建材裝備數字化管理論文范文

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1業務流程設計與控制模型

投標是建材裝備制造企業獲取客戶訂單的主要模式，投標完成的訂單以項目的形式立項，進而進行產品的設計、制造等生產和經營活動，企業的整體運作流程如圖1所示。市場部投標完成的項目需求以聯系單的形式下發至設計院（部），具體流程如下：（1）設計院（部）依據項目的基本需求進行產品設計，完成的圖紙交付給各制造主體進行制造，同時并行進行產品的設計和制造。（2）技術部根據設計完成的圖紙進行技術準備，處理產品的物料信息和制作信息，并將物料信息傳遞給采購部，將制作信息傳遞給生產部和儲運部等部門。（3）根據技術準備的結果，采購部進行原材料及零部件的采購，生產部進行產品零部件的制作，采購入庫的原材料和生產制作完成的成品經質量部質檢合格后入庫。（4）在項目產品制作完成后，儲運部根據裝箱單進行發運的準備工作，選擇合適的物流供應商，將產品交付業主并進行現場施工。結合以上生產制造流程，進一步對建材裝備制造企業項目主導下的業務流程進行分析，從制造過程控制、物流控制和資金流控制的角度構建系統的業務流程主線，劃分出基于項目裝箱單的制造過程控制主線、基于項目物料需求的物料流控制主線和基于項目收支的資金流控制主線。

1．1基于項目裝箱單的制造過程及多層次視圖控制由于建材裝備產品的大型化、復雜性，導致裝備產品的零部件眾多、生產周期長。產品的多主體制作、分期交付、拆解發運和現場施工使得建材裝備產品在制作過程中，不但需要考慮產品制作，而且需要考慮發運和現場裝配。在這一過程中，要保證制作、發運和裝配的可行性，就需要有合理的裝箱單對制造過程進行指導。裝箱單是技術部在對設計部門提供的產品物料清單（BillofMaterial，BOM）進行轉化的基礎上，由生產部、質量部和儲運部等對裝箱單信息的進一步完善而形成的指導性文件，其包括制作內容、制作工程量、尺寸信息、裝箱標識等信息，是項目最終交貨的依據，也是制造過程中計劃制定、任務分配和工程結算的依據。裝箱單信息模型如圖2所示，主要包括制作工藝信息、檢驗信息、其他信息等。在信息的存儲過程中，各類信息以面向裝箱單的具體零部件為對象進行控制，以便后續信息的處理和集成。在產品的實際生產過程中，基于裝箱單的制造過程主要包括過程控制和進度監控兩方面內容。（1）基于裝箱單的制造過程控制基于裝箱單的制造過程控制以項目為基礎，將管理人員、設計人員、技術人員、生產人員、質檢人員和庫管員等通過裝箱單進行有機整合。圖2所示為基于箱單的制造過程控制流程，主要包括技術準備、生產制作、質量報檢、進度控制、入庫和發運等基于裝箱單的一系列流程。基于裝箱單的制造過程控制具有以下特點：①技術部、生產部、質量部、儲運部等根據裝箱單組織部門工作；②提高了系統的數據集成，減少了各部門的重復工作；③具有數據的可追溯性，能夠根據裝箱單進行信息跟蹤和反饋。這些特點為實現建材裝備制造過程控制以及制造過程信息的追溯奠定了良好的基礎，采用這種基于項目裝箱單的控制方法能夠有效掌控和管理項目的生產進度，提高管理的效率，減少因信息的閉塞導致的失誤，從而保證項目交付的及時性。（2）基于多層次視圖的進度監控項目進度的監控是保證項目按期交付的重要手段，其中如何對項目進度進行監控是進度控制的關鍵。建材裝備制造企業中以工程量作為結算和交貨的依據，而這一依據是以裝箱單為基準，因此，本文根據建材裝備制造企業基于裝箱單的制造過程控制的特點，提出基于多層次視圖的進度監控方法，通過工序層視圖、部件層視圖、設備層視圖、項目層視圖四個層次進行控制。圖4所示為多層次視圖監控模型，表明了各層次視圖之間的連接關系。

1．2基于項目物料需求的物料流控制物料是生產制造活動的基礎，物料需求來源于技術部根據產品BOM信息匯總得到的物料信息。建材裝備制造企業用裝箱單指導生產，根據裝箱單及圖紙信息領取物料，整個物料流動過程中，根據物料的計劃跟蹤號（由項目、計劃批次及物料類型確定的唯一標識）對物料的整個流動過程進行控制，圖5所示為具體的物料控制流程。基于計劃跟蹤號的項目物料流控制具有以下特點：①以項目為源頭，通過計劃跟蹤號來唯一標識物料從需用計劃、占用、代用、詢比價、訂單、入庫和出庫等流動過程，可追溯性強；②便于統計和對比項目物料的需求量、購買量、入庫量和出庫量；③能有效避免物料的錯領、超領等問題。這些特點為實現建材裝備制造企業物料需求的透明性和可追溯控制提供了基礎，也為成本分析提供了基礎數據。

1．3基于項目合同收支的資金流及預警控制企業進行生產和經營活動的驅動力是利潤，為了有效控制項目的利潤，需要對項目的資金流進行控制。一種有效的控制方式是嚴格區分項目的收入和支出，通過收支的統計控制資金的流動，同時對超出項目資金計劃的資金流進行預警，避免事后被動的成本統計，便于事前主動采取控制措施。以下結合建材裝備制造企業的特點，從控制和預警的角度構建資金流模型和預警模型。（1）基于項目合同收支的資金流控制模型建材裝備制造企業的合同主要分為銷售合同、采購合同、委外合同、運輸合同和其他合同五大類，其中銷售合同是作為收入類的合同，其他四類合同是作為支出類的合同，另外還可能發生資金流動的是項目的索賠，既存在收入類的索賠，又存在支出類的索賠。本文根據建材裝備制造企業項目收支的特點，提出基于項目合同收支的資金流控制模型，如圖6所示。針對項目合同，分別統計收入和支出，其資金流的控制分為兩部分：①針對項目合同簽訂金額的資金控制，具體體現為合同金額；②針對合同結算的資金控制，具體體現為按收付款統計的項目合同的實際結算金額。（2）項目資金流預警模型目前在以項目為主導的建材裝備制造企業中，對項目資金流的控制過于被動，缺乏資金流動的事前預警，即對項目資金流的控制是事后的統計和分析，此時項目往往已經發生超支，而對項目執行過程中可能發生的異常或超支的資金無法提前預警。因為在信息管理平臺中提供了良好的基礎數據支撐，所以提出基于內控指標體系的資金流預警策略，即在項目執行前針對不同的控制指標制定相應的內控指標標準，對項目執行過程中的實際發生值按照不同的標準進行分級，實現部門級、主管領導級和總經理級的多級預警。圖7所示為基于內控指標的多級預警模型，假定對項目Project進行內控指標預警。

2制造過程協同與數據集成

為支持建材裝備制造企業三大業務流（制作流、物料流、資金流）以及多制造主體平臺的系統集成，在統一的架構體系下，需要對集團各制造主體的業務活動進行整合，即多制造主體之間項目制造過程的協同，從而實現對項目的集團化管控。建材裝備制造企業數字化智能化平臺集成的目的是實現數據的集成和共享，由于各制造主體在地理位置、信息系統和管理流程等方面的差異，需要多制造主體進行項目制造過程的協同，滿足多系統的數據集成以及管理審批流程的可重構，這也是制造集團數據集成和共享的基礎。

2．1多主體制造過程的協同由于建材裝備制造集團的多個制造主體分布在不同的地域，其制造過程協同的實質就是圍繞項目任務所進行的一系列制造過程信息的共享［12］，主要包括兩方面：①針對項目任務執行的制造過程信息共享，如制造任務計劃、零部件的檢驗信息、發運計劃等，特別是各制造主體的制造任務執行進度，通過及時的制造任務進度信息共享，保證項目的按期交付；②針對項目任務執行過程的資源信息共享，如設備信息、供應商信息等，特別是各制造主體的庫存物料資源信息，通過及時消耗庫存的多余物料來減少呆料和滯料，提高資金的流動率。圖8所示為建材裝備制造集團在統一的技術平臺體系下，多制造主體進行制造過程協同的示意圖，制造集團在統一的管理平臺下，實現不同地域的制造主體以及任務、資源等信息的共享。

2．2基于數據傳輸中間件的數據集成技術數據的集成是將不同來源、格式、特點的數據在邏輯或物理上進行集中，提供較為全面的信息共享。目前，在建材裝備制造企業的生產經營活動中使用了多種信息化管理軟件，如產品數據管理（ProductDataManagement，PDM）、企業資源規劃（Enter－priseResourcePlanning，ERP）、辦公自動化（Of－ficeAutomation，OA）等，這些系統在物理上分離，但在數據邏輯上關聯緊密，由于數據共享程度不高，存在很多重復性工作，這是企業的基本現狀，同時集團多主體制造過程的協同迫切需要實現多個系統間的數據集成。在數據集成方面，常用的方式是聯邦式和中間件模型［10－11］，聯邦模式能夠為用戶提供統一視圖，但是需要在統一的數據庫架構下同時對多個異構數據庫進行訪問和控制，由于各系統是封裝的，實施起來比較困難；中間件［11］是獨立于異構數據庫和應用程序之間的軟件，主要實現信息傳遞，在實施上較為容易。為了實現建材裝備制造企業數字化管理平臺與其他系統的數據集成，本文提出一種可配置的數據傳輸中間件來滿足數字化管理平臺的數據集成需求，該中間件的主要特點是根據用戶的需求，通過簡單的配置實現數據在不同系統的傳遞，從而達到信息共享的目的。圖9所示為數據傳輸中間件的基本工作流程，首先根據異構系統下的數據集成需求，通過模板編輯器定義模板，主要包括數字化管理平臺數據與異構集成平臺數據的對應關系、一些特定數據信息（如單據編號、產品代碼等）的創建及匹配方法，以保證數據在異構系統的可追溯，同時針對不同的數據集成需求定義不同的模板，組建模板庫；最后根據實際的數據集成需求從模板庫中調用對應的模板，實現數字化管理平臺與供應鏈管理（SupplyChainManagement，SCM）和OA等系統之間的數據分發共享。

2．3基于權限與重構的流程重組技術由于制造過程中數據的流轉在不同企業存在差異，并且隨著時間的推移，企業需要對其流程進行變更、優化和重組，例如，企業傳統的收票流程為“供應商開票→儲運部確認發票和入庫單信息→紙質版傳遞到采購部確認→財務部添加發票信息→財務部鉤稽發票”，在這一流程中，儲運部和財務部存在重復性工作，儲運部已確認發票信息，而財務還需要重新添加后再審核；優化后的收票流程為“供應商開票→儲運部添加發票信息→紙質版傳遞到采購部確認→財務審核鉤稽發票”，減少了儲運部和財務部的重復性工作；同時企業在單據審批時，為了保證審批的合理性和效率，在審批的權限和流程上也存在重組和優化。數字化管理平臺需要具有柔性，能通過簡單的配置快速適應流程重組的變化需求。本文提出一種與權限結合的流程重構方法，并在管理平臺中進行了應用，具體的流程如圖10所示。該配置方法的主要特點是：權限和流程配置相結合，配置方法具有柔性，對于重組或新增的流程，由管理員設置數據的流轉模式，如串行、并行、串并綜合等，并確定處理人員，每一個人員對應不同的角色和權限；在實際應用中調用相關的審批流程，按照配置的串行、并行或串并綜合的模式實現數據的流轉。

3應用案例

基于上述建材裝備制造企業流程管理的方法和理論，本文在MicrosoftVisualStudio2008和Mi－crosoftSQLServer2005平臺上，利用Microsoft．NetFramework3．5等工具開發了基于瀏覽器／服務器（Browser／Server，B／S）架構的建材裝備制造企業數字化管理平臺，并在中國中材裝備集團進行了實際應用。中國中材裝備集團是中國中材集團旗下的中國中材國際工程股份有限公司按專業化分工原則、集旗下全部裝備資源組建的從事裝備產業的高新技術企業，下屬12家建材裝備制造基地，各制造基地的信息化建設需要進一步展開，以適應集團化制造模式下的信息集成和管理需求。目前，數字化管理平臺已經在中材裝備制造集團下屬的中材（天津）重型機械有限公司、唐山中材重型機械有限公司和唐山海港中材裝備制造有限公司等3家企業進行了應用，在業務管理、流程審批、計劃控制、成本管理、需求傳遞的及時性和效率等方面取得了較好的應用效果，為企業的集團化管控提供了有力的平臺支撐。數字化管理平臺的功能模塊主要按部門劃分，包括待辦事宜、辦公管理、考核管理、市場管理、技術管理、采購管理、生產管理、質量管理、儲運管理、財務管理、合同管理和安全管理等模塊。系統功能結構如圖11所示。圖12所示為項目的添加界面，在合同投標完成后，由技術管理人員添加項目信息，包括項目的名稱、編號和日期等。圖13所示為各部門匯總到采購部的物料需用計劃，由儲運部進行庫存的占用和代用后，采購部生成詢比價單及訂單，進行原材料的采購。圖14所示為生產部月生產進度管理界面，生產部可以根據技術部提交的裝箱單及其工程量信息，結合月生產交包對生產制號及項目的進度進行監控。圖15所示為質量部報檢管理，各部門提交的報檢計劃由質量部進行統一質檢，原材料及成品需要質檢合格后才能入庫。圖16所示為儲運部庫存管理界面，包括物料的基本信息、標識項目歸屬的計劃跟蹤號等。儲運部根據訂單進行入庫，按照項目、生產制號進行出庫。圖17所示為合同收支界面，主要包括基于項目的各類合同的金額、收付款比較和索賠等。

4結束語

本文以建材裝備制造企業為對象，針對制造過程的信息管理和集成共享問題，在分析企業實際需求的基礎上，提出基于項目裝箱單的制作流控制、基于項目的物料流控制和基于項目合同收支的資金流及預警控制三條主線，并在系統的開發過程中，結合數據集成和可重構等技術手段，使數字化管理平臺具有更高的柔性和適應性。具體研究及應用成果主要包括以下幾方面：（1）針對建材裝備制造企業的特點，引入制作流、物料流以及資金流的三大業務流控制主線，突出了項目主導下的進度及資金預警，開發并實現了針對建材裝備制造企業的數字化管理平臺，提高了數據共享的程度和業務管理的效率。（2）提出基于數據傳輸中間件的數據集成方法，實現了在多系統間的數據傳遞和共享，滿足了建材裝備制造集團多制造主體在制造過程中的信息協同。（3）提出基于權限與重構的流程重組方法，使得數字化管理平臺能夠適應在流程重組下的系統變更需求，提升了系統的柔性。目前所開發的數字化管理平臺在中材裝備制造集團旗下的多家制造企業正式使用，滿足了其制造過程中信息的傳遞和共享需求，并對建材裝備制造集團的信息管控與協調提供了信息支撐平臺。后續將對多制造主體的制造任務協同和總成本控制進行深入研究，使信息化管理平臺更好地為建材裝備制造的集團化管控服務。

作者：郭順生杜百崗孫利波李益兵郭鈞單位：武漢理工大學機電工程學院