CIMS计算机集成制造系统的发展趋势.doc

CIMS计算机集成制造系统的发展趋势 一、制造技术的发展过程人类的文明进步与制造技术的发展是分不开的，据统计，世界发达国家60%的社会财富和45%的国民收入，都是由制造业创造的。世界各国经济的竞争，主要是制造技术的竞争。在各国企业生产力的构成中，制造技术的作用一般占55%65%。制造技术是国民经济发展的支柱。回顾制造技术的发展，从蒸汽机出现到今天，主要经历了三个发展阶段。1用机器代替手工，以作坊形成工厂20世纪初，各种金属切削加工工艺方法陆续形成，近代制造技术已成体系。但是机器(包括汽车)的生产方式是作坊式的单件生产。它产生于英国，在19世纪先后传到法国、德国和美国。并在美国首先形成了小型的机械工厂，使这些国家的经济得到了发展，国力大大增强。2从单件生产方式发展成大量生产方式推动这种根本变革的是两位美国人泰勒和福特。泰勒首先提出了以劳动分工和计件工资制为基础的科学管理，成为制造工程科学的奠基人。福特首先推行所有零件都按照一定的公差要求来加工。1913年建立了具有划时代意义的汽车装配流水线，实现了以刚性自动化为特征的大量生产方式，它对社会结构、劳动分工、教育制度和经济发展，都产生了不可想象的作用，50年代发展到了顶峰。生产力发生了飞跃，社会物质财富迅速增长。面对科学技术的迅速发展，大量生产方式，严重影响产品的更新换代，妨碍采用高新技术，产品在国际市场上缺乏竞争力。因此，必须寻求新的制造模式。3制造的柔性化、集成化和智能化现代制造技术沿着4个方向发展、传统制造技术的革新、拓展；精密工程；非传统加工方法；制造系统的柔性化、集成化、智能化。本世纪末，机械产品将向大型化、高参数和高可靠性发展，技术密集度及附加值将有大幅度提高。产品更换新代加快，用户的各种需求不断增加。质量、价格、交货期这市场三要素的竞争越来越激烈。在激烈的市场竞争中，制造企业为了增强自身的应变能力，必须建立柔性化、集成化和智能化的生产模式。二、计算机集成制造系统(CIMS)产生的背景计算机集成制造系统的产生与当代科技的发展和市场的需求是分不开的。第三次科技革命出现的机器，不仅是人类手臂的科学延长，而且是人类智慧的科学延伸。1当代高新技术的特点从技术方面看有三个突出的特点：(1)人类的活动领域大大扩展。(2)工业产品日益趋向复杂、精密、高可靠性、高安全性和高度自动控制。(3)工业生产日益向高速、高精度、高质量加工方向发展，生产条件也越来越严格和严峻。2当代市场的特点(1)产品的生命周期越来越短、更新换代越来越快。(2)加剧了缩短从科学发展到技术应用的周期竞争。(3)产品的型号和规格日益增多，即使汽车，也成了一种多品种、小批量生产的行业。(4)市场五要素，品种、质量、价格、交货、售后服务的竞争激烈。3问题的提出总结1870年到1970年这一百年中，制造技术发展的历史，经统计分析，加工过程的效率提高了20倍，而生产管理的效率提高了0.8012倍，产品设计的效率仅提高了0.2倍。因此，整个工业，特别是离散型制造工业(约占全部工业的50%)，必须寻求一种技术与管理高度结合，又能快速反应的新的生产方式，才能实现可持续性地继续发展。4计算机集成制造思想的提出1974年美国人约瑟夫哈林顿博士根据计算机技术在工业生产中的应用及其发展趋势，首先提出了计算机集成制造的概念，即CIM概念。其基本观点有两个：(1)企业生产的各个环节，即从市场分析、产品设计、加工制造、经营管理到售后服务的全部活动是一个不可分割的整体。需紧密联接、统一考虑。(2)整个制造生产过程，实际上是一个数据的采集、传递和加工处理的过程。最终形成的产品，可以看作是数据的物质表现。三、我国企业CIMS信息集成的主要障碍从八十年代中期开始，我国的十几家先进企业如沈阳鼓风机厂、沈阳第一机床厂、北京第一机床厂、上海二纺机、杭州汽轮厂、洛阳矿山机械厂、济南第一机床厂、成都飞机制造公司等，率先进行CIMS系统的建设。这些企业在CIMS实践过程中，遇到一个共同的难题，即企业环境现状和管理现状给CIMS信息集成所带来的巨大难度。原因是CIMS的信息集成不仅要实现对企业内部信息资源的集成化管理，而且要实现企业内部信息与企业环境信息的集成化管理，所以CIMS建设中实现信息集成，不仅要求企业内部具备较高的整体管理素质(或者说实现高水平的管理集成)，而且要求企业具备相应的外部环境，如稳定的供应商、相对稳定的宏观环境、良好的信用关系等。而目前我国的企业经济环境正处于重大变革之中，所以为企业CIMS中信息集成的实现带来了客观上的困难。站在具体的角度，可以把CIMS信息集成中遇到的主要障碍归纳为以下几个方面：1不稳定的企业组织战略和组织结构我国的企业改革目前正在从扩权让利的政策调整阶段向制度创新阶段转化，现代企业制度的建设不仅牵扯到企业所处的市场经济环境，而且深入到企业内部组织管理体制的变革。这对于大多数企业来讲是一个巨大的冲击，要求企业必须将现有的组织战略与组织结构做出相应的调整与变动。而这种调整变动的过程，往往需要3-5年的时间才能完成。如果组织战略不定、组织结构不稳，将使信息接口难以确定，或严重影响接口的适用性和工作效率，无法实现CIMS的总体规划。CIMS的框架结构将处于模糊状态，导致信息接口不明，当然信息集成也就难以达到。2不均衡的企业整体管理素质和管理水平企业的整体管理素质和管理水平，可以具体体现为下述几个方面：完整、科学、现代的管理思想和理论；规范化的业务流程；明确的职能分工；统一、标准化的报表格式和信息载体；清晰的业务接口；现代的、综合管理方法和手段等。在我国的多数企业中，由于缺乏整体、系统的管理战略，因而体现管理素质和水平的上述诸项目在企业中的体现很不均衡，由此导致难以实现管理的集成，对信息集成实现也是巨大障碍。即使在这种不均衡的管理水平上建设CIMS并取得了局部成功，但是整个CIM系统最终要么失败要么低效益运转。3具有最大制约性的人的因素正如国外的调查结果所表明的，人的因素在CIMS实施的困难中占到80%以上，我国企业的CIMS实践同样证明了这个结果。因为CIMS的实施工程是一种高新技术的汇集工程，当然也就是汇集技术人才的工程，人这一因素的客观约束必然成为CIMS实施中的障碍。具体来讲，人员因素对信息集成的影响表现在三个方面：(1)人的素质，包括领导的素质、技术人员素质、普通员工的素质。CIMS建设的目的是增强企业的整体实力、提高企业管理水平、实现高效益。所以CIMS的实施对象是面向企业的全体员工的，这就决定了CIMS的实施要依靠全体员工的参与。但我国多数企业的员工对计算机和集成管理缺乏了解，对CIMS导致的企业内部变革具有心理障碍。在CIMS实施中又大量需要他们提供信息接口和所传递的有关信息，如果缺乏较高的人员素质为依托，往往使信息集成效果和水平受到重大影响。CIMS的实施设计需要技术专家，在不少企业中，技术人员往往专业单一，如信息技术人员对具体管理业务缺乏广泛的了解，这样必然影响信息接口设计、功能结构设计、信息流程设计等方面的可行性和合理性，影响信息集成。领导者的素质对信息集成具有关键性的影响。“一把手原则”是中外企业CIMS实践中共同总结出的成功关键之一。如果领导对CIMS缺乏了解，或是领导没有给CIMS项目以强大的支持，就会使集成的实施面临破产的危险。总体业讲，人的素质水平，即领导者素质、员工素质、技术人员素质决定了CIMS建设的水平和信息集成的水平。(2)人员的协作CIMS的实施过程往往需要计算机专业与管理专业人员相互配合，其配合的效果如何也决定了信息集成的水平。在我国企业里，两种人员之间长期缺乏配合，技术专业人员往往从技术实现角度分析问题，而管理人员由于考虑业务需要而提出技术上不合理的要求。而CIMS实施又必须以他们的协作为基础，因此计算机专业人员与管理专业人员配合工作中产生的矛盾，也将严重影响信息集成效果。(3)复合型人才的培养CIMS的实施要求必须具备一定数量的既懂管理、又懂计算机的复合知识结构的人才，复合人才有助于通过较小的知识壁垒而易于实现集成。但这类人才在我国企业中是十分匮乏的，从而复合型人才的培养是提高CIMS信息集成效果的必要性工作。4资金与技术的约束CIMS的建设工程具有资金密集和技术密集的特点。CIMS的巨额投资对一般企业来讲是难以承受的，因此我国的企业很难依靠自身的实力全面实施CIMS；同时，CI