CIMS在我国制造业的应用和发展

CIMS在我国制造业的应用和发展
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在我国制
随着世界市场的发展,市场竞争变得愈来愈激烈,
如何去适应快速变化的世界市场的需求,不断以高质
量,低成本快速开发新产品,在竞争中求生存和发展,
已成为企业共同追求的目标.近年来,世界各国都意识
到制造业是一个国家的支柱产业,只有加强和发展制
造业(广义制造业),才能振兴经济和增强国家工业实
力
广义制造业包括传统制造业和新兴制造业,制造
业不仅是机械类型的制造业,大制造的范围包括:机
械,电子类(飞机,汽车,家电)等离散制造业,石油,化
工等流程(或连续)制造业,钢材等混合制造业.以信息
技术为主导的高技术正深刻地影响着人类生活的方方
面面,制造业也不例外,高技术的发展也为制造技术的
变革提供了极大的支持,"现代制造技术"应运而生,它
正推动着制造业进人集成化,信息化,智能化,网络化,
柔性化,绿色化的新历史时期.其中,CIMS技术是其重
要的组成部分.
在美国,虽然CIN理念在70年代就提出来了,但
80年代中期才开始被重视并大规模实施,其原因是70
年代的美国产业政策过分夸大了第三产业的作用,而
将制造业,特别是传统产业,贬低为"夕阳工业",这导
致美国制造业优势的急剧衰退,此时,美国才重视并决
心用其信息技术的优势夺回制造业的霸主地位.
近年来,我国先进制造技术的发展已日益受到重
视,有关的基础研究,开发应用研究以及产业化方面均取得了较大的进展.但同国际先进水平相比还存在着阶段性差距.具体体现在:
1.产品开发设计方法和技术手段落后,无法及时
开发出市场需要的,具有创新性和独占性的新产品.制造业的新产品贡献率仅为59%(美国为52%).
2.制造工艺与技术装备陈旧落后,优质高效低耗
工艺的普及率不足10%,数控机床,精密及高效设备不足5%,严重影响了企业的生产效率和产品质量的提高.
3,系统管理技术落后,生产周期长,成本高,效率
低,市场应变能力差,企业效益低,已成为我国企业管
理中的主要瓶颈.
据有关资料统计表明,我国机械工业主导产品达
到90年代国际水平的占30%,达到80年代国际水平的占40%,达到60～70年代国际水平的占30%.大中型企业生产的2000多种主导产品的平均生命周期为It).5年,是美国机械工业产品生命周期的3.5倍.我国技术来源主要依赖国外技术,根据对"七五期间开发
成功的53种典型产品技术来源的分析,3/4来自于国外;1994年同样的分析显示,57%仍来源于国外.企业
技术创新能力低下,进人WTO对我国制造业提出了更严峻的挑战.
国机电工业2000年第2期
目前制造业市场竞争的新特点包括:知识——技术——产品的更新周期更短;产品批量更小;顾客对产品功能,性能,质量的要求更高;能参与全球竞争的企
业更多;跨国公司的垄断性更明显;企业的兼并重组更激烈,更动荡;一般水平的产品及制造能力严重过剩;
环保意识,绿色制造呼声更强.
综合上述因素,可见我国制造业目前的总体技术
水平与发达国家的水平相比,存在2O年左右的差距, 而国外专家估计今后l5年制造业的发展,将超过以往的75年.为了保证我国国民经济的持续发展,缩小或
消除与工业发在国家的差距,必须采用跨越式发展的方式,采用高起点的示范带动和由点到面的模式,发展先进制造技术.实践表明,CIMS正是我国制造企业发展所需的一类先进制造技术.
CIMS关键技术主要包括面向CIMS集成的支撑
技术,面向cIMs的经营管理技术,面向cIMs的计算
机辅助设计CAD,计算机辅助工艺流程CAPP和计算机辅助制造CAM技术,面向cIMs的柔性制造技术,面向CIMS的并行工程技术等.
从1986年起,我国CIMS事业经过十几年的发展,
从技术集成扩大到技术,经营/管理,人/组织的集成,
在广度上和深度上扩大了CIMS的内涵,提出了更高层次的CIMS的概念,即现代集成制造系统.我国CIMS 的发展分三个阶段:
1.cIMs的第一个阶段以信息集成为特点
第一阶段的CIMS主要是从技术角度解决企业竞
争需求,着重考虑在计算机网络和数据库为核心支持的各应用系统(如:CAD,CAPP,CAM,MRP一Ⅱ……)的集成.这时期的关键技术是:①企业建模,系统设计方法,软件工具和规范;②异构环境下的信息集成
2.CIMS的第.z-阶段以过程集成为特点
即以顾客的需求为核心,通过企业组织和协同工
作组这些重要纽带,去使用企业公共的信息资源支持下的各个可以集成的应用系统.并行工程就是此阶段的重要概念,方法和技术,它改变了传统的串行作业的设计,制造过程,尽量减少反复,在设计时考虑可制造性,可装配性;设计时考虑质量功能分配等.
这时期的关键技术是:①产品设计开发过程的重
构和建模;②CSCW和PDM;③并行工程工具,如DFA, 中国机电工业2OOO年第2期
障攀辫i
DFM等.
3.CIMS的第三阶段以企业问集成为特点
今天的企业为提高自身的市场竞争力,不能走"小
而全","大而全"的封建庄园式经济的发展道路,而必
须面对全球经济,全球制造的新格局,充分利用全球的制造资源(包括智力资源)建立插入兼容式企业,从优
化角度形成虚拟企业或动态联盟,以敏捷制造为特征. 重点在企业间集成和组织上的动态联盟.
这时期的关键技术是:①支撑敏捷制造的使能技
术;②资源优化,包括供应链的建模和管理;③网络平台,Internet/Intranet/Extraneto
从上述三个阶段的演变过程,不难看出CIMS的十
多年实践,为我国企业的信息化探索了一条符合国情的循序渐进的可操作的道路,同时也明确了我国企业的信息化发展方向和最终目的
我国"现代集成制造系统"的刨新表现在:细化了
现代市场竞争的内容(P,T,Q…CSE);提出了CIMS的
现代化特征(数字化,信息化,智能化,绿色化,集成优化);强调了系统的观点,拓展了系统集成优化的内容(包括技术,管理和组织内部的集成优化和三者之间的
集成优化);突出了管理与技术的结合以及人在系统中
的重要作用;指出了CIMS技术是基于传统制造技术,
信息技术,管理技术,自动化技术,系统工程技术的一
门发展中的综合性技术,信息技术具有指导意义,集成
是关键;同时还总结了"现代制造系统技术体系"包括
总体技术,支撑平台技术,设计自动化技术,加工自动
化技术,经营管理与决策技术,流程制造业CIMS中生
产过程控制技术;扩展了CIMS应用范围,从离散型制
造业到流程及混台型制造业.
我们可以通过下图说明了集成的层次结构和技术
体系.
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集成f管理件制,filing?,人费囊赝)l加l茸錾墓噩j蔓成(基于数据库的异构信息威)l 生I
集成(基于孵缮的互连,互通,互操作)l_』一
我国CIMS的发展和应用,是一个知识创新和技术
创新的典型例子.十几年来,不断发展"集成"思想和技
术,探索和建立了中国制造企业的发展模式.
(作者系东南太学校长,中国工程院院士)。