建材裝備數(shù)字化管理論文范文

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1業(yè)務(wù)流程設(shè)計與控制模型

投標(biāo)是建材裝備制造企業(yè)獲取客戶訂單的主要模式，投標(biāo)完成的訂單以項目的形式立項，進而進行產(chǎn)品的設(shè)計、制造等生產(chǎn)和經(jīng)營活動，企業(yè)的整體運作流程如圖1所示。市場部投標(biāo)完成的項目需求以聯(lián)系單的形式下發(fā)至設(shè)計院（部），具體流程如下：（1）設(shè)計院（部）依據(jù)項目的基本需求進行產(chǎn)品設(shè)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(chǎn)品的設(shè)計和制造。（2）技術(shù)部根據(jù)設(shè)計完成的圖紙進行技術(shù)準(zhǔn)備，處理產(chǎn)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(chǎn)部和儲運部等部門。（3）根據(jù)技術(shù)準(zhǔn)備的結(jié)果，采購部進行原材料及零部件的采購，生產(chǎn)部進行產(chǎn)品零部件的制作，采購入庫的原材料和生產(chǎn)制作完成的成品經(jīng)質(zhì)量部質(zhì)檢合格后入庫。（4）在項目產(chǎn)品制作完成后，儲運部根據(jù)裝箱單進行發(fā)運的準(zhǔn)備工作，選擇合適的物流供應(yīng)商，將產(chǎn)品交付業(yè)主并進行現(xiàn)場施工。結(jié)合以上生產(chǎn)制造流程，進一步對建材裝備制造企業(yè)項目主導(dǎo)下的業(yè)務(wù)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(gòu)建系統(tǒng)的業(yè)務(wù)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(chǎn)品的大型化、復(fù)雜性，導(dǎo)致裝備產(chǎn)品的零部件眾多、生產(chǎn)周期長。產(chǎn)品的多主體制作、分期交付、拆解發(fā)運和現(xiàn)場施工使得建材裝備產(chǎn)品在制作過程中，不但需要考慮產(chǎn)品制作，而且需要考慮發(fā)運和現(xiàn)場裝配。在這一過程中，要保證制作、發(fā)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(dǎo)。裝箱單是技術(shù)部在對設(shè)計部門提供的產(chǎn)品物料清單（BillofMaterial，BOM）進行轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)上，由生產(chǎn)部、質(zhì)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(dǎo)性文件，其包括制作內(nèi)容、制作工程量、尺寸信息、裝箱標(biāo)識等信息，是項目最終交貨的依據(jù)，也是制造過程中計劃制定、任務(wù)分配和工程結(jié)算的依據(jù)。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(xù)信息的處理和集成。在產(chǎn)品的實際生產(chǎn)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(jiān)控兩方面內(nèi)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(chǔ)，將管理人員、設(shè)計人員、技術(shù)人員、生產(chǎn)人員、質(zhì)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(shù)準(zhǔn)備、生產(chǎn)制作、質(zhì)量報檢、進度控制、入庫和發(fā)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(shù)部、生產(chǎn)部、質(zhì)量部、儲運部等根據(jù)裝箱單組織部門工作；②提高了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集成，減少了各部門的重復(fù)工作；③具有數(shù)據(jù)的可追溯性，能夠根據(jù)裝箱單進行信息跟蹤和反饋。這些特點為實現(xiàn)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(chǔ)，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(chǎn)進度，提高管理的效率，減少因信息的閉塞導(dǎo)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(jiān)控項目進度的監(jiān)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(jiān)控是進度控制的關(guān)鍵。建材裝備制造企業(yè)中以工程量作為結(jié)算和交貨的依據(jù)，而這一依據(jù)是以裝箱單為基準(zhǔn)，因此，本文根據(jù)建材裝備制造企業(yè)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(jiān)控方法，通過工序?qū)右晥D、部件層視圖、設(shè)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(jiān)控模型，表明了各層次視圖之間的連接關(guān)系。

1．2基于項目物料需求的物料流控制物料是生產(chǎn)制造活動的基礎(chǔ)，物料需求來源于技術(shù)部根據(jù)產(chǎn)品BOM信息匯總得到的物料信息。建材裝備制造企業(yè)用裝箱單指導(dǎo)生產(chǎn)，根據(jù)裝箱單及圖紙信息領(lǐng)取物料，整個物料流動過程中，根據(jù)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(biāo)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(biāo)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(tǒng)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(lǐng)、超領(lǐng)等問題。這些特點為實現(xiàn)建材裝備制造企業(yè)物料需求的透明性和可追溯控制提供了基礎(chǔ)，也為成本分析提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1．3基于項目合同收支的資金流及預(yù)警控制企業(yè)進行生產(chǎn)和經(jīng)營活動的驅(qū)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(yán)格區(qū)分項目的收入和支出，通過收支的統(tǒng)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(yù)警，避免事后被動的成本統(tǒng)計，便于事前主動采取控制措施。以下結(jié)合建材裝備制造企業(yè)的特點，從控制和預(yù)警的角度構(gòu)建資金流模型和預(yù)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(yè)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(fā)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(jù)建材裝備制造企業(yè)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(tǒng)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(xiàn)為合同金額；②針對合同結(jié)算的資金控制，具體體現(xiàn)為按收付款統(tǒng)計的項目合同的實際結(jié)算金額。（2）項目資金流預(yù)警模型目前在以項目為主導(dǎo)的建材裝備制造企業(yè)中，對項目資金流的控制過于被動，缺乏資金流動的事前預(yù)警，即對項目資金流的控制是事后的統(tǒng)計和分析，此時項目往往已經(jīng)發(fā)生超支，而對項目執(zhí)行過程中可能發(fā)生的異常或超支的資金無法提前預(yù)警。因為在信息管理平臺中提供了良好的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐，所以提出基于內(nèi)控指標(biāo)體系的資金流預(yù)警策略，即在項目執(zhí)行前針對不同的控制指標(biāo)制定相應(yīng)的內(nèi)控指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，對項目執(zhí)行過程中的實際發(fā)生值按照不同的標(biāo)準(zhǔn)進行分級，實現(xiàn)部門級、主管領(lǐng)導(dǎo)級和總經(jīng)理級的多級預(yù)警。圖7所示為基于內(nèi)控指標(biāo)的多級預(yù)警模型，假定對項目Project進行內(nèi)控指標(biāo)預(yù)警。

2制造過程協(xié)同與數(shù)據(jù)集成

為支持建材裝備制造企業(yè)三大業(yè)務(wù)流（制作流、物料流、資金流）以及多制造主體平臺的系統(tǒng)集成，在統(tǒng)一的架構(gòu)體系下，需要對集團各制造主體的業(yè)務(wù)活動進行整合，即多制造主體之間項目制造過程的協(xié)同，從而實現(xiàn)對項目的集團化管控。建材裝備制造企業(yè)數(shù)字化智能化平臺集成的目的是實現(xiàn)數(shù)據(jù)的集成和共享，由于各制造主體在地理位置、信息系統(tǒng)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(xié)同，滿足多系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集成以及管理審批流程的可重構(gòu)，這也是制造集團數(shù)據(jù)集成和共享的基礎(chǔ)。

2．1多主體制造過程的協(xié)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(xié)同的實質(zhì)就是圍繞項目任務(wù)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(wù)執(zhí)行的制造過程信息共享，如制造任務(wù)計劃、零部件的檢驗信息、發(fā)運計劃等，特別是各制造主體的制造任務(wù)執(zhí)行進度，通過及時的制造任務(wù)進度信息共享，保證項目的按期交付；②針對項目任務(wù)執(zhí)行過程的資源信息共享，如設(shè)備信息、供應(yīng)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(tǒng)一的技術(shù)平臺體系下，多制造主體進行制造過程協(xié)同的示意圖，制造集團在統(tǒng)一的管理平臺下，實現(xiàn)不同地域的制造主體以及任務(wù)、資源等信息的共享。

2．2基于數(shù)據(jù)傳輸中間件的數(shù)據(jù)集成技術(shù)數(shù)據(jù)的集成是將不同來源、格式、特點的數(shù)據(jù)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(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營活動中使用了多種信息化管理軟件，如產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（ProductDataManagement，PDM）、企業(yè)資源規(guī)劃（Enter－priseResourcePlanning，ERP）、辦公自動化（Of－ficeAutomation，OA）等，這些系統(tǒng)在物理上分離，但在數(shù)據(jù)邏輯上關(guān)聯(lián)緊密，由于數(shù)據(jù)共享程度不高，存在很多重復(fù)性工作，這是企業(yè)的基本現(xiàn)狀，同時集團多主體制造過程的協(xié)同迫切需要實現(xiàn)多個系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)集成。在數(shù)據(jù)集成方面，常用的方式是聯(lián)邦式和中間件模型［10－11］，聯(lián)邦模式能夠為用戶提供統(tǒng)一視圖，但是需要在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫架構(gòu)下同時對多個異構(gòu)數(shù)據(jù)庫進行訪問和控制，由于各系統(tǒng)是封裝的，實施起來比較困難；中間件［11］是獨立于異構(gòu)數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用程序之間的軟件，主要實現(xiàn)信息傳遞，在實施上較為容易。為了實現(xiàn)建材裝備制造企業(yè)數(shù)字化管理平臺與其他系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集成，本文提出一種可配置的數(shù)據(jù)傳輸中間件來滿足數(shù)字化管理平臺的數(shù)據(jù)集成需求，該中間件的主要特點是根據(jù)用戶的需求，通過簡單的配置實現(xiàn)數(shù)據(jù)在不同系統(tǒng)的傳遞，從而達到信息共享的目的。圖9所示為數(shù)據(jù)傳輸中間件的基本工作流程，首先根據(jù)異構(gòu)系統(tǒng)下的數(shù)據(jù)集成需求，通過模板編輯器定義模板，主要包括數(shù)字化管理平臺數(shù)據(jù)與異構(gòu)集成平臺數(shù)據(jù)的對應(yīng)關(guān)系、一些特定數(shù)據(jù)信息（如單據(jù)編號、產(chǎn)品代碼等）的創(chuàng)建及匹配方法，以保證數(shù)據(jù)在異構(gòu)系統(tǒng)的可追溯，同時針對不同的數(shù)據(jù)集成需求定義不同的模板，組建模板庫；最后根據(jù)實際的數(shù)據(jù)集成需求從模板庫中調(diào)用對應(yīng)的模板，實現(xiàn)數(shù)字化管理平臺與供應(yīng)鏈管理（SupplyChainManagement，SCM）和OA等系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)分發(fā)共享。

2．3基于權(quán)限與重構(gòu)的流程重組技術(shù)由于制造過程中數(shù)據(jù)的流轉(zhuǎn)在不同企業(yè)存在差異，并且隨著時間的推移，企業(yè)需要對其流程進行變更、優(yōu)化和重組，例如，企業(yè)傳統(tǒng)的收票流程為“供應(yīng)商開票→儲運部確認發(fā)票和入庫單信息→紙質(zhì)版?zhèn)鬟f到采購部確認→財務(wù)部添加發(fā)票信息→財務(wù)部鉤稽發(fā)票”，在這一流程中，儲運部和財務(wù)部存在重復(fù)性工作，儲運部已確認發(fā)票信息，而財務(wù)還需要重新添加后再審核；優(yōu)化后的收票流程為“供應(yīng)商開票→儲運部添加發(fā)票信息→紙質(zhì)版?zhèn)鬟f到采購部確認→財務(wù)審核鉤稽發(fā)票”，減少了儲運部和財務(wù)部的重復(fù)性工作；同時企業(yè)在單據(jù)審批時，為了保證審批的合理性和效率，在審批的權(quán)限和流程上也存在重組和優(yōu)化。數(shù)字化管理平臺需要具有柔性，能通過簡單的配置快速適應(yīng)流程重組的變化需求。本文提出一種與權(quán)限結(jié)合的流程重構(gòu)方法，并在管理平臺中進行了應(yīng)用，具體的流程如圖10所示。該配置方法的主要特點是：權(quán)限和流程配置相結(jié)合，配置方法具有柔性，對于重組或新增的流程，由管理員設(shè)置數(shù)據(jù)的流轉(zhuǎn)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(yīng)不同的角色和權(quán)限；在實際應(yīng)用中調(diào)用相關(guān)的審批流程，按照配置的串行、并行或串并綜合的模式實現(xiàn)數(shù)據(jù)的流轉(zhuǎn)。

3應(yīng)用案例

基于上述建材裝備制造企業(yè)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(fā)了基于瀏覽器／服務(wù)器（Browser／Server，B／S）架構(gòu)的建材裝備制造企業(yè)數(shù)字化管理平臺，并在中國中材裝備集團進行了實際應(yīng)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(yè)化分工原則、集旗下全部裝備資源組建的從事裝備產(chǎn)業(yè)的高新技術(shù)企業(yè)，下屬12家建材裝備制造基地，各制造基地的信息化建設(shè)需要進一步展開，以適應(yīng)集團化制造模式下的信息集成和管理需求。目前，數(shù)字化管理平臺已經(jīng)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(yè)進行了應(yīng)用，在業(yè)務(wù)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(yīng)用效果，為企業(yè)的集團化管控提供了有力的平臺支撐。數(shù)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(shù)管理、采購管理、生產(chǎn)管理、質(zhì)量管理、儲運管理、財務(wù)管理、合同管理和安全管理等模塊。系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)如圖11所示。圖12所示為項目的添加界面，在合同投標(biāo)完成后，由技術(shù)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(chǎn)部月生產(chǎn)進度管理界面，生產(chǎn)部可以根據(jù)技術(shù)部提交的裝箱單及其工程量信息，結(jié)合月生產(chǎn)交包對生產(chǎn)制號及項目的進度進行監(jiān)控。圖15所示為質(zhì)量部報檢管理，各部門提交的報檢計劃由質(zhì)量部進行統(tǒng)一質(zhì)檢，原材料及成品需要質(zhì)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(biāo)識項目歸屬的計劃跟蹤號等。儲運部根據(jù)訂單進行入庫，按照項目、生產(chǎn)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(jié)束語

本文以建材裝備制造企業(yè)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(yè)實際需求的基礎(chǔ)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(yù)警控制三條主線，并在系統(tǒng)的開發(fā)過程中，結(jié)合數(shù)據(jù)集成和可重構(gòu)等技術(shù)手段，使數(shù)字化管理平臺具有更高的柔性和適應(yīng)性。具體研究及應(yīng)用成果主要包括以下幾方面：（1）針對建材裝備制造企業(yè)的特點，引入制作流、物料流以及資金流的三大業(yè)務(wù)流控制主線，突出了項目主導(dǎo)下的進度及資金預(yù)警，開發(fā)并實現(xiàn)了針對建材裝備制造企業(yè)的數(shù)字化管理平臺，提高了數(shù)據(jù)共享的程度和業(yè)務(wù)管理的效率。（2）提出基于數(shù)據(jù)傳輸中間件的數(shù)據(jù)集成方法，實現(xiàn)了在多系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)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(xié)同。（3）提出基于權(quán)限與重構(gòu)的流程重組方法，使得數(shù)字化管理平臺能夠適應(yīng)在流程重組下的系統(tǒng)變更需求，提升了系統(tǒng)的柔性。目前所開發(fā)的數(shù)字化管理平臺在中材裝備制造集團旗下的多家制造企業(yè)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(xié)調(diào)提供了信息支撐平臺。后續(xù)將對多制造主體的制造任務(wù)協(xié)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(wù)。

作者：郭順生杜百崗孫利波李益兵郭鈞單位：武漢理工大學(xué)機電工程學(xué)院