多基地制造管理系統功能設計與實現

李 偉

（山東中車同力鋼構有限公司，山東濟南 250022）

0 引言

制造管理系統采用的“集控管理+屬地管理”構架，可以通過統一語言、規則及平臺的方式，實現各個基地屬地層快速構建、物流集控及屬地層統一授權等功能。生產制造過程管理作為多基地制造管理系統的重要組成內容，始終以客戶的需求為目標，秉承嚴格規范、面向流程和跨產線的設計依據，最終實現產品加工每一個工序的質量控制工作。其涵蓋范圍涉及產品生產加工各個方面，如合同管理、物流跟蹤、計劃管理與發貨管理等，均是其質量管理的重要內容。在生產制造流程規范管理中，可以將用戶訂單需求轉換為生產加工的具體參數，包括各個加工工序的控制參數、生產制作流程、產品理化標準和抽樣檢查標準等。實踐應用發現，這種管理模式大大提升整個生產加工流程的管理質量，尤其是在提升加工質量、降低生產成本中更是發揮著重要的作用。因此，對多基地制造管理系統功能設計要點與實現策略進行深入的分析探討十分有必要。

1 多基地制造管理系統架構

鑒于各個工廠與車間生產形態存在較大的差異，因而多基地制造管理業務與系統架構均存在較大的差異性和復雜性。架構頂端的總部一體化營銷系統負責與各個基地之間的交流溝通，開展統一營銷、接單和結算。制造管理系統重點開展全流程制造管理工作，涉及到生產加工的各個流程，如各個基地的合同處理、合同質量設計、生產備料管理、加工質量審查與判定、庫存管理與準發，對接統一的公司一體化銷售管理層系統與基地內部各個生產廠內的生產管理事務。各個基地之間也存在密切的關系，如彼此之間可以提供原料供應服務，讓彼此之間的業務更加密切，有利于提升彼此的協同性。長期實踐應用發現，傳統的管理模式下，一個基地設置一個制造管理系統，彼此沒有交流和協同，獨立運行看似較為簡單，但實際上無法有效發揮出基地間的系統作用，所以構建全面系統的多基地制造管理系統架構顯得十分必要和急迫。

2 系統架構部署模式

（1）集中部署模式。通過一套服務器支持多個基地，對數據庫進行統一，進一步標準化功能架構。服務器可租用阿里云、騰訊云等平臺，信息系統利用市場上現有成熟平臺，如騰訊企業微信+七巧Plus 搭建信息管理平臺，保證系統穩定性。統一的管理平臺可以對各個基地進行統一的質量管控，為實現產品同質化創造了條件。待生產設計工作完成后，每一個基地的生產資料可以實現共享，基地協同能力大大增強。但集中部署方案也存在很大的風險性，一旦系統需要開展維護，則多個基地必須做好應急預案，預先安排好此階段的生產物流工作。如果系統出現了突發性的故障，且短時間無法恢復正常，會對公司和所有基地產生較大影響，需要付出較大代價。

（2）分布式部署模式。將服務器置于各個基地，數據也存在各個基地，即便服務器出現故障，也是對一個基地的影響。但分布式部署模式也存在較多問題，如要分析處理多基地關聯數據時，為了提升數據的統一性需要增加數據接口，如果數據不在同一個系統，勢必因為邏輯不統一導致數據分析出現誤差。當各個基地均有一套自己的制造管理系統時，關鍵功能容易出現不一致的情況，對基地之間的正常交流有很大影響。

（3）集中+分布式部署模式。采用云服務器與本地服務器相結合的模式部署，將部分查詢、展示功能放置于云端服務器上，與基地生產加工有關的核心數據放置在基地服務器（圖1）。業務功能層面的“分布式+微服務+云端”核心業務系統，采用行業先進設計理念，結合實際業務需求，融入微服務理念，實現系統功能的獨立部署和靈活組合，具有極強的可擴展性，各基地業務可形成完整的功能閉環，可獨立運行、擴展和升級。數據處理層面憑借云服務商提供的巨大的數據吞吐、數據高一致性、數據高安全等性能優勢，以及高可用、高擴展等特性，面向分布式架構提供了跨區容災、多地多中心、故障自動恢復等功能，保障業務穩定高效地運行。

圖1 集中+分布式部署模式設計

實踐證明，與單純集中式或分布式部署模式相比，集中+分布式部署模式具有明顯的優勢：①通過各分布式服務器內部的數據小循環，可實現各基地業務的獨立運行，保持相對獨立性，確保系統能夠適應各基地的實際情況；②通過各分布式服務器與云服務器的數據大循環，實現集團總部對各基地生產運營的有效管控，該模式可加強集團總部對各基地物流、信息流、資金流的動態管理，集成管理基地內部和基地之間的信息，使集團化管理更加規范化，進而提高集團運行效率，降低系統運行成本，提高系統的安全性。

3 生產制造過程管理

生產制造過程管理可根據多基地的實際生產情況，制定合理的生產計劃，并進行生產過程管理、質量管理和業務協同：①生產計劃管理系統實現企業計劃層與執行層的高效協同，保證生產計劃組織的平順性；②生產過程管理系統實現透明化的車間現場管理；③質量管理系統滿足生產訂單的質量要求；④通過多基地信息共享與智能決策，實現各基地生產訂單的透明化管理，合理配置資源，提高生產效率，縮短訂單交付時間，提升企業競爭力。系統具體功能設計如下。

（1）生產計劃模塊。以焊接車間生產為主的生產計劃，建立拉動式計劃管理體系，將其他工區或車間的生產任務和進度有機配套，使工藝路線上的各個節點能夠良好協作，最終實現JIT（Just In Time，準時生產體制）精益生產目標。具體的，通過集成ERP（Enterprise Resource Planning，企業資源計劃）系統打通銷售計劃與生產計劃的關聯，相關業務部門根據銷售計劃生成主生產計劃，通過MRP（Material Requirement Planning，物資需求計劃）運算分解成車間作業計劃及物料采購計劃，車間接收ERP 下發的車間作業計劃后，進行工序級的作業排產，結合實際情況形成工序級作業計劃，隨后根據各工位標準化作業內容自動創建生產工單進行開工生產。通過集成PLM（Product Lifecycle Management，產品生命周期管理）系統，獲取BOM（Bill of Material，物料清單）、工藝路線、圖紙、工藝卡片等技術信息，在系統中可瀏覽BOM 清單、質量標準、工藝變更、三維模型和作業指導書等。為了輔助計劃員排產，系統還具備訂單齊套分析功能，可以快速了解生產所需物料是否齊全，通過集成WMS（Warehouse Management System，倉庫管理系統）系統可根據生產計劃和工單信息提前準備物料，并根據各工位的物料需求進行備料和配送。

（2）生產過程管理模塊。生產過程管理模塊通過掃碼式進度匯報、可視化生產過程和動態化生產看板進行管理：①通過現場的條碼設備和報工終端等設備，實現生產數據的采集、顯示和流轉，可通過瀏覽器、無線終端或其他客戶端等多種方式跟蹤生產過程，實時掌握加工狀態和異常情況；②通過可視化生產過程管理，實現透明化的車間現場管理；③通過動態化生產看板管理，實現從計劃下達、任務分解、生產派工、生產準備、工序流轉到完工入庫的整個生產過程中的加工信息、異常信息和統計數據及時推送給各層級管理人員。

（3）質量管理模塊。質量管理模塊采集制造及檢驗過程中的檢測數據，全面建立覆蓋關鍵大部件的電子履歷，建立覆蓋工作人員、質檢人員、監造人員的電子簽名，實現無紙化工序流轉，并將數據上傳到集團質量管理系統：①通過對檢測數據的分析，為車間工藝優化、資源的合理利用提供數據基礎；②在關鍵工位設置網絡監控攝像頭，用于記錄加工過程和檢測過程，監造人員、檢查人員在辦公室內便可通過該系統遠程查看關鍵工位的生產情況，當出現問題時，可通過回放視頻進行追溯；③通過增加智能檢測工位終端，輔以數字化測量工具，實現人員信息、測量工具、測量數據等信息的自動上傳，并同時實現測量工具管理、測量工藝可視化指導等，以規范作業過程，避免人為錯誤；④通過對部分關鍵設備的信息化改造，實現焊接、組裝過程質量數據的自動上傳功能。

（4）多基地信息共享與智能決策模塊通過大數據等技術，構建起集團總部的數據“大腦”，基于數據來輔助高層領導研判未來、決策未來。在多基地制造管理系統的總體架構中，著眼點不僅是單個工廠的運營效率最優，還考慮各個基地間的業務協同、資源配置以及整體效率的優化。各個基地中產生的數據隨時匯集到資源規劃與調度中心，完成對訂單執行進度的監控、管控和財務成本的歸集。所有這些平臺中的信息根據需要匯總到總部的運營數據展現及決策支持平臺，實現集約管理和高效制造。

4 結語

“集控管理+屬地管理”構架可以很好地解決多基地生產制造模式需求，通過系統各模塊的建設，可實現多基地制造過程中的信息共享和透明化管理，借助大數據分析技術能夠為企業運營決策提供強有力的數據支撐，通過對比、分析多基地數據的橫向和縱向兩個維度，找準企業管理薄弱點，提出針對性的優化解決方案。