0 引言

　　制造业竞争已经走过了价格、质量为主的时期，90年代以后对商业机遇的响应速度成为竞争的第一要素。模具又被称为“百业之母”，是影响新产品快速开发的关键因素。模具制造需要满足客户的个性化需求，是一种典型的面向订单设计的生产类型，存在着生产周期长、工艺和结构复杂以及对生产过程的控制能力相对较弱的特点，因此，为了提高竞争力，模具企业需要更强的信息系统来加强对订单过程的监控和协同，扩大信息共享的程度，加快对客户不同需求的响应速度，而目前模具企业在这方面的建设还远远不足。

　　1 敏捷协同平台的需求分析

　　现在模具企业也逐渐认识到在项目周期中加强客户订单管理和过程协同的重要性，也做了大量工作来提高这方面的效率和管理水平，但是模具行业的特点及现有的管理手段和模式给企业带来很大限制，尤其是大型模具项目相当复杂，产品的重复性较低，客户化的设计和制造工作量大，使得目前与客户协同方式也主要依赖于人员、样品及图纸的流动等，信息传递不顺畅。本文作者在调研时发现有如下几个问题。

　　(1)订单信息管理混乱

　　客户订单是模具企业进行生产的依据，但是现在模具企业对客户订单的管理过于简单，而且同一个订单的信息往往分布在不同的系统中，甚至是在企业人员的头脑中，如此就给企业对客户订单的管理带来很大不便和风险，因为模具行业客户的分散性以及模具行业的标准化工作的缺乏，订单资料往往是很不规范的，模具生产又必须要严格按照客户的意图来进行，企业内部的许多部门也必须要有及时的订单数据来展开工作，因此加强对客户订单的有效管理是模具企业需要解决的问题。

　　(2)企业内部信息不能充分共享，信息传递不及时

　　目前模具企业内部已经实施了一些信息系统，如ERP，CRM和PDM等，CAD/CAM得到了广泛的应用。但是这些相对分散的系统实施的时间和使用的技术往往不同，甚至建设的平台也不一致，这必将导致信息不能在企业内部充分共享，更加无法实现企业和客户的信息共享了。比如ERP系统却不能直接、及时并准确地反映出生产能力与物资供应对市场的支持情况。同时，CRM系统也不能将即时订单信息传递到ERP系统的生产执行层进行调度指导。

　　同时因为这些系统的相对孤立，使业务部门在接收订单时，很难清楚了解到企业往后一段时间内的生产计划以及资源负荷情况，更难知道某些订单可能会给企业带来潜在的风险，而设计和制造部门也一般不清楚市场情况，不能很好地根据这些信息来相应调整设计和生产计划。因为信息传递不及时，客户的技术要求和标准根本不能及时地送到设计和制造人员手中，使项目不能顺利进行，甚至会有企业在缺少客户资料的情况下进行设计或制造，这些都加剧了项目的拖期和降低了试模的合格率。此外，客户发生设计变更的比例和频率是很高的，往往令模具企业措手不及，设计和制造人员又不能在第一时间了解到客户的变更，造成一些不必要的浪费。

　　(3)对客户需求响应慢，与客户无协同

　　近年来客户对模具企业快速响应性的要求越来越高，而很多企业不能在客户规定的时间内准确报价、提交样品和试模等。比如快速报价是所有客户所期望的，也是企业赢得订单的重要因素，客户在向模具企业发出意向后通常希望在三五天甚至更短的时间内获得报价，企业却因为人员的紧张、原材料和历史信息的缺乏以及相对刚性的生产安排，很难对客户又快又准地报价。同时模具的整个设计制造过程都需要客户的充分参与，客户在这个过程的体验会影响到对企业的评价。绝大部分客户因为自身的需要都希望能够实时地了解模具的加工进度、生产情况，无论对客户和模具企业来说，这都是一件非常繁琐但是重要的事情，目前为止，较为通用的做法是派一些相关人员(如项目经理或跟模员)去提取企业ERP系统或MES的数据，同时去加工现场亲自了解甚至拍照，然后将资料发给客户，如此大大加重了企业和员工的负担，特别是在任务紧张的时候，这些工作往往做得不够及时，影响了客户对企业的满意度，而且也无法做到让客户随时随地了解项目进度。

　　总之，这种成本高，效率低的方式已经越来越不适应信息时代的发展，代之而起的应该是信息的高度共享以及对需求的敏捷响应。为此，我们开发了一个基于Web的面向订单的敏捷协同平台，使企业加强对订单的管理能力，加速对客户的响应，在项目中充分与客户协同并且提高信息的共享程度。

　　2 敏捷协同平台的设计方案和系统框架

　　2.1 系统的运作模型和流程

　　当客户远程登陆系统向模具企业发出需求意向并填写简单的资料之后，业务部门的人员不再盲目地回应客户，而是通过系统对客户信息进行抽取和判断，同时在当前资源负荷和生产调度都允许的情况下向客户发出确认接受需求，客户就可随即往系统提交2D或3D图，以及模具的规格和参数(如模架尺寸等)，业务部门使用系统根据客户提供的资料制作报价模版，并参考系统中的历史信息，同时组织人员充分使用系统的协同功能快速进行成本估算，并对客户远程报价，当客户和企业经过在线或离线的商务谈判之后，双方签订合同，之后客户利用网络平台向企业提供至少能使设计可以进行的技术参数和使用的技术标准等，系统将这些信息标准化处理后存人客户信息资料库，设计过程中，客户通过Web浏览器定期查看设计图纸以及随时了解设计进度，也根据实际需要补充或修改客户信息资料库中的信息，使整个设计过程能够顺利进行。在设计结束之后，客户对设计图纸要进行最后的远程确认，这可同时降低企业和客户的风险。如果企业决定自己生产，系统将从企业的生产运作管理系统中提取模具订单的生产信息，进行一些必要的转换之后向客户发布，客户将在客户端通过浏览器随时随地地查询其订单的加工情况。

　　具体模型见图1

　　图1 系统的运作模型和流程

　　面向模具订单管理的敏捷协同平台不是一个信息孤岛，它有与企业现有的ERP，CRM，PDM及MES的集成需求。

　　与原有ERP的集成：系统从ERP获取企业的基础数据、工艺信息、生产计划、以及成本和库存的相关信息等，为订单的管理提供基础数据支撑，为订单的快速报价提供条件等;系统向ERP发送客户订单以及项目执行过程中动态的客户需求，与ERP的集成可以提高数据的准确性，减少冗余，同时加快对客户的响应。

　　与原有MES及PDM的集成：系统可以提取PDM及MES里面的相关项目信息，如设计图纸、技术思路和加工进度等，将这些信息以适当的方式共享给客户，使项目置于企业和客户的协同管理之下，同时向MES及PDM反馈客户的意见。

　　与CRM的集成：系统平台与CRM共享的信息主要有客户的基本信息、客户信用评价、历史订单信息、历史交流资料等，为敏捷协同提供可靠的信息支持，因此需要实现对CRM信息的接收、保存处理及动态监控。

　　为了提供系统的敏捷性，同时考虑系统独立性和降低藕合度，敏捷协同平台与CRM，MES，PDM及ERP的集成均采用数据库接口及API结合的方式来实现，这些接口完成相应数据的采集和提供数据格式的转换。

　　2.2 系统的功能模块

　　图2 敏捷协同平台的功能图

　　按照以上运作模型的分析，结合系统的需求以及企业现有的资源，敏捷协同平台总体可分为客户端和企业端，在功能上主要包含以下模块：基础数据管理、订单项目管理、协同过程管理以及权限安全管理等4个部分。

　　(1)基础数据管理

　　模具企业的基础数据较多，本系统所需要的基础数据主要有企业的基本人员信息，主要产品的类型和生产能力，以及企业的计划目标等，在完成和ERP的集成后，这些基本资料很容易获取，系统在此基础上为用户提供友好的查询视图即可。

　　(2)模具订单管理

　　协同平台中模具订单的信息一部分从CRM获取，一部分在双方的项目协同过程中不断完善，订单的信息不仅包括客户的基本资料、信用和历史记录等，也包括与该订单项目相关的客户方技术资料和标准等，还包括在对项目的协同管理过程产生的沟通资料等。在企业接到客户请求的时候就意味着一个模具项目的开始，系统在此时生成一个新的订单项目以便后来分项目进行技术沟通，在项目周期中，企业的人员要能掌握项目的情况以便于客户沟通。典型的历史模具案例可以作为项目的生成和管理的参考，将这些案例以按区域、按客户或按模具大小等进行分类，并对这些案例进行有效的管理和使用，能使企业能更好的为客户服务。

　　(3)协同工具

　　系统平台接受客户提出的业务需求，尽可能详细和准确地记录客户产品的情况和对模具设计制造的技术要点，并及时地响应客户，进行模具的报价和询价，报价的速度和准确度直接决定订单的去留。因为模具是客户驱动型的产品，所有的设计和制造过程都需要客户的协同，设计图纸要和客户经过确认，加工时，客户要随时了解自己产品的加工进度、工艺方案以及中间遇到的问题，甚至有时会要和企业人员一起讨论加工方案等。因此，系统提供设计图纸发布，能在客户端查看和确认设计图纸，还要为客户和技术人员的制造过程协同监控提供友好的平台工具，以便客户参与项目的管理。

　　(4)权限管理

　　敏捷协同平台处理模具企业的订单管理和与客户的协同，其中包括许多敏感的技术和商业秘密，保护这些信息不但维护了企业的声誉同时也留住了客户。因此本平台的权限和安全管理是一个很重要的功能，系统从网络级、操作系统级、数据库管理级以及应用系统级来维护信息的安全，在网络级可以采用虚拟网和防火墙技术等，在操作系统级可以设置计算机的用户和用户组的权限等，在数据库级可以使用数据账号、数据视图等技术，在应用系统级将本平台的相关用户根据其角色动态设置其应用权限，使其只能进行系统指定的操作，对越权和非法的操作进行阻挡，以保证系统的安全。

　　2.3 系统的开发

　　敏捷化客户技术交流平台使用目前流行的B/S模式和成熟的三层结构体系，系统的开发基于Microsoft的.NET平台，数据库则采用SQL Server 2000,实现过程中需要面对的关键问题有：

　　(1)数据库的设计及订单信息的标准化处理

　　图3 信息标准化处理结构图

　　为了保证和原有系统数据保持一致性和加快共享，敏捷协同平台的数据采用集中式的关系数据库，在上面分析基础上，按照系统需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计、数据库物理设计、数据库实施和数据库运行和维护的6个阶段来进行。但是客户订单信息和协同管理过程中的信息除了一部分是结构化的数据外，有很多是非结构化的信息，系统采用XML的技术来对信息标准化处理以便于存储。Lee等提出的CPI算法考虑了XML文档类型定义中的语义约束，实现了在关系数据库中保持DTD语义约束的存储因此可以将订单信息快速地转化成数据库中的数据，提高了信息的有效利用。

　　(2)快速报价支撑

　　模具的成本主要取决于毛坯成本、设计成本、制造(CNC加工，EDM等)和热处理成本、管理成本、试模及运输成本等。其中毛坯的成本主要取决于毛坯的材料和重量，设计成本主要由模具结构的复杂程度及工艺要求决定，结构越复杂，工艺要求越高则设计的时间周期越长，支付的工资越多;制造和热处理的成本则与工艺难度、模具结构、精度要求、表明处理及加工的机床相关;管理成本由企业的运营成本决定;不同地域的客户运输成本也有很大的差别。

　　通过对模具制造过程以及模具结构的分解将模具制造视为这些子过程和子模块的集合，充分运用并行工程的思想以缩短报价时间，在此基础上建立模具的快速报价，报价过程由系统平台统一管理，同时在报价中加入当前企业的资源负荷情况以及生产计划的因素，并充分参考客户的历史信息和信用，使报价更符合企业的利益和贴近客户期望。

　　(3)项目过程协同

　　项目过程协同管理包括设计方案的远程确认、加工进度的远程查询以及试模过程的远程交互。每一套模具的项目周期基本可分为：3D设计、2D设计、CNC加工、电火花加工等，企业的生产管理系统已经有这些工序的计划以及执行情况，本协同平台有区别地将这些信息反馈给客户：对于那些完全不涉及企业秘密、内容和数据格式基本相同的数据可以直接传递给客户而几乎无需加工，由DBMS做好建立相关视图，客户可在Web浏览器上直接查询;对于某些涉及到企业的秘密(如企业的计划安排等)的信息或者需要对采集到的数据进行转换、汇总等，这些数据不能直接传递给客户，则在DBMS建好相应的存储过程或函数，经过处理后再供客户查询，不但视图和存储过程可以因不同的需求随时更改，而且这两种处理方式也可以随时进行切换的。

　　3 结论

　　针对当前技术和市场的发展方向，本文作者给出了面向模具制造订单的敏捷协同平台的构想理论和实现方案，它为模具企业加深信息化和网络化提供了参考，模具企业可以在此协同平台上从容面对客户的需求，提高了效率且能为客户提供贴心的服务，客户也可以通过本系统快捷地获得信息，参与订单项目的协同。但是，作为一个初始的系统，如何更准确快速地报价，更好地利用历史信息以及提高协同的效率，则需要进一步的研究。

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