在应用层面,产品开发平台将CAD、CAM、CAPP、CAE等软件系统作为软组件,为每个功能模块提供组件集成规范,凡是符合规范的产品都可以作为平台的一部分,并支持软件的热插拔。产品开发平台对产品生命周期各个阶段的单元技术和单元软件的集成不是简单的组合和数量上的堆积,而是在统一标准的、总体框架基础上的有机的集成,这些单元软件系统作为平台的一部分发挥作用,软件系统之间可以在集成产品模型的基础上方便地进行数据的共享和交互,以及建构在工作流上的协作互动,彻底解决困扰企业的“信息孤岛”问题。
产品开发平台在应用层面的集成和协同还体现在为管理平台和制造执行平台提供相互操作的接口,并且为其建立统一的数据源头,从而保证了三大平台之间在底层的可集成性,为数字企业的构建奠定了基础。
5.4.3制造业企业信息化集成平台——数字化管理平台
如图5-3所示,数字化管理平台基于面向供应链的扩展企业管理模式,以提升企业的整体运营和管理能力为目标,按照市场需求和企业经营目标,涵盖企业物流、生产、财务、质量、运输、分销、服务、人力、项目、设备等经营活动的方方面面,围绕数字化管理中的关系(客户关系、供应商关系、行政组织关系等)和发展(管理变革、业务重组、建立学习型组织等)两大课题,提供企业的人、财、物、产、供、销等方面的从理念到技术多层面的一体化解决方案。数字化管理平台在顺畅物流、信息流、价值流、资金流的基础上实现了横纵两个方向的集成和协同。
(1)垂直集成:从决策到执行
数字化管理沿着从决策到执行的垂直方向可以分为三个层次:企业级战略决策层、工厂级战术层和车间单元级执行层。层次越高,对企业的影响因素就越大,在不同的层次可以按照管理的职能不同划分为财务管理、生产管理、物流管理、资源管理和人员管理等不同方面,如此可以形象地构造出数字化的管理矩阵。
相应地,数字化管理平台也存在一个功能矩阵,各个不同的管理层系统充当矩阵的一个或者多个节点,通过这些节点将企业运营和管理中的人员、事务、数据、资源等各个要素绑定,节点与节点之间纵横互联,资金流、信息流、物流畅通无阻,知识和经验转变为企业的智力资源在节点间流动、改造、升值,整个企业在平台的支持下纳入不断优化的良性循环之中,从而实现跨越数字化管理层次的垂直集成。
(2)横向协同:从供应商到客户
当前企业之间的竞争已不再是一个企业对一个企业的竞争,而是发展成为一个企业的供应链与产业链之间的竞争。针对这个趋势,美国有经济学家在《下一代制造技术》中明确提出了扩展企业模型,认为只有将客户、销售商、供应商、协作伙伴等纳入企业而形成的供应链和产业链式企业才最有可能赢得竞争,获得生存。
数字化管理平台在扩展企业模型的基础上,以满足用户的需求为系统优化和重组目标,通过对供应链所涉及组织的集成和对物流、信息流、资金流的协同,提高供应链整体竞争能力。供应链管理业务的实质是深人供应商和价值链的增值环节,以最短的时间,最经济的成本,将最恰当的货供给需要的客户。在一个供应商、制造商、流通商和客户组成的链式结构中,通常有一个核心企业作为整个系统的“原子核”,它通过对市场供需环境变化的迅速响应,柔性地建立新的供应链,通过统一的决策协调机制,实现面向供应者和需求者的物流和资金流的双向互动互通。数字化管理通常提供管理决策中心,对整体的资金流、物流进行计划和调度,根据需求的变化,柔性地、动态地形成扩展企业,实现企业级的动态集成和协同。数字化管理还提供企业接口,集成企业间的管理平台,在信息共享和交换、物流互通的基础上,实现产业链级的集成和协同。
5.4.4制造业企业信息化集成平台——制造执行平台
制造执行平台以制造单元为核心要素,围绕产品制造过程提供实时信息管理、现场资源管理、智能计划管理、动态过程监控、实时质量控制、快速检测统计、制造过程规划等功能实体,通过集中的协调和调度,实现网络化环境下的制造资源共享、制造能力集成、制造过程协同,以提升制造行业整体的快速响应制造能力。
(1)集成桥梁:四通集成器
制造执行平台是数字化管理和产品开发平台的交叉点,沿着产品开发平台的产品生产周期,制造执行平台连接上游CAD/CAM和下游维护与销售;沿着企业垂直管理体系,制造执行平台连接上层决策计划与下层设备操作,是制造业信息化的桥梁和枢纽。
(2)协同节点:网络化制造
基于MES的制造单元可以作为制造网络中的节点,是实现企业和社会资源共享、集成以及支持企业群体协同制造的有力手段。企业或者经营个体能够以请求服务的方式方便地获得制造资源服务,能够便捷地使用封装在制造网络中的制造单元,实现制造资源的集成和优化运行。制造执行平台为构建面向企业协同制造特定需求的制造网络应用系统提供协同工作支持环境,实现企业间制造协同,使基于制造网络支撑环境运行的制造企业群体能够以低的成本和短的开发周期,制造出符合市场需求的高质量产品。
5.4.5石化企业信息化集成框架
为了有效地解决石化企业信息化过程中的“信息孤岛”问题,针对石化企业生产经营特点和内容,依据以下三项原则构建了石化企业信息化集成框架。
(1)重视数据源的集成和管理
石化企业在其生产经营过程中,产生了大量的数据,包括工艺流程数据、油品质量数据、油品罐存数据、公用工程数据、设备管理数据、经营管理数据、办公自动化数据等数据。这些数据是石化企业生产经营决策的重要依据。因此,石化企业在信息化过程中,石化企业信息化集成框架必须重视这些数据源的集成和管理,以解决信息化过程中严重的“信息孤岛”现象。该框架为了达到数据源的集成和管理,提出了在重视数据采集的前提下,采取实时数据库、关系数据库和数据仓库结合使用的解决方案。
(2)以ERP系统为信息化集成框架的主线
随着计算机技术、网络技术、信息传输技术的发展,世界企业信息化的水平不断提高,管理信息系统已从“物料需求计划”(MRP)发展到“企业资源计划”(ERP)。据查询,1999年12月《财富杂志》上石油石化行业综合排名,位于前10名的石油石化公司,基本上实施了ERP系统。借鉴国外同类公司的经验,我国石化企业也应建设以ERP为主线的现代化信息系统。
(3)重视其他信息系统与ERP系统的结合
石化企业业务流程复杂,尽管ERP系统实现了“物流、资金流、信息流”的“三流合一”功能基本可覆盖企业的管理业务,但其功能仍然存在局限性。另外,将石化企业所有信息系统功能都集成到ERP里,容易造成ERP系统过于庞大和复杂,不利于系统的维护和升级。因此,石化企业的信息系统应该坚持以ERP系统为主,重视其他信息系统与ERP系统的结合。
①计算机网络系统。它是支持石化企业各个信息系统的开放型网络通信系统,是石化企业信息化的基础设施。采用国际标准和工业标准规定的网络协议,它可以实现异种机互联、异构局部网络及多种网络的互联;以分布为手段满足各应用分系统对网络支持服务的不同需求,支持资源共享、分步处理、分步数据库、分层递进和实时控制。
②实时监控、实时优化、集散控制和先进控制系统是石化企业生产过程中应用的信息系统。四者通过实时数据库进行数据共享,相互配合,以达到石化企业“安全、稳定、高效、低成本”的生产目的。
③生产调度系统。生产调度是生产指挥中心,生产调度管理是CIMS的中心环节,它将工厂的业务管理系统(企业资源计划ERP、管理信息系统MIS)和生产过程管理(工艺管理)有机地结合在一起。生产调度系统是连接企业关系数据库和实时数据库的中心系统,通过与关系数据库之间的数据交换,接收企业的生产指令、调度指令,并将生产的实时情况反馈给企业管理层次。通过与实时数据库之间的数据交换,接收生产的实时数据,并按照生产指令和调度指令,进行生产调度。生产调度系统集成了调度优化管理理念和信息技术,石化企业调度优化是对计划的分解,是在各种变化市场条件提出的生产计划的要求下,以最小消耗完成生产计划。调度优化的管理理念是成本最低和产值最大,成本函数包括物料成本、劳动成本、公用工程成本和其他变动成本,约束条件包括原料量、现有流程结构和设备能力、物料平衡、公用工程、市场情况、库存量和生产周期等。
④S——指石化企业同供应商之间的电子商务系统,C——指石化企业同客户之间的电子商务系统。S、C以ERP系统为中心完成企业的采购、生产经营、销售业务过程,并及时将收集到的信息经过处理后,存入到数据仓库里,以方便决策者根据信息进行准确的决策。
⑤SRM(Supplier Relationship Management,供应商关系管理)和CRM(Custom Relationship Management,客户关系管理)重点任务是通过对企业与供应商和顾客之间的交易信息,供应商和顾客之间基本信息等进行深入分析,挖掘出隐藏在数据中的潜在信息,帮助企业了解供应商和顾客的特性,以便企业采取及时有效的措施满足客户需要,让渡客户价值,从而建立良好的供应商关系和客户关系。
⑥数据仓库作为面向主题的、集成的、稳定的、不同时间的数据集合,用以支持经营管理中的决策制定过程。决策支持系统(DSS)作为石化企业的决策中心,结合数据仓库的特性,可以提高决策支持系统的智能性,从而帮助石化企业管理者进行更准确的决策。
为了顺应世界制造业发展的潮流和趋势,根据国家“走新型工业化道路”的总体战略部署,宜昌市制造业信息化工程通过关键技术攻关、软件产品研发,打造现代集成制造系统的产品开发平台、数字化管理和制造执行平台,并通过在重点行业、企业和区域开展重大集成应用和典型示范,促进具有自主知识产权的制造业信息化软件的产业化,促使我国的制造业信息化工程沿着集成与协同、变革与创新、自主与应用的道路持续、健康、稳步地向前发展。