企业技术和管理创新与企业信息化

1企业技术和管理创新与企业信息化大连理工大学刘晓冰企业管理博士生导师机械工程博士生导师[e-mail]2004年4月2汇报内容第一篇现代市场的技术特征第二篇振兴企业的要素与企业信息化第三篇产品结构合理化（CAD）第四篇管理的集成化（ERP）第五篇网络化制造与大规模定制（E-M）第六篇制造执行系统（MES）3上市时间对商业利润的重要性假设：5年的产品寿命;20%的市场增长率;每年2%的价格降低.利润减少4%22%33%原因开发成本增加50%制造成本增加10%产品上市延迟6个月4市场竞争的主要特点之一产品寿命周期越来越短（销售一代、生产一代、研究一代、构思一代）？051015202530化妆品玩具机床食品药品行业时间/年50年前现在5多品种小批量生产比例增大六、七十年代八、九十年代•大批量生产模式•定制式生产模式6制造业的市场需求市场需要可归纳为：（Product）（Time）（Quality）（Cost）（Service）（Environment)7汇报内容第一篇现代市场的技术特征第二篇振兴企业的要素与企业信息化第三篇产品结构合理化（CAD）第四篇管理的集成化（ERP）第五篇网络化制造与大规模定制（E-M）第六篇制造执行系统（MES）8三个公式反映不同时期企业的经营哲学第一个公式:计划经济成本＋利润＝价格第二个公式:市场经济价格一成本＝利润第三个公式:现代市场经济价格-利润＝成本在成本既定的前提下，产品价格取决于厂家预期的利润。二十年前，差不多全世界所有企业都围绕这个公式组织经营。顾客决定一种产品值多少钱，应该达到什么质量标准。企业利润多寡，取决于在符合顾客的价格、质量期望的前提下，企业降低成本的能力。（思想、技术、产品、通吃）9Price：好的产品高价格、低成本的产品、产品新、技术档次高、竞争对手少、批量大、基本成本小Profit:企业的目标是创造价值企业的经营目标、发展战略、资金增殖目标Cost：高的资金的转转率消耗成本、材料成本、人工成本、设备成本、管理成本（库存、采购、销售等）选择市场对路的产品和控制生产成本价格---利润＝成本（确定产品的定位和开发战略）产品形成过程在成本上的重要性开发设计生产准备与加工原材料与外购件的采购管理和销售010203040506070开发设计生产准备与加工原材料与外购件的采购管理和销售对成本的影响所需的工时成本11企业战略的转变竞争核心产品发展战略技术重点过程重点组织重点利润市场份额有竞争优势的产品的市场规模产品上市时间产品创新较低的成本提高生产能力数据共享知识管理串行的设计过程并行工程企业间合作面向部门面向过程虚拟企业198019902000Source:GartnerGroup12制造系统的新模式先进管理技术大批量定制ERP/SCM/CRM先进产品开发设计技术先进加工技术等虚拟设计与虚拟制造制造业信息化技术现状和发展趋势产品全生命管理PLM新型装备精密加工机器人技术计算机集成制造/现代集成制造13制造业信息化技术主要发展方向设计数字化制造装备数字化生产过程控制智能化管理数字化企业数字化14网络化企业协作网络信息资源生产调度质量控制成本控制成套检查物料组织企业办公系统财务管理销售管理供应管理生产计划管理结构分析优化材料结构优化产品仿真设计企业经营管理和生产控制企业产品设计制造过程定制配置设计企业产品开发和生产管理过程总体结构图工艺与生产准备外观设计生产装备的自动化CADERPMESE-MANUFACTURING15企业信息化四层体系结构合作关系支持与管理产品设计与经营管理制造执行现场控制E-ManufacturingC4P/ERPMESControl/MDC网络化制造对企业信息化体系结构的影响16汇报内容第一篇现代市场的技术特征第二篇振兴企业的要素与企业信息化第三篇产品结构合理化（CAD）第四篇管理的集成化（ERP）第五篇网络化制造与大规模定制（E-M）第六篇制造执行系统（MES）17数字BOEING技术趋势虚拟设计制造全生命周期设计制造PLM并行工程CE全球化的协作平台EXSTAR美国B777的应用效果开发周期：9年－4.5年成本降低：25％100％整机数字化设计世界垄断与霸主地位现代集成制造系统技术的发展现状与趋势数字化飞机18大型发电设备数字化创新设计技术的研究来源：哈尔滨电机厂19CAECAPABILITYVehicleStructureSafetyEnergyVehicleDynamicsNoise&VibrationDurabilityAerodynamicsThermal开发与设计过程中存在的主要问题CAD系统缺乏设计方法学的支持没有标准的产品模型，不能充分利用已有的零部件资源对数据和文档缺乏规范的编码，特别是缺乏有效的分类系统缺乏规范的数据管理和过程管理系统设计合理化的过程规范编码体系ABC分析零件特征分类零件名称分析几何形状分析参数分析事物特性表主文档主结构1.建立标准的编码体系1.识别码识别码/物号OPITZ用于数据处理的顺序编号(例如：47110815)；对于所有对象和过程的唯一标识。2.分类码几何形状分类（DINFB14）标准号（国家标准、企业标准）事物特性码(如：DIN4000.2_1_1六角螺钉)视图编码（DINFB14）2.零部件的经济特性分析规范每一个产品和装置都是由A、B、C三类零件组成A类件：专用件B类件：企业标准件C类件：标准件和外购件10080604020204060801000ABC数量百分比成本百分比•了解零件的分布情况•A—B,B—C•降低产品成本目标效益3.零件几何特性分类规范系统地进行零件管理用层次结构来表达分类零件缩短查找零件文档的时间增加重复件的使用目标效益基于SML技术的零件管理(DIN4000和DIN4001)固定腭板活动腭板及动腭固定点固定点标准件部件机架资源属性层族对象类层组对象类层对象类层130104零件0010汽缸总成颚式破碎机机架01锤式破碎机机架反击式破碎机机架0203类一类二类三010203...............轴0102齿轮...偏心轴01阶梯轴两端带锥度0102...02...两端不带锥度产品15......4.零件命名规范建立统一的、无冗余零件名称的数据字典按照几何形状命名而不按功能命名支持PDM系统的有效应用5.零件结构定义规范用尽量少的零件组成部件和产品成本优化检索功能相似的替代零件减少零件种类建立变型设计系统目标效益替代方案6.设计变量定义规范减少零件参数减少工具夹具种类通过增大批量降低成本得到经过价值分析的零件目标效益建立变型设计系统D5D6D3D2L4L2L1D4D1L3D77.零件系列化规范建立能进行尺寸变型的积木块系统确定尺寸变型支持有效的检索系统支持有效的变型设计系统目标效益ID-Nr.ABCDAA=DAC/2.6DAB=A-65.5DAC=C-15DAD=C+(B-C)/2000100020003100.0101.565.5100.065.3125.0105.865.185.0DADBDACCDABDAAA8.配置过程规范基于系列化数据库的CAD设计配置系统借助于事物特性表（SML）技术，进行交互式部件建模主文档结构构成309.建立系列化产品主结构体系TGGGGGTGTTATTGGGTTTGGGGGTARRRAG:部件T:零件R:规则A:可选(optional)31开发过程管理规范产品生命周期产品规划产品开发产品交付标准产品配置A销售产品更改标准产品配置B销售产品更改...定制产品A1设计/制造.定制产品B1设计/制造.来源：JosefSchoettner重要工作查找通知检查归档分类设计计算绘图建立零件表修改数据和数据产生过程规范图纸管理文档管理零件分类产品结构管理BOM生成2D/3D-CADFEMDTP文档保存基于PDM的系统解决方案零件管理33PDM的不同应用层次部门（项目组）级PDM企业级PDM虚拟企业级PDM34部门级PDM计划数据ERP工程数据CADDMUFEM部门级PDM（CAD项目组数据管理）NC35企业级PDM提供了企业内部协同工作的环境部门级PDMA(如ENOVIAVPM)部门级PDMB(如Pro/INTRALINK)部门级PDMD(如UG/Manager)企业级PDMFEMCAOERPCAQDMUCAPCAMCADCCADACADBCADD36“PDMAX!“进行的PDM效益调查销售开发与设计采购服务生产制订生产计划缩短时间降低成本提高质量10-30%10-20%5-15%10-15%20-40%顾客响应时间-50%处理需求改变时间-70%结构设计和干涉检查时间-95%定制周期-90%生产周期-30%服务响应时间-50%故障恢复时间-90%信息有效性增加100%顾客满意度90%设计错误-20%工程更改-40%订单错误率-100%废品率和返修率-20%备件错误发送-100%产品维护停工期-50%Source:McKinsey&Company/ITM–Ruhr-UniversityBochum,Germany37IT系统信息管理PDM产品开发合同产品设计产品维护PCAPCB电子工作平台产品数据高度的动态性ERP采购生产计划生产控制BOMABOMB电子组织和管理系统产品数据仅用作读访问PDM与ERP的分工与集成38CADMRPII/ERP39MRPII/ERPCAD40汇报内容第一篇现代市场的技术特征第二篇振兴企业的要素与企业信息化第三篇产品结构合理化（CAD）第四篇管理的集成化（ERP）第五篇网络化制造与大规模定制（E-M）第六篇制造执行系统（MES）4170年80年90年2000年代客户本企业供应商MRP主机MRPII3gl小型计算机ERP4gl客户服务器SCMo/o网络计算机CeBIT199843阶段企业经营方面问题提出管理软件发展阶段理论基础（I）60年代追求降低成本手工订货发货生产缺货频繁如何确定订货时间和订货数量时段式MRP系统库存管理理论、主生产计划、BOM与物料需求计划、期量标准（II）70年代计划偏离实际人工完成车间作业计划如何保证计划得到有效实施和及时调整闭环式MRP系统能力需求计划车间作业管理计划、实施、反馈与控制的循环（III）80年代追求竞争优势各子系统缺乏联系，矛盾重重如何实现企业管理系统的一体化MRPII系统系统集成技术物流管理决策与仿真（IV）90年代追求创新要求适应市场环境的迅速变化如何在社会范围内利用一切可利用的资源ERP系统供应链管理混合型生产管理事前控制现代企业资源计划ERPERP发展历程44问题ERPMRPMRPIIERP软件ERP成功ERP实施方法45解析企业资源规划(ERP)ERP──EnterpriseResourcePlanning企业资源计划系统，是指建立在信息技术基础上，以系统化的管理思想，为企业决策层及员工提供决策运行手段的管理平台。ERP系统集中信息技术与先进的管理思想于一身，成为现代企业的运行模式，反映时代对企业合理调配资源，最大化地创造社会财富的要求，成为企业在信息时代生存、发展的基石46MRP是ERP的核心功能任何制造业的经营生产活动都是围绕其产品开展的，制造业的信息系统也不例外，MRP就是从产品的结构或物料清单（对食品、医药、化工行业则为“配方”）出发，实现了物料信息的集成—个上小下宽的锥状产品结构：其顶层是出厂产品，是属于企业市场销售部门的业务;底层是采购的原材料或配套件，是企业物资供应部门的业务;介乎其间的是制造件，是生产部门的业务。47MRPⅡ是ERP的重要组成MRPⅡ同MRP的主要区别就是它运用了生产能力平衡和管理会计的概念，以能力和用货币形式说明了执行企业“生产计划和物料计划”带来的效益，实现物料信息同生产能力与资金信息集成。48目前，我国制造业企业在引入ERP系统的过程中，实施过程规范是个极其关键也是最容易被忽视的环节。因为，实施的成败最终