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裝備(bèi)制造業數字化的内涵、策劃與實施
信息化技(jì)術已成為現代産業變革升(shēng)級的發動機。“中國(guó)制(zhì)造2025”明确，新一代信息(xī)技術與制造業(yè)的深(shēn)度融合，已成(chéng)為(wéi)現階段中國實施制造強(qiáng)國戰略(luè)的主線工作。大型裝備制造業亦如此，要在信息化時(shí)代浪潮中保有話(huà)語權，必須逐步實現數字化(huà)、網絡化、智能化(huà)[1]，助力企業轉型升級，打造良好創新基礎，提質增效，化解系統(tǒng)性質量風險，保證自(zì)身競争力。我國裝備制造業信(xìn)息化水平普遍不高，缺乏數據(jù)采集、分析的有效途徑，大部分還是以紙(zhǐ)質資料作為載體(tǐ)，紙質的數據信息存在以下方面的(de)缺點：1.紙(zhǐ)質工藝卡流(liú)轉慢，漏項風險較大，易丢失(shī)，且過程數據記錄個性化，記錄不規範、全面。一(yī)件産品，可能(néng)有多個零部件，工藝卡拆分流轉困難，常造成流轉卡與實物脫節，無法有(yǒu)效保證“三按”生産。出具報告時(shí)，個性化明顯，記錄版(bǎn)本多樣(yàng)，數據未标(biāo)準化、結構化，後期要提(tí)取、分析較困(kùn)難。2.數據的集(jí)成性(xìng)低，信息傳遞效率低，檢索時間和人員成本高昂，無法快速追溯。裝備制(zhì)造過程中會形成很(hěn)多紙質數據記錄、報告，質量管理(lǐ)人員需耗費大量精力去收(shōu)集整理(lǐ)，确認(rèn)資料的合格性、完整性，工作效率低。而随着産品(pǐn)的發運，資料被歸檔(dàng)到檔案館某個(gè)角落(luò)，前期收集、記錄的大量數據便失去了它(tā)的(de)價值，當産品在使用過程中出現問題，需要調查原因時，資料難以查詢。3.質量(liàng)資(zī)料歸檔、保存壓力大，質量證明書編制耗時耗力，重(zhòng)複性勞動多(duō)。大型裝備制造業，均需要專門的檔案樓宇歸檔産品資料(liào)，保存(cún)期有限，在倒(dǎo)運(yùn)過程中遺失、損(sǔn)毀風險大，沒有(yǒu)備份，難以複(fú)原。質檢人員收集過程資(zī)料後，一般還需在原始資料中逐(zhú)一提取信息，編制質(zhì)量證明書，彙總(zǒng)成冊發送用戶審閱留檔，過程耗時耗力，且謄寫錯誤率高，影響企(qǐ)業形象。當今企業設備越(yuè)來越智能化，若生産不實現數字化(huà)，已很難适應現代化(huà)企業(yè)的發展需求，智能設備功效也難以完全發揮。不建立起産品質(zhì)量數據庫，保證質(zhì)量數據追溯，全生命(mìng)周期質量管理隻能(néng)是空談。我們的企業改進、創新同樣需要數據的支撐，卓越績效模(mó)式(shì)、六西格瑪管理、精益生産等方法運用，必須要有(yǒu)豐(fēng)富的數據作為依(yī)托，才能有效分析、改進(jìn)，促使生産過程的無(wú)縫銜接和企業間的協同制(zhì)造，實現生(shēng)産系統的智能分析和決策優化(huà)。因此，數(shù)字(zì)化是企業通往現(xiàn)代化的前提，必須提早規劃部署。大型裝備制造(zào)不(bú)同于簡單流水作業(yè)，其涉及材質、部件多(duō)樣，制造工序複雜，過程(chéng)問題多變，生産數據繁雜，且自動化水平普遍不(bú)高。要實現(xiàn)數字化、信(xìn)息化必須全盤規(guī)劃，精準落實(shí)，确保我們(men)以最便捷、直(zhí)觀的方式獲取産(chǎn)品的重要數據并分析使(shǐ)用。現代企(qǐ)業(yè)一般都有PLM、BOM等主流技術系統(tǒng)，但部分技術内容卻未标準化、結構化，系統間難以(yǐ)有效識别和自動調取。因(yīn)此，我們首先要(yào)做的就(jiù)是對源頭數(shù)據的結構化，給予它可識别的身份标識，這是實現數字化的基礎工作，保證系統間可以實現相互串(chuàn)聯和共享。制造工(gōng)藝流程和産品設計信息，一般都(dōu)是企業的生産主(zhǔ)線，是數(shù)字化系統的主幹，我們的生産過程執行都是以此為依據和指導，特别是生(shēng)産工藝，作為我們生産的主線，應作為主幹，生産過程(chéng)數據要以此為依托，挂在各個生産節點上(shàng)，實現全過程的(de)質量管控。所以，主幹上能自動調用的基礎數據越多(duō)越好，可以減(jiǎn)少大(dà)量基礎輸(shū)入工作，提(tí)升使用體(tǐ)驗，切(qiē)實保證數字化的(de)推行。根據産品的生産特點、難點及标準、體系要求，合理設置工藝流程控(kòng)制點，既(jì)要保證對過程質量的有效監督，又不宜事事監管，确(què)定關鍵節點做好(hǎo)把控，同時，保(bǎo)證生(shēng)産的流暢(chàng)。各個控制點，應(yīng)設置數(shù)據(jù)錄入接口，檢查人員(yuán)檢驗後應及時地錄入檢驗結(jié)果，生成報表，保證數據收集的便捷、及時(shí)、有效。前期需要統籌規劃，對各項(xiàng)檢驗要求、報表進行梳理和統一，同(tóng)時，保證我們數據錄入的标準化、結構化，為後期數據的提取打下堅實的基礎。這是(shì)一個比較繁雜的基礎工作，是質量數字(zì)化的有效保障，一定要做實、做細(xì)。3.評估基礎設施，必(bì)要設備更(gèng)新換代，以智能化确保數據化的推行數字化必然需要一定的設備支持，比(bǐ)如，一些繁雜、高頻工序的數據采(cǎi)集，單靠(kào)人工很難保證(zhèng)效率和準确性。因此(cǐ)，事前必須全盤規劃(huà)，對方案的可行(háng)性(xìng)進行分析和試驗，比如，引入傳感(gǎn)、打碼、掃碼裝置，更換老舊設備實現參數自動提取(qǔ)等，若還是都靠人(rén)工錄入，那(nà)這隻是記錄(lù)的電子化，不僅會增(zēng)加了基層負(fù)擔，也有悖于(yú)數字化初衷，應先打牢自身基礎。若盲目開展(zhǎn)數字化，規劃方向錯誤，最後可(kě)能(néng)難(nán)以推行，反而成(chéng)為生産的負擔(dān)，将面臨前功盡棄的風險(xiǎn)。4.資源的整合調用，實現産品(pǐn)全生命(mìng)周期(qī)管理每一個産(chǎn)品都有它的身份(fèn)，從原材(cái)料的領用(yòng)，到生産過程記錄，完工檢驗出廠，再到現場使用情況的反饋(kuì)，都應該整(zhěng)合調用數據庫中，記(jì)錄保存，以便追蹤管理，在真正(zhèng)意義上實現全生命周期質量管控，任意階段發現(xiàn)問題都能快速響應、分析處理，保證客戶滿意。同(tóng)時(shí)，形成(chéng)問題庫，有助于(yú)我們舉(jǔ)一反三，避免質量問題重複發生。因此，數字化的核心就是要确保系統間(jiān)的串聯，打破以往數(shù)據孤立的格局，依托(tuō)生産，整合(hé)資源，建立數據彙總分析中心。當然更重要的一步是确定公司生産要素，并對生(shēng)産要素進行數字化(huà)轉換。比如，生産完成及時(shí)度(dù)問題，造成生産滞後的因素很多，常規可分(fèn)為人（員）、機（器）、（物）料、（方法）法、環（境）等方面，各類産(chǎn)品可确定生産節點與要素，系統根(gēn)據實際執(zhí)行，統計各個要素的(de)滞後程度，各個(gè)要素(sù)滞後也自有原因，生産過程中操作者應進行歸類(lèi)記錄，以便系統自動識(shí)别，如此層層深入，便可形成(chéng)直觀的報表及控(kòng)制曲線(xiàn)，觀測生産症結所在，結合精益工具(jù)的運用，便可實現針對性地改(gǎi)善，充分發掘出數據蘊含的價值。5.依托專(zhuān)業團隊，加強部門合(hé)作(zuò)，提(tí)升職工素養裝備制造企業缺少專業的信息化人才，一般較難靠(kào)自身實現數字化，都需要依托專業數字化團隊。但企業不能隻是簡單的外包，應有專人投入到數字化系統的構建中，主(zhǔ)導團隊展開充(chōng)分調研，及時傳達需求、解決問題。部門(mén)之間要(yào)相互(hù)協作(zuò)和支持，切勿各自為政，要建立或引入信(xìn)息化建設管理制度，形成完善(shàn)的戰略(luè)管理體系(xì)。同(tóng)時這也是我們數字(zì)化人才培養的契機，要保證後期整個系統的運作和維護。企(qǐ)業要不斷提升基層員工的數字化意識，表達推行數字化的魄力與決心，如此才能保證大家迎難而上，取得成功。需采用(yòng)成熟可靠的硬件産品和軟件技術構建開發框架，保(bǎo)證系統運行穩定。系統設計(jì)要(yào)人性化、界面友(yǒu)好、具有(yǒu)可操作性(xìng)、引導性、幫助性、容錯性等。因系統終(zhōng)端用戶是人(rén)，并且大多是基層工作人員，所以界面應盡量簡潔明了，權(quán)限分明。系統(tǒng)要具備(bèi)較好的兼容性(xìng)，系統功能使用不應受操作系統版(bǎn)本的限制(zhì)，保證數據可跨平台傳輸(shū)。系統應采用國際開放式标準技術，具備良好的接口開放性和快速的二次開發的特性。可采(cǎi)用松耦合構件技(jì)術方式，快速響應業務需求的變化，有步驟地(dì)支持系統的擴展完(wán)善和(hé)應用，适應公司未來業務變化、發展(zhǎn)的需求。系統各層(céng)次的信息要能實現充分的交流和共享，各模塊之間功能和數據界定清晰，消除信息孤島。結合實際使(shǐ)用需求，充分考慮用戶數限制，并發數限制等條件。合理的配置，保證系統的(de)連續、有效穩定運行和(hé)快速響應。應考慮完善的數據與系統的容(róng)災備份(fèn)實施方案及緊急恢複預案(àn)，确保數據不丢失。例如，采用雙機互備運行方式，提供安全(quán)的恢複手段，數據庫發生災(zāi)難性崩潰(kuì)導緻數據丢失時，也可以根據(jù)備份進行恢複數據。當然，使用安全(quán)也不(bú)容忽視，若為保密(mì)數(shù)據，必須保證内外網分離，設置(zhì)嚴格的角色認(rèn)定程序(xù)，業務隔(gé)離，保障終端設備安全、生産控制系統(tǒng)安(ān)全和數據安全。企業數據化、信息化很難一蹴而就，需要基礎的累積，資源(yuán)的整合，全盤的規劃(huà)，再通過精準、紮實地推進，才能逐步地(dì)實(shí)現，切忌操之過急，否則可(kě)能前(qián)功盡棄。整個過程會有曲折，但不應氣餒，堅定信心，紮實做好(hǎo)調研工作(zuò)，聽取基(jī)層(céng)操作者的(de)呼聲，并努力實(shí)現，以此打下良好的推進(jìn)基礎，促使企(qǐ)業逐步走向數字化道(dào)路。
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