企业一体化信息工程及管理现代化.ppt

企业一体化信息工程及管理现代化,CIMS的昨天、今天和明天,1.企业竞争、产品竞争的演变2.CIMS的早期含义及发展3.863/CIMS的发展历程及特点4.863/CIMS的实施框架及效果5.关于CIMS的疑问和讨论6.当前及2000年后的发展：企业一体化信息工程及管理现代化(CIMS-2)7.我国制造业能否走跨越发展的路,1.制造业竞争的焦点,早期70年代80年代90年代21世纪初,降低产品成本的竞争提高企业整体效率及产品质量的竞争全面满足顾客在交货期（T）、质量（Q）、价格（C）和服务（S）等方面要求的竞争可持续发展条件下（E）快速开发出高质量及性能价格能被用户接受的新产品以知识为基础的新产品的竞争,标准化、流水线,SPC，,JIT，CIMS-1(信息集成),CE，AM,一体化信息工程，CIMS-2,相应的技术,管理对策,时间作为竞争的决定性因素,来源:Bullinger,78,80,82,84,86,88,90,92,9496,2,时间,4,6,8,10,平均产品寿命TL,平均开发时间TD,TDTL,年数,0,25,50,75,100,低,高,扰动程度,80年代,90年代,54,50,30,27,25,22,36,39,54,60,45,38,28,36,55,46,51,41,53,63,53,52,51,63,64,64,41,54,62,76,40,55,56,74,/,/,/,市场影响因素的变化,信息时代造成了21世纪的“无国界经济”,跨国公司的生产总值占工业化国家生产总值的跨国公司的贸易占世界贸易总值的跨国公司的工业研制费占世界总值的跨国公司操纵了世界技术转让的跨国公司操纵了对发展中国家技术贸易的,40%50%80%75%90%,经济和社会的发展,科学和技术的发展,全球化制造,以知识为基础的新产品竞争,敏捷制造,下一代制造,敏捷制造是支持新产品竞争的主要模式,企业的竞争优势,产品和服务,组织原则,价值观和企业文化,供应商和顾客,产品开发能力和制造过程,竞争优势,创新能力,时间,20世纪90年代制造业的标志性进展波音777的设计和制造,全数字化定义无纸生产数字化预装配无金属样机的生产（虚拟制造的一部分）广域网上的异地设计、异地制造基于STEP的数据交换协同工作小组Teamwork238个设计制造周期大大缩短：4年（而波音757、767约9-10年）更大的利润，每架777，$1.4亿,我国的例子：航天并行工程，纺织机械,以纺织机械为例：我国现有织机120万台，无梭织机10.5万台，无梭化率9%欧美70%，日本50%，东南亚20%国家纺织工业局，95规划无梭化率每年1%增长，即每年新增1.2万台，其中剑杆织机占50%以上国家统计局，98年1-9月进口1760台，每台40万，总共7亿2000年形成500-1000台的生产能力关键技术：剑杆运动及共轭凸轮设计。引进每对8万，自制0.6万用虚拟制造突破了关键技术，经济效益巨大,虚拟制造与实际制造,具体实例-剑杆织机,运动学、动力学分析,运动学、动力学分析,数控编程,虚拟装配,结构有限元分析,虚拟加工,加工过程仿真,2.关于CIMS的早期含义,1973年美国Dr.JosephHarrington提出CIM哲理（ComputerIntegratedManufacturing)，2个要点：,企业的各个生产环节是不可分割的，需要统一考虑整个制造过程实质上是信息的采集、传递和加工处理的过程。我们把此提升为：系统（整体）观点和信息观点因此，通俗解释为用计算机通过信息集成实现现代化的生产制造，求得企业的总体效益,70年代美国过份贬低了制造业的作用：“夕阳工业”、“生了锈的皮带”80年代初，石油危机显示出了美国制造业竞争力的衰退。优势为日本占有：从钢铁、汽车、机械、化工到电子、计算机等提出“CIMS，nolongerachoice”,美国SME对CIMS的定义的第一个轮图（85年）,设计,管理,加工制造,技术信息,市场信息,原材料、外购件,产品,网络、数据库,85年德国经济生产委员会（AWF）提出CIM的推荐定义：“CIM是指在所有与生产有关的企业部门中集成地采用电子数据处理。CIM包括了在生产计划与控制（PPC）、计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助工艺规划（CAPP）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助质量管理（CAQ）之间信息技术上的协同工作，其中为生产产品所必需的各种技术功能和管理功能应实现集成。”,88年-89年863/CIMS专家组认为：“CIM是未来工厂自动化的一种模式。它把以往企业内相互分离的技术（如CAD、CAM、FMC、MRP）和人员（各部门、各级别），通过计算机有机地综合起来，使企业内部各种活动高速度、有节奏、灵活和相互协调地进行，以提高企业对多变竞争环境的适应能力，使企业经济效益取得持续稳步的发展”,863/CIMS主题项目技术研究纲要89.6（第一稿）,90年IBM：“应用信息技术提高组织的生产率和响应能力”,91年日本能率协会提出：“为实现企业适应今后企业环境的经营战略，有必要从销售市场开始，对开发、生产、物流、服务进行整体优化组合，CIMS是以信息作为媒介，用计算机把企业活动中多种业务领域及其职能集成起来，追求整体效益的新型生产系统”。,欧共体CIM/OSA：“CIM是信息技术和生产技术的综合应用，旨在提高制造型企业的生产率和响应能力，由此，企业的所有功能、信息和组织管理方面都是集成起来的整体的各个部分”。,863/CIMS的定义“将信息技术、现代管理技术和制造技术相结合，并应用于企业产品全生命周期（从市场需求分析到最终报废处理）的各个阶段。通过信息集成、过程优化及资源优化，实现物流、信息流、价值流的集成和优化运行达到人（组织、管理）、经营和技术三要素的集成。以加强企业新产品开发的T、Q、C、S、E（环境），从而提高企业的市场应变能力和竞争能力。”,“整体”和“单元”的关系，日本生产自动化的发展,3.863/CIMS的发展历程及特点三阶段，系统论,技术发展三阶段：,工作重心三阶段：,信息集成（1987-）过程重组、优化并行工程（1995-）企业集成敏捷制造（1997-）,技术攻关（1987-）典型应用示范（1993-）产业化（1995-）,发展动因：88年形成:“企业说好，才是真好”。Autofact的最新发展信息,3-1信息集成解决企业中各个自动化孤岛之间的信息交换与共享技术：CIMS的建模、设计方法及软件工具异构信息集成协议共存和过度异构数据库应用软件接口实现方法：87-95年局域网数据库95-PDM、广域网、企业网、平台和框架管理：MRP-的应用，带动企业管理制度的变革(ManufacturingResourcePlanning),集成平台发展过程,通信系统,全局信息系统(GIS),GIS-ODBC接口,全局共享信息定义维护工具,平台管理与应用协调系统,系统服务,车间管理与控制集成开发系统,工具,接口,CAx信息管理与集成系统,工具,接口,管理信息集成系统,工具,接口,Internet应用开发工具,应用服务,操作系统、网络、分布式数据库,应用系统,3-2过程集成解决产品设计过程的重建，过程优化技术：过程重建及建模DFX(虚拟制造技术的一部分)VirtualManufacturing广域网下的CSCW支持Teamwork管理：BPR的引入(BusinessProcessReengineering)MRP-与JIT（JustinTime)的结合。推、拉结合的生产管理模式,并行工程异地设计网络环境,传统的产品开发模式,缺乏数字化产品定义、DFA/DFM工具、产品数据管理串行产品开发流程设计与制造是两个独立的功能部门缺乏支持群组协同工作的计算机与网络环境,全数字化产品定义、DFA/DFM、产品数据管理框架(PDM)集成化、并行化产品开发过程集成产品开发团队群组协同工作环境,并行工程采用的改进产品开发模式,3-3企业集成企业外部资源的优化利用，适应知识经济、全球经济、全球制造的新形势目标：新产品开发的T、Q、C、S，强调知识产权技术：使能技术EnablingTechnology网络平台Internet/Intranet/Extranet资源优化如SupplyChainModellingHatling,JohnFredrikComputerintegratedshipproduction,JournalofShipProductionv13n3Aug1997.p215-223,“CIM技术发展很快。许多以前不能承担CIM实施费用的企业，现在发现实施CIM已是企业在财政上可承受的。此外，CIM正在变得更加用户友好。技术壁垒迅速地被打破，使CIM对更多的企业来讲变得更容易实现。”Attaran,MohsenCIM:Gettingsetforimplementation，IndustrialManagementandDataSystemsv97n1-21997.p3-9,作者探讨了CIM是否对所有制造中的问题都是适用的。其结论是：对于绝大多数美国企业,CIM是一种有用的战略手段。Gupta,MaheshOperationseffectivenessforasuccessfulimplementationofCIM，Technovationv16n10Oct1996.p589-594,由于军费减少，美国国防部（DoD）正在寻找有效的方法改进关键的军事设施的可负担性（affordability）和可使用性（availability），CIM和柔性制造是低成本（costeffective）制造的合适的选择。CIM是通过有效的利用计算机和制造业中的自动化来改进生产（质量、效益和交货期）和减少单位生产成本。Habayeb,A.RSystemengineeringofcomputerintegratedmanufacturing,NavalEngineersJournalv108n6Nov1996.p59-71,“调查表明，流程工业也能从CIM中得到好处”。Ashayeri,Jalal;Teelen,Annelies;Selen,WillemComputer-integratedmanufacturinginthechemicalindustry，ProductionandInventoryManagementJournalv37n1FirstQuarte1996.p52-57,CIM不是一个快速的过程，而是一个长期的战略，需要克服一些障碍。Attaran,MohsenGainingCIMsbenefits，ComputersinIndustryv29n3Aug11996.p225-227,为了使实际产品生产适合于追求人的幸福和世界和平的需要，同时消除由于传统的大量生产、大量消费和大量丢弃方式导致有价值的自然资源的巨大浪费。CIM导引的企业自动化，以人为中心的柔性制造，使顾客满意的生产，环境优化的绿色制造，高增值生产，对社会适宜的制造等都是21世纪的制造业发展方向。Hitomi,KatsundoManufacturingexcellencefor21stcenturyproduction，Technovationv16n1Jan1996.p33-41,结果美入围世界“TOP500”日本通用、福特取代三菱、三井，居一、二位今天，带动美国经济300家芯片公司，3万家软件公司,美日竞争力变化的一个例证80年代初，日本竞争力大于美国80年代初起，美国强调信息技术和“企业重组”,中国制造业要自立于世界之林，路还很长。对其支持的一体化信息工程（即现代集成制造系统CIMS-2），路也还很长。即使对应用示范工程，其内容也不断深入。,信息集成PDM、并行工程虚拟制造、供应链企业动态联盟,关于未来CIMS发展的几个重点,这些研究和应用重点，有的已在CIMS主题的项目中进行着，有的正在立项，它们将对我国在CIMS的研究和与经济的紧密结合上产生明显的效益（经济效益和技术进步的价值）。1)基于网络的设计和制造2)协同工作技术3)基于虚拟现实的虚拟制造4)敏捷制造的使能技术,5)各种新的制造模式和管理模式（如大批量定制生产模式等）6)多代理系统、分布人工智能技术7)快速原型制造技术8)PDM技术及应用集成平台和框架9)企业建模和优化运行技术（动态企业建模、敏捷企业建模等）10)可持续发展的产品设计、制造及回收技术11)新型数控和工业机器人系统及其产业化12)CAD/CAM、ERP的产业化,高技术的R&D要落实到产业化，这是863计划实施以来在思想上的一个重大共识。对我国科技和经济的紧密结合具有重要的、深远的意义。CIMS的产业化:系统集成产业，为企业的信息化提供信息服务。（从咨询、设计到系统实现、培训）CIMS相关的软硬件产业如集成平台、框架、CAD/CAM、MRP、ERP、数控、快速原型制造设备,企业竞争力实质上是企业的创新能力的表现技术创新应包括管理创新（含市场开拓）我国企业面临着市场竞争的巨大压力1)世情：制造业竞争：早期降低产品成本70年代整体效率及质量80年代T、Q、C、S90年代创新产品（P）+T、Q、C、S+E,7.我国制造业能否走跨越发展的路1)世情,特点：知识技术产品的更新周期更短产品批量更小顾客对产品功能、性能、质量的要求更高能参与全球竞争的企业更多一般水平的产品及制造能力严重过剩人口老龄化更严重环保意识、绿色制造呼声更强国外专家估计今后15年制造业的发展将超过以往的75年跨国公司的垄断趋势：对民族产业的压力,7.我国制造业能否走跨越发展的路1)世情（续）,2）国情几个统计数字（世界经济黄皮书等）我国机械工业主导产品达到90年代国际水平的占30%，达到80年代国际水平的占40%，达到6070年代国际水平的占30%。,7.我国制造业能否走跨越发展的路2）国情（续）,大中型企业生产的2000多种主导产品的平均生命周期为10.5年，是美国机械工业产品生命周期的3.5倍。美国制造业的新产品贡献率已达到国内生产总值的52%左右（1995年），而我国仅为5.9%（1997年），严重影响了企业的国际竞争能力。,7.我国制造业能否走跨越发展的路2）国情（续）,美国、西欧诸国、日本机械工业企业的专业化水平为75-95%，而中国仅为15-30%。按市场份额计算的机械工业市场集中化指数CR10，美国为58.4%，日本为53.4%，而中国仅为7.5