面向密封材料行业的产品族全生命周期信息集成方法及其实践
浙江国泰密封材料股份有限公司位于杭州市萧山区浦阳镇，创建于1985年，是一家专门生产填料静密封件的现代化股份制企业，也是萧山区拟上市企业之一。企业占地15万平方米，厂房9.
“国泰密封”始终把基于新产品新技术开发为主要内容的技术创新体系建设作为企业发展的不竭动力，先后与多家科研机构进行广泛的技术合作，博采众家之长，具有实力雄厚的产品研发能力，保证了企业持续、稳定、健康、快速发展。
如今，“国泰密封”已拥有各类编织填料（盘根）、柔性石墨制品、聚四氟乙烯制品、金属垫片、玻璃纤维制品和陶瓷纤维制品、橡胶制品、无石棉制品、机械密封等九大系列上万个不同规格、型号的密封件产品，属国内材质、品种、规格最全最多的企业，并可根据客户的要求制作各类特种密封材料与制品。持续10年在全国同行业同类产品的出口质量、产量、销量均居首位。
一、前言
密封材料或密封件作为一种基础的工业零配件，广泛地应用于各个领域，从复杂的工业领域，如石油化工、电力、制药等，到日常的家用领域，如家庭中的水管、家用电器等。密封材料为保持工厂、设备和产品的清洁、安全和稳定方面发挥着重要作用。如果把工厂或产品比喻成人体，那么密封件就是其中的各个关节，关节虽然没有骨格和肌肉那么显眼，但关节不好整个人体都将不能有效运行。因此，密封材料在国民经济发展过程中占据着重要作用。
信息化作为现代企业改进管理、提升竞争力的一种战略和方法，近年来在密封材料行业得到了重视和应用，大量的信息系统已经成功地在密封材料行业得到应用，提升了密封材料行业的产品研发能力，改进了企业管理水平，提高了客户服务质量，有效地促进了企业整体竞争能力的提升。随着信息化的日益深入，如何将来自不同信息系统的数据和信息进行有效地集成，从而更好地实现信息共享，提升信息利用水平，辅助提高企业决策能力和水平，成为了密封材料行业信息化建设过程中面临的新问题。本成果从产品族角度出发，系统探讨面向密封材料行业的产品族全生命周期信息集成方法、平台及其应用，从而帮助密封材料行业企业更好地利用信息技术提高地经营决策能力，应对瞬息万变的市场变化。
二、实施背景
浙江省是密封材料产品的主要生产地之一，在密封材料市场上占据着重要地位，在萧山、慈溪、温州和台州等地都形成了一定的规模的密封材料产业群。随着技术的进步和全球化网络的普遍，密封材料行业如同其他行业一样，在全球化市场下，对产品质量、产品多样化、服务需求、响应市场的时间和产品生命周期等要求都产生了很大变化。面对全球化和信息化的市场竞争环境，迫切需要企业加强管理，不断地以更为快速、更高的质量以及更加节省成本的方式进行经营，提高市场反应速度，提高产品和服务质量，从而提高其竞争能力。
信息化作为现代企业改进管理、提升竞争力的一种战略和方法，近年来在密封材料行业得到了重视和应用。以密封材料行业的龙头企业浙江国泰密封材料股份有限公司为例，近年来先后建立实施了办公自动化管理（Office Automation，OA）系统、企业资源计划（Enterprise Resource Planning，ERP）系统，尝试性地开展了产品开发设计领域的数字化应用。通过这些信息化化建设和实践活动，对提升产品研发能力、改进企业管理和提高客户服务水平等方面发挥了重要作用，促进了密封材料行业整体竞争能力的提升。
但是密封材料行业有其自身的一些固有特点，对信息化建设提出了新的要求。从信息化建设角度来看，密封材料行业的一些特点总结如下：
（1）密封材料作为基础的工业材料，广泛地应用于不同行业和不同类型的产品中，因此其客户具有广泛的分布性和差异性，客户和市场信息的收集和管理比较困难。
（2）密封材料行业产品种类繁多，客户化定制的产品比例高。由于密封材料应用领域的差异性，密封材料的产品种类非常繁多，如浙江国泰密封就有六大系列的数千种产品。同时由于客户的特殊应用需求，根据客户定制的产品数量也在较高的比例。因此如何有效地实现产品信息的统一集成管理成为了一个棘手的问题。
（3）相对而言，密封材料行业是一个比较细分的行业，其行业的总体产值和规模不是十分庞大，因此目前专门针对密封材料行业的整体信息化解决方案和产品比较欠缺。因此当前密封材料行业实现部分领域的独立信息化应用比较多，缺乏产品全生命周期范围内信息的集成与共享，具体表现为：
— 产品全生命周期内不同作业环节的信息不能得到有效地集成，相互之间共享和利用信息困难，使得利用信息的成本较高，并出现了信息不一致甚至冲突的情况；
— 由于缺乏产品全生命周期的全局信息视图，决策者不能有效地综合各方面的信息辅助科学决策。
针对密封材料行业信息化建设过程中的特点和需求，本项目以产品族为基础，从其全生命周期管理角度出发研究密封材料行业全生命周期的信息集成方法并建立产品族全生命周期的信息集成分析平台，从而促进密封材料企业内外部信息实现信息的综合集成，提高其管理和决策水平与能力。项目的成果首先在密封材料行业的龙头企业浙江国泰密封材料股份有限公司中应用，解决其系列产品全生命周期管理中的信息集成，提高信息共享和利用的水平，辅助提高企业决策能力和水平，更好地为客户提供产品技术、生产和价格等方面的信息，辅助公司更好地经营决策，应对市场变化，通过这些方面的改进，有望为企业带来产品和管理成本降低，并更好地开拓市场，将间接地为企业带来经济效益。此外，借助浙江国泰密封的行业龙头优势，可在密封材料行业推广应用项目研究成果，将帮助密封材料行业提升信息化管理水平，增强其在全球范围内的竞争优势。
三、主要实施内容
针对密封材料行业信息化建设过程中面临的上述新问题，项目提出了有针对性的解决方案：（1）针对客户和市场等企业外部信息的收集和管理困难问题，提出研究构建面向密封材料行业的Web信息获取系统，实现对相关主题Web站点信息的自动收集获取；（2）针对产品全生命周期范围内信息的集成与共享困难问题，提出从产品族角度出发系统研究基于产品族全生命周期的密封材料行业信息集成方法，并构建对应的集成分析平台，主要包括：①从产品族全生命周期信息集成角度出发优化设计密封材料行业业务流程；②提出建立静态模型与动态模型相结合的密封材料行业产品族全生命周期信息集成模型；③研究实现基于SOA/ESB的密封材料行业产品族全生命周期信息集成方法；④构建密封材料行业产品族全生命周期信息集成分析平台并展开应用。这些措施综合形成了密封材料行业产品族全生命周期信息集成的整体解决方案，其相互关系如图1所示。
（一）Web信息获取系统的构建与应用实践
面对激烈的市场竞争，企业需要及时地了解相关企业的产品研发、生产能力、原材料、营销和招标等动态信息。在生产和经营过程中，企业还需要及时掌握市场变化、产品用户评价以及用户需求等信息。国泰密封基本上建立起了企业内部各个环节的信息系统，但是对于企业外部的信息资源获取比较缺乏，如客户信息、行业信息、政府信息和市场信息等互联网中存在着大量包含上述信息的电子商务Web站点、行业门户和企业Web站点。为解决目前密封材料行业客户和市场等外部信息获取困难问题，提出构建面向密封材料行业的Web信息获取系统的解决思路。该系统采用“拉”的方式式从互联网中获取这些信息，为企业提供信息和情报服务，从而提高企业快速获取Web动态信息的能力，提高企业的信息水平，促进企业发展。图2为Web信息获取系统的逻辑流程，主要包括了主题信息源确定、Web信息采集、信息处理、信息服务和系统集成等环节。
在具体实现中，首先根据密封材料行业对Web信息获取需求，确定主要的Web信息源（Web站点、Web数据库），然后对这些Web信息源的信息资源进行搜索采集，并对采集到的Web信息进行分词、分类等信息处理，在此基础上通过浏览、检索和推荐等方式为用户提供信息服务。根据需要，这些经过处理的Web信息可能还与企业中的其他应用系统进行集成，促进信息共享与协同。
该系统于2010年3月开发完成并投入应用。开发构建的面向密封材料行业的Web信息获取系统能够根据企业的信息获取主题确定互联网上的主题Web站点，并每天自动采集这些Web站点上的信息，动态展现到系统中提供给用户使用，用户还可在该系统中进行信息检索、评论、整理等多种形式的信息整理组织工作，有效的满足了快速有效获取客户、市场等企业外部信息的需求。图3为该系统实际应用过程中的部分截图。
在企业成功使用所构建的Web信息获取系统3个月后，通过匿名调查问卷方式对系统的应用效果进行了调查评估。主要从信息获取的及时性、信息质量、信息间的关联便捷性、对工作的有用性和总体评价等5个方面采用5级制进行评价。
（二）产品族全生命周期信息集成方法、平台与应用
针对密封材料行业信息化建设过程中产品全生命周期信息集成的特点和需求，项目以产品族为基础，从全生命周期管理角度出发研究密封材料行业产品族全生命周期信息集成模型，并在此基础上研究密封材料行业产品族全生命周期内的信息集成方法，建立产品族全生命周期的信息集成平台，从而促进密封材料企业内外部信息实现信息的综合集成，提高其管理和决策水平与能力。在具体实践过程中，项目按调研分析、方案设计、关键技术攻关、平台开发与集成、典型应用与推广等5个层次的实施方案和技术路线展开，如图4所示。这些层次之间的研究是多循环的、协调的。
在项目具体实施过程中重点把握以下几个原则：
（1）对密封材料行业的信息化应用现状和业务流程进行调研分析，总结分析密封材料行业对产品族全生命周期信息集成平台的需求，为方案设计和平台研发奠定应用基础，并确立项目的研究重点。
（2）产品全生命周期管理和企业信息集成均是当前研究的热点和前沿课题，发展速度非常迅速，因此在本项目的研究过程中，实时跟踪和掌握国际的最新理论和研究成果，以保证本项研究具有先进性和技术领先性。
（3）方案设计与技术研发过程中，将充分考虑中国密封材料行业企业的实际情况，突出与中国国情相结合，使研究成果能够很好地适应密封材料行业企业信息集成的实际情况。
（4）制订详细的研究进度计划，并协调好对每一阶段性的研究成果，及时总结与交流；
（5）采取理论研究与实践验证相结合的技术路线，使研究成果体现于构建的密封材料产品族全生命周期信息集成平台中，在平台实施应用过程中来验证理论的正确性和存在的问题，并不断加以完善，以利于在企业中推广应用。
在项目实施过程中的几个关键措施的说明如下：
（1）产品族全生命周期信息集成视角下业务流程优化设计
为实现产品族全生命周期信息集成的密封材料行业企业业务流程的优化与设计，首先对密封材料行业企业产品族全生命周期信息集成的信息化建设与发展过程做出合理分析与规划，然后根据发展过程所对应的不同阶段对密封材料行业企业现有业务流程进行分析，并在此基础上结合密封材料行业的特点以及实现产品族全生命周期信息集成的需要优化和设计业务流程，包括面向产品族全生命周期信息集成的密封材料行业企业总体业务流程设计以及在此基础上的技术开发和经营管理业务流程设计。业务流程优化设计的整体思路如图5所示。
（2）提出建立产品族全生命周期信息集成模型
如何定义一个跨领域、跨阶段的全局产品族全生命周期信息集成模型，以及如何管理该信息集成模型，是产品族全生命周期视角下实现产品族信息统一维护和管理，实现信息集成和共享的重要基础。为描述密封材料行业产品族全生命周期各个阶段的信息，并揭示它们之间的本质联系和演化过程，建立完整、可重用和高度一致的集成化产品族全生命周期信息模型，提出信息静态集成和动态演化相结合的角度研究密封材料行业产品族全生命周期信息集成模型，并将其分别称为静态模型和动态模型，其中静态模型描述了密封材料行业产品族全生命周期信息集成的多维状态空间表达，动态模型在此基础上描述了信息的动态演变。
产品族全生命周期信息集成的静态模型从产品族主结构维、产品维和生命周期视图维等三个维度全面表达密封材料行业产品族全生命周期信息，它集成产品主结构、产品主结构派生的产品以及不同生命周期阶段视图为一体，形成一个集成的三维状态空间，是产品族全生命周期集成模型的静态描述，如图6所示。
产品族全生命周期是产品族发展和进化的周期，由于市场竞争和设计能力提高，产品族在整个生命周期中一直处于不断的演化过程中。如图7所示，产品族生命周期的演化过程包括产品主结构演化过程、产品的演化过程和产品生命周期视图演化过程。
（3）基于SOA/ESB的产品族全生命周期信息集成方法
为实现在产品族全生命周期内信息的有效交互和共享，采用SOA/ESB的技术实现方式，研究密封材料行业产品族全生命周期信息集成的方法，如服务总线的构建、服务的封装和组合、服务的调度和集成以及信息集成服务组件的实现等。
ESB通过将各种业务功能通过服务化的构建和封装，采用服务总线的方式实现这些业务服务之间的相互调用与集成。针对当前密封材料行业主要的已有信息系统，从产品族全生命周期的信息集成角度出发，构建了如图8所示的基于ESB的密封材料行业产品族全生命周期信息集成体系框架。该体系框架主要包括ESB基本服务层、ESB信息集成服务核心层和面向用户的应用层三个层次。
根据图8所示的基于SOA/ESB的密封材料行业产品族全生命周期信息集成服务体系框架可见，为实现基于ESB的产品族全生命周期信息集成，其关键是构建实现ESB架构所需的基本服务和具体实现产品族全生命周期信息集成的核心服务组件，项目对这些关键技术实现进行了研究并实现。
（4）构建产品族全生命周期信息集成分析平台
在产品族全生命周期视角下业务流程优化设计基础上，以产品族全生命周期信息集成模型为基础，以基于SOA/ESB的信息集成为手段，构建实现了密封材料行业企业产品族全生命周期过程流的信息集成分析平台，如图9所示。在全生命周期过程流信息集成阶段，在产品族全生命周期信息集成模型的支持下，有效地实现了对产品族全生命周期信息的描述和表示，并深刻地揭示了在全生命周期各个阶段的演化机制，在此基础上采用SOA/ESB方式实现产品族全生命周期过程流上的信息集成，从而实现全生命周期过程流上的信息协同与分析决策，实现对产品（族）全生命周期信息的数字化管理，构建数字化企业，实现全企业的数字化经营管理，有效地应对信息化与全球化环境下的竞争挑战，并确立在竞争中的领先优势。
（5）产品族全生命周期信息集成分析平台应用实施
构建的产品族全生命周期信息集成分析平台实现了国泰密封公司产品族全生命周期信息集成分析，而要让平台产生实际效益，关键在于平台的使用。产品族全生命周期信息集成分析平台的使用者主要是公司的中高层管理和决策人员，为保证它们能够有效的使用该平台，国泰密封公司采取了一系列措施:
① 建立有效的激励考核机制。信息集成分析平台主要使用者为公司中高层管理决策人员，为激发他们应用的积极性，公司制定了专门的激励考核制度，并2次由公司董事长亲自主持召开了平台应用实施工作会议，有效的促进了应用实施的推广。
② 为中高层人员配备有效的便携式电脑。中高层管理人员通常不常在办公电脑前，为便于他们按需及时使用集成分析平台，公司在2010年年中开始，逐步地为使用该平台的用户配置了便携式电脑。
③ 展开计算机应用知识的系统培训。信息集成分析平台的主要使用者——公司中高层领导由于多种原因，有相当部分人员电脑使用并不熟练，公司专门召开了3次培训。通过培训，使所有使用者具备了使用信息集成分析平台所需的基本计算机操作技能。
④展开信息集成平台的系统培训，并提供及时的指导。开发构建的产品族全生命周期信息集成分析平台基于Web架构，用户使用主要通过鼠标的点击，拖转即可实现。尽管如此，国泰密封公司还是组织了对该平台的系统培训，公司董事长亲自参加，现场一对一演练操作。并且在使用过程中，信息部及时地提供相关使用支持。
通过这些有效措施，该信息集成分析平台自2010年9月投入使用以来，在2010年12月便实现全部使用人员都能有效使用。平台的应用有效地促进了公司范围的信息共享以及决策分析，效果突出。
四、实施效果
针对密封材料行业企业范围的信息集成与共享困难问题，国泰密封从密封材料行业的产品和信息特点和需求出发，以产品族为基础，从其全生命周期管理角度出发构建密封材料行业产品族全生命周期信息集成分析平台并展开应用实践，通过实施后取得了良好的经济效果和社会效益。
（1）经济效益
2011年，公司主要产品编织填料（盘根）、柔性石墨制品、聚四氟乙烯制品等的产销比2010年增长74.92%。销售收入和利润分别比2010年增长15%和31.5%；
公司资产规模与质量去年又获大幅扩张和提高。截至2011年12月底的公司总资产和所有者权益分别同比增长5%和6.5%。
（2）社会效益
产品族全生命周期信息集成方法及其平台的应用，有效地促进了国泰密封公司管理效率和水平的提升，表现在：
①提高了中高层管理人员的决策分析能力。信息集成分析平台主要提供给国泰密封公司的中高层管理决策人员使用，他们通过该平台获得了企业范围内的全局信息视图，为决策及时有效的提供了信息支持，提高了他们的决策能力和水平。
②促进了信息共享与信息利用水平和效率的提升。通过信息集成分析平台的应用，将来自不同信息系统异构、分散的从产品族生命周期角度进行集成，有利于这些信息在不同生命周期阶段的共享利用。
③ 提升了信息系统的数据质量。信息集成分析平台中的数据来自于众多的不同信息系统。由于多种原因，各种不同的信息系统中的数据存在不同程度的错误，影响了信息的使用与共享。通过信息集成分析平台，通过中高层管理决策人员的使用，可以及时发现存在的数据错误问题，有效地促进了信息系统中数据质量的提升。
④促进了Web信息的有效利用。通过信息集成分析平台中的Web信息获取系统，可以每天自动的获取与国泰密封公司有关主题的各类Web信息，有效地提高了Web信息获取的效率和利用水平，提高了信息密集型业务的工作效率，如企业策划部、技术开发部等部门的工作效率。
此外，建立的产品族全生命周期的信息集成平台在有效促进国泰密封公司内外部信息综合集成，提高其管理和决策的水平与能力。通过示范和推广应用，将有助于增强浙江密封材料的相关企业在市场中的竞争力，进一步提高市场占有率，从而促进浙江密封材料行业快速发展，为浙江整个经济发展做出更大贡献。因此项目研究具有重要的实践价值。
