企業(yè)一體化信息工程及管理現(xiàn)代化（PPT92頁）.ppt

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. 關于CIMS的疑問和討論 6. 當前及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世紀初,降低產品成本的競爭 提高企業(yè)整體效率及產品質量的競爭 全面滿足顧客在交貨期（T）、質量（Q）、價格（C）和服務（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)出高質量及

2、性能價格能被用戶接受的新產品 以知識為基礎的新產品的競爭,標準化、流水線,SPC，,JIT，CIMS-1 (信息集成),CE，AM,一體化信息工程， CIMS-2,相應的技術,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世紀的“無國界經濟”,跨國公司的生產總值占工業(yè)化國家生產總值的 跨國公司的貿易占世界貿易總值的 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轉讓的 跨國公司操縱了對發(fā)展中國家技術貿易的,40% 50% 80% 75% 90%,經濟和社會 的發(fā)展,科學和技術 的發(fā)展,全球化制造,以知識為基礎 的新產品競爭,敏捷制造 , 下一代制造,敏捷制造是支持新產品競爭的主要模式,企業(yè)的競爭優(yōu)勢,產品和服務,組織原則,價值觀和企業(yè)文化,供應商和顧客,產品開發(fā)能力 和制造過程,競爭 優(yōu)勢,創(chuàng)新

4、能力,時間,20世紀90年代制造業(yè)的標志性進展 波音777的設計和制造,全數(shù)字化定義無紙生產 數(shù)字化預裝配無金屬樣機的生產 （虛擬制造的一部分） 廣域網上的異地設計、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臺的生產能力 關鍵技術：劍桿運動及共軛凸輪設計。引進每對8萬，自制0.6萬 用虛擬制造突破了關鍵技術，經濟效益巨大,虛擬制造與實際制造,具體實例-劍桿織機,運動學、動力學分析,運動學、動力學分析,數(shù)控編程,虛擬裝配,結構有限元分析,虛擬加工,加工過程仿真,2. 關于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）,設計,管 理,加工制造,技術信息,市場信息,原材料、外購件,產品,網絡、數(shù)據(jù)庫,85年德國經濟生產委員會（AWF）提出CIM的推薦定義： 中國最龐大的資料庫下載

7、“CIM是指在所有與生產有關的企業(yè)部門中集成地采用電子數(shù)據(jù)處理。CIM包括了在生產計劃與控制（PPC）、計算機輔助設計（CAD）、計算機輔助工藝規(guī)劃（CAPP）、計算機輔助制造（CAM）、計算機輔助質量管理（CAQ）之間信息技術上的協(xié)同工作，其中為生產產品所必需的各種技術功能和管理功能應實現(xiàn)集成?！?88年-89年863/CIMS專家組認為： “CIM是未來工廠自動化的一種模式。它把以往企業(yè)內相互分離的技術（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)內部各種活動高速度、有節(jié)奏、靈活和相互協(xié)調地進行，以提高企業(yè)對多變競爭環(huán)境的適應能力，使企業(yè)經濟

8、效益取得持續(xù)穩(wěn)步的發(fā)展”,863/CIMS主題項目技術研究綱要89.6（第一稿）,90年IBM： “應用信息技術提高組織的生產率和響應能力”,91年日本能率協(xié)會提出： “為實現(xiàn)企業(yè)適應今后企業(yè)環(huán)境的經營戰(zhàn)略，有必要從銷售市場開始，對開發(fā)、生產、物流、服務進行整體優(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)務領域及其職能集成起來，追求整體效益的新型生產系統(tǒng)”。,歐共體CIM/OSA： “CIM是信息技術和生產技術的綜合應用，旨在提高制造型企業(yè)的生產率和響應能力，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、現(xiàn)代管

9、理技術和制造技術相結合，并應用于企業(yè)產品全生命周期（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）、經營和技術三要素的集成。以加強企業(yè)新產品開發(fā)的T、Q、C、S、E（環(huán)境），從而提高企業(yè)的市場應變能力和競爭能力。”,“整體”和“單元”的關系，日本生產自動化的發(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-）,技術攻關（1987-） 典型應用示范（1993-） 產業(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：CIMS的建模、設計方法及軟件工具 異構信息集成 協(xié)議共存和過度 異構數(shù)據(jù)庫 應用軟件接口 實現(xiàn)方法：87-95年 局域網數(shù)據(jù)庫 95- PDM、廣域網、企業(yè)網、 平臺和框架 管理：MRP-的應用，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 與應用 協(xié)調系統(tǒng),系 統(tǒng) 服

11、務,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 應用 開發(fā)工具,應 用 服 務,操作系統(tǒng)、網絡、分布式數(shù)據(jù)庫,應用 系統(tǒng),3-2 過程集成解決產品設計過程的重建，過程優(yōu)化 技術： 過程重建及建模 DFX (虛擬制造技術的一部分) Virtual Manufacturing 廣域網下的CSCW支持Team work 管理：BPR的引入(Business Process Reengineering)MRP-與JIT（Just in Time)的結合。推、拉結合的生產管理模式,并行工程異地設計網絡環(huán)境,傳統(tǒng)的產品

12、開發(fā)模式,缺乏數(shù)字化產品定義、 DFA/DFM 工具、 產品數(shù)據(jù)管理 串行產品開發(fā)流程 設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 計算機與網絡環(huán)境,全數(shù)字化產品定義、 DFA/DFM、 產品數(shù)據(jù)管理框架 (PDM) 集成化、并行化產品 開發(fā)過程 集成產品開發(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 應知識經濟、全球經濟、全球 制造的新形勢 目標：新產品開發(fā)的T、Q、C、S，強調知識產權 技術： 使能技術 Enabling Technology 網絡平臺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技術發(fā)展很快。許多以前不能承擔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鍵的軍事設施的可負擔性（ 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（質量、效益和交貨期）和減少單位生產成本。 Habayeb, A.R System engineering of computer integrated manufacturing,Naval Engineers Journal v 108 n 6 Nov 1996. p 59-71,“調查表明，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,為了使實際產品生產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、大量消

17、費和大量丟棄方式導致有價值的自然資源的巨大浪費。CIM導引的企業(yè)自動化，以人為中心的柔性制造，使顧客滿意的生產，環(huán)境優(yōu)化的綠色制造，高增值生產，對社會適宜的制造等都是21世紀的制造業(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，美國強調信息技術和“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。 即使對應用示范工程，其內容也不斷深入。,信息集成 PDM、并行工程 虛擬制造、供應鏈 企業(yè)動態(tài)聯(lián)盟 ,關于未來CIMS發(fā)展的幾個重點,這些研究和應用重點，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的研究和與經濟的緊密結合上產生明顯的效益（經濟效益和技術進步的價值）。 1)基于網絡的設計和制造 2)協(xié)同工作技術 3)基于虛擬現(xiàn)實的虛擬制造 4)敏捷制造的使能技術,5)各種新的制造模式和管理模式（如大批量定

19、制生產模式等） 6)多代理系統(tǒng)、分布人工智能技術 7)快速原型制造技術 8)PDM技術及應用集成平臺和框架 9)企業(yè)建模和優(yōu)化運行技術（動態(tài)企業(yè)建模、敏捷企業(yè)建模等） 10)可持續(xù)發(fā)展的產品設計、制造及回收技術 11)新型數(shù)控和工業(yè)機器人系統(tǒng)及其產業(yè)化 12)CAD/CAM、ERP的產業(yè)化,高技術的R&D要落實到產業(yè)化，這是863計劃實施以來在思想上的一個重大共識。對我國科技和經濟的緊密結合具有重要的、深遠的意義。 CIMS的產業(yè)化: 系統(tǒng)集成產業(yè)，為企業(yè)的信息化提供信息服務。（從咨詢、設計到系統(tǒng)實現(xiàn)、培訓） CIMS相關的軟硬件產業(yè) 如集成平臺、框架、CAD/CAM、 MRP 、ERP、 數(shù)

20、控、快速原型制造設備,企業(yè)競爭力實質上是企業(yè)的創(chuàng)新能力的表現(xiàn) 技術創(chuàng)新應包括管理創(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 降低產品成本 70年代 整體效率及質量 80年代 T、Q、C、S 90年代 創(chuàng)新產品（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：知識技術產品的更新周期更短 產品批量更小 顧客對產品功能、性能、質量的要求更高 能參與全球競爭的企業(yè)更多 一般水平的產品及制造能力嚴重過剩 人口老齡化更嚴重 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

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（世界經濟黃皮書等） 我國機械工業(yè)主導產品達到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)生產的2000多種主導產品的平均生命周期為10.5年，是美國機械工業(yè)產品生命周期的3.5倍。 美國制造業(yè)的新產品貢獻率已達到國內生產總值的52%左右（1995年），而我國僅為5.9%（1997年），嚴重影響了企業(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