浅谈零备件数字化制造基础数据定义与应用

赵倩

[摘 要] 在零备件数字化制造业务运营过程中，种类繁多的基础数据贯穿零备件制造全过程，既是指导制造业务开展的技术依据的有效组成部分，也是组织制造业务生产执行的重要依据。因此基础数据自身的准确、合理性，对于零备件制造部业务的有效运营至关重要。本文针对零备件数字化制造信息平台建设过程中，基础数据的梳理定义以及基础数据应用与管控进行了分析探讨。对类似制造行业关于基础数据管理具有借鉴和参考意义。

[关键词] 基础数据；数据梳理；数据定义；数据应用

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2019. 01. 044

[中图分类号] F270.7 [文献标识码] A [文章编号] 1673 - 0194（2019）01- 0100- 04

0 引 言

面向离散型零备件制造企业，因其制造业务具有多品种、小批量的特点，建设实施与之匹配的零备件数字化制造信息平台的目标之一，就是优化工序级制造作业计划的编排和资源分配，实时掌控制造任务执行进度、生产现场作业状态、加工设备、人员以及相关制造资源的状态，以提高产能、准时完工率和资源利用效率。这一建设目标的实现基础，则是围绕零备件制造业务流程主线，充分识别分析涵盖零备件工艺设计、工时定额、材料准备、作业计划编排、作业调度、数控加工程序传输与监控、作业和检验信息采集等业务运营的基础数据，并对基础数据进行规范化定义和严格管控，使基础数据发挥应用价值。为有效落实这一目标实现基础，在一定的业务运营场景中，如何梳理定义基础数据，并有效应用，是本文重点分析探讨的内容。

1 业务运营场景

零备件数字化制造信息平台支持多个来源的生产订单接收，生产准备、生产派工、生产执行和生产监控是完成订单交付的四大核心业务过程。其中，生产准备是基础，生产监控贯穿准备、派工与执行的全过程。零备件数字化制造信息平台通过工艺系统、生产执行系统、分布式数控系统的IT应用，辅助三大核心业务过程的顺畅高效流转。如图1、图2所示。

2 基础数据梳理与定义

零备件数字化制造业务过程以及支撑业务过程的信息平台中，作为技术依据的工艺基础数据以及服务订单执行的生产基础数据，均以业务流为核心、以输入输出的角色应用于业务流的流程步骤。

基于基础数据的这用应用模式，首先以业务流、工作流为主线，分析归纳组成主线的各步骤包含的基础数据。该过程分析出的基础数据相对笼统，主要工作内容集中在有哪些数据的梳理方面。在此基础上对数据进行归类，数据归类的阶段，既要分析归纳基础数据自身的独立属性，也要充分考虑基础数据的应用方式以及数据之间的关联性。在基础数据内容与类别的阶段工作结束后，就需要针对各类基础数据进行定义，定义的过程实质是综合数据内容与应用价值，对数据通过属性这一载体进行详细描述。例如：在零备件数字化制造平台建设中，技术准备作为生产准备阶段的子业务，最重要的一项交付就是发布规定零备件制造工艺过程和操作方法的工艺规程。内容包括了编号、名称、创建者、创建时间、零组件代号、密级、流水号、版本、工艺类型、关重特性、关重特性控制方法、成熟度、依据文件代号、更改标记、签名、目录、附图、附表、制造过程描述、制造方法描述等。这些内容以工艺规程为载体，整体按照工艺基础要素、过程要素、方法要素组织。其中有些内容是与具体的工艺规程匹配的，通常由信息平台自动生成，例如创建时间。有些内容则是有可以归集为某一类资源，该类资源具有相同的属性描述，是同一类工艺要素，具有相对稳定性，随时间变化变动较小。例如设备库、工装库、关重特性库、工种库、零组件代号库、检验类别库、材料库、工艺术语库、特殊符号库、工时定额库等。其中，以材料类别、材料名称、材料编码、材料牌号、材料规格、供应状态、类别、对照材料编号、对照依据等属性对材料库进行定义。零备件基础数据示例如图3所示。

3 基础数据应用

在基础数据定义的过程中，数据属性自身也具有自身的规则。这些规则主要来源于业务管理与信息系统数据规范要求。例如在工作中心定义时，首先要依据零备件制造业务实际，分析影响制造产能约束是人员还是设备，产能约束明确后，再建立以人员或设备为核心的工作中心。只有这样，才能为订单排程提供准确依据，最终提高生产产能。

在基础数据定义阶段结束后，需要依据定义的规则分别维护基础数据库。在基础数据库维护时，数据来源通常有多种，不仅有平台自身的新增数据，也有来自零备件信息平台之外的信息系统以及孤岛数据。多源头的数据来源，对基础数据库而言，新增数据严格按定义的规则创建与变更。对于孤岛与其他信息系统的数据，首先要加强多源头主管部门、人员以及业务之间的沟通，建立多源头数据彼此之间的交互规范，然后按照交互规范，核实验证数据自身的准确性、完整性，并对发现的问题及时修正，数据验证通过后方可进入基础数据库。在以往信息平台建设的该阶段，往往因为数据核实与修改工作内容多、难度大，数据验证容易被忽视或逃避，从而造成基础数据库的数据应用受阻。当这些未通过数据验证的数据作为基础数据库中的数据资源被应用于零备件制造业务流，造成业务运营问题时，再对数据进行处理，无论是对零备件信息平台建设价值还是业务运营效率与数据维护资源消耗，都会造成极大的负面影响。

基础数据的应用效能是通过以下三个阶段实现：一是借助零备件制造信息平台，以零备件制造工作流为触发点，对梳理、定义、维护的基础数据库信息进行调用；二是使已调用信息应用于零备件制造业务流，伴随业务流的流转，建立基础数据的业务、数据关联，并对基础数据进行加工输出，促进下一业务流的启动；三是以零备件信息平台的生产监控为核心，对零备件制造业务的生产、管理职能进行改进，这个过程也会体现在对基础数据库的改进优化上。三个应用过程是以环形的形式开展、相互促进的。例如在技术准备的阶段，技术人员在工艺管理系统进行工艺规程的设计阶段，调用工序库，选择本工艺涉及的工序，我们在定义维护工序库时，对各工序的典型工序内容（非典型内容可根据实际在工艺中进行编制）、所用工作中心（各工作中心已明确是否需要NC编程、加工设备、制造难度等）已维护，技术人员只需依据技术准备实际进行选用。当工艺作为指导零备件制造操作的技术依据，在生产执行系统以此进行制造资源准备时，以工艺、工序、工序内容、工作中心等为基础，系统会自动向平台相关系统派发生产准备任务，由任务执行人进行工序难度、工时定額、NC加工代码的设计等信息的维护，这些信息将作为订单排程的输入，完成订单工序级任务的编排，编排过程会综合分析基础数据，对各工序的开完工时间、制造设备给出结论。因为前期工作中心是以设备为产能约束定义，在工作中心基础数据中已明确各工作中心包括的加工设备、加工范围等，在设备库针对各设备定义了设备加工等级、设备操作者（在人员库中对操作者的人员资质进行维护，人员资质与设备加工等级匹配），因此在工序任务下达后，任务执行人与设备的操作权限也是匹配的。依据各工序的实际开完工时间以及现场执行反馈，分析实际与计划的信息差异，调整优化工序难度、工时定额、资源配置等信息内容，使得系统的排程更具生产指导意义。

4 基础数据管控

从基础数据梳理、定义、创建维护与应用的过程，我们不难发现，基础数据作为支撑零备件制造业务流运转的必备要素，是能够被重复利用的资源，因此基础数据的质量至关重要。在平台建设过程中，不仅仅要以业务流、工作流为线条，把相关数据要素进行筛选、归纳、总结、定义、关联起来，并加以维护与应用。同时，要同步建立与信息平台建设实施、信息平台应用相匹配的管理制度与应用规范，来确保基础数据创建过程是严格按照上述思路与要求执行，而且对于后期的基础数据持续更新、改进优化，同样提供了有效保证。避免在首轮数据创建后，后期的数据调整与维护不受控，这样的后果既是对前期项目成果的否定，也会制约阻碍后期业务的运转。基础数据质量的保证，归根结底还是要靠人员来执行，制度与规范对人员的行为进行了有效的规范、限制与约束。

5 结 语

在零备件数字化制造信息平台建设过程中，基础数据贯穿零备件数字化制造全过程，既是制造业务生产职能开展的基础和依据，也是制造业务管理职能优化改进的载体和途径。在平台建设过程中，充分认识零备件制造行业的业务特征，围绕业务流运营主线，梳理定义、创建基础数据库是基础，将基础数据库信息应用于业务流的各项输入输出是手段，使基础数据服务于管理决策是目的。过程中制度、规范的建立与执行是保障。这些内容是相互联动、彼此促进的，只有落到实处，才能优化工序级制造作业计划的编排和资源分配，从而提高产能、准时完工率和资源利用率，促进零备件数字化制造平台的建设价值实现。