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    制造型企業信息化是由“企業”、“價值鏈”和“產品和服務”三個坐標形成的立體架構，制造企業不僅是生產物質產品的工廠，也是向客戶提供服務和知識、使客戶通過使用產品獲得增值、與客戶和供應商一起創造價值的組織。換言之，以信息化為核心的新型工業化，將使制造企業從單一產品的生產型企業向為客戶提供解決方案的服務型企業轉換。

    1平臺建設總體規劃

    企業信息化管理建設進程是由企業內部管理向外部管理、企業核心業務向企業整體業務擴展的，總體來說，有以下五大階段：

    第一階段，企業信息化基礎建設。這是為進行信息化管理建設的核心工作。在此階段，企業一方面要逐漸改變自身多年的人工管理和工作習慣以適應信息化管理帶來的管理升級，另一方面著力構筑信息化所必需的軟硬件設施及平臺，包括網絡硬件、操作系統和數據庫軟件等等，搭建起信息化基礎平臺。

    第二階段，針對企業的核心部門進行信息化建設。先從產品設計部門入手，逐步建立起相互獨立的部門級應用系統，短時期內能滿足本部門生產管理需要，繼而滿足企業最低的信息化管理需求。

    第三階段，集中對企業內部生產活動之間進行有效互聯。在此階段，ERP起最為重要的作用。通過對軟硬件平臺進行同構化建設以實現部門間的信息共享和協同操作，實現基于企業內部范圍的管理，最終對計劃需求量、安全庫存量、采購提前期、采購批量、采運方式、采購價格、市場行情和供應商等進行準確的分析和設定，使企業的信息化水平得到質的提升，保證對企業管理可以進行事先計劃，事中控制和事后分析。

    第四階段，構建現代供應鏈信息化系統。通過構建現代物流供應鏈信息化體系，推進信息化管理從企業內部擴展到企業外部、甚至整條供應鏈上，實現企業上下游協同管理成為企業更高的追求。

    第五階段，智能化管理。信息化管理不再是企業物流供應鏈、運營的幫手，而上升到企業戰略的指導建議層次，真正實現計算機管理人的終極目標。

    2 項目建設的目標

    (1) 通過建立覆蓋工廠園區的計算機網絡系統和應用實施全套的ERP系統和OA, 從根本上改變企業較為傳統與落后的管理現狀，提高企業的工作效率。

    (2) 通過應用全面機械設計與加工系統軟件CAXA，提高企業的自主創新能力，真正實現了從設計到加工一體化。

    (3) 通過自動化設備以及裝配過程數值計算機模擬軟件、數控系統軟件、質量控制和分析軟件的應用，實現生產過程的智能化。

    3 項目建設的主要內容

    本項目圍繞著信息資源數字化、設計加工一體化、生產過程智能化的目標來進行規劃，實現主體業務過程信息化，促使企業生產、管理邁向更高的水平，進一步擴大市場競爭力，充分發揮現代信息技術在企業生產、管理中的作用。
本信息化系統共分解為三個部分進行實施：

    (1) 完善企業網建設

    企業網建設應該分期建設，首先建立企業網的主干，然后建立各個應用子系統，并通過路由器與INTERNET相連。在此基礎上建立的軟件和信息資源可使企業內部各個部門聯入企業網的計算機根據權限訪問INTERNET資源，實現企業管理自動化和辦公自動化。并可通過企業的WEB、數據庫、文件服務器向INTERNET網及內部管理部門提供企業信息資源。

   (2) ERP系統和OA的應用

   ① ERP（企業資源管理系統）

   ERP系統軟件以MRPⅡ/ERP原理為基礎，吸收成套完善的生產管理，采用開放的客戶機/服務器結構等先進計算機技術，真正實現資源配置信息傳遞的便捷化和數據的精確化。

   ② OA（辦公自動化系統）

   規劃辦公自動化軟件采用通達OA系統，此系統集成了企業管理功能，標準配置工資管理、檔案考勤管理、人事管理等極具價值的模塊，構成了企業信息管理的中樞。由于該系統的運行速度快，操作簡便，使得公文、通知等上下行信息的傳遞和部門之間的信息交換、交流和溝通更加便捷，可大大提高辦事效率。

   (3) 全面機械設計與加工系統軟件CAXA(該軟件集成了CAD、CAE、CAM系統)的應用

   在生產線處理系統上安裝人機交互界面，集成計算機管理系統，后臺采取模擬系統，實現各工序、接點之間的優化連動，從而極大地提高企業生產效率和產品品質、精度。

    4 項目建設方案

    4.1企業網建設實施方案

    網絡拓撲結構是決定網絡性能的主要技術之一，同時在很大程度上也決定了網絡系統的傳輸速度、可靠性、通信效率。網絡拓撲結構與網絡布線系統有著密切的聯系，將對整個系統的投資和性能產生重要的影響。
企業廠域網絡系統從設計上分為核心層、匯聚層和接入層；分層思想使網絡有一個結構化的設計，針對每個層次進行模塊化的分析，對統一管理網絡和維護非常有幫助。對本企業廠域網來說，采用以下三個結構層次：

    (1) 核心層：核心層的功能主要是實現骨干網路之間的優化傳輸，核心層設計認為的重點通常是冗余能力、可靠性和高速的傳輸。

    (2) 匯聚層：匯聚層的功能主要是連接接入層節點和核心層中心。

   (3) 接入層：在核心層和匯聚層的設計中主要考慮的是網絡性能和功能性要高。企業網的網絡拓撲圖如圖4-1所示。
  
            
                                     圖4-1 網絡拓撲圖

   4.2建設ERP系統和辦公自動化OA系統

   從功能方面來看，ERP和OA有著本質的區別。其中ERP傾向于業務管理，OA則是對ERP之外的企業其他資源的整合管理。

   (1) ERP系統

    制造企業實施ERP系統是一個最見效益的過程。建立在網絡和信息技術基礎上，以市場和客戶需求為導向，以計劃與控制為主線，集成管理人、財、物、供、產、銷六大資源的ERP系統無疑是提升管理的利器，ERP系統建立企業信息共享平臺，打通企業內部供應鏈，部門間人為協調工作減少，溝通成本將大幅降低。ERP系統實施后的直接效果是庫存降低，停工待料和延期交貨減少，由于庫存費用下降，勞動力的節約，采購費用節省等一系列效應，必然會引起生產成本的降低。

   (2) 辦公自動化OA系統

   OA作為一種綜合自動化管理的信息化工具，其適用于不同階段的員工。涉及的服務涵蓋企業EIP（企業信息門戶）、KM（知識管理）、HRM（人力資源管理）、CRM（客戶關系管理）、WM（工作流程管理）、PM（項目管理）、電子政務、內外網一體化管理等方面，通過應用，使得企業人力、財力、物理、信息、流程等資源集中于統一的OA管理平臺之上。同人力資源、客戶關系、企業信息等方面協和組織起來，有效的解決了企業內信息、資源和應用三者孤立的管理難點。以緊密連接與高效協作的運營特點，為企業搭建一個全面協同的數字化管理平臺，成為企業面向過程管理的重要信息化工具。

    4.3 全面機械設計與加工系統軟件CAXA的應用

    該系統主要是利用PDM、ERP、辦公協同平臺將各種應用程序CAD/CAPP/CAM等集成在一體，使得分布在企業各個地方、在各個應用中使用（運行）的所有產品數據得以高度集成、協調、共享，實現企業生產的集群化。

   ① 系統框架

    該系統主要是通過對CAD系統設計出的零件，按照CAPP系統輸出的加工工藝路線（或工藝規程），經過建立加工仿真模型，進行刀位軌跡規劃，對刀位軌跡進行加工仿真，最后通過后置處理，生成針對具體機床的數控加工代碼，并將輸出的結果存儲到PDM系統中。所以可將系統分為如圖4-2所示體系結構中的幾個功能模塊。
     
                 
                                     圖4-2 系統結構框圖

    ② 系統的功能集成
充分利用Pro/ENGINEER的Pro/NC數控加工模塊的功能，通過對其進行二次開發，系統的功能集成如圖4-3所示。
    
                  
                                  圖4-3 系統功能集成圖

    ③ 系統的信息流程

    CAD/CAPP/CAM集成系統是以Pro/NC加工模塊為支撐軟件而進行的開發，其系統的信息流程圖如圖4-4所示。
    
                          
                                        圖4-4 系統信息流程圖

    ④ 系統集成的關鍵技術

    ◆加工仿真模型的建立

    在CAD/CAPP/CAM系統集成過程中，建立零件的加工仿真模型至關重要。這個加工仿真模型應該能夠完整地、全面地、準確地描述零件信息。除了零件的幾何信息、拓撲信息、工藝特征信息外，還應包含有關的刀具信息、機床信息、毛坯信息、夾具信息、加工參數信息和工序排序信息等，因此，這個加工仿真模型應包括零件模型、刀具模型、夾具模型、機床平臺模型及坐標系統的定義等。

    ◆數據交換的接口技術

   在CAD/CAPP/CAM系統集成中，產品數據的存儲、維護和傳輸是非常重要的一環， 要求產品數據管理系統以一種安全的電子文本形式存儲產品及設計信息并保證對信息訪問的安全性。要建立零件的加工模型，以及實現系統新增的功能，就必須實現信息集成，這就涉及不同系統間、不同功能模塊間的數據交換。通過使用Pro/ENGINEER的開發工具Pro/Toolkit編寫應用程序，建立數據交換的接口函數，將用戶從PDM系統中獲取的各種有關零件的設計信息和工藝信息傳遞到Pro/ENGINEER系統的統一數據庫中進行管理，實現用戶與系統的信息交換。所以，這些數據交換的接口函數創建工作非常重要，它直接關系到整個CAPP/CAM系統集成的成敗。

|    ⑤ PDMS與ERP的集成

    PDMS與ERP的集成主要體現在PDMS向ERP提供基礎數據，包括企業最基本的物料數據以及產品的設計BOM。另外，PDMS也需要從ERP中獲得設計指導信息，并能接受ERP傳遞的反饋信息，從而實現工程變更。
設計BOM描述的是產品各零部件間的組成關系和構成數量，是ERP進行物料需求計劃的根本依據，設計BOM來源于PDMS，因此，PDMS與ERP的集成將完成兩大功能：一、將PDMS中的物料數據及設計BOM導入ERP中，二、建立PDMS與ERP之間的信息交互功能，以保證PDMS與ERP之間數據的一致性、實效性。

    4.4 實現生產過程的自動化

    根據現場情況，擬設計一套控制系統對生產裝置進行控制。新系統要求有數據采集和存儲、流程顯示及控制、連鎖、報警報表, 安全維護等功能。而且穩定可靠，監控畫面符合操作習慣。該系統建議采用高速PLC控制系統。
控制系統網絡結構圖見下圖
                
                  
                                   圖5 系統網絡結構圖

   采用PLC可編程控制器組建的工業網絡控制管理系統實現了分布式控制，可大大降低現場連接工作量和費用，提高信號的傳輸精度與靈活性。實現了控制手段的更新和控制效率的提高,使人機交互可視化以及生產管理與控制的一體化，給系統的安裝、調試和設備維護帶來方便。

    5 總結

    通過合理規劃和有效分部實施，可以實現企業管理與生產管理的有機融合，從而形成統一的管理平臺，達到提升制造業產能效率的目的。

    參考文獻

    [1]孫明璠. 中國制造業公司治理與ERP系統實施效果研究[M] 經濟科學技術出版社, 2010.

    [2]陳宗舜等. 機械制造裝配工藝設計與裝配[M].CAPP 機械工業出版社, 2007.

    [3]葉連松. 新型工業與制造業發展[M]. 中國經濟版社,2009.

    摘自《自動化博覽》2011年第六期