建材装备数字化管理论文范文

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1业务流程设计与控制模型

投标是建材装备制造企业获取客户订单的主要模式，投标完成的订单以项目的形式立项，进而进行产品的设计、制造等生产和经营活动，企业的整体运作流程如图1所示。市场部投标完成的项目需求以联系单的形式下发至设计院（部），具体流程如下：（1）设计院（部）依据项目的基本需求进行产品设计，完成的图纸交付给各制造主体进行制造，同时并行进行产品的设计和制造。（2）技术部根据设计完成的图纸进行技术准备，处理产品的物料信息和制作信息，并将物料信息传递给采购部，将制作信息传递给生产部和储运部等部门。（3）根据技术准备的结果，采购部进行原材料及零部件的采购，生产部进行产品零部件的制作，采购入库的原材料和生产制作完成的成品经质量部质检合格后入库。（4）在项目产品制作完成后，储运部根据装箱单进行发运的准备工作，选择合适的物流供应商，将产品交付业主并进行现场施工。结合以上生产制造流程，进一步对建材装备制造企业项目主导下的业务流程进行分析，从制造过程控制、物流控制和资金流控制的角度构建系统的业务流程主线，划分出基于项目装箱单的制造过程控制主线、基于项目物料需求的物料流控制主线和基于项目收支的资金流控制主线。

1．1基于项目装箱单的制造过程及多层次视图控制由于建材装备产品的大型化、复杂性，导致装备产品的零部件众多、生产周期长。产品的多主体制作、分期交付、拆解发运和现场施工使得建材装备产品在制作过程中，不但需要考虑产品制作，而且需要考虑发运和现场装配。在这一过程中，要保证制作、发运和装配的可行性，就需要有合理的装箱单对制造过程进行指导。装箱单是技术部在对设计部门提供的产品物料清单（BillofMaterial，BOM）进行转化的基础上，由生产部、质量部和储运部等对装箱单信息的进一步完善而形成的指导性文件，其包括制作内容、制作工程量、尺寸信息、装箱标识等信息，是项目最终交货的依据，也是制造过程中计划制定、任务分配和工程结算的依据。装箱单信息模型如图2所示，主要包括制作工艺信息、检验信息、其他信息等。在信息的存储过程中，各类信息以面向装箱单的具体零部件为对象进行控制，以便后续信息的处理和集成。在产品的实际生产过程中，基于装箱单的制造过程主要包括过程控制和进度监控两方面内容。（1）基于装箱单的制造过程控制基于装箱单的制造过程控制以项目为基础，将管理人员、设计人员、技术人员、生产人员、质检人员和库管员等通过装箱单进行有机整合。图2所示为基于箱单的制造过程控制流程，主要包括技术准备、生产制作、质量报检、进度控制、入库和发运等基于装箱单的一系列流程。基于装箱单的制造过程控制具有以下特点：①技术部、生产部、质量部、储运部等根据装箱单组织部门工作；②提高了系统的数据集成，减少了各部门的重复工作；③具有数据的可追溯性，能够根据装箱单进行信息跟踪和反馈。这些特点为实现建材装备制造过程控制以及制造过程信息的追溯奠定了良好的基础，采用这种基于项目装箱单的控制方法能够有效掌控和管理项目的生产进度，提高管理的效率，减少因信息的闭塞导致的失误，从而保证项目交付的及时性。（2）基于多层次视图的进度监控项目进度的监控是保证项目按期交付的重要手段，其中如何对项目进度进行监控是进度控制的关键。建材装备制造企业中以工程量作为结算和交货的依据，而这一依据是以装箱单为基准，因此，本文根据建材装备制造企业基于装箱单的制造过程控制的特点，提出基于多层次视图的进度监控方法，通过工序层视图、部件层视图、设备层视图、项目层视图四个层次进行控制。图4所示为多层次视图监控模型，表明了各层次视图之间的连接关系。

1．2基于项目物料需求的物料流控制物料是生产制造活动的基础，物料需求来源于技术部根据产品BOM信息汇总得到的物料信息。建材装备制造企业用装箱单指导生产，根据装箱单及图纸信息领取物料，整个物料流动过程中，根据物料的计划跟踪号（由项目、计划批次及物料类型确定的唯一标识）对物料的整个流动过程进行控制，图5所示为具体的物料控制流程。基于计划跟踪号的项目物料流控制具有以下特点：①以项目为源头，通过计划跟踪号来唯一标识物料从需用计划、占用、代用、询比价、订单、入库和出库等流动过程，可追溯性强；②便于统计和对比项目物料的需求量、购买量、入库量和出库量；③能有效避免物料的错领、超领等问题。这些特点为实现建材装备制造企业物料需求的透明性和可追溯控制提供了基础，也为成本分析提供了基础数据。

1．3基于项目合同收支的资金流及预警控制企业进行生产和经营活动的驱动力是利润，为了有效控制项目的利润，需要对项目的资金流进行控制。一种有效的控制方式是严格区分项目的收入和支出，通过收支的统计控制资金的流动，同时对超出项目资金计划的资金流进行预警，避免事后被动的成本统计，便于事前主动采取控制措施。以下结合建材装备制造企业的特点，从控制和预警的角度构建资金流模型和预警模型。（1）基于项目合同收支的资金流控制模型建材装备制造企业的合同主要分为销售合同、采购合同、委外合同、运输合同和其他合同五大类，其中销售合同是作为收入类的合同，其他四类合同是作为支出类的合同，另外还可能发生资金流动的是项目的索赔，既存在收入类的索赔，又存在支出类的索赔。本文根据建材装备制造企业项目收支的特点，提出基于项目合同收支的资金流控制模型，如图6所示。针对项目合同，分别统计收入和支出，其资金流的控制分为两部分：①针对项目合同签订金额的资金控制，具体体现为合同金额；②针对合同结算的资金控制，具体体现为按收付款统计的项目合同的实际结算金额。（2）项目资金流预警模型目前在以项目为主导的建材装备制造企业中，对项目资金流的控制过于被动，缺乏资金流动的事前预警，即对项目资金流的控制是事后的统计和分析，此时项目往往已经发生超支，而对项目执行过程中可能发生的异常或超支的资金无法提前预警。因为在信息管理平台中提供了良好的基础数据支撑，所以提出基于内控指标体系的资金流预警策略，即在项目执行前针对不同的控制指标制定相应的内控指标标准，对项目执行过程中的实际发生值按照不同的标准进行分级，实现部门级、主管领导级和总经理级的多级预警。图7所示为基于内控指标的多级预警模型，假定对项目Project进行内控指标预警。

2制造过程协同与数据集成

为支持建材装备制造企业三大业务流（制作流、物料流、资金流）以及多制造主体平台的系统集成，在统一的架构体系下，需要对集团各制造主体的业务活动进行整合，即多制造主体之间项目制造过程的协同，从而实现对项目的集团化管控。建材装备制造企业数字化智能化平台集成的目的是实现数据的集成和共享，由于各制造主体在地理位置、信息系统和管理流程等方面的差异，需要多制造主体进行项目制造过程的协同，满足多系统的数据集成以及管理审批流程的可重构，这也是制造集团数据集成和共享的基础。

2．1多主体制造过程的协同由于建材装备制造集团的多个制造主体分布在不同的地域，其制造过程协同的实质就是围绕项目任务所进行的一系列制造过程信息的共享［12］，主要包括两方面：①针对项目任务执行的制造过程信息共享，如制造任务计划、零部件的检验信息、发运计划等，特别是各制造主体的制造任务执行进度，通过及时的制造任务进度信息共享，保证项目的按期交付；②针对项目任务执行过程的资源信息共享，如设备信息、供应商信息等，特别是各制造主体的库存物料资源信息，通过及时消耗库存的多余物料来减少呆料和滞料，提高资金的流动率。图8所示为建材装备制造集团在统一的技术平台体系下，多制造主体进行制造过程协同的示意图，制造集团在统一的管理平台下，实现不同地域的制造主体以及任务、资源等信息的共享。

2．2基于数据传输中间件的数据集成技术数据的集成是将不同来源、格式、特点的数据在逻辑或物理上进行集中，提供较为全面的信息共享。目前，在建材装备制造企业的生产经营活动中使用了多种信息化管理软件，如产品数据管理（ProductDataManagement，PDM）、企业资源规划（Enter－priseResourcePlanning，ERP）、办公自动化（Of－ficeAutomation，OA）等，这些系统在物理上分离，但在数据逻辑上关联紧密，由于数据共享程度不高，存在很多重复性工作，这是企业的基本现状，同时集团多主体制造过程的协同迫切需要实现多个系统间的数据集成。在数据集成方面，常用的方式是联邦式和中间件模型［10－11］，联邦模式能够为用户提供统一视图，但是需要在统一的数据库架构下同时对多个异构数据库进行访问和控制，由于各系统是封装的，实施起来比较困难；中间件［11］是独立于异构数据库和应用程序之间的软件，主要实现信息传递，在实施上较为容易。为了实现建材装备制造企业数字化管理平台与其他系统的数据集成，本文提出一种可配置的数据传输中间件来满足数字化管理平台的数据集成需求，该中间件的主要特点是根据用户的需求，通过简单的配置实现数据在不同系统的传递，从而达到信息共享的目的。图9所示为数据传输中间件的基本工作流程，首先根据异构系统下的数据集成需求，通过模板编辑器定义模板，主要包括数字化管理平台数据与异构集成平台数据的对应关系、一些特定数据信息（如单据编号、产品代码等）的创建及匹配方法，以保证数据在异构系统的可追溯，同时针对不同的数据集成需求定义不同的模板，组建模板库；最后根据实际的数据集成需求从模板库中调用对应的模板，实现数字化管理平台与供应链管理（SupplyChainManagement，SCM）和OA等系统之间的数据分发共享。

2．3基于权限与重构的流程重组技术由于制造过程中数据的流转在不同企业存在差异，并且随着时间的推移，企业需要对其流程进行变更、优化和重组，例如，企业传统的收票流程为“供应商开票→储运部确认发票和入库单信息→纸质版传递到采购部确认→财务部添加发票信息→财务部钩稽发票”，在这一流程中，储运部和财务部存在重复性工作，储运部已确认发票信息，而财务还需要重新添加后再审核；优化后的收票流程为“供应商开票→储运部添加发票信息→纸质版传递到采购部确认→财务审核钩稽发票”，减少了储运部和财务部的重复性工作；同时企业在单据审批时，为了保证审批的合理性和效率，在审批的权限和流程上也存在重组和优化。数字化管理平台需要具有柔性，能通过简单的配置快速适应流程重组的变化需求。本文提出一种与权限结合的流程重构方法，并在管理平台中进行了应用，具体的流程如图10所示。该配置方法的主要特点是：权限和流程配置相结合，配置方法具有柔性，对于重组或新增的流程，由管理员设置数据的流转模式，如串行、并行、串并综合等，并确定处理人员，每一个人员对应不同的角色和权限；在实际应用中调用相关的审批流程，按照配置的串行、并行或串并综合的模式实现数据的流转。

3应用案例

基于上述建材装备制造企业流程管理的方法和理论，本文在MicrosoftVisualStudio2008和Mi－crosoftSQLServer2005平台上，利用Microsoft．NetFramework3．5等工具开发了基于浏览器／服务器（Browser／Server，B／S）架构的建材装备制造企业数字化管理平台，并在中国中材装备集团进行了实际应用。中国中材装备集团是中国中材集团旗下的中国中材国际工程股份有限公司按专业化分工原则、集旗下全部装备资源组建的从事装备产业的高新技术企业，下属12家建材装备制造基地，各制造基地的信息化建设需要进一步展开，以适应集团化制造模式下的信息集成和管理需求。目前，数字化管理平台已经在中材装备制造集团下属的中材（天津）重型机械有限公司、唐山中材重型机械有限公司和唐山海港中材装备制造有限公司等3家企业进行了应用，在业务管理、流程审批、计划控制、成本管理、需求传递的及时性和效率等方面取得了较好的应用效果，为企业的集团化管控提供了有力的平台支撑。数字化管理平台的功能模块主要按部门划分，包括待办事宜、办公管理、考核管理、市场管理、技术管理、采购管理、生产管理、质量管理、储运管理、财务管理、合同管理和安全管理等模块。系统功能结构如图11所示。图12所示为项目的添加界面，在合同投标完成后，由技术管理人员添加项目信息，包括项目的名称、编号和日期等。图13所示为各部门汇总到采购部的物料需用计划，由储运部进行库存的占用和代用后，采购部生成询比价单及订单，进行原材料的采购。图14所示为生产部月生产进度管理界面，生产部可以根据技术部提交的装箱单及其工程量信息，结合月生产交包对生产制号及项目的进度进行监控。图15所示为质量部报检管理，各部门提交的报检计划由质量部进行统一质检，原材料及成品需要质检合格后才能入库。图16所示为储运部库存管理界面，包括物料的基本信息、标识项目归属的计划跟踪号等。储运部根据订单进行入库，按照项目、生产制号进行出库。图17所示为合同收支界面，主要包括基于项目的各类合同的金额、收付款比较和索赔等。

4结束语

本文以建材装备制造企业为对象，针对制造过程的信息管理和集成共享问题，在分析企业实际需求的基础上，提出基于项目装箱单的制作流控制、基于项目的物料流控制和基于项目合同收支的资金流及预警控制三条主线，并在系统的开发过程中，结合数据集成和可重构等技术手段，使数字化管理平台具有更高的柔性和适应性。具体研究及应用成果主要包括以下几方面：（1）针对建材装备制造企业的特点，引入制作流、物料流以及资金流的三大业务流控制主线，突出了项目主导下的进度及资金预警，开发并实现了针对建材装备制造企业的数字化管理平台，提高了数据共享的程度和业务管理的效率。（2）提出基于数据传输中间件的数据集成方法，实现了在多系统间的数据传递和共享，满足了建材装备制造集团多制造主体在制造过程中的信息协同。（3）提出基于权限与重构的流程重组方法，使得数字化管理平台能够适应在流程重组下的系统变更需求，提升了系统的柔性。目前所开发的数字化管理平台在中材装备制造集团旗下的多家制造企业正式使用，满足了其制造过程中信息的传递和共享需求，并对建材装备制造集团的信息管控与协调提供了信息支撑平台。后续将对多制造主体的制造任务协同和总成本控制进行深入研究，使信息化管理平台更好地为建材装备制造的集团化管控服务。

作者：郭顺生杜百岗孙利波李益兵郭钧单位：武汉理工大学机电工程学院