■ 張瑞東 康龍 / 中國(guó)航發(fā)東安

隨著數(shù)據(jù)可視化概念的普及，通過(guò)信息化系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)來(lái)輔助管理的概念深入人心，對(duì)數(shù)據(jù)價(jià)值的挖掘分析也深入到企業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域，大數(shù)據(jù)的應(yīng)用正在改變著傳統(tǒng)企業(yè)的經(jīng)營(yíng)模式。

大數(shù)據(jù)技術(shù)是一系列技術(shù)的總稱(chēng)，集合了數(shù)據(jù)采集與傳輸、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)處理與分析、數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)可視化等技術(shù)內(nèi)容，是一個(gè)龐大而復(fù)雜的技術(shù)體系。根據(jù)大數(shù)據(jù)從來(lái)源到應(yīng)用傳輸?shù)牧鞒蹋梢詫⒋髷?shù)據(jù)技術(shù)分為數(shù)據(jù)收集層、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層、數(shù)據(jù)處理層、數(shù)據(jù)治理與建模層、數(shù)據(jù)應(yīng)用層，如圖1所示。近年來(lái)，大數(shù)據(jù)技術(shù)在電商、金融、通信等行業(yè)被廣泛應(yīng)用，取得了長(zhǎng)足的發(fā)展。而在制造業(yè)領(lǐng)域，由于在數(shù)據(jù)積累和數(shù)據(jù)的廣度上還不夠，大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展還較為緩慢。目前絕大多數(shù)制造企業(yè)的數(shù)據(jù)應(yīng)用都針對(duì)企業(yè)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，在外部數(shù)據(jù)取得上比較困難，但隨著制造技術(shù)的進(jìn)步和現(xiàn)代化管理理念的普及，企業(yè)的運(yùn)營(yíng)將越來(lái)越依賴(lài)信息技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)。大數(shù)據(jù)技術(shù)框架為大數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)應(yīng)用提供了一種通用的架構(gòu)，但具體還需要根據(jù)行業(yè)領(lǐng)域、企業(yè)技術(shù)積累以及業(yè)務(wù)場(chǎng)景，從業(yè)務(wù)需求、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、技術(shù)選型到實(shí)現(xiàn)方案等流程上具體問(wèn)題具體分析，利用大數(shù)據(jù)可視化技術(shù)，進(jìn)一步深入，形成更為明確的應(yīng)用，包括基于大數(shù)據(jù)的交易與共享、基于開(kāi)發(fā)平臺(tái)的大數(shù)據(jù)應(yīng)用、基于大數(shù)據(jù)的工具應(yīng)用等。由此可見(jiàn)，數(shù)據(jù)可視化是實(shí)現(xiàn)智能制造的重要環(huán)節(jié)。

圖1 大數(shù)據(jù)技術(shù)框架

車(chē)間制造數(shù)據(jù)可視化的建設(shè)目標(biāo)和內(nèi)容

建設(shè)車(chē)間制造管控?cái)?shù)據(jù)可視化，是為更好地契合車(chē)間制造的智能化發(fā)展，有效利用數(shù)據(jù)資產(chǎn)，充分發(fā)揮數(shù)據(jù)價(jià)值，并將先進(jìn)的制造技術(shù)、信息技術(shù)、智能技術(shù)進(jìn)行深度融合和綜合展示，從而滿足智能化發(fā)展的要求，解決車(chē)間生產(chǎn)管控中數(shù)據(jù)分散、處理延時(shí)、信息匯集滯后等一系列問(wèn)題，從而構(gòu)建可視化應(yīng)用為車(chē)間的運(yùn)營(yíng)管控提供有效的支撐。借助可視化組件及大數(shù)據(jù)技術(shù)，以應(yīng)用需求為驅(qū)動(dòng)構(gòu)建各類(lèi)生產(chǎn)可視化及生產(chǎn)預(yù)測(cè)性分析應(yīng)用，通過(guò)將可視化技術(shù)與車(chē)間主流流程業(yè)務(wù)融合，形成反饋循環(huán)模型，提高企業(yè)車(chē)間內(nèi)部信息交互和協(xié)同制造的水平。同時(shí)通過(guò)引入可視化數(shù)據(jù)挖掘，實(shí)現(xiàn)以人為中心的知識(shí)獲取、提煉，為車(chē)間精益生產(chǎn)提供數(shù)據(jù)支持。

為達(dá)到上述目標(biāo)，建設(shè)內(nèi)容應(yīng)包括搭建車(chē)間級(jí)制造管控綜合管理平臺(tái)，逐步實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)獲取，提升數(shù)據(jù)管理的準(zhǔn)確性、時(shí)效性和可用性；加強(qiáng)數(shù)據(jù)資源整合，以滿足車(chē)間內(nèi)生產(chǎn)管理、輔助決策的需求，為公司企業(yè)級(jí)快速建設(shè)及發(fā)展奠定基礎(chǔ)。具體而言就是搭建一個(gè)統(tǒng)一的、可擴(kuò)展的、可視性強(qiáng)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)的管理和展現(xiàn)平臺(tái)；結(jié)合AEOS理念，從生產(chǎn)計(jì)劃、質(zhì)量監(jiān)控、生產(chǎn)績(jī)效、生產(chǎn)保障等多個(gè)方面，反饋車(chē)間管理的實(shí)時(shí)狀態(tài)，為高層、中層管理者提供定制化的制造數(shù)據(jù)分析呈現(xiàn)平臺(tái)，其中應(yīng)包含生產(chǎn)任務(wù)預(yù)估、績(jī)效分析、產(chǎn)能分析、生產(chǎn)進(jìn)度分析、加工過(guò)程質(zhì)量監(jiān)控及分析、車(chē)間全景式監(jiān)控等應(yīng)用。

車(chē)間制造數(shù)據(jù)可視化解決方案

設(shè)計(jì)原則

為企業(yè)管理者提供對(duì)外形象宣傳和對(duì)內(nèi)運(yùn)營(yíng)管控的統(tǒng)一視圖，通過(guò)企業(yè)運(yùn)營(yíng)狀況的實(shí)時(shí)、全域、立體展示，實(shí)現(xiàn)企業(yè)運(yùn)營(yíng)的“穿透”管理，有效解決管理者“看得見(jiàn)、看得清、看得遠(yuǎn)”的問(wèn)題，為企業(yè)資產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理、生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整等重大決策提供支持。

以可視化為目標(biāo)，集成現(xiàn)有信息系統(tǒng)中的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，整個(gè)車(chē)間制造管控可視化建設(shè)圍繞著“可視化”的目標(biāo)，實(shí)時(shí)反映生產(chǎn)狀態(tài)，快速識(shí)別生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)，發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，拉動(dòng)問(wèn)題快速解決，保證生產(chǎn)按計(jì)劃執(zhí)行。

以企業(yè)管理者視角為切入點(diǎn)，立足車(chē)間運(yùn)營(yíng)現(xiàn)狀，整合跨域資源，統(tǒng)籌企業(yè)全局，構(gòu)建以車(chē)間戰(zhàn)略目標(biāo)為導(dǎo)向，以主價(jià)值鏈為主線，以管理支撐為依托的“穿透”管理機(jī)制，促進(jìn)企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力提升。

以個(gè)人電腦、大屏幕為主要視覺(jué)展示手段，實(shí)現(xiàn)車(chē)間運(yùn)營(yíng)可視化展示的高效性、快捷性和多樣性。

應(yīng)用架構(gòu)

系統(tǒng)從結(jié)構(gòu)上分為業(yè)務(wù)系統(tǒng)和可視化兩部分。業(yè)務(wù)系統(tǒng)作為承載數(shù)據(jù)展示和流程處理的載體，基于制造企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程執(zhí)行管理（MES）、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（PDM）、SAP企業(yè)管理系列軟件等多個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)的主要管控，系統(tǒng)的數(shù)據(jù)大部分也來(lái)自于相關(guān)業(yè)務(wù)系統(tǒng)。系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)主要包括業(yè)務(wù)系統(tǒng)層（提供權(quán)威的生產(chǎn)分析性數(shù)據(jù)）、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層（保存業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)）、業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)層（數(shù)據(jù)抽取、建模、可視化分析）、數(shù)據(jù)展示層（可視化數(shù)據(jù)分析結(jié)果展示），如圖2所示。

車(chē)間制造數(shù)據(jù)可視化應(yīng)用實(shí)踐

可視化指標(biāo)看板

針對(duì)車(chē)間內(nèi)部信息流通緩慢、信息透明度不足的問(wèn)題，采用可視化指標(biāo)看板可以有效促進(jìn)車(chē)間內(nèi)部的信息流通和協(xié)同工作?？梢暬笜?biāo)看板展示內(nèi)容主要包括車(chē)間績(jī)效實(shí)時(shí)反饋、計(jì)劃跟蹤、生產(chǎn)調(diào)度管理、問(wèn)題快反跟蹤、車(chē)間產(chǎn)線等多維度分析，如圖3所示。

圖2 車(chē)間數(shù)據(jù)可視化應(yīng)用架構(gòu)示意

圖3 車(chē)間制造數(shù)據(jù)可視化應(yīng)用示例

車(chē)間績(jī)效可以實(shí)時(shí)展示車(chē)間員工績(jī)效記錄，使作業(yè)人員直觀知悉和比較，明確各自績(jī)效信息詳情，旨在通過(guò)目標(biāo)績(jī)效的可視化管理使車(chē)間內(nèi)部形成目標(biāo)一致、緊追互趕的合作團(tuán)隊(duì)，同時(shí)也利于車(chē)間領(lǐng)導(dǎo)對(duì)車(chē)間員工的支持和工作情況的及時(shí)了解。

計(jì)劃跟蹤的主要功能就是通過(guò)車(chē)間大屏展示的形式向管理人員提供生產(chǎn)任務(wù)額批次計(jì)劃完成情況，幫助管理者及時(shí)知悉車(chē)間內(nèi)部生產(chǎn)過(guò)程和計(jì)劃完成情況。

生產(chǎn)調(diào)度管理是基于公司內(nèi)部局域網(wǎng)建立統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化和生產(chǎn)全過(guò)程信息化，對(duì)于異常進(jìn)行預(yù)警和告警，通過(guò)大數(shù)據(jù)分析，全面掌握車(chē)間產(chǎn)線飽和程度、產(chǎn)品質(zhì)量、訂單處理能力等。

車(chē)間產(chǎn)線則是在車(chē)間現(xiàn)場(chǎng)放置大屏幕看板，通過(guò)看板內(nèi)容及時(shí)反映出各個(gè)不同班組的工作狀態(tài)信息等，管理人員可以在第一時(shí)間對(duì)裝配問(wèn)題進(jìn)行解決，從而減少處理問(wèn)題的時(shí)間，使裝配效率得到最大化。

可視化數(shù)據(jù)挖掘

為了實(shí)現(xiàn)企業(yè)“協(xié)同制造、精益生產(chǎn)”的要求，需要不斷對(duì)車(chē)間生產(chǎn)進(jìn)行優(yōu)化。一旦發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)中的瓶頸，應(yīng)對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行深入挖掘，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)信息實(shí)時(shí)交互、生產(chǎn)過(guò)程透明的管理，結(jié)合企業(yè)實(shí)際需要，對(duì)企業(yè)車(chē)間生產(chǎn)管理提供各種可視化表示，做到對(duì)生產(chǎn)計(jì)劃制訂情況、執(zhí)行情況、工段作業(yè)情況、質(zhì)量和設(shè)備等幾乎所有的生產(chǎn)信息進(jìn)行綜合分析展示，為車(chē)間層的管理和決策提供可靠的量化數(shù)據(jù)。

如果傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)挖掘完全依賴(lài)機(jī)器智能來(lái)獲取數(shù)據(jù)中的知識(shí)，則理論模型和算法復(fù)雜，學(xué)習(xí)過(guò)程時(shí)間長(zhǎng)，而且機(jī)器智能在面臨許多復(fù)雜情況時(shí)仍然遠(yuǎn)不及人腦水平。此外，數(shù)據(jù)挖掘的結(jié)果通常也會(huì)受到多方面的因素干擾，必須經(jīng)過(guò)人工解釋和濾波，而這都需要高效的人工交互界面才能完成。

在數(shù)據(jù)挖掘過(guò)程中，使用可視化技術(shù)，可以幫助用戶更緊密地參與到整個(gè)數(shù)據(jù)挖掘過(guò)程中，更好地發(fā)揮人的感知與判斷能力，使數(shù)據(jù)挖掘過(guò)程從以計(jì)算機(jī)為中心轉(zhuǎn)向以人為中心?？梢暬囊胧拐麄€(gè)數(shù)據(jù)挖掘的過(guò)程清晰可見(jiàn)。

車(chē)間制造數(shù)據(jù)可視化應(yīng)用效果

大數(shù)據(jù)在車(chē)間制造管控過(guò)程中的可視化應(yīng)用融入了很多的技術(shù)及管理方面的創(chuàng)新點(diǎn)，包括利用豐富強(qiáng)大的人機(jī)交互界面，快速搭建前端分析界面和分析流程，可以在短時(shí)間內(nèi)針對(duì)可分析數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)展現(xiàn)，縮短了周期，降低了因車(chē)間生產(chǎn)管控所造成的成本損耗，最大限度地優(yōu)化工作模式；通過(guò)輕量級(jí)解決方案實(shí)現(xiàn)靈活的大數(shù)據(jù)可視化，數(shù)據(jù)展示、數(shù)據(jù)處理、元數(shù)據(jù)管理相互松耦合；構(gòu)建了車(chē)間級(jí)的統(tǒng)一信息展示平臺(tái)，面向管理層構(gòu)建了標(biāo)準(zhǔn)的展示規(guī)范，建立統(tǒng)一的展示平臺(tái)，同時(shí)促進(jìn)了相關(guān)業(yè)務(wù)系統(tǒng)“表達(dá)層”的建設(shè)。也正是因?yàn)橛辛诉@些創(chuàng)新點(diǎn)的融入，才使得車(chē)間的運(yùn)營(yíng)管控及生產(chǎn)建設(shè)過(guò)程規(guī)范且能保證高效產(chǎn)出，為車(chē)間運(yùn)營(yíng)及企業(yè)的良好發(fā)展奠定了扎實(shí)的基礎(chǔ)。

結(jié)束語(yǔ)

在大數(shù)據(jù)與互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，企業(yè)從傳統(tǒng)的流程式管理方式過(guò)渡到基于數(shù)據(jù)的管理方式將會(huì)成為必然的趨勢(shì)，大數(shù)據(jù)可視化能夠幫助分析人員對(duì)數(shù)據(jù)有更全面的認(rèn)識(shí)。數(shù)據(jù)可視化的發(fā)展，將改變傳統(tǒng)的管理方式，讓數(shù)據(jù)的呈現(xiàn)更及時(shí)、更直觀、更簡(jiǎn)單，同時(shí)讓數(shù)據(jù)的管理更客觀、針對(duì)性更強(qiáng)。掌握并利用大數(shù)據(jù)，有助于實(shí)現(xiàn)精細(xì)化運(yùn)營(yíng)、提升企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力、激發(fā)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新活力。