多基地制造管理系统功能设计与实现

李 伟

（山东中车同力钢构有限公司，山东济南 250022）

0 引言

制造管理系统采用的“集控管理+属地管理”构架，可以通过统一语言、规则及平台的方式，实现各个基地属地层快速构建、物流集控及属地层统一授权等功能。生产制造过程管理作为多基地制造管理系统的重要组成内容，始终以客户的需求为目标，秉承严格规范、面向流程和跨产线的设计依据，最终实现产品加工每一个工序的质量控制工作。其涵盖范围涉及产品生产加工各个方面，如合同管理、物流跟踪、计划管理与发货管理等，均是其质量管理的重要内容。在生产制造流程规范管理中，可以将用户订单需求转换为生产加工的具体参数，包括各个加工工序的控制参数、生产制作流程、产品理化标准和抽样检查标准等。实践应用发现，这种管理模式大大提升整个生产加工流程的管理质量，尤其是在提升加工质量、降低生产成本中更是发挥着重要的作用。因此，对多基地制造管理系统功能设计要点与实现策略进行深入的分析探讨十分有必要。

1 多基地制造管理系统架构

鉴于各个工厂与车间生产形态存在较大的差异，因而多基地制造管理业务与系统架构均存在较大的差异性和复杂性。架构顶端的总部一体化营销系统负责与各个基地之间的交流沟通，开展统一营销、接单和结算。制造管理系统重点开展全流程制造管理工作，涉及到生产加工的各个流程，如各个基地的合同处理、合同质量设计、生产备料管理、加工质量审查与判定、库存管理与准发，对接统一的公司一体化销售管理层系统与基地内部各个生产厂内的生产管理事务。各个基地之间也存在密切的关系，如彼此之间可以提供原料供应服务，让彼此之间的业务更加密切，有利于提升彼此的协同性。长期实践应用发现，传统的管理模式下，一个基地设置一个制造管理系统，彼此没有交流和协同，独立运行看似较为简单，但实际上无法有效发挥出基地间的系统作用，所以构建全面系统的多基地制造管理系统架构显得十分必要和急迫。

2 系统架构部署模式

（1）集中部署模式。通过一套服务器支持多个基地，对数据库进行统一，进一步标准化功能架构。服务器可租用阿里云、腾讯云等平台，信息系统利用市场上现有成熟平台，如腾讯企业微信+七巧Plus 搭建信息管理平台，保证系统稳定性。统一的管理平台可以对各个基地进行统一的质量管控，为实现产品同质化创造了条件。待生产设计工作完成后，每一个基地的生产资料可以实现共享，基地协同能力大大增强。但集中部署方案也存在很大的风险性，一旦系统需要开展维护，则多个基地必须做好应急预案，预先安排好此阶段的生产物流工作。如果系统出现了突发性的故障，且短时间无法恢复正常，会对公司和所有基地产生较大影响，需要付出较大代价。

（2）分布式部署模式。将服务器置于各个基地，数据也存在各个基地，即便服务器出现故障，也是对一个基地的影响。但分布式部署模式也存在较多问题，如要分析处理多基地关联数据时，为了提升数据的统一性需要增加数据接口，如果数据不在同一个系统，势必因为逻辑不统一导致数据分析出现误差。当各个基地均有一套自己的制造管理系统时，关键功能容易出现不一致的情况，对基地之间的正常交流有很大影响。

（3）集中+分布式部署模式。采用云服务器与本地服务器相结合的模式部署，将部分查询、展示功能放置于云端服务器上，与基地生产加工有关的核心数据放置在基地服务器（图1）。业务功能层面的“分布式+微服务+云端”核心业务系统，采用行业先进设计理念，结合实际业务需求，融入微服务理念，实现系统功能的独立部署和灵活组合，具有极强的可扩展性，各基地业务可形成完整的功能闭环，可独立运行、扩展和升级。数据处理层面凭借云服务商提供的巨大的数据吞吐、数据高一致性、数据高安全等性能优势，以及高可用、高扩展等特性，面向分布式架构提供了跨区容灾、多地多中心、故障自动恢复等功能，保障业务稳定高效地运行。

图1 集中+分布式部署模式设计

实践证明，与单纯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显的优势：①通过各分布式服务器内部的数据小循环，可实现各基地业务的独立运行，保持相对独立性，确保系统能够适应各基地的实际情况；②通过各分布式服务器与云服务器的数据大循环，实现集团总部对各基地生产运营的有效管控，该模式可加强集团总部对各基地物流、信息流、资金流的动态管理，集成管理基地内部和基地之间的信息，使集团化管理更加规范化，进而提高集团运行效率，降低系统运行成本，提高系统的安全性。

3 生产制造过程管理

生产制造过程管理可根据多基地的实际生产情况，制定合理的生产计划，并进行生产过程管理、质量管理和业务协同：①生产计划管理系统实现企业计划层与执行层的高效协同，保证生产计划组织的平顺性；②生产过程管理系统实现透明化的车间现场管理；③质量管理系统满足生产订单的质量要求；④通过多基地信息共享与智能决策，实现各基地生产订单的透明化管理，合理配置资源，提高生产效率，缩短订单交付时间，提升企业竞争力。系统具体功能设计如下。

（1）生产计划模块。以焊接车间生产为主的生产计划，建立拉动式计划管理体系，将其他工区或车间的生产任务和进度有机配套，使工艺路线上的各个节点能够良好协作，最终实现JIT（Just In Time，准时生产体制）精益生产目标。具体的，通过集成ERP（Enterprise Resource Planning，企业资源计划）系统打通销售计划与生产计划的关联，相关业务部门根据销售计划生成主生产计划，通过MRP（Material Requirement Planning，物资需求计划）运算分解成车间作业计划及物料采购计划，车间接收ERP 下发的车间作业计划后，进行工序级的作业排产，结合实际情况形成工序级作业计划，随后根据各工位标准化作业内容自动创建生产工单进行开工生产。通过集成PLM（Product Lifecycle Management，产品生命周期管理）系统，获取BOM（Bill of Material，物料清单）、工艺路线、图纸、工艺卡片等技术信息，在系统中可浏览BOM 清单、质量标准、工艺变更、三维模型和作业指导书等。为了辅助计划员排产，系统还具备订单齐套分析功能，可以快速了解生产所需物料是否齐全，通过集成WMS（Warehouse Management System，仓库管理系统）系统可根据生产计划和工单信息提前准备物料，并根据各工位的物料需求进行备料和配送。

（2）生产过程管理模块。生产过程管理模块通过扫码式进度汇报、可视化生产过程和动态化生产看板进行管理：①通过现场的条码设备和报工终端等设备，实现生产数据的采集、显示和流转，可通过浏览器、无线终端或其他客户端等多种方式跟踪生产过程，实时掌握加工状态和异常情况；②通过可视化生产过程管理，实现透明化的车间现场管理；③通过动态化生产看板管理，实现从计划下达、任务分解、生产派工、生产准备、工序流转到完工入库的整个生产过程中的加工信息、异常信息和统计数据及时推送给各层级管理人员。

（3）质量管理模块。质量管理模块采集制造及检验过程中的检测数据，全面建立覆盖关键大部件的电子履历，建立覆盖工作人员、质检人员、监造人员的电子签名，实现无纸化工序流转，并将数据上传到集团质量管理系统：①通过对检测数据的分析，为车间工艺优化、资源的合理利用提供数据基础；②在关键工位设置网络监控摄像头，用于记录加工过程和检测过程，监造人员、检查人员在办公室内便可通过该系统远程查看关键工位的生产情况，当出现问题时，可通过回放视频进行追溯；③通过增加智能检测工位终端，辅以数字化测量工具，实现人员信息、测量工具、测量数据等信息的自动上传，并同时实现测量工具管理、测量工艺可视化指导等，以规范作业过程，避免人为错误；④通过对部分关键设备的信息化改造，实现焊接、组装过程质量数据的自动上传功能。

（4）多基地信息共享与智能决策模块通过大数据等技术，构建起集团总部的数据“大脑”，基于数据来辅助高层领导研判未来、决策未来。在多基地制造管理系统的总体架构中，着眼点不仅是单个工厂的运营效率最优，还考虑各个基地间的业务协同、资源配置以及整体效率的优化。各个基地中产生的数据随时汇集到资源规划与调度中心，完成对订单执行进度的监控、管控和财务成本的归集。所有这些平台中的信息根据需要汇总到总部的运营数据展现及决策支持平台，实现集约管理和高效制造。

4 结语

“集控管理+属地管理”构架可以很好地解决多基地生产制造模式需求，通过系统各模块的建设，可实现多基地制造过程中的信息共享和透明化管理，借助大数据分析技术能够为企业运营决策提供强有力的数据支撑，通过对比、分析多基地数据的横向和纵向两个维度，找准企业管理薄弱点，提出针对性的优化解决方案。