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文檔簡介
1、企業(yè)一體化信息工程及管理現(xiàn)代化,CIMS的昨天、今天和明天,1. 企業(yè)競爭、產(chǎn)品競爭的演變 2. CIMS的早期含義及發(fā)展 3. 863/CIMS的發(fā)展歷程及特點 4. 863/CIMS的實施框架及效果 5. 關(guān)于CIMS的疑問和討論 6. 當(dāng)前及2000年后的發(fā)展:企業(yè)一體化信 息工程及管理現(xiàn)代化(CIMS-2) 7. 我國制造業(yè)能否走跨越發(fā)展的路,1. 制造業(yè)競爭的焦點,早期 70年代 80年代 90年代 21世紀(jì)初,降低產(chǎn)品成本的競爭 提高企業(yè)整體效率及產(chǎn)品質(zhì)量的競爭 全面滿足顧客在交貨期(T)、質(zhì)量(Q)、價格(C)和服務(wù)(S)等方面要求的競爭 可持續(xù)發(fā)展條件下(E)快速開發(fā)出高質(zhì)量及
2、性能價格能被用戶接受的新產(chǎn)品 以知識為基礎(chǔ)的新產(chǎn)品的競爭,標(biāo)準(zhǔn)化、流水線,SPC,,JIT,CIMS-1 (信息集成),CE,AM,一體化信息工程, CIMS-2,相應(yīng)的技術(shù),管理對策,時間作為競爭的決定性因素,來源: Bullinger,78,80,82,84,86,88,90,92,94 96,2,時間,4,6,8,10,平均產(chǎn)品壽命 TL,平均開發(fā)時間 TD,TD TL,年數(shù),0,25,50,75,100,低,高,擾動程度,80年代,90年代,54,50,30,27,25,22,36,39,54,60,45,38,28,36,55,46,51,41,53,63,53,52,51,63,6
3、4,64,41,54,62,76,40,55,56,74,/,/,/,市場影響因素的變化,信息時代造成了21世紀(jì)的“無國界經(jīng)濟”,跨國公司的生產(chǎn)總值占工業(yè)化國家生產(chǎn)總值的 跨國公司的貿(mào)易占世界貿(mào)易總值的 跨國公司的工業(yè)研制費占世界總值的 跨國公司操縱了世界技術(shù)轉(zhuǎn)讓的 跨國公司操縱了對發(fā)展中國家技術(shù)貿(mào)易的,40% 50% 80% 75% 90%,經(jīng)濟和社會 的發(fā)展,科學(xué)和技術(shù) 的發(fā)展,全球化制造,以知識為基礎(chǔ) 的新產(chǎn)品競爭,敏捷制造 , 下一代制造,敏捷制造是支持新產(chǎn)品競爭的主要模式,企業(yè)的競爭優(yōu)勢,產(chǎn)品和服務(wù),組織原則,價值觀和企業(yè)文化,供應(yīng)商和顧客,產(chǎn)品開發(fā)能力 和制造過程,競爭 優(yōu)勢,創(chuàng)新
4、能力,時間,20世紀(jì)90年代制造業(yè)的標(biāo)志性進展 波音777的設(shè)計和制造,全數(shù)字化定義無紙生產(chǎn) 數(shù)字化預(yù)裝配無金屬樣機的生產(chǎn) (虛擬制造的一部分) 廣域網(wǎng)上的異地設(shè)計、異地制造 基于STEP的數(shù)據(jù)交換 協(xié)同工作小組Team work 238個 設(shè)計制造周期大大縮短:4年 (而波音757、767約9-10年) 更大的利潤,每架777,$1.4億,我國的例子:航天并行工程,紡織機械,以紡織機械為例: 我國現(xiàn)有織機120萬臺,無梭織機10.5萬臺,無梭化率 9% 歐美70%,日本50%,東南亞20% 國家紡織工業(yè)局,95規(guī)劃無梭化率每年1%增長,即每年新增1.2萬臺,其中劍桿織機占50%以上 國家統(tǒng)計
5、局,98年1-9月進口1760臺,每臺40萬,總共7億 2000年形成500-1000臺的生產(chǎn)能力 關(guān)鍵技術(shù):劍桿運動及共軛凸輪設(shè)計。引進每對8萬,自制0.6萬 用虛擬制造突破了關(guān)鍵技術(shù),經(jīng)濟效益巨大,虛擬制造與實際制造,具體實例-劍桿織機,運動學(xué)、動力學(xué)分析,運動學(xué)、動力學(xué)分析,數(shù)控編程,虛擬裝配,結(jié)構(gòu)有限元分析,虛擬加工,加工過程仿真,2. 關(guān)于CIMS的早期含義,1973年美國Dr. JosephHarrington提出CIM哲理(Computer Integrated Manufacturing),2個要點:,企業(yè)的各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)是不可分割的,需要統(tǒng)一考慮 整個制造過程實質(zhì)上是信息的采集
6、、傳遞和加工處理的過程。 我們把此提升為:系統(tǒng)(整體)觀點和信息觀點 因此,通俗解釋為 用計算機通過信息集成實現(xiàn)現(xiàn)代化的生產(chǎn)制造,求得企業(yè)的總體效益,70年代美國過份貶低了制造業(yè)的作用:“夕陽工業(yè)”、“生了銹的皮帶” 80年代初,石油危機顯示出了美國制造業(yè)競爭力的衰退。優(yōu)勢為日本占有: 從鋼鐵、汽車、機械、化工到電子、計算機等 提出 “CIMS,no longer a choice”,美國SME對CIMS的定義的第一個輪圖(85年),設(shè)計,管 理,加工制造,技術(shù)信息,市場信息,原材料、外購件,產(chǎn)品,網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫,85年德國經(jīng)濟生產(chǎn)委員會(AWF)提出CIM的推薦定義: 中國最龐大的資料庫下載
7、“CIM是指在所有與生產(chǎn)有關(guān)的企業(yè)部門中集成地采用電子數(shù)據(jù)處理。CIM包括了在生產(chǎn)計劃與控制(PPC)、計算機輔助設(shè)計(CAD)、計算機輔助工藝規(guī)劃(CAPP)、計算機輔助制造(CAM)、計算機輔助質(zhì)量管理(CAQ)之間信息技術(shù)上的協(xié)同工作,其中為生產(chǎn)產(chǎn)品所必需的各種技術(shù)功能和管理功能應(yīng)實現(xiàn)集成?!?88年-89年863/CIMS專家組認(rèn)為: “CIM是未來工廠自動化的一種模式。它把以往企業(yè)內(nèi)相互分離的技術(shù)(如CAD、CAM、FMC、MRP)和人員(各部門、各級別),通過計算機有機地綜合起來,使企業(yè)內(nèi)部各種活動高速度、有節(jié)奏、靈活和相互協(xié)調(diào)地進行,以提高企業(yè)對多變競爭環(huán)境的適應(yīng)能力,使企業(yè)經(jīng)濟
8、效益取得持續(xù)穩(wěn)步的發(fā)展”,863/CIMS主題項目技術(shù)研究綱要89.6(第一稿),90年IBM: “應(yīng)用信息技術(shù)提高組織的生產(chǎn)率和響應(yīng)能力”,91年日本能率協(xié)會提出: “為實現(xiàn)企業(yè)適應(yīng)今后企業(yè)環(huán)境的經(jīng)營戰(zhàn)略,有必要從銷售市場開始,對開發(fā)、生產(chǎn)、物流、服務(wù)進行整體優(yōu)化組合,CIMS是以信息作為媒介,用計算機把企業(yè)活動中多種業(yè)務(wù)領(lǐng)域及其職能集成起來,追求整體效益的新型生產(chǎn)系統(tǒng)”。,歐共體CIM/OSA: “CIM是信息技術(shù)和生產(chǎn)技術(shù)的綜合應(yīng)用,旨在提高制造型企業(yè)的生產(chǎn)率和響應(yīng)能力,由此,企業(yè)的所有功能、信息和組織管理方面都是集成起來的整體的各個部分”。,863/CIMS的定義 “將信息技術(shù)、現(xiàn)代管
9、理技術(shù)和制造技術(shù)相結(jié)合,并應(yīng)用于企業(yè)產(chǎn)品全生命周期(從市場需求分析到最終報廢處理)的各個階段。通過信息集成、過程優(yōu)化及資源優(yōu)化,實現(xiàn)物流、信息流、價值流的集成和優(yōu)化運行達到人(組織、管理)、經(jīng)營和技術(shù)三要素的集成。以加強企業(yè)新產(chǎn)品開發(fā)的T、Q、C、S、E(環(huán)境),從而提高企業(yè)的市場應(yīng)變能力和競爭能力?!?“整體”和“單元”的關(guān)系,日本生產(chǎn)自動化的發(fā)展,3. 863/CIMS的發(fā)展歷程及特點 三階段,系統(tǒng)論,技術(shù)發(fā)展三階段:,工作重心三階段:,信息集成(1987-) 過程重組、優(yōu)化并行工程(1995-) 企業(yè)集成敏捷制造(1997-),技術(shù)攻關(guān)(1987-) 典型應(yīng)用示范(1993-) 產(chǎn)業(yè)化(
10、1995-),發(fā)展動因: 88年形成:“企業(yè)說好,才是真好”。 Autofact 的最新發(fā)展信息,3-1 信息集成解決企業(yè)中各個自動化孤島之 間的信息交換與共享 技術(shù):CIMS的建模、設(shè)計方法及軟件工具 異構(gòu)信息集成 協(xié)議共存和過度 異構(gòu)數(shù)據(jù)庫 應(yīng)用軟件接口 實現(xiàn)方法:87-95年 局域網(wǎng)數(shù)據(jù)庫 95- PDM、廣域網(wǎng)、企業(yè)網(wǎng)、 平臺和框架 管理:MRP-的應(yīng)用,帶動企業(yè)管理制度的變革 (Manufacturing Resource Planning),集成平臺發(fā)展過程,通信系統(tǒng),全局信息系統(tǒng)(GIS),GIS-ODBC接口,全局共享信息 定義維護工具,平臺管理 與應(yīng)用 協(xié)調(diào)系統(tǒng),系 統(tǒng) 服
11、務(wù),車間管理與控制 集成開發(fā)系統(tǒng),工具,接口,CAx信息管理 與集成系統(tǒng),工具,接口,管理信息 集成系統(tǒng),工具,接口,Internet 應(yīng)用 開發(fā)工具,應(yīng) 用 服 務(wù),操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)、分布式數(shù)據(jù)庫,應(yīng)用 系統(tǒng),3-2 過程集成解決產(chǎn)品設(shè)計過程的重建,過程優(yōu)化 技術(shù): 過程重建及建模 DFX (虛擬制造技術(shù)的一部分) Virtual Manufacturing 廣域網(wǎng)下的CSCW支持Team work 管理:BPR的引入(Business Process Reengineering)MRP-與JIT(Just in Time)的結(jié)合。推、拉結(jié)合的生產(chǎn)管理模式,并行工程異地設(shè)計網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,傳統(tǒng)的產(chǎn)品
12、開發(fā)模式,缺乏數(shù)字化產(chǎn)品定義、 DFA/DFM 工具、 產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理 串行產(chǎn)品開發(fā)流程 設(shè)計與制造是兩個獨立的 功能部門 缺乏支持群組協(xié)同工作的 計算機與網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,全數(shù)字化產(chǎn)品定義、 DFA/DFM、 產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理框架 (PDM) 集成化、并行化產(chǎn)品 開發(fā)過程 集成產(chǎn)品開發(fā)團隊 群組協(xié)同工作環(huán)境,并行工程采用的改進產(chǎn)品開發(fā)模式,3-3 企業(yè)集成企業(yè)外部資源的優(yōu)化利用,適 應(yīng)知識經(jīng)濟、全球經(jīng)濟、全球 制造的新形勢 目標(biāo):新產(chǎn)品開發(fā)的T、Q、C、S,強調(diào)知識產(chǎn)權(quán) 技術(shù): 使能技術(shù) Enabling Technology 網(wǎng)絡(luò)平臺Internet/Intranet/Extranet 資源優(yōu)化如 Su
13、pply Chain Modelling Hatling, John Fredrik Computer integrated ship production, Journal of Ship Production v 13 n 3 Aug 1997. p 215-223,“CIM技術(shù)發(fā)展很快。許多以前不能承擔(dān)CIM實施費用的企業(yè),現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)實施CIM已是企業(yè)在財政上可承受的。此外,CIM正在變得更加用戶友好。技術(shù)壁壘迅速地被打破,使CIM對更多的企業(yè)來講變得更容易實現(xiàn)?!?Attaran, Mohsen CIM: Getting set for implementation,Industrial
14、 Management and Data Systems v 97 n 1-2 1997. p 3-9,作者探討了CIM是否對所有制造中的問題都是適用的。其結(jié)論是:對于絕大多數(shù)美國企業(yè), CIM是一種有用的戰(zhàn)略手段。 Gupta, Mahesh Operations effectiveness for a successful implementation of CIM, Technovation v 16 n 10 Oct 1996. p 589-594,由于軍費減少,美國國防部(DoD)正在尋找有效的方法改進關(guān)鍵的軍事設(shè)施的可負擔(dān)性( affordability )和可使用性(availa
15、bility),CIM和柔性制造是低成本( cost effective )制造的合適的選擇。CIM是通過有效的利用計算機和制造業(yè)中的自動化來改進生產(chǎn)(質(zhì)量、效益和交貨期)和減少單位生產(chǎn)成本。 Habayeb, A.R System engineering of computer integrated manufacturing,Naval Engineers Journal v 108 n 6 Nov 1996. p 59-71,“調(diào)查表明,流程工業(yè)也能從CIM 中得到好處”。 Ashayeri, Jalal; Teelen, Annelies; Selen, Willem Computer
16、-integrated manufacturing in the chemical industry,Production and Inventory Management Journal v 37 n 1 First Quarte 1996. p 52-57,CIM不是一個快速的過程,而是一個長期的戰(zhàn)略,需要克服一些障礙。 Attaran, Mohsen Gaining CIMs benefits, Computers in Industry v 29 n 3 Aug 1 1996. p 225-227,為了使實際產(chǎn)品生產(chǎn)適合于追求人的幸福和世界和平的需要,同時消除由于傳統(tǒng)的大量生產(chǎn)、大量消
17、費和大量丟棄方式導(dǎo)致有價值的自然資源的巨大浪費。CIM導(dǎo)引的企業(yè)自動化,以人為中心的柔性制造,使顧客滿意的生產(chǎn),環(huán)境優(yōu)化的綠色制造,高增值生產(chǎn),對社會適宜的制造等都是21世紀(jì)的制造業(yè)發(fā)展方向。 Hitomi, Katsundo Manufacturing excellence for 21st century production, Technovation v 16 n 1 Jan 1996. p 33-41,結(jié)果 美入圍世界“TOP500” 日本 通用、福特取代三菱、三井,居一、二位 今天,帶動美國經(jīng)濟300家芯片公司,3萬家軟件公司,美日競爭力變化的一個例證 80年代初,日本競爭力大于美
18、國 80年代初起,美國強調(diào)信息技術(shù)和“企業(yè)重組”,中國制造業(yè)要自立于世界之林,路還很長。 對其支持的一體化信息工程(即現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)CIMS-2),路也還很長。 即使對應(yīng)用示范工程,其內(nèi)容也不斷深入。,信息集成 PDM、并行工程 虛擬制造、供應(yīng)鏈 企業(yè)動態(tài)聯(lián)盟 ,關(guān)于未來CIMS發(fā)展的幾個重點,這些研究和應(yīng)用重點,有的已在CIMS主題的項目中進行著,有的正在立項,它們將對我國在CIMS的研究和與經(jīng)濟的緊密結(jié)合上產(chǎn)生明顯的效益(經(jīng)濟效益和技術(shù)進步的價值)。 1)基于網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計和制造 2)協(xié)同工作技術(shù) 3)基于虛擬現(xiàn)實的虛擬制造 4)敏捷制造的使能技術(shù),5)各種新的制造模式和管理模式(如大批量定
19、制生產(chǎn)模式等) 6)多代理系統(tǒng)、分布人工智能技術(shù) 7)快速原型制造技術(shù) 8)PDM技術(shù)及應(yīng)用集成平臺和框架 9)企業(yè)建模和優(yōu)化運行技術(shù)(動態(tài)企業(yè)建模、敏捷企業(yè)建模等) 10)可持續(xù)發(fā)展的產(chǎn)品設(shè)計、制造及回收技術(shù) 11)新型數(shù)控和工業(yè)機器人系統(tǒng)及其產(chǎn)業(yè)化 12)CAD/CAM、ERP的產(chǎn)業(yè)化,高技術(shù)的R&D要落實到產(chǎn)業(yè)化,這是863計劃實施以來在思想上的一個重大共識。對我國科技和經(jīng)濟的緊密結(jié)合具有重要的、深遠的意義。 CIMS的產(chǎn)業(yè)化: 系統(tǒng)集成產(chǎn)業(yè),為企業(yè)的信息化提供信息服務(wù)。(從咨詢、設(shè)計到系統(tǒng)實現(xiàn)、培訓(xùn)) CIMS相關(guān)的軟硬件產(chǎn)業(yè) 如集成平臺、框架、CAD/CAM、 MRP 、ERP、 數(shù)
20、控、快速原型制造設(shè)備,企業(yè)競爭力實質(zhì)上是企業(yè)的創(chuàng)新能力的表現(xiàn) 技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)包括管理創(chuàng)新(含市場開拓) 我國企業(yè)面臨著市場競爭的巨大壓力 1)世情:制造業(yè)競爭:早期 降低產(chǎn)品成本 70年代 整體效率及質(zhì)量 80年代 T、Q、C、S 90年代 創(chuàng)新產(chǎn)品(P)+ T、Q、C、S + E,7. 我國制造業(yè)能否走跨越發(fā)展的路 1)世情,特點:知識技術(shù)產(chǎn)品的更新周期更短 產(chǎn)品批量更小 顧客對產(chǎn)品功能、性能、質(zhì)量的要求更高 能參與全球競爭的企業(yè)更多 一般水平的產(chǎn)品及制造能力嚴(yán)重過剩 人口老齡化更嚴(yán)重 環(huán)保意識、綠色制造呼聲更強 國外專家估計今后15年制造業(yè)的發(fā)展將超過以往的75年 跨國公司的壟斷趨勢:對民族產(chǎn)
21、業(yè)的壓力,7. 我國制造業(yè)能否走跨越發(fā)展的路1)世情 (續(xù)),2)國情幾個統(tǒng)計數(shù)字(世界經(jīng)濟黃皮書等) 我國機械工業(yè)主導(dǎo)產(chǎn)品達到90年代國際水平的占30%,達到80年代國際水平的占40%,達到6070年代國際水平的占30%。,7. 我國制造業(yè)能否走跨越發(fā)展的路 2)國情 (續(xù)),大中型企業(yè)生產(chǎn)的2000多種主導(dǎo)產(chǎn)品的平均生命周期為10.5年,是美國機械工業(yè)產(chǎn)品生命周期的3.5倍。 美國制造業(yè)的新產(chǎn)品貢獻率已達到國內(nèi)生產(chǎn)總值的52%左右(1995年),而我國僅為5.9%(1997年),嚴(yán)重影響了企業(yè)的國際競爭能力。,7. 我國制造業(yè)能否走跨越發(fā)展的路 2)國情 (續(xù)),美國、西歐諸國、日本機械工業(yè)企業(yè)的專業(yè)化水平為75-95%,而中國僅為15-30%。按市場份額計算的機械工業(yè)市場集中化指數(shù)CR10,美國為58.4%,日
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