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1、 一、 制造业信息化概述 信息化是当今社会发展的趋势，信息技术正在以人们想象不到的速度向前发展。信息技术也正在向制造行业注入和融合，促进着制造技术和生产销售的的不断发展。可以说现代制造业的形成与发展，无不与信息技术的应用与注入有关。它使制造技术的技术含量提高，使传统制造技术和销售模式发生质的变化，在 21世纪对制造业的各方面发展将起着更重要的作用。 信息技术促进着设计技术的现代化， 加工制造的精密化、 快速化， 自动化技术的柔性化、智能化，整个制造过程的网络化、全球化。各种先进生产模式的发展，如 CIMS、并行工程、精益生产、灵捷制造、虚拟企业与虚拟制造，也无不以信息技术的发展为支撑。产品设计
2、。改进的技术包括 CAD、CAE 等技术不断继续发展、完善，并得到更全面的应用。在实现了计算机计算、绘图的基础上，当前突出反映在数值仿真或虚拟现实技术在设计中的应用，以及现代产品建模理论的发展上，并且向智能化设计方向发展。 现代制造行业正向全生命周期设计的方向发展。传统的设计只限于产品设计，全生命周期设计则由简单的、具体的、细节的设计转向复杂的总体的设计和决策，要通盘考虑包括设计、制造、检测、销售、使用、维修、报废等阶段的产品的整个生命周期。信息技术、管理技术、工业技术紧密结合，先进生产模式不断完善和发展。这就是我们常说的产品生命周期的管理(PLM)。产品生命周期是一种战略性的业务模式，支持产
3、品信息在全企业和产品全生命周期内（从概念到生命周期结束）的创建、管理、分发和使用，它集成了员工、流程和信息等要素。 信息技术大大提高了制造企业在生产管理和销售管理方面的发展。ERP在企业的发展方面起着举足轻重的作用。ERP 的概念是著名产业科技研究单位Gartner Group 在 90 年代初期依据信息技术的发展及供应链管理所提出的观念， 以推论制造业管理信息系统的发展趋势。 简单地说，ERP 是“一个大型模块化、集成性的流程导向系统，集成企业内部财务会计、制造、进销存等信息流，快速提供决策信息，提升企业的营运绩效与快速反应能力。”它是 e 化企业的后台心脏与骨干，任何前台的应用系统包括 E
4、C、CRM、SCM 等都以它为基础。 二、 制造业信息系统概述 制造企业的业务软件通常由以下几部分组成： z ERP 系统 ： FI(Finance)财务子系统 SD (Sales and Distribution) 销售与流通子系统 MM (Materials Management)物料信息子系统 PP (Product Planning) 生产计划子系统 z BW（ Business Warehouse）商业数据仓库系统 z CRM（ Customer Relation Management）客户关系管理系统 z SRM（ Supplier Relation Management）供应商关
5、系管理系统 z CAD/CAE 设计系统 z PDM（ Product Data Management）产品数据管理系统 ERP (Enterprise Resource Planning)软件系统是指在企业组织中提供种类繁多的业务流程支持的应用软件。 企业在上 ERP 之前可能已经有了财务软件，但它们并没有和定单系统紧密集成在一起，并没有和生产系统集成在一起。早期有些 ERP 只能负责某一个独立的商业流程。现代的 ERP 系统因为所有商业流程共享统一的数据字典和数据对象而成为一个完整的应用系统软件。 在 ERP 的世界里，比较出名的产品有 SAP R/3 和 Oracle 的 Applica
6、tion Server 等这样一些知名产品。 CAD 在早期是英文 Computer Aided Drafting (计算机辅助绘图)的缩写，随着计算机软、硬件技术的发展，人们逐步的认识到单纯使用计算机绘图还不能称之为计算机辅助设计；真正的设计是整个产品的设计，它包括产品的构思、功能设计、结构分析、加工制造等。二维工程图设计只是产品设计中的一小部分；于是 CAD 的缩写也由 Computer Aided Drafting 改为 Computer Ai ded Design，CAD 也不再仅仅是辅助绘图，而是整个产品的辅助设计。 CAD 是CAE、CAM 和PDM 的基础。在 CAE 中无论是单
7、个零件、还是整机的有限元分析及机构的运动分析，都需要 CAD 为其造型、装配；在 CAM 中，则需要 CAD进行曲面设计、复杂零件造型和模具设计； 而PDM 则更需要 CAD 进行产品装配后的关系及所有零件的明细(材料、件数、重量等)。在 CAD中对零件及部件所做的任何改变，都会在 CAE、CAM 和PDM 中有所反应。所以如果 CAD 开展的不好，CAE、CAM 和PDM就很难做好。 CAE 是计算机辅助工程(Computer-Aided Engineering)的英文简称，随着计算技术的发展， 企业可以建立产品的数字样机， 并模拟产品及零件的工况， 对零件和产品进行工程校验、有限元分析和计
8、算机仿真。在产品开发阶段，企业应用 CAE 能有效地对零件和产品进行仿真检测，确定产品和零件的相关技术参数，发现产品缺陷、优化产品设计，并极大降低产品开发成本。在产品维护检修阶段能分析产品故障原因，分析质量因素等。 有限元分析在 CAE中运用最广，有限单元法的基本思想是将物体（即连续的求解域）离散成有限个简单单元的组合，用这些单元的集合来模拟或逼近原来的物体，从而将一个连续的无限自由度问题简化为离散的有限自由度问题。物体被离散后，通过对其中各个单元进行单元分析，最终得到对整个物体的分析结构。随着单元数目的增加，解的近似程度将不断增大和逼近真实情况。 PDM 的中文名称为产品数据管理（ Prod
9、uct Data Management） 。 PDM 是一门用来管理所有与产品相关信息 (包括零件信息、配置、文档、 CAD 文件、结构、权限信息等 )和所有与产品相关过程 (包括过程定义和管理 )的技术。 PDM 的确是一种“管得很宽”的软件，凡是最终可以转换成计算机描述和存储的数据，它都可以一概管之 ,例如：产品结构和配置、零件定义及设计数据、 CAD 绘图文件、工程分析及验证数据、制造计划及规范、 NC 编程文件、图像文件（照片、造型图、扫描图等） 、产品说明书、软件产品（程序、库、函数等“零部件” ） 、各种电子报表、成本核算、产品注释等、项目规划书、多媒体音像产品、硬考贝文件、其它电
10、子数据等。 三、 制造业信息系统需求分析 制造业信息系统中最重要的是信息，包括生产、材料信息和市场销售信息等。制造业IT 部门面临的最明显挑战是由信息数字化造成的信息量持续增长带来的，这些增长来源于： z ERP 中的数据库数据的不断增长； z 更多类型的数据：财务、表单、归档，结构化数据（如数据库）及非结构化数据（如票据工单影像、报告、视频、演示文稿等） ； z 更多用途的数据：领导决策、市场方向、知识管理以及数据挖掘 z 更多设备产生的数据：质量控制、仪器 z 更多管理法规：有些企业对信息安全的要求 如同其他行业一样，制造业在 IT 规划建设中也面临着各种各样的挑战 z 在制造业中 ERP
11、、供应链管理和生产管理系统都有自己的存储系统，形成了信息孤岛，缺乏一个整合的、单一界面的管理工具来实现系统之间的信息共享和联系； z 在系统升级或者数据迁移的时候， 面临 ERP 服务中断时间过长， 缺乏快速部属 ERP子系统的方法和方案，没有更好的办法进行系统的测试和开发； z 历史数据过于繁杂、数量众多，导致系统性能下降； z 如何利用现有网络信息构建一个按单生产的制造系统， 并合理安全地保护设计文件 z 制造业中的数据众多，种类复杂，现有系统对数据存储的存取方式单一，不能优化信息存取，没法缩短产品设计的生命周期， TCO 非常高 总体来讲，制造业信息化的关注点在于： z 如何满足业务连续
12、性要求 关键系统高性能 关键服务不停顿 关键数据不丢失 z 如何解决数据容量迅速增长带来的成本、管理等问题 四、 制造业信息系统推荐方案 4.1. 方案综述 EMC 制造业解决方案可在整个企业内及以外的环境中实现稳定、安全的信息流。制造业解决方案使您能够将整个供应链连为一体。 EMC 解决方案还提供了确保您的关键业务应用程序的高可用性所要求的监控、重启和复制功能。 针对 ERP 的解决方案 改进系统可用性，最大限度地减少中断，并优化您的 ERP生产环境。 备份、恢复和归档 复制和恢复数据，以提供更强的信息保护，并实现对管理法规和公司政策的遵守。 制造业应用程序的高可用性 确保关键业务应用程序的
13、高可用性， 将数据复制到本地或远程位置， 并在因为计划内或计划外停机而导致自动进行故障切换和业务重启时监控您的应用程序、服务和服务器。 基于前文针对制造业信息系统的需求分析，可以总结企业核心应用的特点如下： z ERP 数据类型：数据库 (SQL, Oracle 等） 性能要求：同时访问人数多，并发性能要求高 可用性要求：不能停机 数据量：几十到几百 GB 要求安全有效的数据保护 z PDM 系统 数据类型：数据库 +文件 性能要求：同时访问人数较多，但传输数据量大，带宽要求高 可用性要求：不能停机 数据量：很大且增长很快，从几 TB 到几十 TB 制造业中不同业务应用系统的需求不尽相同。我们
14、以企业的两个最有代表性的应用为例，分析其来自企业业务的需求： z ERP 系统 产品种类的增多和企业的扩张，需要保证系统的性能满足业务发展的需要； 需要满足 7x24 小时高可靠运行的业务连续性要求； 需要保证数据的安全性和可恢复性； 在系统负荷上升到一定程度后，大量不活动但很重要的数据给系统带来的负担； z PDM 系统 如果仍然采用 PDM 自身的数据库系统，如何实现大量各种寸的设计文件信息共享和查询？ 如果只是把设计文件集中于平面的容器中，安全性如何保证？ 需要满足 7x24 小时高可靠运行的业务连续性要求； 共享文件到达一定数量以后如何实现系统的可扩展性和保证系统性能不降低； 制造业其
15、他应用系统还包括： CAD/CAE、知识库、 OA、杀毒系统、文件服务器、 WEB、Email 等。 根据制造业应用系统的性能和可用性分析，可以得出相应推荐的存储系统架构如下： 典型存储架构 应用 性能 容量 数据保护 连续性FC SAN IP SAN NAS ERP 数据库 高 低 高 高 优选 PDM 数据库 高 低 高 高 优选 设计图像文件 中 高 高 高 优选 可选 CRM 数据库 中 低 高 高 推荐 可选 邮件系统 中 中 中 中 推荐 可选 基于制造行业信息化的关注点，我们分以下几方面阐述 EMC 面向制造业的信息基础架构： z 高可用存储系统架构 z 备份与恢复解决方案 z 增强型业务连续性 容灾解决方案 4.2. 高可用存储架构方案 针对制造业应用系统的存储需求，建议采用 FC SAN+IP SAN 的存储架构：将 ERP 系统、 PDM 系统等核心应用通过 FC SAN 进行连接，实现高性能、高可用的存储；同时将一些边缘应用如 WEB、 Email 等通过 IP SAN 进行连接，实现低成本、高效率的存储。整体架构从以下几方面综合设计，以满足业务连续性的要求： z 存储系统的高可用性：采用全球销量超过 30 万台、经过用户验证达到 99.999%可
