現代環保企業生產中的問題分析及對策

戴德國，吉衛喜

（江南大學 機械工程學院，江蘇 無錫 214122）

1 引言

在經歷20世紀90年代的IT行業革命后，信息與通訊技術逐漸在我國大型制造業企業當中得到應用，自動化和計算機化的應用提高了制造業的工作效率和生產力，制造型企業也紛紛使用有關的計算機輔助技術來支持企業生產。但實際使用中卻都發現一個突出的問題:各類輔助技術間的信息得不到有效溝通和高效利用，就是產生所謂的信息孤島［1］。計算機的大范圍推廣使用，導致產生的數據也迅速膨脹，給企業的有序管理帶來很大難題。繁多的數據種類以及重復冗余，給企業整個數據系統的運行帶來許多壓力，阻礙了企業的快速發展。因此，究竟該如何將企業產品生產流程中所產生的數據、過程以及相關資源高效地管理利用起來，是目前以至將來企業所必須面臨和解決的問題。

2 現狀與問題

該環保企業主要從事垃圾焚燒處理、除塵輸灰、煙氣凈化處理、飛灰處理的技術開發、設計、制造等為一體的綜合性業務，產品種類多，物料體系復雜，采用多品種小批量生產方式，是典型的離散型制造企業。近幾年來，該企業快速發展，非常重視并持續推進信息化建設，已經全面應用OA、ERP系統，信息化基礎良好。目前企業的產品開發、生產經營管理是按企業內部的分工由各部門分工進行的，相互間以圖紙、工藝、計劃、報表為手段組織企業生產經營。這種經營模式，在市場經濟和現代科學不斷發展的今天，極大地制約了企業的創新。隨著公司的上市，各孤立的CAD系統、CAPP工藝系統以及ERP等多年來開發或引進的這些工具軟件和信息系統更是存在著業務功能分割，信息不能或難以共享，業務流程割裂或不夠順暢，使企業無法按先進生產模式提供產品圖樣和工藝設計信息，發揮不了計算機與信息系統優勢。因此，產品數據分散、管理和運營流程混亂以及企業集成度不夠成為當前阻礙其發展的重大障礙。

3 PDM技術的引進及其運用

20世紀80年代，PDM已經開始出現，它的初衷只是為解決大量工程圖文檔管理困境。但隨著后來關系數據庫以及面向對象技術的出現，它的應用被迅速擴展，用于管理所有與產品相關的信息和過程的技術。PDM應該具備的基本功能包括圖文檔管理、產品結構管理、項目管理、工作流管理以及配置管理等內容。PDM主要體系結構如圖1所示。

圖1 PDM的體系結構

PDM系統的目的在于對產品生產和工序進行有效的信息管理，以產品和工序的標準化作為實施根基，所以，PDM也作為一個中央存儲器用于維護貫穿企業所有應用系統的“唯一真理”。由于該技術的先進性和合理性，近年來國內外對新一代信息集成平臺作了大量的研究開發工作，一致認為產品數據管理PDM系統是新一代信息集成平臺中最為成熟的技術［2］。

目前企業現況，正是缺少一種集成化的技術平臺來支持各種應用軟件的融合。因此，必須構建以PDM為中心的企業信息集成系統，實現消除信息孤島、整合優化企業流程的目標。

4 解決方案

4.1 CAD／CAPP／CAM 的集成

企業擁有CAD、CAM等現代化計算機輔助工具，但各自相對獨立，尚無法從真正意義上實現自動傳遞和交換各自間信息。譬如目前大多企業用CAD進行產品設計，但結果只是輸出圖樣和相應技術文檔，所得這些信息并不能被CAPP系統直接接收。CAM系統的良好運行，同樣也需要人工地將CAD或CAPP系統輸出的相關紙質類文件或數據轉換為CAM所接受的文件或數據格式，最后還需要人工地將其輸入或導入CAM中。這樣的一種作業模式，非但不利于工程設計效率的提高，還會難以避免地在人工轉換處理過程中產生一些錯誤，長此以往，這將給企業生產運營帶來相當大的危害，阻礙企業可持續性的健康發展。

由此可見，實現將計算機輔助設計與生產制造相結合，讓一次性輸入CAD系統中的各類信息能在后續環節（如CAPP、CAM）中被一再應用才能實現最經濟的價值。企業需要做的就是將現有的CAD、CAPP和CAM輔助工具通過數據庫技術平臺和相關應用接口去進行有效集成，實現局部自動化到全局自動化的升級［3］。下面給出一種可行的3C集成方案，供參考，如圖2所示。

圖2 CAD／CAPP／CAM信息的集成

在實際研究和實施過程中發現，因為目前計算機同步技術的發展尚未全面，所以解決不同CAX（相關計算機輔助工具統稱）系統之間的數據交換仍然顯得有些困難。最主要是CAPP系統，因為企業間有不同的規范，就是在同一企業環境中，不同的工藝人員也會有不同的經驗，制定出的工藝規劃差異很大。CAPP需要的是產品的設計和相應的工藝這兩種信息，無法從單一CAD中獲取，因此CAPP難以與CAD緊密集成，導致CAPP系統至今尚沒有形成真正有效的商品化軟件。

4.2 集成產品信息

產品信息是企業中生產對象信息的集合，它們被分別存放在CAD、CAPP以及CAM等系統中，如何科學而有效地去管理存于CAX中的企業全部產品的各種信息是解決各類問題的開始和根本。現在，大多數CAD、CAM提供商能提供集成化了的CAD／CAM系統，困難存在于怎么解決3C系統之間的集成。如前所述，由于CAPP工藝規劃本身的復雜性，導致CAPP系統幾乎無法從CAD系統中直接獲取它所需要的設計信息，所以3C的集成遇到了無法逾越的障礙［4］。

PDM系統能有效地幫助企業解決這一大瓶頸。首先，在PDM中建立一套企業的基本信息庫，它用于記錄如刀具、材料以及工藝等與產品信息有關的基礎數據。這樣，CAPP系統就無需再直接從CAD系統中獲得零部件的幾何信息，變成從PDM中獲取幾何信息和有關加工信息；接著依據零部件的相似性，實現從標準工藝庫中獲得相近的標準工藝，這樣就能快速生成該零部件的工藝文件，間接地實現CAD與CAPP系統的集成。此外，通過PDM系統，CAM也將能快時準確地獲得零部件的幾何形狀和工藝要求，進而分析產生出有關的刀具軌跡和加工代碼，并及時安全地保存于PDM中（圖3）。

圖3 利用PDM集成產品信息

從圖3可以發現，PDM實現了產品全部信息的統一規劃管理，使得傳統的3C模式不再直接傳遞信息，取而代之的是要分別與PDM間傳遞信息，CAX都從PDM系統中統一提取所需相關信息，應用的結果也各自被放進PDM中。正是因為PDM系統中的數據具備一致性特點，才能保證CAD、CAPP和CAM等數據能夠得到有效管理，這也真正實現了3C系統集成。

4.3 產品信息與經營管理信息的集成

經營管理信息是指企業中人、財、物、產、供、銷的信息。管理信息系統從早期的 MIS到 MRP，再到 MRPⅡ，以及發展到近期所出現的ERP，已經實現了對企業經營管理信息的全面管理［5］。

產品信息與經營管理信息的集成是實現現代企業全方位管理的必由之路，是企業高速化健康發展的保證。ERP中許多信息來自3C系統。同樣，ERP也向3C系統傳遞相應的數據。如果CAX系統中的數據管理缺乏系統化和標準化，那么大量的生產信息就需要通過手工方法輸入到ERP系統中，導致ERP無法及時從CAX中獲取正確數據。失去正確的數據來源，ERP提供的決策也就不可能科學地指導正常的經營管理［6］。

PDM系統作為產品信息集成的核心，在實現全面科學管理產品各類數據的同時，還能夠實現向ERP系統傳遞各類經營管理中所需的信息。PDM是3C系統與ERP系統間信息傳遞的橋梁，它不僅實現了3C系統的集成，也實現了企業全局信息的集成。

在企業中各個CAX系統與ERP間的信息流動如圖4所示。產品的開發任務書、技術指標和修改任務書來自ERP系統，ERP將其傳輸到CAD／CAM系統，而后設計人員就可以根據ERP系統傳來的上述信息進行產品的設計和修改，滿足各方面要求。CAD以及CAM系統產生的圖形數據和加工屬性數據經過PDM系統傳入CAPP系統，實現全局集成。企業中有關產品的信息除了來自3C外，還有來自CAT、CAQ和CAP等CAX系統。根據企業的人、財、物、產、供、銷資源信息，結合PDM系統提供的產品信息，ERP系統按照銷售計劃，制定出合理的采購和生產計劃，真正提高了整個企業管理水平，創造更高的經濟效益，增強企業的綜合競爭能力［7］。

圖4 企業中各CAX系統與ERP系統間的信息流

5 結語

現實企業中往往信息種類繁多，千頭萬緒，分別存放在幾個甚至十幾個子系統中。要把這些子系統一次直接集成在統一的數據庫環境中，困難是相當大的。必須采用二次集成方法，即用PDM系統將產品信息集成，MIS系統將人、財、物的信息集成，MRPⅡ系統將產、供、銷的信息集成，然后在三個集成系統之間建立信息通道，從而實現整個企業全部信息的集成。無論從技術難度、實施周期和使用效果哪一方面講，二次集成的方法都更加現實。

［1］蔣玉娟.PDM 應用系統設計與實現［D］.西安:電 子科技大學，2005.

［2］齊從謙.制造業信息化導論［M］.北京:中國宇航出版社，2003.

［3］李善平，劉乃若，郭 鳴.產品數據標準與PDM［M］.北京:清華大學出版社，2001.

［4］閔立軍.產品數據管理（PDM）的應用實施［D］.長春:吉林大學，2008.

［5］同秉樞，徐曉慧.產品數據管理（PDM）實施中的存在問題及對策［J］.工程圖學學報，2002（2）:1～6.

［6］葛江華，隋秀凜，劉勝輝.產品數據管理技術及應用［M］.哈爾濱:哈爾濱工業大學出版社，2001.

［7］呂 民，王亞萍.集成化產品數據管理技術［M］.上海:上海科學技術出版社，2012.