淺談零備件數字化制造基礎數據定義與應用

趙倩

[摘 要] 在零備件數字化制造業務運營過程中，種類繁多的基礎數據貫穿零備件制造全過程，既是指導制造業務開展的技術依據的有效組成部分，也是組織制造業務生產執行的重要依據。因此基礎數據自身的準確、合理性，對于零備件制造部業務的有效運營至關重要。本文針對零備件數字化制造信息平臺建設過程中，基礎數據的梳理定義以及基礎數據應用與管控進行了分析探討。對類似制造行業關于基礎數據管理具有借鑒和參考意義。

[關鍵詞] 基礎數據；數據梳理；數據定義；數據應用

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2019. 01. 044

[中圖分類號] F270.7 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673 - 0194（2019）01- 0100- 04

0 引 言

面向離散型零備件制造企業，因其制造業務具有多品種、小批量的特點，建設實施與之匹配的零備件數字化制造信息平臺的目標之一，就是優化工序級制造作業計劃的編排和資源分配，實時掌控制造任務執行進度、生產現場作業狀態、加工設備、人員以及相關制造資源的狀態，以提高產能、準時完工率和資源利用效率。這一建設目標的實現基礎，則是圍繞零備件制造業務流程主線，充分識別分析涵蓋零備件工藝設計、工時定額、材料準備、作業計劃編排、作業調度、數控加工程序傳輸與監控、作業和檢驗信息采集等業務運營的基礎數據，并對基礎數據進行規范化定義和嚴格管控，使基礎數據發揮應用價值。為有效落實這一目標實現基礎，在一定的業務運營場景中，如何梳理定義基礎數據，并有效應用，是本文重點分析探討的內容。

1 業務運營場景

零備件數字化制造信息平臺支持多個來源的生產訂單接收，生產準備、生產派工、生產執行和生產監控是完成訂單交付的四大核心業務過程。其中，生產準備是基礎，生產監控貫穿準備、派工與執行的全過程。零備件數字化制造信息平臺通過工藝系統、生產執行系統、分布式數控系統的IT應用，輔助三大核心業務過程的順暢高效流轉。如圖1、圖2所示。

2 基礎數據梳理與定義

零備件數字化制造業務過程以及支撐業務過程的信息平臺中，作為技術依據的工藝基礎數據以及服務訂單執行的生產基礎數據，均以業務流為核心、以輸入輸出的角色應用于業務流的流程步驟。

基于基礎數據的這用應用模式，首先以業務流、工作流為主線，分析歸納組成主線的各步驟包含的基礎數據。該過程分析出的基礎數據相對籠統，主要工作內容集中在有哪些數據的梳理方面。在此基礎上對數據進行歸類，數據歸類的階段，既要分析歸納基礎數據自身的獨立屬性，也要充分考慮基礎數據的應用方式以及數據之間的關聯性。在基礎數據內容與類別的階段工作結束后，就需要針對各類基礎數據進行定義，定義的過程實質是綜合數據內容與應用價值，對數據通過屬性這一載體進行詳細描述。例如：在零備件數字化制造平臺建設中，技術準備作為生產準備階段的子業務，最重要的一項交付就是發布規定零備件制造工藝過程和操作方法的工藝規程。內容包括了編號、名稱、創建者、創建時間、零組件代號、密級、流水號、版本、工藝類型、關重特性、關重特性控制方法、成熟度、依據文件代號、更改標記、簽名、目錄、附圖、附表、制造過程描述、制造方法描述等。這些內容以工藝規程為載體，整體按照工藝基礎要素、過程要素、方法要素組織。其中有些內容是與具體的工藝規程匹配的，通常由信息平臺自動生成，例如創建時間。有些內容則是有可以歸集為某一類資源，該類資源具有相同的屬性描述，是同一類工藝要素，具有相對穩定性，隨時間變化變動較小。例如設備庫、工裝庫、關重特性庫、工種庫、零組件代號庫、檢驗類別庫、材料庫、工藝術語庫、特殊符號庫、工時定額庫等。其中，以材料類別、材料名稱、材料編碼、材料牌號、材料規格、供應狀態、類別、對照材料編號、對照依據等屬性對材料庫進行定義。零備件基礎數據示例如圖3所示。

3 基礎數據應用

在基礎數據定義的過程中，數據屬性自身也具有自身的規則。這些規則主要來源于業務管理與信息系統數據規范要求。例如在工作中心定義時，首先要依據零備件制造業務實際，分析影響制造產能約束是人員還是設備，產能約束明確后，再建立以人員或設備為核心的工作中心。只有這樣，才能為訂單排程提供準確依據，最終提高生產產能。

在基礎數據定義階段結束后，需要依據定義的規則分別維護基礎數據庫。在基礎數據庫維護時，數據來源通常有多種，不僅有平臺自身的新增數據，也有來自零備件信息平臺之外的信息系統以及孤島數據。多源頭的數據來源，對基礎數據庫而言，新增數據嚴格按定義的規則創建與變更。對于孤島與其他信息系統的數據，首先要加強多源頭主管部門、人員以及業務之間的溝通，建立多源頭數據彼此之間的交互規范，然后按照交互規范，核實驗證數據自身的準確性、完整性，并對發現的問題及時修正，數據驗證通過后方可進入基礎數據庫。在以往信息平臺建設的該階段，往往因為數據核實與修改工作內容多、難度大，數據驗證容易被忽視或逃避，從而造成基礎數據庫的數據應用受阻。當這些未通過數據驗證的數據作為基礎數據庫中的數據資源被應用于零備件制造業務流，造成業務運營問題時，再對數據進行處理，無論是對零備件信息平臺建設價值還是業務運營效率與數據維護資源消耗，都會造成極大的負面影響。

基礎數據的應用效能是通過以下三個階段實現：一是借助零備件制造信息平臺，以零備件制造工作流為觸發點，對梳理、定義、維護的基礎數據庫信息進行調用；二是使已調用信息應用于零備件制造業務流，伴隨業務流的流轉，建立基礎數據的業務、數據關聯，并對基礎數據進行加工輸出，促進下一業務流的啟動；三是以零備件信息平臺的生產監控為核心，對零備件制造業務的生產、管理職能進行改進，這個過程也會體現在對基礎數據庫的改進優化上。三個應用過程是以環形的形式開展、相互促進的。例如在技術準備的階段，技術人員在工藝管理系統進行工藝規程的設計階段，調用工序庫，選擇本工藝涉及的工序，我們在定義維護工序庫時，對各工序的典型工序內容（非典型內容可根據實際在工藝中進行編制）、所用工作中心（各工作中心已明確是否需要NC編程、加工設備、制造難度等）已維護，技術人員只需依據技術準備實際進行選用。當工藝作為指導零備件制造操作的技術依據，在生產執行系統以此進行制造資源準備時，以工藝、工序、工序內容、工作中心等為基礎，系統會自動向平臺相關系統派發生產準備任務，由任務執行人進行工序難度、工時定額、NC加工代碼的設計等信息的維護，這些信息將作為訂單排程的輸入，完成訂單工序級任務的編排，編排過程會綜合分析基礎數據，對各工序的開完工時間、制造設備給出結論。因為前期工作中心是以設備為產能約束定義，在工作中心基礎數據中已明確各工作中心包括的加工設備、加工范圍等，在設備庫針對各設備定義了設備加工等級、設備操作者（在人員庫中對操作者的人員資質進行維護，人員資質與設備加工等級匹配），因此在工序任務下達后，任務執行人與設備的操作權限也是匹配的。依據各工序的實際開完工時間以及現場執行反饋，分析實際與計劃的信息差異，調整優化工序難度、工時定額、資源配置等信息內容，使得系統的排程更具生產指導意義。

4 基礎數據管控

從基礎數據梳理、定義、創建維護與應用的過程，我們不難發現，基礎數據作為支撐零備件制造業務流運轉的必備要素，是能夠被重復利用的資源，因此基礎數據的質量至關重要。在平臺建設過程中，不僅僅要以業務流、工作流為線條，把相關數據要素進行篩選、歸納、總結、定義、關聯起來，并加以維護與應用。同時，要同步建立與信息平臺建設實施、信息平臺應用相匹配的管理制度與應用規范，來確保基礎數據創建過程是嚴格按照上述思路與要求執行，而且對于后期的基礎數據持續更新、改進優化，同樣提供了有效保證。避免在首輪數據創建后，后期的數據調整與維護不受控，這樣的后果既是對前期項目成果的否定，也會制約阻礙后期業務的運轉。基礎數據質量的保證，歸根結底還是要靠人員來執行，制度與規范對人員的行為進行了有效的規范、限制與約束。

5 結 語

在零備件數字化制造信息平臺建設過程中，基礎數據貫穿零備件數字化制造全過程，既是制造業務生產職能開展的基礎和依據，也是制造業務管理職能優化改進的載體和途徑。在平臺建設過程中，充分認識零備件制造行業的業務特征，圍繞業務流運營主線，梳理定義、創建基礎數據庫是基礎，將基礎數據庫信息應用于業務流的各項輸入輸出是手段，使基礎數據服務于管理決策是目的。過程中制度、規范的建立與執行是保障。這些內容是相互聯動、彼此促進的，只有落到實處，才能優化工序級制造作業計劃的編排和資源分配，從而提高產能、準時完工率和資源利用率，促進零備件數字化制造平臺的建設價值實現。