综述：航空制造企业精益制造与制造执行系统

引 言

　　在市场竞争日益激烈的今天，各企业为了自身的发展，正大力的走向管理、向技术要效益、要速度、要质量的发展之路。在企业进行的各种管理思想和技术应用的实践中，以精益制造思想的引进并在企业中大规模的实施及信息技术在企业中的广泛应用最为典型。各企业纷纷提出了建设精益企业和数字化企业的目标。

　　目前在我们企业的精益制造推行中，我们比较着重的是生产现场的改善及相关的流程再造，谈到精益制造我们马上联想到车间并需要到生产现场感受精益制造的成果，因此可以说精益制造对于车间来说是有形的，对于技术及管理科室是无形的。

　　与精益制造不同，在企业信息化的推行中，我们比较着重的是技术及管理科室信息技术的应用，如OA、PDM、ERP等，而考虑生产现场的比较少，谈到信息化我们需要到技术科室去感受信息化的成果，因此在这里信息化对车间是无形的，对于技术及管理科室是有形的。

　　但无论是精益企业的目标，还是数字企业的目标，面对的都是企业全面管理水平的提升需求，在改进的内容上两者是一致的，这就决定了两者间必然存在相互作用、相互促进的依存关系。在我们企业投入大量的资源用于息化建设时，我们就必须要思考这样的问题：在企业内我们按什么样的内在规律建设信息化，使信息化的效果落在实处，同时在信息化建设中如何贯彻精益制造的思想，使建立的信息化系统是“消除浪费、创造价值”的增值系统。

　　1 航空制造企业信息化的重点——生产现场

　　在航空制造企业中，我们推行信息化已经有了二十多年的历史。我们早期的信息化主要体现在辅助技术方面的应用，使用了大量的CAX(o～D、CAM、CMM等)软件，主要用于帮助各类工程师在技术手段上的突破，实现的各类成果主要体现在数字化上。进入上世纪九十年代及二十一世纪，随大量ERP、PDM等软件的广泛使用，信息化已进入企业管理领域，大量渗透到企业的各类管理中，例如财务、人力资源、计划、资源及工艺、工装数据等的管理方面。

　　综观航空制造企业的信息化发展，我们在信息化作为技术手段辅助各类技术活动中取得了丰硕的成果，建立了以数字量传递为主的产品设计、制造技术体系，实现了以甩图板为代表的设计技术及以数控加工、数控检测技术为代表的大规模数字化应用，为航空制造企业提高生产效率、节约成本和改进产品质量发挥了重要作用。

　　随技术信息化手段的广泛普及，这些年航空制造企业在信息化上的投入主要体现在信息化支撑企业管理的改进上。各企业花巨资引进了ERP、PDM等信息系统并在企业内实施应用，但总体上这些信息系统在企业内的使用没有达到对这些系统的预期，有的甚至是无疾而终，不了了之，最后受损失的是企业对信息化的信心和企业提升管理能力的机会。

　　我们看到管理信息化在企业内是对权利和利益的重新划分，需要对企业进行信息化环境下的业务流程再造，冲击的是各类人员的利益和传统的工作模式及工作习惯。这样的信息系统在企业内实施应用必然会受到来自不同业务不同层次人员的阻力甚至是阻挠，从而使这类信息系统的实施和应用困难重重。但从另一方面。我们分析航空制造企业的现状和生产管理特点，可以归纳出以下一些主要特点：

　　(a)产业及产品特点：飞机产业是典型的大型离散性制造业，每架飞机有数万或数十乃至数百万个零件。而每一型号的飞机的销售量不大，即使是最畅销的波音737新一代飞机年产量也仅有400架左右。同时对于飞机产品，是典型的按定单生产，从接到定单到交付飞机一般都有一个比较长的周期，因此飞机产品的需求计划比较刚性，不会轻易变动。

　　(b)生产特点：在离散型生产模式下，航空制造企业内的零件种类众多、零件数量少，零件的加工周期相对较长，在企业的生产现场及仓库中普遍都堆积了大量的原材料和在制品。

　　(c)工艺特点：面对飞机这样的产品，涉及到各类加工工艺，典型的有机加、钣金、热表处理、复合材料、导管、电缆制造等各类工艺，因此需要相应建立各种专业化生产线来生产和检验这些产品。

　　(d)质量特点：对于飞机产品，质量上的要求是各类大型制造业中最严格的，对产品的可追溯性、唯一性、有效性和安全性要求体现在产品设计制造的每—个环节中，并需要进行严格的监控。特别是对民用飞机产品，更是要满足政府对飞机的适航要求，确保飞机设计制造与政府规定的符合性。

　　(e)成本特点：作为一种价格高昂的工业产品，动辄数亿元一架的飞机以结构件为例，其占飞机约三分之一成本，而这些成本中约一半是原材料的成本，另外约占三分之一成本的系统件和另三分之一成本的发动机一般直接从供应商处购买，在生产现场安装，因此这些成本都是在生产现场发生。

　　从以上飞机产品和航空制造企业的特点中.我们可以看到一个共同环节一生产现场。生产现场是飞机零件部件及飞机装配的场所，是所有工艺和产品质量要求的实现场所。同时是航空制造企业大部分流动成本的发生场所。因此航空制造企业的生产现场是企业的核心所在，是企业实现产品价值并体现企业内各职能部门价值的所在，如图1所示。

　　

　　图1 生产现场与各业务部门关系

　　通过上图可以反映出，航空制造企业内几乎所有部门的工作都足围绕生产现场进行的，生产现场是这些部门工作成果的输出地和体现地，各部门只有将工作价值转移到生产现场的产品上才能实现其价值。而同时各业务部门通过从生产现场获得的质量、进度、技术及成本等方面的反馈信息来改进自己的工作，更好的实现产品的生产，达到企业的目标。可以说，生产现场是企业内各类物料、信息等的汇聚地，同时是各类信息数据的产生地点，是企业各种价值流的集中地点，如图2示。

　　

　　图2 生产现场价值流

　　航空制造企业在信息化系统的应用中，应用得最多并最早的是ERP(企业资源管理系统)和PDM(产品数据管理系统)。通过大量的企业应用我们可以看到，PDM系统解决的是工艺、工装等数据的管理问题，这些系统的应用集中在工艺工装等技术部门，在这些部门内基本实现了各类数据的电子化，例如工艺文件的电子化和基于产品结构的管理。但这些工艺文件发放到生产现场用于指导生产时，使用的是纸面文件发放的方式，与PDM系统完全切断了联系。

　　对于航空制造企业中广泛使用的ERP系统，这些系统主要用于企业的计划管理、财务管理等。在ERP系统中生成了企业的各种计划，例如主进度计划、技术准备计划、装配计划、零件生产计划等。通过ERP系统将这些计划发布到各业务部门和生产现场，但生产现场的核心文件一工艺文件(装配工艺文件、零件制造工艺文件等)在PDM中是电子的，而在生产现场是纸面的，因此这些工艺文件上承载的大量信息，如生产的进度信息、质量信息、成本信息等就无法直接获得，只能通过大量的生产调度人员直接到现场收集数据，管理者通过各种呈送的报表及采用会议的形式收集信息。信息的传递方式是通过逐层汇总，逐层上报的方式进行。在这种传统的信息流运行方式下，我们发现的不可避免将存在以下问题：

　　(a)资源的浪费：大量的人花费大量的时间用于信息的收集和整理，属于非增值劳动。

　　(b)信息的滞后性：信息通过人工方式收集，通过报表、会议等形式传递，导致信息收集和传递时间长，信息无法及时的传递到相关人员。而企业内的信息又是随企业的日常经营活动时刻在变化的，信息的滞后导致很多有价值的信息变得没有价值。

　　(c)信息失真：信息通过逐级上报的方式传递，每一级都要对信息进行一次加工，越到信息流的末端信息失真的可能性越大。在这里信息的失真主要表现为两方面，一是隐瞒信息导致的信息完整性不足，二是对信息进行加工导致信息的准确性不足，由此必然导致信息壁垒的情况。

　　因此我们可以看出在在这样传统的生产现场基于纸面工艺文件的运行模式下，ERP系统生成的计划没有真实可靠的生产现场数据的反馈，导致无法及时有效地掌握企业的运行状况，最后导致各种计划不能指导企业的生产，成为可有可无的计划，计划失去了其权威性，从而使ERP系统运行的效果太打折扣。

　　由此我们看到，航空制造企业通过多年的信息化建设，取得了—些重大成果的同时，而在管理信息化上来能取得实质性的突破。这其中一个重要的原因，我们的信息化建设长期集中在“办公室即在技术与管理科室，而企业的重心、主战场一生产现场的信息化应用的缺失是导致管理信息化未能拉挥应用作用的主要原因。因此为解决这样的问题，对于航空制造企业.生产现场信息化系统的早B应用，即建立起针对生产现场的制造执行系统是目前信息化建设的当务之急。

　2 航空制造企业信息化基础系统——制造执行系统

　　在航空制造企业的运作方式中，按目前航空制造企业的分工，—锻是从设计单位获得产品工程设计信息，从客户获得交付计划和交付要求。基于这些输入信息，按企业内的组织运作方式生产产品并交付给客户从而获利。在企业内的主流程中，主要有制定工艺文件设计工装的工艺管理、从供应商处获得各种原材料、零件及部件的供应商管理、及企业内部的生产制造活动，如图3所示。

　　

　　图3 国内航空制造企业总体流程及体系框架

　　如上图所示，企业内信息系统的建设的目标是改善企业的管理，为企业创造更多的利润，从而达到实现精益企业的目标，使企业更具有竞争力。信息系统是精益制造的基础，为了更好地满足精益制造的要求，我们需要确定如何对信息系统的建设进程进行合理的安排。在企业的信息化建设中，我们—般采用的是“推”式的信息化建设原则，即从顶向下的方式，先进行管理层、技术层的信息化建设，例如我们建立的ERP、OA、PDM、人力资源管理、财务管理等系统，最后再考虑处于末端的生产现场的信息化建设。但在精益制造中推行的是“拉”式系统，生产现场是硬什产品的最终实现地，是太部分信息系统的最终用户，因此这样的“拉”式系统也同样适用于信息化建设原则。先期建设生产现场使用的信息系统，这样的系统作为“客户”对其它的系统提出明确的需求和目标，拉动其它相划;息系统的建设，这样建设的信息系统才更有针对性，更有目标，更符台“面向服务”的信息化建设原则。

　　综上所述，建立应用于生产现场的制造执行系统是航空制造企业信息化建设发展到当前阶段的当务之急，是所有信息中应优先拉展应用的系统。通过制造执行系统不但加强了制造企业的核心能力，生产现场的管控能力;同时通过制造执行系统为企业内其它的信息系统提供数据和反馈，使象ERP这样的信息系统成为有源之水、有本之木;最后作为服务于企业末端的制造执行系统，应用后将使企业内其他的系统找到了服务对象，确定了什么是这些系统的重点和方向，而使这些信息系统不是个自服务的信息系统。

　　3 某航空制造企业制造执行系统案例介绍

　　国内某航空制造企业在企业信息化的实施过程中，基于以上企业对精益制造的认识和信息化系统实施的认识，大力发展了应用于生产现场的制造执行系统。通过几年的努力，在市面上没有符合航空制造企业离散性特点的制造执行系统的情况下，自行开发并实施了企业级制造执行系统，目前该系统的应用从广度上已经覆盖，企业内全部的产品，从深度上实现了从零件制造、零件配送、部件装配、到飞机总装的全过程无纸化管理。

　　通过该信息系统的应用，以无纸化的工艺文件为载体和核心，完全实现了数据的实时采集和分析、从而使生产现场从过去的“黑匣子”到现在的“透明体”的转变。企业的生产、计划、质量及成本等方面的管理在真实可靠的即时数据的支撑下，管理模式及管理的有效性发生了巨大的转变，同时为下一步企业精益制造向全企业所有过程的广度上和企业内每一个工位的深度上推进奠定了基础。

4 结束语

　　企业信息系统的建设是一个长期复杂的过程，航空制造业及其企业固有的一些内在特性决定了我们在实施信息化过程中的一些内在规律，只有把握这些规律，通过循序渐进的方式建立起企业的信息系统，才能使企业的信息化过程每一步都落在实处，发挥信息系统的作用。

　　同时企业的信息化建设是为企业的目标服务的，在企业内消灭浪费，增加价值，实现整个价值流上的精益改进是信息化应用目标，实现了企业内业务改进与信息化的融合，特别是生产现场管理的改进与信息化的融合，是我们企业朝向精益企业迈进的坚定基础。

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