本文是一篇生產管理論文，本文從HG公司車間數(shù)字化管理的需求出發(fā)，詳細介紹了公司車間數(shù)字化管理現(xiàn)狀及問題，圍繞業(yè)務需求，提出了車間數(shù)字化管理優(yōu)化方案，從建立需求用例模塊到設置系統(tǒng)具體功能用例，再到設備智能化改造設計，詳細介紹了優(yōu)化方案的整個過程，并從制度、人力、管理、經費等四個方面提出保障措施，最終為HG公司提供了一個全面的車間數(shù)字化管理優(yōu)化解決方案。
1緒論
1.1研究背景及意義
1.1.1研究背景
制造業(yè)在中國國民經濟中有著舉足輕重的地位，其可以充分反應中國民眾的物質和精神文明程度。但是現(xiàn)代制造業(yè)仍然存在諸多的限制，尋求適合新經濟體的高效生產模式是當前制造業(yè)的首要目標。隨著制造業(yè)市場需求的不斷細化，制造業(yè)的生產模式已由大規(guī)模剛性的生產模式向多品種小批量的生產模式逐漸轉變。然而，面對多品種、小批量的生產，企業(yè)的定貨需求會隨著產品的變化而變化，制定的生產計劃取決于市場情況和企業(yè)的實際生產執(zhí)行情況，而非單純依靠物料和存貨來進行生產的控制，企業(yè)的經營模式已經不能適應當今的激烈變化。在常規(guī)生產車間的建造中，大多采取了以經驗為基礎的生產經營方式，對企業(yè)的合理化經營管理需更多的人力、財力、物力。如何提升產品的質量，減少制造費用，為顧客提供高質量的服務，提升企業(yè)的競爭力，是當前各生產制造的中小企業(yè)都要面對的問題。
信息技術正在企業(yè)發(fā)展中發(fā)揮著其重要的作用。當前世界正在圍繞數(shù)字化、智能化這一主題發(fā)生重構，特別全球新冠疫情“黑天鵝”對推動制造業(yè)“數(shù)字化轉型”起到了巨大的推動作用，德國工業(yè)4.0、美國工業(yè)互聯(lián)網、中國制造2025、貴州省新型工業(yè)化等戰(zhàn)略提出，我們正處在時代之變、行業(yè)之變和競爭之變的挑戰(zhàn)中，身處數(shù)字化時代洪流中的企業(yè)必須與時俱進，與時代同頻共振才能避免被時代的遺棄。因此，數(shù)字化轉型是企業(yè)順應時代的必然要求。面對數(shù)字時代的變革，公司就像是一條逆流而上的船，不進則退。外在條件：若不進行數(shù)字轉換，將會被用戶拋棄，被競爭對手超越，被市場邊緣化，直至破產。內部要素：數(shù)字化經濟的轉變能夠把握新的商機，探索新的經營方式，從而為企業(yè)在未來的商業(yè)中建立起強大的競爭優(yōu)勢。所以，在企業(yè)打造競爭力的過程中，必須進行數(shù)字化轉換。中國制造“2025”提出，要把工業(yè)生產與信息化相融合，加強工業(yè)的生產能力、提高生產技術、提高產品品質、推動智能化和綠色化制造。隨著“中國制造2025”戰(zhàn)略的推進，未來的5到10年是制造企業(yè)實現(xiàn)智能化改造的關鍵時期，而生產車間數(shù)字化已經成為小型制造企業(yè)實踐這一戰(zhàn)略的主要方式。
1.2文獻綜述
1.2.1國內研究現(xiàn)狀
相對于國外先進的工廠數(shù)字化建設，國內起步較晚，但發(fā)展較為迅速。2015年中國出臺“中國制造2025”報告，為期10年，正式拉開向制造強國前進的序幕。報告指出兩化（工業(yè)化和信息化）一體化是工廠數(shù)字化建設的目標，也是加速我們智能化生產的基礎，制造業(yè)依靠網絡信息技術實現(xiàn)生產的數(shù)字化，從本質上改變了產品制造的方式，實現(xiàn)了質的飛躍，大大提高了生產效率和品質[1]。
根據(jù)“中國制造2025”戰(zhàn)略，國家十分注重培育和研發(fā)智能化制造技術，并在《智能制造科技發(fā)展“十二五”專項規(guī)劃》中確立了《智能制造裝備產業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》，主要開展智能化數(shù)字化裝備發(fā)展規(guī)劃研究和其他重要的研究課題。在西門子的數(shù)字化思想下，國內專家對全國智能化生產的試點進行了深入的調查，并實現(xiàn)了4.0時代的全壽命周期的智能化生產線[2]。目前，我國部分先進制造生產企業(yè)對基于數(shù)據(jù)挖掘技術的虛擬生產車間進行了大量的理論和實踐，并在實踐中得到了良好的應用[3]。在電子制造、發(fā)動機、焊接、汽車制造、廠房布局、航空航天制造、石油化工，數(shù)字化裝配、信息管理等多個方面，數(shù)字化智能化工廠技術進行了大量的研究和實踐[4]。
近幾年，國內企業(yè)逐漸引進MES系統(tǒng)來管理車間數(shù)字化操作，MES主要針對生產車間的執(zhí)行層，可有高效率管理生產車間。中國企業(yè)在信息化構建過程中往往只注重某一個模塊，如引進ERP(Enterprise Resource Planning)系統(tǒng)。ERP系統(tǒng)比較側重于生產資料供應鏈的管理，通過生產資料的管理分析來制定生產計劃，而不涉及具體的生產流程。MES系統(tǒng)避免了ERP等系統(tǒng)僅僅注重某一模塊的缺點，是提高我國制造業(yè)自動化水平的新選擇[5]。在我國的先進制造企業(yè)中，運用ERP、PDM、MES、ANSYS等軟件，在產品設計、流程管理、生產計劃管理、財務報表統(tǒng)計等方面都得到了廣泛的應用，但在數(shù)字化智能化控制、生產制造與國際先進水平仍有較大差距。目前我國很多企業(yè)都積極實現(xiàn)工廠的智能化和數(shù)字化建設，比較突出的代表是中國一汽、海爾、中國航空、寶鋼、聯(lián)想、華為等[6-13]。為了提高我國企業(yè)的制造水平，必須充分將信息技術應用到企業(yè)生產中，生產車間數(shù)字化就是為了解決一些小微制造企業(yè)的智能化生產改造問題的。
2相關理論基礎
2.1生產車間數(shù)字化管理概述
2.1.1數(shù)字化管理和信息化管理的含義
1.數(shù)字化管理是指利用計算機、通信、網絡等技術，通過統(tǒng)計技術量化管理對象與管理行為，實現(xiàn)研發(fā)、計劃、組織、生產、協(xié)調、銷售、服務、創(chuàng)新等職能的管理活動和方法。
2.信息化管理是企業(yè)為了達到其經營目標、以適量投入獲取最佳效益、借助一些重要的工具和手段而有效利用企業(yè)人力、物力和財力等資源的過程。
3.數(shù)字化管理與信息化管理的區(qū)別：
（1）實施效果不同
信息化是指通過計算機建立信息收集系統(tǒng)，將傳統(tǒng)業(yè)務中的流程和數(shù)據(jù)通過信息系統(tǒng)來處理，然后結合信息處理結果，通過將計算機技術應用于個別資源或流程，來達到提升內部效率的效果。
數(shù)字化是指基于企業(yè)信息化建設中，所使用的技術支持和能力，讓內外所有資源、全業(yè)務流程都與技術產生真正的交互，并對內外數(shù)據(jù)的交互做分析和處理，進而改變傳統(tǒng)的商業(yè)運作模式。
（2）應用層面不同
信息化主要在企業(yè)單個部門的應用，包括生產管理、銷售管理、客戶關系管理、企業(yè)資源管理、人力資源管理等，數(shù)據(jù)信息都分散在不同的系統(tǒng)里，沒有連通。比如ERP（企業(yè)資源計劃系統(tǒng)）能幫助企業(yè)進行管理，但ERP沒有改變企業(yè)模式、原有流程，只能加快企業(yè)內部信息流通和效率。
數(shù)字化是信息化的升級版，信息化是實現(xiàn)數(shù)字化的基礎。數(shù)字化是在企業(yè)全部工作流程開展數(shù)字化的連通，破除部門墻、數(shù)據(jù)信息墻，完成跨部門的系統(tǒng)互通、數(shù)據(jù)信息互聯(lián)，全程連通數(shù)據(jù)融合并為業(yè)務賦能，包括企業(yè)管理、業(yè)務模式、研發(fā)模式、服務模式和決策模式，不僅改變企業(yè)作業(yè)的方法、生產流程，而且改變了企業(yè)的經營模式。
2.2實現(xiàn)生產車間數(shù)字化的關鍵技術
2.2.1數(shù)字化管理技術
現(xiàn)代生產車間的數(shù)字化管理技術主突出的特點就是網絡化，通過終端設備和通信手段可方便的管理現(xiàn)實中企業(yè)生產過程。數(shù)字化管理技術雇傭先進的信息化手段來對生產車間的管理模塊和規(guī)則進行建模，通過模型分析量化為管理準則。數(shù)字化管理技術可以綜合管理產品設計、制造工藝、調度、生產協(xié)同、倉庫管理、物流路徑和售后服務等業(yè)務流程。生產車間的數(shù)字化管理技術本質上是數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)分析的問題，不僅需要及時大量的采集生產過程中有效數(shù)據(jù)，還需要按照某一管理目標從數(shù)據(jù)庫中提取典型數(shù)據(jù)，并分析輸出結果或指令。
現(xiàn)代生產車間的數(shù)字化管理分為兩個步驟，首先對生產資源、信息資源和管理指令等模塊單元利用信息技術按照某一規(guī)則進行數(shù)字化操作，其次把管理問題分解為獨立的模塊單位，數(shù)字化的模塊單位很容易被量化，從而實現(xiàn)了管理問題的可計算性。數(shù)字化管理按照企業(yè)生產車間不同而有所差異，圖2-1是生產車間數(shù)字化管理模塊的示意圖，大體把生產車間的數(shù)字化管理分為生產計劃管理模塊、生產準備管理模塊和生產調度管理模塊，每個管理模塊又細化為多個獨立的子模塊，每個子模塊都可以數(shù)字化和量化。這樣細致化的管理可以提高生產效率，減少生產過程中出現(xiàn)故障的概率。從圖2-1也可以看出，數(shù)字化手段（計算機、數(shù)據(jù)庫、通訊、信息和網絡手段等）在數(shù)字化管理中起到無可替代的作用，如CAD(Computer Aided Design計算機輔助設計)、CAM(computer AidedManufacturing計算機輔助制造)、CAPP(Computer Aided Process Planning計算機輔助工藝設計)和PDM（Product Data Management產品數(shù)據(jù)管理）等，通過這些手段將數(shù)字化生產過程轉化為數(shù)字化管理。 3 HG公司生產車間數(shù)字化管理現(xiàn)狀及問題分析..................21
3.1 HG公司概況............................21
3.2生產車間數(shù)字化管理現(xiàn)狀....................22
4 HG公司生產車間數(shù)字化管理系統(tǒng)改善方案設計.........................34
4.1方案設計的目標、原則和思路...................................34
4.1.1設計目標......................................34
4.1.2設計原則....................35
5 HG公司數(shù)字化管理系統(tǒng)方案實施和效果評價.....................51
5.1實施策略........................................51
5.2實施進度計劃...................................51
5 HG公司數(shù)字化管理系統(tǒng)方案實施和效果評價
5.1實施策略數(shù)字化管理是一個復雜的系統(tǒng)工程，可以從以下幾方面實施策略：
1.統(tǒng)籌規(guī)劃，服務戰(zhàn)略。公司以降低成本、提高質量、提升效率、打造企業(yè)競爭力為基本宗旨。數(shù)字化管理的建設也應遵循該理念，始終應服務于公司的整體戰(zhàn)略的大局中。數(shù)字化管理建設是指運用新技術、自動化、數(shù)字化、網絡化等多種技術手段。同時，也要考慮到生產計劃、生產過程、物料分配、精益生產等諸多要素，這些都影響生產各層次，必須有系統(tǒng)概念和系統(tǒng)思維。企業(yè)要按照自身實際情況和企業(yè)發(fā)展策略進行智能化的開發(fā)。
2.聚焦問題，分步推進。以減少成本、提高質量、快速響應市場為目標，針對制造中的困難，從實際問題著手，建立一個對癥下藥的數(shù)字化生產管理系統(tǒng)，最大化發(fā)揮生產效率、提升管理水平。聚焦問題就是抓住主要問題，比如質量不穩(wěn)定、效率低等問題，并對癥下藥的制定整改措施。分步實施及時將方案分為不同的實施階段，不同階段都會產生不同的問題，這些問題包括產品特性、生產特點、資金保障等多種因素。
3.以人為本，加強管理。數(shù)字化管理建設中，堅持以人為本理念是基礎，才能更好的發(fā)揮人的價值。另外，要充分認識到數(shù)字化管理系統(tǒng)建設的主體與應用目標的不同，主要管理系統(tǒng)的用戶是那些文化程度低、較年長的生產工人。因此，建設過程需充分考慮適用性、實用性，如易操作性、安全、環(huán)保，堅持以精益生產為指導思想、用戶為中心；在優(yōu)化流程的基礎上，采取自動化、數(shù)字化，網絡化、智能化為手段，降低成本的目標，提高質量水平、工作效率；以優(yōu)化管理為切入點，通過數(shù)字化生產建設，實現(xiàn)智能化、高效率生產模式，為企業(yè)智能化數(shù)字化轉型升級之路奠定堅實基礎。 6研究結論與展望
6.1研究結論
隨著軍民融合進程的不斷推進，在行業(yè)的激烈競爭中，傳統(tǒng)車間管理模式無法適應當前HG公司的發(fā)展需求，實行生產車間數(shù)字化管理優(yōu)化項目建設目前企業(yè)面臨的唯一出路。本文從HG公司車間數(shù)字化管理的需求出發(fā)，詳細介紹了公司車間數(shù)字化管理現(xiàn)狀及問題，圍繞業(yè)務需求，提出了車間數(shù)字化管理優(yōu)化方案，從建立需求用例模塊到設置系統(tǒng)具體功能用例，再到設備智能化改造設計，詳細介紹了優(yōu)化方案的整個過程，并從制度、人力、管理、經費等四個方面提出保障措施，最終為HG公司提供了一個全面的車間數(shù)字化管理優(yōu)化解決方案。結合本文內容總結出以下幾點內容，力求為行業(yè)乃至整個制造加工業(yè)車間信息化管理提供一種新方向：
（1）針對當前盤環(huán)制造車間的特點，對生產管理流程進行了全面剖析，從產品的生產工藝特點和已有管理系統(tǒng)存在的問題出發(fā)，全面分析了盤環(huán)制造車間的生產流程、生產特點、數(shù)字化管理、供應鏈狀態(tài)，結合HG公司未來發(fā)展戰(zhàn)略，提出了生產管理流程的設計方案，以及數(shù)字化管理系統(tǒng)的實際需求。
（2）從方案規(guī)劃架構、關鍵技術、硬件選型、保障機制等方面，設計符合盤環(huán)制造車間需求的基于MES系統(tǒng)集成的數(shù)字化管理系統(tǒng)方案，提出車間數(shù)字化管理系統(tǒng)方案并開展了實施評價。
（3）通過從數(shù)據(jù)集成、生產管理、供應鏈管理等方面現(xiàn)狀與問題分析，找出對HG公司生產運營方面問題；同時，結合HG公司已有的各類生產管理系統(tǒng)的基礎上，對盤環(huán)車間數(shù)字化管理系統(tǒng)方案進行了總體系統(tǒng)設計，并將該車間基于MES、ERP系統(tǒng)集成為數(shù)字化管理系統(tǒng)、精益生產管理系統(tǒng)、供應鏈管理系統(tǒng)進行了統(tǒng)一的功能規(guī)劃。
參考文獻（略）