張朝亮，李銳，李源春，郭力銘，何然

（云南印刷技術(shù)研究有限公司，昆明 650231）

1 引言

隨著以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等為代表的數(shù)字信息技術(shù)的快速發(fā)展，傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)正積極地向數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化方向轉(zhuǎn)型[1]。通過行業(yè)與信息技術(shù)的融合發(fā)展，形成了可以利用信息系統(tǒng)監(jiān)督管理和數(shù)據(jù)分析反饋[2]的信息化管理系統(tǒng)或平臺。同時，為進一步提高信息化和智能化管理平臺的管理效率、易學（操作）性及信息交互質(zhì)量，在管理平臺建設過程中，可視化技術(shù)逐步融入信息流通的各環(huán)節(jié)當中。通過信息可視化技術(shù)將抽象的、不具有視覺圖像的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為視覺圖像的過程即可視化，信息可視化便是將各種抽象的數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)化成為圖形化信息，使所獲取到的數(shù)據(jù)能夠直觀地被工作人員觀察、處理和分析，以便發(fā)現(xiàn)蘊藏在這些數(shù)據(jù)背后的重要信息[3]。

為挖掘冗雜數(shù)據(jù)背后隱含的潛在信息，將生產(chǎn)數(shù)據(jù)間的關(guān)系以最佳邏輯方式進行展示，課題組結(jié)合主營產(chǎn)品印制工藝流程，以ERP 系統(tǒng)[4]為基礎，引入云平臺技術(shù)架構(gòu)以集團公司為核心，輻射所屬生產(chǎn)單位的生產(chǎn)信息管理平臺，并利用可視化技術(shù)將圖形、線條、顏色等視覺符號與中小學教材教輔各生產(chǎn)環(huán)節(jié)進行可視化融合設計，將隱藏于大量數(shù)據(jù)中的關(guān)鍵信息轉(zhuǎn)化為有組織結(jié)構(gòu)表示的視覺信號，以增強重點環(huán)節(jié)或信息的表現(xiàn)力，在冗雜的生產(chǎn)信息中顯示事件發(fā)展趨勢和關(guān)聯(lián)性，實現(xiàn)印制過程的精細化管理。

2 生產(chǎn)基礎量值采集與管理現(xiàn)狀

在傳統(tǒng)工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)管理及決策模式中，生產(chǎn)管理與決策的執(zhí)行基礎主要為統(tǒng)計員收集、統(tǒng)計分析出的各車間生產(chǎn)概況和明細報表。在該種生產(chǎn)信息管理模式下，以春秋兩季教材教輔印制過程中產(chǎn)生的基礎量值信息采集和管理為例，統(tǒng)計人員需要根據(jù)設備機長記錄的印品關(guān)鍵生產(chǎn)參數(shù)和質(zhì)檢人員對印品做出的抽檢結(jié)果進行定期記錄、分析，并制表填報交由車間負責人匯總，最后再由車間負責人或統(tǒng)計員將生產(chǎn)信息報表上報給生產(chǎn)科、經(jīng)營科等生產(chǎn)管理部門。通過對逐級匯總在印印品各印制工序產(chǎn)生的全部信息進行分析，生產(chǎn)管理部門可以及時獲取班組實際產(chǎn)量、生產(chǎn)進度、過程合格率等生產(chǎn)信息，以便掌握產(chǎn)品各工序生產(chǎn)進度和細節(jié)，對生產(chǎn)任務進行調(diào)整。該模式下，生產(chǎn)信息采集和管理流程如圖1所示。

圖1 生產(chǎn)信息采集與管理流程

根據(jù)實際生產(chǎn)情況，圖1所示的生產(chǎn)信息采集與管理流程共分為車間統(tǒng)計、負責人匯總、生產(chǎn)管理部門總結(jié)3 個環(huán)節(jié)。車間統(tǒng)計環(huán)節(jié)需車間統(tǒng)計員對生產(chǎn)、設備、質(zhì)量3 方面基礎量值進行統(tǒng)計分析，并根據(jù)得出的信息提取分析量值填寫報表，匯報給車間負責人復核，其中，統(tǒng)計人員須根據(jù)各生產(chǎn)管理部門要求填寫多張報表，且常存在臨時增填報表的情況。同時，隨著生產(chǎn)的持續(xù)進行，基層統(tǒng)計人員的信息數(shù)據(jù)統(tǒng)計工作內(nèi)容愈發(fā)復雜，受限于時間和精力，其統(tǒng)計時長和結(jié)果準確度存在不確定性隱患。由于集團公司與各子分公司地域分散且距離較遠，在子分公司將生產(chǎn)信息經(jīng)3 個層級統(tǒng)計匯總并劃分類型后，根據(jù)劃分的臨時統(tǒng)計、常規(guī)統(tǒng)計的類型，選擇電話、聊天軟件或?qū)Ｈ诉f送報表等方式，匯總至集團公司完成信息統(tǒng)計分析。在信息傳遞過程中，受生產(chǎn)信息在逐級遞送中參與人員多、信息周轉(zhuǎn)次數(shù)多、遞送時間長、報表通讀性差等因素影響，常出現(xiàn)集團公司因信息供需不對等、時效性差，導致的生產(chǎn)管理決策滯后于生產(chǎn)執(zhí)行等情況。

3 印刷管理與可視化技術(shù)融合建設

為縮短生產(chǎn)管理決策與生產(chǎn)執(zhí)行間的信息傳遞延遲時間，提高信息數(shù)據(jù)的易讀易懂性，課題組對引入的ERP 系統(tǒng)采用B/S 與C/S 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)[5]，在集團公司和各子分公司之間進行生產(chǎn)信息管理平臺建設，同時，對再造的信息數(shù)據(jù)流程進行可視化設計。

3.1 基于ERP 系統(tǒng)的基礎量值管理平臺搭建

生產(chǎn)基礎量值數(shù)字化轉(zhuǎn)換和管理是信息可視化建設的基礎。由此，課題組對企業(yè)現(xiàn)有印裝設備進行數(shù)字化、網(wǎng)絡化建設，并結(jié)合ERP 系統(tǒng)和云平臺技術(shù)架構(gòu)生產(chǎn)基礎量值自動采集和傳輸網(wǎng)絡，以構(gòu)成完整的生產(chǎn)信息管理平臺。具體來說，課題組在各印裝設備上設置傳感器、物聯(lián)網(wǎng)控制器及智能終端，進行生產(chǎn)信息數(shù)據(jù)數(shù)字化轉(zhuǎn)換。通過在公司內(nèi)部布置連通內(nèi)部4G/Wi-Fi 網(wǎng)絡的無線AP 設備，形成可以覆蓋各式聯(lián)網(wǎng)設備的數(shù)字信號傳輸網(wǎng)絡，并在各子分公司分別建設數(shù)據(jù)中心機房，為生產(chǎn)基礎量值的管理和對外信息的交換提供硬件基礎。

在建設過程中，為實現(xiàn)復雜業(yè)務流程精細化管理，課題組采用交互性強、響應速度快、使用便捷、可以處理大量數(shù)據(jù)的C/S 與B/S 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)在各子分公司進行生產(chǎn)信息管理平臺建設。同時，為保持集團公司對子分公司生產(chǎn)信息查閱方式的靈活性、信息更新同步性和共享性，形成以集團公司為核心的生產(chǎn)信息管理平臺，課題組采用Spring Cloud 微服務技術(shù)方案搭建可整合各子分公司信息數(shù)據(jù)的私有云平臺，其中，在集團公司采用更加便捷的Web 服務連通各生產(chǎn)單位設置的服務器進行數(shù)據(jù)查閱和交換。平臺架構(gòu)如圖2所示。

圖2 印刷生產(chǎn)信息管理網(wǎng)絡架構(gòu)圖

3.2 信息管理過程可視化設計

在傳統(tǒng)的信息數(shù)據(jù)管理模式中，源數(shù)據(jù)具備的客觀性和抽象性，使得信息數(shù)據(jù)在傳輸和管理過程中仍然具備這一特性。針對數(shù)據(jù)客觀抽象化、關(guān)聯(lián)性差、交互性差等影響管理人員快速讀懂信息數(shù)據(jù)的問題，課題組采用可視化技術(shù)對信息管理過程進行可視化設計。

3.2.1 視覺符號設計

課題組通過梳理分析教材教輔類產(chǎn)品印制工藝流程，結(jié)合視覺符號能夠以圖形、線條、色彩等形式與信息內(nèi)容形成緊密聯(lián)系，并通過簡明扼要的方式表述不利于語言描述的客觀且復雜抽象信息的特點，擬選擇常用警示色、圖形進行可視化設計。以工序執(zhí)行、設備運行情況可視化符號設計為例，選取紅色、黃色、綠色、灰色對應印裝工序中生產(chǎn)、暫停、完成、未進行的生產(chǎn)執(zhí)行情況，并選取方向指示標識按照工序流程排序，便于直觀了解產(chǎn)品生產(chǎn)執(zhí)行情況；選用紅色、黃色、綠色圓形和白色加粗字體標識，分別對應環(huán)境數(shù)據(jù)和設備運行數(shù)據(jù)中的異常、示警、正常的監(jiān)測情況，并選用紅、綠兩色按比例填充環(huán)形圖示，以紅色和綠色占環(huán)形面積表示設備利用率。

3.2.2 可視化界面交互性設計

為確保管理和生產(chǎn)人員可以從視覺符號和可視化界面獲取信息內(nèi)容，并完成互動性操作，課題組從設備、工序、車間、樓層4 個角度進行交互界面設計。設備信息管理界面包含設備名稱、運行狀態(tài)、生產(chǎn)進度、環(huán)境數(shù)據(jù)及生產(chǎn)班組等信息；工序信息管理界面由印品交貨日期、印品信息、工序狀態(tài)3 個主要內(nèi)容組成；車間信息管理界面由可切換的表示印品整體生產(chǎn)進度的柱狀圖和表示設備整體利用率的折線圖、環(huán)形對比圖構(gòu)成。同時，以設備、工序操作界面為基礎，結(jié)合生產(chǎn)常用表單信息內(nèi)容將印裝設備終端平板操作界面劃分為信息欄和功能按鍵，其中，功能按鍵包括排產(chǎn)和工藝信息查看、作業(yè)備注、設備管理等，信息欄位于功能按鍵上方，用于表示選中按鍵的具體信息，部分信息欄設置了信息確認和反饋按鍵。

4 可視化技術(shù)在印刷管理中應用的效果

4.1 生產(chǎn)信息數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)性增強

生產(chǎn)信息管理平臺的應用打破了原有模式下存在的“信息孤島”，實現(xiàn)了基礎信息數(shù)據(jù)實時共享和各獨立業(yè)務流程的有機結(jié)合。由于基礎信息數(shù)據(jù)的實時共享，各生產(chǎn)信息數(shù)據(jù)的一致性水平有所提高。在跨業(yè)務流程基礎數(shù)據(jù)提取期間，管理人員僅需登錄對應層級權(quán)限賬號即可在數(shù)據(jù)庫中提取準確的信息數(shù)據(jù)，并根據(jù)管理需求進行該業(yè)務流程信息統(tǒng)計管理，促進了企業(yè)各項業(yè)務流程融合化、一體化發(fā)展。同時，將看似并無聯(lián)系且客觀抽象的報表數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)聯(lián)系簡潔明了的可視化圖表后，提高了信息的易讀易懂性及與受眾之間的交互性。以某分公司設備管理為例，生產(chǎn)科和設備科人員通過可視化屏幕直接獲取設備利用率、產(chǎn)品合格率等所隱含的內(nèi)容。其中，生產(chǎn)科可以讀取各設備利用率和產(chǎn)品過程合格率，調(diào)整后續(xù)訂單排產(chǎn)方案，并將上述數(shù)值均未達生產(chǎn)要求的設備報送設備科；設備科則可以讀取該數(shù)值對設備維護方案進行調(diào)整，以確保印品的高質(zhì)量生產(chǎn)。

4.2 生產(chǎn)信息數(shù)據(jù)時效性增強

生產(chǎn)信息管理平臺將圖1所示的信息數(shù)據(jù)管理流程直接減少了基礎數(shù)據(jù)采集和統(tǒng)計分析環(huán)節(jié)，信息數(shù)據(jù)周轉(zhuǎn)次數(shù)和參與信息數(shù)據(jù)計算分析人數(shù)的減少，大幅縮短了信息數(shù)據(jù)的計算分析和傳輸周期。增強印品各印制環(huán)節(jié)生產(chǎn)信息數(shù)據(jù)的時效性，有利于保持管理決策和基層生產(chǎn)執(zhí)行間的同步性，尤其是對子分公司數(shù)量多且地域相對分散的集團化公司十分重要。以某分公司對內(nèi)的生產(chǎn)管理為例，管理人員可以通過以20～30 s 的間隔進行實時刷新的產(chǎn)量等信息數(shù)據(jù)屏幕、以3 min 的間隔進行同步刷新的曲線或柱狀圖等統(tǒng)計圖表屏幕，獲取生產(chǎn)信息數(shù)據(jù)統(tǒng)計計算分析結(jié)果。簡潔易懂的信息傳達方式，既縮短了管理人員理解信息數(shù)據(jù)的時間，又達到了引導其快速做出相應操作的目的，間接保持了印品高質(zhì)量生產(chǎn)和印裝設備高利用率，減少信息數(shù)據(jù)傳遞遲滯或錯誤帶來的經(jīng)濟損失。

4.3 生產(chǎn)管理精細化水平提高

以某分公司為例，生產(chǎn)管理人員可通過信息中心可視化信息監(jiān)測屏幕對生產(chǎn)數(shù)據(jù)、設備數(shù)據(jù)、質(zhì)量數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)等基礎量值進行實時監(jiān)測，并通過后臺程序根據(jù)管理需求切換界面，對印品在不同設備、工序、車間的班組實際產(chǎn)量、計劃準確率、生產(chǎn)效率（OEE）[6]、設備利用率、產(chǎn)品（過程）合格率、環(huán)境穩(wěn)定性等生產(chǎn)情況進行逐級監(jiān)測，并且生產(chǎn)管理人員可以通過可視化界面直接查詢掌握各機臺排產(chǎn)情況，有效避免了訂單排產(chǎn)過于集中某臺設備的情況發(fā)生。同時，設備終端平板可視化操作界面簡化了復雜的工單報表，并將傳感器等記錄的生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行實時刷新顯示，實現(xiàn)了將基層生產(chǎn)人員的注意力集中于生產(chǎn)以提高生產(chǎn)效率的目的。此外，在集團公司對各子分公司進行生產(chǎn)管理期間，管理人員通過Web頁面或客戶端登錄ERP 權(quán)限賬號訪問平臺數(shù)據(jù)庫對各子分公司生產(chǎn)情況進行查閱，尤其是生產(chǎn)信息數(shù)據(jù)逐級查閱功能，明確了各層級統(tǒng)計分析工作范圍和責任，且實現(xiàn)了管理流程可視化，提高了工作效率?？梢暬缑嫒鐖D3和圖4所示。

圖3 車間整體信息可視化界面

圖4 設備終端平板信息反饋界面

5 結(jié)語

通過建設以集團公司為中心，輻射各所屬單位的生產(chǎn)信息管理平臺，實現(xiàn)了信息數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析和管理模式向信息數(shù)據(jù)共享和可視化管理的轉(zhuǎn)換，促進了相互獨立的業(yè)務流程實現(xiàn)融合化、一體化發(fā)展。實現(xiàn)生產(chǎn)信息數(shù)據(jù)數(shù)字化轉(zhuǎn)換和可視化管理，其信息數(shù)據(jù)統(tǒng)計環(huán)節(jié)較原有流程有所縮減，降低了生產(chǎn)信息數(shù)據(jù)統(tǒng)計管理對人的依賴性和生產(chǎn)管理成本，提高了生產(chǎn)信息傳遞效率和質(zhì)量。目前，生產(chǎn)信息管理平臺中已投入使用的主要功能模塊有效解決了原有管理模式中存在的一些問題，但由于中小學教材教輔印制季節(jié)性明顯，更多的輔助功能模塊需在管理平臺穩(wěn)定運行一段時間后，陸續(xù)進行開發(fā)應用。通過項目的實施，為集團公司后續(xù)信息化、智能化建設積累了一定的發(fā)展經(jīng)驗和設備基礎，并可以為尚未將可視化技術(shù)與生產(chǎn)管理進行融合發(fā)展的印刷企業(yè)提供一定的參考。