企業制造過程的產品數據信息流協同管控需求分析

李健勇，童春橋

（貴州航天風華精密設備有限公司，貴州 貴陽 550009）

1 引言

數字化、信息化是制造業轉型升級的必由之路。利用數字化、網絡化、智能化和云化手段，構建適應新時代的以模型、數據和流程驅動的科研生產體系，創新研制迭代方式與科研生產管理模式，是企業實現設計研發精益化、生產制造智能化、維修保障智慧化和質量控制精細化轉型升級的重要手段。

信息化環境下，數據是各部門及各崗位工作的核心內容，流程則是串聯和管理企業各部門及各環節開展工作協同的紐帶。開展數據與流程的需求分析與規劃就是制造企業實施信息化的重要基礎工作之一。本文就產品制造過程涉及的數據信息流及其基于工作協同的管控需求進行討論。

2 產品實現環節的主要信息系統及工作協同流程

產品實現環節主要涉及設計環節、工藝環節、生產計劃環節、準備（采購備料）環節、實物加工環節、檢驗試驗環節和交付及銷售環節等。各環節主要使用的信息系統及輸入、輸出數據信息如圖1所示。

產品實現過程中各部門必須做好協同工作，而在信息系統中，必須依靠數據和流程的驅動讓各崗位人員完成所需的工作處理。以某單位的產品設計更改單為例，如圖2所示，當設計更改單下發后，一般按圖2中③的路徑由工藝人員進行工藝文件和BOM數據的更改，由生產計劃部門進行計劃調整，由車間和檢驗部門按調整生效的計劃訂單和工藝文件進行生產和驗收。但如果存在在制品和已制品的情況，還需要按①及②的路徑對在制品和已制品進 行處理。如果流程信息協同不到位，就會發生質量問題。

圖1 產品實現環節的主要信息系統及數據示意圖

圖2 某單位設計更改單跨部門工作協同處理流程示意圖

3 跨系統的產品數據信息流協同管控需求

3.1 實現BOM在各環節信息系統正確傳遞是協同管控的基本需求

傳統的生產管理是依據設計文件、工藝路線、工藝文件以及各種配套明細表、定額明細表等，計劃員手工下達計劃，調度員組織配套及生產。而在信息化條件下，是系統依據BOM數據、庫存數據和項目計劃進行MRP運算，自動生成計劃訂單、采購訂單和外協加工訂單，分別傳到車間及采購部門。因此BOM管理是串接制造企業的設計-工藝-計劃-采購-加工-裝配-檢驗各過程管理的數據載體和信息傳遞基礎，BOM數據的正確傳遞對產品制造管理具有重大的意義。

產品的研制和生產過程中必不可少的BOM數據通常為設計BOM（EBOM）、工藝BOM（PBOM）和制造BOM（MBOM）三種。根據具體情況擴展應用，可形成服務BOM（SBOM）、試驗BOM（TBOM）、成本BOM（CBOM）和質量BOM（QBOM）等。EBOM是形成產品的PBOM及其他用途的BOM的基礎，而PBOM的正確性對MBOM（投產的計劃訂單、采購訂單和外協加工訂單）的正確性直接產生影響。EBOM和PBOM的正確性主要依賴設計人員和工藝人員的工作，而MBOM正確性主要依賴PBOM數據、庫存數據和各物料業務參數的正確性。因此EBOM-PBOM-MBOM的轉換過程是控制的重點，其他SBOM、TBOM和QBOM等主要依賴流程操作形成的操作記錄，從另外的角度來進行統計分析得出BOM視圖。

3.2 產品全生命周期技術狀態控制是數據信息流管控的核心需求

傳統的生產現場產品技術狀態管控方式主要依靠管理人員將非現行有效的工藝回收，只允許生產工人借到狀態標識現行有效的紙質圖樣及工藝，以保證使用正確的圖樣及工藝。因此需要投入較多的人力進行工藝技術狀態的管控，不適應多型號、多狀態、單件小批和并行研制生產的發展趨勢。

信息化條件下，計劃訂單、生產訂單、圖樣、工藝及物料數據都保存在信息系統內，能否按計劃要求產出符合要求的產品，保證從設計到制造過程的技術狀態管控，必須建立PDM/ERP/MES等系統間的技術狀態管控規則。信息系統中，技術狀態管控主要依靠階段標記、版本號、狀態標識符、用途標識符以及在計劃訂單、生產訂單中建立與圖樣及工藝文件的“綁定”關系等手段來實現。ERP系統某零件BOM技術狀態控制的標識符示例如圖3所示。

圖3 ERP系統某零件BOM技術狀態控制的標識符示例

全過程產品技術狀態控制是企業產品數據信息流管控的核心需求，其管控的目標要做到：基線明晰、配套準確、文文一致、文實相符、變更可控和及時記錄。簡單舉例：03批計劃投產圖號X01-1的02版的零件15只，計劃訂單號中包含了批次號03、圖號X01-1、版本號02、數量15以及要求完工時間等信息，生產車間依據加工路線信息派工生成生產訂單信息在MES中執行，MES需要調用圖號X01-1、版本號02所關聯的最新有效版本工藝文件進行生產和檢驗，檢驗數據采集到MES的加工記錄中。而加工期間設計發生變更，需要將零件加工暫停，待工藝更改完成后，變更計劃訂單，按新計劃訂單和更改后的新版工藝重啟加工，這些過程都需要進行技術狀態控制，保證生產出的產品與要求一致。

3.3 產品數據信息流跨系統進行工作協同的常規管理需求

產品數據信息流跨系統進行工作協同的常規管理需求主要有以下幾方面。

（1）各種數據產生源頭的“統”的規劃需求

企業產品的每一個數據項都有其產生的源頭，如零件的圖號及名稱由設計人員產生，下料尺寸由工藝員產生，而投產數量由生產計劃人員產生。因此數據產生源頭的“統”主要涉及四個方面：一是每個數據項都應明確其產生源頭的人員角色，其他角色只能引用或繼承；二是統一規定每個崗位以哪種信息為處理工作的依據，規范使用數據；三是每類數據產生源頭的軟件平臺及工作界面的統一，實現數據格式統一規范，流程發起源頭統一，確保信息系統間的無障礙協同交互；四是軟件平臺間使用統一的基礎資源庫，如材料庫、標準件庫、元件庫、工裝庫和設備資源庫等，確保各項資源的基礎信息一致。

（2）有效數據信息流的“通”的需求

與產品實現相關的每個數據項都有其作用范圍，即會涉及不同的工作環節與工作崗位，因此“通”的要求就是將完整、正確和有效的數據信息流傳遞到所涉及的環節及崗位進行處理。這就需要策劃每個崗位所需的數據來源、加工后的數據傳輸到下游環節的哪些崗位，理清每種數據信息在所需崗位的作用與用途，然后用流程將信息傳輸鏈串起來。理清了各種數據該通往何處，也就能避免盲目發放數據帶來困擾的問題。

（3）“卡”住無效數據、垃圾數據的需求

每個工作環節都會在信息系統中產生無效數據、垃圾數據。一個錯誤的數據流到下游環節，就會產生一系列的問題，如果有十條錯誤數據流轉，就需要花費幾倍的人力來更正錯誤，而如果有上百條錯誤數據流轉，就會讓所有人認為公司整個信息系統不可靠。因此，部門間交互的數據要求信息完整的同時力求簡潔和正確，信息系統中的數據在其生效前和流轉到下游環節時，需要設置審批關口，將無效數據、垃圾數據“卡”住。設置必要的數據審批崗位，可以根據數據檢查規則配置檢查軟件以減輕審批的工作量；制定數據清理及治理的方案，及時凍結或刪除垃圾數據；另一方面需要建立相關的規章，加強培訓，落實數據產生和審批的責任制，切實把好數據質量關。

（4）工作協同處理流程的“閉環”需求

一項工作流程的發起，相關工作環節及協同人員是否進行了相應的處理，需要信息系統實現“閉環”管理的要求。特別對于一些更改或偏離措施的落實，顯得尤為重要。因此，對每項工作流程應分析其反饋處理工作閉環的需求，根據重要程度進行分級管理，特別重要的閉環要求應安排專門的統計復查。

（5）產品數據操作處理記錄的“追溯”需求

信息系統中與產品相關的數據產生、變更、凍結和刪除等操作是嚴肅的事情，需要嚴格進行管控，每一次產品數據操作都應能“追溯”，以便落實數據的責任。多數數據管理軟件自身都有數據操作處理的記錄功能，能追查到操作人員和時間，以及變更前及變更后的狀態。但以下兩種情況就需要補充記錄功能配置：①軟件系統間集成了直接傳輸或更新數據功能的，需要配置操作記錄功能；②某些軟件不允許普通賬戶更改產品數據，只允許數據管理員更改的情況，需要配置另外的辦公審批流程，由普通賬戶提出更改申請，數據管理員按審批流程的信息進行數據維護。如某公司ERP系統數據只允許數據管理員更改BOM數據，留下的更改記錄中均為數據管理員帳號，為彌補記錄要求，公司在辦公系統增設了BOM更改申請流程，數據管理員只按經過審批的更改申請在ERP系統維護數據，這樣就能追溯到是誰提出了BOM更改，彌補ERP系統記錄追溯的辦公流程如圖4所示。

3.4 數據安全及保密等管控需求

數據安全和保密是企業信息系統建設的重點內容之一。各種軟件系統都有其數據安全及保密的防控措施，如三員配置、權限分配和安全策略等，在此不進行詳述。這里主要討論與數據業務流程設計中需要考慮的問題。

企業信息系統中的各個環節的數據產生、修改、凍結、作廢及查詢都是要與不同崗位的職責聯系在一起的，流程的發起和審簽也是需要與崗位職責聯系的。需要在進行流程設計時對各人員帳號的操作權限進行配置及審視，同時需要對崗位調動人員的權限進行及時調整，避免非預期帳號訪問或修改系統數據。如某計劃員調到車間當調度員，但其修改計劃的權限未及時關掉，該人員就有可能下計劃訂單或修改到計劃訂單數據，導致非預期錯誤。一個崗位能產生或修改哪些數據，能發起什么流程，不能操作哪些數據或流程，操作后如何追查責任等，這些是流程設計要考慮的問題。

圖4 彌補ERP系統記錄追溯的辦公流程示意圖

保密問題也是企業數據信息流程打通中的一個重要問題，對武器裝備生產企業更為關注。數據流程打通與保密要求是矛盾的，設計端、工藝端以及計劃端的涉密數據量和涉密等級都較高，也會配置相應涉密等級的人員進行操作。而生產制造端通常都是普通人員，但也必須要包含在數據業務流程中，信息流程才能閉環。因此不同人員的操作界面需要進行控制，同時要策劃好在什么環節進行保密信息轉換，如計劃訂單通過ERP系統下發到生產車間時，將生產批次、產品型號和圖號等信息轉換成流水編碼或二維碼，生產車間在MES中依據流水編碼或二維碼執行。執行完成后信息返回ERP系統，再解析出生產批次、產品型號和圖號等信息。

4 措施建議

要在企業信息系統中落實好產品制造過程的數據信息流協同管控需求，建議采取以下措施。

（1）統籌規劃、統一共識

現在市場上有各種軟件系統，其功能和性能各異，每種軟件都有專長的方面。很多企業初期也使用過各種軟件，存在同一種業務不同人員使用不同的軟件處理，造成各種信息孤島。對企業信息系統管理效率提升而言，軟件的先進性遠不及全企業規范統一使用同種軟件產生的效果。因此，企業需要統籌各項業務分別在哪種軟件系統進行處理，每項業務依據的數據來源在哪里，輸出哪些數據，什么格式，輸出到哪里等；同時，各部門間的協同需要達成共識，此項工作類似于制定一份工作協同的交換協議。

（2）系統梳理、細節打通

在統一規劃的指導下，需要系統性地進行數據、流程和規則的梳理，梳理哪些數據項是全局數據，哪些是局部數據，梳理各項工作都需要哪些工作協同流程。流程梳理分別按總體計劃流程（一級主流程）、使能流程（二級）和專業技術流程（三級）三個層次進行。如果是集團型的企業，再梳理總部與下級單位之間的協同工作流程，以及二級單位間的相互協同工作流程。

總體計劃流程是聚焦監管、關注階段、關鍵里程碑節點和評審決策點的總體流程，如工程設計、工程設計評審、計劃下達、備料、零部件生產、產品總裝、產品評審和產品交付等。

使能流程是指支撐產品研制主流程運行實施的管理類智能流程，如項目啟動流程、計劃管理流程和試驗管理流程等。

專業技術流程是具體業務處理的專業協同的流程，如材料復驗的工作協同流程為：物資部門提出復驗申請→復驗項目審批→檢驗員取樣送理化檢驗部門→理化檢驗→出具理化檢驗報告→檢驗員開復驗合格證。

三級組織的主流程以計劃形式，自上而下逐級下達，自下而上逐級反饋，實現主流程銜接、閉環。三級組織的使能流程，一是通過職能管理活動驅動本級主流程的運行；二是承接上下級管理活動流程，實現跨層級的管理活動閉環（請示、審批、批復）。專業技術流程是通過一系列的技術活動支撐上級流程目標的完成。

通過系統梳理，在總體流程的規劃下分解出需要的的各個局部小流程，進行分步實施，逐步打通。

（3）規范先導、培訓考核

信息化管理是一種改變習慣和轉變思想的過程，必然會產生各式新的想法和做法，而對于多個信息系統交互而言，統一的平臺、規范和一致的數據格式是系統能夠交互的基礎，實施的同時必須同步進行標準規范、操作指南和管控制度建設。多數企業由于缺乏工藝標準規范和管控規定，人工操作容易產生錯誤及誤解的環節沒有進行唯一性的規定，導致對信息的理解也會產生多樣性，因此實施的同時應做好規范、指南及制度的建設，只有所有人都產生規范的數據，對信息的理解達到一致，各軟件系統間才能交互協同工作。同時加強培訓和考核，才能規范個人的行為。

（4）數據治理、流程優化

保證數據質量是企業信息系統運行正常的最重要的工作之一，數據是需要經常治理的，最重要的要求就是依據標準進行治理。及時地將錯誤及無效的數據進行刪除或凍結，使其不能被再次使用。同時還需要分析產生錯誤的原因，從根源上進行防治。在數據流程運行過程中，需要經常進行流程執行效率的分析，對影響工作協同的環節及時進行優化。對一些完全依賴規則或公式可以處理的環節，應盡量采取程序來代替人工處理，這樣不僅可以簡化流程減少人員，還可以避免人工出錯的可能。在經過幾個PDCA循環改進后，企業工作協同的效率就會大幅提升。

5 結束語

以流程驅動企業各項業務的開展，是實現企業信息化轉型的重要手段。數據質量及流程規劃是相輔相成的，數據質量好，業務流程才能順利開展，而業務流程設計合理、控制有效，才能保證數據質量的提升。信息化協同需要理清管控需求，對數據和流程進行統籌規劃、系統梳理、規范操作以及不斷優化，才能發揮好信息系統的效能。