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企业生产管理数据仓库构建

发布时间:2023年05月17日 来源:中国自动识别网 作者:赵京鹤 郭立 商秋平

随着信息化技术不断向企业渗透,生产管理信息化工作经历了近二十年的发展,目前已经形成以MES为主的软件体系管理,并通过与ERP的对接实现生产管理向企业综合管理的信息传导。但主要是以模式化软件管理为主要的构建方式,这种模式下采集和处理数据的流程相对固定,产生数据的内容较为单一,较难满足企业在生产管理发展过程中产生的各类个性化需求,这也是众多信息系统饱受诟病的主要原因。
基于数据仓库构建的管理模式与传统的信息系统不同,其出发点为企业生产管理中对于数据支撑的需求,以一种更加全面的视角去审视生产管理的全过程。而所采集的数据范围也将涵盖IT层、OT层和非系统产生的各类数据,最终呈现的结果以满足不断变化的生产管理为目的。这种模式在云计算、大数据等技术逐渐普及的今天,已经基本成为企业数字化转型中的主要方式。
 
数据仓库构建思路
构建数据仓库核心在于对数据供给和需求的把握,一个好的数据仓库体系构建,不仅要满足业务对象对于数据的需求供应,更重要的是在能够全面掌握数据供应的情况下,构建尽可能全面的生产数据资源池。
在此基础上,以业务需求作为出发点,寻找到每一个业务点对应的数据要素,根据数据要素拆解组成该要素的数据源和逻辑算法,形成相应的数据模型,并以此为核心构建数据仓库。
通过数据仓库与数据资源池之间进行数据血缘分析,梳理形成相应的数据脉络,形成数据采集、存储、分析、服务四大内容组成的数据仓库体系,从而达到对于生产业务的有效支撑。
 
数据仓库构建方向
数据仓库的构建方面主要以业务为导向,围绕对已有业务的数据支撑和不断变化的业务需求支撑这两方向开展。
已有业务支撑方面  理清生产过程中所涉及的业务,并以此为基础梳理出来相关的信息系统与线下非系统数据,形成对于已有数据的资产盘点。该种方式最大程度上保证现有业务的平稳运行,并能将业务数据价值化,实现已有数据资产保全。
新增业务需求方面  按照生产执行、生产管理、生产调度等不同的业务维度开展需求要素和指标分析,并根据对接的微服务内容构建各类数据仓库,形成基础库、主题库和专题库三大类。该种方式是在对原有数据资源的增值服务,实现生产业务数据的二次挖掘,从而支撑企业进行数字化转型的业务需求。
 
数据仓库构建内容
数据仓库的构建方面主要是基于工业互联网的DAAS层进行构建,在构建思路上围绕生产过程全生命周期内产生的各类数据为主要构建数据项,开展包括数据资源梳理、生产管理、生产调度、科技与工艺、设备等综合管理各类主题数据库构建与数据服务等方面的工作。
数据资源梳理  针对现有的信息系统、非系统表格、物联网传感等多源异构数据进行登记与盘点和关系梳理的过程。在整个过程中主要是通过访谈、登记、信息系统整理等方式梳理出整个生产链条中的数据源和数据关系,形成数据资产目录。
生产管理  主要包括生产年度/月度计划、日排产计划、生产工单、作业指令、物料消耗信息、生产成本信息、产品化验结果等;
生产调度管理  主要包括生产调度计划、调度标准指令集、标准问题集、调度指令下达信息、调度问题、调度日志、应急事件;
HSE体系  主要包括风险/隐患信息、事故/事件信息、安全检查计划、安全检查记录、应急预案、应急物资与装备、职业病记录。污染源监测信息、节能减排计划、节能减排量;
科技与工艺  主要包括生产技术标准、工艺专利信息、科技项目信息;
设备  主要包括设备台账信息、设备功能位置、设备配套计划、设备采购计划、设备领用记录、设备维修计划、故障类型、设备维修记录、设备资产折旧信息。
 
数据仓库架构设计
数据架构的开发方法可以定制化TOGAF阶段C数据架构开发方法,主要包括:选择参考数据模型、数据视图和工具;梳理当前数据模型,作为基线;定义未来数据模型,作为目标;进行基线和目标数据模型的差距分析;消除差距,定义数据模型发展路线图及需要的数据组件;解决跨架构景观的影响;引导正式的利益相关者审查;定稿数据模型;创建数据模型文件。
数据架构主要输入内容包括:架构工作请求书;能力评估;沟通计划;企业和数据架构组织模型;已裁剪的企业和数据架构框架;数据架构原则;架构工作说明书;架构愿景;架构存储库;架构定义文件初稿(含业务架构);架构需求规格初稿,其中包括差距分析结果,和相关技术需求;架构路线图的业务架构组件。
数据架构的输出内容包括:业务/概念数据模型;逻辑数据模型;数据管理流程模型;数据实体/业务功能矩阵。
 
数据仓库未来发展方向
数据仓库作为工业互联网、云计算、大数据的数据基座,而数据仓库的构建比传统的信息系统数据库具有更强的可用性和灵活性,未来将为企业的生产管理构建起更加丰富的信息处理支撑环境。在应对多元化的企业管理需求方面,通过构建不同主题的数据仓库,可以快速准确给予支撑。
随着SOA架构及微服务架构在企业数字化中的作用逐渐增强,未来数据仓库一方面将成为管理企业数据资产的主要手段,一方面将为各类微服务化的业务功能提供全面的数据存储、分析和服务支撑。并将最终成为数字化转型的核心。
 
 
作者单位:赵京鹤/北京航天智造科技发展有限公司;
郭立/大唐融合通信股份有限公司;
商秋平/中国物品编码中心
《中国自动识别技术》2023年第2期总第101期

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