工程机械企业信息化需求分析与行业CIMS平台构思

作者：李亚平 韩新民

欢迎访问e展厅 展厅 8 CAD硬件/先进制造技术展厅 图形工作站, 绘图仪/大幅面打印机, 3D控制器/3D鼠标, ... 1 行业发展呼唤着信息化进程 四十多年的发展，我国工程机械制造业走过了从无到有的历程，建立了较为完善的制造体系，制造的产品广泛应用于工程建设的各个领域。特别是“九五”以来，在青藏铁路、西气东输、西部大开发和城市化建设等重大工程的带动下，工程机械需求的增长更为旺盛，行业的生产规模连续增长。到2002年，按销售收入计算，仅次于电工电器、汽车和石化通用机械，已成为国内机械工业中第4大行业。 行业发展中也遇到新的挑战，例如，入世后外资涌入下行业资本结构的调整，产业结构的优化和重组，市场的无序价格竞争与行业产品创新的瓶颈等。无庸讳言，在尚未完成工业化的我国工程机械行业，解决上述问题需要一个过程，需要选择正确的发展战略和实施路线。 美国哈佛商学院迈克尔·波特教授提出在产品成本、歧异性与目标集聚竞争三个方面，使企业成功竞争的战略方法面对不确定的市场变化和日新月异的制造技术，研究认为仅仅靠增强预见性、设定目标、建立自身核心竞争力，远远不能够赢得竞争的胜利。要考虑对环境变化的适应性，寻求竞争对手的弱势和发展机会，应用博弈竞争战略至关重要。 在国家信息化带动工业化方略的指引下，确定行业信息化发展战略。特别针对当前行业产品创新能力弱、配套能力差、售后服务不规范和行业服务亟待加强等，解决行业竞争力的瓶颈问题，审时度势，从企业和行业两个层面，实施CIMS工程，积极推广现代集成制造技术，无疑是推动行业高速、可持续发展的助推器，也必将对我国工程机械行业整体竞争力的提升，产生积极的作用和深远的影响。 下面，根据我们调查分析，提出一些见解，供研讨。 2 行业信息化对技术的需求分析 企业信息化是企业利用信息技术（包括计算机技术、通信技术和自动化技术等）提高企业的技术创新能力和经营管理水平。企业信息化是实现企业CIMS或行业CIMS的底层基础性工作， CIMS作为一体化的企业信息化系统，是企业信息化的高级阶段。从这个角度上讲，研究行业CIMS需求，必须首先分析企业或行业信息化的需求。 ２．１ 工程机械行业对信息化的功能需求分析图 工程机械行业属于制造业，信息化对提高企业的技术水平、管理水平是业内企业所认同的，行业对各种信息化设施都表现一定的需求，问题的关键是：信息化建设应与企业本身发展状态相适应，即信息化会在不同类型的企业中表现出差异性，即使是对同一种信息化产品，不同规模或类型的企业很可能呈现出高端、中端、低端的层次性需求。例如，对于ERP，大企业与小企业对它的需求是不同的。 为了更好地分析工程机械行业对信息化的需求，本文提出了技术/资源、产品全生命周期、企业类型的三维行业信息化功能需求分析框架。目的在于，通过对行业不同类型企业进行分类，能够总结归纳出行业对信息化的功能需求，进而抽象出行业CIMS的体系结构，为深入研究行业CIMS提供必要的基础。行业信息化的功能需求分析图如图1所示。 产品全生命周期轴表征了主机或零部件全生命周期的基本活动: 主要有产品设计、产品制造、物流、销售、服务。这里的服务主要是指面向全行业的大服务，其基本活动是行业的技术服务。 技术/资源轴表示行业对信息化的技术和资源需求。技术需求主要是指行业对CAD、CAE、CAPP、CAM、PDM、CRM、ERP、SCM等软件技术的需求；资源需求主要是指为支持行业CIMS所需的共性设计资源、制造资源、知识资源和其它相关的资源。 企业类型轴主要以行业内不同类型的企业表征，分为中小企业，大企业集团，扩展企业，虚拟企业。从不同类型的企业对信息化功能需求派生出了行业对信息化的功能需求。 ２．２ 各类企业对信息化的功能需求分析 2.2.1中小企业对信息化的功能需求分析 (1) 配套厂对信息化的功能需求分析（图2） 中小型零部件厂（配套厂）主要从事零部件的生产，总体上讲这些企业的技术创新力量薄弱，除部分企业有自己的技术外，多数产品的开发主要以仿制和改型为主，在产品开发领域，它们对信息化的需求主要表现在二维CAD应用；在企业制造资源的管理领域，需要简易的ERP/MRPII；由于它们同时为多个主机厂、其它零部件厂或其它行业的企业配套，因此在一定程度上也需要开展企业客户关系管理建设，对CRM也表现一定的需求。需要强调的是，对这些信息化系统的需求主要集中在中、低端领域，以CAD为例，如果不做产品动态仿真和有限元分析，也就不需要购置相应的模块。 我国工程机械行业零部件企业的潜力大，近年来其出口已超过了主机厂，成为颇具发展潜力的中场产业。虽然我国在整机上由于可靠性差，与国外先进水平差距甚大，但在零部件领域的单项技术开发上，较易于产品创新或达到国际同类水平，加之行业装备和人才的优势，具有一定的国际竞争能力。因此行业走向世界有可能以零部件为突破口，进而带动整机。从这个角度讲，在零部件企业大力开展信息化建设，利用信息技术改造落后的生产技术、制造工艺，对提高工程机械行业的整体竞争力有着相当重要的战略意义。 (2) 中小主机厂对信息化的功能需求分析 中小企业（主机厂）对信息化的功能需求见图3。 中小主机厂大多是后起的民营企业，也有一些转制后的国有企业。这些企业对新产品的开发主要是以仿制为主。因此在产品的设计领域对二维CAD的需求旺盛，三维CAD也会有一定的需求；在制造领域，其加工设备多以通用设备为主，数控机床使用较少，对CAM的需求不大；在企业资源管理上，中小主机厂由于规模小，资源有限，故缺少对高端ERP的需求，但对简单易用的中、低端ERP，或MRPII有一定的需求；在物流领域，中小主机厂会面临若干个零部件厂为之配套，从而对SCM有一定的需求；销售是中小主机企业的重点，一般多采用多元代理商，因此对CRM也产生了需求；为了增强服务能力，扩大产品的销售量，中小主机厂对行业维护平台和行业租赁平台表现出强烈的需求。 ２．２．２ 大企业集团对信息化的功能需求 大企业组装、中小企业配套是工程机械行业占主导的生产模式。大企业集团的信息化水平直接代表着行业的信息化水平。目前，伴随着国外同行抢滩中国的逼人态势和中小企业在低端产品价格争夺的两面夹击，大企业集团出自于对新产品特别是主机的开发，对设计、制造信息化的需求较为旺盛，也对SCM和CRM十分关注。 大企业集团一般都是由一个或多个主机厂，若干个零部件厂组成。主机厂的信息化水平一般都基本到位，有些甚至实施了CIMS。零部件为适应主机厂的需要，信息化建设工作也都具备了一定的基础。当前，大企业集团在技术改造时也开始意识到，主机厂的信息化建设必须和配套厂的信息化建设相配套，主机厂应对配套厂的信息化改造提高相应的要求，或把其信息化建设规划纳入本集团的信息化建设体系，推动其信息化建设的发展。 行业重点骨干企业的技术装备水平得到了大幅度的提高，关键工序初步实现了数字化加工，零部件的加工平均数字化率已达到了10%以上，有的企业达到了20%。 大企业集团的零部件厂对信息化的需求主要表现为，继续加强其基础信息化建设，如对三维CAD，MRPII的建设等。此外，零部件厂还对行业共性技术表现需求，如行业资源库，行业协作平台，行业信息化技术等。大企业集团对信息化的功能需求见图4。 ２．２．３ 扩展企业对信息化的功能需求 供应链管理改变了企业的竞争方式，将企业之间的竞争转变为供应链之间的竞争，尤其是在业务外包思想的指导下，强调核心企业通过供应链和行业上、下游企业之间建立战略伙伴关系，以强—强联合的方式，使每个企业都发挥各自的优势，在价值增值链上达到共赢的效果，这种竞争方式改变了企业的组织结构、管理机制和企业文化，是一种全新的企业模式，称之为扩展企业（Extended Corporation）。由此可见，也可以认为扩展企业是在供应链管理环境下，由多种业务外包形势产生的一种新的企业形式。 （1）行业扩展企业的现状 工程机械行业的扩展企业可以认为是上述组织概念下的单元或系统，它包括采购供应商、制造商和分销商，他们通过紧密合作来实现最大化的利润分配。这些企业不一定构成整个供应链，但他们是供应链中的主要成员。扩展企业的出现使业内企业之间的竞争转化为供应链与供应链之间的竞争，也包括技术的供应链。可以认为，谁拥有最强大的供应体系，谁就有可能是行业中是最有竞争力的企业。 工程机械专业化协作程度较高，行业里已形成了3个层次的专业化协作体系：全国性的、地区性的和企业性的。各个企业都自觉地或不自觉地处在上述生产体系中。各个主机厂和零部件厂都凭借自己的供应网络组织生产，形成了以供应链为载体的扩展性企业，这是目前行业的主要生产组织模式。特别是近些年成长起来的中小主机厂，它们的专业化程度更高，其主机的核心部件或关键部件大多采取外包的形式，而自身主要从事结构件的生产（有些企业也不生产结构件）和整机的组装。 （2）扩展企业对信息化的功能需求 事实上所有的企业都会和其它的组织发生关系，都为其它的企业提供配套或服务，从这个意义上说，业内的所有企业都是扩展企业中的一员。扩展企业作为建立在供应链基础上的企业组织形式，对信息化需求主要表现为两个方面：为适应本企业设计、制造、管理和商务过程的信息化需求；为了便于与相关企业开展正常的业务，适应其它企业对自身的信息化要求而产生的信息化需求。 为建立共同利益基础之下的共同体，扩展型企业的信息化需求还表现为对行业信息化技术服务、行业资源和行业信息化标准的需求。 经过调研，我们发现，企业对产品技术信息服务和行业发展信息服务最为看好，88.33%的企业认为技术服务机构应提供这种服务；66.67%的企业需要产品商务信息服务；58.33%需要信息化技术咨询与实施服务；45.83%的企业需要协同制造服务平台；33.33%的企业需要协同设计开发平台。 ２．２．４ 行业对信息化的功能需求 行业对信息化的功能需求包括企业对信息化的共性需求，以及由于经济外部性原因，部分企业群体对某项信息技术的个性需求无法实现时产生的行业化需求。这种需求有多种表现形式，如支持企业之间协作的行业产品开发协作环境，商务协作环境，面向行业应用的信息化技术服务，资源服务，以及对典型产品基础数据的开发等。解决行业的经济外部性问题既是政府和行业协会工作范畴，也是入世规则下支持国家产业竞争的重要领域，是行业信息化建设的重要着力点。 在工程机械行业调查中我们发现，95%的企业希望网络化制造系统平台应包括制造资源共享数据库，80%的企业希望系统平台应有产品配套技术数据库及商务系统，70%的企业希望平台能发布行业技术发展信息，65%的企业希望平台能提供设计与制造技术工具。 3 行业的CIMS解决方案 根据上述信息化状态和需求分析，从博弈竞争的行业信息化战略出发，我们构建了行业信息化平台体系。 ３．１ 行业ＣＩＭＳ平台体系框架 根据行业对信息化相关技术的功能需求，研究提出了工程机械行业CIMS的体系结构。工程机械行业CIMS的结构主要有4层：应用层、行业协作环境层、行业技术服务层和基础设施层。其中，体现行业CIMS的本质特征在于行业协作环境层，它是行业CIMS的核心，也是行业CIMS的主要内容。 ３．２ 行业ＣＩＭＳ平台体现的重点 （1）强调行业的协作或协同，构建协同设计、制造和行业协作商务平台。 行业的协作或协同表现为产品全生命周期各个领域的协作，如设计、制造、销售和服务等环节的协作。为实现这种协作，可以针对典型产品开发相关的行业设计协作平台和行业制造协作平台，甚至是行业协作商务平台，为集成行业资源提供基础性平台。 （2） 强调行业的技术服务功能，构建3个行业服务平台。行业的技术服务体系由3个分平台组成。即应用服务平台、信息化标准服务平台和资源服务平台。 行业应用服务平台以ASP为载体面向全行业提供应用服务。ASP是通过网络向客户出租应用软件的一种服务形式，即，把软件当作一种服务，“将出售变为出租，卖产品变为卖服务”。它是一种通过网络渠道，以在线方式和租赁形式，向用户提供硬件、软件和信息等应用服务在内的系统解决方案的网络增值服务。行业应用服务平台将着重在工程机械整机维护领域，面向全行业企业提供硬件、软件和信息的系统解决方案。 行业信息化标准服务平台以行业典型产品(如装载机、叉车)为主线，以行业信息化标准为基础，为企业提供信息化标准服务，借以提高全行业整体的信息化应用水平。 行业的资源服务平台是指面向行业新产品开发设计过程所需的一些资源，这些资源是企业所需要，但却无法通过自身的力量拥有的资源。这些资源大多以数据库的形式存在，例如针对典型产品而开发行业零部件库，行业典型产品的变异件库等。 （3）突出行业信息化技术服务体系建设。 所谓信息化技术服务是指在信息技术向企业扩散过程中，服务方以知识、技术、经验、资金和信息等作为创新主体，为有关组织(主要是企业)的信息系统的规划、搭建、运营和维护等信息化建设而提供的咨询、监理、培训、评估和技术支持等工作。 企业实施信息化，像瞎子摸象，有认识的误区；使企业认识高新技术发展的特殊规律，要有一个过程，也会有认识的盲区。为此，从行业层面加强指导，推进示范，提供共性技术指导和服务，也应是行业信息化建设的重要任务。 行业的信息化技术服务平台将最终由行业的信息化服务机构来实现。这些机构带着行业的知识背景，能站在第三方的角度对企业情况进行深入的研究与实践，并能为企业的信息化建设提出合理的系统解决方案。 ３．３ 行业ＣＩＭＳ平台软件模型 行业CIMS是以行业内企业信息化设施和国家公共信息化设施为基础，以行业协作环境、行业资源和行业服务为支持，以优化行业资源的配置、降低成本、提高产品质量和加快产品上市时间为目标，追求行业的整体效益的最大化。 推广行业网络化CIMS系统，其出发点在于围绕产品全生命周期的各个环节，在行业服务和行业资源的支持下，通过企业个体、企业群体之间的有效协作，提高工程机械行业产品的开发、制造能力，加快企业对市场的反映速度，提高工程机械整体竞争水平。 行业CIMS平台是建立在网络和数据库应用基础上的，通过数据访问以及信息集成的应用工具将行业的技术服务资源和共性资源整合。为企业用户提供协同设计、网络化制造等的业务服务。平台自底而上分为基础构架层、信息服务层、业务服务层和用户应用层。 （1） 基础构架层 主要包括网络系统的软硬件设施，是整个平台的基础。为平台的分散化运作和用户的远程访问提供支持。 （2）信息服务层 主要包括分散分布的行业资源、数据交换/信息集成中间件以及数据服务工具。这一层的主要功能是对行业资源进行整合，实现行业资源的分散管理、统一使用。我们认为，原先分散分布于不同区域和企业的资源如果不进行信息的优化、集成是不能够为整个行业平台提供有效、有利的资源服务的。因此，将原先分散的资源通过数据交换/信息集成工具和中间件等应用工具进行有效的集成，向上层提供统一的资源服务。 （3） 业务服务层 包括以三维CAD为核心的协同设计平台、以ERP为核心的制造资源管理平台、以E-Marketplace为核心的协同商务平台以及行业维护服务平台。上述平台运行在一个协同环境中，共同支撑行业CIMS平台的业务服务。 （4） 用户应用层 包括统一应用门户和工作流管理系统两部分。统一应用门户对分散异构的各种不同类型的数据实施单一门户实时访问与管理，是最终用户访问实现的通道。是为用户提供个性化服务的方式，是交互访问相关信息应用构建以及商业流程的软件平台。工作流管理系统为用户提供企业业务流程建模和工作流的管理。是为用户提供自动调用行业资源和服务的引擎。 平台的运行方式为 ：企业用户通过网络登陆后，根据自身业务的需要，在平台中的统一应用门户中选择不同的应用模版。确定模版之后由工作流管理平台中的工作流引擎建立相应的模型，自动执行资源的优化整合、业务构件，为用户提供业务服务。 ３．４ 行业ＣＩＭＳ平台的逻辑结构 行业平台在实现方式上是一个统一的门户，而实际的内涵则是通过对分散的行业资源进行优化整合而形成的，即所谓的分散管理、集中使用。因此，行业平台的逻辑结构自然也是分散的结构。 之所以将行业资源和服务平台建立在企业内部，主要原因是行业组织的松散，而目前行业共性资源和基础资源在企业中都存在重复建设的问题。另外，在一些管理规范、信息化基础良好的企业内，属于行业共性资源的内容较丰富，同时在平台建设的初期，采用这种方式也可以使得承担单位早日见到效益，降低实施风险，起到促进和推动企业参与行业平台建设的目的。 参考文献 1 国家发展计划委员会产业发展司. 中国装备制造业发展研究报告（下册），414~415页 通信地址：北京市海淀区首体南路２号 机械科学研究院 １０００４４(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (12/20/2005)