数字化工厂及其与企业信息系统的集成

褚琦?孙柯

摘要：企业信息集成是指企业在不同应用系统之间实现数据共享，即实现数据在不同数据格式和存储方式之间的转换、来源不同、形态不一、内容不等的信息资源进行系统分析、辨清正误、消除冗余、合并同类，进而产生具有统一数据形式的有价值信息的过程。本文就数字化工厂及其与企业信息系统的集成进行了研究。

关键词：数字化工厂；企业信息；系统集成

随着制造业信息化进程的加快，制造业的智力投入和服务意识将日益增强.面临激烈的市场竞争，除了千方百计降低成本、提高效率和质量外，提高企业的资源利用率和对市场的快速响应能力也是制造业追求的重要目标.因此，在未来十年内，数字化技术将成为制造业持续发展的基本策略.尤其在虚拟现实技术、可重构生产技术、多学科综合优化技术及全生命周期管理方面将获得实质性的进展。

一、数字化工厂内涵

数字化工厂（DF）集成了产品、过程和工厂模型数据库，通过先进的可视化、仿真和文档管理，以提高产品的质量和生产过程所涉及的质量和动态性能：提高盈利能力、提高规划质量、缩短产品投产时间、交流透明化、规划过程标准化、胜任的知识管理。数字化技术是指利用计算机软硬件及网络、通信技术，对描述的对象进行数字定义、建模、存贮、处理、传递、分析、综合优化，从而达到精确描述和科学决策的过程和方法。数字化技术具有描述精度高、可编程、传递迅速、便于存贮、转换和集成等特点，因此数字化技术为各个领域的科技进步和创新提供了崭新的工具。目前制造业的几个重要发展方向，如精密化、自动化、集成化、虚拟化、网络化、全球化，无一不与数字化技术的发展密切相关。

二、企业信息系统描述

就企业信息化而言，先后出现了MRP、MRPII、ERP、PDM等系统，它们的功能既有不同之处，又有许多相似的地方。而当前企业广泛采用了PDM和ERP系统相集成的方式。PMD是一门管理所有与产品相关的信息（包括电子文档、数字化文件、数据库记录等）和所有与产品相关的过程的技术，它提供产品全生命周期的信息管理，并可在企业范围内为产品设计与制造建立一个并行化（Concurrent）的协作环境。PDM以产品数据为核心，实现静态的产品数据和动态的工作流程的安全、正确及高效的管理，其所有的信息组织和资源管理都是围绕产品设计展开的。ERP能够对企业活动中与制造有关的所有资源和过程进行统一管理，其应用目标是对生产成本、产品质量、生产计划、财务分析进行控制及对客户服务进行管理。ERP是为组织、协调、计划与控制企业的生产经营活动所采用的生产管理技术，它主要强调对企业的人、财、物、产、供、销和质量等资源的管理，关心这些资源的调度、使用和增值，主要服务于工程设计人员和工程管理人员。ERP主要应用于生产制造与经营管理。然而，对于制造企业而言，这样的信息平台是不完善的。首先，企业需要PDM的产品数据进行快速的产品设计、制造、装配、质量控制和检测。其次，企业缺乏一个介于CAPP工艺规划和产品数据管理之间，具有规划生产制造的功能，并能够起到平衡生产的作用的系统。

三、企业信息系统集成

（一）内部信息集成

系统底层的体系结构、软件、硬件以及异构网络的特殊需求首先必须得到集成。这个集成包括信息技术硬件所组成的新型操作平台，如各类大型机、小型机、工作站、微机、通信网络等信息技术设备，还包括置入信息技术或者说经过信息技术改造的机床、车床、自动化工具、流水线设备等新型设施和设备。为了完成应用集成和业务流程集成，需要解决数据和数据库的集成问题。数据集成的目的是实现不同系统的数据交流与共享，是进行其他更进一步集成的基础。数据集成的特点是简单、低成本，易于实施，但需要对系统内部业务的深入了解。数据集成是对数据进行标识并编成目录，确定元数据模型。只有在建立统一的模型后，数据才能在数据库系统中分布和共享。数据集成采用的主要数据处理技术有数据复制、数据聚合和接口集成等。应用系统集成是实现不同系统之间的互操作，使得不同应用系统之间能够实现数据和方法的共享。它为进一步的过程集成打下了基础。对业务过程进行集成的时候，企业必须在各种业务系统中定义、授权和管理各种业务信息的交换，以便改进操作、减少成本、提高响应速度。业务流程的集成使得在不同应用系统中的流程能够无缝连接，实现流程的协调运作和流程信息的充分共享。

（二）外部信息集成

通过门户网站和互联网实现公众、社会团体、社会和客户的互动，实现企业内外部信息资源的有效交流和集成；通过与合作伙伴信息系统的对接，建立动态的企业联盟，发展基于竞争合作机制的虚拟企业，重塑企业的战略模式和竞争优势。Internet的发展增加了企业之间的合作与交流，虚拟企业、扩展的供应链管理和协同商务等都是企业之间集成的典型。通过合作，几个企业和公司组成一个相对稳定的合作网络，这种合作网络可以提供单个公司所不能提供的产品和服务，获得单个公司无法完成的定单。为了增加合作的效率，必须实现网络中有合作关系的公司之间活动和过程的集成。另外，企业间的集成并不是使企业内所有的系统都实现集成，而只是集成一些与企业之间的业务过程有关的系统，因此，企业间的集成是一种有选择的集成。企业间集成的一个关键问题是使企业间不同系统实现数据格式的匹配。目前，XML技术作为企业间集成时数据交换的标准已得到广泛的应用。

四、结束语

在制造企业的信息化建设和改造过程中，许多制造企业实施 CIMS、MRPII、ERP 等系统. 而国际国内的 ERP系统供应商在提供ERP 产品时，都要根据用户的具体要求，在系统的实施过程中，根据实际情况对功能模块做二次开发。以生产车间为中心的工具管理系统，既可以单独实现制造企业的工具管理功能，也可以与 MRPII、ERP 集成，作为 MRPII、ERP 系统的一个功能模块和有机组成部分。对制造企业的工具管理系统进行研究和设计，对于制造企业的制造系统的高效运作有著重要的意义。

参考文献：

[1]王岩.并行工程在车间工具管理中的应用[J].成组技术与生产现代化，2015.

[2]张新聚.制造执行系统中工具管理的研究[J].江苏机械制造与自动化，2016.