挖掘數據價值 構建企業生產管控系統

■ 李賀 高雷雷 袁安 呂永松/中國航發南方

中國航發南方通過固化優化企業生產業務流程與管理模式、制定數據集成管理規范、建設生產主題數據倉庫、建立數據分析模型等方法的實施，形成了一套敏捷高效的生產管控體系，有效地提高了企業生產過程精準管控能力，為全價值鏈、全業務域挖掘數據價值、推廣數據應用奠定了基礎。

制造業經歷了從機械化、電氣化、自動化到智能化的發展，生產制造始終是其價值核心，而生產的智能管控則是實現該價值核心的必要手段。

中國航發南方是我國唯一的中小型航空發動機生產研制基地，屬于典型的離散制造企業：產品批量小、品種多、結構復雜、配套零件品種和數量眾多、制造工藝復雜多變；生產組織過程復雜，臨時插單、科研機、批產機、排故機、修理機等混合穿插進行，充滿不確定性；零部件質量和交付周期不穩定。雖然企業信息化建設已經取得了一定的成果，建成了以企業資源計劃管理系統（ERP）、產品數據管理系統（PDM）、制造執行系統（MES）等為核心的研發生產制造信息化體系，并積累了大量的數據，但是依然存在不少問題：跨系統業務流程沒有通過信息化手段進行固化和優化；各系統之間集成度不高、數據關聯性不強，信息孤島問題日益突出；未深度挖掘數據價值，無法為企業的生產制造決策提供有效的數據支撐。

為實現構建全面覆蓋航空發動機生產制造全過程的生產管控系統的目標，中國航發南方的創新團隊研究的主要內容是：根據企業生產管理體系建設和均衡生產的要求，建立基于數據的生產管控體系，挖掘數據價值，提高企業生產過程精準管控能力；制定數據集成規范，以數據為核心，構建生產主題數據倉庫，進行數據分析和展示；固化優化生產管理流程，改變現有生產管理模式，以流程驅動業務，業務產生數據，數據提供支持，建立生產管控系統；將管理思想和流程寫入信息系統，利用數據分析技術和建模手段自動獲取決策及管理信息。

建設思路

建立生產管控體系的總體思路是：流程是主線，數據是核心，集成是關鍵。不僅僅是要建立一套服務于生產的系統平臺，同時需要優化生產管理流程，改變傳統的生產管理模式，運用數據倉庫、數據分析、數據建模等數據手段提高數據和信息價值，使數據成為生產管理的核心，實現企業生產管理的物流與信息流合一，提高企業生產管理決策的準確性和預見性。

根據企業生產管理體系的要求，系統以均衡生產需求為牽引，計劃為主線，快速進行生產控制及生產執行情況反饋，自動生成生產業績評價結果。通過對生產流程的固化和優化，從生產的需求、計劃、保障、配套、交付、業績評價等維度，構建生產管控系統。整合離散的生產數據，建設數據倉庫，通過數據建模、數據分析及數據展示等方式，形成生產管理需要的直觀信息。制定集成規范，以生產價值鏈流向為引導，集成各業務系統。

方案設計

系統架構

創新團隊充分利用現有業務系統數據優勢，面向生產管控業務建立統一數據庫，通過分析模型和事務模型對目前的生產情況進行分析、管理和預測，通過統一的平臺進行展現，實現數據驅動業務。

技術架構

系統架構示意圖

技術架構示意圖

系統基于關系數據庫管理系統（Oracle Database）及數據倉庫系統（SAP BW）建設生產管控主題數據庫，通過數據的抽取、轉換、加載（ETL）從業務系統采集生產靜態及過程數據，實現數據的統一管理，提供數據的共享、交換、編碼、分析展現、數據挖掘與建模等應用，并支持基于PC端、大屏幕等界面的可視化展示。

系統實現

首先，通過制定信息系統集成規范、數據集成規范等，采用企業服務總線（ESB）、用于不同的平臺和編程語言之間可共同操作的消息收發框架（Web Service）、ETL等技術，整合公司現有發動機物料清單（BOM）、工藝設計、計劃、訂單、工具工裝、現場報工、質量、人力、財務、會議紀要等結構化與非結構化的數據，建設生產主題數據倉庫，實現與現有各系統業務、數據的深度集成，打破信息孤島，使各系統成為一個統一的整體。其次，固化優化流程，用信息化手段改變生產管理模式。最后，充分應用數據優勢，發揮業績評價作用。

根據企業生產業績評價方法，通過定性分析與定量分析方法，按照職能部門細化生產管理業績評價指標、權重與基數，量化評價指標，并通過與各主要業務系統進行數據集成，按照指標要素進行分類匯總統計，為生產業績評價提供數據依據，促進企業生產業績評價由定性考核向定量考核、由結果評價向過程評價轉變，提高生產業績評價的準確性及透明度，助推生產管理能力提升。

梳理異常問題與會議管理流程，構建協同工作平臺

梳理生產過程中異常問題情況處理與生產會議業務流程，通過定性分析與定量分析方法，對異常問題進行分類分級；構建協同工作平臺，結構化異常問題、會議紀要業務要素，實現異常問題快速反饋、會議紀要執行檢查與評價考核。

以生產訂單為基礎進行生產能力評估和訂單監控

通過生產訂單衡量生產中心的生產完成情況，將各生產中心當前的計劃訂單、生產訂單進行匯總統計，監控各生產中心的已完成訂單、未完成訂單、未來訂單情況；通過訂單分析各生產中心未來的訂單承接能力和設備負載能力，結合歷史數據，預估任務完成情況；實現訂單的宏觀監控和微觀控制，生產管理部門通過訂單整體情況對生產進行監控，通過訂單的微觀異常進行生產干預。

基于BOM和實時數據分析實現航空發動機關鍵路徑監控

發動機關鍵路徑分析模型

發動機修理預警分析模型

將發動機管理數據與企業生產現場的物流數據和需求數據進行整合分析，梳理產品BOM與訂單交付周期信息，建立產品生產關鍵路徑，動態關聯生產配套缺件、在制品等信息，實現當月某型產品及單臺產品動態關鍵路徑識別與剩余周期分析。為生產管理決策提供支持，使生產能力投放與平衡有據可依。

通過大數據分析技術和航空發動機全生命周期相結合，實現可預測的售后服務保障

收集發動機使用過程中的工作狀態、工作參數、檢查日志、使用履歷、狀態變化、歷史故障等數據，根據發動機設計的技術狀態指標，結合生產制造過程中單臺發動機的技術狀態差異，采用大數據分析技術，分析發動機全生命周期過程中健康指標數據個性差異及其總體變化趨勢，實現對發動機健康狀態的全過程跟蹤。根據用戶需求情況完成對保障資源需求的分析和預測，從而實現可預測的售后服務保障，提高修理計劃的準確性。

建立在制品資金占用分析模型，加強生產成本管控

基于發動機各零部件標準價格，結合發動機關鍵路徑分析中各零部件生產周期，以及發動機的計劃交付日期及訂單的起止時間，構建發動機全生命周期在制品資金占用分析模型，測算在制品庫存及資金占用情況。結合業務系統已有各類成本信息、存貨庫存及資金、存貨出入庫記錄數據，實現生產成本各類指標統計分析與展示，為評估存貨風險和降低在制品資金占用率提供數據支持。

優化生產保障管控流程，提升生產保障能力

根據工具工裝需求、庫存、生產計劃、資金占用、缺件、定檢批檢等信息，統計分析工具工裝資金占用趨勢、缺件分布與定檢批檢預警及超期告警；根據設備維修情況、設備保養計劃及執行情況，對維修超期情況及接近保養日期的設備進行預警，方便生產管理部門與生產中心提前安排生產工作。

優化生產質量管理方法，加強產品質量管理

根據產品超差單、廢品單、不合格品審理單、一次交驗合格率以及外場發動機本體、成附件故障等數據，對產品質量問題進行定性定量分析，為產品質量管控與決策提供數據支持。

梳理供應商數據，強化供應商管理

根據合同執行數據，對供應商的交付情況、延期情況、異常情況等進行分類統計展示，為供應商管理、績效考評以及選擇優質供應商提供數據支持。

建立覆蓋發動機全生命周期的多層級、多維度可視化看板

將管理職能與數據展示相結合，按照業務維度、產品維度、組織機構維度進行功能劃分與數據展示，直接向管理者推送需要的信息及可能相關的數據，實現對生產任務執行情況的全過程管理，提高數據利用價值。

結束語

隨著信息化應用的不斷深入，數據已經成為企業的重要資產，是未來向智能工廠發展的重要財富，挖掘數據價值、提高生產過程精準管控能力的模式可以不斷向橫向與縱向推廣應用，直至覆蓋企業經營管理、產品設計、生產制造、供應商管理、服務保障等各個業務域。通過建立生產主題數據倉庫、構建生產管控系統、挖掘數據價值、固化優化生產業務流程和管理模式等措施，提高了發動機生產全過程實時精準管控；促進了工作模式轉變，提高工作效率，員工幸福指數逐步提升，員工的質量責任感和使命感不斷增強；企業生產管理能力得到了明顯提升。