由于航空企業(yè)生產(chǎn)管理的大部分工作都要落實(shí)到車間，傳統(tǒng)管理理論的弊端和信息技術(shù)黑洞嚴(yán)重阻礙了航空企業(yè)的生存和發(fā)展。傳統(tǒng)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)管理只是黑箱作業(yè),已無法滿足競(jìng)爭(zhēng)需要，而制造執(zhí)行系統(tǒng)（ManufacturingExecutionSystem，MES）恰好能填補(bǔ)這一空白。面向車間層實(shí)施MES有助于航空企業(yè)聯(lián)系實(shí)際，避免信息技術(shù)黑洞，同時(shí)引導(dǎo)企業(yè)綜合利用各種先進(jìn)制造思想和管理技術(shù)，克服傳統(tǒng)管理理論的弊端?；贛ES實(shí)施業(yè)務(wù)流程重組（BusinessProcessReengineering，BPR）為航空企業(yè)指明了一個(gè)思路和方向。

1基于MES實(shí)施BPR的應(yīng)用原理

業(yè)務(wù)流程是企業(yè)為顧客創(chuàng)造價(jià)值的相互銜接的一系列活動(dòng)。隨著市場(chǎng)環(huán)境、企業(yè)規(guī)模和經(jīng)營環(huán)境的不斷變化，航空企業(yè)的業(yè)務(wù)流程體系更加復(fù)雜，業(yè)務(wù)部門間的協(xié)作交互越來越多。為了保持企業(yè)內(nèi)外業(yè)務(wù)流程信息的敏捷通暢，提高企業(yè)供需鏈管理的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。對(duì)企業(yè)業(yè)務(wù)流程、信息流程和組織機(jī)構(gòu)的改革不可避免。

BPR是運(yùn)用信息技術(shù)和人力資源管理手段大幅改善業(yè)務(wù)流程績(jī)效的革命性方法。而信息技術(shù)則是BPR不可分割的一部分。信息技術(shù)對(duì)BPR的支撐作用主要體現(xiàn)在3個(gè)方面：（1）實(shí)現(xiàn)信息流跟蹤物資流；（2）實(shí)現(xiàn)信息流驅(qū)動(dòng)資金流和物資流，以及三流合一；（3）實(shí)現(xiàn)信息系統(tǒng)的工作流替代事務(wù)流。

MES是位于企業(yè)上層的計(jì)劃管理系統(tǒng)與底層的工業(yè)控制之間的面向車間層的。MES能通過信息的傳遞對(duì)從生產(chǎn)命令下發(fā)到產(chǎn)品完成的整個(gè)業(yè)務(wù)流程進(jìn)行優(yōu)化管理。對(duì)狀態(tài)變化的迅速響應(yīng)使MES能夠減少企業(yè)內(nèi)部流程中的非增值環(huán)節(jié)，有效地指導(dǎo)工廠的生產(chǎn)運(yùn)作過程，這一點(diǎn)達(dá)到了BPR的核心要求。

工作流是經(jīng)營過程的一種計(jì)算機(jī)化的表示模型，定義了完成整個(gè)過程所需的各種參數(shù)。這些參數(shù)包括對(duì)過程中每一個(gè)步驟的定義，步驟間的執(zhí)行順序、條件。數(shù)據(jù)流的建立，每一步驟由誰負(fù)責(zé)，以及每個(gè)活動(dòng)所需要的應(yīng)用程序。工作流管理是業(yè)務(wù)和制造執(zhí)行系統(tǒng)之間的一個(gè)技術(shù)結(jié)合點(diǎn)。BPR需要工作流管理技術(shù)滿足業(yè)務(wù)流程自動(dòng)化需求的系統(tǒng)支持。MES具備開放、自組織、自適應(yīng)和重構(gòu)的柔性能力，能夠支持工作流程的定義、控制、執(zhí)行和管理。

運(yùn)用BPR思想對(duì)企業(yè)業(yè)務(wù)過程進(jìn)行分析、重構(gòu)，在MES中對(duì)重構(gòu)的業(yè)務(wù)流程進(jìn)行定義建模，通過MES工作流管理功能指定流程活動(dòng)執(zhí)行角色，分配執(zhí)行流程任務(wù)活動(dòng)的資源，最終實(shí)現(xiàn)企業(yè)業(yè)務(wù)流程的自動(dòng)化執(zhí)行，達(dá)到提高航空水平和增強(qiáng)航空企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的目標(biāo)。

2使MES適應(yīng)BPR的實(shí)現(xiàn)過程

系統(tǒng)的應(yīng)用要經(jīng)過分析業(yè)務(wù)流程、定義工作流模型和實(shí)現(xiàn)模型3個(gè)步驟。下面結(jié)合某大型航空制造企業(yè)復(fù)合材料生產(chǎn)車間MES來說明分析設(shè)計(jì)的主要過程。

2.1系統(tǒng)的業(yè)務(wù)建模和需求分析

業(yè)務(wù)模型和需求分析的目的是對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)估、采集和分析系統(tǒng)的需求，重點(diǎn)是充分考慮系統(tǒng)的實(shí)用性。分析結(jié)果可以用一個(gè)業(yè)務(wù)用例（Businessusecase）框圖表示。用例圖中不包括復(fù)雜的處理過程，只是簡(jiǎn)單地表示出該系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)的功能，給出系統(tǒng)的輪廓。

系統(tǒng)的柔性要從初始階段就開始考慮。首先，需要清楚業(yè)務(wù)過程并將其分解成相對(duì)獨(dú)立的模塊，即實(shí)現(xiàn)模塊的低耦合性。其次，模塊之間的調(diào)用關(guān)系要與具體業(yè)務(wù)相分離。這樣，只需要修改業(yè)務(wù)之間相互調(diào)用的條件而不必修改業(yè)務(wù)處理模塊就可以實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)流程的更改。這種處理方法比重新編寫具體任務(wù)模塊的方法具有更大的柔性。在這一過程中，業(yè)務(wù)活動(dòng)的模塊化是關(guān)鍵。經(jīng)過調(diào)研，整個(gè)系統(tǒng)可以劃分為以下13個(gè)模塊：

（1）系統(tǒng)管理模塊：提供對(duì)系統(tǒng)基本參數(shù)、界面等內(nèi)容的設(shè)置。

（2）權(quán)限管理模塊：提供對(duì)系統(tǒng)訪問權(quán)限的設(shè)計(jì)與控制。

（3）工作流管理模塊：用于設(shè)計(jì)和控制系統(tǒng)中涉及到的所有工作流模型。

（4）部門人員管理模塊：提供對(duì)車間人員組織結(jié)構(gòu)信息的管理與維護(hù)。

（5）文檔管理模塊：提供對(duì)車間所有設(shè)計(jì)、工藝、制造、財(cái)務(wù)等文檔信息的管理。

（6）設(shè)備管理模塊：提供對(duì)車間全部生產(chǎn)設(shè)備信息的狀態(tài)查詢功能。

（7）庫房管理模塊：提供對(duì)車間四大庫房庫存信息的維護(hù)以及出入庫信息的控制和記錄。

（8）生產(chǎn)計(jì)劃模塊：輔助車間計(jì)劃員分解主生產(chǎn)計(jì)劃，編制詳細(xì)的月生產(chǎn)計(jì)劃。

（9）生產(chǎn)排程模塊：輔助車間調(diào)度員分解月生產(chǎn)計(jì)劃，電算編制生產(chǎn)令單。

（10）令單管理模塊：輔助車間工藝員和調(diào)度員控制、維護(hù)編制好的生產(chǎn)令單。

（11）生產(chǎn)跟蹤模塊：對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和看板管理。

（12）模塊：對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行及時(shí)分析和反饋。

（13）內(nèi)部郵件模塊：提供車間內(nèi)部通信功能。

2.2對(duì)每個(gè)業(yè)務(wù)活動(dòng)進(jìn)行工作流模型定義

過程建模是BPR的重要基礎(chǔ)，而工作流模型則是過程模型的一種表現(xiàn)形式用?？紤]到車間的作業(yè)流程就是由一個(gè)個(gè)的業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的，因此系統(tǒng)選擇基于活動(dòng)的方法進(jìn)行建模。

在每一個(gè)工作流模型中，由組織模型提供各個(gè)活動(dòng)節(jié)點(diǎn)的人員信息支持，資源模型提供節(jié)點(diǎn)所需物料和設(shè)備等資源信息支持，而過程模型則描述了車間作業(yè)的各個(gè)流程，它由一個(gè)個(gè)活動(dòng)節(jié)點(diǎn)按照一定的邏輯關(guān)系組成。對(duì)于每個(gè)節(jié)點(diǎn)，一般均包括執(zhí)行者、所需設(shè)備、觸發(fā)應(yīng)用、輸入和輸出等相關(guān)支持內(nèi)容。由此將整個(gè)車間的作業(yè)流程映射為結(jié)構(gòu)模型，如圖1所示，它們共同構(gòu)成了面向用戶的數(shù)據(jù)視圖。

圖1工作流模型架構(gòu)

以生產(chǎn)令單的下發(fā)流程為例，當(dāng)令單由計(jì)劃調(diào)度室下發(fā)到車間班組后，當(dāng)前的活動(dòng)節(jié)點(diǎn)就停留在了班組這一環(huán)節(jié)，在這一節(jié)點(diǎn)上，存儲(chǔ)了令單內(nèi)容、下發(fā)日期、完工日期、責(zé)任班組號(hào)、班組長姓名等信息。當(dāng)班組長在自己工作地的顯示終端上接收到該信息后，可進(jìn)行相關(guān)的簽收操作。完成簽收后。該活動(dòng)節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)置為“已完成”．同時(shí)激活下一個(gè)節(jié)點(diǎn)，并調(diào)出下一個(gè)節(jié)點(diǎn)上存儲(chǔ)的相關(guān)組織和資源信息，根據(jù)這些信息找到下一個(gè)節(jié)點(diǎn)的執(zhí)行者和所要進(jìn)行的操作，直至整個(gè)流程的完成。

2.3工作流管理的具體實(shí)現(xiàn)

對(duì)于工作流管理的具體實(shí)現(xiàn)，考慮采用如圖2的方式。首先，定義一個(gè)數(shù)據(jù)表用來存儲(chǔ)所有工作流模型的信息，該表的每一條記錄對(duì)應(yīng)一個(gè)XML文件，該文件的每個(gè)元素定義了工作流模型的節(jié)點(diǎn)描述、執(zhí)行條件和完成條件等信息。每當(dāng)車間執(zhí)行一個(gè)作業(yè)流程時(shí)，就通過讀取工作流模型信息表和模型定義文件生成一個(gè)工作流的實(shí)例，并相應(yīng)生成一個(gè)描述該實(shí)例的新的XML文件，該實(shí)例文件繼承了模型定義文件中的全部元素信息，并在實(shí)例化的過程中動(dòng)態(tài)填充每個(gè)元素中的相關(guān)數(shù)據(jù)，工作流實(shí)例同樣以單條記錄的方式存儲(chǔ)在一個(gè)工作流實(shí)例信息表中。這樣，當(dāng)生成了工作流實(shí)例文件之后。它的每個(gè)元素就對(duì)應(yīng)于車間作業(yè)流程中的每個(gè)具體活動(dòng)節(jié)點(diǎn)，而每一個(gè)活動(dòng)節(jié)點(diǎn)的內(nèi)容和操作又通過信息系統(tǒng)的各個(gè)不同對(duì)象來體現(xiàn)。所有這些對(duì)象組合起來，就構(gòu)成了反映車間作業(yè)的信息系統(tǒng)工作流。

圖2工作流的定義和存儲(chǔ)模型

3應(yīng)用實(shí)例

3.1適應(yīng)BPR的MES應(yīng)用實(shí)例

某大型航空制造企業(yè)根據(jù)市場(chǎng)需求和企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營現(xiàn)狀，決定對(duì)其復(fù)合材料構(gòu)件生產(chǎn)車間進(jìn)行業(yè)務(wù)流程重組，采用各種先進(jìn)管理技術(shù)，結(jié)合MES的實(shí)施，打通信息流，建立我國第一條復(fù)合材料構(gòu)件數(shù)字化生產(chǎn)線。

通過調(diào)研分析，發(fā)現(xiàn)公司業(yè)務(wù)流程的執(zhí)行仍以手工方式為主，車間作業(yè)系統(tǒng)柔性不夠，產(chǎn)品數(shù)據(jù)源不統(tǒng)一。存在大量信息“孤島”等問題。基于此分析結(jié)果，項(xiàng)目組重新規(guī)劃并設(shè)計(jì)了車間的整個(gè)業(yè)務(wù)流程體系和組織架構(gòu)，提出了適應(yīng)BPR的MES的物理實(shí)現(xiàn)環(huán)境，如圖3所示。

3.2數(shù)字化業(yè)務(wù)流程應(yīng)用實(shí)例

在引入BPR的過程中，項(xiàng)目組將現(xiàn)有作業(yè)流程的實(shí)際情況和MES的實(shí)施相結(jié)合，采用“ESIA法”，即清除（Eliminate）、簡(jiǎn)化（Simply）、整合（Integrate）和自動(dòng)化（Automate），在如下方面實(shí)現(xiàn)了流程優(yōu)化：（1）電算分解主計(jì)劃、編制計(jì)劃，簡(jiǎn)化了以往繁瑣的步驟，提高了計(jì)劃編制的效率和質(zhì)量；（2）電子會(huì)簽取消了資料室的曬藍(lán)，大大縮短了生產(chǎn)準(zhǔn)備周期；（3）與企業(yè)級(jí)CAPP和企業(yè)級(jí)ERP接口的建立，保證了數(shù)據(jù)源的單一，減少了冗余，提高了統(tǒng)計(jì)的工作效率；（4）通過對(duì)設(shè)備、物料信息的能力匹配。實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)動(dòng)態(tài)管理；（5）通過對(duì)條碼跟蹤數(shù)據(jù)的控制和維護(hù)，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的看板管理。

圖4所示為車間重組后的業(yè)務(wù)流程。與重組前的流程執(zhí)行狀況進(jìn)行對(duì)照，重組后的生產(chǎn)準(zhǔn)備周期縮短了15個(gè)工作日，效率提高了50％左右，數(shù)據(jù)輸入時(shí)間減少了75％以上，紙面工作和設(shè)計(jì)藍(lán)圖所帶來的損失減少了56％，實(shí)現(xiàn)了流程重組目標(biāo)。

圖4航空制造企業(yè)復(fù)合材料生產(chǎn)車間重組后的業(yè)務(wù)流程

4結(jié)束語

生產(chǎn)制造管理的落后，是航空企業(yè)現(xiàn)階段迫切需要解決的問題。項(xiàng)目組根據(jù)航空生產(chǎn)管理的實(shí)際情況，對(duì)現(xiàn)有的企業(yè)業(yè)務(wù)流程進(jìn)行了設(shè)計(jì)和重組，建立了具有先進(jìn)管理理念、結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際的航空MES系統(tǒng)。系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)施縮短了企業(yè)的制造周期，降低了生產(chǎn)成本，對(duì)提高企業(yè)的制造質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)作業(yè)的優(yōu)化調(diào)度和制造資源的合理配置具有重要意義。（萬方數(shù)據(jù)）