1、制造業信息化探討胡澤民2009.12.15制造業信息化探討胡澤民制造業信息化的未來 面臨生存壓力和轉型，制造業信息化的未來，在于實現以下方面的轉變：首先在于提升中國制造的位勢，從制造向設計、采購、倉儲運輸、定單、批發、零售等環節延展； 在國際產業鏈的七個環節中，產品設計、原料采購、倉儲運輸、定單處理、批發經營、終端零售這前六個環節創造出90%的產值，第七個環節中國制造只創造出10%的價值。中國制造業要突圍，就是要向上面六個價值領域突圍。 其次，制造業要實現增長方式的轉變，從規模經濟（品種不經濟）轉向范圍經濟（品種經濟）。具體來說：從單純依靠拼規模，打價格戰，轉向注重差異化，提高附加值；轉向網絡

2、化制造，共享信息設施，共享信息資源，在此基礎上通過提高協同能力，進一步降低成本，降低交易費用；企業近年信息化投入的減少是正常現象，這主要是由于投資變得更加理性了，標致同等投入條件下，投資的效益大幅提高。制造業信息化的未來 面臨生存壓力和轉型，制造業創新轉型信息化推動創新管理機制，提高研發工作的管理水平，從而推動企業的自主創新工作；信息化為創新提供更加高效的研發工作平臺，為創新提供更加有效的技術手段、工作模式和條件；信息化提高企業人力資源水平，提高企業的學習能力，推動創建“學習型企業”；研發管理信息系統把研發人員的經驗等無形的知識，變成“可共享可傳承的企業的有形的知識”，徹底改變企業知識和能力積

3、累的方式；信息化推動產品創新，包括采用信息技術提高產品的技術含量和附加值；信息化提升企業經營管理水平，提升將科研成果轉化為生產力、轉化為企業收益的能力，將技術創新轉化為企業核心競爭力的能力；信息化推動和支撐企業從全社會獲得更多的知識共享和交流。產品是企業的生命，有無適宜的產品是企業生存的條件創新轉型信息化推動創新管理機制，提高研發工作的管理水平，從而企業信息化范圍企業信息化基本系統ERP企業資源計劃PDM產品數據管理MPM制造過程管理CRM客戶關系管理SCM供應鏈管理WMS倉庫管理MES制造執行系統OA辦公自動化系統信息化深層系統產品全生命周期管理-PLM知識管理-KM電子商務-E-comme

4、rce商務智能-BI資產管理系統-EAM流程管理-BPM 企業信息化范圍企業信息化基本系統信息化深層系統制造業信息化的基本架構PDMMPMCRM銷售備件服務MES物流平臺SCMWMS發布：Item、BOM、Routing、ECO傳遞/接受銷售訂單發布物料需求物料配送JIT制物料配送發布：作業計劃、BOM、Routing發布：完工、質量等生產記錄配送呼叫傳遞/接受服務信息整機檔案產品數據訂單安排完成情況 ERP生產計劃 財務會計銷售分銷 管理會計物料管理 質量管理設備管理 固定資產人力資源 項目管理制造業信息化的基本架構PDMMPMCRMMES物流發布：It“十一五”雙甩核心業務PDMMPMER

5、PCRMSCM物流MES甩帳表甩圖紙通過國家級示范企業實現整合、理順信息化架構與思路，并得到進一步的提升；橫向甩帳表；延伸至CRM（客戶關系管理）、SCM（供應鏈管理）、物流管理、企業間協同商務、電子商務縱向甩圖紙；實現現場可視化濟柴：物料訂單平臺確認，入庫單網上傳遞濰柴：工序物料清單與工序內容福田：PDM-MPM-ERP集成溫嶺汽車電器：3人-多產品轉子線-無文件，現場可視化工藝參數“十一五”雙甩核心業務PDMMPMERPCRMSCMMES甩PDM的基本內容 基本業務：產品結構與配置管理圖文檔管理工作流程與生命周期管理工程變更與版本管理可視化瀏覽和圈閱管理視圖管理數據存儲管理系統及安全管理集

6、成管理（CAD、ERP）擴展業務：項目管理產品配置（選配）管理零部件分類管理PDM的基本內容 基本業務：擴展業務：實施PDM系統的核心目的保護企業資源大量資料與成果分散在設計人員手中；實現知識積累基本上是堆積，無有效的版本管理與分類管理，難以追溯歷史與檢索；提高知識重用憑借個人經驗設計，難以提取雜亂的堆積資料，大量的重負設計；統一數據源，實現產品設計、工藝設計到生產經營各環節數據集成，確保數據的一致性與準確性各部門按自需調整整理物料清單，難免發生差錯；實現產品設計的項目管理、變型設計與選配、并行設計與協同設計（部門級、企業級與異地協同），將大幅度的提升設計能力與加快設計速度，以適應快速變更市場

7、與個性化需求；需要人們從傳統的理念下過渡到PDM環境下來思考問題實施PDM系統的核心目的保護企業資源大量資料與成果分散在檔案室文件發放放發件文工藝文件(紙介質)產品圖紙(紙介質)物料文件(紙介質)其他文件(紙介質)人工環境下的產品數據管理產品設計CAD/CAE生產管理MRP/ERP其他部門信息孤島信息孤島信息孤島電子文檔工藝設計CAPP/CAM信息孤島電子文檔電子文檔電子文檔檔案室文件發放放發件文工藝文件產品圖紙物料文件其他文件人工環產品設計 CAD/CAE生產管理MRP/ERP其他部門電子文檔工藝設計CAPP/CAM電子文檔電子文檔電子文檔產品結構樹(BOM)產品圖紙 三維模型產品工藝文件質

8、量控制文件標準/手冊其他.統一產品數據模型統一的產品數據庫統一的產品數據管理系統（PDM）數據管理, 數據查詢, 數據共享, 權限控制, 版本, 更改, 發放, 工作流程,電子郵件.網絡PDM環境下的產品數據管理產品設計 CAD/CAE生產管理MRP/ERP其他部門電PLM理念產品全生命周期PLM工程PDM采購SCM制造ERP、MES銷售CRM服務CRM市場需求CRM、PDM供應商協同研發合作協同分布式制造客戶產品研發生產準備產品制造銷售運行服務新市場需求市場需求 PLM是產品自市場需求開始至新的需求提出的整個過程的集合體。PLM理念產品全生命周期PLM工程采購制造銷售服務市場需PDM的總業務

9、流程框圖PDM的總業務流程框圖在PDM環境下與傳統理念的轉變在PDM環境下與傳統理念的轉變圖文檔數據創建與部件（Item）關系圖文檔創建 零部件（Part）創建過程實質上創建了Item，圖檔不等于Part，是Part的描述文檔。圖文檔的存儲規則與資料夾、流程定義有關。圖文檔與部件（Item）的關系名稱:零件設計者:設計師設計時間:01/01/2001屬性參考描述零部件圖文檔數據創建與部件（Item）關系圖文檔創建 產品結構數據創建 產品實質是個大零部件（Part），創建過程實質上也是創建Item，其所有Part間是使用與被使用的關系，圖文檔隨所有Part各自的關聯關系而引用。產品結構數據創建

10、產品實質是個大零部件（Part傳統紙質借用與PDM數據源的對比AA-bAA-bAA-bAA-bAA-bAA-bAA-bDDDDDD更改批量更改傳統紙質借用與PDM數據源的對比AA-bAA-bAA-bAA零部件（Part）與產品結構BOM關系主物料文件(Part)圖號（Item)名稱屬性1屬性nABCDEabcde產品結構(EBOM)父圖號(Item)子圖號(Item)數量AC1Aa2Ab2AB2CD1Ca4Cb4BE1Bc4Bd4Be4 此處二文件即為ERP所需的Item與BOM。零部件（Part）與產品結構BOM關系主物料文件(Part)產品研發（基本型）設計過程方案設計自頂向下詳細設計部套

11、設計完成新產品設計新產品研發設計自頂向下的部套定義到部套、零部件詳細設計部套檢入產品研發（基本型）設計過程方案設計自頂向下詳細設計部PDM的變更與批量更改AA-bAA-bAA-bAA-bAA-bAA-bAA-bDDDDDD機型 A5機型 A6 在PDM中某部件變更，則所有引用此部件的產品均同步變更（無需逐一變更）。當僅僅對部分產品的變更，可批量變更，此時部件（Item）需變號。PDM的變更與批量更改AA-bAA-bAA-bAA-bAA-零部件的版本管理A，1A，4A，3A，2B，2B，1B，3C，1C，2C，3版本演化模型由設計變更引起的版本變動由設計變更引起的版本變動用戶檢出修改后再檢入引起

12、版次變動零部件創建后版本為A.1通過審批流程后，零部件版次經過若干次的升級變成A.4零部件的版本管理A，1A，4A，3A，2B，2B，1B，3C產品配置作用有效配置與歷史追溯ABCABCABCABCABCABCABCABCABCABCABCABCDEFDDEDDDEFDEFDEFDDE配置結果1配置結果n各零部件版本因更改而發生變動產品配置作用有效配置與歷史追溯ABCABCABCABCA有效性配置下的產品結構零部件1999年2000年2001年2002年P-1 筆P-11 筆帽P-12 筆體P-13 墨室P-121 筆頭P-122 筆桿P-123 筆尖版本A版本B版本C有效性方案： 例:日期型

13、配置規則為日期型有效性方案：A 在2000年6月30日的產品結構： P-1 筆 (A) P11 筆帽 (B) P12 筆體 (B) P121 筆頭 (B) P122 筆桿 (A) P121 筆尖 (B) P121 墨室 (B)配置規則為日期型有效性方案：A 在2002年6月30日的產品結構： P-1 筆 (B) P11 筆帽 (B) P12 筆體 (C) P121 筆頭 (B) P122 筆桿 (B) P121 筆尖 (B) P121 墨室 (B)有效性配置下的產品結構零部件1999年2000年2001年2同系列產品變型設計過程方案設計查找同系列合適產品詳細設計復制為變型產品，定義變更部分完成

14、變型產品設計在基本型與合適系列產品基礎上實現快速變型設計變更部位同系列產品變型設計過程方案設計詳細設計完成變型產品設計在基本PDM的配置BOM配置BOM（1 ）總成或零件1-0部件1部件2部件總成或零件2總成或零件3配置2-BOM部件1部件2部件總成或零件2總成或零件3配置3-BOM部件1部件2部件總成或零件2總成或零件3總成或零件1-1總成或零件1-2總成或零件1-1總成或零件1-2配置1-BOM總成或零件1-0部件1部件2部件總成或零件2總成或零件3選件集1選配類型：選與不選，多選一，匹配選擇；生成配置號BOM。PDM系統配置BOM設計思路下，形成了完整的系列產品集合（設計平臺），確保知識

15、積累與利用。PDM的配置BOM配置BOM（1 ）總成或零件1-0部件1部由基礎平臺配置。臨時一次性應用，不變更基礎平臺，ERP也由此功能。需保留的新變形產品，單機或納入基礎平臺。當客戶訂單需求物料有與原基礎平臺選件集無關的物料時，選用關鍵路徑，實際就是變型設計。此變量配置與Oracle有差異此方案實施后PDM的BOM管理十分繁重。ERP僅管單車BOM。由基礎平臺配置。臨時一次性應用，不變更基礎平臺，ERP也由此不同位的配置對工藝工作量影響較大MPM在PDMEBOM 配置在MPMPBOM 配置在ERPMBOM 配置MPMMPM單機作工藝平臺作工藝加配置平臺作工藝不同位的配置對工藝工作量影響較大M

16、PM在PDM在MPM在產品平臺工程視圖EBOM產品平臺工程視圖EBOM訂單制、個性化生產的需求選配或替代基本型產品（標準型）變型產品有結構變更；產品配置是在模塊化定義基礎上，可互換的條件下選擇。變型產品產品配置部件選配訂單制、個性化生產的需求選配或替代基本型產品變型產品有結EBOM選配模式平臺EBOM (可在ERP實現配置)裝與不裝多選一選配匹配選裝選配物料選配物料選配物料選配物料在ERP中替代：定義一主物料，在主物料不足時自動由替代物料補充。EBOM選配模式平臺EBOM (可在ERP實現配置)裝多制造視圖MBOM制造視圖MBOMMBOM及工藝拆分和工藝合件現狀 在設計與變型設計中，存在整體架

17、構設計，然后由工藝拆分、加工、拼接為合件。也有要求供應商或前工序裝配為工藝合件向總裝配供貨的。問題工藝拆分將生成新物料；工藝拆分需改變BOM結構；解決方案 受權工藝人員進入PDM系統，更改結構，生成新物料。工藝拆分產品BB-X-01A-X-nA-X-02B-X-01-02B-X-01-01-01B-X-01-01A-X-01-01-01A-X-01-01-02以裝配后的合件供貨MBOM及工藝拆分和工藝合件現狀工藝拆分產品BB-X-01A制造過程所需要的工藝拆分下料車間沖壓車間外協熱處理沖壓件下料毛坯沖壓成品扭力桿下料毛坯成形半成品熱處理成品 在制造過程需控制物料，并確保物料的唯一性，確保ERP

18、內的MRP運算，要求工藝拆分。在傳統的工作中，由人腦處理（零配件加車間），但電腦無法區分EBOMMBOM工藝拆分制造過程所需要的工藝拆分下料車間沖壓車間外協熱處理沖壓件下料工藝設計過程EBOM向MBOM的轉換EBOMMBOM由平臺EBOM調整為MBOM工藝拆分以裝配后的合件供貨工藝設計過程EBOM向MBOM的轉換EBOMMBOM由平臺EMBOM選配模式配置BOM雛形在PDM或發布至ERP實現配置生成訂單BOM裝與不裝多選一選配匹配選裝在ERP中替代：定義一主物料，在主物料不足時自動由替代物料補充。MBOM選配模式配置BOM雛形在PDM或發布至ERP實Oracle-ERP配置BOM配置BOM（1

19、 ）總成或零件1-0部件1部件2部件總成或零件2總成或零件3配置2-BOM部件1部件2部件總成或零件2總成或零件3配置3-BOM部件1部件2部件總成或零件2總成或零件3總成或零件1-1總成或零件1-2總成或零件1-1總成或零件1-2配置1-BOM總成或零件1-0部件1部件2部件總成或零件2總成或零件3選件集1選配類型：選與不選，多選一，匹配選擇；生成配置號BOM。PDM系統配置BOM設計思路下，形成了完整的系列產品集合（設計平臺），確保知識積累與利用。Oracle-ERP配置BOM配置BOM（1 ）總成或零件1抽象化示意SAP-ERP的超級BOM潤滑部套潤滑1潤滑2檢測部套檢測1檢測2打印部套

20、打印1打印2變型產品n潤滑1檢測2打印1選配實現之需調整產品模塊化定義；此方案為大包選配，若有多選配項，則派生包也多，Oracle可部件選配，保留原結構。抽象化示意SAP-ERP的超級BOM潤滑部套潤滑1潤說明產品設計的EBOM是產品的基本型；平臺EBOM是產品的定制集群，配置BOM的基礎；制造MBOM是由工藝人員根據自身組織的工藝，對產品EBOM進行工藝合件或拆分后重組的MBOM；三種BOM一個流，由不同的業務人員，在不同的業務范圍內完成各自的任務，EBOMMBOM配置BOM是一個衍生過程；有些企業總想用一個BOM替代三個里程碑的BOM，在PDM系統中是用不同的視圖來區分的。說明產品設計的E

21、BOM是產品的基本型；DFM面向制造的設計產品數據衍生流程 EBOM PBOM MBOM工程視圖 工藝視圖 制造視圖不等于縮短產品設計工作量；而是細化產品設計、工藝設計；由系統繼承各階段工作成果；從而縮短整體的開發周期。實現條件：產品、部件的模塊規范基礎；由設計完成跨組工藝合件設計（完整的模塊）；由設計完成供貨狀態合件設計（完整的模塊）；完成自制件毛坯定義；DFM面向制造的設計產品數據衍生流程 未來PDM配置BOM衍生全過程配置EBOM完善配置EBOM制造配置MBOM設計變更擴展變更關聯RuotingRuoting變更配置MBOM變更未來PDM配置BOM衍生全過程配置EBOM完善配置EBOM制

22、在PDM中處理多組織思路 工藝設計產品設計多組織多生產線在PDM中處理多組織思路 工藝設計產品設計多組織多生產線PDM來源屬性與工藝路線PDM來源屬性與工藝路線問題提出ERP的應用早于PDM，早期ERP的BOM、 Routing 均為人工按生產現場數據整理，產品設計、工藝設計數據與ERP的數據脫節，企業的全程數據是不統一的；隨PDM的應用，人們期望產品、工藝設計的數據能直接為ERP應用，避免重復工作，ERP與PDM集成是目前研發的重點，實現面向制造的設計；ERP需求產品、工藝提供的核心數據：Item物料及編碼BOM產品結構ECO變更Routing工藝路線工時定額按管理需求確定深度：人工、設備材

23、料定額按管理需求確定深度：原材料、輔助材料屬產品數據屬工藝數據問題提出ERP的應用早于PDM，早期ERP的BOM、 RouPDM中來源屬性PDM中來源屬性分類：標準件直接采購的標準連接部件外配件或外購件直接采購的成品外協件協作加工或制造自制件企業自行制造的部件屬大分類PDM中來源屬性PDM中來源屬性分類：產品結構、來源屬性與物料清單生成物料清單產品結構、來源屬性與物料清單生成物料清單工藝路線 大部分企業將工藝路線分成二級：一級工藝路線一般指到分廠、車間級的生產組織；二級工藝路線一般指分廠或車間內的工段、班組或按生產線、加工中心的生產組織：離散型工藝路線裝配型工藝路線流式裝配工藝路線工藝路線 大

24、部分企業將工藝路線分成二級：一級工藝路線 一級工藝路線目的：工藝分工生產車間一般以同類工藝為特性組織的，例：下料、沖壓、焊裝（焊接）、機加工、熱處理、涂裝（油漆）、軟化件（塑料制件）、總裝等，則依此實現了工藝分工的目的；內外物料流程如下圖，確定物料的生產流程，物料的生產地； A件 B件 C件 C件 產品AA分類明細表如下頁，依據產品BOM與一級工藝路線，可匯總各生產車間的物料明細，再按來源屬性分別匯總分類明細；下料下料沖壓機加焊裝涂裝總裝一級工藝路線 一級工藝路線目的：下料下料沖壓機加焊裝涂裝產品結構、工藝路線與物料清單生成路線單位物料清單產品結構、工藝路線與物料清單生成路線單位物料清單二級工

25、藝路線 二級工藝路線目的：物料配送將物料指配到分廠或車間內的工段、班組或按生產線、加工中心的生產組織；生產能力計算供ERP按相應生產單元的工時、機時等因素計算相應生產組織的生產能力；成本核算供ERP按相應生產單元的工時、機時等因素分攤成本對象的相應費用，計算相應生產組織的制品成本；成本控制對象原材料費輔助材料費外購外協費半成品費燃料動力費直接人工費制造費用二級工藝路線 二級工藝路線目的：原材料費輔助材料費外購離散型工藝路線 離散制造機加工、鑄造、鍛造、沖壓等，其特點：離散于各專業加工單元，單件批生產方式；離散型工藝路線以加工單位、加工對象（零部件）提取物料清單，實施配送；離散型工藝路線 離散制

26、造機加工、鑄造、鍛造、沖壓等裝配型工藝路線 裝配制造整機或部套（總成）集中地裝配或流水線裝配生產方式；裝配型工藝路線以產品的裝配對象及裝配地提取物料清單，實施配送；裝配型工藝路線 裝配制造整機或部套（總成）集中地裝流式裝配工藝路線流式裝配制造整機或部套（總成）均為流水線裝配生產方式；流式裝配工藝路線以產品裝配對象及標準工序庫位提取物料清單，實施配送；流式裝配工藝路線流式裝配制造整機或部套（總成）均為流水線物流信息系統物流信息系統推、拉式生產流程推、拉式生產流程第三方物流模式下拉動式生產流程第三方物流模式下拉動式生產流程SCM物流模式下拉動式生產流程國內汽車制造業物料管理現狀 在推行JIT準時制

27、、拉動式精益生產，實現企業內“零”庫存，基本形成了如下的物料管理模式：企業內撤銷了倉儲管理，轉成代管庫，為供應商代管物料（庫存物料屬供應商，上線產成品后結算）；供應商不愿代管的，為確保準時供應，就近租庫自管；（近距供應商也實行自管）自管供應商按主機廠看板實行直送制（直送工位）；企業內同時撤銷了半成品庫，由車間直接轉移，則工序外協物料處于無庫管狀態。已基本形成基于SCM環境下的倉儲、物流模式。SCM物流模式下拉動式生產流程國內汽車制造業物料管理現狀供應商管理數據集成接口采購資源控制子系統倉儲配送子系統 WMSPDMCAPPERPMES其他入庫出庫庫存上架補貨揀貨包裝分裝裝載配送車輛計費基礎數據管

28、理計劃管理采購訂單看板要料供應商協同物流信息平臺庫存可視性物流信息系統解決方案供應商管理數采購資源控制子系統倉儲配送子系統 WMSPDM線邊庫空箱線邊庫線邊庫線邊庫線邊庫線邊庫看板及配送呼叫 線邊庫看板，隨生產實時倒沖，按預定空箱數呼叫，配送中心準時配送。呼叫生 產 線 / 標 準 工 序配送中心或前序生產單元 倉儲庫位存貨看板及補貨指令與此統一原理。按空箱數與安全儲備為指令點。線邊庫空箱線邊庫線邊庫線邊庫線邊庫線邊庫看板及配送呼叫 卸貨區未來立體庫物料管理入庫何物（品種數量）、入何托盤、入何庫位托盤碼到位條碼信息：物料、廠家、批次、日期、數量考慮卸貨區接受檢查-品種、數量、包裝，待上架接受驗

29、收入盤上架入盤上架卸未來立體庫物料管理入庫何物（品種數量）、入何托盤、入何待發區配送發貨未來立體庫物料管理出庫何物（品種數量）、在何托盤在、在何庫位下架裝入何工位器具、送入何生產單元揀貨考慮待發區配送準備配送專用工位器具到位配貨檢驗揀貨下架下架揀貨回架回架待配送發貨未來立體庫物料管理出庫何物（品種數量）、在何托庫區的平面、貨架、通道設置貨架需考慮片區、架號（縱橫列層）設置；平庫需考慮片區、庫位、疊層設置；許專用托盤，提高空間利用率倉庫須考慮待發區、卸貨區及通道設計倉庫需明確倉庫大小、庫區（片區）劃分、庫位定義及該庫的物料的分類屬性與其對應存儲庫區的對應關系，再定義入庫空位、就近原則及出庫的先進

30、先出的查找原則。下圖僅為示意庫號待發區卸貨區平庫碼放區貨架庫存 區進貨出庫通道庫區的平面、貨架、通道設置貨架需考慮片區、架號（縱橫列層）設平庫庫存區平庫倉儲思考平庫需考慮片區、庫位、專用庫位、疊層設置；需專用托盤，提高空間利用率不應靠墻，留有二側通道，以利于先進先出；相同物料就近存儲，與分批堆疊，以利于先進先出；同產品訂單物料，可考慮成套疊放；下圖僅為示意庫號待發區卸貨區專用庫位001批次專用庫位002批次貨架庫存 區進貨出庫通道專用庫位001批次專用庫位001批次專用庫位002批次專用庫位002批次先進先出專用庫位003批次專用庫位003批次通道就近成套平平庫倉儲思考平庫需考慮片區、庫位、專用庫位、疊層設置；MES基本概念與應用MES基本概念與應用MESA定義MES功能國際制造執行系統協會（MESA）定義了MES應具備的11個功能模塊：1）資源分配和狀態管理；2）操作/詳細排產；3）分配生產單元；4）文件管理；5）數據采集；6）勞動力管理；7）質量管理；8）過程管理；9）維護管理；10)產品跟蹤和產品清單管理；11)性能分析和數據采集。實際的產品可能是包含其中一個或幾個功能模塊需按行業、企業的實際需求確定海爾SBU、質量三菱工單、設備維修福田模