构建数据驱动的装备制造信息平台

陈博通　吴春晖

摘 要：随着新一代信息技术与制造业的深入融合，信息技术在制造业的应用得到了深化。简要介绍了应用大数据、云计算、移动互联网、物联网等新技术构建的一个以数据为驱动，涵盖客户营销、产品设计、生产制造、产品交付和售后服务的装备制造业全生命周期的信息技术平台，形成一个需求导向、创新驱动、敏捷生产、协同合作的新价值网络。

关键词：装备制造；信息平台；大数据；辅助决策分析模型

中图分类号：TP311.5 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.16.034

1 背景

制造业作为全球经济竞争的制高点，受到了各国的高度重视。我国于2015-05出台了“中国制造2025”，大力推进由制造大国向制造强国的转变。

创新是“中国制造2025”的核心驱动。随着新一代信息技术与制造业的深入融合，信息技术在制造业的研发设计、生产制造、企业管理、产品营销等各个环节上的应用得到了进一步的深化。

装备制造信息平台中融合了大数据、云计算、移动互联网和物联网等新技术，它是一个包括客户营销、产品设计、生产制造、产品交付和售后服务的装备制造业全生命周期、全产业链的信息技术平台。该平台以数据为核心驱动力，贯穿客户、产品和生产全过程，实时响应客户需求，持续优化产品研发、创新，指导生产资源配置和决策，实现全产业链资源的互联互通、协同共享，进而形成一个需求导向、创新驱动、敏捷生产和协同合作的新价值网络。以数据为核心驱动的新价值网络如图1所示。

2 装备制造信息平台架构

装备制造信息平台主要是由基础环境层、运营管理层、集团管控层和战略管理层4部分组成的。系统总体架构如图2所示。

2.1 基础环境层

基于虚拟化云平台，构建起企业信息基础架构，为经营管理、产品研发设计、加工制造等生产经营活动提供资源支撑和服务保障，实现工业生产要素的优化整合和高效配置。

2.2 运营管理层

构建大数据平台，消除项目管理纵向各业务系统间的孤立性，实现产品销售、设计、研发、原材料供应、生产、物流和维护等各环节信息的大融合，打通客户、供应商、经销商和项目生产组织过程中各方参与者之间的关系，实现产业链上下游各种资源的互通互联、协同共享。

2.3 集团管控层

构建大数据分析平台，实时收集和监测企业经营管理过程中的数据，并进行高效的分析，有序地指导组织生产，缩短制造周期，提高产品质量，不断促进产品优化、创新，实现生产的精细化管理，控制和降低生产成本。

2.4 战略管理层

在大数据平台的基础上，实现装备制造业的商业智能辅助决策，多维度、全方位地透视装备制造企业的经营管理现状，优化企业生产组织管理，促进产品创新，通过大数据分析洞察用户需求，抓住市场，挖掘商机。

3 平台关键技术的研究与实现

3.1 虚拟化云平台

建立企业虚拟化云平台，可以实现对虚拟服务器资源的统一管理，按需自动分配，无中断扩容，随时可对CPU、内存和存储等进行按需配置和调整。这样，不仅配置迅速，而且当主机发生故障时，可以自动切换，以保证装备制造信息平台大数据的存储、扩容、恢复和容灾等能力，避免服务器系统硬件本身停机对平台可用性的影响，使系统可用性指标达到99.9%以上。

3.2 大数据工具

采用大数据工具，抽取、转换、清洗、整合分散在不同应用系统中的各类数据信息，最终将它们汇集到企业虚拟化大数据云平台上，消除项目管理纵向各业务系统间的孤立性，实现产品从销售、设计、研发、原材料供应、生产制造、物流、维护装备制造全生命周期各环节信息的大融合，实现产品产业链上下游各种资源的互通和共享。ETL数据采集逻辑关系如图3所示。

3.3 辅助决策分析模型

在大数据平台的基础上，通过装备制造全生命周期数据的积累、统计和分析，建立起装备制造的工时定额、成本管控模型，为市场经营人员投标报价提供快速的决策支持，为项目的生产组织、成本控制提供辅助指导。

在装备运行数据的基础上，结合专家经验，建立起装备故障发生预测模型，通过模型计算，定期输出装备健康报告，及时发现需维护或更换的装备部件，为用户提供维修决策支持和备件快速订购等便捷服务，不断拓宽产品销售渠道，延伸产品价值链。

装备常见故障分析模型逻辑为：

式（1）（2）中：n为某一故障在查询时间段内的发生次数；tai为该故障第i次发生时刻；tdi为该故障第i次消失时刻。

4 平台实现的功能

装备制造信息平台的主要功能是：①通过门户集成，实现项目管理纵向各应用系统的统一登录，简化操作，实现与客户、供应商之间全方位信息的共享和交互，以提升客户的满意度，提高合作效率；②建立高效、协同的计划编制和执行体系，提高项目交付周期控制能力，逐步细化项目预算和成本管理，提升项目成本控制能力和快速投标报价能力；③通过数据的积累和各类主题信息的汇总、分析，建立起分析模型或关键指标的分析辅助决策，以提升项目的管控能力，提高销售预测能力。

5 结束语

目前，我国制造业正处于变革与转型的十字路口。装备制造信息平台的研究与实践是在充分融合新工业时代下云计算、大数据、物联网等新技术的基础上，构建的一个以数据为核心驱动的装备制造和服务一体化平台。该平台的应用在提高装备制造企业项目管控能力和市场销售预测能力，提升与客户的合作效率，为客户提供更好的服务等方面发挥了较大的作用，具有一定的推广意义和应用价值。

参考文献

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〔编辑：白洁〕