制造业信息化工程PPT课件
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制造业信息化工程(ppt 82)
⑦ 有效、及时的经营决策—广义资本经营
有些经济学家对我国企业的诊断的结果认为：
当前我国企业存在的关键问题 不是管理，而是经营
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深入研究社会需求的变化和潜在需 求,强化产品创新,缩短产品生命周期, 是企业获得丰厚回报的重要举措。当 前, “产品创新能力低”、“经营观 念落后、保守”是我国多数企业的共 性薄弱环节，是制约我国企业发展的 主要“瓶颈”之一。
1. 2 国际先进制造技术发展现状 （1） 现代市场竞争的特点
产品生命周期缩短时间成为竞争的决定性因素。
交货期（产品开发周期）成为主要竞争因素。
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产品上市时间对制造企业利润的重要性
原因 利润减少
开发成本增 50% 4%
制造成本增 10% 22%
产品上市 延迟6个月
33%
假设：5年的产品寿命； 20%的市场增长率； 每年2%的价格降低。
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“服务”已被纳入产品的范畴,是产品整体 形象中不可缺少的部分
⑥ “产品创新”是企业的核心竞争力。
先进国家产品平均生命周期 3.5年
我国产品平均生命周期 10.5年
传统产品的生产力,已远远超过社会的需求,传统产品 的竞争日趋白热化,常常陷入竞相压价的恶性竞争.
产品生命周期的缩短成为竞争的决定性因素
一个国家只有生产得好才能 生活的好!
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1. 先进制造技术
1.1 先进制造技术的特点：
——与传统制造技术相比
※ 先进制造技术以实现优质、高效、低 耗、清洁、灵活生产、提高产品对动态多变市 场的适应能力和竞争力为目标。
※ 先进制造技术不局限于制造工艺，而 是覆盖了市场分析、产品设计、加工和装配、 销售、维修、服务，以及回收再生的全过程。
有些经济学家对我国企业的诊断的结果认为：
当前我国企业存在的关键问题 不是管理，而是经营
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深入研究社会需求的变化和潜在需 求,强化产品创新,缩短产品生命周期, 是企业获得丰厚回报的重要举措。当 前, “产品创新能力低”、“经营观 念落后、保守”是我国多数企业的共 性薄弱环节，是制约我国企业发展的 主要“瓶颈”之一。
1. 2 国际先进制造技术发展现状 （1） 现代市场竞争的特点
产品生命周期缩短时间成为竞争的决定性因素。
交货期（产品开发周期）成为主要竞争因素。
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产品上市时间对制造企业利润的重要性
原因 利润减少
开发成本增 50% 4%
制造成本增 10% 22%
产品上市 延迟6个月
33%
假设：5年的产品寿命； 20%的市场增长率； 每年2%的价格降低。
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“服务”已被纳入产品的范畴,是产品整体 形象中不可缺少的部分
⑥ “产品创新”是企业的核心竞争力。
先进国家产品平均生命周期 3.5年
我国产品平均生命周期 10.5年
传统产品的生产力,已远远超过社会的需求,传统产品 的竞争日趋白热化,常常陷入竞相压价的恶性竞争.
产品生命周期的缩短成为竞争的决定性因素
一个国家只有生产得好才能 生活的好!
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1. 先进制造技术
1.1 先进制造技术的特点：
——与传统制造技术相比
※ 先进制造技术以实现优质、高效、低 耗、清洁、灵活生产、提高产品对动态多变市 场的适应能力和竞争力为目标。
※ 先进制造技术不局限于制造工艺，而 是覆盖了市场分析、产品设计、加工和装配、 销售、维修、服务，以及回收再生的全过程。
制造业信息化与工业设计ppt课件
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快速成型制造（RP&M）技术
快速成型制造(Rapid Prototyping Manufacturing-RP&M)技术是使用RP技术，由CAD模型直接驱动的快速完 成任意复杂形状三维实体零件的技术的总称。
快速成型(Rapid Prototyping--RP)技术是一种基于离散堆积成型 思想的新型成型技术，它根据零件或物体的三维模型数据，快速、 精确地制造出零件或物体的实体模型，无需任何专用工具。
CRM
过程自动化 系统
软软 构构 件件
软软 构构 件件
软软 构构 件件
计划调度
实时数 据库
EPA
ERP
MES
现代集成制造系统平台、企业建模、应用服务器
重点行业现代集成制造系统 （航空、航天、铝业、镁合金）
典型区域网络化制造系统/ASP (成德绵、关中、浙江、重庆）
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面向行业典型产品的三维数字化设计专用系统及工具集
专用行业 工具集 应用平台
应用层
家电 设计
装备 设计
模具 设计
其它行业
设计流程导航
专业设计 零件库
专业设计 知识库
工业设计
设备电路 布线设计
逆向 钣金 动画/ 复杂 接口：CAPP/ 工程 设计 仿真 曲面造型 CAM/CAE/RP
基于WEB 的
系统组件
通用平台层
零件 装配 设计 设计
特征造型
工程图 工业 设计 渲染
培育制造业信息化软硬件产业、中介及咨询服务业， 形成一批制造业信息化专业化、网络化的服务公司；
培养一批人才，形成一支推进制造业信息化的专业队 伍。
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制造业信息化工程任务体系结构
制造业信息化工程
制造业信息化-PPT课件
案例3：
21世纪的市场正在发生根本性的变化，产品生产周期缩短、品种增加、批量减小、用户对产品的 交货期、价格和质量的要求以及对产品的个性化需求越来越高。 宁破XXX集团是一家以生产和销售服装为主的股份制产业集团。集团老总曾感叹：“服装出了厂 门就不知去向。不知道是否卖掉，在什么地方卖掉，何时卖掉。”XXX集团通过实施信息化工程 解决了这一问题，将全国各地几千家卖场的信息按天收集汇总，通过数据挖掘，掌握了市场动向， 并整合了从上游的面料生产企业到下游的销售网点，使之成为一个信息畅通、反应迅速的有机整 体，从而在减少库存的同时，对客户需求做出快速反应、扩大了销售量。
二、制造业信息化的发展概况
在项目研制阶段，作为投标方的波音公司和洛克希德.马丁公司在阳极的生产过程中， 分别结合各自的生产特点，大量应用了信息化技术。 通过采用先进的信息系统和计算机辅助设计、制造技术，在武器装备快速研制、全生命 周期管理、降低研制成本、提高武器装备经济可承受等方面取得了相当显著的效益。 联合攻击战斗机研制计划是应用信息技术的成功案例，代表可信息技术的发展趋势。 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ 广泛应用数字化设计及预警装配技术 虚拟开发环境覆盖全生命周期每一阶段 采用并行工作方式实现异地联合设计制造 产品数据管理极大地简化了工作程序，保证了准确性 广泛应用集成制造系统技术 通过精益制造实现经济可承受性 采用信息化生产技术实现生产的快速转换
JSF的主要研制技术特点： ① 全球数字协同网络 ② 整个系统实行PLM ③ 与任何CAx系统兼容 ④ 超过5万个用户 ⑤ 超级保密，迅即访问 ⑥ 可快速/低风险地扩展 ⑦ 在一条生产线上生产和装配4各军种用的3种机型 ⑧ 使用同一种通用的支援和维护系统 ⑨ 各种机型之间的零部件/系统/设备的通用性达到80%以上
制造业信息化课程课件
原理
准时生产方式是通过生产的计划和控制及库存的管理，追求一种无库存，或库存达到最小 的生产系统。它的核心是追求一种无库存的生产系统，或使库存达到最小的生产系统。
特点
品质 投放市场时间 效率 学习
柔性 产品多元化 适应性
对生产制造的影响
生产流程化 资源配置合理化 生产均衡化
精益生产（LP）
概念
计算机集成制造（CIMS）
概念
计算机集成制造系统（Computer Integrated Manufacturing System，简称CIMS） ，它是在信息技术自动化技术与制造的基础上，通过计算机技术把分散在产品设计制造过程中 各种孤立的自动化子系统有机地集成起来，形成适用于多品种、小批量生产，实现整体效益的 集成化和智能化的制造系统。
1.2.1 新的发展阶段
但， 我国制造业大而不强，不可持续发展问题凸显。
*自主创新能力不强：核心技术对外依存度高，高端装备的关键零部件依赖进口。 *处于价值链低端：产品多数处于附加值较低的“制造-加工-组装”环节，产品附加值较低。 *生产经营效率不高：2011年我国制造业增加值率为21.5%，发达国家在35%以上。动生产率约 为发达国家的36%--40%。 *产业结构不合理：一般加工工业和资源密集型产业比重过大，技术密集型产业所占比重偏低，为 用户提供服务的现代制造服务业占比偏低。 *产品质量问题突出：质量直接损失每年1700亿元以上，间接损失超万亿，食品安全事故时有发生， 危及人民生命健康和损害国家形象。
制造资源计划（MRPⅡ）
概念 制造资源计划（Manufacturing Resource Planning，MRP II），是在物料需求计划上
发展出的一种规划方法。它是以物料需求计划MRP为核心，覆盖企业生产活动所有领域、有 效利用资源的生产管理思想和方法的人－机应用系统。
现代集成制造系统(CIMS)和制造业信息化工程(MIE)(ppt 108页)
其中在CIM系统体系结构中要加入经济视 图的观点，是作者在国际上首次提出的。 近年来，SLA已逐渐为国内外的CIM专家 所接受。
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SLA
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建模方法
功能视图建模方法
IDEF0：ICAM DEFinition method 的缩写,是美国空军在70年代末80年代
初ICAM(Integrated Computer Aided Manufacturing)工程在结构化分析和设计 方法基础上发展的一套系统分析和设计方法。
一个很好的工具。获取本体论的动机是“可再用性”(reusability)。IDEF5是
IDEF家族的一种本体论获取方法
WBS：工作分解结构
RAD：快速应用程序开发
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建模方法
过程视图的建模方法
IDEF3：IDEF3方法能使专家通过定义活动的顺序和活动间的关系来交流
一个系统的过程流。IDEF3用两个基本组织结构－场景描述（Scenario）和对 象（Object）来获取对过程的描述。
SLA(Stair-Like CIM System Architecture)
清华大学陈禹六教授领导的课题组根据我 国实施CIMS的经验并吸取了国外各种 CIM系统体系结构的优点，于1994年提出 了六视图阶梯形CIM系统体系结构 （Stair-Like CIM System Architecture， 简称SLA）。
技术趋势
数字化设计制造 虚拟样机 全球采购和分销 大规模定制
通用公司应用状况
开发周期（48月－>24月－> 12月） 碰撞试验（100次 －> 50次） 个性化定单 －> 3小时 通过在线采购降低成本10％
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现代集成制造系统相关技术发展趋势
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SLA
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建模方法
功能视图建模方法
IDEF0：ICAM DEFinition method 的缩写,是美国空军在70年代末80年代
初ICAM(Integrated Computer Aided Manufacturing)工程在结构化分析和设计 方法基础上发展的一套系统分析和设计方法。
一个很好的工具。获取本体论的动机是“可再用性”(reusability)。IDEF5是
IDEF家族的一种本体论获取方法
WBS：工作分解结构
RAD：快速应用程序开发
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建模方法
过程视图的建模方法
IDEF3：IDEF3方法能使专家通过定义活动的顺序和活动间的关系来交流
一个系统的过程流。IDEF3用两个基本组织结构－场景描述（Scenario）和对 象（Object）来获取对过程的描述。
SLA(Stair-Like CIM System Architecture)
清华大学陈禹六教授领导的课题组根据我 国实施CIMS的经验并吸取了国外各种 CIM系统体系结构的优点，于1994年提出 了六视图阶梯形CIM系统体系结构 （Stair-Like CIM System Architecture， 简称SLA）。
技术趋势
数字化设计制造 虚拟样机 全球采购和分销 大规模定制
通用公司应用状况
开发周期（48月－>24月－> 12月） 碰撞试验（100次 －> 50次） 个性化定单 －> 3小时 通过在线采购降低成本10％
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现代集成制造系统相关技术发展趋势
制造业信息化工程(ppt82)
① “定型产品”向“定制产品”转化.面 向顾客的产品。
现代市场越来越强调个性,企业规范的“定型产品” 越来越难以被用户接受。市场要求“每套产品应该 像艺术品那样具有个性.”
② 最大限度的缩短产品交货期.
用户希望尽快从购买产品中得到经济回报。早日回 收投资。
企业自身提高资金周转率，降低成本，获取经济效 益
系统工程.
企业必须 强化产品创新，以最短的交货期、优 秀的产品质量、最低的成本、优质服务的整体 形象（TQCSE）参与市场竞争，才能使企业夺 得生存与发展的主动权。 “信息化工程”应该为企业达到这一目标提供 有力的支持。
⑴总体规划是MIE能取得良好效果的关键
TQCSE是企业的共性追求，但是不同企业的需求,存在许多差异 企业产品特点不同 产品的客户群不同 生产模式不同 经营管理模式不同 企业文化不同 资源（人力、财力、物力） 企业发展目标不同 企业机制不同, 等等
天才只意味着终身不懈的努力。21.5.265.26.202108:3008:30:57May-2108:30
2、Our destiny offers not only the cup of despair, but the chalice of opportunity. (Richard Nixon, American President )命运给予我们的不是失望之酒，而是机会之杯。二〇二一年五月二十六日2021年5月26 日星期三
3、Patience is bitter, but its fruit is sweet. (Jean Jacques Rousseau , French thinker)忍耐是痛苦的，但它的果实是甜蜜的。08:305.26.202108:305.26.202108:3008:30:575.26.202108:305.26.2021
现代市场越来越强调个性,企业规范的“定型产品” 越来越难以被用户接受。市场要求“每套产品应该 像艺术品那样具有个性.”
② 最大限度的缩短产品交货期.
用户希望尽快从购买产品中得到经济回报。早日回 收投资。
企业自身提高资金周转率，降低成本，获取经济效 益
系统工程.
企业必须 强化产品创新，以最短的交货期、优 秀的产品质量、最低的成本、优质服务的整体 形象（TQCSE）参与市场竞争，才能使企业夺 得生存与发展的主动权。 “信息化工程”应该为企业达到这一目标提供 有力的支持。
⑴总体规划是MIE能取得良好效果的关键
TQCSE是企业的共性追求，但是不同企业的需求,存在许多差异 企业产品特点不同 产品的客户群不同 生产模式不同 经营管理模式不同 企业文化不同 资源（人力、财力、物力） 企业发展目标不同 企业机制不同, 等等
天才只意味着终身不懈的努力。21.5.265.26.202108:3008:30:57May-2108:30
2、Our destiny offers not only the cup of despair, but the chalice of opportunity. (Richard Nixon, American President )命运给予我们的不是失望之酒，而是机会之杯。二〇二一年五月二十六日2021年5月26 日星期三
3、Patience is bitter, but its fruit is sweet. (Jean Jacques Rousseau , French thinker)忍耐是痛苦的，但它的果实是甜蜜的。08:305.26.202108:305.26.202108:3008:30:575.26.202108:305.26.2021
工业工程与制造企业信息化工程(PPT-77)PPT课件
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结论
无论是在买方市场或卖方市场的环境下，管理 的基础、效率、成本始终是企业竞争的资本，这个 积累过程不能省略，它是企业提高竞争力的基础， 而工业工程是支持企业管理目标实现的哲理和技术 手段。西方是按此规律走过来的，日本、台湾、韩 国、香港是这样走过来的，中国也不可能例外。
27.03.2021
其成功实施也需要相应的管理平台的支持
27.03.2021
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10
国外管理软件的开发模式
软件
Owner
构想 资金
咨询公司
资金 软件开发商
美国企业管理 需求水平
（平台水平） 调研制造企业需求
软件 企业试运行
N 有效？
N
Y
图3 美国管理软件形成的基本模式
27.03.2021
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几点说明：
是针对CIMS工程的经营管理子系统（主要是 ERP）的实施而提出的，具有特指性
是一种状态，反映的企业管理水平对经营管理 系统实施的支持能力，具有相对稳定性与持续 改善性。
管理平台的建立与提升主要通过管理累积活动 实现
27.03.2021
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二、我国企业管理现状
当前我国制造业管理发展的多层次性
管理 层次
技术发展水平
数 量
管理阶段
管理技术应用
管理 基础
某些高技术装
1 备企业和外资 少 企业
27.03.2021
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IE与现代管理阶段
管理目标：TQCSEK 手段：IT → 新管理哲理与技术 多品种、小批量、定制生产 IE与各种管理理论相互渗透，并逐渐融合，构成整个
现代管理的支撑体系，代表性模式与技术：
相关主题
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使能工具
企业建模和诊断、远程设备诊断
① 产品资源库 制造资源库 基础数据库...
基础技术体系
体系结构、标准规范、指南 ...
制造网络协议
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利用PDM可以大大简化开发和设计工作
重要工作
查找 通知 检查 归档 分类 设计 计算 绘图 建立零件表 修改
基于PDM的系统解决方案
图纸管理 文档管理 零件管理 零件分类 产品结构管理
网络化制造与系统集成
面向网络化制造的ASP平台开发及应用 面向中小制造企业信息化的集成系统开发与应用
13
CIMS关键技术
CAD/CAM 供应链管理SCM、虚拟制造VM、网络化制造 产品数据管理 PDM与产品全生命周期管理PLM
14
ＣＡＤ／ＣＡＭ
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ＣＡＤ／ＣＡＭ
16
ＣＡＤ／ＣＡＭ
BOM生成
2D / 3D - CAD FEM DTP
文档保存
对产品开发设计过程中所有数据和过程进行管理。
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PDM 的不同应用层次
部门（项目组）级PDM 企业级 PDM 虚拟企业级 PDM
德国大约10%的企业实施了PDM， 大多在企业级与部门级之间
25
产品全生命周期管理 PLM
产品全生命周期 = 产品制造过程 + 产品使用过程
制造业信息化工程
2004年6月
1
1 制造业信息化工程 2 CIMS关键技术
3 CIMS应用
2
1 制造业信息化工程 2 CIMS关键技术
3 CIMS应用
3
为何要信息化？
内因： ❖ 企业内部数据无法有效管理，企业及技术人员的经验和知
识无法有效继承； ❖ 企业需要提高产品设计效率及水平。缩短制造（上市）周
期，快速反应，降低制造成本，提高市场竞争能力 外因： ❖ 技术成熟了：硬件性价比高，软件供应商及CAD、CAPP
产品日益成熟，internet及企业内部网络应用迅速普及； ❖ 加入WTO，经济全球一体化的冲击，对制造业而言，既是
挑战、又是机遇；
4
制造业信息化
制造业信息化将信息技术、自动化技术（数控机床 、工业机器人、柔性制造系统 ）、现代管理技术（ MRP、ERP、SCM）与先进制造技术（超高速加工 技术、超精密加工技术、微型机械加工技术以及快 速原型制造技术 ）相结合，带动产品设计方法和工 具的创新，企业管理模式的创新，企业间协作关系 的创新，实现产品设计制造和企业管理的信息化、 生产过程控制的智能化、制造装备的数字化、咨询 服务的网络化，全面提升我国制造业的竞争力。
9
企业应用试点示范工程
现在已有北京、上海、江苏等27个省、自治区 、直辖市，广州、武汉、常州等46个城市加盟制 造业信息化工程。武汉钢铁集团、黑龙江斯达造纸 公司，成都飞机工业公司、安徽叉车集团、河南双 汇集团等企业的信息化建设取得显著的经济和社会 效益。
10
企业信息化的经验
总体规划分布实施； 效益驱动重点突破； 结合厂情实际出发； 充分利用成熟技术； 企业领导层是关键； 加强技术基础工作； 加强人才队伍建设。
7
制造业信息化关键技术产品研发及应用
设计数字化 管理数字化 生产过程数字化 制造装备数字化 企业数字化
网络制造系统 研发及应用
企业集成系统
研发及应用 集成技术
三维CAD 产品研发 及应用
ERP产品 研发及应用
MES系统
研发及应用 单元技术
数控装备研发 及应用
数据库管理系统 研发及应用
基础技术
8
制造业信息化关键技术产品研发及应用
5
制造业信息化技术的 5 个主要特征
管理数字化
设计数字化
企业数字化
生产过程数字化
制造装备数字化
6
科技部组织实施制造业信息化工程
科技部在“九五”CAD/CIMS应用工程取得成 效和经验的基础上，以推广应用制造业信息化关键技 术为突破口，将863计划和攻关计划的资源进行整合 和集成，投入8亿元资金，组织实施制造业信息化工 程，以进一步提升我国制造业竞争力。这是科技部落 实中央以信息化带动工业化战略的重要举措。
22
制造网络
④ 区域 制造网络
区域 制造网
络
区域 制造网络
制造业信息化工程 技术服务中心支撑体系
Internet Intranet Extranet
过程与项目管理
③ 应用服务 设计协同源自制造网络平台 EAI制造协同
商务协同
供应链协同
信息服务
制造工艺服务 在线/远程制造服务 应用软件服务
……
② CAX/PDM/PLM/ERP/SCM/CRM
产品制造过程
新产品构思 开始生产
停止生产
产品/零部件 退出市场
发运
服务
产品使用过程
设备投资计划
开始运行
结束运行
置换
26
下一代先进制造系统体系 制造企业信息系统
产品定义、设 计和数据交换
产品设计过程 产品定义和 配置管理 产品信息桥
驾驶舱
驾驶员座椅安装
中央操纵台机械系统
登机门机构
壁板STA148.550-229.000
长桁和接头
壁板连接件
前起落架支撑梁
前机身结构
登机门
来源：中国航空工业第一集团公司 20
虚拟装配
21
龙头企业带动的ASP制造服务模式
上级部门 电子政务 （资产管理）
供应商
金融机构 电子银行
研究开发院所
ASP制造服务平台
17
企业间的协调与控制是SCM的关键
企业间协调
第
第第第
m
三二一
层 供
…
层 供
层 供
层 供
应
应应应
商
商商商
企业
企业间控制
第第第 第 一二三 n
层 层 层…层
顾顾顾 顾 客客客 客
18
新支线飞机虚拟样机数字化定义
来源：中国航空工业第一集团公司 19
新支线飞机虚拟样机数字化定义
全机外形
前机身理论数据
软件工具资源
数据资源
CA CA CA CA CAP PD 设计库 工艺库 制造库 知识库
D E E… M P M
…
龙头企业 客户群
流通企业
物流企业
生产企业
联盟企业
以龙头企业牵头形成的ASP制造服务平台，整合优势资源，向供应链、产业链中的企业提供公共服务
和专业服务，使企业更加专注自身的核心竞争力，提高整个供应链、产业链整体竞争力。
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1 制造业信息化工程 2 CIMS关键技术
3 CIMS应用
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2003年cims主题立项内容
数字化设计与制造
基于三维CAD的产品数据管理系统开发及应用 基于三维CAD的集成化CAPP系统开发及应用
过程自动化
石化/化工行业MES关键技术及系统研究
企业管理与电子商务
与ERP结合的供应链管理SCM与客户关系管理CRM系统 面向ERP的企业应用服务器