重型汽車制造執(zhí)行系統(tǒng)的建設(shè)和應(yīng)用
——中國重汽集團濟南動力有限公司

一、企業(yè)概況

中國重汽集團的前身是濟南汽車制造總廠，始建于1956年。目前，中國重汽集團形成了以重卡為主導(dǎo)，涵蓋中卡、輕卡、客車、特種車等全系列商用車的產(chǎn)業(yè)格局，全球擁有員工4萬人，產(chǎn)品出口100多個國家和地區(qū)，重型汽車出口連續(xù)十五年位居全國首位。截至2020年底，中國重汽集團共有整車制造單位8個，整車產(chǎn)能合計55.8萬輛/年，主要產(chǎn)品品牌包括豪沃、汕德卡、豪瀚、斯太爾等。中國重汽集團圍繞創(chuàng)新體制機制建設(shè)，激發(fā)創(chuàng)新活力，堅持以“客戶滿意是我們宗旨”的核心價值觀，優(yōu)化結(jié)構(gòu)，凝心聚力，努力踐行“打造世界一流的全系列商用車集團”的發(fā)展愿景。

二、主要措施

(一)項目背景

汽車生產(chǎn)需要工藝、采購、倉儲、物流、生產(chǎn)、質(zhì)檢等各專業(yè)部門通力協(xié)作，其制造過程中包含著復(fù)雜的生產(chǎn)工藝，龐大的零部件構(gòu)成以及綜合性很強的裝配技術(shù)等，因此，各環(huán)節(jié)都會對最終產(chǎn)品產(chǎn)生影響，供應(yīng)鏈全球化、客戶定制化以及日益嚴(yán)苛的環(huán)境、安全法規(guī)使汽車制造面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。在互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等新型數(shù)字化信息技術(shù)浪潮下，信息技術(shù)與汽車產(chǎn)業(yè)的跨界融合加速，汽車產(chǎn)業(yè)的價值鏈體系正在重塑，傳統(tǒng)制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型迫不及待。中國重汽制造運營企業(yè)需要通過數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型，應(yīng)對新的市場競爭環(huán)境帶來的挑戰(zhàn)，包括：1.廠內(nèi)外物流缺乏協(xié)同手段，物流配送系統(tǒng)無法支持高效的生產(chǎn)運作管理，使得生產(chǎn)運作計劃執(zhí)行過程不流暢，導(dǎo)致庫存偏高、產(chǎn)能利用率偏低。2.裝備智能化水平低，車間層物料、產(chǎn)品、設(shè)備沒有實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)，沒有實現(xiàn)自動控制與信息采集，車間層實時控制能力較弱，生產(chǎn)現(xiàn)場狀態(tài)監(jiān)控能力不足，訂單按時交付率不高。3.實現(xiàn)裝配過程實時監(jiān)控，建立質(zhì)量信息鏈，實現(xiàn)信息傳遞與追溯的自動化、智能化，面向整個供應(yīng)鏈和產(chǎn)品整個生命周期，優(yōu)化、規(guī)范質(zhì)量管理流程，提高質(zhì)量管理的工作效率。4.經(jīng)過多年的建設(shè)，應(yīng)用出現(xiàn)了多個信息孤島，信息系統(tǒng)間的協(xié)同不夠，系統(tǒng)的高效集成為企業(yè)面臨的難題，亟需統(tǒng)一平臺，實現(xiàn)對現(xiàn)有IT系統(tǒng)的整合。

(二)項目內(nèi)容

重汽集團根據(jù)中國制造2025精神及集團發(fā)展規(guī)劃要求制定了創(chuàng)新升級行動計劃，構(gòu)建了“重型汽車制造執(zhí)行系統(tǒng)”，具體建設(shè)內(nèi)容包括：

1.構(gòu)建了重型汽車制造執(zhí)行系統(tǒng)平臺重型汽車制造執(zhí)行系統(tǒng)由運維管理、生產(chǎn)管理、物資管理、質(zhì)量管理、BOM管理、整車管理、總成管理(車身、車架)、決策支持、供應(yīng)商管理(即商務(wù)平臺)、采購管理、財務(wù)管理、智能協(xié)同、移動管理等十三個模塊組成。整合生產(chǎn)管理系統(tǒng)、物資管理系統(tǒng)、總成管理系統(tǒng)、商務(wù)平臺等多個系統(tǒng)，在業(yè)務(wù)處理方面相互貫通，解決了原系統(tǒng)界面多且雜的問題，用權(quán)限和系統(tǒng)參數(shù)的控制，實現(xiàn)不同權(quán)限的用戶登錄可對同一界面操作不同的功能；數(shù)據(jù)處理上更為快捷，數(shù)據(jù)運算更為準(zhǔn)確。

2.構(gòu)建以整車設(shè)計BOM、工藝BOM、制造BOM、裝配BOM為核心的整車BOM管理平臺通過BOM的分段管理，實現(xiàn)工藝對生產(chǎn)、物流、財務(wù)等業(yè)務(wù)的全生命周期支持。在訂單評審時系統(tǒng)按照配置號自動保存策略，同時按照基本裝置和選用裝置自動調(diào)取評審策略，大幅提高訂單評審的準(zhǔn)確性與高效性。系統(tǒng)設(shè)置工藝替換策略組，包含工藝替換、生產(chǎn)替換、質(zhì)量替換等規(guī)則，不同的階段可定義自己的替換規(guī)則；與CAPP無縫銜接，抓取工藝數(shù)據(jù)，最終生成帶工序和工位裝配BOM，指導(dǎo)物流配送、生產(chǎn)和財務(wù)核算。

3.構(gòu)建以物流配送計劃和智能交接為核心的物流管理平臺，實現(xiàn)精準(zhǔn)物流和快速物流按照裝配BOM和N+M鎖定計劃生成車間的物料配送計劃和分時配送計劃，將供應(yīng)商、三方物流、配送中心、線邊庫等倉儲單元有機整合在一起，結(jié)合條碼技術(shù)、PDA、車載終端、電子揀選等技術(shù)手段，自動采集及記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，搭建信息通道，三方物流和車間嚴(yán)格按照配送計劃進行物流配送和交接，提高配送效率，并最大程度減少線邊庫存積壓及缺料情況的發(fā)生。支持排序、配料、SPS+DPS、看板、ANDON等多種拉動方式，根據(jù)不同的物料屬性選擇最合適的拉動方式，提高作業(yè)的準(zhǔn)確性、速度，降低供應(yīng)鏈成本。

4.構(gòu)建以交期為核心的生產(chǎn)管理運營平臺，實現(xiàn)生產(chǎn)管理優(yōu)化通過配置生產(chǎn)線和生產(chǎn)節(jié)點，適應(yīng)集團各單位，整合總成生產(chǎn)、改制、配件等流程，以交貨期為核心，主計劃任務(wù)為數(shù)據(jù)源，綜合考慮各類制造資源，建立約束模型，生成高級排程計劃，及可執(zhí)行的車間及產(chǎn)線計劃；系統(tǒng)根據(jù)生產(chǎn)計劃下發(fā)制造任務(wù)，同時依據(jù)工藝路線和工藝參數(shù)要求，對各工序生產(chǎn)過程、設(shè)備及人員的相關(guān)數(shù)據(jù)進行采集，自動識別和記錄，對現(xiàn)場問題、異常進行預(yù)警和報警，形成異常管理的閉環(huán)。

5.建設(shè)企業(yè)級質(zhì)量數(shù)據(jù)應(yīng)用信息化平臺，對質(zhì)量數(shù)據(jù)進行整合，提高企業(yè)運營監(jiān)控、分析、決策及風(fēng)險防范能力采集、整合整車全生命周期質(zhì)量數(shù)據(jù)，建立結(jié)構(gòu)化、分層次的產(chǎn)品質(zhì)量檔案與追溯系統(tǒng)，形成按照裝配結(jié)構(gòu)建立總成、分總成、零部件多層級質(zhì)量檔案；各級相關(guān)質(zhì)量人員通過此平臺開展日常的質(zhì)量管理、控制和指揮協(xié)調(diào)工作，通過質(zhì)量大數(shù)據(jù)分析，修正過程及產(chǎn)品存在的問題，實現(xiàn)企業(yè)關(guān)鍵質(zhì)量管理工作在線處理與協(xié)同的質(zhì)量動態(tài)管理。在對基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、過程數(shù)據(jù)的高效采集和有序管理的基礎(chǔ)上，應(yīng)用大量統(tǒng)計分析工具和報表定制功能，形成不同緯度的報表、圖表和管理駕駛艙，為管理者、決策者提供詳實、精確的指標(biāo)呈現(xiàn)，為企業(yè)管理決策提供有力支撐。

(三)系統(tǒng)架構(gòu)

重型汽車制造執(zhí)行系統(tǒng)基于云計算、物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)構(gòu)建工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)整體架構(gòu)，可分為設(shè)備資源層、連接層、使能平臺層、業(yè)務(wù)應(yīng)用層4個層次，如圖1所示。

1.設(shè)備資源層設(shè)備資源層也稱邊緣層，主要負(fù)責(zé)對工業(yè)數(shù)據(jù)的采集，將企業(yè)各部門信息集成轉(zhuǎn)化為數(shù)字信息，如圖2所示。在卡車生產(chǎn)過程中，基于生產(chǎn)管理、供應(yīng)商數(shù)據(jù)、物流數(shù)據(jù)、品質(zhì)管理數(shù)據(jù)等復(fù)雜多源數(shù)據(jù)類型，借助手段精準(zhǔn)、高效的實時采集，利用精密的物理傳感器進行捕獲，同時還要有配套的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、協(xié)議解析、數(shù)據(jù)集成和邊緣數(shù)據(jù)處理，數(shù)據(jù)采集層支持DCS、PLC、DDC、現(xiàn)場總線、智能儀表等多種設(shè)備的通訊協(xié)議，從而保證制造信息的品質(zhì)?；谄髽I(yè)內(nèi)部各環(huán)節(jié)信息化水平參差不齊，也將需要實現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的接入。

2.連接層連接層包括生產(chǎn)現(xiàn)場以及本地部署的中間件、網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器等IT基礎(chǔ)設(shè)施，也包括云端IT基礎(chǔ)設(shè)施(IaaS)。連接層提供給業(yè)務(wù)單位的服務(wù)是對混合類型IT基礎(chǔ)設(shè)施的利用，包括處理CPU、內(nèi)存、存儲、網(wǎng)絡(luò)和其它基本的計算資源，用戶能夠部署和運行任意軟件，包括操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序。依托連接層的本地/云端服務(wù)器混合部署模式，提供數(shù)據(jù)接收、存儲功能，兼顧工業(yè)大數(shù)據(jù)傳輸、存儲和運算的效率、安全性和經(jīng)濟性。

3.使能平臺層使能平臺層由工業(yè)大數(shù)據(jù)管理層、微服務(wù)組件庫以及模型開發(fā)庫組成，基于通用PaaS架構(gòu)進行二次開發(fā)，實現(xiàn)工業(yè)使能平臺的構(gòu)建，可為企業(yè)提供工業(yè)數(shù)據(jù)管理和分析服務(wù)，并能夠積累沉淀企業(yè)不同業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)內(nèi)技術(shù)、知識、經(jīng)驗等資源，實現(xiàn)封裝、固化和復(fù)用，在開放的開發(fā)環(huán)境中以工業(yè)微服務(wù)的形式提供給開發(fā)者，用于快速構(gòu)建定制化業(yè)務(wù)APP，打造完整、開放的工業(yè)操作系統(tǒng)。

4.業(yè)務(wù)應(yīng)用層在使能平臺層的基礎(chǔ)上，將微服務(wù)庫文件、模型庫文件、數(shù)據(jù)管理等功能集成，為企業(yè)提供應(yīng)用服務(wù)。汽車行業(yè)屬于大型離散型制造行業(yè)，基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的生產(chǎn)制造執(zhí)行系統(tǒng)的落地及應(yīng)用與不同職能部門工作內(nèi)容相關(guān)，與產(chǎn)品所處的階段相關(guān)，同時也與車企內(nèi)部協(xié)同、車企供應(yīng)鏈協(xié)同、產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同程度相關(guān)；基于以上考慮，結(jié)合企業(yè)運營特點，構(gòu)建基于生產(chǎn)職能維度生產(chǎn)、質(zhì)檢、采購、物流、倉儲等的信息化應(yīng)用體系，圍繞生產(chǎn)環(huán)節(jié)、質(zhì)檢環(huán)節(jié)、采購環(huán)節(jié)、物流環(huán)節(jié)等業(yè)務(wù)場景分別建立相應(yīng)的信息化平臺系統(tǒng)，以及基于角色、基于業(yè)務(wù)功能的應(yīng)用APP。項目通過異構(gòu)設(shè)備互聯(lián)、物料與車輛定位識別、質(zhì)量實時監(jiān)控、精益物流執(zhí)行、廠外供應(yīng)協(xié)同等等措施，提高制造效率與物流平順性，提升產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)敏捷性，打造透明高效的“數(shù)字化智能工廠”。

(四)創(chuàng)新應(yīng)用

基于業(yè)務(wù)流程繁雜多樣、軟件開發(fā)框架種類多的特點，系統(tǒng)打通各部門生產(chǎn)業(yè)務(wù)關(guān)系，從開發(fā)框架、業(yè)務(wù)整理、軟件設(shè)計、大數(shù)據(jù)存儲與安全層面實現(xiàn)創(chuàng)新應(yīng)用。

1.個性化軟件開發(fā)框架的選擇，原有TRP3000采用的C/S的架構(gòu)開發(fā)，軟件已使用十年之久，其操作模式和習(xí)慣早已經(jīng)深入人心。為避免舍近求遠(yuǎn)，系統(tǒng)依然使用C/S作為開發(fā)基礎(chǔ)，并采用當(dāng)下比較流行的ORM軟件開發(fā)框架。用C#開發(fā)語言全面替換掉老系統(tǒng)的PB語言開發(fā)，使得后期維護修改，更為清晰、簡單。

2.軟件需求分析，梳理業(yè)務(wù)流程，整合分散的小功能性軟件。將TRP3000的生產(chǎn)管理系統(tǒng)、物資管理系統(tǒng)、總成管理系統(tǒng)、整車庫存系統(tǒng)，包括商務(wù)平臺等系統(tǒng)的功能、菜單進行整理。結(jié)合各相關(guān)業(yè)務(wù)部門新的業(yè)務(wù)需求，重新規(guī)劃流程圖，確認(rèn)流程中各節(jié)點的功能，和各部門在流程中的分工?；睘楹?，將老系統(tǒng)繁雜的功能簡化處理，多余的菜單去除冗余，相同業(yè)務(wù)功能的界面進行合并處理。做到在不減少原有系統(tǒng)應(yīng)用功能的同時，能盡可能優(yōu)化系統(tǒng)的界面和操作。

3.軟件設(shè)計方面，使用power designer設(shè)計數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)，將各表之間的關(guān)聯(lián)加以說明。使得邏輯更為清晰，開發(fā)更為簡單。通過各表之間的關(guān)聯(lián)，到各業(yè)務(wù)功能模塊之間的關(guān)聯(lián)，將生產(chǎn)管理、生產(chǎn)業(yè)務(wù)流程緊密結(jié)合，使得訂單、合同等數(shù)據(jù)源頭開始，直到整車的發(fā)交，財務(wù)結(jié)算都由系統(tǒng)統(tǒng)一管控，每個模塊間無縫串聯(lián)，避免了以往的程序反復(fù)登陸的情況。

4.大數(shù)據(jù)的存儲與安全，數(shù)據(jù)存儲采用SQL Server2012數(shù)據(jù)庫作為工具。數(shù)據(jù)表采用分區(qū)的設(shè)計，使得歷史數(shù)據(jù)可以長期地保存在數(shù)據(jù)庫中，并且不影響查詢速度。系統(tǒng)中設(shè)置操作日志，和錯誤數(shù)據(jù)報警機制，重要數(shù)據(jù)的修改，都會保存在操作日志表中，當(dāng)出現(xiàn)斷網(wǎng)、停電等突發(fā)情況時，有錯誤的寫入數(shù)據(jù)將會通過微信、短信等信息提示發(fā)送到程序員或相關(guān)管理人員的手機上，以便及時進行應(yīng)對，避免產(chǎn)生較大的數(shù)據(jù)出入或者數(shù)據(jù)的損失。

三、實施效果

(一)經(jīng)濟效益

本項目的實施，將推動商用車行業(yè)從傳統(tǒng)制造向智能制造的轉(zhuǎn)變，為商用車制造企業(yè)的信息化工作起示范作用。

1.在重汽集各二級公司進行開發(fā)與實施，目前已經(jīng)實施了濟南卡車、濟寧商用車、濟南商用車、成都王牌、豪沃客車等單位，目前運行良好，每家單位節(jié)約系統(tǒng)開發(fā)及實施費用200余萬元。

2.下一步在集團整車及改裝廠實施，預(yù)計6家單位。

3.將重型汽車制造執(zhí)行系統(tǒng)在山東重汽集團內(nèi)進行推廣實施，并擴展到國內(nèi)重卡行業(yè)。實現(xiàn)了整個行業(yè)信息化水平的整體提升，為整個行業(yè)在工藝水平提升、整體質(zhì)量提升以及縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期提供幫助，產(chǎn)生較大的社會效益。

(二)管理效益

通過平臺，讓企業(yè)與用戶、供應(yīng)商的溝通交流，按需定產(chǎn)，需求拉動，通過云端大數(shù)據(jù)，為后續(xù)產(chǎn)品服務(wù)改進升級提供基礎(chǔ)，提升汽車行業(yè)未來的產(chǎn)品規(guī)劃能力，不止是供應(yīng)鏈上的企業(yè)交流、溝通、采購、物流效率得到極大的提升，如圖3所示。且對于相關(guān)企業(yè)來說，極大地擴展了企業(yè)產(chǎn)品的范圍和服務(wù)深度，由產(chǎn)品型向服務(wù)型轉(zhuǎn)變，增強行業(yè)競爭力，更好地服務(wù)于裝備制造行業(yè)。

(三)社會效益

在行業(yè)內(nèi)率先實現(xiàn)重型汽車整車制造領(lǐng)域的智能制造，本系統(tǒng)的開發(fā)是國內(nèi)重型汽車行業(yè)的第一家，在行業(yè)“智能制造”發(fā)展上樹立模范作用，推動中國重卡制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級。通過該項目的開發(fā)與實施，在工程機械、農(nóng)機等行業(yè)同樣具有較強的示范作用和可借鑒性。

1.產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同創(chuàng)新模式。重汽集團始終堅持產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的研發(fā)模式，聯(lián)合山東大學(xué)、山東建筑大學(xué)等知名高校的制造業(yè)信息化專家，以自有研發(fā)力量為基礎(chǔ)，充分發(fā)揮高校前沿技術(shù)的研究優(yōu)勢，建立了以開發(fā)小組、質(zhì)保小組、系統(tǒng)架構(gòu)師、技術(shù)專家、行業(yè)聯(lián)盟專家、行業(yè)咨詢專家等呈金字塔構(gòu)造的創(chuàng)新型科研團隊。通過這種產(chǎn)學(xué)研用相結(jié)合的模式，不斷實現(xiàn)軟件商、科研機構(gòu)、制造業(yè)企業(yè)的協(xié)同創(chuàng)新和共同發(fā)展。

2.需求拉動、產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同的制造服務(wù)。面向重卡行業(yè)的關(guān)于互聯(lián)網(wǎng)平臺，適應(yīng)技術(shù)發(fā)展趨勢，對行業(yè)企業(yè)的定位、產(chǎn)品規(guī)劃、服務(wù)模式、標(biāo)準(zhǔn)化、盈利模式以及行業(yè)定位提供了關(guān)鍵指引。

來源：推進智慧企業(yè)建設(shè)公眾號