基于工作流优化的制造业信息系统引入机制研究

刘跃华　何静　罗姗姗

【摘 要】本文分析了制造业在大国经济中的重要地位，通过对“互联网+制造”环境下的智能制造业务特点的研究，提出了基于工作流优化的信息系统集成方案，给出了制造业业务流程建模与优化的过程，最后给出湖南省制造业的发展的参考意见。

【關键词】制造业;系统引入;工作流优化

中图分类号： F406文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2019）20-0011-004

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.20.005

0 引言

计算机网络、大数据、云计算和工作流技术的发展将催生制造业的升级换代，我国颁布的《中国制造2025》规划中对“互联网+制造”、“智能制造”提出明确的要求。在现代制造业中信息系统的引入和建设是必不可少的，但各种信息系统的引入不是简单的堆积，避免信息系统中的“孤岛”和提升业务流程的效率是应重点解决的问题。

1 制造业是大国经济的重要支柱

根据我国的三次产业分类法，我国的三次产业划分为将农业第一产业，包括种植业、林业、牧业和渔业，第二产业为工业，包括采掘业，制造业，电力、煤气、水的生产和供应业和建筑业，第三产业是除第一、第二产业以外的其他各业，根据我国的实际情况，第三产业可分为流通部门和服务部门。属于工业类中制造业是指“机械工业时代对制造资源（物料、能源、设备、工具、资金、技术、信息和人力等）按照市场要求，通过制造过程，转化为可供人们使用和利用的大型工具、工业品与生活消费产品的行业”。制造业代表了一个国家的工业化程度，是国家实力的综合体现，经过半个多世纪的发展，我国已成为了制造业大国，在世界工业界中占有重要的地位，目前，高铁制造、工程机械制造已成为中国的一张“名片”，作为世界，从图1的数据中可以看出，近十年来制造业为第二大经济体的中国贡献了较大的GDP比重。

根据国务院国资委研究中心发布2018年制造业上市公司研究报告，截至今年6月30日，A股上市公司共计3527家，其中制造业上市公司2224家，占比63.06%。从净利润来看，2018年上半年，这2224家制造业上市公司实现净利润0.55万亿元，同比增长36.35%，高出A股平均水平（26.30%）10多个百分点，显然，制造业上市公司经营状况明显好于整体的A股市场，制造业上市公司的盈利能力较强，从产业结构上来看，也出现了向智能、高端制造业方面发展的迹象。

装备制造业是为满足国民经济各部门发展和国家安全需要而制造的各种技术装备产业的总称，是“立国之本、兴国之器、强国之基”，是工业化中后期经济发展的支柱产业。经过多年的发展，中国装备制造业规模超过20万亿元，占全球比重超过三分之一。2018年，湖南制造业呈现出强劲实力，拥有装备制造、农产品加工、材料3个万亿产业，以及11个千亿级工业产业，已成为我国最大的工程机械产业基地，全省制造业占工业增加值比重超过90%。“装备制造业是湖南工业的领头羊”，目前，形成了以中联重科、三一重工、山河智能、江麓机械等为代表的产业集团。在《湖南省装备制造业“十三五”发展规划》中的发展目标是：主营销售收入年均增长10～12%，2020年达到15000亿元以上;增加值年均增长8～10%，2020年达到4500亿元以上;利税年均增长8～10%，2020年达到1000亿元以上;实现出口交货值1500亿元以上，出口占产业主营收入10%左右。装备制造业在全国排名进入前10强，中部区域进入前2位。

2 以工作流管理系统为基础的信息系统集成

计算机网络、大数据、云计算和工作流技术的发展催生了制造业的升级换代，2014年世界制造业强国德国提出了“工业4.0”的概念，人类将迎来以“信息融合系统为基础，以生产制造全方位数字化、网络化、工业机器人自组织”为基本特征第四次工业革命。2015年，我国制订并颁布了《中国制造2025》规划，由于中德两国存在国情、技术水平、人文环境等方面的较差异，决定了我国制造业的转型升级必须走出一条具有中国特色的发展道路。《中国制造2025》提出：坚持“创新驱动、质量为先、绿色发展、结构优化、人才为本”的基本方针，坚持“市场主导、政府引导，立足当前、着眼长远，整体推进、重点突破，自主发展、开放合作”的基本原则，通过“三步走”实现制造强国的战略目标：第一步，到2025年迈入制造强国行列;第二步，到2035年中国制造业整体达到世界制造强国阵营中等水平;第三步，到新中国成立一百年时，综合实力进入世界制造强国前列。“中国制造2025”规划中的核心是以“互联网+制造”为基础，推进“智能制造”的发展。

近年来湖南的装备制造业不断加快传统产业的数字化、网络化、智能化发展。经历了近5年行业低谷的蛰伏期，长沙工程机械企业又重新“热”了起来。三一重工坚持以研发创新为核心，围绕产业链布局创新链，提升智能制造的水平，2018年一季三一重工报净利润较去年同期增长105%，将历史首次出现存款比贷款多。近年，湘江新区智能系统测试区在长沙正式开园，在目前国内已投入运营的封闭式测试区中，依托智能系统测试区，湘江新区正在打造集创新研发、系统测试、智能制造、应用服务于一体的“湘江智谷”。中联重科依据“互联、智慧、可控、安全”两化融合8字方针，加速从传统生产制造业向高端智能制造服务业的转型升级，实现信息化和工业化的两化融合，通过统一的营销与服务网络连接内外部资源，以线上线下相结合，为客户提供“零距离”的营销和服务，在提升产品智能服务上，通过物联网技术、北斗导航技术、云计算、大数据分析构建了基于物联网的智能云服务平台，实现了远程在线工况检测、运行信息自动采集与存储、故障预警、作业状况分析等功能，在产品设计方面，中联重科建立了PLM企业云智库，能够协同来自亚洲、欧洲、美洲的近3000位工程师共同参与产品开发，提高了产品模块化设计能力，使得产品设计能更快捷满足用户的个性化需求。

“智能制造”离不开信息系统的引入，图2是一个基于工作流协作的制造业信息系统集成总体结构。

工作流协作管理平台将智能制造系统、项目过程管理系统、企业系统有机的整合起来，并与企业协作制造云、大数据中心进行信息交互。智能制造系统是其中的核心部分，包括计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助工程（CAE）、计算机辅助工艺（CAPP）、计算机辅助设计（CAD）和工业机器人驱动等构建。项目与过程管理系统中包括客户关系管理系统（CRM）、企业资源计划（ERP）和供应链管理系统（SCM），其中的ERP系统是强调是“三分软件、七分管理、十二分数据”，是企业计划成败的关键，必须通过工作流系统与大数据中心、云环境结合起来获取丰富的资源数据。企业管理系统中包含了决策支持系统（DSS）、办公自动化（OA）、财务管理系统（财务MIS）、人事管理系统（人事MIS）等，是企业事物处理的基本模块。如何将这些信息系统有机的整合起来，避免出现“信息孤岛”和业务处理的“各自为政”是系统集成的关键所在。

工作流技术是进入20世纪90年代以后计算机应用领域的一个新的研究热点，按照国际工作流管理联盟（WFMC）的定义，工作流是“业务过程的部分或全部在计算机应用环境下的自动化，使多个参与者之间按照某种预定义的规则传递文档、信息或任务的过程自动进行，从而实现某个预期的业务目标，或是促进此目标的实现”，WfMC于1995年提出了工作流管理系统（WFMS）的层次模型为业务流程的自动化处理和系统集成给出参考标准，据此标准，图3给出了制造业业务流程建模与信息系统集成的层次结构。

通过图4中的建模层、平台层、业务层、事物层和数据层将各信息系统、业务流程、数据等要素有机地整合起来，充分发挥流程的协作、共享信息资源来实现业务路程的自动化处理，有力地提升了信息系统引入的效能。

3 以工作流技术为基础优化制造业业务流程

与传统工业相比“互联网+制造”制造业的业务架构发生了较大的变化，主要体现在企业的组织结构、经营管理、时空效能和决策模式等方面，表3给出了两者的业务特点。

从组织结构上真正实现了企业的“扁平化管理”，这种管理结构有利于实现业务流程的优化和自动化实现。

业务流程是指为了实现某一事物而组合在一起的一组过程或活动，而工作流是一系列相互衔接、自动进行的业务活动或任务，在业务流程处理过程中，根据一组定义好的处理规则，可以把相关的信息（文档、任务或业务）从一个参与者传递到另一个参与者。在制造业的信息系统中，一个业务流程将引起多个管理实例，表4中列出类常见的业务流程与信息系统的关系，为了增强工作流程的处理效率和协作能力，应对业务流程进行建模和优化。

图4描述了业务流程的建模与实例化过程，工作流管理系统在实际应用中按以下三个步骤实施：工作流建模阶段、工作流模型实例化阶段和工作流执行阶段。

1）工作流建模阶段主要通过工作流建模工具完成业务流程的模型建立，将实际的业务操作流程转为为计算机可模拟处理的工作流模型。

2）模型实例化阶段主要通过工作流引擎完成具体业务流程的实例化，为具体业务流程办理流转提供工作流相关数据和工作流控制数据，并为业务流程的执行提供相应的资源。

3）工作流执行阶段主要完成业务流程的执行，完成人机交互和系统内、外部应用构建的调用。

4 结语

“智能制造”环境下信息系统的引入应有利于业务流程的优化，提升业务执行的效率。以工作流技术为基础对企业进行建模和信息系统集成可以达到优化流程的目的。湖南省制造业的发展应瞄准“一带一路”建设沿途国家市场，采用“项目+设备+技术+管理+资金”的整体输出模式来占领有力位置;对于欧美基础设施建设（如公路、港口、机场、电力、铁路与桥梁等）湖南工程机械应重组整合抱团取暖;随着我过农业改革的深入，集约化的现代农业生产需要大量的农用机械，制造便于中部地区使用的高档农用机械的方向值得规划。

【参考文献】

[1]中国制造业增加值占GDP比例1966-2017，http：//blog.sina.com.cn/s/blog_950af5280102 z14s.html.

[2]欧阳峣.中国的大国经济发展道路及其世界意义[J].经济学动态，2018，8.

[3]2018中国制造业上市公司价值创造白皮书，https：//news.fx678.com/201810281216162280.shtml.

[4]范玉顺，李建强.企业集成与集成平台技术[M].北京：机械工业出版社，2004.

[5]刘继承.“互联网+”时代的IT战略、架构与治理[M].北京：机械工业出版社，2016.

[6]Ya Jiong Xue，Hui Gang Liang，William R Boulton. ERP Implementation Failures in China：Case Studies with Implicationsfor ERP Vendors[J].Int.J.Production Economics，2005（9）.

[7]Workflow Management Coalition.The Workflow Reference Model.TC00-1003，www.wfmc.org，1995.

[8]David Hollingsworth.The Workflow Reference Model 10 Years.Workflow Handbook 2004[M].USA：FMC，2004.

聚焦三一智能制造，人民日報，2018-08-06，https：//news.lmjx.net/2018/201808/2018 0806 0953 075.shtml.

[9]中联重科智能制造，http：//www.zoomlion.com/technology/make.html.

国务院关于印发《中国制造2025》的通知国发201528号，http：//www.gov.cn/zhengce/con tent/2015-05/19/content_9784.htm

[10]曹山河，五力”迸发，加速湖南制造业提质升级，湖南日报，2019，5，21.

[11]杨丰瑜于佳静.“工业4.0”对中国制造业的影响探讨[J].现代商贸工业，2018（36）.

[12]周祥.基于工业4.0的中国制造业转型与升级路径研究[J].经济师，2018（10）.

[13]吴艳，贺正楚，刘大能，陈璇.湖南制造业发展质量与国际竞争力的互动发展研究[J].经济数学，2019（3）.

[14]李奇.我国装备制造业规模超过20万亿元，经济日报，2018.06.22.

[15]湖南省装备制造业“十三五”发展规划，http：//www.askci.com/news/chanye/20170103/14084985983.shtml.