制造业信息化规划探讨课件

1、制造业信息化探讨胡泽民2009.12.15制造业信息化探讨胡泽民制造业信息化的未来 面临生存压力和转型，制造业信息化的未来，在于实现以下方面的转变：首先在于提升中国制造的位势，从制造向设计、采购、仓储运输、定单、批发、零售等环节延展； 在国际产业链的七个环节中，产品设计、原料采购、仓储运输、定单处理、批发经营、终端零售这前六个环节创造出90%的产值，第七个环节中国制造只创造出10%的价值。中国制造业要突围，就是要向上面六个价值领域突围。 其次，制造业要实现增长方式的转变，从规模经济（品种不经济）转向范围经济（品种经济）。具体来说：从单纯依靠拼规模，打价格战，转向注重差异化，提高附加值；转向网络

2、化制造，共享信息设施，共享信息资源，在此基础上通过提高协同能力，进一步降低成本，降低交易费用；企业近年信息化投入的减少是正常现象，这主要是由于投资变得更加理性了，标致同等投入条件下，投资的效益大幅提高。制造业信息化的未来 面临生存压力和转型，制造业创新转型信息化推动创新管理机制，提高研发工作的管理水平，从而推动企业的自主创新工作；信息化为创新提供更加高效的研发工作平台，为创新提供更加有效的技术手段、工作模式和条件；信息化提高企业人力资源水平，提高企业的学习能力，推动创建“学习型企业”；研发管理信息系统把研发人员的经验等无形的知识，变成“可共享可传承的企业的有形的知识”，彻底改变企业知识和能力积

3、累的方式；信息化推动产品创新，包括采用信息技术提高产品的技术含量和附加值；信息化提升企业经营管理水平，提升将科研成果转化为生产力、转化为企业收益的能力，将技术创新转化为企业核心竞争力的能力；信息化推动和支撑企业从全社会获得更多的知识共享和交流。产品是企业的生命，有无适宜的产品是企业生存的条件创新转型信息化推动创新管理机制，提高研发工作的管理水平，从而企业信息化范围企业信息化基本系统ERP企业资源计划PDM产品数据管理MPM制造过程管理CRM客户关系管理SCM供应链管理WMS仓库管理MES制造执行系统OA办公自动化系统信息化深层系统产品全生命周期管理-PLM知识管理-KM电子商务-E-comme

4、rce商务智能-BI资产管理系统-EAM流程管理-BPM 企业信息化范围企业信息化基本系统信息化深层系统制造业信息化的基本架构PDMMPMCRM销售备件服务MES物流平台SCMWMS发布：Item、BOM、Routing、ECO传递/接受销售订单发布物料需求物料配送JIT制物料配送发布：作业计划、BOM、Routing发布：完工、质量等生产记录配送呼叫传递/接受服务信息整机档案产品数据订单安排完成情况 ERP生产计划 财务会计销售分销 管理会计物料管理 质量管理设备管理 固定资产人力资源 项目管理制造业信息化的基本架构PDMMPMCRMMES物流发布：It“十一五”双甩核心业务PDMMPMER

5、PCRMSCM物流MES甩帐表甩图纸通过国家级示范企业实现整合、理顺信息化架构与思路，并得到进一步的提升；横向甩帐表；延伸至CRM（客户关系管理）、SCM（供应链管理）、物流管理、企业间协同商务、电子商务纵向甩图纸；实现现场可视化济柴：物料订单平台确认，入库单网上传递潍柴：工序物料清单与工序内容福田：PDM-MPM-ERP集成温岭汽车电器：3人-多产品转子线-无文件，现场可视化工艺参数“十一五”双甩核心业务PDMMPMERPCRMSCMMES甩PDM的基本内容 基本业务：产品结构与配置管理图文档管理工作流程与生命周期管理工程变更与版本管理可视化浏览和圈阅管理视图管理数据存储管理系统及安全管理集

6、成管理（CAD、ERP）扩展业务：项目管理产品配置（选配）管理零部件分类管理PDM的基本内容 基本业务：扩展业务：实施PDM系统的核心目的保护企业资源大量资料与成果分散在设计人员手中；实现知识积累基本上是堆积，无有效的版本管理与分类管理，难以追溯历史与检索；提高知识重用凭借个人经验设计，难以提取杂乱的堆积资料，大量的重负设计；统一数据源，实现产品设计、工艺设计到生产经营各环节数据集成，确保数据的一致性与准确性各部门按自需调整整理物料清单，难免发生差错；实现产品设计的项目管理、变型设计与选配、并行设计与协同设计（部门级、企业级与异地协同），将大幅度的提升设计能力与加快设计速度，以适应快速变更市场

7、与个性化需求；需要人们从传统的理念下过渡到PDM环境下来思考问题实施PDM系统的核心目的保护企业资源大量资料与成果分散在档案室文件发放放发件文工艺文件(纸介质)产品图纸(纸介质)物料文件(纸介质)其他文件(纸介质)人工环境下的产品数据管理产品设计CAD/CAE生产管理MRP/ERP其他部门信息孤岛信息孤岛信息孤岛电子文档工艺设计CAPP/CAM信息孤岛电子文档电子文档电子文档档案室文件发放放发件文工艺文件产品图纸物料文件其他文件人工环产品设计 CAD/CAE生产管理MRP/ERP其他部门电子文档工艺设计CAPP/CAM电子文档电子文档电子文档产品结构树(BOM)产品图纸 三维模型产品工艺文件质

8、量控制文件标准/手册其他.统一产品数据模型统一的产品数据库统一的产品数据管理系统（PDM）数据管理, 数据查询, 数据共享, 权限控制, 版本, 更改, 发放, 工作流程,电子邮件.网络PDM环境下的产品数据管理产品设计 CAD/CAE生产管理MRP/ERP其他部门电PLM理念产品全生命周期PLM工程PDM采购SCM制造ERP、MES销售CRM服务CRM市场需求CRM、PDM供应商协同研发合作协同分布式制造客户产品研发生产准备产品制造销售运行服务新市场需求市场需求 PLM是产品自市场需求开始至新的需求提出的整个过程的集合体。PLM理念产品全生命周期PLM工程采购制造销售服务市场需PDM的总业务

9、流程框图PDM的总业务流程框图在PDM环境下与传统理念的转变在PDM环境下与传统理念的转变图文档数据创建与部件（Item）关系图文档创建 零部件（Part）创建过程实质上创建了Item，图档不等于Part，是Part的描述文档。图文档的存储规则与资料夹、流程定义有关。图文档与部件（Item）的关系名称:零件设计者:设计师设计时间:01/01/2001属性参考描述零部件图文档数据创建与部件（Item）关系图文档创建 产品结构数据创建 产品实质是个大零部件（Part），创建过程实质上也是创建Item，其所有Part间是使用与被使用的关系，图文档随所有Part各自的关联关系而引用。产品结构数据创建

10、产品实质是个大零部件（Part传统纸质借用与PDM数据源的对比AA-bAA-bAA-bAA-bAA-bAA-bAA-bDDDDDD更改批量更改传统纸质借用与PDM数据源的对比AA-bAA-bAA-bAA零部件（Part）与产品结构BOM关系主物料文件(Part)图号（Item)名称属性1属性nABCDEabcde产品结构(EBOM)父图号(Item)子图号(Item)数量AC1Aa2Ab2AB2CD1Ca4Cb4BE1Bc4Bd4Be4 此处二文件即为ERP所需的Item与BOM。零部件（Part）与产品结构BOM关系主物料文件(Part)产品研发（基本型）设计过程方案设计自顶向下详细设计部套

11、设计完成新产品设计新产品研发设计自顶向下的部套定义到部套、零部件详细设计部套检入产品研发（基本型）设计过程方案设计自顶向下详细设计部PDM的变更与批量更改AA-bAA-bAA-bAA-bAA-bAA-bAA-bDDDDDD机型 A5机型 A6 在PDM中某部件变更，则所有引用此部件的产品均同步变更（无需逐一变更）。当仅仅对部分产品的变更，可批量变更，此时部件（Item）需变号。PDM的变更与批量更改AA-bAA-bAA-bAA-bAA-零部件的版本管理A，1A，4A，3A，2B，2B，1B，3C，1C，2C，3版本演化模型由设计变更引起的版本变动由设计变更引起的版本变动用户检出修改后再检入引起

12、版次变动零部件创建后版本为A.1通过审批流程后，零部件版次经过若干次的升级变成A.4零部件的版本管理A，1A，4A，3A，2B，2B，1B，3C产品配置作用有效配置与历史追溯ABCABCABCABCABCABCABCABCABCABCABCABCDEFDDEDDDEFDEFDEFDDE配置结果1配置结果n各零部件版本因更改而发生变动产品配置作用有效配置与历史追溯ABCABCABCABCA有效性配置下的产品结构零部件1999年2000年2001年2002年P-1 笔P-11 笔帽P-12 笔体P-13 墨室P-121 笔头P-122 笔杆P-123 笔尖版本A版本B版本C有效性方案： 例:日期型

13、配置规则为日期型有效性方案：A 在2000年6月30日的产品结构： P-1 笔 (A) P11 笔帽 (B) P12 笔体 (B) P121 笔头 (B) P122 笔杆 (A) P121 笔尖 (B) P121 墨室 (B)配置规则为日期型有效性方案：A 在2002年6月30日的产品结构： P-1 笔 (B) P11 笔帽 (B) P12 笔体 (C) P121 笔头 (B) P122 笔杆 (B) P121 笔尖 (B) P121 墨室 (B)有效性配置下的产品结构零部件1999年2000年2001年2同系列产品变型设计过程方案设计查找同系列合适产品详细设计复制为变型产品，定义变更部分完成

14、变型产品设计在基本型与合适系列产品基础上实现快速变型设计变更部位同系列产品变型设计过程方案设计详细设计完成变型产品设计在基本PDM的配置BOM配置BOM（1 ）总成或零件1-0部件1部件2部件总成或零件2总成或零件3配置2-BOM部件1部件2部件总成或零件2总成或零件3配置3-BOM部件1部件2部件总成或零件2总成或零件3总成或零件1-1总成或零件1-2总成或零件1-1总成或零件1-2配置1-BOM总成或零件1-0部件1部件2部件总成或零件2总成或零件3选件集1选配类型：选与不选，多选一，匹配选择；生成配置号BOM。PDM系统配置BOM设计思路下，形成了完整的系列产品集合（设计平台），确保知识

15、积累与利用。PDM的配置BOM配置BOM（1 ）总成或零件1-0部件1部由基础平台配置。临时一次性应用，不变更基础平台，ERP也由此功能。需保留的新变形产品，单机或纳入基础平台。当客户订单需求物料有与原基础平台选件集无关的物料时，选用关键路径，实际就是变型设计。此变量配置与Oracle有差异此方案实施后PDM的BOM管理十分繁重。ERP仅管单车BOM。由基础平台配置。临时一次性应用，不变更基础平台，ERP也由此不同位的配置对工艺工作量影响较大MPM在PDMEBOM 配置在MPMPBOM 配置在ERPMBOM 配置MPMMPM单机作工艺平台作工艺加配置平台作工艺不同位的配置对工艺工作量影响较大M

16、PM在PDM在MPM在产品平台工程视图EBOM产品平台工程视图EBOM订单制、个性化生产的需求选配或替代基本型产品（标准型）变型产品有结构变更；产品配置是在模块化定义基础上，可互换的条件下选择。变型产品产品配置部件选配订单制、个性化生产的需求选配或替代基本型产品变型产品有结EBOM选配模式平台EBOM (可在ERP实现配置)装与不装多选一选配匹配选装选配物料选配物料选配物料选配物料在ERP中替代：定义一主物料，在主物料不足时自动由替代物料补充。EBOM选配模式平台EBOM (可在ERP实现配置)装多制造视图MBOM制造视图MBOMMBOM及工艺拆分和工艺合件现状 在设计与变型设计中，存在整体架

17、构设计，然后由工艺拆分、加工、拼接为合件。也有要求供应商或前工序装配为工艺合件向总装配供货的。问题工艺拆分将生成新物料；工艺拆分需改变BOM结构；解决方案 受权工艺人员进入PDM系统，更改结构，生成新物料。工艺拆分产品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以装配后的合件供货MBOM及工艺拆分和工艺合件现状工艺拆分产品BB-X-01A制造过程所需要的工艺拆分下料车间冲压车间外协热处理冲压件下料毛坯冲压成品扭力杆下料毛坯成形半成品热处理成品 在制造过程需控制物料，并确保物料的唯一性，确保ERP

18、内的MRP运算，要求工艺拆分。在传统的工作中，由人脑处理（零配件加车间），但电脑无法区分EBOMMBOM工艺拆分制造过程所需要的工艺拆分下料车间冲压车间外协热处理冲压件下料工艺设计过程EBOM向MBOM的转换EBOMMBOM由平台EBOM调整为MBOM工艺拆分以装配后的合件供货工艺设计过程EBOM向MBOM的转换EBOMMBOM由平台EMBOM选配模式配置BOM雏形在PDM或发布至ERP实现配置生成订单BOM装与不装多选一选配匹配选装在ERP中替代：定义一主物料，在主物料不足时自动由替代物料补充。MBOM选配模式配置BOM雏形在PDM或发布至ERP实Oracle-ERP配置BOM配置BOM（1

19、 ）总成或零件1-0部件1部件2部件总成或零件2总成或零件3配置2-BOM部件1部件2部件总成或零件2总成或零件3配置3-BOM部件1部件2部件总成或零件2总成或零件3总成或零件1-1总成或零件1-2总成或零件1-1总成或零件1-2配置1-BOM总成或零件1-0部件1部件2部件总成或零件2总成或零件3选件集1选配类型：选与不选，多选一，匹配选择；生成配置号BOM。PDM系统配置BOM设计思路下，形成了完整的系列产品集合（设计平台），确保知识积累与利用。Oracle-ERP配置BOM配置BOM（1 ）总成或零件1抽象化示意SAP-ERP的超级BOM润滑部套润滑1润滑2检测部套检测1检测2打印部套

20、打印1打印2变型产品n润滑1检测2打印1选配实现之需调整产品模块化定义；此方案为大包选配，若有多选配项，则派生包也多，Oracle可部件选配，保留原结构。抽象化示意SAP-ERP的超级BOM润滑部套润滑1润说明产品设计的EBOM是产品的基本型；平台EBOM是产品的定制集群，配置BOM的基础；制造MBOM是由工艺人员根据自身组织的工艺，对产品EBOM进行工艺合件或拆分后重组的MBOM；三种BOM一个流，由不同的业务人员，在不同的业务范围内完成各自的任务，EBOMMBOM配置BOM是一个衍生过程；有些企业总想用一个BOM替代三个里程碑的BOM，在PDM系统中是用不同的视图来区分的。说明产品设计的E

21、BOM是产品的基本型；DFM面向制造的设计产品数据衍生流程 EBOM PBOM MBOM工程视图 工艺视图 制造视图不等于缩短产品设计工作量；而是细化产品设计、工艺设计；由系统继承各阶段工作成果；从而缩短整体的开发周期。实现条件：产品、部件的模块规范基础；由设计完成跨组工艺合件设计（完整的模块）；由设计完成供货状态合件设计（完整的模块）；完成自制件毛坯定义；DFM面向制造的设计产品数据衍生流程 未来PDM配置BOM衍生全过程配置EBOM完善配置EBOM制造配置MBOM设计变更扩展变更关联RuotingRuoting变更配置MBOM变更未来PDM配置BOM衍生全过程配置EBOM完善配置EBOM制

22、在PDM中处理多组织思路 工艺设计产品设计多组织多生产线在PDM中处理多组织思路 工艺设计产品设计多组织多生产线PDM来源属性与工艺路线PDM来源属性与工艺路线问题提出ERP的应用早于PDM，早期ERP的BOM、 Routing 均为人工按生产现场数据整理，产品设计、工艺设计数据与ERP的数据脱节，企业的全程数据是不统一的；随PDM的应用，人们期望产品、工艺设计的数据能直接为ERP应用，避免重复工作，ERP与PDM集成是目前研发的重点，实现面向制造的设计；ERP需求产品、工艺提供的核心数据：Item物料及编码BOM产品结构ECO变更Routing工艺路线工时定额按管理需求确定深度：人工、设备材

23、料定额按管理需求确定深度：原材料、辅助材料属产品数据属工艺数据问题提出ERP的应用早于PDM，早期ERP的BOM、 RouPDM中来源属性PDM中来源属性分类：标准件直接采购的标准连接部件外配件或外购件直接采购的成品外协件协作加工或制造自制件企业自行制造的部件属大分类PDM中来源属性PDM中来源属性分类：产品结构、来源属性与物料清单生成物料清单产品结构、来源属性与物料清单生成物料清单工艺路线 大部分企业将工艺路线分成二级：一级工艺路线一般指到分厂、车间级的生产组织；二级工艺路线一般指分厂或车间内的工段、班组或按生产线、加工中心的生产组织：离散型工艺路线装配型工艺路线流式装配工艺路线工艺路线 大

24、部分企业将工艺路线分成二级：一级工艺路线 一级工艺路线目的：工艺分工生产车间一般以同类工艺为特性组织的，例：下料、冲压、焊装（焊接）、机加工、热处理、涂装（油漆）、软化件（塑料制件）、总装等，则依此实现了工艺分工的目的；内外物料流程如下图，确定物料的生产流程，物料的生产地； A件 B件 C件 C件 产品AA分类明细表如下页，依据产品BOM与一级工艺路线，可汇总各生产车间的物料明细，再按来源属性分别汇总分类明细；下料下料冲压机加焊装涂装总装一级工艺路线 一级工艺路线目的：下料下料冲压机加焊装涂装产品结构、工艺路线与物料清单生成路线单位物料清单产品结构、工艺路线与物料清单生成路线单位物料清单二级工

25、艺路线 二级工艺路线目的：物料配送将物料指配到分厂或车间内的工段、班组或按生产线、加工中心的生产组织；生产能力计算供ERP按相应生产单元的工时、机时等因素计算相应生产组织的生产能力；成本核算供ERP按相应生产单元的工时、机时等因素分摊成本对象的相应费用，计算相应生产组织的制品成本；成本控制对象原材料费辅助材料费外购外协费半成品费燃料动力费直接人工费制造费用二级工艺路线 二级工艺路线目的：原材料费辅助材料费外购离散型工艺路线 离散制造机加工、铸造、锻造、冲压等，其特点：离散于各专业加工单元，单件批生产方式；离散型工艺路线以加工单位、加工对象（零部件）提取物料清单，实施配送；离散型工艺路线 离散制

26、造机加工、铸造、锻造、冲压等装配型工艺路线 装配制造整机或部套（总成）集中地装配或流水线装配生产方式；装配型工艺路线以产品的装配对象及装配地提取物料清单，实施配送；装配型工艺路线 装配制造整机或部套（总成）集中地装流式装配工艺路线流式装配制造整机或部套（总成）均为流水线装配生产方式；流式装配工艺路线以产品装配对象及标准工序库位提取物料清单，实施配送；流式装配工艺路线流式装配制造整机或部套（总成）均为流水线物流信息系统物流信息系统推、拉式生产流程推、拉式生产流程第三方物流模式下拉动式生产流程第三方物流模式下拉动式生产流程SCM物流模式下拉动式生产流程国内汽车制造业物料管理现状 在推行JIT准时制

27、、拉动式精益生产，实现企业内“零”库存，基本形成了如下的物料管理模式：企业内撤销了仓储管理，转成代管库，为供应商代管物料（库存物料属供应商，上线产成品后结算）；供应商不愿代管的，为确保准时供应，就近租库自管；（近距供应商也实行自管）自管供应商按主机厂看板实行直送制（直送工位）；企业内同时撤销了半成品库，由车间直接转移，则工序外协物料处于无库管状态。已基本形成基于SCM环境下的仓储、物流模式。SCM物流模式下拉动式生产流程国内汽车制造业物料管理现状供应商管理数据集成接口采购资源控制子系统仓储配送子系统 WMSPDMCAPPERPMES其他入库出库库存上架补货拣货包装分装装载配送车辆计费基础数据管

28、理计划管理采购订单看板要料供应商协同物流信息平台库存可视性物流信息系统解决方案供应商管理数采购资源控制子系统仓储配送子系统 WMSPDM线边库空箱线边库线边库线边库线边库线边库看板及配送呼叫 线边库看板，随生产实时倒冲，按预定空箱数呼叫，配送中心准时配送。呼叫生 产 线 / 标 准 工 序配送中心或前序生产单元 仓储库位存货看板及补货指令与此统一原理。按空箱数与安全储备为指令点。线边库空箱线边库线边库线边库线边库线边库看板及配送呼叫 卸货区未来立体库物料管理入库何物（品种数量）、入何托盘、入何库位托盘码到位条码信息：物料、厂家、批次、日期、数量考虑卸货区接受检查-品种、数量、包装，待上架接受验

29、收入盘上架入盘上架卸未来立体库物料管理入库何物（品种数量）、入何托盘、入何待发区配送发货未来立体库物料管理出库何物（品种数量）、在何托盘在、在何库位下架装入何工位器具、送入何生产单元拣货考虑待发区配送准备配送专用工位器具到位配货检验拣货下架下架拣货回架回架待配送发货未来立体库物料管理出库何物（品种数量）、在何托库区的平面、货架、通道设置货架需考虑片区、架号（纵横列层）设置；平库需考虑片区、库位、叠层设置；许专用托盘，提高空间利用率仓库须考虑待发区、卸货区及通道设计仓库需明确仓库大小、库区（片区）划分、库位定义及该库的物料的分类属性与其对应存储库区的对应关系，再定义入库空位、就近原则及出库的先进

30、先出的查找原则。下图仅为示意库号待发区卸货区平库码放区货架库存 区进货出库通道库区的平面、货架、通道设置货架需考虑片区、架号（纵横列层）设平库库存区平库仓储思考平库需考虑片区、库位、专用库位、叠层设置；需专用托盘，提高空间利用率不应靠墙，留有二侧通道，以利于先进先出；相同物料就近存储，与分批堆叠，以利于先进先出；同产品订单物料，可考虑成套叠放；下图仅为示意库号待发区卸货区专用库位001批次专用库位002批次货架库存 区进货出库通道专用库位001批次专用库位001批次专用库位002批次专用库位002批次先进先出专用库位003批次专用库位003批次通道就近成套平平库仓储思考平库需考虑片区、库位、专用库位、叠层设置；MES基本概念与应用MES基本概念与应用MESA定义MES功能国际制造执行系统协会（MESA）定义了MES应具备的11个功能模块：1）资源分配和状态管理；2）操作/详细排产；3）分配生产单元；4）文件管理；5）数据采集；6）劳动力管理；7）质量管理；8）过程管理；9）维护管理；10)产品跟踪和产品清单管理；11)性能分析和数据采集。实际的产品可能是包含其中一个或几个功能模块需按行业、企业的实际需求确定海尔SBU、质量三菱工单、设备维修福田模