制造業(yè)信息化第2章1

1第2章制造業(yè)信息化的先進(jìn)

實(shí)際與方式一、根本概念CIM：ComputerIntegratedManufacturing計(jì)算機(jī)集成制造ContemporaryIntegratedManufacturing現(xiàn)代集成制造CIMS：CIM+S〔System〕CIM是組織、管理消費(fèi)的一種哲理、思想與方法，而CIMS是這種思想的詳細(xì)實(shí)現(xiàn)。2.1計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)3CIM是一種概念，一種哲理，它是用來(lái)組織工業(yè)消費(fèi)的指點(diǎn)思想。CIM是1973年由哈林頓提出的，包含2個(gè)根本的觀念：一是整體觀念〔系統(tǒng)觀念〕：企業(yè)消費(fèi)的各個(gè)環(huán)節(jié)，即從市場(chǎng)分析、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工制造、運(yùn)營(yíng)管理直到售后效力的全部消費(fèi)活動(dòng)，構(gòu)成了一個(gè)不可分割的整體，它們彼此嚴(yán)密銜接；單一的消費(fèi)活動(dòng)都應(yīng)在企業(yè)整個(gè)框架下作一致的思索。二是信息觀念：整個(gè)消費(fèi)過(guò)程本質(zhì)上是一個(gè)數(shù)據(jù)的采集、傳送和加工處置的過(guò)程。最終構(gòu)成的產(chǎn)品可以看作是“數(shù)據(jù)〞的物質(zhì)表現(xiàn)。按照這一哲理和技術(shù)構(gòu)成的詳細(xì)系統(tǒng)便是計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)CIMS。2.1計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)4CIM概念的產(chǎn)生反響了人們對(duì)“制造〞認(rèn)識(shí)的深化。制造不僅包括工藝規(guī)劃、庫(kù)存控制、消費(fèi)及維護(hù)這些活動(dòng)，而應(yīng)該包括產(chǎn)品生命周期中的全部活動(dòng)；制造不僅是一個(gè)物料轉(zhuǎn)換的過(guò)程，即由原資料經(jīng)過(guò)加工、裝配、最終變成一個(gè)產(chǎn)品，而應(yīng)是一個(gè)復(fù)雜的信息變換的過(guò)程，在制造中進(jìn)展的一切活動(dòng)都是信息處置延續(xù)一致的一部分。

2.1計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)5CIM概念的產(chǎn)生反響了人們對(duì)“制造〞認(rèn)識(shí)的深化。制造不僅包括工藝規(guī)劃、庫(kù)存控制、消費(fèi)及維護(hù)這些活動(dòng)，而應(yīng)該包括產(chǎn)品生命周期中的全部活動(dòng)；制造不僅是一個(gè)物料轉(zhuǎn)換的過(guò)程，即由原資料經(jīng)過(guò)加工、裝配、最終變成一個(gè)產(chǎn)品，而應(yīng)是一個(gè)復(fù)雜的信息變換的過(guò)程，在制造中進(jìn)展的一切活動(dòng)都是信息處置延續(xù)一致的一部分。

2.1計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)71987年，我國(guó)863方案CIMS主題專家組對(duì)CIMS下的定義是：CIMS是未來(lái)工廠自動(dòng)化的一種方式。它把以往企業(yè)內(nèi)相互分別的技術(shù)〔如CAD、CAM、FMC、MRPII等〕和人員，經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)有機(jī)地綜合起來(lái)，使企業(yè)內(nèi)部各種活動(dòng)高速度、有節(jié)拍、靈敏和相互協(xié)調(diào)地進(jìn)展，以提高企業(yè)對(duì)多變競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境的順應(yīng)才干，使企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益繼續(xù)穩(wěn)步地增長(zhǎng)。

2.1計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)91997年5月，國(guó)家科委對(duì)CIMS的定義為：CIMS是企業(yè)組織、管理和運(yùn)轉(zhuǎn)的新方式。它綜合運(yùn)用現(xiàn)代制造技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)和管理技術(shù)，將企業(yè)各項(xiàng)活動(dòng)中的人、技術(shù)和運(yùn)營(yíng)管理，以及信息流、物料流和資金流有機(jī)集成，并實(shí)現(xiàn)企業(yè)整體優(yōu)化，從而到達(dá)產(chǎn)品上市快、質(zhì)量高、本錢(qián)低和效力好，使企業(yè)博得市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。2.1計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)10863/CIMS專家組于1998年提出了現(xiàn)代集成制造和現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的新概念，以為：它是一種組織、管理和運(yùn)轉(zhuǎn)企業(yè)的理念。它將傳統(tǒng)的制造技術(shù)與現(xiàn)代信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、管理技術(shù)、系統(tǒng)工程技術(shù)等有機(jī)結(jié)合，借助計(jì)算機(jī)，使企業(yè)產(chǎn)品全生命周期——市場(chǎng)需求分析、產(chǎn)品定義、研討開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)、制造、支持〔包括質(zhì)量、銷(xiāo)售、采購(gòu)、發(fā)送、效力〕以及產(chǎn)品最后報(bào)廢、環(huán)境處置等各階段活動(dòng)中有關(guān)的人/組織、運(yùn)營(yíng)管理和技術(shù)三要素以及信息流、物流和價(jià)值流有機(jī)集成并優(yōu)化運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)企業(yè)產(chǎn)品全生命周期各類活動(dòng)的計(jì)算機(jī)化、信息化、智能化、集成優(yōu)化，以到達(dá)產(chǎn)品上市快、高質(zhì)、低耗、效力好、環(huán)境清潔的目的，進(jìn)而提高企業(yè)的柔性、強(qiáng)壯性、矯捷性，使企業(yè)博得市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。2.1計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)11CIM的內(nèi)涵：1〕CIM是一種組織、管理與運(yùn)轉(zhuǎn)企業(yè)的消費(fèi)哲理。2〕企業(yè)消費(fèi)的各個(gè)環(huán)節(jié)是一個(gè)不可分割的相互關(guān)聯(lián)的整體，要從系統(tǒng)的觀念進(jìn)展協(xié)調(diào)、集成、優(yōu)化與控制。3〕CIM強(qiáng)調(diào)人在現(xiàn)代企業(yè)消費(fèi)中的主導(dǎo)作用，注重企業(yè)消費(fèi)過(guò)程的三要素——人/組織、技術(shù)和運(yùn)營(yíng)管理的集成。2.1計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)124〕CIM注重現(xiàn)代企業(yè)中價(jià)值流的管理、運(yùn)轉(zhuǎn)、集成和優(yōu)化。以價(jià)值流為目的，實(shí)現(xiàn)價(jià)值流、信息流和物流之間的集成。5〕CIM推進(jìn)了傳統(tǒng)制造技術(shù)的變革，使制造業(yè)成為集制造技術(shù)、信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、管理技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)和系統(tǒng)工程技術(shù)為一體的綜合性技術(shù)。6〕CIM哲理不僅適于離散型制造業(yè)，也適用于流程式、混合型制造業(yè)。其主要特征是計(jì)算機(jī)化、信息化、智能化和集成化。2.1計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)132.1計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)14根據(jù)CIMS的三要素相互間的關(guān)系可以看出有4類集成問(wèn)題需求加以處理：1.利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、制造技術(shù)及信息技術(shù)等來(lái)支持企業(yè)到達(dá)預(yù)期的運(yùn)營(yíng)目的。2.利用技術(shù)來(lái)支持企業(yè)中各種人員的任務(wù)，使之能相互配合，并協(xié)調(diào)一致。3.經(jīng)過(guò)改良組織機(jī)構(gòu)、培訓(xùn)人員及提高人員素質(zhì)，支持企業(yè)到達(dá)運(yùn)營(yíng)目的。4.一致管理并實(shí)現(xiàn)運(yùn)營(yíng)、人/機(jī)構(gòu)及技術(shù)三者的集成。2.1計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)15市場(chǎng)信息技術(shù)信息銷(xiāo)售效力信息產(chǎn)品原資料管理信息分系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)自動(dòng)化分系統(tǒng)制造自動(dòng)化分系統(tǒng)質(zhì)量保證分系統(tǒng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫(kù)分系統(tǒng)圖7.4企業(yè)CIMS的構(gòu)成二、CIMS的系統(tǒng)構(gòu)造2.1計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)16

由四個(gè)運(yùn)用分系統(tǒng)和兩個(gè)支撐分系統(tǒng)組成。〔1〕管理信息分系統(tǒng)〔MIS〕具有預(yù)測(cè)、運(yùn)營(yíng)決策、消費(fèi)方案、消費(fèi)技術(shù)預(yù)備、銷(xiāo)售、供應(yīng)、財(cái)務(wù)、本錢(qián)、設(shè)備、工具和人力資源等管理信息功能，經(jīng)過(guò)信息集成，到達(dá)縮短產(chǎn)品消費(fèi)周期、降低流動(dòng)資金占用、提高企業(yè)應(yīng)變才干的目的。

2.1計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)17

〔2〕工程設(shè)計(jì)自動(dòng)化分系統(tǒng)〔EDS〕用計(jì)算機(jī)輔助進(jìn)展產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、制造預(yù)備、產(chǎn)品性能測(cè)試及產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理等任務(wù)，即CAD/CAPP/CAE/CAM/PDM系統(tǒng)，目的是使產(chǎn)品開(kāi)發(fā)活動(dòng)更高效，更優(yōu)質(zhì)地進(jìn)展。

2.1計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)18

〔3〕制造自動(dòng)化分系統(tǒng)〔MAS〕是CIMS中信息流和物流的結(jié)合點(diǎn)。由制造設(shè)備及相應(yīng)的支持軟件組成。如對(duì)于離散型制造業(yè)，可以由數(shù)控機(jī)床、加工中心、清洗機(jī)、丈量機(jī)、運(yùn)輸小車(chē)、立體倉(cāng)庫(kù)、多級(jí)分布式控制計(jì)算機(jī)等硬件和車(chē)間消費(fèi)信息與管理、車(chē)間消費(fèi)調(diào)度、消費(fèi)過(guò)程檢測(cè)、庫(kù)存管理等運(yùn)用軟件組成。對(duì)于延續(xù)型消費(fèi)過(guò)程，可以由DCS控制下的制造配備組成。經(jīng)過(guò)管理與控制，到達(dá)提高消費(fèi)率、優(yōu)化消費(fèi)過(guò)程、降低本錢(qián)和能耗的目的。

2.1計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)19

〔4〕質(zhì)量保證分系統(tǒng)〔QAS/CAQ〕包括質(zhì)量決策、質(zhì)量檢測(cè)與數(shù)據(jù)采集、質(zhì)量評(píng)價(jià)、控制與跟蹤等功能。該系統(tǒng)保證從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、檢測(cè)到后勤效力的整個(gè)過(guò)程的質(zhì)量，以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品高質(zhì)量、低本錢(qián)，提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的目的。〔5〕計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分系統(tǒng)〔NES〕滿足各運(yùn)用分系統(tǒng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)支持的不同需求，支持資源共享、分布處置、分布數(shù)據(jù)庫(kù)、分層遞階和實(shí)時(shí)控制?！?〕數(shù)據(jù)庫(kù)分系統(tǒng)〔DBS〕是邏輯上一致的、物理上分布的全局?jǐn)?shù)據(jù)管理系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)企業(yè)數(shù)據(jù)共享和信息集成。2.1計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)20

三、集成技術(shù)的內(nèi)涵與開(kāi)展2.1計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)21

1、信息集成信息集成是指企業(yè)信息化不同運(yùn)用系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，實(shí)現(xiàn)信息集成就是要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換(不同數(shù)據(jù)格式和存儲(chǔ)之間的轉(zhuǎn)換)、數(shù)據(jù)源的一致(同一個(gè)數(shù)據(jù)僅有一個(gè)數(shù)據(jù)入口)、數(shù)據(jù)一致性的維護(hù)、異構(gòu)環(huán)境下不同運(yùn)用系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳送。信息集成的理想目的是五個(gè)“正確〞的實(shí)現(xiàn)，即“在正確的時(shí)間，將正確的信息以正確的方式傳送給正確的人(或機(jī)器)以做出正確的決策或操作。〞在企業(yè)實(shí)施信息化的早期階段，運(yùn)用系統(tǒng)的集成首先是信息集成。

2.1計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)22

分系統(tǒng)之間的信息集成通常有以下一些方法：①各分系統(tǒng)的運(yùn)用之間經(jīng)過(guò)開(kāi)發(fā)一對(duì)一的公用集成接口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互和集成，這種方法的缺陷是開(kāi)發(fā)量大，系統(tǒng)可維護(hù)性差，任何一個(gè)運(yùn)用系統(tǒng)的修正都會(huì)導(dǎo)致一大批相關(guān)運(yùn)用系統(tǒng)的修正；②采用獨(dú)立于任何詳細(xì)運(yùn)用系統(tǒng)的共享信息庫(kù)的方式實(shí)現(xiàn)信息共享，這種方式可以防止反復(fù)開(kāi)發(fā)功能一樣的集成接口；③采用集成平臺(tái)支持的中間件的方式進(jìn)展信息共享，這種方式可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)用對(duì)數(shù)據(jù)的透明訪問(wèn)，處理運(yùn)用對(duì)于操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式的依賴性，是當(dāng)今最先進(jìn)的運(yùn)用系統(tǒng)集成方式之一。2.1計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)23

2、過(guò)程集成信息集成在很大程度上提高了消費(fèi)率，但是傳統(tǒng)的串行設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)方法往往呵斥產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程的經(jīng)常反復(fù)，這無(wú)疑使產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期延伸，本錢(qián)添加。在此背景下，產(chǎn)生了過(guò)程集成，其內(nèi)涵是：以并行的思想綜合思索產(chǎn)品全生命周期中的一切活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)企業(yè)產(chǎn)品全周期中各業(yè)務(wù)過(guò)程的整體優(yōu)化。過(guò)程集成是信息集成在廣度和深度上的擴(kuò)展和延伸，更多的思索了系統(tǒng)的優(yōu)化。并行工程正是表達(dá)過(guò)程集成的一種先進(jìn)制造方式，它將產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)中的各個(gè)串行過(guò)程盡能夠多的轉(zhuǎn)變?yōu)椴⑿羞^(guò)程，在設(shè)計(jì)時(shí)思索到下游任務(wù)中的可制造性、可裝配以及質(zhì)量問(wèn)題，從而減少反復(fù)過(guò)程的發(fā)生。2.1計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)24

關(guān)鍵技術(shù)有：1〕團(tuán)隊(duì)協(xié)同技術(shù)-CSCW2〕并行產(chǎn)品開(kāi)發(fā)工具–DFX3〕產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理–PDM4〕企業(yè)過(guò)程重構(gòu)-BPR2.1計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)25

3、企業(yè)間的集成企業(yè)要提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)才干，不能走“小而全〞、“大而全〞的方式，必需求面對(duì)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)全球化的新情勢(shì)，充分利用全球的制造資源，以更快、更好、更省的方式呼應(yīng)市場(chǎng)，這客觀上要求企業(yè)要走出“家門(mén)〞，同其他企業(yè)結(jié)成‘‘動(dòng)態(tài)聯(lián)盟〞，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、資源共享，從而提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)才干，企業(yè)間集成就在這種要求下產(chǎn)生了。其內(nèi)涵是：企業(yè)在綜合運(yùn)用先進(jìn)信息技術(shù)、制造技術(shù)等的根底上，實(shí)現(xiàn)同其他優(yōu)勢(shì)企業(yè)的結(jié)合，構(gòu)成以產(chǎn)品為中心的“虛擬企業(yè)〞，以求最大優(yōu)化企業(yè)內(nèi)、外部資源。企業(yè)間集成以美國(guó)提出的矯捷制造為代表。矯捷制造實(shí)現(xiàn)構(gòu)成扁平式企業(yè)組織管理構(gòu)造和“啞鈴型企業(yè)〞，抑制了傳統(tǒng)企業(yè)的弊端，將企業(yè)構(gòu)造調(diào)整為順應(yīng)全球經(jīng)濟(jì)、全球制造，既競(jìng)爭(zhēng)又結(jié)合的新方式。2.1計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)26

4、人的集成企業(yè)信息化的實(shí)施對(duì)人的任務(wù)責(zé)任心、協(xié)作精神、知識(shí)程度、消費(fèi)技藝等各方面的素質(zhì)都提出了更高的要求。人的集成是企業(yè)信息化工程系統(tǒng)集成中最關(guān)鍵的問(wèn)題。企業(yè)信息化工程中人的集成可分為三個(gè)層次：①技術(shù)人員和管理人員經(jīng)過(guò)信息技術(shù)的運(yùn)用，提高本身的任務(wù)效率和任務(wù)程度，并協(xié)同地進(jìn)展產(chǎn)品設(shè)計(jì)、運(yùn)營(yíng)管理等業(yè)務(wù)過(guò)程，提高企業(yè)的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和運(yùn)營(yíng)管理的效率和程度。2.1計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)27

②技術(shù)人員和管理人員經(jīng)過(guò)熟練地掌握和運(yùn)用信息系統(tǒng)，與戰(zhàn)略協(xié)作同伴一同不斷地對(duì)企業(yè)的業(yè)務(wù)過(guò)程、任務(wù)方法和企業(yè)系統(tǒng)構(gòu)造進(jìn)展改良、完善、優(yōu)化和再造，不斷地進(jìn)展技術(shù)創(chuàng)新和管理創(chuàng)新。③經(jīng)過(guò)上述過(guò)程培育一批業(yè)務(wù)才干強(qiáng)、熱愛(ài)企業(yè)、有事業(yè)心、創(chuàng)新精神和協(xié)作精神的技術(shù)骨干和管理骨干，特別是既懂技術(shù)又懂運(yùn)營(yíng)管理的復(fù)合型人才。同時(shí)經(jīng)過(guò)人才自我價(jià)值的實(shí)現(xiàn)做到事業(yè)留人。這些人才及其所擁有的知識(shí)和創(chuàng)新才干構(gòu)成企業(yè)未來(lái)的中心競(jìng)爭(zhēng)力。

2.1計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)28

4、幾種集成的相互關(guān)系1〕信息集成是過(guò)程集成的根底2〕信息集成和過(guò)程集成為更好地實(shí)現(xiàn)企業(yè)間集成發(fā)明了條件3〕企業(yè)集成的開(kāi)展促進(jìn)信息集成和過(guò)程