企业信息化PPT课件

第七章企业信息的总体集成系统 第一节计算机集成制造系统 CIMS 第二节计算机辅助后勤保障 CALS 第七章企业信息的总体集成系统 在前面章节中 介绍了信息化企业的技术系统 制造系统和管理系统的各种技术 介绍了它们在现代化企业中的应用 但上述各种技术和系统都局限在一定的范围内 要使它们的作用得到最大的发挥 就应使各种技术和系统都集成到一起 实现各种信息的共享和资源的优化利用 集成意味着应用系统工程的原理和方法将前述应用技术和子系统有机地融合成一个大系统 使各个子系统都能充分发挥作用 并最终体现出整体效益 信息共享指的是各个子系统都可按相同的格式使用同一数据 实现 在正确的时候 将正确的信息 以正确的方式 传送给正确的对象 资源的优化利用则意味着充分发挥企业各种资源的作用 去掉一切浪费 系统集成 信息共享和资源的优化利用是现代企业实施信息化工程的主要目的 第七章企业信息的总体集成系统 在这一章中 主要介绍两种集成化的大信息系统 计算机集成制造系统CIMS和计算机辅助后勤支援系统CALS 前者的集成范围侧重于一个企业的内部 后者的着眼点则在企业的供销链 即将集成的范围延伸到企业的外部 第七章企业信息的总体集成系统 第一节计算机集成制造系统 CIMS 一 CIMS概论1 CIMS产生的历史背景上世纪60年代以来 计算机技术得到飞速发展 各种以计算机为基础的技术得到广泛的应用 如 数控技术 NC 自动编程语言 APT 计算机数控 CNC 分布式数控 DNC 物料需求计划 MRP 资源需求计划 MRP 计算机辅助技术 CAX 工业机器人 Robot 加工中心 MC 柔性制造单元 FMC 柔性制造系统 FMS 办公自动化 OA 计算机集成质量系统 CIQ 等 这些单元技术都是相互独立发展起来的 在设计这些单元技术的体系结构时 没有考虑到它们之间的信息交换 因此 这些单元称为 自动化孤岛 长期以来 这些 自动化孤岛 各自为战 相互之间无法交换信息 没有也无法发挥出整体优势 造成1 1 2的现象 第七章企业信息的总体集成系统 第一节计算机集成制造系统 CIMS 一 CIMS概论1 CIMS产生的历史背景进入70年代后 各种 自动化孤岛 技术已比较成熟 在实践中的应用逐步深入 出现了在各 孤岛 之间交换信息的需求 由于各 孤岛 所采用的数据格式各不相同 给信息的相互交换带来很大的困难 于是 人们就开始编制各种专用的或通用的数据接口来转换数据格式 我们称这种通过数据接口实现各组成部分的信息共用为 叠加 式系统 在 叠加 式系统中 整体的效能为各组成部分的效能之和 即1 1 2 如图7 1b所示 上述两种 系统 并不能真正称为系统 因为系统是各子系统之间的有机集成 并不等于叠加和集合 真正的集成系统如图7 lc所示 它通过一个公用数据库来实现各子系统之间信息的共享 而不是交换 这种 集成 式系统才实现了1 1 2的效果 也是信息集成的最佳模式 第七章企业信息的总体集成系统 第一节计算机集成制造系统 CIMS 一 CIMS概论1 CIMS产生的历史背景三种不同系统示意图 第七章企业信息的总体集成系统 第一节计算机集成制造系统 CIMS 一 CIMS概论2 CIMS的基本概念在人们寻求信息共享的技术和方法过程中 美国人约瑟夫 哈林顿博士于1973年提出了CIMS的概念 他提出通过采用系统工程技术进行企业计算机应用的整体规划 以实现全企业各种信息的有机集成 哈林顿提出CIMS是基于以下两个基本观点的 1 系统的观点 他认为企业生产经营的各个环节是不可分割的 它们共同构成一个有机的整体 因此需要采用系统工程的理论和方法进行统一考虑 2 信息的观点 他认为企业整个生产过程实质上是对信息的采集 传递和加工处理的过程 物流是由信息流控制的 第七章企业信息的总体集成系统 第一节计算机集成制造系统 CIMS 一 CIMS概论2 CIMS的基本概念哈林顿的这两个观点到今天仍被人们广为接受 经过20多年的发展 CIMS概念中又增加了一些新观点 1 强调充分发挥人的作用 强调人机一体化 2 CIMS的主要目的是提高企业的市场竞争能力 3 CIMS没有一个固定的实现模式 只要能产生效益就行 4 不片面追求 集成 在刚开始实施CIMS时 应特别注意避免 有路无货 现象 5 将提高人的素质和管理模式的改革放在第一位 概括起来 CIMS是以人为中心 以计算机为手段 以系统工程理论为指导 以集成为核心 以流程重组为主线 实现企业生产经营过程的整体规划和运行 以达到提高企业竞争力的目的 第七章企业信息的总体集成系统 第一节计算机集成制造系统 CIMS 一 CIMS概论3 CIMS的基本组成 它由四大应用分系统M1S TIS MAS和QIS 以及两大支撑分系统NES和DBS组成 四大应用分系统在两大支撑分系统的支持下 实现它们之间的信息交流 CIMS的基本组成如下图所示 第七章企业信息的总体集成系统 第一节计算机集成制造系统 CIMS 4 CIMS的发展概况CIMS是1973年首先由美国人哈林顿提出的 一直到80年代初 人们才开始意识到CIMS对提高企业效益的巨大作用 并迎来了CIMS的发展高潮 世界各国政府 各大型企业 各学术研究机构均投入巨资研究和开发CIMS技术 并取得不少成果 但由于人们认识上的局限性 CIMS在80年代被认为是完全自动化的无人化工厂 很多CIMS工程也是按这个思路开发的 由于技术上的复杂性和不成熟性 以及人的素质无法满足要求 再加上市场的动态多变性 大部分按照无人化模式建造的CIMS工程都出现了经济效益不佳的状况 难于达到预想的效果 到90年代初 有一些学者在CIMS的基础上转去研究并行工程 精益生产 敏捷制造 企业重组等新理论 从而使CIMS的发展呈现出新的前景 我国从1986年的 863 计划掀起了大规模地研究和实施CIMS技术的热潮 国家首先投入资金在清华大学建立了 国家CIMS工程研究中心 ERC 后来又相继在7所大学和研究所建立了7个单元技术工程实验室 第七章企业信息的总体集成系统 第一节计算机集成制造系统 CIMS 二 CIMS各应用分系统简介1 管理信息分系统 MIS MIS分系统实现对各种管理信息进行综合管理 包括数据管理 信息查询 决策支持 办公自动化等 MIS分系统包括市场销售 生产计划 物资供应 库存管理 财务管理 成本管理 设备管理 工具管理 生产统计 人事管理 办公自动化 情报管理 总经理查询等功能模块 在MIS分系统中 其核心原来是制造资源计划 MRP 现在则应为企业资源计划 ERP 在进行MIS分系统规划时 要时刻注意将各模块统统纳入CIMS环境下 以实现与TIS QIS和MAS的信息交换 第七章企业信息的总体集成系统 第一节计算机集成制造系统 CIMS 二 CIMS各应用分系统简介2 技术信息分系统 TIS TIS分系统对各种技术信息进行综合管理 包括 计算机辅助设计 CAD 计算机辅助工艺规程编制 CAPP 计算机辅助制造 CAM 计算机辅助工程分析 CAE 计算机辅助工装设计 CATD 计算机辅助工业设计 CAID 产品数据管理 PDM 等功能模块 TIS分系统的核心是所谓的3C一体化 CAD CAPP CAM 也有人用C3P来概括TIS系统 即CAD CAE CAM PDM 第七章企业信息的总体集成系统 第一节计算机集成制造系统 CIMS 二 CIMS各应用分系统简介3 质量信息分系统 QIS QIS分系统对存在于设计 制造和管理中的质量数据进行采集 存储 加工及分析 为领导提供产品及服务的质量信息 并提出改进方向 QIS分系统的功能模块包括 质量计划 质量检测 质量评价和控制 质量信息综合管理等 由于质量是体现产品市场竞争能力的主要要素之一 所以QIS是CIMS中很重要的一个分系统 在规划和实施CIMS时 均应给QIS分系统以足够的重视 第七章企业信息的总体集成系统 第一节计算机集成制造系统 CIMS 二 CIMS各应用分系统简介4 制造自动化分系统 MAS MAS分系统根据TIS生成的NC代码 完成零件的加工制造 包括物料的存储 搬运 装夹 加工 清洗 装配 包装等 常用的设备有 立体仓库 堆垛机 装卸工作机器人 换刀机械手 数控机床 加工中心 柔性制造单元 柔性制造系统 自动运输小车 清洗机 刀具库 三坐标测量仪等 为了满足多品种 小批量甚至单件化生产的需要 MAS分系统的实现基础是成组技术 其核心是柔性制造系统FMS 随着技术的发展 MAS分系统的概念并不只局限在机械加工领域 它逐渐扩展到毛坯制备自动化 热处理自动化 装配自动化 检验自动化 包装自动化等 第七章企业信息的总体集成系统 第一节计算机集成制造系统 CIMS 三 CIMS各支撑分系统简介1 数据库分系统DBSCIMS中的信息种类繁多 包括 产品数据 生产过程数据 生产运营数据 资源数据等 这些数据类型又是各种各样的 包括 数字数据 图形数据 图象数据 动画数据 声音数据等 对这些数据的管理应采用工程数据库技术 实现分布式管理 2 网络分系统NES网络是信息集成的物资基础 CIMS中采用网络将各个应用分系统连在一起 为了实现各种数据的高质量传输 对网络系统的基本要求是宽带 高速 能实现多媒体数据的传输 CIMS中网络分为区域网和广域网两大类 近几年将互联网 Internet 技术引入企业网络建设 出现了内联网 Intranet 和外联网 Extranet 等新概念 网络系统有三大功能 包括 网络管理 数据通信和多媒体服务 第七章企业信息的总体集成系统 第二节计算机辅助后勤保障 CALS 一 CALS的产生背景及演变70年代以来 随着现代科学技术在军事领域的广泛应用及武器装备的作战性能和技术复杂程度的迅速提高 美国军队的武器装备面临着研制周期加长 寿命周期费用显著增加 新武器系统长期形不成战斗力等主要问题 特别是武器装备的维护和采办管理越来越困难 以纸张为载体的各种合同 单据以及技术资料传递有关武器装备的采办和后勤保证信息 带来开销大 信息传递实时性差 易产生冗余和重复等弊端 第七章企业信息的总体集成系统 第二节计算机辅助后勤保障 CALS 一 CALS的产生背景及演变例如 80年代初美国国防部一年要处理的采办业务为1500万项 涉及的厂商达30万家之多 用于武器装备技术资料获取和维护的费用高达50亿美元 另外 每年技术文件的修改量也很大 如在海军收存的20万册技术手册中 每年需要修改500万页文件 M1型主战坦克的说明书有4万多页 F16型战斗机的说明书多达3500册 一艘驱逐舰的维护手册重达23 5吨 这些资料的保存 查阅 维护 使用花费大 使用不便 还常常出现错误 为了解决这个问题 美国国防部提出利用先进的信息技术 将大量的纸面信息数字化 以提高数据准备与处理的及时性 改善数据的精度 一致性和质量 降低处理费用 第七章企业信息的总体集成系统 第二节计算机辅助后勤保障 CALS 一 CALS的产生背景及演变1985年9月 美国国防部提出了一项旨在利用计算机技术改革武器装备后勤支援系统的战略性计划即计算机辅助后勤保障 ComputerAidedLogisticSupport 简称CALS 随着CALS内涵和功能的不断扩展 它的应用领域也由军队向民用渗透 并呈现出国际化的趋势 自90年代以来 英国 法国 德国 瑞典 日本 韩国和澳大利亚等国都纷纷成立了CALS的研究和推广应用机构 1996年 国际标准化组织ISO成立了CALS高级指导组 将CALS纳入国际标准 目前 CALS已成为世界各国信息技术应用与研究的热门课题 进入90年代以后 随着CALS范围的国际化 它的内涵和功能不断扩展 除武器装备后勤保障和采办的信息外 它还包括行政管理 财务管理 商务等事务数据 第七章企业信息的总体集成系统 第二节计算机辅助后勤保障 CALS 二 CALS的定义及内涵美国国防部对CALS的定义是 为在政府与工业企业之间开发 管理 交换及使用事务和技术信息 用最好的技术 过程和标准生成的一种综合数据环境 CALS计划的主要任务是借助于计算机网络生成 存取 维护 分配和传播与武器采办 使用 维修有关的信息和包括工程图 技术手册 培训材料及各种数据的技术资料 第七章企业信息的总体集成系统 第二节计算机辅助后勤保障 CALS 二 CALS的定义及内涵实施CALS有四大要素 1 建设现代化的信息基础设施是实施CALS的物质基础 2 利用基础设施有效地实行系统工程管理 并行工程 以及计算机辅助设计技术 改进武器系统的设计 制造与寿命周期保障过程 3 通过信息基础设施生成 传递及联机存取符合CALS标准与规范的 用于武器系统设计 制造与寿命周期保障过程的数字数据产品 4 营造综合数据环境 这是CALS的最终状态 在此状态下 武器系统在其寿命周期过程中的所有技术数据和事务数据 对所有参与单位都具有高度可视性和可存取性 第七章企业信息的总体集成系统 第二节计算机辅助后勤保障 CALS 二 CALS的定义及内涵事实上 实施CALS计划的主要目标有三个 1 以电子信息格式处理武器采办过程的一切交易资料 以节省时间和费用 提高信息资料的准确性 2 使承包商生成技术信息的过程自动化 以获得更准确 更及时和廉价的技术资料 更便于技术资料的寿命周期管理和使用 3 把各种现代化的设计工具集成到武器装备的设计环境中 以便更可靠地支持武器装备的采办和生产 减少研制开发和使用费用 提高武器装备的质量和性能 第七章企业信息的总体集成系统 第二节计算机辅助后勤保障 CALS 二 CALS的定义及内涵从上面的叙述可以看出 CALS既不是一种具体的硬件或软件 也不是某一种单一计算机应用项目 因而不是一种可见 可购买得到的系统 它是一种战略思想 是一种组织现代化生产的模式 是从用户角度出发 寻求如何快速经济性地获得高质量产品和技术资料的解决办法 它通过以信息技术为核心的一系列先进技术的综合应用 建立一个开放的 集成化的综合数据环境 进而实现企业内部信息的有机集成 以及不同地域范围内的企业集成 以此达到快速 高质量 低成本地获取 提供目标产品的目的 第七章企业信息的总体集成系统 第二节计算机辅助后勤保障 CALS 三 实施CALS的关键技术CALS的要害是营造一个集成化的综合数据环境 使得企业的购 销 设计 制造 文档资料生成与管理都集成在这个数据环境下 它的侧重点是企业与企业 或用户 之间的无纸化信息交换 这样的数据环境如下图所示 第七章企业信息的总体集成系统 第二节计算机辅助后勤保障 CALS 三 实施CALS的关键技术在上图中的集成化数据环境中 集成产品数据库处于核心地位 它通过各种标准化接口 经通信网络把有关产品设计 制造 维修 质量保证 销售 售后服务以及承包商 用户