| 在國內機床行業依舊落後於發達國家的今天，實現製造現代化和信息化的融合，是提高綜合競爭力的關鍵。在實現信息化與企業管理、物流和制造自動化的融合方面，北京並捷信息技術公司為北一大隈提供的ERP產品—大規模定製生產管理系統的成功實施，值得我們借鑒。 |
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近幾年來，中國機床行業面臨着日益嚴峻的市場競爭與挑戰，受到來自發達國家性價比優異的先進產品的巨大衝擊。
筆者認為，在國內機床行業依舊落後於發達國家的今天，實現製造現代化和信息化的融合（簡稱“兩化融合”），無疑是提高綜合競爭力的重中之重。
機床行業能否全面適應我國各個製造行業技術的發展需求，取決於機床產品是否真正符合先進製造技術的發展趨勢。因此，開發先進且性價比良好的數控機床產品並實現產業化生產，才能促成我國製造設備的更新換代，這將是中國製造技術跟上世界發展趨勢的必由之路，也是我國先進製造技術裝備實現能力自給的重要標志之一。
現代化製造企業呼喚管理創新
現代化製造企業的特點是底層的自動化、合理的物流管理與控制、以顧客為中心的經營思想和大規模定製生產等，這些都對傳統經營管理理念提出諸多挑戰，其主要體現在：經營思想和管理理念的創新；組織結構和管理機制的創新；管理規範和工作流程的創新；管理方法和製造技術的創新。
兩化融合是實現創新的途徑，數字化製造是將之付諸實踐的載體，正是通過它來從整體上提高企業的製造水平和能力。
已有不少案例驗証，利用互聯網絡建立敏捷的新產品設計和開發環境、快速的銷售渠道、柔性的製造過程和有效的供應鏈，能有效提高企業全球化的市場競爭能力和現代化管理水平。
北一大隈機床有限公司（下文簡稱“北一大隈”）是中日合資企業，其工廠的自動化程度較高，年產中高檔數控加工中心1200台。該廠以基礎件、關鍵件加工和裝配為主，加工設備均是數控機床和柔性製造單元（FMS），一般零件、鈑金件、配套件、標準件、電器件等都是外協或外購。
工廠的生產方式則為BTO（Build To Order）模式，即在市場預測的基礎上，按客戶訂單生產，以最大可能優化效益，實質上形成了大規模定製生產方式的現代化製造。大隈的日本工廠採用了荷蘭BAAN的ERP軟件，考慮到BAAN在中國有相當的實施困難及成本太高，經過審慎調研，日方決定採用北京並捷信息技術有限公司（下文簡稱“並捷”）的ERP軟件EMIS。
為實現信息化融入製造自動化、管理現代化的目標，並捷方面派了4位員工趕赴日本大隈考察，學習其BTO生產模式實現的方法，針對北一大隈的需求進行了業務流程分析及設計，開發出適應裝備製造企業的ERP產品—大規模定製生產管理系統，並在北一大隈成功實施，取得了可喜的成效。
信息化與先進管理模式的融合
1. 面向產品結構進行定製管理
產品結構BOM是ERP最基礎和重要的數據，作為實施大規模定製的一個關鍵條件，便是對豐富多樣的客戶需求信息的採集，並能在設計過程中及時與客戶保持充分溝通。只有如此，才能切實滿足客戶需求，從而使大規模定製得以順利實現。
產品定製過程中最重要的是產品描述，以便引導客戶更合理地選擇產品。它一方面為設計的具體過程提供了指導，另一方面可以約束客戶，使他們更為迅速、方便、且準確地表達自身需求。
並捷為用戶提供的定製分為以下兩種類型：
①產品結構中必選的特徵件。特徵件在基型產品BOM中為虛擬件，在做MRP展開時需用客戶選擇的實際特徵件予以替換。用戶如何選特徵件，不同行業不同產品自然選法也各異，但無非是兩種方式：一种是在虛擬特徵件下掛上所有可選項供選定；另一種是只要用戶給出相關性能指標，便能根據計算、查詢，由系統自動選出符合要求的特徵件。
② 用戶的選件與專門定製件。可以為用戶分功能列出選件清單和由用戶提出新增加件，設計部門則依據對應的技術要求實施設計。
2. 時間—成本雙主線控制的ERP系統
企業必須不斷提高運作效率以適應激烈的市場競爭，ERP肩負着為此提供有效手段的重任，同時現代化製造的日新月異也對ERP提出了全新挑戰。
市場競爭的焦點最終體現在哪裡？說到底就在於如何讓產品的創新全面適應市場需求，有效控制交貨時間和成本。針對此，我們提出了時間—成本雙主線控制的ERP系統。
時間主線—以客戶的個性需求為龍頭，分析從產品個性化配置、生產技術準備、採購、加工、到裝配各個環節影響時間的因素，並提出有效控制生產進度的方法，將其貫穿於ERP計劃和生產的過程中，確保按時交貨。成本主線—落實分段成本控制，實現時間—成本多階多目標協調控制，達成資金流、信息流、物流的同步。
信息化與生產物流的融合
1. 製造過程中的物流管理
以在線自動化倉庫(生產線、加工單元線兩種)為核心組建的物料配送系統，採用條碼（Barcode）技術，從採購、外協到貨、檢驗入庫、毛坯出庫、加工、零件入庫、配膳出庫、裝配、直到產成品，在ERP控制下利用JIT思想管理和跟蹤物流，如圖1所示。
圖1 物流配送管理 |
2. JIT思想與MRP計劃的有機結合
流動和拉動是JIT思想實現價值的中堅，理想價值流裏的活動——也即完成一項任務的基本步驟列隊或關注的對象，應該都是穩定的、連續的流動，沒有批量、排隊、等待和干擾。但是事實上，價值流常常發生受阻和停滯。
JIT思想就是設法讓必須的物料，在必須的時間，僅按必須的數量流動到必要的地點。拉動（Pull）正是JIT常常用來實現上述思想的方法。
機械製造業的裝配任務具有如下特點：裝配過程中的突發情況較多；配套件的完整影響任務進度；裝配現場面積直接影響生產能力和質量等。而裝配進度一旦沒能按計劃執行，就會發生現場等工或個別配套件積壓導致的裝配面積被佔據，如果對此不能防止和及時調整計劃，就會形成惡性循環，傳統的ERP是很難杜絕這種現象發生的。
我們採用JIT思想，根據裝配實際進度“拉動”MRP計劃，對裝配實行“配膳管理”，按裝配實際需求的時間、地點、種類和數量提前配料、按時發放，從而防止了裝配進度改變、計劃失調、現場混亂狀況的發生。
信息化與製造自動化的融合
無可否認，IT業的迅速發展改變着數控機床製造的整個生命周期。數控的PC化使機床不再僅僅是孤立的加工單元，而是網絡上一個有加工能力的節點，可動態重構加工路線、記載加工進度、監控設備完好狀態等，將其納入製造、管理、服務的各個環節中。因此，自動化加工和物流優化控制已經融入到工廠的ERP系統和CAD/CAM之中。
圖2 數字化工廠示意圖 |
北一大隈工廠自動化程度較高，以裝配和基礎大件加工為主，加工單元均由數控機床和柔性製造系統FMS組成。以裝配單元為基礎形成產品裝配線，加工單元和裝配單元分別由製造執行系統（MES）進行管理，以在線自動化倉庫（生產線、加工單元線兩種）為核心組成物料配送系統。
並捷公司的ERP軟件EMIS，可與自動化倉庫、MSE之間進行信息的雙向傳遞，以該軟件為中樞形成自動化製造的基本系統。在車間內設置MES服務器，並通過其接受到EMIS傳送來的各工作中心的生產計劃，便能對生產計劃進行分析，掌握負荷附加狀況，從而使作業過程最佳化。
ERP軟件還能通過監視機床的運行狀態，記錄運行率的變化，進一步提出改善運行的基本數據。除了生產管理功能之外，其還具備能使機床高效運行的功能。此外，利用加工信息管理功能，則可進行各種加工信息（圖紙、工夾具準備、刀具清單、程序）的輸入和編輯。
兩化融合的典範：集成的數字化製造
現代化製造的發展趨勢是大規模定製生產，其特點是按市場預測、機型比率製造部件，拿到訂單後才生產專用件和裝配產品，因此產品的配置管理極為重要。
為此，在設計EBOM的基礎上，採用視圖方法建立特性GBOM（Group BOM）和製造PBOM (Production BOM)，客戶下訂單時根據客戶要求自動生成客戶 CBOM(Customer BOM)。顯然，這時的主生產計劃，已經不同於傳統ERP的MPS。
此外，在整個製造過程中，ERP的庫存管理子系統、車間管理子系統表面上看起來是簡化了，但是通過MRP與MES系統、自動化倉庫的雙向信息交換，整個系統的物流管理和作業管理、控制均遠遠優於傳統的ERP功能，淋漓盡致地體現了MES的思想和方法，形成了圖2所示的數字化工廠的框架。
北一大隈應用案例的效果與啟示
北一大隈作為一個新型的現代化製造企業，市場競爭促使其採用現代化的管理手段投入生產，通過大規模定製生產的實現，取得了上佳的成效：
‧實現了大規模定製生產；
‧高檔加工中心數控機床交貨期小於4個月；
‧加工中心數控機床產能達到80台/月；
‧實現物流的合理控制，有效控制了成本；
‧人員百餘人，銷售額已超過人民幣4億元；
‧庫存周轉率3個月，僅為同類企業的約1/2。
此外，北一大隈數字化製造和大規模定製生產的成功實施，也摸索出機械製造業現代化製造的新型模式、途徑和方法，促進了機械製造業的進步：
‧改變了傳統機械工業組織生產的觀念和方法，為中國產業結構調整和升級作出示範，其成果和經驗可為機械製造行業的其它企業起到示範和借鑒作用。
‧企業的物流管理是促進精益製造、降低成本的有效途徑，供需鏈的理念不僅適用於上下游企業之間，同樣也貫穿於企業內部——尤其是集團式經營模式，畢竟，要使企業進步，進行物流的合理化管理是不可或缺的一個環節。
‧底層控制單元的管理包括加工單元和裝配單元，在生產中底層是最活躍的，它直接影響計劃的執行。及時採集、反餽、分析來自底層的數據，盡可能實現自動化和智能化是企業實現現代化製造的基礎，這一點不能忽視。 ■
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