智能制造與大數據——數據共享實現網絡化
2020-08-17 09:16:48
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上一篇圍繞智能制造發展過程的第一個階段——“數字化”展開闡述，重點介紹實現數字化的關鍵技術--數據采集（點此查閱第一篇詳情）。本篇將圍繞智能制造發展的第二階段“網絡化”展開論述，尤其是網絡化過程中的數據共享與協同。
什么是網絡化？
網絡化是指利用通信技術和計算機技術，把分布在不同地點的計算機及各類電子終端設備互聯起來，按照一定的網絡協議相互通信，以達到所有用戶都可共享軟件、硬件和數據資源的目的。由此看出，網絡化的核心目標是共享，通過軟硬件資源及數據資源的共享實現資源的充分利用及協同化、全面化工作的目標。
例如，開一個咖啡店，多名員工分工合作，收銀員負責收銀，調制員負責調制咖啡，配送員負責送餐。要實現整個過程，收銀員需要告訴調制員調制什么咖啡、加什么料；調制員調制好咖啡之后需要告訴配送員調制的是什么咖啡，配送員還需要問收銀員咖啡是哪位客人點的，才能正常送出。這種兩兩之間信息交換的模式，當店里客人較多的時候，極易產生混亂。如果采用信息共享的模式，可以得到極大的改善。比如收銀員在客人點餐的時候，生成一個帶編號的點餐單，并記錄下客人所點的咖啡類型及要求，同時給客人相同的點餐單；此時收銀員只要把點餐單傳遞給調制員，調制員完成咖啡調制后，將咖啡連同點餐單給配送員；配送員根據點餐單號找到具體點餐的客人便可完成送餐。在這整個過程中只需要收銀員、調制員、送餐員及客人都共享點餐信息，通過點餐單傳遞就可以實現協同作業。
要實現網絡化的關鍵之一便是數據共享。
如何保障各協同角色能夠準確識別需要共享的數據是協同工作有效開展的基礎。比如：咖啡店實現協同工作的前提是各員工都能看懂點餐單，能夠明確點餐單上數據信息所代表的含義。因此，共享數據的標準化與完整度就顯得十分重要。
在數據共享的領域里，主數據的共享與管理是最為基礎的部分，因為主數據是可以跨業務、跨系統、跨部門被重復利用的數據，是提高企事業單位數據質量和數據資產價值的關鍵因素。在制造業，通常將兩個或兩個以上系統或業務共享的、相對靜態的通用基礎數據稱為主數據，如組織部門、人員、客戶、供應商、產品、物料信息等。
要保證業務系統之間能夠準確識別共享的數據就需要統一的主數據標準和規范，主要包括屬性標準、流程標準、集成標準等。通過定義數據標準，保障同一種數據在業務系統之間使用相同的定義方式，進而滿足不同系統的數據需求，避免同一信息在各系統出現不一致現象所導致的理解偏差。
- 屬性標準：需要定義每類主數據包含的中文名稱、英文名稱、字段長度、必填屬性、屬性來源、維護部門、備注、屬性對應的值列表等信息。
- 管理標準：主數據的屬性覆蓋了多個相關業務部門的需求，需要界定每個屬性的管理歸屬。例如物料主數據，設計人員創建物料，關注設計參數屬性；物資采購人員維護物料的采購屬性；財務人員維護物料的財務屬性；庫存人員維護物料的庫存屬性；生產人員維護物料的計劃屬性；營銷人員維護物料的銷售屬性等。通過流程管理將各角色的數據維護工作串聯起來，完成主數據的全屬性維護，實現數據單一入口、一次性數據錄入、全局共享。
- 集成標準：主數據集成標準主要梳理主數據集成觸發的場景、數據流向、接口的提供方、接口的調用方、接口采用的開發規范、接口集成方式等內容。
要確保共享數據能夠在業務系統中正常使用，需要保障共享數據的完整性。針對企業中各業務系統數據可能存在的數據不完整、數值缺失等情況，需要對數據進行清洗，以確保數據質量。主數據清洗工作主要指對“臟數據”的清洗，通過對比企業制定的標準規范，將不符合標準的數據進行調整校正，使之成為符合主數據標準的“干凈數據”，數據清洗工作包括：對當前存在的一物多碼的數據進行處理，對數據缺失及不正確的屬性進行調整等。
數據標準化的目的是共享應用，通過標準的數據集成接口可將治理好的主數據共享給其他業務系統。
為實現生產業務的全面數字化協同，制造企業往往會建設很多業務系統。而企業在實現數據共享的過程中，可能需要業務系統間兩兩集成，這樣容易造成數據多頭管理、數據治理困難、數據來源不一致難以建立統一的標準等問題，針對此情形，企業可建立統一的數據中心來實現數據的統一管理。業務系統只需與數據中心集成，由數據中心完成數據的管理與治理，并將數據分發給其他需要的業務系統，這樣保證數據源頭只有一個、數據管理統一標準、各業務系統使用的是同一個數據，從而實現網絡化高效協同。
智能制造網絡化應用的一個典型場景是設計制造協同一體化，即網絡化協同平臺。
設計制造協同一體化重點打通從產品訂單、產品設計、工藝設計、生產制造、成品交付等整個生產過程，涉及ERP、CAD、PDM、CAPP、MES、CRM等業務系統之間的數據共享與協同，典型協同過程可示意描述如下：
ERP系統從CRM獲取訂單信息，將訂單要求反饋給CAD軟件，CAD進行產品設計，并將設計的圖紙、模型在PDM中入庫；PDM系統將產品結構EBOM傳遞給CAPP系統；CAPP系統進行工藝設計，并將MBOM、工藝路線、作業指導文件傳遞給MES系統；MES系統獲取ERP系統的生產訂單進行排產，生產執行，并將生產報工數據反饋給ERP系統；產品完成后ERP系統將交付信息傳遞給CRM系統。同時，CRM系統可以指導設計改進，依托PDM系統可進行協同設計反饋。
可以說，互聯網帶來的制造和生產的網絡化，正是基于企業內部網和外部網實現的，也是目前所提及的“互聯網+制造”的核心內涵，在企業網絡化過程中實現數據的共享與交互應用，具有如下效果：
- 通過網絡化協同，打通各業務鏈條，消除業務系統之間的信息孤島，提升設計制造過程的效率和質量。
- 通過數據標準化，統一數據語言，實現數據資源共享，保持各業務系統之間數據的一致性，提升整體的生產管理水平。
- 通過協同一體化，建立反饋機制，促進產品設計創新改進，提高整體的戰略協同力，提升企業的創新應用能力。
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