構建數據驅動的裝備制造信息平臺

陳博通　吳春暉

摘 要：隨著新一代信息技術與制造業的深入融合，信息技術在制造業的應用得到了深化。簡要介紹了應用大數據、云計算、移動互聯網、物聯網等新技術構建的一個以數據為驅動，涵蓋客戶營銷、產品設計、生產制造、產品交付和售后服務的裝備制造業全生命周期的信息技術平臺，形成一個需求導向、創新驅動、敏捷生產、協同合作的新價值網絡。

關鍵詞：裝備制造；信息平臺；大數據；輔助決策分析模型

中圖分類號：TP311.5 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.16.034

1 背景

制造業作為全球經濟競爭的制高點，受到了各國的高度重視。我國于2015-05出臺了“中國制造2025”，大力推進由制造大國向制造強國的轉變。

創新是“中國制造2025”的核心驅動。隨著新一代信息技術與制造業的深入融合，信息技術在制造業的研發設計、生產制造、企業管理、產品營銷等各個環節上的應用得到了進一步的深化。

裝備制造信息平臺中融合了大數據、云計算、移動互聯網和物聯網等新技術，它是一個包括客戶營銷、產品設計、生產制造、產品交付和售后服務的裝備制造業全生命周期、全產業鏈的信息技術平臺。該平臺以數據為核心驅動力，貫穿客戶、產品和生產全過程，實時響應客戶需求，持續優化產品研發、創新，指導生產資源配置和決策，實現全產業鏈資源的互聯互通、協同共享，進而形成一個需求導向、創新驅動、敏捷生產和協同合作的新價值網絡。以數據為核心驅動的新價值網絡如圖1所示。

2 裝備制造信息平臺架構

裝備制造信息平臺主要是由基礎環境層、運營管理層、集團管控層和戰略管理層4部分組成的。系統總體架構如圖2所示。

2.1 基礎環境層

基于虛擬化云平臺，構建起企業信息基礎架構，為經營管理、產品研發設計、加工制造等生產經營活動提供資源支撐和服務保障，實現工業生產要素的優化整合和高效配置。

2.2 運營管理層

構建大數據平臺，消除項目管理縱向各業務系統間的孤立性，實現產品銷售、設計、研發、原材料供應、生產、物流和維護等各環節信息的大融合，打通客戶、供應商、經銷商和項目生產組織過程中各方參與者之間的關系，實現產業鏈上下游各種資源的互通互聯、協同共享。

2.3 集團管控層

構建大數據分析平臺，實時收集和監測企業經營管理過程中的數據，并進行高效的分析，有序地指導組織生產，縮短制造周期，提高產品質量，不斷促進產品優化、創新，實現生產的精細化管理，控制和降低生產成本。

2.4 戰略管理層

在大數據平臺的基礎上，實現裝備制造業的商業智能輔助決策，多維度、全方位地透視裝備制造企業的經營管理現狀，優化企業生產組織管理，促進產品創新，通過大數據分析洞察用戶需求，抓住市場，挖掘商機。

3 平臺關鍵技術的研究與實現

3.1 虛擬化云平臺

建立企業虛擬化云平臺，可以實現對虛擬服務器資源的統一管理，按需自動分配，無中斷擴容，隨時可對CPU、內存和存儲等進行按需配置和調整。這樣，不僅配置迅速，而且當主機發生故障時，可以自動切換，以保證裝備制造信息平臺大數據的存儲、擴容、恢復和容災等能力，避免服務器系統硬件本身停機對平臺可用性的影響，使系統可用性指標達到99.9%以上。

3.2 大數據工具

采用大數據工具，抽取、轉換、清洗、整合分散在不同應用系統中的各類數據信息，最終將它們匯集到企業虛擬化大數據云平臺上，消除項目管理縱向各業務系統間的孤立性，實現產品從銷售、設計、研發、原材料供應、生產制造、物流、維護裝備制造全生命周期各環節信息的大融合，實現產品產業鏈上下游各種資源的互通和共享。ETL數據采集邏輯關系如圖3所示。

3.3 輔助決策分析模型

在大數據平臺的基礎上，通過裝備制造全生命周期數據的積累、統計和分析，建立起裝備制造的工時定額、成本管控模型，為市場經營人員投標報價提供快速的決策支持，為項目的生產組織、成本控制提供輔助指導。

在裝備運行數據的基礎上，結合專家經驗，建立起裝備故障發生預測模型，通過模型計算，定期輸出裝備健康報告，及時發現需維護或更換的裝備部件，為用戶提供維修決策支持和備件快速訂購等便捷服務，不斷拓寬產品銷售渠道，延伸產品價值鏈。

裝備常見故障分析模型邏輯為：

式（1）（2）中：n為某一故障在查詢時間段內的發生次數；tai為該故障第i次發生時刻；tdi為該故障第i次消失時刻。

4 平臺實現的功能

裝備制造信息平臺的主要功能是：①通過門戶集成，實現項目管理縱向各應用系統的統一登錄，簡化操作，實現與客戶、供應商之間全方位信息的共享和交互，以提升客戶的滿意度，提高合作效率；②建立高效、協同的計劃編制和執行體系，提高項目交付周期控制能力，逐步細化項目預算和成本管理，提升項目成本控制能力和快速投標報價能力；③通過數據的積累和各類主題信息的匯總、分析，建立起分析模型或關鍵指標的分析輔助決策，以提升項目的管控能力，提高銷售預測能力。

5 結束語

目前，我國制造業正處于變革與轉型的十字路口。裝備制造信息平臺的研究與實踐是在充分融合新工業時代下云計算、大數據、物聯網等新技術的基礎上，構建的一個以數據為核心驅動的裝備制造和服務一體化平臺。該平臺的應用在提高裝備制造企業項目管控能力和市場銷售預測能力，提升與客戶的合作效率，為客戶提供更好的服務等方面發揮了較大的作用，具有一定的推廣意義和應用價值。

參考文獻

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〔編輯：白潔〕