息技術(shù)手段為中小型企業(yè)提供易操作、符合中國(guó)國(guó)情的智能升級(jí)方案。

交付管理模型是依據(jù)確定的計(jì)劃或任務(wù)（來(lái)源于合同），向具有特定交付能力的工作單元配給資源，從而使計(jì)劃按照任務(wù)鏈的順序有序進(jìn)行，最終按目標(biāo)實(shí)現(xiàn)訂單交付。交付管理模型協(xié)調(diào)、管理生成訂單到完成交付的全過(guò)程。

交付管理模型經(jīng)過(guò)層層分解，可以抽象出基本單元，這些單元依照不同目的可以進(jìn)行不同的組合，但不管怎么組合，最終目的都是為了實(shí)現(xiàn)交付，這樣即保證了普適性，又保證了專(zhuān)業(yè)適配性。

這個(gè)抽象出來(lái)的基本單元叫做工作單元，是按照系統(tǒng)配給的資源在作業(yè)平臺(tái)上執(zhí)行任務(wù)，直接改變?nèi)蝿?wù)或計(jì)劃的交付狀態(tài)，是交付過(guò)程數(shù)據(jù)的采集點(diǎn)。工作單元依據(jù)企業(yè)實(shí)際需要的指標(biāo)來(lái)劃分，工作單元執(zhí)行作業(yè)過(guò)程中的交付數(shù)據(jù)是計(jì)算指標(biāo)所需的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。它一般由以下七個(gè)組成要素構(gòu)成。

1）作業(yè)平臺(tái)。每個(gè)作業(yè)平臺(tái)都是為了實(shí)現(xiàn)特定的交付，在作業(yè)平臺(tái)里規(guī)定了交付作業(yè)的方法、作業(yè)的環(huán)境、作業(yè)的管理和評(píng)價(jià)定義、如何進(jìn)行測(cè)量等。

2）任務(wù)指令。每個(gè)合同相當(dāng)于一個(gè)項(xiàng)目，這些項(xiàng)目又被細(xì)化分解成眾多的任務(wù)，每個(gè)工作單元對(duì)應(yīng)一個(gè)任務(wù)，工作單元開(kāi)始工作的觸發(fā)指令，被稱(chēng)為任務(wù)指令，這些指令是有觸發(fā)條件的，當(dāng)條件滿(mǎn)足時(shí)，該指令將自動(dòng)觸發(fā)工作單元開(kāi)始工作。在這個(gè)任務(wù)指令中會(huì)明確給出作業(yè)要完成的交付物信息，以及對(duì)交付物的交期、成本、質(zhì)量的要求。任務(wù)指令信息是企業(yè)信息流管理的一部分。

3）執(zhí)行結(jié)果。工作單元在完成作業(yè)后，根據(jù)需要統(tǒng)計(jì)或整理作業(yè)過(guò)程數(shù)據(jù)和交付成果相關(guān)信息，包括交付物的交期是否準(zhǔn)時(shí)、作業(yè)成本是否超出預(yù)期、交付物的質(zhì)量是否達(dá)標(biāo)等，這些信息也會(huì)反饋到作業(yè)平臺(tái)的管理和評(píng)價(jià)要素，以便于生產(chǎn)的異常處理和風(fēng)險(xiǎn)管控等，是企業(yè)信息流管理的一部分。

4）資源投入。任何工作單元在實(shí)施工作時(shí)都需要投入特定的資源，包括作業(yè)人員、機(jī)器設(shè)備、物資材料等。這些資源的投入在作業(yè)平臺(tái)中有明確的規(guī)定和約束，比如需要投入人員的能力是什么，人員的數(shù)量是多少，人員的產(chǎn)能是多少等。

5）可再用資源回收。作業(yè)完成后，回收還可用于其他工作單元的資源。

6）成果交付。作業(yè)單元作業(yè)的最終交付物。

7）廢品處理。從企業(yè)層面理解就是，對(duì)作業(yè)期間耗費(fèi)掉自身全部?jī)r(jià)值的資源進(jìn)行處理。

企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)狀況可以通過(guò)一系列指標(biāo)反映出來(lái)，而每個(gè)指標(biāo)都依據(jù)實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)計(jì)算得到，工作單元是指標(biāo)需要的數(shù)據(jù)所涉及的交付活動(dòng)的過(guò)程實(shí)例。根據(jù)企業(yè)實(shí)際需要指標(biāo)的不同，工作單元圈定的工作范圍也不盡相同，不同工作單元按各自任務(wù)的執(zhí)行順序采集交付數(shù)據(jù)，就可以得出指標(biāo)需要的全部過(guò)程數(shù)據(jù)。而交付任務(wù)鏈?zhǔn)沁@些有序的工作單元集合的最優(yōu)解。

交付任務(wù)鏈中的工作單元相互之間是有關(guān)聯(lián)的，可以依據(jù)企業(yè)實(shí)際情況按串行、并行、包含或其他組合方式有序地執(zhí)行交付任務(wù)。在串行方式中，前置工作單元的執(zhí)行結(jié)果信息將成為當(dāng)前工作單元的觸發(fā)信息之一，交付成果將作為當(dāng)前工作單元的投入資源繼續(xù)進(jìn)行生產(chǎn)。系統(tǒng)給當(dāng)前工作單元配給的資源到達(dá)作業(yè)平臺(tái)后，任務(wù)指令與前置工作單元的執(zhí)行結(jié)果一同觸發(fā)當(dāng)前工作單元的執(zhí)行。在并行方式中，當(dāng)前兩個(gè)或多個(gè)工作單元互不干擾，但有交集。其中串行交付任務(wù)鏈的結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 串行交付任務(wù)鏈

工作單元與交付任務(wù)鏈的構(gòu)建應(yīng)符合企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)活動(dòng)要求，同時(shí)應(yīng)考慮企業(yè)管理層究竟想要獲取什么樣的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)包括生產(chǎn)指標(biāo)，統(tǒng)計(jì)報(bào)表或其他圖表等，模型的靈活性在于可以按照企業(yè)的實(shí)際需要選擇性搭建。因?yàn)槊總€(gè)數(shù)據(jù)的獲取都需要相應(yīng)的投入和安排，太過(guò)精細(xì)的管理必然帶來(lái)成本的大幅增加，企業(yè)可以適當(dāng)粗放管理。比如有經(jīng)驗(yàn)豐富的車(chē)間主任來(lái)保證高效管理和管控風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，那么以車(chē)間為單位搭建工作單元即可，班組的工作單元可以少建甚至不建。工作單元和任務(wù)鏈的按需構(gòu)建，可以幫助企業(yè)輕松獲取需要的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)數(shù)據(jù)，還可以保證管理的有效性。

3 與類(lèi)似管理系統(tǒng)的不同

交付管理系統(tǒng)內(nèi)部是一種“生產(chǎn)”與“交付”結(jié)合的結(jié)構(gòu)，即“生產(chǎn)要素”與“交付要素”的結(jié)合?！吧a(chǎn)要素”即企業(yè)的各種制造要素，包括人、機(jī)、料、財(cái)、環(huán)、法、測(cè)、評(píng)；交付要素是與交付成果相關(guān)的要素，包括成 本、質(zhì)量、交貨期。交付管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)訂單交付的目的具體體現(xiàn)為，在不超過(guò)預(yù)期成本的情況下，按照訂單要求的質(zhì)量在交貨期內(nèi)完成產(chǎn)品的交付。類(lèi)似管理系統(tǒng)主要指ERP、MES等，這里主要對(duì)照ERP來(lái)說(shuō)明。

首先，交付管理系統(tǒng)與現(xiàn)有管理系統(tǒng)的不同體現(xiàn)在使用系統(tǒng)的目的。使用ERP系統(tǒng)的目的是整合企業(yè)資源，使用MES的目的是采集和管理生產(chǎn)實(shí)時(shí)信息，而交付管理系統(tǒng)的目的是完成合同交付。

其次，交付管理模型與他們的底層設(shè)計(jì)邏輯也不相同。ERP以功能為導(dǎo)向，采用模塊化的設(shè)計(jì)方式，將業(yè)務(wù)劃分為模塊，再通過(guò)集成每個(gè)功能模塊的企業(yè)資源達(dá)成對(duì)整個(gè)供應(yīng)鏈的資源整合，是一個(gè)大而全的系統(tǒng)。而交付管理系統(tǒng)以完成交付為導(dǎo)向，工作單元模型的建立使每個(gè)單位自成體系。

再次，ERP中有工作中心的概念，它指的是直接改變物料形態(tài)或性質(zhì)的生產(chǎn)作業(yè)單元，在這個(gè)工作中心的組成里，人、設(shè)備、作業(yè)場(chǎng)所，必然要依托于一個(gè)實(shí)體，但沒(méi)有明確的定義。在工作單元中，這些定義是明確的，并做了明確的要素劃分。工作中心與工作單元沒(méi)有內(nèi)在聯(lián)系，硬要進(jìn)行關(guān)聯(lián)的話(huà)，也可以理解為工作單元是工作中心的替代或升級(jí)。

最后，不同還體現(xiàn)在靈活性上，中小企業(yè)需要的是一款高度靈活、配置簡(jiǎn)單的產(chǎn)品，可以與管理模式和管理精細(xì)度的升級(jí)同步，且高度吻合。

相較于類(lèi)似的管理系統(tǒng)，交付管理模型更加注重管理的特殊指向性，更加重視交付環(huán)節(jié)的關(guān)鍵信息流通管理，更加支持柔性化、定制化經(jīng)營(yíng)。這些發(fā)展正是當(dāng)前中國(guó)中小型企業(yè)普遍呈現(xiàn)的管理需求。

在交付管理系統(tǒng)中企業(yè)的基本組織是以交付為核心的動(dòng)態(tài)組合組織。工作單元的范圍動(dòng)態(tài)可變，可根據(jù)企業(yè)實(shí)際需要的指標(biāo)選擇重構(gòu)工作單元。通過(guò)任務(wù)鏈追溯重構(gòu)工作單元的交付數(shù)據(jù)，并計(jì)算出指標(biāo)，企業(yè)管理者就能分析生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)狀況。

由此可以看出，交付管理系統(tǒng)與ERP系統(tǒng)的“大而全”不同，它是一個(gè)精簡(jiǎn)、柔性的管理系統(tǒng)，更符合中小企業(yè)“小而精”“小而活”的發(fā)展特色。

4 抽象模型與現(xiàn)有管理系統(tǒng)的結(jié)合

交付管理模型管理是從生成訂單到完成交付的全過(guò)程，從銷(xiāo)售人員與客戶(hù)簽訂銷(xiāo)售合同開(kāi)始，到產(chǎn)品完整交給客戶(hù)結(jié)束。在模型中，交付活動(dòng)由各種任務(wù)或計(jì)劃驅(qū)動(dòng)。計(jì)劃完成過(guò)程中需要的內(nèi)部資源包括人、機(jī)、料、財(cái)、環(huán)、法、測(cè)、評(píng)這些方面，外部資源包括客戶(hù)資源、供應(yīng)商資源等。交付管理模型有時(shí)并不需要關(guān)注資源所有方面的信息，它可能只關(guān)注資源參與到交付活動(dòng)中的部分關(guān)鍵信息，而這些信息可以從各管理模塊的資源明細(xì)中獲取。

交付任務(wù)執(zhí)行時(shí)，系統(tǒng)按需向工作單元投入資源，這些資源都有各自的管理模塊，包括決策資源管理（Decision Resource Management，DRM）、客戶(hù)資源管理（Customer Relationship Management，CRM）、供應(yīng)商資源管理（Supplier Resource Management，SRM）、人力資源管理（Human Resource Management，HRM）、物料資源管理（Material Resource Management，MRM）、設(shè)備資源管理（Device Resource Management，ERM）、費(fèi)用控制管理（Cost Control Management，CCM）等。交付執(zhí)行過(guò)程中的生產(chǎn)進(jìn)度，庫(kù)存情況，工作進(jìn)度及其他操作相關(guān)信息流也可以與WMS、MES等對(duì)接交互。交付任務(wù)完成后，交付物的成本、交付期、質(zhì)量信息會(huì)流向成本管理中心（Cost Management，CM）、質(zhì)量管理中心（Quality Management，QM）、交期管理中心（Delivery Management，DM）等。數(shù)據(jù)對(duì)接的簡(jiǎn)易框圖如圖2 所示。

圖2 各系統(tǒng)數(shù)據(jù)對(duì)接示意圖

工作單元可以從這些內(nèi)部或外接的管理模塊中采集與交付作業(yè)能力相關(guān)的數(shù)據(jù)，并存儲(chǔ)在交付管理模型中，整個(gè)交付任務(wù)鏈的工作完成后，按任務(wù)鏈的執(zhí)行順序統(tǒng)計(jì)相關(guān)數(shù)據(jù)，就可以計(jì)算出企業(yè)需要的各類(lèi)指標(biāo)。

對(duì)于交付系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，因?yàn)樯婕敖Y(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)較多，數(shù)據(jù)的管理要更謹(jǐn)慎，數(shù)據(jù)管理架構(gòu)框圖如圖3所示。系統(tǒng)需要將收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行歸集整理，標(biāo)簽化等操作，過(guò)程與大數(shù)據(jù)管理過(guò)程類(lèi)似。

圖3 數(shù)據(jù)管理架構(gòu)示意圖

5 未來(lái)與展望

本系統(tǒng)的底層邏輯是工作單元的定義與約束，也可以應(yīng)用在多組織與多企業(yè)的聯(lián)合生產(chǎn)上。

比如某地有很多木制玩具生產(chǎn)企業(yè)，企業(yè)間緊密合作，甲企業(yè)生產(chǎn)玩具的A部分，乙企業(yè)生產(chǎn)玩具的B部分，最后由丁企業(yè)負(fù)責(zé)組裝和包裝，而市場(chǎng)上卻沒(méi)有基于這種合作模式的應(yīng)用軟件，協(xié)助企業(yè)進(jìn)行智能升級(jí)和改造，但交付管理系統(tǒng)可以做到。

再如在當(dāng)?shù)匾恍┢髽I(yè)把自己的項(xiàng)目進(jìn)行拆分、承包，企業(yè)提供場(chǎng)地、設(shè)備和訂單，承包人負(fù)責(zé)原材料的采購(gòu)、加工和交付，這些承包組織之間存在各種交付關(guān)系，在定義好交付要素后，各項(xiàng)工作即可進(jìn)行。

構(gòu)建交付管理模型的目的是解決中小企業(yè)或組織的管理問(wèn)題。希望交付管理的思想能被更多人理解，引發(fā)更多人思考研究，為更多中小企業(yè)智能升級(jí)提供依據(jù)。