預拌混凝土企業(yè)信息化系統(tǒng)研究目錄TOC\o"1-3"\h\u16232第一章緒論 1113541.1預拌混凝土行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀 16711.2預拌混凝土行業(yè)存在問題 2289771.3預拌混凝土行業(yè)發(fā)展趨勢 214154第二章集團型預拌混凝土企業(yè)信息化系統(tǒng)需求分析 3158142.1預拌混凝土企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營特點 3136782.2集團型預拌混凝土企業(yè)基本情況 3114722.2.1南方新材料發(fā)展歷程 3277842.3集團型預拌混凝土企業(yè)面臨的問題 4145842.3.1管理方面存在的問題 4310592.3.2信息化方面需解決的問題 411764第三章集團型預拌混凝土企業(yè)生產(chǎn)運營信息化系統(tǒng)架構(gòu)應用策略 5150813.1南方新材料生產(chǎn)運營信息化系統(tǒng)架構(gòu)應用 5122063.2技術(shù)方案應用 627106第四章結(jié)論 8第一章緒論1.1預拌混凝土行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀混凝土是工程建設(shè)中不可缺少的基礎(chǔ)原材料。以湖南省為例，經(jīng)過多年發(fā)展湖南省商品混凝土年工業(yè)總產(chǎn)值超過600億元，2011年約290家（年產(chǎn)能約2.7億立方米），無證非法企業(yè)約50家；2019年有565家（年產(chǎn)能約4.5億立方米），無證非法企業(yè)350家（年產(chǎn)能約1億立方米產(chǎn)能），全年銷量僅7080萬立方米混凝土（不含縣），行業(yè)平均產(chǎn)能利用率僅25%，低于全國平均產(chǎn)能利用率35-40%，遠低于江浙地區(qū)45%的產(chǎn)能利用率。隨著國家經(jīng)濟發(fā)展及城市化進程加快，預拌混凝土的推廣力度逐步加大，從2013年的41%提升至2018年的47%。但是與歐美等發(fā)達國家相比差距明顯，2017年，美國、日本、澳大利亞的預拌混凝土利用率在80%以上，英國、法國的預拌混凝土利用率也在70%以上。1.2預拌混凝土行業(yè)存在問題預拌混凝土企業(yè)眾多，大多較為分散，預拌混凝土生產(chǎn)的原材料水泥以及天然砂石開采過程中，不僅會產(chǎn)生CO2，同時在生產(chǎn)過程當存在能源消耗，推動預拌混凝土行業(yè)進行信息化、智能化、綠色化升級改造尤為關(guān)鍵。總體而言，目前預拌混凝土行業(yè)主要存在以下問題。（1）行業(yè)準入門檻低，企業(yè)呈現(xiàn)散、小、亂的局面，由于產(chǎn)品同質(zhì)化嚴重，導致市場競爭激烈、企業(yè)效益低迷，行業(yè)整體盈利能力差。（2）混凝土企業(yè)基本都采用墊資營銷的模式，應收賬款逐年增長且高位運行，部分企業(yè)不堪重負被迫倒閉。（3）砂、石等原材料價格大幅上漲，加之國家開展環(huán)保督查，砂石供應緊張、質(zhì)量參差不齊、保供不及時，存在安全、環(huán)保及產(chǎn)品質(zhì)量隱患。（4）物流運輸存在安全風險多、管理難度大、運營成本高等問題。1.3預拌混凝土行業(yè)發(fā)展趨勢目前，國內(nèi)預拌混凝土行業(yè)不斷整合優(yōu)化，向綠色環(huán)保、智能制造轉(zhuǎn)型升級，總體發(fā)展趨勢表現(xiàn)為：（1）混凝土行業(yè)經(jīng)過快速無序增長，產(chǎn)能嚴重過剩、市場需求萎縮，向“高質(zhì)量、低速度”發(fā)展；隨著城市的不斷擴大，逐步向“減量、提質(zhì)”發(fā)展；企業(yè)間惡性競爭難以為繼，應收賬款居高不下，向“行業(yè)自律”發(fā)展；預制構(gòu)件和新產(chǎn)品技術(shù)創(chuàng)新，搶占傳統(tǒng)混凝土市場，向“延伸產(chǎn)業(yè)鏈”發(fā)展。（2）混凝土企業(yè)分散、小而亂的行業(yè)形態(tài)，逐步向“規(guī)?；?、基地化、綠色環(huán)?；钡恼麧嵐S轉(zhuǎn)變；簡單粗放的生產(chǎn)方式，逐步向“信息化、智能化、精細化”的生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變；分散、低效的物流運輸，逐步向“互聯(lián)網(wǎng)+物流”轉(zhuǎn)變。綜合上所述，面對國家經(jīng)濟高速發(fā)展、城市化進程加快，混凝土需求量不斷增長，但行業(yè)存在的固有問題始終困擾著行業(yè)轉(zhuǎn)型升級和發(fā)展，因此預拌混凝土企業(yè)必須從原有的粗放式管理向精細化管理轉(zhuǎn)變，通過建設(shè)生產(chǎn)運營信息化系統(tǒng)，優(yōu)化生產(chǎn)經(jīng)營流程，向管理要效益實現(xiàn)降本增效，提升企業(yè)核心競爭力。第二章集團型預拌混凝土企業(yè)信息化系統(tǒng)需求分析2.1預拌混凝土企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營特點（1）混凝土是指由膠結(jié)料(有機的、無機的或有機無機復合的)、顆粒狀集料、水以及需要加入的化學外加劑和礦物摻合料按適當比例拌制而成的混合料，或經(jīng)硬化后形成具有堆聚結(jié)構(gòu)的復合材料(普通是以膠凝材料、水、細骨料、粗骨料)，需要時摻入外加劑和礦物摻合料，按適當比例配合。（2）混凝土企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營特點十分明顯，混凝土產(chǎn)品是限時生產(chǎn)、交付和使用的半成品，市場半徑一般在20公里左右，具有明顯的地域特征?；炷疗髽I(yè)的“配比、銷售和風險控制”是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，銷售是重中之重，更強調(diào)“圍墻”外的服務。綜上所述，如果混凝土企業(yè)對信息掌握得不及時會影響企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量，甚至對自身的生存都造成很大的困擾，混凝土企業(yè)尤其是大型集團型混凝土企業(yè)，在由傳統(tǒng)企業(yè)向現(xiàn)代化企業(yè)的過程中，為提高企業(yè)的經(jīng)營效益和效率，推動信息化建設(shè)是十分必要和迫切的，更要將信息化不斷深入到企業(yè)經(jīng)營活動的各個環(huán)節(jié)，如圖2-1所示，主要從目標導向、商混業(yè)務運營和管理資源支撐3個層面進行，從而實現(xiàn)客戶價值的最大化。圖2-1預拌混凝土企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營環(huán)節(jié)2.2集團型預拌混凝土企業(yè)基本情況2.2.1南方新材料發(fā)展歷程2009年，中國建材集團（央企，全球最大建材供應商）大力推進水泥企業(yè)實施戰(zhàn)略聯(lián)合重組，成立了南方水泥有限公司，創(chuàng)造了水泥行業(yè)聯(lián)合重組、企業(yè)整合的經(jīng)典范例。湖南南方水泥集團有限公司（以下簡稱湖南南方）是南方水泥股份有限公司的子公司，是湖南省水泥行業(yè)最大的龍頭企業(yè)。2012年，湖南南方在鞏固現(xiàn)有水泥業(yè)務核心利潤的基礎(chǔ)上，重點推進商混業(yè)務聯(lián)合重組，短短半年時間，預拌混凝土產(chǎn)能迅速增加至1.15億立方米，占湖南省商品混凝土總產(chǎn)能的45%（其中長株潭地區(qū)占60%），形成了水泥、商品混凝土業(yè)務互動發(fā)展、相互支持的新局面。2015年，根據(jù)混合所有制試點部署，中國建材集團將湖南南方商混業(yè)務分立，成立了南方新材料科技有限公司（以下簡稱“南方新材料”）。南方新材料通過“專業(yè)化管理、市場化經(jīng)營、產(chǎn)業(yè)鏈延伸”，推進“綠色化、智能化、集約化、高端化”發(fā)展，努力建設(shè)“業(yè)績優(yōu)秀、技術(shù)領(lǐng)先、管理一流、品牌知名、黨建先進”的具有競爭力的新材料產(chǎn)業(yè)集團2.3集團型預拌混凝土企業(yè)面臨的問題2.3.1管理方面存在的問題南方新材料前期聯(lián)合重組雖然快速整合了產(chǎn)能，但對大型商混業(yè)務的經(jīng)營管理還不成熟，存在以下問題：1.聯(lián)合重組的初期，僅將混凝土企業(yè)作為水泥企業(yè)配套的銷售渠道，導致混凝土企業(yè)缺乏其市場主體地位，原有的市場競爭優(yōu)勢逐步喪失。2.對商混經(jīng)營管理模式認識不到位，仍采用原水泥企業(yè)的管理方式，未有效整合混凝土業(yè)務的各項資源，大量優(yōu)秀的技術(shù)及管理人員流失。3.對商混業(yè)務缺乏研究分析，企業(yè)內(nèi)部層級多、審批流程長、管理固化，企業(yè)不斷錯失發(fā)展機遇，導致轉(zhuǎn)型發(fā)展緩慢、適應市場變化能力不強。4.企業(yè)的干部員工大部分為原重組企業(yè)的人員，各種觀念雜糅與沖突，中國建材集團的企業(yè)文化未完全落地，對關(guān)鍵生產(chǎn)經(jīng)營環(huán)節(jié)管控不到位。2.3.2信息化方面需解決的問題1.實現(xiàn)集團管控。作為集團型混凝土企業(yè)，現(xiàn)有15個法人公司和64個分公司（混凝土企業(yè)），成員企業(yè)分布在湖南省長沙、寧鄉(xiāng)、瀏陽、益陽、株洲、湘潭、岳陽、常德、婁底、邵陽、郴州、衡陽共12個城市，面臨管理層次多、管理幅度大、數(shù)據(jù)不準確不真實等諸多問題，其中很多企業(yè)是通過整合社會場站形成的，各個企業(yè)在整合前的運營管理水平和員工隊伍質(zhì)參差不齊。要實現(xiàn)整合目標，必須在標準化、規(guī)范化、執(zhí)行力等方面進行提升。有必要通過信息化手段達到集團管控的目的，實現(xiàn)關(guān)鍵流程管控、數(shù)據(jù)實時監(jiān)控、報表集成分析，確保整個集團的生產(chǎn)運營上下一盤棋、令行禁止。2.落實閉環(huán)管理。銷售、生產(chǎn)、采購三個部門構(gòu)成了混凝土企業(yè)的業(yè)務體系，三個部門在分工上有所不同，但在業(yè)務上密切相關(guān)互為因果關(guān)系。要通過信息化手段，打破手工作業(yè)傳統(tǒng)，消除三個部門及相關(guān)業(yè)務崗位中存在的信息壁壘，降低運營中存在的各種風險，實現(xiàn)運營管理的多項目標。3.推動流程再造?；炷翆儆诹鞒绦椭圃煨袠I(yè)，特點是工藝比較固定，產(chǎn)品比較單一，沒有BOM表，最關(guān)注的是產(chǎn)能發(fā)揮率和產(chǎn)品質(zhì)量。影響產(chǎn)能發(fā)揮率的原因除了硬件設(shè)備外，更重要的是流程優(yōu)化，省去不必要的環(huán)節(jié)，優(yōu)化每個環(huán)節(jié)，把效率發(fā)揮到極致。產(chǎn)品質(zhì)量直接影響建筑安全，做好品控，需要從材料合格，需要配比準確，需要車輛接對料、送對料，各企業(yè)單據(jù)全為手工填寫，容易出錯、數(shù)據(jù)不準確，部分企業(yè)提供假數(shù)據(jù)，經(jīng)營管理存在漏洞，只有建設(shè)信息化系統(tǒng)規(guī)范業(yè)務流程，實現(xiàn)流程再造。4.改善企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)。企業(yè)工控系統(tǒng)存在缺陷，偶發(fā)數(shù)據(jù)錯誤、丟失，手工下料沒能計入到具體哪一盤的下料記錄，導致下料數(shù)據(jù)不準；沒有考慮與其它系統(tǒng)的通訊，可控性不強；工控系統(tǒng)缺乏自檢、容錯、報警、設(shè)備管理等功能；有的工控不能連續(xù)生產(chǎn)，有的連續(xù)生產(chǎn)不可控；很多系統(tǒng)由廠家離職員工在源代碼基礎(chǔ)上開發(fā)的，質(zhì)量和版權(quán)存在風險。5.整合信息化管理系統(tǒng)。部分企業(yè)在聯(lián)合重組前上線了信息化系統(tǒng)，由于開發(fā)廠商沒有版本管理的能力，每個客戶都是定制版本，如果出現(xiàn)開發(fā)人員變動，無法對客戶提供升級和bug修正服務，在邏輯設(shè)計、流程控制、便捷使用、數(shù)據(jù)交互等方面不達標。企業(yè)存在大量使用未經(jīng)授權(quán)的microsoftsqlserver、windowsserver和oracel，各企業(yè)原信息化系統(tǒng)沒有統(tǒng)一，不同品牌和版本的信息化系統(tǒng)、工控系統(tǒng)混用，極大增加標準制定、接口開發(fā)、運行維護和迭代升級的成本。第三章集團型預拌混凝土企業(yè)生產(chǎn)運營信息化系統(tǒng)架構(gòu)應用策略3.1南方新材料生產(chǎn)運營信息化系統(tǒng)架構(gòu)應用根據(jù)南方新材料總部、區(qū)域法人公司、混凝土企業(yè)三級架構(gòu)的實際情況，為應對未來組織機構(gòu)變化，如某個混凝土企業(yè)從一個區(qū)域法人公司劃歸另一個區(qū)域法人公司，以及區(qū)域法人公司新設(shè)、合并等情況，南方新材料的生產(chǎn)運營管理系統(tǒng)，由集團運營管理系統(tǒng)、混凝土企業(yè)生產(chǎn)管理系統(tǒng)、攪拌樓工業(yè)控制系統(tǒng)三大部分組成，采用集中式架構(gòu)設(shè)計，集中式架構(gòu)避免了系統(tǒng)推倒重來的風險，通過云臺數(shù)據(jù)解決方案，只需部署一套集團運營管理系統(tǒng)，除南方新材料總部外，各區(qū)域法人公司、混凝土企業(yè)就可以根據(jù)授權(quán)登錄，執(zhí)行相關(guān)操作，每年可以節(jié)約130萬元；將集團運營管理系統(tǒng)設(shè)在阿里云，還可以減少100萬元左右的機房建設(shè)費用和每年50萬元的運維費用（機房需要人員24小時值班）。（1)物理架構(gòu)。整個系統(tǒng)在物理上分為兩大部分：南方新材料部署一套云模式的集團ERP，每個區(qū)域法人公司獨立部署一套站點ERP（又稱“MES”、“制造執(zhí)行系統(tǒng)”），兩個部分實現(xiàn)數(shù)據(jù)實時雙向交互，可以降低項目建設(shè)失敗風險，降低項目建設(shè)成本，確保數(shù)據(jù)上傳下達的及時性和準確性，提升系統(tǒng)迭代、升級能力，減輕日常運維工作壓力。（2)邏輯架構(gòu)。集團ERP采用邏輯分層，在系統(tǒng)中構(gòu)建總部、區(qū)域法人公司、混凝土企業(yè)三級架構(gòu)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)訪問權(quán)限控制。有效應對南方新材料未來組織機構(gòu)和人員調(diào)整帶來的層級變化、機構(gòu)隸屬關(guān)系變化的場景，避免機構(gòu)調(diào)整造成的系統(tǒng)重新部署、機房搬遷等巨大工程。（3)技術(shù)架構(gòu)。集團ERP系統(tǒng)基于springboot和springcloud微服務架構(gòu)，嚴格限界、高度封裝、松散解耦、支持獨立部署和獨立擴展的應用組件，實現(xiàn)輕量級通信、輕量級協(xié)議、契約接口，有效應對南方新材料上線企業(yè)多、企業(yè)分布廣、組織層次多、訪問用戶多、數(shù)據(jù)量大、業(yè)務復雜、系統(tǒng)迭代要求高、擴展性要求高的應用場景。圖3-4生產(chǎn)運營信息化系統(tǒng)架構(gòu)圖3.2技術(shù)方案應用經(jīng)過反復論證，南方新材料采用大型關(guān)系型數(shù)據(jù)集群和REDIS內(nèi)存數(shù)據(jù)庫等技術(shù)，系統(tǒng)應用層采用java語言進行開發(fā)，使用消息隊列、數(shù)據(jù)泳道、異步通訊和其它分布式技術(shù)，在阿里云部署集團運營平臺，采用開源的操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫，系統(tǒng)間通訊無需固定IP光纖節(jié)約通訊費用。1.數(shù)據(jù)承載方式由于集團ERP的云模式架構(gòu)對系統(tǒng)承載力要求很高：數(shù)據(jù)存儲量滿足100年需求；數(shù)據(jù)響應時間一般控制在0.5秒內(nèi)，最大不超過1.5秒，集團化報表響應時間不超過4秒；會話用戶數(shù)沒有限制；單數(shù)據(jù)庫并發(fā)數(shù)200，整個系統(tǒng)并發(fā)數(shù)1000；吞吐量每分鐘3000筆業(yè)務。采用以下數(shù)據(jù)處理策略：分表設(shè)計。除了以下數(shù)據(jù)表外，我們還對其它表進行分表設(shè)計，突破單表無法滿足的存儲、查詢極限。這個設(shè)計容量，可以滿足100年的需求，具體如表3-1所示。表3-1分表設(shè)計數(shù)據(jù)及表規(guī)模業(yè)務數(shù)據(jù)規(guī)模系統(tǒng)設(shè)計的表規(guī)模年產(chǎn)量年消耗記錄100年消耗記錄消耗表發(fā)貨單表過磅單表2000萬方2000萬條20億條2048張512張512張（2)分庫設(shè)計。將數(shù)據(jù)庫分為系統(tǒng)庫、審批庫、商砼業(yè)務庫、銷售結(jié)算庫、材料結(jié)算庫、發(fā)貨單據(jù)庫、主機配比庫、工控消耗庫、過磅單據(jù)庫、備品備件庫、決策報表庫、日志庫等至少12個數(shù)據(jù)庫。通過分庫減輕數(shù)據(jù)庫I/O瓶頸，大幅提升系統(tǒng)承載力。未來根據(jù)業(yè)務需求，可增加預制構(gòu)件業(yè)務庫、預制構(gòu)件結(jié)算庫、干粉砂漿業(yè)務庫、干粉砂漿結(jié)算庫、骨料業(yè)務庫、骨料結(jié)算庫、外加劑業(yè)務庫、外加劑結(jié)算庫等數(shù)據(jù)庫，從數(shù)據(jù)層面保證業(yè)務擴展性。（3)分離熱點數(shù)據(jù)。很多ERP系統(tǒng)上線初期速度很快，隨著使用年限增加，系統(tǒng)越來越卡。造成這種現(xiàn)象還有一個十分普遍的重要原因是沒有處理好熱點數(shù)據(jù)。針對開始訪問量大、業(yè)務終結(jié)后訪問小、有很強生命周期的數(shù)據(jù)，將熱點數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)進行剝離。例如，將生產(chǎn)計劃分為當前計劃、歷史計劃，將發(fā)貨單分為當前發(fā)貨單和歷史發(fā)貨單，從整個表幾十萬、上百萬條記錄數(shù)中剝離出不超過100條的數(shù)據(jù)，成千上萬倍提升查詢速度。（4)緩存技術(shù)。通過redis分布式緩存技術(shù)，將會話、機構(gòu)、權(quán)限、參數(shù)、字典等放在緩存，避免對數(shù)據(jù)庫的訪問。（5)分布式技術(shù)。采用分布式技術(shù)，使用微服務架構(gòu)，對單臺服務器的性能要求不高，可以突破單臺服務器的能力限制。我們將整個后端應用分為多個服務，每個數(shù)據(jù)庫對應1個服務，我們還將前端應用和后端應用相分離。如果出現(xiàn)訪問瓶頸，可以直接將后端服務和前端應用在不同服務器上部署多份。（6)異步處理。系統(tǒng)采用的微服務技術(shù)，各服務間采用消息隊列進行數(shù)據(jù)通信，通過異步處理的方式，既保證最終一致性，又大大減少對資源的鎖定和占用，提升系統(tǒng)可用性和用戶的操作性。（7)負載均衡。負載均衡包括從用戶訪問、服務調(diào)用中間各個層次的負載均衡。（8)限流監(jiān)控。系統(tǒng)可以實時監(jiān)控用戶訪問流量，在流量達到閾值時，系統(tǒng)自動啟用限流措施，避免造成系統(tǒng)崩潰。在訪問流量下降后，系統(tǒng)又會自動取消限流。2.數(shù)據(jù)存儲方式根據(jù)集團型混凝土企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營特點，采用集中分散結(jié)合的存儲模式：（1)各站點單獨部署獨立數(shù)據(jù)庫?；炷辆哂幸啄Y(jié)和零庫存的特點，生產(chǎn)澆筑過程中不能中斷，否則會造成重大安全生產(chǎn)事故。而生產(chǎn)混凝土的站點，生產(chǎn)環(huán)境復雜，有些比較偏遠，外網(wǎng)斷網(wǎng)事件時有發(fā)生，給信息化運行帶來挑戰(zhàn)。因此，必須在各站點部署一套獨立的數(shù)據(jù)庫和站點MES系統(tǒng)，確保斷網(wǎng)條件下依然能夠生產(chǎn)。網(wǎng)絡恢復情況下，站點數(shù)據(jù)自動上傳到集團ERP系統(tǒng)。（2)整個集團ERP建立集中數(shù)據(jù)庫。集團ERP系統(tǒng)需要發(fā)揮管控、結(jié)算等功能，必須能夠獲取所有站點的全部數(shù)據(jù)。因此，集團ERP系統(tǒng)從上線開始就扮演著商混業(yè)務數(shù)據(jù)倉庫的角色。集團ERP系統(tǒng)將標準、合同、訂單和控制指令實時下發(fā)到各站點MES系統(tǒng)，各站點MES將業(yè)務數(shù)據(jù)實時上傳到集團ERP系統(tǒng)。3.數(shù)據(jù)交互方式（1）與物料供應商的系統(tǒng)對接。根據(jù)材料供應商的不同，提供通訊接口的服務端或客戶端