制造业信息化的现状与未来

克服思想障碍是当务之急
学习美国人的创新精神 抛弃妄自菲薄、 学习美国人的创新精神，抛弃妄自菲薄、 创新精神， 热衷仿效他人的思维方法 学习德国人的严谨精神 克服“马大哈” 学习德国人的严谨精神，克服“马大哈”、 严谨精神， 差不多” 弄虚作假” “差不多”和“弄虚作假”的作风 学习日本人的团队精神 克服“ 学习日本人的团队精神，克服“三个和尚 团队精神， 没水吃”和“窝里斗”的恶习 没水吃” 窝里斗”
LOM 快速原型机
模具 CAD 数据 转换成为 STL格式 STL格式
激光束
激光束按两维图形 切割纸， 切割纸，叠层粘合后 成为三维零件
零件
快速原型用于 产品设计可视化和 装配尺寸检验的实例 美国航天局导弹上的 涡轮增压器
虚拟现实(可视化) 虚拟现实(可视化)技术
方位控制 CAD 立体音频 视频头盔 虚拟产品
制造业信息化的内涵
制造业信息化的几个误区
制造业信息化不计算机化，计算机是信息 制造业信息化不计算机化， 化的基本工具 制造业信息化不是网络化，网络是信息化 制造业信息化不是网络化， 的基础设施和环境 制造业信息化不是集成化，集成是实现信 制造业信息化不是集成化， 息化的措施和方法
20世纪的产品增值过程 20世纪的产品增值过程
学习，合作， 学习，合作，竞争
机遇怎样才能变为现实
努力掌握创新产品的核心技术、从模仿过渡到 努力掌握创新产品的核心技术、 原创， 原创，逐步从赚取廉价劳动力的低端利润向分享 知识产权的高端利润过渡 培养每个人的企业家精神，提高创新能力和质 培养每个人的企业家精神， 量意识，加强继续教育， 量意识，加强继续教育，重视人类资源的开发 克服浮躁，切忌过分追求短期效益， 克服浮躁，切忌过分追求短期效益，制定行业 和企业的远景战略规划，保持可持续发展， 和企业的远景战略规划，保持可持续发展，加快 制造业信息化的步伐
产品 = 原材料 + 制造过程
加工装配 市场竞争
增值比例
元件 原材料 产品设计
资源消耗型
？
维修 服务
企业信用 回收再造
产品生命周期
21世纪的产品增值过程 21世纪的产品增值过程
创新产品=原材料+知识+制造资源+服务
增 值 比 例
信息化 可持续发展 设计和软件开发 新材料 关键零部 件制造 回收再造 企业信用 用户服务 市场营销 信息化
每个人的企业家精神
创新精神－ 创新精神－企业内联网及时向员工发布市场需 鼓励不断学习新知识， 求，鼓励不断学习新知识，进行技术创新 追求卓越－ 追求卓越－外联网反映市场多变和竞争激烈的 环境，促使人们超越“极限” 追求卓越和完美， 环境，促使人们超越“极限”，追求卓越和完美， 在拼搏中实现自我价值 团队精神－ 团队精神－因特网提供全球化的活动空间和知 识源泉， 识源泉，需要团队协同工作才能够完成任务
工作站
自组织功能材料 权力下放、自主管理 — 权力下放、 过程模型 开放式 产品描述 数控系统 单元化闭环调节回路， 自修复功能 — 单元化闭环调节回路， 流程布局
刀具 连网运作，相互不干扰 连网运作， 工艺规程设计 一专多能、 自适应功能 — 一专多能、工作轮换 制造单元 按需组合、 自生长功能 — 按需组合、网络联盟 设备描述
我有一个建议 可以使顾客 更加满意
信息化
从烟囱到管道的转变
设计科 工艺科 计划科 各车间
传统的 生产信 息处理 过程 订单
每个部 门都是 独立的 烟囱 产品
信息化：形成从设计到生产的连续信息流 ： 信息化信息在不同部门滞留和中断 把部门和个人的职责凝聚为企业共同目标
管理信息化的三个层次
企业层 企业资源计划
操作虚拟机床
虚拟人帮助产品开发
飞机底舱的管路
虚拟检修工
飞机结构件的虚拟加工
主轴 头
铣刀 飞机零 件
虚拟制造和数码工厂
产品设计
市场机遇
过程设计
过程配置
数字模型
制造资源 制造过程
资源管理
四个要素虚拟产品开发和制造 产品 过程 资源 计划
反复完善
改进制 造过程
产品
支持生产 管理和协 同工作的 基础设施
我们的“优势”在哪里？ 我们的“优势”在哪里？
巨大的市场 开放的投资环境和优惠的政策 廉价的劳动力和土地 可利用的各种自然资源 基础设施的不断完善 制造技术和能力的提高
我们将面临什么机遇？ 我们将面临什么机遇？
增加劳动力就业， 增加劳动力就业，社会生活稳定 国民经济高速增长， 国民经济高速增长，步入小康社会 引进新产品、学习新技术 引进新产品、 提高企业管理水平
仿真优化结果 在计算机上虚拟制造 真实产品的制造
数字化生产管理
传统的金字塔结构 层层请示， 层层请示，决策迟缓 顾客提出 对产品作 些修改， 些修改， 行不行？ 行不行？ 可以
吗？ 可以 吗？ 我要 请示 什么事 情行不 行？ 可以 吗？ 可以 吗？ 我要 请示 可以 吗？
信息化对组织结构的影响
产品开发过程的发展
开发技术 数码工厂 虚拟加工 快速原型 数字原型 3维造型 虚拟产品模型
虚拟产品和过程开发 使开发成本略有所上升 但生产总成本可以降低 产品性能和质量明显提高
管理 方法
Fra Baidu bibliotek
图纸 工作流 产品数 产品生 2维图纸 更重要的是上市速度加快 管理 管理 据管理 命周期 赢得新的市场机遇 管理
CAD数据的多元化转换 CAD数据的多元化转换
CAD数据格 CAD数据格 式自动转换成 不同用途的 数据格式
结构设计 数字原型
数控加工
可视化 逆向工程
零件结构设计的新方法
有限元分析
产品设计更加节约材料和能源 零件结构拓扑优化的6 零件结构拓扑优化的6个步骤 更加小型化和美观实用
汽车传动系统数字原型
生产指令
执行层 制造执行系统
完成报告
设备层 远距设备控制系统
制造资源计划是基础
需求 生产大纲 计划 产品数据 执行 物料采购 加工制造 主生产计划 合同
物料需求计划
库存信息
制造执行系统是关键
知识供应 因特网
运行制造执行系统的组织是制造单元 信息化促使生产组织发生变革： 信息化促使生产组织发生变革： CAD
制造业信息化的范畴
快速产品开发，包括： 快速产品开发，包括：C3P (CAD/CAM/CAE/ PDM), DMU (Digital Mock-Up) ，逆向工程、快 Mock逆向工程、 速原型和虚拟原型等 内联网，包括企业资源计划（ERP）、 内联网，包括企业资源计划（ERP）、网络和 ）、网络和 邮件管理、 邮件管理、知识管理和变革管理等 外联网，包括企业网页、电子样本、电子商务、 外联网，包括企业网页、电子样本、电子商务、 供应链管理和客户关系管理等
内联网
信息化设备是未来
信息塔 (e-Tower) 车间工作地信息 化，具有语音、文 本和视像等通讯功 能。与生产计划调 度系统联网，实时 反映机床工作状态 和加工进度 操作权限指纹确 认。工件试切时， 可在屏幕上观察加 工过程。故障报警 显示、在线帮助排 除 数码相机
铣削四爪卡盘
指纹确认
加工任务完成情况和机 床状态可用手机查询
企业坐标 产品产品-服务坐标 管理 ERP PLM 卖方交易 SCM 价值链坐标 供应商 CRM 客户 物流交易 C3P 产品开发 MES 生产
买方交易 信息交换
制造业信息化的使命
信息化带动工业化，建立企业神经系统，敏捷 信息化带动工业化，建立企业神经系统， 响应需求， 响应需求，加快产品的开发和上市 改变企业的组织结构，精简机构、下放权力， 改变企业的组织结构，精简机构、下放权力， 提高工作效率和运作的经济效益 建立从供应商到用户的伙伴关系，实现管理多 建立从供应商到用户的伙伴关系，实现管理多 元化：生产管理、客户关系管理、供应链管理、 元化：生产管理、客户关系管理、供应链管理、 创新管理、 创新管理、知识管理和变革管理益
制造业信息化的 现状与未来
Information Based Manufacturing
机遇与挑战
“中国制造” 的前途 中国制造”
进入WTO后 跨国公司看好中国市场， 进入WTO后，跨国公司看好中国市场，在“中 国制造” 国制造”已经成为他们的重要发展战略 中国将可能成为世界制造大国，但是制造大国 中国将可能成为世界制造大国， 必然是经济强国的历史不一定会重演 中国制造业面临两种前途： 中国制造业面临两种前途： 跨国公司的加工车间 全球制造的伙伴
诚信－ 诚信－信息化提高了企业各项业务和过程的透 明度，千万不能弄虚作假， 明度，千万不能弄虚作假，否则将会造成灾难 合作－网络提供各部门员工协同工作的可能， 合作－网络提供各部门员工协同工作的可能， 新方法需要大家的认同，提倡团队精神， 新方法需要大家的认同，提倡团队精神，相互谅 解、帮助和合作 自律－ 自律－信息化使企业从僵化的金字塔结构转变 成为充满活力的扁平结构，随着个人权力增大， 成为充满活力的扁平结构，随着个人权力增大， 需要自律，保证工作质量， 需要自律，保证工作质量，维护网络安全
动力输出轴 变速操纵杆 变速齿轮
借助数字原型检验产品设计的 可装配性、运动特性和动力特性 可装配性、
动力输入轴
齿轮拨叉
山地车的后轮减震仿真
并联运动机床的仿真 伺服驱动
机床框架 伸缩杆
运动仿真可以校验： 运动仿真可以校验：
万向铰
机床的工作空间 各构件运动时是否发生干涉 主轴部件
加工零件 工作台
快速原型的基本概念
信息化的环境和员工
新工作环境： 新工作环境：虚拟会议室
虚拟会议室提供各 种软件环境， 种软件环境，如CAD/ CAE/CAM/PDM/ERP /SCM/CRM等 /SCM/CRM等 不同地理位置、 不同地理位置、不 同数据格式和不同专 业的专家可以在一个 空间内讨论问题
虚拟会议室的应用例子
新的工作方式：网络协同 新的工作方式：
数字化生产管理的特点
把传统企业的金字塔结构转变为扁平结构，减 把传统企业的金字塔结构转变为扁平结构， 少层次，加速决策过程， 少层次，加速决策过程，快速响应客户需求 打破部门隔阂，统一数据规范，形成连续的信 打破部门隔阂，统一数据规范， 息流，通过加快物流和各种业务处理速度， 息流，通过加快物流和各种业务处理速度，提高 资金周转率 信息共享，协同工作， 信息共享，协同工作，减少不增值的环节和过 消灭浪费，充分利用资源， 程，消灭浪费，充分利用资源，创造更多财富
制造业信息化的特征
打破设计、工艺、生产和销售各部门间的隔阂， 打破设计、工艺、生产和销售各部门间的隔阂， 信息共享和协同工作， 实现信息共享和协同工作 减少管理层次， 实现信息共享和协同工作，减少管理层次，加速 企业运行决策 通过内联网和外联网的信息实时交换，形成连 通过内联网和外联网的信息实时交换，形成连 续信息流， 续信息流，从而加快物流和资金流 对产品和生产过程进行仿真和可视化预测和管 对产品和生产过程进行仿真和可视化预测和管 在投产前反复修改和优化， 理，在投产前反复修改和优化，避免失误
数字化产品开发
产品设计对成本的影响
现代的方法 对 生 产 总 成 本 的 影 响 管理30％ 管理30％ 人工15％ 人工15％ 材料50％ 材料50％ 设计5 设计5％ 传统的方法
数字化产品开发的特点
改变产品的描述方法，从两维图纸转变为三维 改变产品的描述方法， 实体模型、 实体模型、快速原型和虚拟原型 设计者不仅可预测产品的性能，还对产品的可 设计者不仅可预测产品的性能， 制造性、可装配性、 制造性、可装配性、可操作性以及制造成本和质 量控制进行分析 从大量生产转变为大量定制， 从大量生产转变为大量定制，允许用户参与产 品的开发， 品的开发，设计其购买的产品
通过浏览器、视频和 通过浏览器、 传统的工作方式：面对面 传统的工作方式： 音频设备在异地实时地 交换各种信息 越过时空约束，在虚 越过时空约束， 拟空间中讨论产品开发 和生产过程中可能存在 的问题， 的问题，提出最佳解决 方案， 方案，协同工作
新的工作方式： 新的工作方式： 网络协同工作
信息化员工的基本素质
产
整机的 制造装配 品 生 命 周
期
制造业信息化的实质
信息是重要的制造资源 信息是重要的制造资源，信息的载体以及其生 重要的制造资源， 成、传递和存储方式发生巨大的变化 制造业信息化是在全球化的环境下利用信息技 术实现物质和知识资源利用的最大化 术实现物质和知识资源利用的最大化 信息化不是技术决策，而是企业生产经营过程 信息化不是技术决策， 重组的战略决策 战略决策， 重组的战略决策，是新的经营管理观念和企业家 创新精神的体现