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裝備制造業(yè)數(shù)字化的內(nèi)涵、策劃與實(shí)施

一、前言
信息化技術(shù)已成為現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)變革升級(jí)的發(fā)動(dòng)機(jī)。“中國(guó)制造2025”明確，新一代信息技術(shù)與制造業(yè)的深度融合，已成為現(xiàn)階段中國(guó)實(shí)施制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略的主線工作。大型裝備制造業(yè)亦如此，要在信息化時(shí)代浪潮中保有話語(yǔ)權(quán)，必須逐步實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化[1]，助力企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，打造良好創(chuàng)新基礎(chǔ)，提質(zhì)增效，化解系統(tǒng)性質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)，保證自身競(jìng)爭(zhēng)力。
二、數(shù)字化對(duì)裝備質(zhì)量管理的重要意義
我國(guó)裝備制造業(yè)信息化水平普遍不高，缺乏數(shù)據(jù)采集、分析的有效途徑，大部分還是以紙質(zhì)資料作為載體，紙質(zhì)的數(shù)據(jù)信息存在以下方面的缺點(diǎn)：
1.紙質(zhì)工藝卡流轉(zhuǎn)慢，漏項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)較大，易丟失，且過(guò)程數(shù)據(jù)記錄個(gè)性化，記錄不規(guī)范、全面。一件產(chǎn)品，可能有多個(gè)零部件，工藝卡拆分流轉(zhuǎn)困難，常造成流轉(zhuǎn)卡與實(shí)物脫節(jié)，無(wú)法有效保證“三按”生產(chǎn)。出具報(bào)告時(shí)，個(gè)性化明顯，記錄版本多樣，數(shù)據(jù)未標(biāo)準(zhǔn)化、結(jié)構(gòu)化，后期要提取、分析較困難。
2.數(shù)據(jù)的集成性低，信息傳遞效率低，檢索時(shí)間和人員成本高昂，無(wú)法快速追溯。裝備制造過(guò)程中會(huì)形成很多紙質(zhì)數(shù)據(jù)記錄、報(bào)告，質(zhì)量管理人員需耗費(fèi)大量精力去收集整理，確認(rèn)資料的合格性、完整性，工作效率低。而隨著產(chǎn)品的發(fā)運(yùn)，資料被歸檔到檔案館某個(gè)角落，前期收集、記錄的大量數(shù)據(jù)便失去了它的價(jià)值，當(dāng)產(chǎn)品在使用過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題，需要調(diào)查原因時(shí)，資料難以查詢(xún)。
3.質(zhì)量資料歸檔、保存壓力大，質(zhì)量證明書(shū)編制耗時(shí)耗力，重復(fù)性勞動(dòng)多。大型裝備制造業(yè)，均需要專(zhuān)門(mén)的檔案樓宇歸檔產(chǎn)品資料，保存期有限，在倒運(yùn)過(guò)程中遺失、損毀風(fēng)險(xiǎn)大，沒(méi)有備份，難以復(fù)原。質(zhì)檢人員收集過(guò)程資料后，一般還需在原始資料中逐一提取信息，編制質(zhì)量證明書(shū)，匯總成冊(cè)發(fā)送用戶審閱留檔，過(guò)程耗時(shí)耗力，且謄寫(xiě)錯(cuò)誤率高，影響企業(yè)形象。
當(dāng)今企業(yè)設(shè)備越來(lái)越智能化，若生產(chǎn)不實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，已很難適應(yīng)現(xiàn)代化企業(yè)的發(fā)展需求，智能設(shè)備功效也難以完全發(fā)揮。不建立起產(chǎn)品質(zhì)量數(shù)據(jù)庫(kù)，保證質(zhì)量數(shù)據(jù)追溯，全生命周期質(zhì)量管理只能是空談。我們的企業(yè)改進(jìn)、創(chuàng)新同樣需要數(shù)據(jù)的支撐，卓越績(jī)效模式、六西格瑪管理、精益生產(chǎn)等方法運(yùn)用，必須要有豐富的數(shù)據(jù)作為依托，才能有效分析、改進(jìn)，促使生產(chǎn)過(guò)程的無(wú)縫銜接和企業(yè)間的協(xié)同制造，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)的智能分析和決策優(yōu)化。因此，數(shù)字化是企業(yè)通往現(xiàn)代化的前提，必須提早規(guī)劃部署。
三、裝備制造業(yè)數(shù)字化的方向
大型裝備制造不同于簡(jiǎn)單流水作業(yè)，其涉及材質(zhì)、部件多樣，制造工序復(fù)雜，過(guò)程問(wèn)題多變，生產(chǎn)數(shù)據(jù)繁雜，且自動(dòng)化水平普遍不高。要實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、信息化必須全盤(pán)規(guī)劃，精準(zhǔn)落實(shí)，確保我們以最便捷、直觀的方式獲取產(chǎn)品的重要數(shù)據(jù)并分析使用。
1.技術(shù)文件資料的結(jié)構(gòu)化
現(xiàn)代企業(yè)一般都有PLM、BOM等主流技術(shù)系統(tǒng)，但部分技術(shù)內(nèi)容卻未標(biāo)準(zhǔn)化、結(jié)構(gòu)化，系統(tǒng)間難以有效識(shí)別和自動(dòng)調(diào)取。因此，我們首先要做的就是對(duì)源頭數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化，給予它可識(shí)別的身份標(biāo)識(shí)，這是實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的基礎(chǔ)工作，保證系統(tǒng)間可以實(shí)現(xiàn)相互串聯(lián)和共享。制造工藝流程和產(chǎn)品設(shè)計(jì)信息，一般都是企業(yè)的生產(chǎn)主線，是數(shù)字化系統(tǒng)的主干，我們的生產(chǎn)過(guò)程執(zhí)行都是以此為依據(jù)和指導(dǎo)，特別是生產(chǎn)工藝，作為我們生產(chǎn)的主線，應(yīng)作為主干，生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)要以此為依托，掛在各個(gè)生產(chǎn)節(jié)點(diǎn)上，實(shí)現(xiàn)全過(guò)程的質(zhì)量管控。所以，主干上能自動(dòng)調(diào)用的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)越多越好，可以減少大量基礎(chǔ)輸入工作，提升使用體驗(yàn)，切實(shí)保證數(shù)字化的推行。
2.控制節(jié)點(diǎn)的梳理和確認(rèn)
根據(jù)產(chǎn)品的生產(chǎn)特點(diǎn)、難點(diǎn)及標(biāo)準(zhǔn)、體系要求，合理設(shè)置工藝流程控制點(diǎn)，既要保證對(duì)過(guò)程質(zhì)量的有效監(jiān)督，又不宜事事監(jiān)管，確定關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)做好把控，同時(shí)，保證生產(chǎn)的流暢。各個(gè)控制點(diǎn)，應(yīng)設(shè)置數(shù)據(jù)錄入接口，檢查人員檢驗(yàn)后應(yīng)及時(shí)地錄入檢驗(yàn)結(jié)果，生成報(bào)表，保證數(shù)據(jù)收集的便捷、及時(shí)、有效。前期需要統(tǒng)籌規(guī)劃，對(duì)各項(xiàng)檢驗(yàn)要求、報(bào)表進(jìn)行梳理和統(tǒng)一，同時(shí)，保證我們數(shù)據(jù)錄入的標(biāo)準(zhǔn)化、結(jié)構(gòu)化，為后期數(shù)據(jù)的提取打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。這是一個(gè)比較繁雜的基礎(chǔ)工作，是質(zhì)量數(shù)字化的有效保障，一定要做實(shí)、做細(xì)。
3.評(píng)估基礎(chǔ)設(shè)施，必要設(shè)備更新?lián)Q代，以智能化確保數(shù)據(jù)化的推行
數(shù)字化必然需要一定的設(shè)備支持，比如，一些繁雜、高頻工序的數(shù)據(jù)采集，單靠人工很難保證效率和準(zhǔn)確性。因此，事前必須全盤(pán)規(guī)劃，對(duì)方案的可行性進(jìn)行分析和試驗(yàn)，比如，引入傳感、打碼、掃碼裝置，更換老舊設(shè)備實(shí)現(xiàn)參數(shù)自動(dòng)提取等，若還是都靠人工錄入，那這只是記錄的電子化，不僅會(huì)增加了基層負(fù)擔(dān)，也有悖于數(shù)字化初衷，應(yīng)先打牢自身基礎(chǔ)。若盲目開(kāi)展數(shù)字化，規(guī)劃方向錯(cuò)誤，最后可能難以推行，反而成為生產(chǎn)的負(fù)擔(dān)，將面臨前功盡棄的風(fēng)險(xiǎn)。
4.資源的整合調(diào)用，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期管理
每一個(gè)產(chǎn)品都有它的身份，從原材料的領(lǐng)用，到生產(chǎn)過(guò)程記錄，完工檢驗(yàn)出廠，再到現(xiàn)場(chǎng)使用情況的反饋，都應(yīng)該整合調(diào)用數(shù)據(jù)庫(kù)中，記錄保存，以便追蹤管理，在真正意義上實(shí)現(xiàn)全生命周期質(zhì)量管控，任意階段發(fā)現(xiàn)問(wèn)題都能快速響應(yīng)、分析處理，保證客戶滿意。同時(shí)，形成問(wèn)題庫(kù)，有助于我們舉一反三，避免質(zhì)量問(wèn)題重復(fù)發(fā)生。因此，數(shù)字化的核心就是要確保系統(tǒng)間的串聯(lián)，打破以往數(shù)據(jù)孤立的格局，依托生產(chǎn)，整合資源，建立數(shù)據(jù)匯總分析中心。當(dāng)然更重要的一步是確定公司生產(chǎn)要素，并對(duì)生產(chǎn)要素進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)換。比如，生產(chǎn)完成及時(shí)度問(wèn)題，造成生產(chǎn)滯后的因素很多，常規(guī)可分為人（員）、機(jī)（器）、（物）料、（方法）法、環(huán)（境）等方面，各類(lèi)產(chǎn)品可確定生產(chǎn)節(jié)點(diǎn)與要素，系統(tǒng)根據(jù)實(shí)際執(zhí)行，統(tǒng)計(jì)各個(gè)要素的滯后程度，各個(gè)要素滯后也自有原因，生產(chǎn)過(guò)程中操作者應(yīng)進(jìn)行歸類(lèi)記錄，以便系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別，如此層層深入，便可形成直觀的報(bào)表及控制曲線，觀測(cè)生產(chǎn)癥結(jié)所在，結(jié)合精益工具的運(yùn)用，便可實(shí)現(xiàn)針對(duì)性地改善，充分發(fā)掘出數(shù)據(jù)蘊(yùn)含的價(jià)值。
5.依托專(zhuān)業(yè)團(tuán)隊(duì)，加強(qiáng)部門(mén)合作，提升職工素養(yǎng)
裝備制造企業(yè)缺少專(zhuān)業(yè)的信息化人才，一般較難靠自身實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，都需要依托專(zhuān)業(yè)數(shù)字化團(tuán)隊(duì)。但企業(yè)不能只是簡(jiǎn)單的外包，應(yīng)有專(zhuān)人投入到數(shù)字化系統(tǒng)的構(gòu)建中，主導(dǎo)團(tuán)隊(duì)展開(kāi)充分調(diào)研，及時(shí)傳達(dá)需求、解決問(wèn)題。部門(mén)之間要相互協(xié)作和支持，切勿各自為政，要建立或引入信息化建設(shè)管理制度，形成完善的戰(zhàn)略管理體系。同時(shí)這也是我們數(shù)字化人才培養(yǎng)的契機(jī)，要保證后期整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)作和維護(hù)。企業(yè)要不斷提升基層員工的數(shù)字化意識(shí)，表達(dá)推行數(shù)字化的魄力與決心，如此才能保證大家迎難而上，取得成功。
四、數(shù)字化過(guò)程中的難點(diǎn)及注意事項(xiàng)
數(shù)字化規(guī)劃中，我們應(yīng)保證系統(tǒng)的以下性能和要求。
1.保證系統(tǒng)的適用性與先進(jìn)性
需采用成熟可靠的硬件產(chǎn)品和軟件技術(shù)構(gòu)建開(kāi)發(fā)框架，保證系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。系統(tǒng)設(shè)計(jì)要人性化、界面友好、具有可操作性、引導(dǎo)性、幫助性、容錯(cuò)性等。因系統(tǒng)終端用戶是人，并且大多是基層工作人員，所以界面應(yīng)盡量簡(jiǎn)潔明了，權(quán)限分明。系統(tǒng)要具備較好的兼容性，系統(tǒng)功能使用不應(yīng)受操作系統(tǒng)版本的限制，保證數(shù)據(jù)可跨平臺(tái)傳輸。
2.保證系統(tǒng)的開(kāi)放性與集成性
系統(tǒng)應(yīng)采用國(guó)際開(kāi)放式標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)，具備良好的接口開(kāi)放性和快速的二次開(kāi)發(fā)的特性。可采用松耦合構(gòu)件技術(shù)方式，快速響應(yīng)業(yè)務(wù)需求的變化，有步驟地支持系統(tǒng)的擴(kuò)展完善和應(yīng)用，適應(yīng)公司未來(lái)業(yè)務(wù)變化、發(fā)展的需求。系統(tǒng)各層次的信息要能實(shí)現(xiàn)充分的交流和共享，各模塊之間功能和數(shù)據(jù)界定清晰，消除信息孤島。結(jié)合實(shí)際使用需求，充分考慮用戶數(shù)限制，并發(fā)數(shù)限制等條件。
3.保證系統(tǒng)的可靠性與安全性
合理的配置，保證系統(tǒng)的連續(xù)、有效穩(wěn)定運(yùn)行和快速響應(yīng)。應(yīng)考慮完善的數(shù)據(jù)與系統(tǒng)的容災(zāi)備份實(shí)施方案及緊急恢復(fù)預(yù)案，確保數(shù)據(jù)不丟失。例如，采用雙機(jī)互備運(yùn)行方式，提供安全的恢復(fù)手段，數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)生災(zāi)難性崩潰導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失時(shí)，也可以根據(jù)備份進(jìn)行恢復(fù)數(shù)據(jù)。當(dāng)然，使用安全也不容忽視，若為保密數(shù)據(jù)，必須保證內(nèi)外網(wǎng)分離，設(shè)置嚴(yán)格的角色認(rèn)定程序，業(yè)務(wù)隔離，保障終端設(shè)備安全、生產(chǎn)控制系統(tǒng)安全和數(shù)據(jù)安全。
五、結(jié)語(yǔ)
企業(yè)數(shù)據(jù)化、信息化很難一蹴而就，需要基礎(chǔ)的累積，資源的整合，全盤(pán)的規(guī)劃，再通過(guò)精準(zhǔn)、扎實(shí)地推進(jìn)，才能逐步地實(shí)現(xiàn)，切忌操之過(guò)急，否則可能前功盡棄。整個(gè)過(guò)程會(huì)有曲折，但不應(yīng)氣餒，堅(jiān)定信心，扎實(shí)做好調(diào)研工作，聽(tīng)取基層操作者的呼聲，并努力實(shí)現(xiàn)，以此打下良好的推進(jìn)基礎(chǔ)，促使企業(yè)逐步走向數(shù)字化道路。