（机械制造及其自动化专业论文）家具制造企业信息集成技术的研究与应用.pdf

重鏖查堂堡圭兰篁堡壅 主苎垫墨 摘要 在当前竞争激烈、需求变化非常迅速的市场环境下，传统的家具制造业正在 发生变革，目前多数家具企业的工业化生产已经具备相当的规模，少数企业已经 实现了半自动化、自动化生产。家具制造业要在新的形势下生存发展，从设计、 生产、销售到管理都要逐步实现信息化。在我国的家具业的重点龙头企业进行企 业信息集成化建设，是迫在眉睫的，这将关系到我国未来家具业在世界市场竞争 中生存还是灭亡的关键性问题。 本文的研究工作是在根据制造行业信息化建设的基础上，研究离散型企业实 施信息化建设的成功经验和失败教训，用系统的观点，从实用的角度，提出家具 企业信息集成化建设整体解决方案。 本文主要做了以下几方面研究工作： 在分析信息化含义和内容的基础上，进而研究了家具企业信息化建设的现 状和存在问题，论述了我国家具企业实施信息化建设的重要意义。 从系统的观点出发，根据制造企业信息化建设的实际，分析了企业信息化 建设应遵循的一些原则，并以光明家具公司为研究和实施对象提出了家具制造企 业制造信息系统总体解决方案及系统功能模型。 给出了家具产品工艺流程和家具产品工艺设计的基本理论，研究了家具系 列产品设计与制造信息的集成并开发了家具工艺设计系统f c a p p ，进行了需求 分析、概要设计、详细设计和数据库设计等。该系统能够在完成产品工艺设计的 基础上，自动完成工艺信息的汇总和输出相关的工艺文件。 研究了家具c a d ( ；a p p 系统与家具e r p 系统集成的方法，并开发了重庆大 学f c a d 伊c 时p 软件和利玛e r p 家具专业版软件的接口，实现了家具企业产品设 计信息和管理信息数据的共享和集成。 关键词：信息，家具，集成，c a p p 重庆大学硕士学位论文 英文摘要 w i t hi n t e n s ec o m p l e t i o na n dt h eg r e a ta n dv a r i o u sd 锄a n d si nt h em a r k e t lt h e t r a d i t i o n l 缸 n i t u r en m n u f ：a c t m i n gi n 而坷时i su n d e r g o i n gat r a n s f o r m a tp r e s e n t , m o s to f f u m i t u r ee n t e r p r i s e sh a v em a d e g r e a ts t r i d e s i ni n d u s t r i a l i z c dp r o d u c t i o n , a n daf e wo f t h e m h a v er e a l i z e ds e m i - a u t o m a t i o n0 1 m , t o m a t i o n i no r d e rt o g a i nu p p e rh a n da n dk e e p d e v e l o p i n gu n d e rs u c hn e wc o m p l e t i n gc i r e t m a s t a n c e s ，t h ef m n i t u r em a n u f a c t u r i n gi n d u s 订y n e e dt or e a l i z et h ei n f o r m a t i o n a l i z a f i o nf r o md e s i g n i n g , p r o d u c i n g , s e l l i n gt om a n a g e m e n t i t i se x t r e m e l yu r g e n tt oc o n s t r u c ta l li n t e g r a t e di n f o r m a t i o ns y s t e mi nt h ek e yf u r n i t u r e m a n u f a c t u 魄e n t e r p r i s e si no u rc o u r a r y , w h i c hw i l lb ea l li m p o r t a n td e t e r m i n a n ti nt h e f u t u r ee x i s t e n o eo f t h e s ee n t e r p r i s e s t h i sp a p e rb a s e do nt h ec o n s t r u c t i o no f i n f o r m a t i o ns y s t e m , d e l v e si n t ot h es u c c e s s f u l a n du n p r o f i t a b l ee x p e r i e n c e so ft h ed i s c r e t ee n t e r p r i s e st og i v eo fap m a i c a l p r o g r a mf o r b u i l d i n gi n t e g r a t e di n f o m m f i o ns y s t e mf u r n i t u r e m a n u f a c t u r i n gi n d u s t r y t h i s p a p e r d o e ss o m e r e s e a r c h e s o n t h e f o l l o w i n g a s p e c t s ： ( 芏) a c c o r d i n gt ot h ea n a l y s i so fc o n n o t a t i o n a n dc o n 佗n to f t h e i n f o r m a f i o n a l i z a t i o n ， i td i s c u s s e st h ep r c s c a ts i t u a t i o na n de x i s t i n gp r o b l e m si nt h ec o n s t r u c t i o no fi n f o r m a t i o n $ y s t e l l l i nf u m i l l l mi n d u s t r y m o r e o v e r , i tp o i m so u tt h ep r o f o u n di m p o l 乜n c co f i m p l c g n e n t i n gt h e i n f o r m a t i o ns y s t e mi nr l m i m r ci n d u s t r y f r o mas y s t 蕾n a f i c a lp o i n to f v i e w , i ts i 压圈蕾翻电鹤t h ep r i n c i p l e st h a ti n d u s t r ys h o u l d a b i d eb yi nt h eo o i i r s eo ft h ec o n s t r u c t i o no ft h ei n f o r m a t i o n a l i z a t i o n a n di na d d i t i o n , c o m b i n e dw i t hap r a c t i c a le x a m p l eo fg u a n g m i n gf t m d t u r cc o m p a n y , i tm a p so u tap l a n f o rt h ec o n s t r u c t i o no ft h em a n u f a c t u r i n gi n f o r m a t i o ns y s t e mi nt h ef u r n i t u r ei n d u s t r ya n d e s t a b l i s h e sas y s t e m a t i c a lr m c t i o nm o d e l i tg i v e so f t h eb a s i ct h e o r yi nt h ep r o c e s sp l a n u i n ga n dt h ef l o wo f p r o c e s sp l a n n i n g , a n de x p l o r e st h ei n f o r m a t i o ni n t e g r a t i o no ft h ep r o d u c td e s i g na n dm a n u p a c - t m e f u r t h e r m o r e , i td e v e l o p st h ef c a p p - t h ef u r n i m mp r o c e s sp l a n n i n gs y s t e m , a c c o r d i n gt o d e m a n d 蜘m y s i s ，o u t l i n ed e s i g r kd e t a i l e dd e s i g n , d a t a b a s ed e s i g na n dc t c t h i ss ) l s t m bo n t h eo n eh a n d , h a st h ea b i l i t yt oc o m p l e t et h ep r o d u c tp r o c e s sp l a n n i n g , a n do nt h eo t h e r h a a d , c o l l e c t sa n dd i s p o s 髓t h em i m e dt e c h n o l o g i c a li n f o m 碰o na u t o m a t i c a l l y i tp u t sf o r w a r dt h em c a b so f t h ei n t e g r a t i o no f t h ec a d c a p ps y s t a na n dt h ee r p s y s t a nf o rt h e f u r n i t u r ei n d u s t r y i n a d d i t i o n , i td e v e l o p st h ei n t e r f a c eb e l m 略e n f c a d f c a p ps y s t e mo f c h o n g q i n gu n i v e r s i t ya n dt h es y s t e mo f t h es p e c i a l i z e de d i t i o n 重庆大学硕士学位论文 英文摘要 o fl i m ae r p f r o mt h eb o l l ls i d e s ，t h ep i d d 似d e s i g ni n f o r m a t i o na n dt h em a n a g e m e n t i n f o r m a t i o n c a n b e r e a l i z e d t h e d a t a s h a r i n ga n d i n t e g r a t i o r l k e y w o r d s ：l - 正o r m a t i o n , f u m i t m e , i n t e g r a t i o n , c a p p 重庆大学硕士学位论文l 绪论 1 绪论 1 1 制造业信息技术的概述 当今世界，信息化浪潮风起云涌，人类社会在经历了农业经济和工业经济后，正 在步入一种崭新的经济发展模式信息经济。信息经济的主要特征是信息技术在 经济发展中起着关键性的作用。信息经济的到来得益于信息革命。同样，由于信息 革命，人类正在进入一种全新的社会形态信息化社会。信息化社会是以信息技 术的广泛应用为特征的，它对人类社会的进步和企业的发展都具有重要影响。 1 1 1 信息及信息系统的基本概念【1 捌 按国际标准化组织( i n t e r n a t i o n a ls t a n d a r do r g a n i z a t i o n ，简称i s 0 ) 的定义，“信息” 是对人有用的、能有影响人的行为的数据。在信息处理领域中，“信息”与“数据” 是既有联系又有区别的概念。i s o 对“数据”的定义是：数据是对事实、概念或指令 的一种特殊表达形式，它可以用人工或自动化装置进行通信、翻译或处理。“数据” 与“信息”是原因和结果的关系。 同能源和材料一样，信息也有其生存期。信息的生存期指从信息的获取开始，经 过传输、加工、存储、维护、使用及结束的整个时间周期，该时间周期也称为信息 的生命周期。在信息的生命周期中，对信息的各种处理总称为信息管理。 信息系统是在某一环境中( 如制造工厂) 为完成某种信息管理的特定目标而由若 干硬件设备、软件及有关人员有机组合的系统，它具有系统的整体性、层次性、相 关性、目的性和环境适应性等特征。以计算机技术和现代通信技术为技术手段的信 息系统，是当今信息系统的主要形式，它又称为计算机信息系统。制造信息系统就 是对制造系统中的信息进行存储和管理的信 息系统。信息的存在形式与信息所在的系统的 物理结构、功能及组织形式紧密相关。 划分制造系统的信息类别有多种方法，具 体有： 如图1 1 所示，按照制造系统的功能活 动可将制造系统中的信息横向分为制造信息、 技术信息、生产管理信息、质量信息。这四类 信息又可从纵向分为战略层信息、战术层信息 和执行层信息，即每一类信息可在战略层、战 术层和执行层都有体现。第三个方向表示了制 造信息从生成、完善到消亡的生命周期。 生命周期 图i 1 制造系统信息层次关系 f i g l1i n f o r m a t i o nh i e r a r c h y o fm a n u f a c t u r es y s t e m 重庆大学硕士学位论文1 绪论 按照信息的结构特征划分为结构化信息和非结构化信息。 按照信息的生成方式划分为人工输入信息、自动生成信息和半自动生成信息。 按照信息的使用范围划分为全局信息和局部信息。 1 1 2 制造业信息化的内涵 企业信息化就是在以企业流程重组的基础上，利用计算机技术、网络技术和数据 库技术，控制和集成管理企业生产经营中的所有信息，实现企业内部信息共享和有 效地利用，提高企业效益和市场竞争力 3 】。 以计算机技术为核心的企业信息化的实施，为企业构造了不再受空间、时间等限 制的生产经营环境。企业信息化不应只是信息技术的延伸，更重要的应该是企业管 理与组织管理的延伸。企业信息化的实质就是在高速网络、多媒体技术、数据库技 术等信息技术支撑下，按照各种统一的数据标准与格式，将各种不同的企业信息与 市场信息进行加工、汇总、分类，并将其分别置于具有不同保密级别和层次的数据 库中，使管理决策者能充分造利用信息资源，及时把握市场机遇，更好地组织企业 的物力、人力、资金等资源，进行生产经营活动的人机交互体系。企业信息化的最 终目的是提升企业的竞争力，提高面向顾客的服务能力。 企业信息化的内容 2 1 既包括信息系统与信息系统下层的基础建设，如战略发展、 组织结构、业务流程、人力资源等，还包括与外界的信息交互系统，如：i n t e m e t 、 e x t r a n e t 、e d i 等，是一个复杂的人机系统。 企业信息化的实施必然会带来企业管理全方位的变化，如何根据信息系统及其对 组织结构的影响等特点，合理调整、设计组织的工作方式和结构模式，是组织能否 适应外部环境变化，取得成功的重要因素。企业信息系统只有以优化后的企业过程 为核心来构造其体系结构才具有生命力，才能更力1 3 充分地发挥信息系统的潜在能量。 因此，如果旧的管理组织、管理方式不改变，就会曰益妨碍企业的发展与更新改造， 就会阻碍信息化的推进。 1 2 我国家具制造企业的信息化现状分析 1 2 1 家具企业面临的机遇与挑战 中国家具行业经过改革开放以来二十年的大发展，已颇具规模，并充满活力。目 前，我国拥有大、中、小各类家具生产企业5 0 0 0 0 多家，从业人员近5 0 0 万人。家 具行业在我国国民经济中起着不可忽视的作用，2 0 0 0 年家具工业总产值已达1 4 0 0 亿 元，比上一年度增长了1 5 4 ，继续着多年来飞跃式的持续快速增长。我国的家具业 处于一个快速成长的发育期，从发达国家家具业销售额大体持平的情况看，家具市 场发展空间巨大，特别是房地产业以需求拉动供给的健康快速增长，成为今后较长 时期家具业发展的强劲的恸推器舻习。 2 重庆大学硕士学位论文1 绪论 随着新技术的更迭及全球交通、通讯的飞速发展，国际化经营已经成为企业取得 成功的重要因素。由于国际和国内市场的竞争日益激烈，因特n ( i n t e m e t ) 的快速发展 为企业提供了技术信息交流、产品开发和经营管理的国际化手段，这些因素推动着 国际企业向着既竞争又合作的方向发展【6 引。 由于家具业是一个完全自由竞争行业，在我国加入w t o 以后，家具进口关税将 大幅下调，在今后的几年内将降为零，这就使我国的家具市场实际上成为一个国际 化的市场。一方面，国际家具产品将大量进入我国家具市场，在几乎同等的条件下 与国内家具业进行竞争；另一方面，家具的原材料及配套材料、加工设备的进口关 税也大幅下调，对我国家具业使用优质材料及辅助材料和先进设备、降低生产成本 有利喁1 。 我国是一个发展中国家，面i 临经济全球化给发展中国家带来的许多共同的挑战。 但我们又是发展中的大国，政局稳定、国内市场广阔，有相当的科技基础和人才资 源、国内储蓄率高，这就使我国比一般发展中国家的家具行业有更多的参与机会和 更大的回旋余地。 l - 2 2 家具企业存在的问题分析 尽管我国家具企业机械化、工业化水平提高很快，但是国外的家具企业机械化、 自动化水平尤其西欧等国家的家具工业水平还是远远高于我国家具企业。世界工业 发达国家和地区从7 0 年代起就已实现家具生产的高度机械化和自动化，如加拿大出 口家具的8 0 是在自动线上加工的，德国基本上阻高度机械化式组织生产 7 。中国 加入w t o 后，这个问题更显得尖锐，而且随着新经济时代的到来，国际家具业的生 产方式己发生了质的变化，利用高新技术的支撑，进行的是数控加工、计算机集成 制造、网络化生产管理、柔性化加工和及时化生产等等，实现了小批量、多品种的 高效高质生产。这些对我们是很大的挑战，我们必须认识到我国家具企业的现状。 我国家具企业存在的主要问题是1 4 删： 家具企业设计创新能力普遍较低，设计方法和新产品的开发速度慢，致使众多 家具企业无法杀出价格战的重围，难以寻求新的发展，个别厂家生产出新颖别致的 产品，但由于生产设备、生产力跟不上，失去了市场先机；家具的科技含量低，缺 少文化内涵和个性特点，难以形成设计风格和个性品牌效应，缺乏市场竞争能力。 很多家具企业管理混乱，没有采用先进的管理方法，导致成本上升、工序管理 混乱；原材料、人力、物力严重浪费，导致产品成本高、质量低。 信息不畅，企业物流管理水平低，缺乏即时的市场和客户需求的反馈和参与企 业间合作的基础。导致生产不能以市场为驱动，不能以客户为驱动，失去了市场。 销售过程较为原始。 原木材料由于环保要求使用数量日益减少，大量采用金属、玻璃制品等低成本 的材料。而家具行业新材料的使用比较缓慢，加工工艺跟不上新材料发展。 重庆大学硕士学位论文1 绪论 1 3 家具制造企业信息化建设的思路 制造企业现代化建设核心有两项主要内容，其一是管理模式的不断更新，使企业 永远保持活力；其二是完善信息系统的建设，是企业高效率运行，提高企业市场竞 争能力的主要技术保障 9 1 。 这两项内容不是相互割裂的，它们相辅相成，相互作用，使企业的整体水平沿着 一条螺旋式的轨道不断上升。真正完成了这两项内容，并将它们完美结合的企业才 能称之为信息化企业。 在经济全球化的进程加快的背景下，家具生产和市场的国际化进程十分迅猛。在 经济全球化这个不以我们主观意志转移的必然历史进程中，中国的家具产业应从我 国的国情出发，及时推行现代企业制度，重新审视企业发展战略，采用严密的现代 组织管理机制，重视技术创新和新产品开发，重视市场开拓和结构优化，才能在新 一轮竞争中避免风险和得到更加稳健的发展。当前传统家具产业的生产方式正在发 生质的变化，其中所应用的金属加工和电子技术方面的技术尤为突出，引进高新技 术，改造传统产业，是振兴中国家具产业，实现二次创业的关键。这就要求我们必 须加快家具企业的信息化建设，拉近与国外先进水平距离，否则，我国的家具行业 只能在竞争中被淘汰。以上种种缺点说明，我国家具业迫切需要实施信息集成化建 设，以提高全体员工的素质和管理、技术水平，通过信息的集成、充分发挥引进先 进设备的作用，并实现公司经营管理、产品设计、加工制造、销售服务的全局整体 优化，获得最佳经济效益嘲。 基于以上我过家具制造企业发展状况，笔者认为，以我国的家具业的重点龙头企 业光明集团为应用对象，并考虑家具行业特点，进行现代企业信息集成化建设，是 完全可行的，也是迫在眉睫的。这将关系到我国未来家具业在世界市场竞争中生存 还是灭亡的关键性问题。 实施现代信息制造系统应用工程就是根据企业的需求和经济实力，把已经建立或 正在建立的c a d 、c a p p 、c a m ( n c 、c n c 、f m s ) 和e r p 等单元自动化系统通 过计算机实现信息集成和功能集成，将企业生产经营全过程中有关人、技术和管理 三要素及信息流、物流和资金流有机地集成并优化运行，以实现产品交货期短、质 量高、成本低、服务好，提高企业的应变能力和综合竞争能力，使企业赢得市场的 有效途径【1 0 。而本课题的总体目标就是充分利用现有的技术、资金、各种资源，分 析制约家具企业发展的瓶颈因素，实施企业内部和企业间的信息集成、过程集成、 优化资源，从而提高企业新产品的开发能力，适应“小批量，多品种”的市场需求。 适应动态多变的市场，完善企业资源、信息的管理，增加企业的国际竞争力。而我 们要达到这个目标，就必须抛弃以前的经验管理和习惯管理模式，我们把家具企业 生产经营活动的各个分别独立的子系统和局部自动化技术在新的管理模式即企业资 4 重庆大学硕士学位论文1 绪论 源管理( e r p ) 的指导下进行简化、标准化，综合运用信息技术、计算机技术、数据 控制技术、柔性制造技术、科学管理等许多先进技术和管理方法于一体的高效益、 高柔性的智能生产系统。这种生产模式能够使家具企业从市场预测、经营决策、产 品设计、生产与销售的全过程得以高速、有节奏、灵活协调的运行，以增强家具企 业对需求多变、竞争激烈的市场的应变和竞争能力，获得更好的经济效益。具体实 施思路如下【l 犁副： 采用c a d 和图文处理技术，提高设计效率和质量 c a d 技术起步于5 0 年代后期。近年来，随着p c 平台技术的迅速发展，微机的 运算能力有了大幅度的提高。普通p c 平台上的c a d 软件在很多方面达到了以前图 形工作站上软件的功能，如三维实体造型技术、参数化设计、虚拟现实等技术。而 且微机有着综合成本较低、操作简单易学等特点。因此，国内家具企业发展计算机 辅助设计也应着眼于以p c 平台为主。c a d 技术应用在家具的设计、制造和销售领 域，可以帮助家具生产企业提高方案设计质量，缩短设计、试制周期，降低设计成 本，便于加强产品质量管理体系和信息交换，增强产品广告和销售功能等。 引进先进的数控机床，改善企业生产手段 目前国际上家具木工机械采用数控技术的进展十分显著，数控机床与传统的机 床相比，具有如下优点：一是可以加工任何形状的工件：二是可以将每种加工工艺， 如铣削、钻孔、锯切等工艺集中在一台机床上一次完成；三是能迅速改装加工其它 尺寸和形状的工件。应用数控机床的效益主要表现为提高生产效率，减少现场职工 人数，提高质量，避免了对工人操作技能的依赖，实现c a d 设计和制造控制系统一 体化，避免中间信息传递失误，有利于实现零废品率生产。 采用企业资源管理技术，实现经营管理的信息网络化 大中型家具企业是包括着各个层次、各个部门的一个复杂的系统，它是开发、计 划、供料、生产、库存、销售、服务的统一体。而企业的各个环节却是相互衔接， 相互配合，相互制约的。缩短销售到生产与采购的环节，以信息流促进物流，资金流 的高速运转，以最少时间创造最大效益。在传统的管理体制中，中间层次多，工作 效率低，它保证了纵向的领导关系，但很难实现横向的业务联系，这就造成了各职 能部门的各自为政，生产经营活动中出现的问题不能及时得到处理，延误工作时机。 现代企业要求将垂直的信息关系改变为网状的信息系统，使有关信息同时传递到有 关部门，做到纵横结合，各部门得到信息后，根据所规定的职责范围来处理。 进行企业信息集成化建设 现在很多企业都在搞信息化工程，很多企业尤其光明集团已具备了家具产品计算 机辅助设计，也具有了先进的数控机床，同时，光明集团现在正在实施企业资源管 理0 1 r p ) ，所以，现在急需要解决的就是如何把三者集成起来，这也正是家具行业所 重庆大学硕士学位论文1 绪论 缺少的技术。c i m 哲理就是利用现代信息技术、对生产企业从产品设计、生产设备、 生产管理、加工制造，直到产品销售与用户服务的全过程的信息进行统一管理、控 制，以优化企业的生产活动，提高企业效益和市场竞争能力。网络技术、条形码技 术、生产控制技术、数据库技术、以及专用于家具行业的软件，是实现信息建设的 条件。本文就利用c i m 哲理在机械等制造行业的成功经验，实施家具企业现代信息 制造系统，进行企业信息集成化建设，实现家具企业的全面自动化。 1 4 论文的研究思路和体系 1 4 1 论文的研究背景 中国是一个具有悠久历史文化传统的国家，中国也是古老的家具生产大国，中国 的明清家具饮誉全世界。我们要把传统文化和现代技术结合起来并融会贯通，才能 设计出有中国特色的高质量新颖的家具。由于计算机辅助设计系统( a u t o c a d ) 等先进 设计手段能极大地提高设计效率，节约时间，因此越来越多的家具企业正逐渐将c a d 应用于设计，完善设计手段。到目前为止，我国已有很多家具公司和集团已经采用 了计算机辅助设计家具，并取得了很好的效果。 在当前竞争激烈、需求变化非常迅速的市场环境下，传统的家具生产制造也在发 生变革，目前多数家具企业的工业化生产已经有了相当的规模，少数企业已经实现 了半自动化、自动化生产。在用材、设备和工艺等方面，国际化的趋势已见端倪， 在家具行业内部，运用进1 2 1 设备、进口原材料，借鉴国外先进生产工艺进行生产的 企业比比皆剐7 1 。 随着近几年互联网的迅速发展，人类已经能够将多种信息数字化，进而通过互联 网实现全球信息资源的共享。信息正在成为现代经济社会重要的战略资源。信息化 是经济社会走向可持续发展的必然选择。世界变化如此之快，当家具业跨入新世纪 以后，面临前所未有的机遇和挑战。我们要抓住机遇，首先是要抓住信息化这个机 遇，即把信息化和工业化结合起来，以信息化带动工业化的发展，发挥后发优势， 实现家具生产力的跨越式发展。信息化的实现需要信息基础设施、信息产业和信息 技术的支持，还要由市场需求的推动，全球信息化的浪潮已经到来，市场的新需求， 如个性化、多样化的消费需求也已经展露。我国一些家具企业已经建立了企业内部 网络，积极地做了很多信息化建设工作，并提高了企业数据管理的效率，很多企业 已经率先通过了i s 0 9 0 0 1 等国际管理标准，引入了管理新观念。 现在众多的家具企业都在为不能适应“小批量、多品种”的市场需求而伤脑筋。 家具制造业要在新的形势下生存发展，从设计、生产、销售到管理都要逐步实现信 息化，都要去织网。从以上陈述我们可以看出，在我国的家具业的重点龙头企业进 行企业信息集成化建设，是迫在眉睫的，这将关系到我国未来家具业在世界市场竞 争中生存还是灭亡的关键性问题。 6 重庆大学硕士学位论文1 绪论 1 4 2 课题的研究意义 7 ，1 4 】 此课题的实施能给家具企业带来明显的效益，能提高家具企业科技含量，带动相 关产业的发展，具有重要的理论意义、实用价值，具体有： 现代家具企业信息集成化建设增强了家具企业的新产品开发能力，使产品开发 周期缩短，交货及时，新产品上市快，产品质量提高，更能满足用户需求，并可进 一步参与国际市场竞争。 提高企业的整体素质。现代家具企业信息集成化建设将企业决策过程缩短，决 策依据充分，决策的可信度更高，操作性更好，从而将提高决策的科学性；并且企 业各方面的人员素质将有很大提高，知识水平和知识结构将得到很大程度的改善， 使工作效率提高，企业管理工作更规范，将导致企业面貌的改观，产品技术水平、 质量提高，交货准时，服务好，形成优良的企业形象，提高在国内和国际的知名度， 增强企业竞争的市场竞争力。 企业信息集成化建设能加强企业资源管理，对防止资源闲置、浪费起了积极的 作用，降低了成本。 这能带动中国整个家具业信息化的建设和加快中国家具业的发展，带动相关产 业发展，同时也为其它行业信息化建设树立了榜样，为早日实现中国家具出口世界 第一打下良好的基础。 1 4 3 研究内容及论文结构 基于以上的分析，结合当前国内外家具制造企业的发展趋势，本文着重研究了以 下几个方面的问题： 收集了大量有关企业信息化、信息集成、c a p p 、e r p 等相关技术和文献资料。 对制造业对信息集成技术进行了分析，并对家具制造业信息化的方法进行了研究。 在分析企业信息化建设的思路的基础上，对离散型集成制造系统进行了分析， 提出了家具制造企业实施信息集成建设的可行性和必要性，规划了家具企业制造信 息系统的总体功能和体系结构。 家具系列产品设计信息与制造信息集成的研究。分析了现代家具工艺设计系统 的特征和发展趋势，结合新技术提出了现代家具工艺设计系统的模型和体系结构。 从家具c a p p 的实际需求和应用目标出发，作为主研人进行了基于c s 结构的 计算机辅助家具工艺设计系统的开发工作，并进行了需求分析、详细设计、代码设 计以及数据库设计等。 作为主研人进行了家具f c a d f c a p p 和利玛c a p m s 系统的接口，进行了集 成测试，己顺利通过利玛测试。 7 重庆大学硕士学位论文 2 现代家具制造系统的体系结构 2 现代家具制造系统的体系结构 2 1 现代制造企业信息化建设理念 制造企业要良好的运作，企业领导应该具备先进的管理理念和有效的管理方式， 企业信息化就是辅助企业领导实现该目标的有力工具。因此，企业信息化工程的规 划应该首先在考虑企业实际情况条件下，充分体现先进、实用的管理思想，从而通 过信息化工程的实施与运行推动企业改革，促进企业管理水平上升。制造企业在信 息化建设的过程中，笔者认为要遵循三个基本原则： 首先要吸取国i 为# i - 先进制造技术和管理技术，保证整体技术的先进性【“。 其次，在进行信息化建设时，应把握住“集成”这个关键，即在考虑行业特点 和企业自身特点的基础上，实现系统集成。系统集成既要考虑到技术集成，也要考 虑到信息集成等。信息集成有很多优点，例如可以缩短作业时间、提高企业竞争力【1 5 1 。 在信息集成的基础上，同时系统还要具有开放性、实时性、准确性和完备性等， 避免盲目集成带来的各种弊端。 2 2 现代制造模式的分析与比较 2 2 1 现代制造模式的分析与比较 世界经济和科技的快速发展使制造业面临的环境发生了深刻的变化，为适应这种 变化以及世界市场的需求，不断提高制造企业在t q c s e t l6 】等方面的竞争力，即以最 快的上市速度f r - - t t m e m m a r k ，最好的质量( q q i 雎d i 动，最低的成本( c c o s c ) ， 最优的服务( s s 秭嘲及最清洁的环境( e - - e n v i r o n m e n t ) 来满足不同顾客对产品的 需求和社会可持续发展的要求。各国政府、产业界及科技界不断提出制造企业的各 种新模式，比较典型的有：计算机集成制造系统( c d d s ) 、并行工程、精益生产、敏 捷制造、全能制造系统、生物制造系统、分行企业、学习型组织、智能制造、精简 一灵捷一柔性( l a f ) 生产系统、分散网络化生产系统、绿色制造等。这些制造新模式 都是在一定的理论基础上建立的一种组织，它们在目标、产生的背景、主要战略、 理论基础、生产方式、组织结构、技术支持、对人的要求等方面有其特点。下面 列出这些部分新模式的分析与比较，具体如表2 1 所示。 2 2 2 知识经济时代制造模式的发展趋势 通过分析与比较知识经济时代各种制造模式，笔者认为知识经济时代现代制造模 式有下面一些发展趋势： 集成化：随着i n t e m e t 的快速发展，企业从信息集成和功能集成到过程集成、 管理集成，并向企业间集成方向发展。譬如：电子商务正深刻地影响企业间的交易 方式，推进着企业供应链从企业内部资源优化利用向供应商企业客户整体 重庆大学硕士学位论文 2 现代家具制造系统的体系结构 资源整合、集成与优化利用方向转化。 虚拟化：虚拟化是指设计过程中的虚拟现实技术和制造过程中的虚拟技术。虚 拟化的核心是计算机仿真，虚拟化技术主要包括虚拟现实、虚拟产品开发、虚拟制 造和虚拟企业【“。 绿色化：2 1 世纪的制造企业面前的重大课题之一就是如何最有效的利用资源 和最低限度地产生环境污染。绿色制造实质上是人类社会可持续发展战略在现代制 造业的体现。，当然也就是未来制造业必须考虑的重要问题。 表2 1 现代制造模式的分析与比较1 1 t a b | e 2 1t h ea m l y s i sa n d p a r i mo f m o d e mm a n u f a c t u r em o d e c 卫m s 并行工程精益生产敏捷制造全能制造系统生物制造系统 目标为了提高企业的市场竞争能力，适应多变的市场需求，以赢得激烈的市场竞争 适应多变的使串行的各 满足多品 快速相应市建立一个高度提高伟糙系统 产生激烈竞争市工序更有效神、小批量、 场，满足客分布的制造系可靠性、柔性、 的场，提高自地交互工作高质量和低户的个性化 统体系结构容错性、自适 背景身的集成度 缩短交货期 消耗要求需求应、自监控和 自诊断 强调人、技强调产品设简化，以人大范围动态加强单元地独采用生物性的 主要 术和管理的计、制造、为中心尽善集成、最佳立自主性和互问题求解方法 战略全面集成 管理、经营尽美利用资源相协调 等并行 系统论，控信息论，控现代组织理协同论，分复杂系统理相似学理论， 理论 制论，计算制论，系统论布化人工智论，生命科学生命系统理论 基础机技术，信论、协同论能理论 息论 生产 方式 并行工作方式，面向定单似的生产模式 动态的播件项目组，多有较大自主动态联盟的全能体 基元 组织兼容式的组功能工作权的小组独立团队 ( h o n o n )o 如d l 雠) 结构织结构组，矩阵组 织 信息技术、数据共享、信息技术、 信息高速公信息技术，标信息技术、标 技术 标准化技人一机交标准化技路，标准化准化技术准化技术 支持术、传感技 互、智能技术、快速制技术 术术 造技术 对人 以人为中心以人为中多面手。高创造性，很 多面手，较强多面手，较强 的 的集成 心，一专多度的责任好的协同工的协同能力 的协同能力 能，紧密协感，协作型作能力 要求 作 9 重庆大学硕士学位论文 2 现代家具制造系统的体系结构 l a f 生产系 分散网络化生 分形企业学习型组织智能制造 绿色制造 统产系统 目标为了提高企业的市场竞争能力，适应多变的市场需求，以赢得激烈的市场环境影响最 竞争小。资源利用 最优 产生 适应多变的学习智障，提高产品制需求多样迎接全球制造全球生态环境 的 激烈竞争市企业应变力造的智能水 化、个性化 的挑战 日益恶化 场，提高自 量 背景 身的集成度 自相似、自具有很强的采用分布式精简、灵捷、迅速组成超越可持续性发展 主要 组织、自优学习能力的策略，制造柔性生产时空约束的经战略 战略化组织 环境的智能营实体 集成 分形理论信息论，人工智能，现代管理理协同论，分布系统工程，法 理论 控制论，并行工程，论，组织刨化人工智能律，环保和资 基础 系统论，自动化，新理论源优化理论 协同论系统工程 生产 方式 并行工作方式，面向定单似的生产模式 组织分形团队智能自主体有创新精神 独立制造岛 结构 ( f m c 蝴)c r e w ) 的组织 技术 信息技术、信息技术信息技术，信息技术，信息技术，标信息技术，绿 标准化技术 虚拟制造技先进制造技准化技术色技术 支持 术 术 对人 自主和自律富有创新和人机柔性合高素质的且创造性，很好高素质的人 的 的统一，相合作精神作被适当受权的协同工作能 要求互信任 的人员力 2 3 现代制造信息系统体系结构研究 2 3 1 流程型企业与离散型企业生产对比【l 毛”j 在研究现代制造信息系统时，根据生产工艺是否连续，可以将帛4 造企业分为离散 企业和流程企业。虽然离散型企业现代集成制造系统研究的比较多，但在家具企业 中还没有先例，因而参照其它行业企业实施现代集成制造系统成功经验，进而对家 具企业总体功能做出规划，是在家具企业信息化建设中非常迫切而且可行的方法。 流程企业与离散企业部分生产过程的比较可用表2 。2 表示。两种企业生产过程的比较 有助于我们在分析离散型制造企业生产经营特点，并据此规划家具企业现代制造信 息系统的体系结构。 l o 重庆大学硕士学位论文 2 现代家具制造系统的体系结构 表2 2 流程型企业与离散型企业生产过程对比 t a b l e 2 2 p r o d u c t i v e p r o c e s s c o n l r a s t b e t w e e n f l o w m o d e 缸d u 妇ya n d d i s c r e t e m o d e i n d u s t r y 对象流程企业离散企业 生产方式大批量生产小批量、单件生产 工艺流程基本不变随时可变 物料流连续、自动单件或几件、搬运 产品 稳定多变 设计一次定型后，几乎不变单台分别设计 生产特点原料一般经过物理或 化学变化 机器和工件分开的 优化目标均衡生产、安全、低耗高产、优质 缩短供货周期，提高设备利用率 优化手段 调整工艺参数，控制设定点， 达到最优工况 调整计划，分配负荷，优化排序 相邻工序关 系 节拍同步，连续制约 节拍松弛，分立制约 柔性 弱强 集成重点信息流、能流、物流 主要是信息流 工艺计划设 工艺路线单一， 计 设计后基本不变 产品零部件多，c a p p 很重要 自动化程度许多企业已经应用分布式控制系统 大部分企业单机自动化只有少数 ( d e s ) 和 大企业进入 信息管理系统( “s )生产自动化阶段 2 3 2 离散型制造企业制造信息系统体系结构研究 2 3 2 1 功能视图 离散型制造企业的基本特征是产品由零散的零部件装配而成，零部件以各自的工 艺过程通过各个生产环节，物料运动呈现离散状态，家具制造行业就是典型的离散 型生产企业。 由于社会科技的进步，人们需求的多样性和个性化决定了离散型的制造企业的生 产组织、生产设备和工具、人员分工及经营方式等，与流程型制造业相比，离散型 生产企业有以下特点【1 6 】： 不便组织专业化生产 按订货方式组织生产 产品报价过程复杂 工程设计的工作量大 管理复杂 重庆大学硕士学位论文2 现代家具制造系统的体系结构 资金流控制重要 根据以上离散型制造企业的生产组织特点，来构建离散型制造企业的制造信息系 统的体系结构。功能视图描述离散型制造企业制造信息系统的功能组成，具体如图 2 1 。 图2 1 家具企业制造信息系统总体结构图 f i 9 2 1s t r u c t u r a lf i g u r eo fm a n u f a c t u r e i n f o r m a t i o ns y s t e mi nf u r n i t u r ec o r p o r a t i o n 2 3 2 2 阶梯控制视图 离散型企业制造信息系统按照功能活动的基本特征，其制造自动化的体系结构分 六层【阍，具体结构如图2 2 所示。 上述层状模型包容了离散型 制造企业的全部功能和活动，描述 了其层次结构和关系。阶梯控制结 构原理规定：每一层将其上一层发 出的命令分解为本层执行的过程 和继续向下一层传送的子命令，并 接受来自上一层的相关数据。命令 执行的结果，需及时反馈给上一 层，以便做出决策的依据，或生成 相应的报告。这种逐层分解的过程 可以一直分解到最底层的设备和 最基本的生产动作序列。 图2 2 离散型制造信息阶梯控制 f 9 2 2m a n u f a c t u r ei n f o r m a t i o nl a d d e rc o n t r o lo f d i s c r e t em o d ee n t e r p r i s e 1 2 重庆大学硕士学位论文2 现代家具制造系统的体系结构 2 1 4 家具企业制造信息系统总体结构 家具制造企业是典型的离散型企业，我国家具企业经过近十几年的长足发展，很 多企业都已经具备了实施信息化工程的经济实力，而且从技术上也具备了基础。目 前最为紧要的就是希望建有一套基于离散企业特点，且符合典型家具行业特性的家 具企业集成制造系统的功能模型，以指导众多家具企业实施信息化工程并实现信息 集成。下面就以光明集团为应用对象，在充分考虑家具行业特性且尽可能兼虑离散 型企业特点的基础上，提出了现代家具制造信息系统。 2