2024年大学试题(计算机科学)-制造业信息化笔试历年真题荟萃含答案

2024年大学试题(计算机科学)-制造业信息化笔试历年真题荟萃含答案（图片大小可自由调整）第1卷一.参考题库(共30题)1.流程工业MIE中企业资源计划（ERP）系统的功能和特点是什么？2.并行工程为什么能提高产品设计开发能力？3.三维CAD技术的优点是什么、是否要用三维CAD替代二维CAD系统？4.现代企业管理技术的主要内容是什么？5.实施制造业信息化一定要大投资吗？6.什么是敏捷制造？7.简述什么是制造业信息化和制造业信息化工程？8.什么是最优生产技术？其主要作用是什么？9.集成平台和集成框架的作用是什么？10.CIMS质量保证分系统的作用是什么？11.如何确定制造业信息化工程的难点和关键技术？12.如何进行ERP软件选型？13.怎样对待制造业信息化工程的先进性与实用性？14.制造业信息化工程初步设计要解决什么问题？包括哪些工作内容？15.机器人在制造自动化系统（MAS）中的作用是什么？16.制造业信息化工程为什么必须以企业为主体？17.制造业信息化工程详细设计要解决什么问题？包括哪些工作内容？18.人在实施制造业信息化中的作用是什么？为什么说领导重视是企业信息化工程成功的首要条件？19.简述制造业信息化工程的组成。20.如何制定企业实施信息化工程的目标？21.如何把制造业信息化工程与企业的技术创新、管理创新和业务过程重组相结合？22.中间件是什么，它有何作用？23.计算机辅助工艺设计实施的一般步骤是什么？24.炼油企业实施制造业信息化工程的特点是什么？25.什么是企业资源计划？26.什么是大规模定制生产？27.流程工业实施制造业信息化工程（M：E）与离散工业实施制造业信息化工程（MIE）的主要区别是什么？28.简述制造业信息化工程的推广应用体系。29.什么是信息集成和过程集成？企业集成系统的各分系统间如何集成？30.制造业信息化中数字化设计与制造技术的主要内容是什么？第1卷参考答案一.参考题库1.参考答案: E.RP系统是流程工业MIE的重要组成部分，它负责生产计划制定、库存控制和财务管理，侧重于企业生产组织、生产管理和经营决策等方面的优化。软件功能组成上，流程工业ERP系统包含了以往MRPII系统的功能，如主生产计划、生产作业计划、物料需求计划、销售管理、采购管理、成本管理、库存管理、财务管理及生产数据管理：同时，流程工业ERP系统还增加了体现流程工业特点的配方管理、计量单位的转换、联产品、副产品流程作业管理和系统维护管理等功能。例如，流程工业存在着周期性全局停车检修程序，ERP系统可以通过收集和处理企业生产全过程的日常信息，制定经济和科学的大修计划。除了以上的功能扩展，流程MIE中的ERP系统区别于离散MIE中ERP系统的特点主要体现在生产计划与控制方面： ①流程生产的关键是保证流程安全、稳定，长期满负荷和优质地生产，主生产计划的制定应以此为目标，进行有限能力计划。 ②流程生产的连续性特点决定了它对包括主生产计划等在内的ERP系统功能的实时性有更高的要求。 ③流程MIE采用过程结构和配方进行物料需求计划，离散MIE采用物料清单进行物料需求计划。 ④流程MIE同时考虑生产能力和物料，离散MIE先进行物料需求计划，后进行能力需求计划。 ⑤流程MIE需要进行协产品、副产品、废品和回流物等管理，离散MIE中没有协产品、副产品和回流物。 ⑥流程MIE的作业计划中没有可供调节的时间，离散MIE的作业计划限定在一定时间范围之内。 总之，由于ERP系统具备了专门应用于流程行业的功能，并符合现代企业管理思想，将在流程工业中不断得到推广应用，成为流程工业MIE中的重要组成部分。2.参考答案: 长期以来，产品开发大都沿用传统的顺序设计方法，遵循“概念设计一详细设计一过程设计一加工制造一试验验收、设计修改”的大循环。由于在设计的早期不能很好地考虑下游的可制造性、可装配性、质量保证等多种因素，这就不可避免地造成产品设计改动量大，开发周期长，成本高，难以满足市场竞争的需要。并行工程以CIMS的信息技术为基础，通过组成多学科产品开发队伍，改进产品开发过程，利用各种先进的计算机辅助工具（CAx／DFx）和产品数据管理等技术手段，使产品开发的早期阶段能及早考虑下游的各种因素，达到缩短产品开发周期、提高产品质量、降低产品成本的目的。这里，主要的因素有： （1）多学科产品开发队伍传统的产品开发队伍是按专业部门划分的，各专业组在物理上相互分隔。由于专业所限，上游的设计过程往往不能充分考虑下游的需求，而下游对上游的反馈又必须经过逐级审批才能实现，上下游之间的信息交换存在障碍。并行工程围绕其产品对象有计划地组织多学科开发小组，其成员由企业各部门和产品开发各阶段的核心人员组成。由于他们非常了解产品生命周期的各个衔接，因此能并行地设计产品及相关的过程。各小组成员既能独立工作，又能互相合作，并在计算机技术的支持下，完成新产品的设计与开发。 （2）产品开发过程改进并行工程把产品开发的各项活动作为一个集成的过程，从全局优化的角度出发，对该集成过程进行管理和控制，并对已有的产品开发过程进行不断改进。改进的目标是消除“设计一修改设计”的大循环，利用DFx工具和增加信息预发布等手段，使早期设计结果及时得到评价和修正。同时，引入产品开发过程管理机制，根据优化的过程模型，对具体的产品开发活动及所用资源进行协调、管理和冲突仲裁，消除无效的等待时间。 （3）采用数字化产品定义技术及CAx／DFx工具集CE产品开发过程的实现依靠各种计算机辅助工具。工具之间交换的信息必须以计算机可识别的形式表达。产品设计主模型是产品开发过程中唯一的数据源，用于定义覆盖产品开发各个环节的信息模型，各环节的信息接口采用标准数据交换接口进行信息交换。数字化工具定义是指广义的计算机辅助工具集，最典型的有CAD、CAE、CAPP、CAM、CAFD（计算机辅助工装系统设计）、DFA（面向装配的设计）、DFM（面向制造的设计）、MPS（加工过程仿真）等。它们被广泛用于CE产品开发的各个环节，在STEP标准的支持下，实现集成的、并行的产品开发。 （4）产品数据管理。产品开发过程中的各种计算机辅助工具，将产生大量的中间数据、图形、文档或资料。为了保证设计前后的数据一致性，必须按产品结构配置的思想，对数据存储、文档、工作流、版本等进行管理，对产品数据进行全局的管理与控制。产品数据管理是一种跨平台的计算机管理工具，它能够提供一种结构化方法，有效地、有规则地存取、集成、管理、控制产品数据和数据的使用流程。并行工程采用产品数据管理系统作为产品开发的基本框架，做到使正确的人、在正确的时间、正确的位置、以正确的方式和正确的权限来完成正确的任务，减少上下游之间信息交换的障碍，加快设计进程。3.参考答案: 随着CAD基础理论和应用技术的不断发展，对CAD系统的功能要求也越来越高。设计人员不再仅仅满足于借助CAD系统来达到“甩图版”的目的。而是希望它能从本质上减轻大量简单烦琐的工作量，使他们能集中精力于那些富有创造性的高层次思维活动中。由于三维CAD系统具有可视化好、形象直观、设计效率高、以及能为企业数字化的各类应用环节提供完整的设计、工艺、制造信息等优势，使其取代传统的纯二维CAD系统已成为历史发展的必然。 通过对二维和三维CAD系统的分析，可以看到：三维CAD系统有较好的造型工具，能实现“自顶向底”和“自底向顶”等设计方法，实现装配等复杂设计过程，使设计更加符合实际设计过程；随着零件复杂程度的增加，用三维造型系统来表达零件的难度远比用二维图形系统增加得快；三维造型系统能方便地与CAE系统相连，进行仿真分析：能提供数控加工所需的信息，实现CADICAEICAPPICAM的集成。由于三维CAD系统有其自身巨大的优越性，随着计算机软硬件系统的发展，性能价格比的不断上升，这种优越性会越来越明显。 以二维形式表达的工程图是工程技术人员反映其设计思想的语言，还包含着一些行业约定和简化，通过选择最合理的投影面、剖切位置、剖切方式来表达零件的几何和加工信息，具有简单、完整、准确等特点，这种以投影原理为基础的工程图能够表达的零件的复杂性几乎是无限的，人类近二百年的使用充分证明了工程图表征零件的合理性。 由于经济实力、技术水平、习惯定势和三维CAD系统本身功能的局限性等原因，三维CAD并不能简单地取代二维CAD系统。我们应针对企业的技术能力、专业领域的设计特点和实际需求、既有二维CAD系统和设计资源的继承利用等，进行总体设计、分步实施。有时，二维与三维CAD系统是互相配合、互为补充的关系。4.参考答案: 现代企业管理主要涉及企业经营战略、经营目标、组织与文化、制造资源、资金与成本、技术与产品开发、生产计划与控制等方面，且分为战略层、战术层和执行层等多个层次。现代企业管理技术是通过现代管理模式与计算机管理信息系统支持企业合理、有效地经营与生产，最大限度地发挥现有设备、资源、人、技术的作用，最大限度地产生企业经济效益。现代企业管理技术主要涉及现代制造企业的管理模式与组织理论、管理支持系统、现代管理系统方法论等。 （1）企业现代管理模式企业为实现其经营目标组织其资源、经营生产活动的基本框架和方式，典型的现代企业管理模式与方法有：制造资源计划（MRPII）、准时生产（JIT）、精良生产（LeanProduction）、按类个别生产（OKP）、企业资源计划（ERP）、供应链管理（SCM）、企业过程重组（BPR）、敏捷虚拟企业（AVE）等等。先进企业管理模式是实现集成化管理与决策信息系统的理论基础。 （2）管理支持系统（MSS）指以先进的管理技术与模式为核心，与企业CIMS其它分系统密切配合并充分集成，管理与控制全企业经营生产活动的集成化管理决策信息系统。MSS包括CIMS管理信息系统（MIS）、决策支持系统（DSS）、领导信息系统（E，S）等。其中，MIS主要涉及经营销售管理、计划管理、物料管理、生产管理、车间作业管理、财务管理、人力资源管理、采购与供应管理、库存管理、设备管理、能源管理、人事劳资管理、质量信息管理等方面。ElS是专门为企业顶层领导服务的战略级综合信息查询与处理系统。DSS则是帮助管理者就生产经营管理问题进行决策与选择的辅助支持工具系统。 （3）现代管理系统方法论涉及现代管理系统方法指南、企业建模和计算机支撑环境，如面向管理的企业模型与建模技术，企业管理系统分析、设计方法及计算机辅助工具，以及面向管理的人机交互技术等。5.参考答案: 制造业信息化是面向制造企业主要生产经营过程的全方位改造，所以与某些单元技术应用相比，投资要相应大一些，当然，系统建成后所得到的效益也会更大。 一般情况下，企业实施制造业信息化工程的投资取决于企业的性质、规模、原有基础以及系统的目标、功能水平和覆盖范围等多种因素。显然，企业实施制造业信息化的目标越高、功能越全、水平越高、覆盖范围越大，系统的投资就越大。同时，因为信息化系统是根据企业的特点，在原有基础上建立起来的，如果企业规模很大、原有基础又较差，当然需要较大的投资，才能建成相应的系统。 如果企业已经采用了部分计算机辅助技术，如CAD、CAPP、MIS、FMS等，这些技术又已经基本可以满足企业的需要，而且是可以集成的，则实施制造业信息化并不需要太大的投资。 实施制造业信息化应该根据企业的需要，进行总体规划、分步实施，即把整个工程内容分阶段实施。这样，每个阶段的投资相对减少，企业比较容易筹措到足够的资金，不一定要一次性投入很多经费。6.参考答案: 敏捷制造这一概念来源于“21世纪制造企业战略”研究报告，这是1991年美国国防部为解决国防制造能力问题而委托美国里海（Lehigh）大学亚柯卡（1aoooca）研究所，拟定的一个同时体现-FL界和国防部共同利益的中长期制造技术规划框架。该报告指出敏捷制造具有如下特征： （1）敏捷制造是信息时代最有竞争力的生产模式它在全球化的市场竞争中能以最短的交货期、最经济的方式，按用户需求生产出用户满意的具有竞争力的产品。 （2）敏捷制造具有灵活的动态组织机构它能以最快的速度把企业内部和外部不同企业的优势力量集中在一起，形成具有快速响应能力的动态联盟。在企业内部，它将多级管理模式变为扁平结构的管理方式，把更多的决策权下放到项目组；在企业外部，它将企业之间的竞争变为协作，通过高速网络通信充分调动、利用分布在世界各地的各种资源，所以能保证迅速、经济地生产出有竞争力的产品。 （3）敏捷制造采用了先进制造技术敏捷制造一方面要“快”，另一方面要“准”，其核心就在于快速地生产出准确满足用户需求的产品。因此，敏捷制造必须在其各个制造环节都采用先进制造技术，如柔性制造、计算机辅助管理、企业经营过程重构、计算机辅助质量保证、产品数据管理以及产品数据交换标准等技术。例如对于产品设计而言，如果采用传统的人工设计方法，不但做不到“快”，也很难做到“准”，所以就要采用“计算机辅助工程设计”、“并行工程”，甚至“虚拟产品开发”等先进制造技术，只有在设计阶段就考虑到下游的制造、装配、使用、维修，才能做到一次成功。 （4）敏捷制造必须建立开放的基础结构因为敏捷制造要把世界范围内的优势力量集成在一起，所以敏捷制造企业必须采取开放结构，只有这样，才能把企业的生产经营活动与市场和合作伙伴紧密联系起来，使企业能在一体化的电子商业环境中生存。 （5）敏捷制造既适合军品生产，也适合民品生产。敏捷制造代表了制造业全球化信息化发展的最新阶段，它主要通过敏捷化企业组织、并行工程环境、全球计算机网络或国家信息基础设施，在全球范围内实现企业间的动态联盟和拟实制造，使全球化生产体系或企业群能迅速开发出新产品，响应市场，赢得竞争。敏捷制 造的关键技术包括：敏捷虚拟企业的组织及管理技术、敏捷化产品设计和企业活动的并行运作、基于模型与仿真的拟实制造、可重组/可重用的制造技术、敏捷制造计划与控制、智能闭环加工过程控制、企业间的集成技术、全球化企业网、敏捷后勤与供应链等等。7.参考答案: 制造业信息化是以信息化带动工业化的突破口。目前，我国还处在工业化进程之中，距离实现现代化还有很长的一段道路。我们必须清醒地认识到：第一，工业化的进程是不能够逾越的。中国作为世界上最大的发展中国家，从一个落后的农业国变成一个经济高度发达的国家，一蹴而就是不现实的。第二，在信息时代，工业化的过程是可以缩短的。英国实现工业化用了大约200年，日本实现工业化用了100多年，而韩国实现工业化只用了30多年，究其原因，主要是韩国抓住了世界产业结构调整和新科技革命的机遇。我国现在面临着与当年韩国类似的机遇，应该充分利用后发优势，大力推进以制造业信息化为代表的国民经济信息化，以信息化带动工业化，从而实现全社会生产力的跨越发展。 制造业信息化将信息技术、自动化技术、现代管理技术与制造技术相结合，改善制造企业的经营、管理、产品开发和生产等各个环节，提高生产效率、产品质量和企业的创新能力，降低消耗，带动产品设计方法和设计工具的创新、企业管理模式的创新、制造技术的创新以及企业间协作关系的创新，从而实现产品设计制造和企业管理的信息化、生产过程控制的智能化、制造装备的数控化以及咨询服务的网络化，全面提升我国制造业的竞争力。 制造业信息化是一个过程，是制造企业从经营、生产、管理和产品开发的实际需求出发、量力而行实现信息化的过程，其最终目标是提高企业的竞争能力。在实施制造业信息化过程中，比较稳妥的办法是在企业的实际需求和经营战略目标的指导下，制定一个总体信息化规划，然后在总体规划的框架下，根据企业需求的迫切性和实际能力，分步加以实施。 用信息技术改造传统制造业，大力推进制造业信息化，是我国在“十五”期间的一项重要使命。为此，科技部“十五”期间将在CAD／CIMS应用示范工程取得的成效和经验基础上，整合国家863计划、科技攻关计划等计划的资源，会同有关部门，以地方为主推进、实施制造业信息化关键技术研究与应用示范工程（简称制造业信息化工程）。 制造业信息化工程主要有四方面任务： 1、突破一批重大关键技术，形成一批具有自主知识产权和市场竞争力的新产品； 2、建立一批制造业信息化应用的示范企业和示范区域，并通过辐射和扩散效应，提升我国制造业的核心竞争力； 3、培育一批制造业信息化软件企业和制造业信息化咨询服务公司； 4、培养锻炼一批人才，形成‘支推进制造业信息化的基本队伍。8.参考答案: 最优生产技术（OPT）首创于20世纪70年代末，其指导思想实质上是集中精力优先解决主要矛盾，这对于单件小批生产类型比较适应。这类企业由于产品种类多、产品结构复杂，控制对象过多，因此必须分清主次，抓住关键环节。其基本内容包括以下四方面： 1）物流平衡是企业制造过程的关键对企业的产品需求是外部因素，时刻都在变化。为适应市场，企业必须以可能的低成本、短周期生产出顾客需要的产品。因此，制造问题主要是物流平衡问题，即需要强调实现物流的同步化。 2）瓶颈资源是产品制造的关键制约因素在制造过程中，影响生产进度的是瓶颈环节。瓶颈资源实现满负荷运转，流平衡的基础。瓶颈资源损失或浪费1小时，制造系统即损失或浪费1小时。是保证企业物因此，瓶颈资源是制造系统控制的重点，为使其达到最大的产出量可采取以下 措施： （1）在瓶颈工序前，设置质量检查点，避免瓶颈资源做无效劳动。 （2）在瓶颈工序前，设置缓冲环节，使其不受前面工序生产率波动影响。 （3）采用动态的加工批量和搬运批量。对瓶颈资源，通常加工批量较大，减少瓶颈资源的装设时间和次数，提高其利用率；而较小的运输批量，使工件分批到达瓶颈资源，可减少工件在工序前的等待时间，减少在制品库存。 3）由瓶颈资源的能力决定制造系统其他环节的利用率和生产效率。 4）对瓶颈工序的前导和后续工序采用不同的计划方法，提高计划的可执行性。根据OPT的原理，企业在生产计划编制过程中，首先应编制产品关键件的生产计划，在确认关键件的生产进度的前提下，再编制非关键件的生产计划。9.参考答案: 企业实施企业集成系统，无论是信息集成、过程集成，还是功能集成，都离不开软件工具的支持。企业集成的水平在很大程度上取决于软件系统的集成水平，良好的软件支持工具可以帮助企业快速实现企业集成系统应用集成。集成平台与集成框架是先进的企业应用集成支持工具。 企业集成系统应用集成平台是一个支持复杂信息环境下企业集成系统应用开发和系统集成运行的软件平台。它基于制造业信息特征，在异构分布环境（操作系统、网络、数据库）下提供透明、一致的信息访问和交互手段，对其上运行的应用进行管理，为应用提供服务，并支持企业集成系统信息环境下各特定领域应用系统的集成。 企业集成系统应用集成平台的产生一方面来自企业实际应用对软件系统的需求，另一方面也是计算机软件技术本身发展的结果。软件技术的发展越来越明显地表现出以下特征：软件系统越来越庞大，软件系统内部组成模块的规模越来越小；软件系统的功能越来越复杂，系统的开放性越来越好。计算机应用软件正向着不依赖于特定的硬件和操作系统、具有高度可重用性的方向发展。企业集成系统应用集成平台为企业实施企业集成系统提供了开放的、易维护的、可重构的应用开发与应用集成的支持工具。 集成平台是实施企业集成系统的有效支持工具，它可以缩短应用开发周期、提高企业集成系统的运行效率、降低系统维护费用、提供通用的通信和信息访问服务，从而使应用软件功能不依赖于特定的硬件系统、操作系统、网络协议和数据库管理系统，具有良好的可移植性。集成平台通过提供通用的应用编程接口和图示化界面，达到方便用户使用的效果。集成平台能够集成企业已有系统和信息源，充分发挥企业过去在信息技术上投资的效益，并保证所开发的软件具有高度的可重用性。 企业集成系统应用集成平台基本功能有： （1）通信服务提供分布环境下透明的通信服务功能，使用户和应用程序无须关心具体的操作系统和应用程序所处的网络位置，而以透明的函数调用或对象服务方式完成它们所需的通信要求。 （2）信息服务为应用提供透明的信息访问服务，使应用以一种一致的语义和接口实现对数据（数据库、数据文件、应用交互信息）的访问与控制。 （3）应用编程（集成）接口它们是一组高层接口，以函数或对象服务的方式为用户提供更为专业化的服务，使用户可以方便地集成现有应用和开发新的应用。应用编程接口按照它们的通用程度，又分为独立于应用的编程接口和依赖于应用的编程接口。 （4）应用开发工具一组帮助用户开发特定应用程序的支持工具，使用户应用程序的开发工作得以简化。 （5）管理应用程序它是企业集成系统应用集成平台的运行管理和控制模块，负责企业集成系统应用集成平台的系统静态和动态配置、集成平台应用运行管理和维护、事件管理和出错处理等。 集成框架提供了支持多厂商、多平台、异构网络、不同操作系统和已有传统应用软件的集成和即插即用环境。它不仅要把企业的计算机辅助设计、制造、管理和质量保证等技术子系统有机地集成在一起，以实现信息共享和集成，还要充分考虑人在企业中的作用，实现人、组织、经营管理和技术的集成，以及产品全生命周期中信息流和物流的集成优化，从而使企业由信息集成发展到过程集成。 从技术上看，集成平台重点解决企业韵信息集成问题，而集成框架则重点解决企业的过程集成问题。集成框架在现有系统的集成上采用面向对象的包装方式实现集成，而集成平台 则更多地采用集成接口的方式实现应用的集成。集成框架采用软件总线的概念和即插即用的接口，使用多层次的集成框架与领域框架的概念和方法，提供应用系统，特别是传统应用系统的封装集成方法，为快速、高效地实施具有良好可重用性的企业集成系统提供了有力的支持。公共对象请求代理体系结构（CORBA）标准是目前大部分集成框架系统设计与开发遵循的技术标准。10.参考答案: 在当前激烈的市场竞争中，产品质量是企业求得生存和发展的关键。因为企业要赢得市场，必须以最经济的方式在产品性能、质量、价格、交货期和售后服务等方面满足顾客的要求。在这些要求中产品质量又是最重要的，而要保证产品质量就需要一套完整的质量保证体系，并通过该体系有效地采集、存储、评价与处理存在于设计、制造过程中与质量有关的大量数据，从而获得一系列控制环，有效地控制并促进质量的提高。CIMS环境下质量保证分系统的目标在于：①保证用户对产品的需求；②使这些要求在实际生产的各环节得到实现，要实现这两个目标，质量保证分系统应具有如下功能： （1）确定产品质量的目标与标准，制定质量计划与检测计划。 （2）在企业的内部和外部，通过检测和试验设备以及其它数据源收集质量数据。 （3）把收集到的质量数据转换为所需形式，以评价产品质量，诊断缺陷及其原因。 （4）当诊断出缺陷产生的原因后，将有关纠正措施的控制信息传送到相应的部门、人员及设备。 （5）为不同层次的质量问题决策提供依据，进行质量优化与决策。 鉴于质量保证系统应具有的功能，可以清楚看出其主要作用在于以下几点： （1）有效地支持企业实施全面质量管理。全面质量管理强调全体人员和各部门的参与以及对全过程的管理。这个目标的实现，一方面取决于完善的管理机制，另一方面还取决于不同部门之间及时的信息交换和及时地向不同层次（从操作者到企业的高层决策者）提供正确而充分的信息。质量部门或营销部门需要及时了解用户的反馈意见，生产管理部门需要根据产品及其零部件的质量状况动态地安排生产计划。CtMS质量保证系统在计算机网络的支持下实现企业内部各部门间以及企业间质量信息的自动传递，及时地向各层次人员提供正确的产品及过程质量信息，以便及时作出响应，为实施全面质量管理提供有效的支持。 （2）为企业实施CIMS及其它先进生产模式提供基础。面对国际市场的新挑战，为了求得生存和发展，越来越多的企业正在向先进的生产模式转变。企业在向柔性化和高效化发展的过程中，在实现产品开发、生产管理及产品制造等自动化过程中，如果忽视了自动化的质量系统，则落后的质量控制手段、滞后的质量信息反以及大量有用的质量信息的丢失，都将成为企业有效运行的薄弱环节： （3）实现对急剧增长的大量的质量数据的有效管理。当前，由于产品性能的完善化、结构的复杂化、精细化和功能的多样化以及消费的个性化和市场的多变性等多种原因，使产品所包含的设计信息、工艺信息和质量在线检测、监控、处理等信息猛增，必然产生大量的质量数据，因而质量保证系统必须能对这些数据进行有效地管理。 （4）为企业生产或国内外合作生产及时提供高质量的各类报告和文件。 （5）为各个层次的决策者提供决策支持。 （6）提供先进的质量控制手段，以缩短故障时间，减少故障损失。11.参考答案: 制造业信息化工程总体方案不是现有企业活动的计算机化，而是对整个企业在计算机集成制造方面的长远决策，因此制造业信息化工程应具有一定的先进性，以适应企业的未来发展，当然，把一种高新技术应用于企业，必然会遇到各种各样的技术困难。制造业信息化工程的技术难点主要分为三大类： 1）系统集成方面的困难 由于市场环境的变化和技术的迅速发展，常常难以准确预见系统集成方面存在的各种困难。为了适应未来的发展和变化，信息系统必须具有开放性。当然，系统的开放性还要求来自多厂家供货的现实环境，这是因为信息化涉及的技术领域繁杂，从经营管理、工程设计直到生产制造，跨越多个学科，对计算机系统、各种应用软件以及各种设备的要求多种多样，一个厂家难以提供全套产品，这样就形成了多厂家供货的局面：而不同厂家的产品可能会因为风格不同，标准不统一，而难以集成。 信息化要解决系统的集成，包括分系统之间的集成及分系统内部的集成，而用于集成的各种“构件”的来源可能会造成集成的问题： （1）企业原有的。为了减少工程投资，并缩短开发周期，尽快产生效益，必须充分利用企业现有资源，使其发挥作用，并尽量将它们集成到信息系统中，但由于历史的原因，企业原有的各种可用资源程度不同地表现出落后性。由于受以前的技术水平限制，或因为没有考虑集成问题，这些企业原有的资源将会造成集成的困难。 （2）外购的。为了利用成熟的技术，以减少实施风险，在制造业信息化工程总体方案设计时应考虑购置成熟的产品，但这会遇到多厂家供货、成熟软件固有的封闭性、非标准化等问题，这也将对系统集成造成困难。 （3）自行开发的。为了减少投资，也为了弥补企业原有的及外购的产品缺欠，自行开发、二次开发是不可避免的，这也有可能造成集成问题。 2）单元技术方面的困难 由于企业的迫切需求，可能会要求系统具有某些特殊的功能，往往这些功能对技术创新和管理创新要求较高，缺乏可借鉴的经验，使这些功能实现起来技术难度较大，就形成了单元技术方面的困难。 3）系统优化方面的困难 系统优化能给企业带来更大的效益，这是制造业信息化工程追求的重要目标。但实现起来往往困难很大，特别是总体优化，不仅有单元技术上的困难，也有系统集成方面的困难。遗憾的是，由于工程因素的相互制约，在实施制造业信息化过程中，我们不得不同时面对上述困难。制造业信息化总体设计的最艰巨的工作之一，就是根据企业需求对各种因素造成的困难权衡利害关系，设计出一种实用、合理、先进可行的最优方案。因此，在制定制造业信息化工程总体方案时，一方面要考虑企业经营活动的改进、发展和扩大，使总体方案与其相匹配；另一方面也要考虑制造业信息化相关技术的发展趋势，可能出现或已经出现的新产品、新理论、新方法，以提高制造业信息化的先进性。为此，应在总体设计时，把那些对企业信息化影响较大，有一定难度，且经过攻关可以解决的技术问题当做关键技术来处理，在设计时充分论证其可行性，在实施安排时给予重点考虑，以保证项目的顺利完成。 根据国内外实施信息化工程的经验，减少技术困难的主要途径在于： （1）采用成熟技术。在条件允许的前提下，尽量购置成熟、先进、实用的产品。 （2）尽量避免或减少异构现象，选购标准化的产品。根据集成需要，购置较先进的集成平台。 （3）不盲目攀比。要实事求是，以解决实际问题为目的。 关键技术是指制造业信息化工程所必需的但又有一定难度的技术问题。一般说来，关键技术主要指需要自行开发的技术内容，不包括引进的高档产品。 应从下述几个方面来进行关键技术的论证： （1）对关键技术的描述。说明关键技术的实质性问题，包括它在整个制造业信息化工程中的地位和作用、关键技术的技术难点等。 （2）提出关键技术的解决途径。可根据现有的认识水平，对每一关键技术给出拟选择的解决途径，并说明其可行性。 （3）提出关键技术的解决方案，并论证其可行性。 确定关键技术是总体设计的技术重点，在设计过程中应给予充分的重视，提出可行的解决途径和技术方案；如果找不到可行的解决办法，则说明整个制造业信息化工程的总体方案不可行，需修改设计方案，甚至需修改制造业信息化的目标。12.参考答案: 对于ERP成功实施和新旧系统顺利切换而言，ERP软件选型是否恰当是一个至关重要的问题。在选型决策前，需充分注意下列事项。 1）企业领导层对ERP的理解 企业决策人员只有对ERP的原理、运作机理、应用范围、实施方法和预期效益游乐基本了解，才能对企业是否采用ERP系统、是否上马ERP软件作出正确的决策。如果一时无法作出决断，不要忙于表态，可以针对企业问题请求咨询或参加培训。企业领导也可以结合企业问题，提出需求分析大纲，指派强有力的班子实施需求分析。否则，领导决策失误，将造成软件选型不当，乃至项目流产的严重后果。 2）分析企业对ERP的需求 需求分析是个大问题，企业决策人员应参与指导。需求分析必须从企业整体和企业战略出发，针对企业急待解决的重点特殊问题，有的放矢。要注意分析建立ERP系统的必要性和时机，以及企业对ERP系统的需求。以下具体问题应在需求分析时予以考虑。 （1）影响企业竞争力的主要因素需求分析应首先从企业需要解决的关键问题入手，分轻重缓急，并非所有问题都可以通过ERP系统解决。例如，如果企业产品结构不合理，产品市场销售不好，企业应先调整产品结构，致力于产品开发和市场开拓；若因产品设计而使供货周期过长的问题首当其冲，企业应推行并行工程，优先考虑设计自动化分系统上马。总之，应当先找出企业最迫切需要解决的问题，明确阶段目标、范围和实施步骤，避免盲目采用ERP系统。 （2）认清ERP擅长解决的问题ERP的核心是物料需求计划，处理好制造过程中的物料需求与供给关系，尤其在拥有良好的产品技术数据和制造技术数据时，应用ERP可使企业大有改善潜力。ERP是MRPII的发展，其主要特点是企业经营管理方面的集成。 （3）ERP的最佳适用生产类型、生产环境和组织形式问题企业决策者一定要注意企业是哪一类生产类型，该类型生产组织和产品制造的特点与ERP方法规范有何差异，尤其与ERP软件的最佳适用范围有何异同。从生产环境和组织形式上；也必须作出类似上述的分析。 （4）根据企业特点提出对ERP软件功能的具体要求只有抓住企业特点，才能完成实用实效的需求分析。不要怕麻烦，要理顺企业对软件功能的具体特殊要求，为软件选型奠定坚实基础。因此，一定要请企业管理人员提出他们最关心的问题，以免遗漏或忽视重大问题。 （5）企业管理体制问题对涉及体制改革的问题要专门报请企业领导决断。。有关传统管理思想和方法的更新问题，领导在决策时也应有所考虑。 （6）要有长远观点，照顾到企业今后的发展。 （7）整体解决方案和分步实施阶段在需求分析时，对ERP系统能解决的问题，也要分轻重缓急，分阶段实现，制定阶段目标，不要期望一次达标，必须充分考虑企业当前的管理水平，人员素质、数据和文档的完整与准确性以及资金支付能力。对实施中的难点和阻力要有充分估计。 3）选定ERP软件的评价标准 （1）软件功能综合考虑企业当前需求和发展方向，避免冗余功能。预期软件升级后实现的功能，必须明确其可能性、时间及条件，并据此作出决断。若考虑企业系统的进一步集成，则应考虑系统的开放性，预留口。 （2）系统开发工具应注意软件的开发工具是否便于用户实施其用户化、二次开发和增补功能。 （3）软件文档规范化的商品软件应文档齐全、方便用户。 （4）售后服务与支持包括培训、项目管理、实施指导、用户化和二次开发等。企业应重视售后服务支持对保证项目正常进行、及早取得效益的必要性，以及有关费用所占的份额。此外，还应聘请熟悉企业的管理专家会同有实施经验的软件专家共同组成顾问组。 （5）软件厂商信誉与稳定性企业选用软件应考虑其适用性、先进性及可扩充性，注意其寿命周期，因此必须考虑软件商的信誉及建立长期稳定关系的可能性。 （6）用户界面友好、操作性好这是一个工效学问题，应请最终用户和软件专家共同拟定要求条款。 （7）软件运行环境选择开放型的软件系统，其标志是可适应性，采用符合工业标准的程序语言、工具、数据库、操作系统和通讯界面。根据企业实效至上的原则，选择满足企业管理实际需求的软件，再以此为根据选择硬件。 （8）保护企业原有资源在以上基础条件下，尽可能保护企业原有资源。 （9）软件价格综合考虑企业需求、软件性能、服务支持、培训、实施周期及软件全生命周期费用，以此为根据进行投资效益分析。 4）获取软件的方式 充分比较购买、定制、开发软件的利弊，合理决策。 5）了解供应厂商及其产品 （1）访问同行业用户由于生产类型和管理条件相近，参照意义较大，有必要作详尽调研。 （2）访问软件公司根据企业特点，筛选数家公司，重点考察。 （3）观摩演示在软件公司演示时，应注意演示版本是否与正式版本一致，模块的集成，软件是否是整体开发，即是否有来自第三方的增补模块。观摩前，准备好提纲，由公司演示其软件如何解决企业的主要需求问题。 （4）用企业数据上机操练在决策前，最好采用企业的简化实际数据，借用软件公司的条件实际操练。 （5）访问软件公司用户这有助于对软件公司及其软件的全面了解。 （6）请教咨询公司请中立的咨询公司协助企业实施系统集成在我国已开始形成，而且它将成为一种必然趋势。13.参考答案: 制造业信息化工程应该是实用性与先进性的完美结合，首先要确保工程的实用性，在实用性的基础上，根据企业的需要和具体条件，适度提高系统的先进性。我们之所以特别强调系统的实用性，是因为制造业信息化是应用于企业的工程。实用性是任何工程系统酌出发点和归宿。企业投资于信息化工程，是希望通过实施信息化工程取得技术进步和经济—效益。显然，如果系统的实用性不好，甚至根本不能应用，技术再先进、水平再高，也是没有用的。在强调系统韵实用性的同时，我们也要求系统具有一定的先进性。这是因为： （1）现代集成制造哲理的先进性要求其使能技术的先进性。 （2）由于制造业信息化工程的复杂性，实施周期较长，这就要求技术人员在系统设计过程中考虑未来系统的运行，并使之具有一定的前瞻性。 （3）制造业信息化不是企业现有活动的计算机化，制造业信息化总体方案是对整个企业在计算机集成键造方面的长远决策。社会在不断进步，一方面要考虑到企业经营活动的改进、发展和扩大，将使企业对先进技术的需求越来越强烈；另一方面要考虑到制造业信息化相关技术的发展趋势，考虑可能出现或已经出现的新产品、新理论、新方法，使总体方案与其相匹配，以提高超造业信息化的先进性。 （4）由于市场环境的变化和技术的迅速发展，企业常常难以做出准确的预测。为了适应末来的发展和变化，制造业信息化系统必须具有开放性，而开放性也对系统的先进性提出了新的要求。 因此，在制造业信息化系统中采用新技术，采用相对超前的技术是相当普遍的作为企业信息化应用，不应过分追求先进性。因为： （1）先进技术一般是昂贵的，需要较大的投资。 （2）采用先进技术有时要冒一定的风险，一是成熟性，一是标准化。如选择不当，一旦所选择的产品成熟性不够，或与国际标准不一致，都会造成损失， （3）计算机技术发展特别迅速，有些技术今天是新技术，明天可能就被更新的技术所取代，技术的发展是没有止境的。 因此，制造业信息化工程应使系统达到先进性与实用性的完美结合。在作是否采用先进技术的决策时，要根据企业的实际情况和制造业信息化的总目标，具体可参考以下原则： （1）资金是先决条件，必须在资金允许的范围内考虑采用先进技术。 （2）有些关键问题传统技术无法解决，必须采用先进技术，以保证系统功能的实现。 （3）与采用传统技术相比，新技术产品的性能价格比高，采用后可为企业带来明显的经济效益 （4）新技术趋于成熟，预计在近期内，该项新技术将取代现有技术，而现有技术又无法通过升级手段过渡到新技术。； （5）如果企业资金充足，采用先进的甚至适当超前的技术可使系统水平上一个台阶，有利于树立企业形象，有广告效应。14.参考答案: 1）初步设计要解决的问题 制造业信息化工程的初步设计是在可行性论证基础上，进一步明确制造业信息化工程的需求和目标，提出目标系统的总体方案，建立系统的功能模型、信息模型，提出制造业信息化工程的实施计划，编写初步设计报告等。 初步设计需对可行性论证中的方案进一步深化和具体化，在系统需求分析的基础上，提出实用、先进、完整的总体技术方案。主要技术方案设计应深入到各分系统，对各分系统内部的业务流程和功能需求应进一步明确，并给出相应的分系统方案说明。在整个初步设计过程中，应参考系统工程方法，同时注意结合制造业信息化自身的特点，建立适合制造业信息化的设计方法： （1）系统的初步设计尽量采用标准规范和辅助工具。 （2）建议采用IDEF0方法建立系统的功能模型，采用IDEFlX方法建立系统的信息模型。 初步设计过程中要根据企业的生产经营特点，充分利用已有资源，以系统的、发展的观点，把握全局，展望未来，把企业的计算机技术应用与技术创新工作结合起来，与管理创新、运行机制改革结合起来。 2）初步设计的工作内容 （1）进行深入的需求分析，进一步明确制造业信息化工程的目标，包括总目标和阶段目功能目标和效益目标等。 （2）系统总体结构设计，给出系统的构成、应用系统的层次结构和信息系统的层次结构。 （3）系统的功能及技术性能指标设计，绘制系统的功能模型图。 （4）确定系统内的实体和联系，绘制系统的信息模型图。 （5）提出系统集成方案及所需的内、外部接口。 （6）制定信息分类编码体系。 （7）确定系统配置，要针对企业具体情况，兼顾实用性、先进性要求，对系统重要的软件、硬件的选型要进行论证，同时要提出系统开发内容及所用的开发工具。 （8）提出系统的关键技术，并提出其解决方案，并论证其技术可行性。 （9）提出具体的实施计划和拟采用的技术路线。 （10）提出企业实施制造业信息化工程项目的组织机构设置、设计开发所需的组织机构、人员配置以及培训计划。 （11）提出经费预算及资金筹措途径。 （12）进行经济效益分析。 （13）编写初步设计文档，包括信息化工程初步设计报告、功能模型图册和信息模型图册等。15.参考答案: 机器人（Robot）一词来源于捷克语ROBOTA。工业机器人是一种能通过程序或传感器控制、可重复编程、具有多功能、多自由度的操作机，能搬运材料、工件或操作工具，完成各种作业。现在全世界有近百万台以上的Robot应用在汽车、机械加工、军工等各行各业。随着MAS的发展，工业机器人在MAS中的应用越来越广泛，主要应用于四个方面：材料加工、零件制造、产品检验和装配。以MAS中最为常用的四种机器人为例，说明其作用如下： （1）搬运机器人 搬运机器人具有工作灵活性强，有视觉、触觉功能，以及工作精度高等一系列优点。机器人可用于搬运重达几公斤军1吨以上的负载，而微型机械手可搬运轻至几克甚至几毫克的样品，它主要用于超纯净实验室或微电子制造领域。搬运机器人是柔性制造的重要组成部分，可以安装在中央刀库中，实现刀具交换；也可以安装在夹具站，实现夹具的交替或移动机床主轴箱体。日本FANUC公司新开发的一种GR系列搬运机器人，装载在无人搬运台车上，成为了一种自由行走的搬运机器人。在MAS中选用GR‘系列机器人，可以减少随行工作台和托盘的动作，使得MAS的物流系统更加灵活。 （2）焊接、喷漆机器人 焊接、喷漆机器人能在恶劣环境下连续工作，并具有工作灵活、工作精度高等特点，因此焊接、喷漆机器人被广泛应用于汽车、大型结构件等焊接、喷漆生产线，以保证产品的加工质量、提高生产效率、减轻操作人员劳动强度。 （3）测量/检测机器人 工业机器人在测量/检测中的应用具有在线、灵活、高效等特点，可以实现对零件100％的测量，因此特别适合MAS中的工序间和过程的测量。机器人测量分为直接和间接测量。直接测量称作绝对测量，它要求机器人具有较高的运动精度和定位精度，造价也较高。间接测量又称辅助测量，特点是在测量过程中机器人坐标运动不参与测量过程，它的任务是模拟人的动作将测量工具或传感器送至测量位置。另外，机器人也可用于检测加工后的零部件质量。 （4）装配机器人 随着机器人智能程度的提高，使得它有可能对复杂产品如汽车发动机、电动机等进行自动装配，并可大大提高产品质量和生产效率。16.参考答案: 制造业信息化工程是将CIM哲理与企业相结合，即按CIM哲理在企业建成的应用工程系统。制造业信息化工程的特点决定了它必须以企业为主体，即在产学研结合体中企业与技术依托单位的关系上应以企业为主导。 （1）制造业信息化工程的范围是整个企业，即把整个企业作为信息化开发与应用的对象。信息化将覆盖企业的各种经营活动，包括生产经营管理、工程设计及生产制造等各种环节，即从产品报价开始，经过计划管理、设计制造直到产品出厂，以及售后服务等全过程。 （2）企业信息化系统是复杂的工程系统，它不仅是一个技术系统，而且是一个经营管理系统、一个在市场环境中运行的经济系统。它必须为企业的经营目标服务、与企业运营的模式相匹配。各种先进技术的采用，一方面将支持企业生产经营，另一方面也必然要求改变企业不合理的运行机制、机构设置和岗位分工。企业只有主动采取相应的改革，才能充分发挥制造业信息化工程的作用。 （3）企业是制造业信息化工程的应用主体。企业信息系统是一个复杂的人机系统，如技术要靠人来掌握和使用，管理实质上要靠人来实现，信息系统要由企业的员工来应用。企业在进行信息化的同时也改变了人的作用和工作方式，对人的素质提出了更高要求，并彻底改变了传统的观念。 （4）企业是制造业信息化工程的受益主体。制造业信息化的引入及各种先进技术的采用，将给企业带来巨大的经济效益。 （5）企业是制造业信息化工程的投资主体。由于企业是制造业信息化工程的受益主体，制造业信息化工程的主要经费自然应由企业负担。目前，国家对立项企业的经费支持仅是少量的引导性资金，实施信息化工程完全是企业的自主行为。 （6）企业是制造业信息化工程的实施主体。在制造业信息化工程实施的生命周期中，企业应该而且能够成为主角，这是因为： ①企业是整个工程的领导者和组织者。企业要组织技术依托单位、项目承桓单位、各参加单位和企业内部各部门协同工作，在制造业信息化工程与企业的技术改造、体制改革；经营机制的转换相结合方面，在制造业信息化工程的实施计划与企业的中、长期发展计划相结合等方面，实现多方集成。实践证明，实现多方结合与多方集成的关键在企业。 ②实施制造业信息化工程的原动力在于企业，只有企业领导有了实施信息化工程的强烈愿望和需求才能真正从各方面支持制造业信息化工程，包括人力、物力和财力的支持，这是外界所做不到的。 ③企业是系统规划设计及实施的主力。企业的各级管理人员熟悉本*行业务，了解业务流程和阻碍生产的“瓶颈”，在需求分析时能抓住重点并提出解决技术问题的关键；企业有一批有实践经验的系统设计开发人员。 ④企业对系统验收。因为只有系统满足了企业的要求、能为企业创造效益，才能为企业受和验收。目前，对已立项的信息化工程的验收是由负责立项的政府部门（或由其委托的专家组）组织的，但它的验收是以企业自验收为前提。因此，从根本上说，是企业对系统验收。 当然，我们强调企业的主体作用并不是否定产学研相结合在技术上的主导作用，更不是否定政府部门的政策导向和经费支持在实施制造业信息化工程过程中的作用，这些也是必不可少的。但这些作用的发挥，需要靠企业各级管理人员和技术人员的合作与配合。 综上所述，在实施制造业信息化工程的全生命周期中，每一阶段都必须以企业为主，只有发挥了企业的主观能动性，才能真正从组织、人力、物力和财力上支持制造业信息化工程，制造业信息化工程才能得以成功。17.参考答案: 1）详细设计要解决的问题 详细设计是制造业信息化工程设计阶段的主要工作内容之一，是初步设计的继续。其目的是通过细化和完善初步设计产生的系统方案，产生系统更详细、更确切的功能模型、信息模型，确定系统配置、组织机构及人员配置等，使最终得到的系统设计方案达到可直接指导系统实施的程度。 具体而言，应重点解决以下几方面的问题： （1）总体方案设计着重解决系统总体结构的确认及界面划分问题。 ①系统总体结构。对系统组成、逻辑结构及层次进行确认，对应用系统、支撑系统及对其实现的功能进行确认，细化集成设计及系统工作流程。特别要注意因大型软件的引进造成的系统结构的变化。 ②分系统详细界面划分。对各分系统之间的界面进一步细化，如明确应用系统与支撑系统之间的界面，包括系统主服务器与本地服务器的服务范围及访问方式、网络及数据库对应用分系统的支持方式、全局数据的管理与存取方式等。各应用分系统之间的界面，包括：分系统覆盖范围、分系统之间功能调用涉及到的系统模块及方法、全局数据格式、系统性能要求等。 ③应用分系统详细设计。对应用分系统都应明确近期购买软件和开发系统的功能，对于购买的软件，则不必进行内部的系统功能设计，但应对购买软件的应用边界条件进行分析。如果需进行二次开发，则应进行功能扩展、功能改造、用户界面改造等相关设计工作。对于自行开发的子项目，则应进行详细的界面分析、设计工作考虑到工程的分步实施，上述工作内容应重点针对近期将要实施的项目进行。 2）详细设计的工作内容 （1）系统需求分析 ①细化系统的功能需求、性能需求、信息需求、组织需求和要达到的技术指标。 ②系统运行环境及限制条件分析。 ③采购软、硬件接口和底层设备接口分析。 （2）系统总体结构和系统功能模型设计 ①确定系统组成和结构。 ②系统功能模型设计。 ③系统集成设计。 ④系统技术性能分析设计 ⑤系统工作流设计。 （3）数据库设计 ①信息模型设计。 ②数据库系统的逻辑设计 （4）系统界面划分 ①细化支撑分系统与应用分系统之间的计算机、网络、数据库支持方式，全局数据管理方式等。 ②细化各分系统之间功能界面、信息界面和全局数据格式等。 （5）通信网络设计 ①完成通信网络的逻辑设计和物理设计。 ②确定网络管理的方法和功能。 （6）信息编码 ①确定编码方案。 ②制定编码实施计划。 （7）确定系统配置 （8）系统布局设计并提出安装施工要求 （9）企业业务过程重组 （10）制定人员配置和培训计划 （11）制定系统实施计划 （12）确定投资预算及资金规划 （13）编制详细设计报告和有关文档 ①详细设计报告。 ②系统功能图册和信息模型图册。 ③数据字典。 ④编码手册。 ⑤系统测试计划。18.参考答案: 一般来说，信息系统构成有三个要素：人、管理、技术。这三个要素相互关联，相互支持，相互制约；而人在其中起主导作用，主要表现在： （1）人对信息系统的实施起决定性作用。人是信息系统的设计者、建造者，信息系统是按人的意志、为人的需求而建成的。人对信息系统的认识程度，对实施目标的确立等都直接影响信息化工程实施的最后效果。而个别人因不愿意，信息系统三要素的集成学习和接受新的技术或担心自己的利益受到损害而对信息化工程予以抵触，将对实施信息化形成障碍。 （2）信息系统中的管理要素实质上还是人的作用。信息系统只有在确定的组织机构、管理机制下，才能在生产经营过程中发挥作用。管理机制不先进或组织机构臃肿，信息技术再先进也无法达到预期的目的。因为是由人来制定企业的管理机制，确定组织机构，设计生产模式。 （3）人与机器的相辅相成。信息系统中某些系统是辅助性的，为人进行决策、工程设计服务，因此它要适合人的习惯和能力，提供友好的人机界面，并尽可能为人的使用提供方便。对于那些机器无法实现或不值得用机器实现的局部功能，则仍需靠人来完成，此时，人不仅要完成局部功能，还要完成局部功能与其它部分的集成。 信息化不是无人化。计算机及各种先进的自动化设备固然有其优点，但只能代替人的部分体力劳动和脑力劳动。即使将来技术再发展，也不可能全部代替人。因此，信息系统实际上是个复杂的人机系统，即部分工作由计算机等完成，部分工作由人来完成。人将永远是信息系统的一个重要组成部分。 企业中最重要的是领导，企业领导是员工意志的集中体现，领导重视是信息化工程成功的首要条件。如果企业一把手对信息化缺乏认识，就不愿意筹集资金来支持信息化工程，就不会提出企业的真正需求和确定正确的信息化目标，就不可能组织人力进行设计和实施，就不能按现代集成制造哲理来调整企业的运行机制。反之，如果企业一把手认识清楚，下定决心实施信息化工程，什么困难都容易克服。 信息化工程发展到现在，在技术上已经成熟，在信息化工程发展初期所遇到的许多技术上的障碍，都已随着计算机技术的飞速发展而得到了解决。现在，实施信息化工程所面临的主要困难是人的认识以及资金问题，而后者在人的认识提高以后往往都能够获得解决。因此，企业领导对信息化工程的态度，是信息化工程成功实施的关键。只有领导重视，才能下力气克服人员、资金、组织机构等各方面的困难，带领全厂职工实施信息化工程。所以说，信息化是企业一把手行为，是企业一把手领导下的整个企业的行为。19.参考答案: 制造业信息化工程的主要工作可以分为三个方面，即省市制造业信息化工程建设：关键技术产品研发及应用；营造制造业信息化良好的工作环境。 制造业信息化工程将建立技术创新和推广应用两大体系。其中，技术创新体系重点围绕关键产品的技术开发与推广应用，着眼于推进制造业信息化软硬件产业的发展；应用推广体系以地方为主来推进，包括企业应用示范；技术服务支撑和应用技术攻关三个层面的工作，目的是提高制造业的信息化水平，增强制造业竞争力。这两大体系将紧密结合，从国家的角度通过一系列的政策、机制宋进行保障和落实。20.参考答案: 首先要根据企业的现状和经营战略目标进行信息化的需求分析，在对企业生产经营特点分析的基础上，明确企业需要什么样的信息化项目，为什么需要以及各种需求的紧迫程度如何。 一般说来，企业对信息化的需求是制定信息化的目标的基础，但考虑到实施信息化工程的阶段性和复杂性，还须根据信息化工程投资大、周期长的特点，信息化工程分阶段实施，因此除了给出总目标外，还要分阶段明确目标。 信息化工程的总目标是确定一个企业信息系统最终的发展方向，是全局性的重要问题，而阶段目标是总目标在各个阶段的具体化，一般把基础工作和企业急需且容易见到效益的内容做为第一阶段目标。近期阶段目标要明确、具体，可操作性强，不宜定得过大，完成后应能产生相应的经济效益。这样，可以增强企业领导的信心，说服、教育企业员工，为下阶段工作打好基础。 由于信息化工程的复杂性，总目标和阶段目标应按分系统从多个方面进行细化。 （1）功能目标。指出系统所具有的功能和性能，即针对企业的生产经营活动，指出可以实现的计算机应用技术内容。 （2）应用目标。明确指出上述功能的应用覆盖面，如产品、部件、部门、车间等。 （3）集成目标。明确指出信息化工程在各阶段应达到的集成程度。 （4）效益目标。明确指出实现上述功能和应用后，对解决企业存在问题并产生经济效益所做的贡献，并尽可能量化。 信息化工程目标的实现要受到企业内外部条件的制约，因此，在制定信息化工程目标时，要考虑一些主要的约束。一般在总体设计时的主要约束条件有： （1）系统范围约束。信息化工程虽然包括整个企业，但由于它的阶段性，其重点是解决企业生产经营活动中的关键问题，而‘与生产经营活动关系不十分密切的部门，一般可暂不考 （2）资金约束。企业可用于信息化工程的资金有限制，应指出可用资金数量，它对系统的规模和水平有很强的约束。 （3）资源约束。信息化工程不可能完全抛弃现有资源，应考虑如何将现有资源用于新系统中，如何集成和复用。生产设备资源，如生产设备自动化程度高，可以上网，则底层自动化程度可以较高；反之，则不要过份强调底层物流集成，而应以信息集成为主。 （4）时间约束。企业实施信息化工程是为了实现经营目标，解决生产、工程的重要问题，有些项目时间性很强，要使信息化工程的实施进度满足这些需求。 （5）环境约束。包括政府部门的环保限制，主管部门的行业规范、约定等。 （6）技术约束。既要考虑当前信息化发展的技术水平，也要考虑企业原有的技术基础、计算机应用水平、技术上的接受能力。应采取成熟技术，循序渐进。从技术与经济相结合的观点进行妥善处理，有些功能在技术上可以实现，但经济上代价太大，而用人工可以节省开支；有的技术上有一定难度，但对企业发展起着关键作用，可通过技术攻关解决。21.参考答案: 制造业信息化与企业的管理创新和技术创新是密切相关的，既相互制约，又相互促进。 1）制造业信息化工程与企业的管理创新和业务过程重组相结合 （1）企业管理是企业的经营决策和计划控制过程，也是制造业信息化的重要组成部分。现代化工业生产不能只靠人的经验和手工报表进行管理，而应借助于信息技术和现代管理技术，以提高管理效率和决策水平。 （2）我国企业正处于工业化进程之中，必须不断地吸收先进可行的管理思想方法。 （3）先进的制造技术，包括制造业信息化提供的各种先进技术手段和工具，如果不与先进的管理方法相匹配，则不能发挥作用，至少不能充分发挥作用。 （4）制造业信息化将在企业中引起重大变革，使企业的机构设置，岗位分工，甚至经营思想和策略都会有所改变。必须抓住时机，在企业业务过程和管理方法上进行相应的改革和创新。 制造业信息化不能简单地适应企业目前的运行机制。在制造业信息化工程的需求分析中，通过企业的差距分析、生产流和工作流分析，应当找到企业中存在的问题，如果这些问题属技术上的，可以通过制造业信息化工程的实施和企业的技术改造加以解决，如果属管理运行机制方面的，则需要通过改进运行机制、业务过程重组来解决。因此，在制造业信息化工程总体设计过程中，除了进行技术方案的设计，同时还要进行运行机制的改革和管理创新，逐步实现经营过程重组。 2）制造业信息化工程与企业的技术改造相结合 作为一种高新技术，制造业信息化工程首先为企业提供了一套技术手段，对企业的各种经营活动给予技术上的支持。这种支持不仅针对企业的技术活动，也包括企业的经营管理和决策。 制造业信息化工程对企业的改造是从企业的全局出发的，制造业信息化已成为当前企业技术改造的方向和重点内容。但由于大型技改项目，往往要单独立项，专项管理，这又给二者结合带来一定障碍。为此，在进行制造业信息化工程总体设计时应当： （1）加强企业领导的协调作用，统一协调信息化项目与技改项目的目标、内容和进度要求。要制定统一的实施方案，将有限的资金和人员等进行统一规划、调配和使用，既解决目前的瓶颈问题，亦考虑到企业的长远发展。 （2）把技改的重点放在解决企业的生产经营瓶颈上，并纳入信息化项目的总体方案之中，统一考虑集成问题，以避免孤立的技术改造。在制造业信息化工程的设计与开发过程中，要充分考虑到这一因素，尽量使两者保持同步。 （3）为了解决信息化项目经费，可把制造业信息化工程部分或全部投资纳入技改计划之中，统一筹措和使用。 （4）对制造业信息化工程立项前的技改成果按企业原有资源利用，对进行中的技改项目按现代集成制造哲理和集成要求进行必要的调整。22.参考答案: 早期的计算机需要用户编写程序直接控制其运行过程，大量的程序代码用于管理各种物理器件。为了将程序员从复杂、烦琐的硬件控制中解脱出来，人们开发了操作系统，用于管理整个硬件系统。随着应用的深入，需要处理的数据量越来越大，于是人们又开发了数据库管理系统，解决数据的完整性、一致性、安全性等一系列问题。 随着计算机网络的发展，软件的结构发生了很大的变化，特别是那些由分布在不同节点上的程序、数据共同构成的大型软件系统，其结构完全不同于单机环境下的软件，它们必须充分利用和适应网络环境特有的分布性、开放性、演化性、异构性、并发性等特点。也就是说，分布在不同节点上的应用程序不仅需要能够互相通信，还需要能够互相协作，以共同完成大型任务。如果这样的应用程序直接建立在操作系统、数据库管理系统之上，则必须解决互操作、数据交换以及相关的分布性、可靠性、安全性等问题，从而导致软件开发难度激增。为解决分布异构问题，人们提出了中间件（middleware）的概念。中间件是位于平台（硬件和操作系统）和应用软件之间的通用服务。这些服务具有标准的程序接口和协议，针对不同的操作系统和硬件平台，它们可以有符合接口和协议规范的多种实现。23.参考答案: 从工程角度看，CAPP起着向上连接CAD、向下连接CAM的桥梁作用，来自CAD的几何和技术要求数据在这里完成加工处理，成为指导生产加工的制造语义数据；从生产管理层面上看，CAPP同时又是联结ERP的纽带，ERP系统所需的工艺路线、工序工时、制造成本等信息均来自CAPP。 传统工艺设计要求工艺师具有丰富的生产经验，熟悉企业内部各种加工方法、相应设备的使用情况，以及各种生产加工规范与制度，同时能够与各方面保持紧密的联系和友好协作，培养这样一个工艺师需要经过20年左右的漫长时间。然而，即使对于这样的工艺师，传统工艺设计方式也存在一些无法避免的局限性。比如： （1）工艺部门之间信息沟通与协调不及时； （2）工艺师之间无法共享信息，劳动重复率高，工艺因人而异； （3）工艺师受自身知识水平和经验的限制，设计出来的工艺千差万别，质量不稳定，给生产准备和质量控制带来困难； （4）数据间内在的逻辑关系得不到保证，经常发生数据不一致现象； （5）工艺设计缺乏总体控制，工艺负责部门或负责人很难控制设计的进度和质量； （6）工艺使用情况的历史数据缺乏管理，只能听任流失，得不到有效的统计分析与利用，不利于工艺改进与领导决策。 所有这些都是企业需要实施CAPP的重要原因。随着制造业信息化工程在企业中的实施，CAPP也获得了许多成功的应用，逐渐成为帮助企业提高工艺设计和管理水平的关键。为确保CAPP能够顺利地实施，需要遵循以下步骤： （1）必须作好可行性分析：详细分析企业工艺设计与工艺管理方面存在的问题，找出症结所在，确定工艺设计与管理方面的需求，提出通过实施CAPP所要达到的目标。然后结合现状分析，计算差距，依据企业的经济承受能力决定实施范围和投资强度，制定投资计划，这既要本着效益驱动的原则，又要立足于长远的发展。在可行性分析中还要进行方案论证如确定选用成熟软件还是自行开发，软硬件投资估算，对方案的投资风险分析等等。制定一个切实可行的实施进度计划也是必不可少的。 （2）组织好设计与开发工作：自行开发CAPP系统是继可行性分析与需求分析后的重要一步。它包括初步设计、详细设计、编程调试等。 （3）人才培训：培训在某种程度上决定了CAPP实施的成败。培训工作首先是促成有关人员思想观念上的转变、工作管理方式的调整等，然后才是软件系统的使用方法的培训。计算机辅助工艺设计和管理与传统手工方式不同，因此，必须在工作管理方式上作出与之相适应的调整，比如，可以改为版本控制等。 （4）有计划有步骤分阶段地实施：一方面是基础数据的整理应该早做准备，它涉及机器设备、工装设备、材料、毛坯、工艺用语、切削参数、工时、成本、消耗定额、部门人员等，由于牵涉面广，数据量大，整理起来费工费时，但这些数据是整个CAPP系统的基本输入数据，所以非常重要，录入计算机的过程可以集中进行，也可以逐步进行，不断丰富，数据要规范。另一方面是工艺逐步计算机化，在这一过程中可使基础数据不断丰富，同时又为新工艺设计提供参考。24.参考答案: 炼油企业是典型的流程工业企业，在这个行业中信息化工程技术已经得到越来越多的应用和研究。 1）炼油企业的主要特点 炼油企业具有如下一些特点： ①采用大规模连续生产方式，基础自动化水平较高； ②作业环境是高温、高压、易燃、易爆、易腐蚀；对安全性要求高； ③生产工艺复杂，生产装置间耦台性强； ④运行中要控制的参数很多； ⑤生产过程中产生大量的实时数据，等等。 因此，炼油企业信息化工程任务的重点在于管理与控制的集成及其基础上的过程优化，以实现生产过程均衡、平稳、安全、低耗和高质运行的目标。炼油企业信息化工程的体系结构在功能上一般分为五层，即经营决策层（MDS）、管理信息层（MIS）、计划调度层（MES）、监控层（SCS）和控制层（DCS），并形成相应的分系统。同时，必须有数据库系统和计算机网络系统作为支持系统。这广结构特点是以计划调度为核心，科学、合理地组织与指挥生产，在信息集成的基础上实现全厂全局优化。炼油过程伴随着物理和化学变化，产品品种、产量、质量和原油品种的组分、混炼比紧密相关。因此，科学、合理地进行计划调度是炼油企业生产过程实现一定限度的生产柔性的关键。要解决这一问题，必须以计划调度为核心，将生产工艺机理建模与系统工程理论紧密结合。实践表明，基于全流程模拟，结合应用线性规划、非线性规划或动态规划的办法，建立计算机辅助生产计划调度系统，’是实现优化排产和优化调度的有效途径。 2）炼油企业实施制造业信息化工程的技术特点 （1）必须做到信息集成与共享。实时数据库和关系数据库并举，实现信息集成和共享。在信息化工程实施中，关键技术之一是信息集成。由于炼油企业的上述特点，致使大量的反映生产过程状态的实时测量的数据需要处理、管理和有效地应用，而数据库管理系统是信息集成的基础。要对生产过程进行监督控制，对生产状态进行分析、评价，必须利用实时数据。因而炼油企业信息集成环境中需要同时设置关系数据库和实时数据库系统，作为整个系统信息的集散地。这两种数据库既可独立操作，又可协同操作，及时并行或交叉地处理来自全厂的各种信息，真正做到信息集成与共享。 （2）必须解决各种接口技术和安全技术。“接口”保证系统作为一个有机的整体运行，“安全”则保证系统长期、稳定地运行，这对于连续大规模生产的炼油企业尤为重要。在接口技术方面，除一般的硬软件接口外，特别要解决DCS系统与整体网络的接口、零散点数据采集系统与整体网络的接口、异种关系数据库之间的接口、关系数据库和实时数据库之间的接口等关键技术：在安全技术方面，要特别重视计算机网络系统和数据库系统的安全性设计。 （3）逐步实施过程操作优化。这是实现全局优化的基础，也是炼油企业信息化工程功能层次中承上启下的纽带。过程操作优化是炼油工业适应市场原料和产品需求变化，随时接受调度指令，调整主要生产设备的操作状况，这是柔性生产的关键，也是取得效益的重要环节。其难点是建立过程稳态数学模型由于工艺技术复杂，不同的装置机理不同，且建模涉及到工艺机理和信息处理技术，是跨学科的，因此建立工业实用的模型是很难的。常用的建模方法，有机理法、统计法以及人工神经元网络等方法。为适应过程优化操作的需要，国际上出现了许多相应软件公司和生产过程仿真软件产品。过程优化算法是又一技术难点，必须根据不同装置及不同生产过程去寻求合适的算法，在常规的各类规划算法的基础上引入启发式规则，往往是解决计算量过大和加快收敛速度的途径。 （4）重视实施先进控制。由于生产过程的动态特性往往是非线性、大惯性和大滞后的，各个变量相互关联，甚至是时变的，所以提高控制品质并非易事。然而，如果没有良好的控制品质，过程操作优化将是没有意义的，先进控制和过程优化二者是相辅相成的。因此，在炼油企业中，先进控制受到广泛重视，国外已有许多成熟的商品化的先进控制软件，我国也已开始引进并组织力量研究、开发和应用。 （5）信息的高度集成。由于信息的高度集成，有可能通过对大量生产实时数据的处理将其变成有用的信息，例如，用于统计质量控制、设备及过程的故障诊断、生产过程的安全维护等方面，这也是炼油企业乃至流程工业信息化工程的特点。25.参考答案: 20世纪90年代以来，随着信息技术尤其是计算机网络技术的迅猛发展，统一的世界市场正在形成，MRPII管理系统经过扩充与进一步完善而发展为企业资源计划（ERP）。美国GarterGroupInc.咨询公司最早提出了ERP的概念。与MRPII相比，ERP更加面向全球市场，功能更为强大，所管理的企业资源更多，支持混合式生产方式、管理覆盖面更宽。ERP是站在全球市场环境下，从企业全局角度对经营与生产进行计划的方式；是制造企业的综合的集成经营系统。ERP管理系统的扩充点与主要特点如下： （1）ERP更加面向市场、面向经营、面向销售，能够对市场快速响应；它将供应链管理功能包含了进来，强调了供应商、制造商与分销商间的新的伙伴关系；并且支持企业后勤管理。 （2）ERP更强调企业流程与工作流，通过工作流实现企业的人员、财务、制造与分销间的集成，支持企业过程重组。 （3）ERP纳入了产品数据管理PDM功能，增加了对设计数据与过程的管理，并进一步加强了生产管理系统与CAD、CAM系统的集成。 （4）ERP更多地强调财务，具有较完善的企业财务管理体系，这使价值管理概念得以实施，资金流与物流、信息流更加有机地结合。 （5）ERP较多地考虑人的因素作为资源在生产经营规划中的作用，也考虑了人的培训成本等。