制造業(yè)信息化進程論文

1、制造業(yè)信息化進程論文關(guān)鍵詞 :信息敏捷制造網(wǎng)絡(luò)制造業(yè)信息化進程半個世紀以來，特別是近三十年來，信息革命已經(jīng)滲透至各個經(jīng)濟部門，迅速改變著傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和整個經(jīng)濟的面貌。計算機和通信技術(shù)的迅猛發(fā)展極大地拓展了制造業(yè)的廣度和深度，產(chǎn)生了一批新的制造哲理和制造技術(shù)，使制造業(yè)正發(fā)生著質(zhì)的飛躍?？v觀制造業(yè)信息化進程，可將其分為以下幾個階段：功能自動化階段。七十年代電子技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展為生產(chǎn)領(lǐng)域的自動控制提供了可能，使得以計算機為輔助工具的制造自動化技術(shù)成為可行，由此出現(xiàn)了計算機輔助設(shè)計 (CAD) 、計算機輔助制造(CAM) 、計算機輔助工藝規(guī)劃(CAPP) 、物料管理計劃(MRP) 等自動化系統(tǒng)。信息

2、集成階段。八十年代針對設(shè)計、加工和管理中存在的自動化孤島問題，實現(xiàn)制造信息的共享和交換，采用計算機采集、 傳遞、加工處理信息， 形成了一系列信息集成系統(tǒng)，如 CAD/CAPP/CAM 、 CAD/MRP 、 CAPP/MRP ， CIMS 。過程優(yōu)化階段。九十年代信息和通信技術(shù)在知識經(jīng)濟發(fā)展過程中處于中心地位，企業(yè)意識到除了信息集成這一技術(shù)外，還需要對生產(chǎn)過程進行優(yōu)化。如用并行工程方法，在產(chǎn)品設(shè)計時考慮下游工作中的可制造性、可裝配性等，重組設(shè)計過程，提高產(chǎn)品開發(fā)能力；用企業(yè)經(jīng)營過程重構(gòu)，將企業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整成適應(yīng)全球制造的新模式。敏捷化階段。九五年以后，以 Internet 為代表的國際互聯(lián)網(wǎng)，正以

3、極快的速度在發(fā)展。 Internet 在改變信息傳遞方式的同時也改變著企業(yè)組織管理方式，使以滿足全球化市場用戶需求為核心的快速響應(yīng)制造活動成為可能，敏捷制造(AM) 、虛擬制造 (VM) 等新的制造模式應(yīng)運而生。從制造業(yè)信息化進程可看出，隨著信息技術(shù)、計算機技術(shù)的迅速發(fā)展，從知識到應(yīng)用之間的間隔越來越短，未來的制造業(yè)在某種意義上將成為一種信息產(chǎn)業(yè)，信息將成為制造業(yè)的決定因素，用信息技術(shù)促進未來制造的改造已成為時代潮流。 21 世紀，世界制造業(yè)發(fā)展的總趨勢是：信息技術(shù)在促進制造業(yè)發(fā)展過程中的作用仍然是第一位；獨占性技術(shù)決定了產(chǎn)品的價值和價格；聯(lián)合和競爭兩位一體，并超出國界，敏捷性成為制造業(yè)追求的

4、目標；管理創(chuàng)新對制造業(yè)發(fā)展的作用日益突出。制造技術(shù)繼續(xù)圍繞信息化、智能化、精密化、集成化和綠色化方向發(fā)展。2 敏捷制造信息化需求信息需求信息革命促使了市場全球化，使現(xiàn)代企業(yè)呈現(xiàn)集團化、多元化和動態(tài)聯(lián)盟的發(fā)展趨勢：企業(yè)跨越不同的地域，產(chǎn)品涉及多個領(lǐng)域。這些企業(yè)需要及時了解各地分公司的生產(chǎn)經(jīng)營狀況，同一企業(yè)不同部門、不同地區(qū)的員工之間也需要及時共享大量企業(yè)信息，企業(yè)和用戶之間以及企業(yè)與其合作伙伴之間也存在著大量的信息交流。只有了解企業(yè)信息的需求，才能有效管理組織這些信息，選擇合作伙伴，實現(xiàn)敏捷化制造。企業(yè)信息涉及有關(guān)產(chǎn)品設(shè)計、計劃、生產(chǎn)資源、組織等類型的數(shù)據(jù)，不僅數(shù)據(jù)量大，數(shù)據(jù)類型和結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且

5、數(shù)據(jù)間存在復(fù)雜的語義聯(lián)系，數(shù)據(jù)載體也是多介質(zhì)的。制造業(yè)中信息按其需求可分為兩部分：產(chǎn)品制造信息、企業(yè)服務(wù)信息。其中產(chǎn)品制造信息包括產(chǎn)品信息和工藝信息。產(chǎn)品信息 1 包括與產(chǎn)品制造有關(guān)的所有信息，如產(chǎn)品幾何拓撲信息、加工要求信息、組成產(chǎn)品零件的材料和熱處理信息、裝配要求信息、產(chǎn)品檢驗信息、產(chǎn)品功能信息、產(chǎn)品制造成本和制造周期等信息。工藝信息包括產(chǎn)品制造過程中的各種加工方法及其應(yīng)用范圍、設(shè)計規(guī)范，用于新產(chǎn)品的加工工藝性和設(shè)計可行性評價，提供各種加工手冊、設(shè)計手冊。企業(yè)服務(wù)信息包括產(chǎn)品市場信息、企業(yè)生產(chǎn)能力信息、企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)能力信息等。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)需求對制造業(yè)企業(yè)來說，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用服務(wù)的需求主要集中在以下幾

6、個方面：希望上網(wǎng)發(fā)布企業(yè)信息，如企業(yè)介紹、產(chǎn)品介紹等；能有行業(yè)性的專業(yè)網(wǎng)站提供行業(yè)信息、行業(yè)動態(tài)等；能在網(wǎng)上了解有關(guān)的政策法規(guī)，為企業(yè)活動提供依據(jù)；能在網(wǎng)上跟蹤行業(yè)技術(shù)信息，為企業(yè)開發(fā)適合市場需求的新產(chǎn)品；與用戶進行網(wǎng)上信息的交流，及時反饋用戶意見，組織網(wǎng)上用戶的培訓(xùn)與產(chǎn)品使用問題的解決等；與協(xié)作生產(chǎn)企業(yè)進行網(wǎng)上的信息交流和商務(wù)活動，提高工作效率；開展網(wǎng)上的商務(wù)活動，如產(chǎn)品銷售、 產(chǎn)品的虛擬展示等；數(shù)字化產(chǎn)品模型共享，建立一個虛擬三維產(chǎn)品的“圖書館”，讓各企業(yè)分享，減少巨大的重復(fù)性CAD 造型工作。制造業(yè)信息化建設(shè)和研究現(xiàn)狀信息化現(xiàn)狀目前我國在信息高速公路上投入了大量的建設(shè)資金，全國的信息高速

7、公路網(wǎng)絡(luò)已初具規(guī)模。企業(yè)的 CAD 、 CIMS 、等方面的信息化建設(shè)也積累了不少經(jīng)驗， 但信息化建設(shè) ERP的發(fā)展也出現(xiàn)了不平衡，如：“信息公路上的車不多 ”，網(wǎng)上信息量少， 內(nèi)容不夠豐富，不能吸引用戶；上網(wǎng)費用還太高，不能被廣大用戶所接受；技術(shù)上還較為復(fù)雜，用戶無法自我維護；網(wǎng)上的電子商務(wù)條件還不成熟，無法進行網(wǎng)上交易；Internet 服務(wù)提供者 (ISP) 和 Internet 內(nèi)容提供者 (ICP) 的服務(wù)質(zhì)量還有待改進；眾多傳統(tǒng)的傳媒業(yè)正面臨著重新劃分市場的激烈競爭。必須解決如何利用信息網(wǎng)絡(luò)為廣大用戶，特別是直接創(chuàng)造財富的制造業(yè)企業(yè)提供更多更好的服務(wù)這一問題。制造業(yè)網(wǎng)絡(luò)工程研究現(xiàn)狀

8、市場的全球化使得企業(yè)之間的競爭更加激烈，出現(xiàn)了一系列現(xiàn)代生產(chǎn)模式和制造哲理，要求改變企業(yè)現(xiàn)有的組織結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)多種敏捷組織形式， 如項目任務(wù)協(xié)同功能工作小組、虛擬集團及多種合作組織機構(gòu)， 建立起協(xié)同合作為主導(dǎo)的 “競爭� 合作 � 協(xié)同 ”機制。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展，為制造業(yè)中海量信息的處理提供了可能，促進了敏捷企業(yè)網(wǎng)絡(luò)化工程的組建。國外典型研究有 26 ： 1994 年美國能源部提出了 “敏捷制造的使能技術(shù) (TEAM)” ， TEAM 集成產(chǎn)品的設(shè)計和制造，建立了一個 “產(chǎn)品實現(xiàn)過程模型 ”； “全美工廠網(wǎng)絡(luò) ”建立于1995 年，是國家工業(yè)數(shù)據(jù)庫，提供包括

9、生產(chǎn)能力，各種工程服務(wù)項目、產(chǎn)品及其價格和性能數(shù)據(jù)、銷售和用戶服務(wù)專門服務(wù)； 1995 年洛克海德 ·馬丁航空公司建立“制造系統(tǒng)的敏捷基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)AIMS net ”，利用國際互聯(lián)網(wǎng)支持和管理敏捷企業(yè)的供應(yīng)鏈；美國通用電器研究和開發(fā)部的 “計算機輔助制造網(wǎng)絡(luò) ”建立于 1996 年，它通過 Internet 網(wǎng)提供多種制造支撐服務(wù)，如產(chǎn)品設(shè)計的可制造性、加工過程仿真及產(chǎn)品的試驗等，使得集成企業(yè)的成員能夠快速連接和共享制造信息。這些網(wǎng)絡(luò)主要為大公司的成員和客戶提供服務(wù)。國內(nèi)的主要研究有：虛擬異地合作設(shè)計組織 7 主要強調(diào)在產(chǎn)品設(shè)計和開發(fā)中，獲取設(shè)計知識的異地合作。我國企業(yè)存在一批可以支

10、持產(chǎn)品開發(fā)中設(shè)計知識獲取的資源或潛在資源，要使這些資源以及企業(yè)外資源能以企業(yè)開發(fā)某項產(chǎn)品的行為為中心并和企業(yè)組織在一起，共同為這個項目的完成進行設(shè)計知識、特別是新知識的獲取工作。已有一些異地合作設(shè)計組織的新概念和關(guān)鍵技術(shù)研究，在實驗室中有一些局部非常初級的試驗，如上海交通大學(xué)與上飛廠之間進行了異地設(shè)計的聯(lián)網(wǎng)試驗；西安交通大學(xué)、清華大學(xué)與上海交通大學(xué)等高校也在策劃異地合作設(shè)計網(wǎng)，但這些工作仍屬開始階段。分散網(wǎng)絡(luò)化生產(chǎn)系統(tǒng) 5 ，8 強調(diào)生產(chǎn)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化。 分散網(wǎng)絡(luò)化是指將動態(tài)的、沒有固定隸屬關(guān)系的和地理上相隔的集團，利用信息和通訊技術(shù)把它們加以組織起來進行生產(chǎn)，快速地以合理的成本將產(chǎn)品從設(shè)計轉(zhuǎn)入

11、生產(chǎn)。通過國際互聯(lián)網(wǎng)，對產(chǎn)品設(shè)計、工藝、生產(chǎn)和工況信息從一個生產(chǎn)單元傳送到異地的生產(chǎn)單元進行測試。上海先進制造技術(shù)中心于 1998 年提供的上海交通大學(xué)的快速原形制造中心的上網(wǎng)服務(wù)，同濟大學(xué)也與香港某些中小型企業(yè)進行了聯(lián)網(wǎng)合作制造模具的試驗，但這樣的系統(tǒng)還需要有進一步的研究和配套措施。4 敏捷制造網(wǎng)絡(luò)工程實施建議利用互聯(lián)網(wǎng)、 企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)， 構(gòu)建敏捷制造網(wǎng)絡(luò)集成平臺，可建立有關(guān)企業(yè)和高校、研究所、研究中心等結(jié)合成一體的敏捷制造網(wǎng)絡(luò)體系，實現(xiàn)基于網(wǎng)絡(luò)的信息資源共享和設(shè)計制造過程的集成；建立以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的，面向廣大中小型企業(yè)的先進制造技術(shù)虛擬服務(wù)中心和培訓(xùn)中心，建立網(wǎng)絡(luò)化制造工程，具體實施包括基于I

12、ntranet 的制造環(huán)境內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)化和基于 Internet 制造業(yè)與外界聯(lián)系的網(wǎng)絡(luò)化，如圖1?；?Intranet 的制造環(huán)境內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)化實現(xiàn)企業(yè)中工程設(shè)計、管理信息系統(tǒng)等制造過程各子系統(tǒng)的集成，完成企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)的圖 1 制造業(yè)信息化網(wǎng)絡(luò)工程建議建設(shè)，深化應(yīng)用CAD 、 CIMS 技術(shù)，提高企業(yè)在計算機網(wǎng)絡(luò)支持的新型制造模式下的管理水平?；?Internet 網(wǎng)企業(yè)與外界信息交流通過 Internet 網(wǎng)可實現(xiàn)企業(yè)與外界的聯(lián)系，其中主要內(nèi)容包括：敏捷供應(yīng)鏈。把生產(chǎn)商、供應(yīng)商、銷售商等在一條鏈路上的所有環(huán)節(jié)都聯(lián)系起來并進行優(yōu)化，使生產(chǎn)資料以最快的速度，通過生產(chǎn)、分銷環(huán)節(jié)變成增值的產(chǎn)品，送到消費

13、者手中。這不僅降低了成本、減少了庫存，而且使資源得到優(yōu)化配置，更重要的是通過信息網(wǎng)絡(luò)，介紹企業(yè)及企業(yè)產(chǎn)品，實現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)與銷售的有效連接，物流、信息流、資金流的合理流動。公共數(shù)據(jù)中心。建立公共數(shù)據(jù)中心，即網(wǎng)上的制造資源信息庫，也就是用現(xiàn)代化手段使信息和知識為最大可能多的需求者服務(wù)，充分體現(xiàn)其價值。這里的資源包括了企業(yè)富余的生產(chǎn)能力、 特種制造手段、 CAD/CAE/CAM 軟件；標準件、通用件、圖庫；各種人才信息；技術(shù)信息和產(chǎn)品信息。遠程服務(wù)體系。遠程服務(wù)是在資源的需求者和提供者之間架設(shè)起現(xiàn)代化的交通網(wǎng)。特別是象快速成型等先進制造技術(shù)與裝備，這些技術(shù)往往比較復(fù)雜，而且這些設(shè)備往往比較昂貴，不是所

14、有企業(yè)都能輕易添置的。另外，每個企業(yè)單獨擁有這樣的資源，往往使用效率不高，造成資源的閑置與浪費。建立遠程服務(wù)體系就可以使上述問題得到較圓滿的解決。建立這樣的體系，首先要有掌握某項先進制造技術(shù)和擁有必要設(shè)備資源的 “服務(wù)中心 ”，然后要研究 Internet/web 分布式網(wǎng)絡(luò)計算與網(wǎng)絡(luò)安全支持技術(shù)， 建立基于 web 客戶機 /服務(wù)器分布式計算模式的、支持多個用戶、多個站點的遠程服務(wù)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)。異地設(shè)計和制造。不受地域限制，由多個異地的企業(yè)組成動態(tài)聯(lián)盟，合作開發(fā)同一產(chǎn)品，從而保證企業(yè)抓住轉(zhuǎn)瞬即逝的市場機遇，贏得競爭。其關(guān)鍵的問題在于分布式產(chǎn)品設(shè)計與制造的過程集成與管理，異構(gòu)、跨平臺的設(shè)計與

15、制造工具。研究內(nèi)容包括：遠程項目組織與管理；網(wǎng)絡(luò)安全性；數(shù)據(jù)交換格式；遠程信息維護；遠距監(jiān)測與控制機理等等。虛擬學(xué)校。信息日新月異的變化使繼續(xù)教育顯得尤為重要，可以用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將培訓(xùn)資源充分調(diào)動起來，組成虛擬的“先進制造技術(shù)學(xué)校 ”，在知識的傳授者與吸收者之間構(gòu)筑 “多對多 ”的通道， 打破空間與時間的限制， 使更多的勞動者得到培訓(xùn)的機會。這需要首先進行網(wǎng)上教學(xué)的課程建設(shè)，同時要建立由若干個培訓(xùn)中心聯(lián)網(wǎng)組成的培訓(xùn)網(wǎng)，還要制作與網(wǎng)上教學(xué)相匹配的教材及音像資料，建立教與學(xué)進行交流的機制和培訓(xùn)網(wǎng)的運行機制，研究培訓(xùn)的評估方法。為了提高培訓(xùn)質(zhì)量，還應(yīng)將虛擬制造技術(shù)的研究與網(wǎng)上培訓(xùn)結(jié)合起來。5 制造網(wǎng)絡(luò)實

16、現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)在信息技術(shù)的條件下，將分布于世界各地的產(chǎn)品、設(shè)備、人員、資金、市場等企業(yè)資源有效地集成起來，采用各種類型的合作形式，建立以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)的、高素質(zhì)員工系統(tǒng)為核心的敏捷制造企業(yè)運作模式，其關(guān)鍵技術(shù)有：分布式網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)912 。 Internet、 Intranet、Web 等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展使異地的網(wǎng)絡(luò)信息傳輸、數(shù)據(jù)訪問成為可能。特別是 Web 技術(shù)的實現(xiàn)，可以提供一種支持成本低、用戶界面友好的網(wǎng)絡(luò)訪問介質(zhì)，解決制造過程中用戶訪問困難的問題。網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)存取、交換技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)按集成分布框架體系存儲數(shù)據(jù)信息，根據(jù)數(shù)據(jù)的地域分布，分別存儲各地的數(shù)據(jù)備份信息，有關(guān)產(chǎn)品開發(fā)、設(shè)計、制造的集成信息存

17、儲在公共數(shù)據(jù)中心中，由數(shù)據(jù)中心協(xié)調(diào)統(tǒng)一管理，通過數(shù)據(jù)中心對各職能小組的授權(quán)實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的存取。CIMS 技術(shù)。 CIMS 工程項目主要包括生產(chǎn)計劃管理、自動化制造系統(tǒng)技術(shù)信息管理、技術(shù)信息管理、工程數(shù)據(jù)庫管理、辦公自動化、決策支持、質(zhì)量保證、庫存管理等應(yīng)用子系統(tǒng)的開發(fā)，各應(yīng)用子系統(tǒng)間系統(tǒng)平臺集成、數(shù)據(jù)信息交換是企業(yè)間成功實施動態(tài)聯(lián)盟企業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)。協(xié)同工作技術(shù)。在一定的時間、一定的空間內(nèi)，利用計算機網(wǎng)絡(luò)，小組成員共享知識與信息，避免潛在的不相容性引起的矛盾。同時，在并行產(chǎn)品開發(fā)過程中，多功能小組之間，多功能小組各專家之間由于各自的目的、背景和領(lǐng)域知識水平的差異必將導(dǎo)致沖突的產(chǎn)生，因此需要通過

18、協(xié)同工作，解決各方的矛盾、沖突，最終達到一致解。工作流管理。其主要特征是實現(xiàn)人與計算機交互時間結(jié)合過程中的自動化，主要涉及的內(nèi)容是工作任務(wù)的整體處理過程、工作組成員間依據(jù)一組已定義的規(guī)則及已制定的共同目標所交換的文本文件、各種多媒體信息或任務(wù)，工作流管理系統(tǒng)是一個用于分布式環(huán)境中工作任務(wù)進程間的協(xié)調(diào)或協(xié)作式處理軟件系統(tǒng)。6 總結(jié)打破小單位和行業(yè)的局限，在政府的統(tǒng)一規(guī)劃與組織下，實行產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，深入開發(fā)，廣泛利用信息資源，建立敏捷制造網(wǎng)絡(luò)化工程， 加速制造業(yè)數(shù)字化、 網(wǎng)絡(luò)化與敏捷化。這不僅對于制造業(yè)本身的改造，地區(qū)信息港的建設(shè)，有十分重要的戰(zhàn)略意義和現(xiàn)實意義，而且也能夠在近年內(nèi)達到開展異地設(shè)計與制造、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、網(wǎng)上數(shù)據(jù)共享和