數(shù)字化工廠頂層架構(gòu)分析

01工廠改革的推進路徑“智能制造”這一概念最早由美國學(xué)者P.K.Wright和D.A.Bourne在其著作《Manufacturinglntelligence》中出現(xiàn)，將智能制造定義為機器人應(yīng)用制造軟件系統(tǒng)技術(shù)、集成系統(tǒng)工程以及機器人視覺等技術(shù)，應(yīng)用生產(chǎn)制造的系統(tǒng)性過程。

2013年德國提出工業(yè)4.0國家戰(zhàn)略，隨后2015年中國提出中國制造2025將工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)定位于國家戰(zhàn)略高度。對智能制造的典型應(yīng)用場景、主要需求及體系架構(gòu)進行分析，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)、云計算和大數(shù)據(jù)等技術(shù)，提出面向智能制造的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)整體架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)。

工信部出臺的《智能制造發(fā)展規(guī)劃（2016-2020）》中，將智能制造定義為基于新一代信息通信技術(shù)與先進制造技術(shù)深度融合，貫穿于設(shè)計、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等制造活動的各個環(huán)節(jié)，具有自感知、自學(xué)習(xí)、自決策、自執(zhí)行、自適應(yīng)等功能的新型生產(chǎn)方式。我認(rèn)為，智能制造是通過新一代信息技術(shù)、自動化技術(shù)、工業(yè)軟件及現(xiàn)代管理思想在制造企業(yè)全領(lǐng)域、全流程的系統(tǒng)應(yīng)用而產(chǎn)生的一種全新的生產(chǎn)方式。

在現(xiàn)代工業(yè)改革推進進程中，我們很難做到“自感知、自學(xué)習(xí)、自決策、自執(zhí)行、自適應(yīng)”，我們離真正意義上的智能工廠還差的有點遠(yuǎn)。經(jīng)過多年的發(fā)展，我們已經(jīng)能夠從基礎(chǔ)的自動化到信息化，再到現(xiàn)在的數(shù)字化。

下文，我將詳細(xì)的闡述數(shù)字化工廠的頂層管理架構(gòu)。02什么是數(shù)字化工廠？數(shù)字化，即是將許多復(fù)雜多變的信息轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢远攘康臄?shù)字、數(shù)據(jù)，再以這些數(shù)字、數(shù)據(jù)建立起適當(dāng)?shù)臄?shù)字化模型，把它們轉(zhuǎn)變?yōu)橐幌盗卸M制代碼，引入計算機內(nèi)部，進行統(tǒng)一處理，這就是數(shù)字化的基本過程。

而對于我們工廠而言，我們可以通過一系列的數(shù)據(jù)采集的方式，將企業(yè)的生產(chǎn)信息、倉儲信息、來料信息、質(zhì)量信息等儲存并展示出來，形成一套可視化系統(tǒng)，最終輔助領(lǐng)導(dǎo)者做決策，實現(xiàn)降本增效的目的。03如何構(gòu)建數(shù)字化頂層架構(gòu)

首先，在闡述該觀點的時候，我們得先理解什么是頂層。

圖1數(shù)字化工廠的層級架構(gòu)如上圖所示，我們通常把設(shè)備定義為底層，它僅僅只是執(zhí)行命令。而我們認(rèn)為，MOM和PLM是中間管理層，由它來接收訂單信息并下達(dá)指令給執(zhí)行層。企業(yè)層是指接單平臺和供應(yīng)商管理平臺等；所謂的頂層就是指工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)這一層級的。

構(gòu)建頂層架構(gòu)就是指從頂層規(guī)劃，詳細(xì)梳理一整套流程。

其次，我們在構(gòu)建頂層架構(gòu)的時候，通常還會將信息形成一個閉環(huán)。這就是我們常說的打通端到端，第一個端通常是指客戶端，第二個端有人認(rèn)為是工廠端，也有人認(rèn)為是客戶端。如果是第二種的理解的話，這就是形成了一個C2M（Customer-to-Manufacturer）工廠了。我認(rèn)為，所謂的C2M工廠就是指通過電商平臺接單，訂單及時傳輸至工廠，工廠接單生產(chǎn)后第一時間通過物流送達(dá)至客戶手中。這也可以叫做短路經(jīng)濟模式。

C2M工廠實現(xiàn)起來較為復(fù)雜，因為不僅只是工廠內(nèi)部需要改善，還需要借助電商平臺和物流網(wǎng)絡(luò)。下文我將重點介紹TOB企業(yè)如何打通廠內(nèi)的端到端流程。第一步我們先從外部流程開始梳理，通常，TOB企業(yè)銷售員接到訂單后，需要把訂單信息輸入到CRM系統(tǒng)內(nèi)，同時，他也需要輸入一個期望的交期。第二步當(dāng)CRM接單訂單后，CRM系統(tǒng)會告知ERP或SAP訪問WMS的庫存信息，如果庫存不足，它會提示采購。第三步采購在ERP內(nèi)看到系統(tǒng)提示庫存不足時，他會通過SRM給供應(yīng)商下達(dá)采購訂單。第四步SRM在下達(dá)采購任務(wù)的時候，他會訪問PLM，查詢物料BOM。第五步ERP同時還會問詢MES，現(xiàn)在生產(chǎn)的設(shè)備狀態(tài)，是否可以達(dá)到銷售員期望的交期。第六步如果交期不能滿足，ERP會立即提示銷售員調(diào)整。銷售員也可以做出決策，是否需要調(diào)整，或者也可以調(diào)整目前在產(chǎn)的交期，以滿足最新的交期要求。......通過上文簡單的描述，我們可以看出來，我們的銷售人員、采購人員等操作的界面都是在ERP這一層架構(gòu)內(nèi)，而MOM這一層是無條件執(zhí)行ERP層級的決策。我們在設(shè)計MOM框架的時候，還會將高級排產(chǎn)（策略揉單）、數(shù)據(jù)采集、質(zhì)量管理等融合進去。如果一套MOM只是單純的執(zhí)行ERP層的任務(wù)，我認(rèn)為他是不合格的。

策略揉單最簡單的解釋就是指兩個相同的任務(wù)，MOM可以將它自動合并，當(dāng)然，這個前提是銷售員錄入的交期不著急。

MOM最核心的模塊是MES，通常，我們在設(shè)計架構(gòu)的時候也會在車間懸掛生產(chǎn)看板，還會做中控駕駛艙，做這些的目的就是形成一套可視化系統(tǒng)，為了保證數(shù)據(jù)展示的及時性，便于管理者快速做出決策。圖2頂層系統(tǒng)架構(gòu)的邏輯圖頂層架構(gòu)搭建是一項系統(tǒng)工程，必須要找專業(yè)的公司做規(guī)劃咨詢。如果脫離頂層的搭建而去實施MES，通常會導(dǎo)致數(shù)據(jù)失真、整套系統(tǒng)無法使用等情況。這也是為啥很多公司推進智能制造改革的口號喊了很多年卻無法落地的原因之一。

推進智能制造改革是一個漫長的過程，我們要有長期的、持續(xù)建設(shè)的準(zhǔn)備。

最后，基于本人的經(jīng)驗想各位讀者一個建議，做數(shù)字化工廠一定要真做，不能為