本文是一篇生產(chǎn)管理論文，本文從HG公司車間數(shù)字化管理的需求出發(fā)，詳細(xì)介紹了公司車間數(shù)字化管理現(xiàn)狀及問(wèn)題，圍繞業(yè)務(wù)需求，提出了車間數(shù)字化管理優(yōu)化方案，從建立需求用例模塊到設(shè)置系統(tǒng)具體功能用例，再到設(shè)備智能化改造設(shè)計(jì)，詳細(xì)介紹了優(yōu)化方案的整個(gè)過(guò)程，并從制度、人力、管理、經(jīng)費(fèi)等四個(gè)方面提出保障措施，最終為HG公司提供了一個(gè)全面的車間數(shù)字化管理優(yōu)化解決方案。
1緒論
1.1研究背景及意義
1.1.1研究背景
制造業(yè)在中國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中有著舉足輕重的地位，其可以充分反應(yīng)中國(guó)民眾的物質(zhì)和精神文明程度。但是現(xiàn)代制造業(yè)仍然存在諸多的限制，尋求適合新經(jīng)濟(jì)體的高效生產(chǎn)模式是當(dāng)前制造業(yè)的首要目標(biāo)。隨著制造業(yè)市場(chǎng)需求的不斷細(xì)化，制造業(yè)的生產(chǎn)模式已由大規(guī)模剛性的生產(chǎn)模式向多品種小批量的生產(chǎn)模式逐漸轉(zhuǎn)變。然而，面對(duì)多品種、小批量的生產(chǎn)，企業(yè)的定貨需求會(huì)隨著產(chǎn)品的變化而變化，制定的生產(chǎn)計(jì)劃取決于市場(chǎng)情況和企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)執(zhí)行情況，而非單純依靠物料和存貨來(lái)進(jìn)行生產(chǎn)的控制，企業(yè)的經(jīng)營(yíng)模式已經(jīng)不能適應(yīng)當(dāng)今的激烈變化。在常規(guī)生產(chǎn)車間的建造中，大多采取了以經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)方式，對(duì)企業(yè)的合理化經(jīng)營(yíng)管理需更多的人力、財(cái)力、物力。如何提升產(chǎn)品的質(zhì)量，減少制造費(fèi)用，為顧客提供高質(zhì)量的服務(wù)，提升企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，是當(dāng)前各生產(chǎn)制造的中小企業(yè)都要面對(duì)的問(wèn)題。
信息技術(shù)正在企業(yè)發(fā)展中發(fā)揮著其重要的作用。當(dāng)前世界正在圍繞數(shù)字化、智能化這一主題發(fā)生重構(gòu)，特別全球新冠疫情“黑天鵝”對(duì)推動(dòng)制造業(yè)“數(shù)字化轉(zhuǎn)型”起到了巨大的推動(dòng)作用，德國(guó)工業(yè)4.0、美國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、中國(guó)制造2025、貴州省新型工業(yè)化等戰(zhàn)略提出，我們正處在時(shí)代之變、行業(yè)之變和競(jìng)爭(zhēng)之變的挑戰(zhàn)中，身處數(shù)字化時(shí)代洪流中的企業(yè)必須與時(shí)俱進(jìn)，與時(shí)代同頻共振才能避免被時(shí)代的遺棄。因此，數(shù)字化轉(zhuǎn)型是企業(yè)順應(yīng)時(shí)代的必然要求。面對(duì)數(shù)字時(shí)代的變革，公司就像是一條逆流而上的船，不進(jìn)則退。外在條件：若不進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)換，將會(huì)被用戶拋棄，被競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手超越，被市場(chǎng)邊緣化，直至破產(chǎn)。內(nèi)部要素：數(shù)字化經(jīng)濟(jì)的轉(zhuǎn)變能夠把握新的商機(jī)，探索新的經(jīng)營(yíng)方式，從而為企業(yè)在未來(lái)的商業(yè)中建立起強(qiáng)大的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。所以，在企業(yè)打造競(jìng)爭(zhēng)力的過(guò)程中，必須進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)換。中國(guó)制造“2025”提出，要把工業(yè)生產(chǎn)與信息化相融合，加強(qiáng)工業(yè)的生產(chǎn)能力、提高生產(chǎn)技術(shù)、提高產(chǎn)品品質(zhì)、推動(dòng)智能化和綠色化制造。隨著“中國(guó)制造2025”戰(zhàn)略的推進(jìn)，未來(lái)的5到10年是制造企業(yè)實(shí)現(xiàn)智能化改造的關(guān)鍵時(shí)期，而生產(chǎn)車間數(shù)字化已經(jīng)成為小型制造企業(yè)實(shí)踐這一戰(zhàn)略的主要方式。
1.2文獻(xiàn)綜述
1.2.1國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
相對(duì)于國(guó)外先進(jìn)的工廠數(shù)字化建設(shè)，國(guó)內(nèi)起步較晚，但發(fā)展較為迅速。2015年中國(guó)出臺(tái)“中國(guó)制造2025”報(bào)告，為期10年，正式拉開(kāi)向制造強(qiáng)國(guó)前進(jìn)的序幕。報(bào)告指出兩化（工業(yè)化和信息化）一體化是工廠數(shù)字化建設(shè)的目標(biāo)，也是加速我們智能化生產(chǎn)的基礎(chǔ)，制造業(yè)依靠網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的數(shù)字化，從本質(zhì)上改變了產(chǎn)品制造的方式，實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍，大大提高了生產(chǎn)效率和品質(zhì)[1]。
根據(jù)“中國(guó)制造2025”戰(zhàn)略，國(guó)家十分注重培育和研發(fā)智能化制造技術(shù)，并在《智能制造科技發(fā)展“十二五”專項(xiàng)規(guī)劃》中確立了《智能制造裝備產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》，主要開(kāi)展智能化數(shù)字化裝備發(fā)展規(guī)劃研究和其他重要的研究課題。在西門(mén)子的數(shù)字化思想下，國(guó)內(nèi)專家對(duì)全國(guó)智能化生產(chǎn)的試點(diǎn)進(jìn)行了深入的調(diào)查，并實(shí)現(xiàn)了4.0時(shí)代的全壽命周期的智能化生產(chǎn)線[2]。目前，我國(guó)部分先進(jìn)制造生產(chǎn)企業(yè)對(duì)基于數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的虛擬生產(chǎn)車間進(jìn)行了大量的理論和實(shí)踐，并在實(shí)踐中得到了良好的應(yīng)用[3]。在電子制造、發(fā)動(dòng)機(jī)、焊接、汽車制造、廠房布局、航空航天制造、石油化工，數(shù)字化裝配、信息管理等多個(gè)方面，數(shù)字化智能化工廠技術(shù)進(jìn)行了大量的研究和實(shí)踐[4]。
近幾年，國(guó)內(nèi)企業(yè)逐漸引進(jìn)MES系統(tǒng)來(lái)管理車間數(shù)字化操作，MES主要針對(duì)生產(chǎn)車間的執(zhí)行層，可有高效率管理生產(chǎn)車間。中國(guó)企業(yè)在信息化構(gòu)建過(guò)程中往往只注重某一個(gè)模塊，如引進(jìn)ERP(Enterprise Resource Planning)系統(tǒng)。ERP系統(tǒng)比較側(cè)重于生產(chǎn)資料供應(yīng)鏈的管理，通過(guò)生產(chǎn)資料的管理分析來(lái)制定生產(chǎn)計(jì)劃，而不涉及具體的生產(chǎn)流程。MES系統(tǒng)避免了ERP等系統(tǒng)僅僅注重某一模塊的缺點(diǎn)，是提高我國(guó)制造業(yè)自動(dòng)化水平的新選擇[5]。在我國(guó)的先進(jìn)制造企業(yè)中，運(yùn)用ERP、PDM、MES、ANSYS等軟件，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、流程管理、生產(chǎn)計(jì)劃管理、財(cái)務(wù)報(bào)表統(tǒng)計(jì)等方面都得到了廣泛的應(yīng)用，但在數(shù)字化智能化控制、生產(chǎn)制造與國(guó)際先進(jìn)水平仍有較大差距。目前我國(guó)很多企業(yè)都積極實(shí)現(xiàn)工廠的智能化和數(shù)字化建設(shè)，比較突出的代表是中國(guó)一汽、海爾、中國(guó)航空、寶鋼、聯(lián)想、華為等[6-13]。為了提高我國(guó)企業(yè)的制造水平，必須充分將信息技術(shù)應(yīng)用到企業(yè)生產(chǎn)中，生產(chǎn)車間數(shù)字化就是為了解決一些小微制造企業(yè)的智能化生產(chǎn)改造問(wèn)題的。
2相關(guān)理論基礎(chǔ)
2.1生產(chǎn)車間數(shù)字化管理概述
2.1.1數(shù)字化管理和信息化管理的含義
1.數(shù)字化管理是指利用計(jì)算機(jī)、通信、網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)，通過(guò)統(tǒng)計(jì)技術(shù)量化管理對(duì)象與管理行為，實(shí)現(xiàn)研發(fā)、計(jì)劃、組織、生產(chǎn)、協(xié)調(diào)、銷售、服務(wù)、創(chuàng)新等職能的管理活動(dòng)和方法。
2.信息化管理是企業(yè)為了達(dá)到其經(jīng)營(yíng)目標(biāo)、以適量投入獲取最佳效益、借助一些重要的工具和手段而有效利用企業(yè)人力、物力和財(cái)力等資源的過(guò)程。
3.數(shù)字化管理與信息化管理的區(qū)別：
（1）實(shí)施效果不同
信息化是指通過(guò)計(jì)算機(jī)建立信息收集系統(tǒng)，將傳統(tǒng)業(yè)務(wù)中的流程和數(shù)據(jù)通過(guò)信息系統(tǒng)來(lái)處理，然后結(jié)合信息處理結(jié)果，通過(guò)將計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于個(gè)別資源或流程，來(lái)達(dá)到提升內(nèi)部效率的效果。
數(shù)字化是指基于企業(yè)信息化建設(shè)中，所使用的技術(shù)支持和能力，讓內(nèi)外所有資源、全業(yè)務(wù)流程都與技術(shù)產(chǎn)生真正的交互，并對(duì)內(nèi)外數(shù)據(jù)的交互做分析和處理，進(jìn)而改變傳統(tǒng)的商業(yè)運(yùn)作模式。
（2）應(yīng)用層面不同
信息化主要在企業(yè)單個(gè)部門(mén)的應(yīng)用，包括生產(chǎn)管理、銷售管理、客戶關(guān)系管理、企業(yè)資源管理、人力資源管理等，數(shù)據(jù)信息都分散在不同的系統(tǒng)里，沒(méi)有連通。比如ERP（企業(yè)資源計(jì)劃系統(tǒng)）能幫助企業(yè)進(jìn)行管理，但ERP沒(méi)有改變企業(yè)模式、原有流程，只能加快企業(yè)內(nèi)部信息流通和效率。
數(shù)字化是信息化的升級(jí)版，信息化是實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的基礎(chǔ)。數(shù)字化是在企業(yè)全部工作流程開(kāi)展數(shù)字化的連通，破除部門(mén)墻、數(shù)據(jù)信息墻，完成跨部門(mén)的系統(tǒng)互通、數(shù)據(jù)信息互聯(lián)，全程連通數(shù)據(jù)融合并為業(yè)務(wù)賦能，包括企業(yè)管理、業(yè)務(wù)模式、研發(fā)模式、服務(wù)模式和決策模式，不僅改變企業(yè)作業(yè)的方法、生產(chǎn)流程，而且改變了企業(yè)的經(jīng)營(yíng)模式。
2.2實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)車間數(shù)字化的關(guān)鍵技術(shù)
2.2.1數(shù)字化管理技術(shù)
現(xiàn)代生產(chǎn)車間的數(shù)字化管理技術(shù)主突出的特點(diǎn)就是網(wǎng)絡(luò)化，通過(guò)終端設(shè)備和通信手段可方便的管理現(xiàn)實(shí)中企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程。數(shù)字化管理技術(shù)雇傭先進(jìn)的信息化手段來(lái)對(duì)生產(chǎn)車間的管理模塊和規(guī)則進(jìn)行建模，通過(guò)模型分析量化為管理準(zhǔn)則。數(shù)字化管理技術(shù)可以綜合管理產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造工藝、調(diào)度、生產(chǎn)協(xié)同、倉(cāng)庫(kù)管理、物流路徑和售后服務(wù)等業(yè)務(wù)流程。生產(chǎn)車間的數(shù)字化管理技術(shù)本質(zhì)上是數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)分析的問(wèn)題，不僅需要及時(shí)大量的采集生產(chǎn)過(guò)程中有效數(shù)據(jù)，還需要按照某一管理目標(biāo)從數(shù)據(jù)庫(kù)中提取典型數(shù)據(jù)，并分析輸出結(jié)果或指令。
現(xiàn)代生產(chǎn)車間的數(shù)字化管理分為兩個(gè)步驟，首先對(duì)生產(chǎn)資源、信息資源和管理指令等模塊單元利用信息技術(shù)按照某一規(guī)則進(jìn)行數(shù)字化操作，其次把管理問(wèn)題分解為獨(dú)立的模塊單位，數(shù)字化的模塊單位很容易被量化，從而實(shí)現(xiàn)了管理問(wèn)題的可計(jì)算性。數(shù)字化管理按照企業(yè)生產(chǎn)車間不同而有所差異，圖2-1是生產(chǎn)車間數(shù)字化管理模塊的示意圖，大體把生產(chǎn)車間的數(shù)字化管理分為生產(chǎn)計(jì)劃管理模塊、生產(chǎn)準(zhǔn)備管理模塊和生產(chǎn)調(diào)度管理模塊，每個(gè)管理模塊又細(xì)化為多個(gè)獨(dú)立的子模塊，每個(gè)子模塊都可以數(shù)字化和量化。這樣細(xì)致化的管理可以提高生產(chǎn)效率，減少生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)故障的概率。從圖2-1也可以看出，數(shù)字化手段（計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)庫(kù)、通訊、信息和網(wǎng)絡(luò)手段等）在數(shù)字化管理中起到無(wú)可替代的作用，如CAD(Computer Aided Design計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì))、CAM(computer AidedManufacturing計(jì)算機(jī)輔助制造)、CAPP(Computer Aided Process Planning計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì))和PDM（Product Data Management產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理）等，通過(guò)這些手段將數(shù)字化生產(chǎn)過(guò)程轉(zhuǎn)化為數(shù)字化管理。 3 HG公司生產(chǎn)車間數(shù)字化管理現(xiàn)狀及問(wèn)題分析..................21
3.1 HG公司概況............................21
3.2生產(chǎn)車間數(shù)字化管理現(xiàn)狀....................22
4 HG公司生產(chǎn)車間數(shù)字化管理系統(tǒng)改善方案設(shè)計(jì).........................34
4.1方案設(shè)計(jì)的目標(biāo)、原則和思路...................................34
4.1.1設(shè)計(jì)目標(biāo)......................................34
4.1.2設(shè)計(jì)原則....................35
5 HG公司數(shù)字化管理系統(tǒng)方案實(shí)施和效果評(píng)價(jià).....................51
5.1實(shí)施策略........................................51
5.2實(shí)施進(jìn)度計(jì)劃...................................51
5 HG公司數(shù)字化管理系統(tǒng)方案實(shí)施和效果評(píng)價(jià)
5.1實(shí)施策略數(shù)字化管理是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，可以從以下幾方面實(shí)施策略：
1.統(tǒng)籌規(guī)劃，服務(wù)戰(zhàn)略。公司以降低成本、提高質(zhì)量、提升效率、打造企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力為基本宗旨。數(shù)字化管理的建設(shè)也應(yīng)遵循該理念，始終應(yīng)服務(wù)于公司的整體戰(zhàn)略的大局中。數(shù)字化管理建設(shè)是指運(yùn)用新技術(shù)、自動(dòng)化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化等多種技術(shù)手段。同時(shí)，也要考慮到生產(chǎn)計(jì)劃、生產(chǎn)過(guò)程、物料分配、精益生產(chǎn)等諸多要素，這些都影響生產(chǎn)各層次，必須有系統(tǒng)概念和系統(tǒng)思維。企業(yè)要按照自身實(shí)際情況和企業(yè)發(fā)展策略進(jìn)行智能化的開(kāi)發(fā)。
2.聚焦問(wèn)題，分步推進(jìn)。以減少成本、提高質(zhì)量、快速響應(yīng)市場(chǎng)為目標(biāo)，針對(duì)制造中的困難，從實(shí)際問(wèn)題著手，建立一個(gè)對(duì)癥下藥的數(shù)字化生產(chǎn)管理系統(tǒng)，最大化發(fā)揮生產(chǎn)效率、提升管理水平。聚焦問(wèn)題就是抓住主要問(wèn)題，比如質(zhì)量不穩(wěn)定、效率低等問(wèn)題，并對(duì)癥下藥的制定整改措施。分步實(shí)施及時(shí)將方案分為不同的實(shí)施階段，不同階段都會(huì)產(chǎn)生不同的問(wèn)題，這些問(wèn)題包括產(chǎn)品特性、生產(chǎn)特點(diǎn)、資金保障等多種因素。
3.以人為本，加強(qiáng)管理。數(shù)字化管理建設(shè)中，堅(jiān)持以人為本理念是基礎(chǔ)，才能更好的發(fā)揮人的價(jià)值。另外，要充分認(rèn)識(shí)到數(shù)字化管理系統(tǒng)建設(shè)的主體與應(yīng)用目標(biāo)的不同，主要管理系統(tǒng)的用戶是那些文化程度低、較年長(zhǎng)的生產(chǎn)工人。因此，建設(shè)過(guò)程需充分考慮適用性、實(shí)用性，如易操作性、安全、環(huán)保，堅(jiān)持以精益生產(chǎn)為指導(dǎo)思想、用戶為中心；在優(yōu)化流程的基礎(chǔ)上，采取自動(dòng)化、數(shù)字化，網(wǎng)絡(luò)化、智能化為手段，降低成本的目標(biāo)，提高質(zhì)量水平、工作效率；以優(yōu)化管理為切入點(diǎn)，通過(guò)數(shù)字化生產(chǎn)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)智能化、高效率生產(chǎn)模式，為企業(yè)智能化數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級(jí)之路奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。 6研究結(jié)論與展望
6.1研究結(jié)論
隨著軍民融合進(jìn)程的不斷推進(jìn)，在行業(yè)的激烈競(jìng)爭(zhēng)中，傳統(tǒng)車間管理模式無(wú)法適應(yīng)當(dāng)前HG公司的發(fā)展需求，實(shí)行生產(chǎn)車間數(shù)字化管理優(yōu)化項(xiàng)目建設(shè)目前企業(yè)面臨的唯一出路。本文從HG公司車間數(shù)字化管理的需求出發(fā)，詳細(xì)介紹了公司車間數(shù)字化管理現(xiàn)狀及問(wèn)題，圍繞業(yè)務(wù)需求，提出了車間數(shù)字化管理優(yōu)化方案，從建立需求用例模塊到設(shè)置系統(tǒng)具體功能用例，再到設(shè)備智能化改造設(shè)計(jì)，詳細(xì)介紹了優(yōu)化方案的整個(gè)過(guò)程，并從制度、人力、管理、經(jīng)費(fèi)等四個(gè)方面提出保障措施，最終為HG公司提供了一個(gè)全面的車間數(shù)字化管理優(yōu)化解決方案。結(jié)合本文內(nèi)容總結(jié)出以下幾點(diǎn)內(nèi)容，力求為行業(yè)乃至整個(gè)制造加工業(yè)車間信息化管理提供一種新方向：
（1）針對(duì)當(dāng)前盤(pán)環(huán)制造車間的特點(diǎn)，對(duì)生產(chǎn)管理流程進(jìn)行了全面剖析，從產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝特點(diǎn)和已有管理系統(tǒng)存在的問(wèn)題出發(fā)，全面分析了盤(pán)環(huán)制造車間的生產(chǎn)流程、生產(chǎn)特點(diǎn)、數(shù)字化管理、供應(yīng)鏈狀態(tài)，結(jié)合HG公司未來(lái)發(fā)展戰(zhàn)略，提出了生產(chǎn)管理流程的設(shè)計(jì)方案，以及數(shù)字化管理系統(tǒng)的實(shí)際需求。
（2）從方案規(guī)劃架構(gòu)、關(guān)鍵技術(shù)、硬件選型、保障機(jī)制等方面，設(shè)計(jì)符合盤(pán)環(huán)制造車間需求的基于MES系統(tǒng)集成的數(shù)字化管理系統(tǒng)方案，提出車間數(shù)字化管理系統(tǒng)方案并開(kāi)展了實(shí)施評(píng)價(jià)。
（3）通過(guò)從數(shù)據(jù)集成、生產(chǎn)管理、供應(yīng)鏈管理等方面現(xiàn)狀與問(wèn)題分析，找出對(duì)HG公司生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)方面問(wèn)題；同時(shí)，結(jié)合HG公司已有的各類生產(chǎn)管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，對(duì)盤(pán)環(huán)車間數(shù)字化管理系統(tǒng)方案進(jìn)行了總體系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并將該車間基于MES、ERP系統(tǒng)集成為數(shù)字化管理系統(tǒng)、精益生產(chǎn)管理系統(tǒng)、供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)進(jìn)行了統(tǒng)一的功能規(guī)劃。
參考文獻(xiàn)（略）