制造业信息化ppt课件

1、制造业信息化导论,信息中心,引用,第一章 绪论 第二章 产品技术信息化 第三章 企业管理信息化 第四章 制造业信息化中的合理化,第一章 绪论,一、信息化概述 1、案例 2、信息化促进工业化 3、全面准确地认识信息化 二、制造业信息化的发展概况 1、国外相关发展规划 2、制造业信息化应用案例联合攻击战斗机研制计划,一、信息化概述,1.案例 案例1： 某企业的老总早晨上班的第一件事，就是打开计算机，输入密码进入企业的INTRANT（内联网），了解各部门提供自己的各种最新报表，如生产任务完成请抗、订单情况、产品在国内外各销售点的销售情况、企业的财务状况等等。这些信息都是以非常直观、形象的方式呈现在老

2、总面前的，使企业老总只要花很傻的时间，就能对企业的运作情况有清晰和全面的了解。譬如，某采购员昨天采购的一批原材料，其价格高出两天前采购价格的10%，原因是前两天市场上该原材料的价格上涨了,案例2： 美国通用电气公司在企业管理中广泛应用计算机后，建立了一个网络系统，将分布在各地的销售部门、产品仓库、以及制造厂全部连接起来。在接到客户订货时，销售人员就把相关数据输入到网络系统，自动查询客户的信息状况，同时查询附近仓库有无这种产品的存库。在得到肯定的回答以后，这个网络系统就同时办理接受订货、开具发票、登记仓库账目等手续。同时、还向工厂发出补充仓库存货的生产调度指令，然后通知销售人员所需货物已经发货。

3、全部过程在不到15秒的时间内即可完成,案例3： 21世纪的市场正在发生根本性的变化，产品生产周期缩短、品种增加、批量减小、用户对产品的交货期、价格和质量的要求以及对产品的个性化需求越来越高。 宁破XXX集团是一家以生产和销售服装为主的股份制产业集团。集团老总曾感叹：“服装出了厂门就不知去向。不知道是否卖掉，在什么地方卖掉，何时卖掉。”XXX集团通过实施信息化工程解决了这一问题，将全国各地几千家卖场的信息按天收集汇总，通过数据挖掘，掌握了市场动向，并整合了从上游的面料生产企业到下游的销售网点，使之成为一个信息畅通、反应迅速的有机整体，从而在减少库存的同时，对客户需求做出快速反应、扩大了销售量,一

4、、信息化概述,2 、信息化促进工业化 工业化与信息化是人类文明进程中的两个重要社会发展阶段，是人类现代化和后现代化的两个基本标志。信息化是建立在高度工业化基础之上，是工业化和科技进步发展到一定程度的结果。工业化直接创造社会财富，信息化除了促进信息产业、第三产业的发展外、更主要的是通过促进工业现代化而间接创造社会财富。 信息技术对工业生产的影响已经是无处不在，无时不在。由于信息化的作用，工业形态发生了重大变化，其主要特征是：市场变化越来越快，行业边界越来越模糊，信息产业成为主导产业，生产与服务的结合越来越紧密，知识和信息成为企业的重要乃至主要资源，信息技术广泛应用于工业的各项活动之中,一、信息化

5、概述,信息化是加快实现工业化的必然选择，具体表现在几个方面： 信息化是加快经济结构调整，推动产业结构升级的必然选择 信息化是应对经济全球化的必然选择 信息化是提高企业运行效率、转变生产模式的必然选择 以信息化带动工业化是一个全局性战略举措，对发展中的中国尤其重要 信息化与工业化相互促进，共同发展 信息化是解决信息问题的必要环境,一、信息化概述,3 、全面准确地认识信息化 企业的信息化不是单纯的信息技术问题 信息化是手段而不是目的 信息技术不是万能的 对计算机而言，进去的是垃圾，出来的也是垃圾 信息安全问题 “谁控制互联网，谁就控制世界” 信息技术并不稀缺 信息化是带动新型工业化的必要条件但非充

6、分条件,二、制造业信息化的发展概况,1.国外相关发展规划 制造业是国家战略安全的基础，是国家工业的重要组成部分，是衡量国家综合国力主要标志。 2.制造业信息化应用案例联合攻击战斗机研制计划 联合攻击战斗机（JSF）研制计划是有史以来规模最发的就能用飞机研制计划之一。联合攻击战斗机研制计划是由美国牵头，另有英国、荷兰、丹麦、挪威、加拿大、意大利、新加坡、土耳其和以色列等多国参与，是一项国际合作研制项目。 案例： JSF的主要研制技术特点： 全球数字协同网络 整个系统实行PLM 与任何CAx系统兼容 超过5万个用户 超级保密，迅即访问 可快速/低风险地扩展 在一条生产线上生产和装配4各军种用的3种

7、机型 使用同一种通用的支援和维护系统 各种机型之间的零部件/系统/设备的通用性达到80%以上,二、制造业信息化的发展概况,在项目研制阶段，作为投标方的波音公司和洛克希德.马丁公司在阳极的生产过程中，分别结合各自的生产特点，大量应用了信息化技术。 通过采用先进的信息系统和计算机辅助设计、制造技术，在武器装备快速研制、全生命周期管理、降低研制成本、提高武器装备经济可承受等方面取得了相当显著的效益。 联合攻击战斗机研制计划是应用信息技术的成功案例，代表可信息技术的发展趋势。 广泛应用数字化设计及预警装配技术 虚拟开发环境覆盖全生命周期每一阶段 采用并行工作方式实现异地联合设计制造 产品数据管理极大地

8、简化了工作程序，保证了准确性 广泛应用集成制造系统技术 通过精益制造实现经济可承受性 采用信息化生产技术实现生产的快速转换,第二章 产品技术信息化,一、产品技术信息化概述 二、产品设计信息化单元系统 1、计算机辅助创新（CAI）技术和系统 2、计算机辅助工程（CAE）技术和系统 3、计算机辅助设计（CAD）技术和系统 三、制造技术信息化单元系统 1、制造阶段包括产品工艺设计、数控加工编程、制造质量和产品测试等阶段。 2、计算机辅助工艺设计（CAPP）技术和系统 3、计算机辅助制造(CAM)技术和系统 4、计算机辅助指质量管理（CAQ）技术系统 5、计算机辅助测试（CAT）技术与系统,第二章 产

9、品技术信息化,四、产品技术信息化平台 五、制造业信息化中的合理化方法 1、制造业信息化中的合理化工作框架 2、信息化与合理化的相互促进 3、产品设计合理化 4、产品信息分类编码合理化方法 5、企业过程合理化 6、企业信息分类编码和合理化 7、企业过程的标准化 8、企业组织流程的合理化 9、信息质量的改善,一、产品技术信息化,一、产品技术信息化概述 1、产品生命周期 通常，产品周期可以分为两种：产品的市场生命周期和产品的个性生命周期。 1）产品的市场生命周期,一、产品技术信息化,2）产品技术信息化模型,一、产品技术信息化,3）产品技术信息化模型 产品技术信息化模型可以分为面向产品形成过程和面向产

10、品全生命周期的两种模型。 面向产品形成过程的产品技术信息化模型,一种面向产品形成过程的产品技术信息化模型,一、产品技术信息化,面向产品全生命周期的产品技术信息化模型,一、产品技术信息化,4）企业对产品研发和设计信息化的需求 从“技术模仿”向“技术创新”转变 缩短设计周期，提高设计效率 提高产品设计的一次成功率 确保设计资源的共享 确保产品信息在其全生命周期的可用性 减少零件和工艺文件的多样化 确保设计资源的安全,二、产品设计信息化单元系统,产品研发信息系统是一种依赖于计算机硬件、外部设备及开发环境和工具进行产品设计的综合系统，设计多学科领域。设计人员在研发系统的辅助之下，通过人一机交互操作方式

11、进行产品概念设计、总体设计和详细设计，以及技术文档和有关技术报告的编制和管理等,产品研发和设计 阶段中不同环节所需要的信息化单元系统,二、产品设计信息化单元系统,1、计算机辅助创新（CAI）技术和系统 CAI将TRIZ、本体论、现代设计方法学与IT技术等融为一体，帮助设计者在概念设计阶段，有效地利用多学科领域知识和前人的智慧，遵循创新规律，打败思维定式，快速的发现技术系统中存在的问题，找到新的解决方案，同时有效地规避现有的竞争专利，促进创新。 2、计算机辅助工程（CAE）技术和系统 1）计算机辅助工程（Computer Aided Engineering,CAE）从20世纪60年代初在工程中老

12、师得到应用，是实现重大工程和工业产品计算分析、模拟仿真与优化设计的工程技术。CAF软件是计算力、计算数学、相关的工程科学、工程管理学与现代计算机科学和技术相结合而形成的一种综合性、知识密集型信息产品。 2）CAE系统 CAE系统不像CAD系统那样比较单一，其所涉及的系统和方法很多，主要有： a.有限元法 b.模态分析法 c.运动仿真 d.方案优选 e.可靠分析 f.制造过程仿真 g.产品装配仿真 h.虚拟样机与产品工作性能评测,二、产品设计信息化单元系统,3、计算机辅助设计（CAD）技术和系统 1）概述 计算机辅助设计（Computer Aided Design, CAD）是用计算机系统协助产

13、生、修改、分析和优化设计的技术。 CAD是工程技术人员以计算机为工具，对产品和工程进行总体设计、绘图、分析和编写技术文档等设计活动的总称。CAD的功能可归纳为四类：数学建模、工程分析、动态模拟和自动绘图。一个完整的CAD系统，通常由人机交互接口、科学计算、图形系统和工程数据库等组成。 根据模型的特点，CAD系统一般分为二维CAD系统和三维CAD系统。 2）二维CAD系统 二维CAD系统将工程设计图纸都看成是点、线、圆、弧、文本等基本几何元素的集合，系统内表达的任何设计都变成了几何图形，所依赖的数学模型是纯几何模型，系统记录了这些图素的几何特征。 3）三维CAD系统 三维CAD系统的核心是产品的

14、三维模型。三维模型是在计算机中将产品的实际形状表示成为三维模型，模型中包括了与产品几何体结构有关的点、线、面、体的各种信息,三、制造技术信息化单元系统,1、 制造阶段包括产品工艺设计、数控加工编程、制造质量和产品测试等阶段,产品制造准备和制造过程阶段各环节所需要的系统资源,三、制造技术信息化单元系统,2、计算机辅助工艺设计（CAPP）技术和系统 a.概述： CAPP是利用计算机技术辅助工艺人员进行从毛坯到成品零件的制造工艺设计的方法，是将企业产品设计数据转换为产品制造数据的一项技术。 CAPP向上CAD相接，向下CAM相连。CAPP从CAD系统中获取零件的特征信息、工艺信息，并从工程数据库中获

15、取企业的生产条件、资源情况及企业工人技术水平等信息，从而进行工艺设计，形成工艺流程卡、工艺卡和工序卡。 b.CAPP系统： CAPP系统按其工作原理课分为检索式、派生式、创成式、混合式系统等。 c.CAPP系统的功能模型,图：CAPP系统的功能模,三、制造技术信息化单元系统,3、计算机辅助制造(CAM)技术和系统 a. 计算机辅助制造（Computer Aided Manufacturing,CAM）是指应用计算机来进行产品制造的统称。有广义CAM和狭义CAM之分。广义CAM是指利用计算机辅助完成从原材料到产品的全部制造过程，其中包括之间制造过程和间接制造过程。狭义CAM是指计算机辅助机械加工

16、（Computer Aided Manchining），更明确的说，是指数控加工，即数控加工自动编辑(Automatic Programming,AP)。CAM系统的输入信息时零件的工艺路选和工序内容，输出信息时刀具加工时的运动轨迹（刀位文件）和数控程序。 数控机床是实现CAM的主要载体，数控机床与自动小车或生产线的集成构成了柔性制造系统（FMS）。数控机床的结构也在不断发生变化，出现了虚拟轴机床。快速成型技术也是一种基于数控技术的新型加工方法,三、制造技术信息化单元系统,b、数控加工自动编程,1）前置处理 前置处理：根据所加工零件的结构特诊，结合工艺决策（包括刀具选择、进给量等工艺参数的决定

17、），生成描述加工过程的刀具轨迹信息文件。 2）后置处理 后置处理的作用是根据刀具轨迹信息，特定机床的性能参数以及机床的数控系统的特性要求，生成针对该数控设备的数控加工代码,三、制造技术信息化单元系统,4、 计算机辅助指质量管理（CAQ）技术系统 CAQ系统运用计算机实现质量书库采集、分析、处理、传递的自动化，实现质量控制、质量保证和质量管理的自动化。 5、计算机辅助测试（CAT）技术与系统 计算机辅助测试（Computer Aided Testing,CAT）是利用计算机来辅助进行复杂而大量测试工作的系统,四、产品技术信息化平台,1、企业要求产品设计与制造紧密结合，其目标是产品设计、工程分析、

18、工程模拟直至产品制造过程中的数据具有高度的一致性，且直接在应用系统之间传递，跨越由图纸、语言、编码造成的信息传递“鸿沟”，减少信息传递误差。 2、基于PDM的集成技术 产品数据管理（Product Date Management,PDM）是一种面向数据、资源和过程产品的技术信息化集成系统。PDM的基本原理是，在逻辑上将各个CAx信息化孤岛集成起来，利用计算机系统控制整个产品的开发设计过程，通过逐步建立虚拟的产品模型，最终形成完整的产品描述、生产过程描述以及生产过程控制数据。通过建立虚拟的产品模型，PDM系统可以有效、实时、完整地控制从产品规划开始直到产品使用和报废处理的整个产品生命周期中的各种

19、复杂信息,四、产品技术信息化平台,PDM系统的体系结构模型,图：模型PDM系统的体系结构,四、产品技术信息化平台,基于PDM的企业全局信息集成框架,第三章 企业管理信息化,一、信息化概述 1、案例 2、企业管理信息化模型 3、企业对管理信息化的需求 二、生产管理的信息化 1、概述 2、企业资源计划（ERP）系统 3、产品设计合理化 三、制造过程管理的信息化 1、概述 2、制造执行系统（MES） 3、制造过程信息自动获取方法,四、供应链管理的信息化 1、案例 2、供应链管理（SCM）系统 3、供应商关系管理（SRM）系统 五、客户关系管理的信息化 1、客户关系管理（CRM）系统 六、业务过程管理

20、的信息化 1、企业办公自动化系统,一、信息化概述,1.案例 案例1： 小企业为什么在招标中取胜？ 广州一家民营企业仅有平方米的库房、十几个员工、一辆送货的金杯车，负责珠江三角洲地区的配送业务。他们偶尔得知武汉有一家中药企业准备招标，于是决定参与投标竞逐该药厂在广东和福建的配送网络。 共有6家企业参与投标，其中5家均为武汉当地有一定规模的国有物流企业。竞争十分激烈。招标会上，这家广州小企业老总排在最后一个演示。通过演示信息系统，他介绍接到客户的发货指令后，每一个药品提货发运、接车验收，入库出库、配送签收等作业流程。评委们在得知其可以通过网站全面掌握药品的发运情况时，这家小企业就获得了胜利。因为只

21、有他们能够达到药厂要求的门户管理，以及上下游产业链管理等指标,案例2： 信息系统管理运送混凝土 巴西的西麦克斯公司（Cemex）走过了一条从小打小闹地销售水泥到及时送货上门的混凝土业服务的道路，成为世界最大的混凝土公司之一，混凝土送货是件难事：一方面，运量要合适，要按时送到正确的地点，不能让建筑工地等待，业不能让混凝土变质；另一方面，建筑工地情况和天气情况变化多端，经常在送货的半途，用户会提出暂时不需要这批混凝土了。混凝土的保质期很短，必须快速调速，送到其他需要混凝土的建筑工地。为此，西麦克斯公司开发了信息系统，并使用GPS（全球定位系统）技术来管理他们卡车运送水泥的地点和具体事宜安排。现在。

22、西麦克斯公司可以保证在20分钟的误差内把现成的混凝土送达目的地，并且可以按照用户的需求进行随时调度,一、信息化概述,2 、企业管理信息化模型 3、企业对管理信息化的需求 1）老总的需求 2）企业从“卖方市场”向“买方市场”转变的需要 3）企业变化、变复杂后的需要 4）加强企业内部模拟购置的需求 5）支持协同制造 6）支持精细化管理,1、概述 生产管理信息系统的主流系统是MRP/ERP,二、生产管理的信息化,图：MRP系统向MRP、ERP、ERP系统发展的历程,2、企业资源计划（ERP）系统 1）ERP的基本概念 企业资源计划（Enterprise Resource Planning,ERP）是

23、Gartner Group在20世纪90年代初，总结了当时企业应用系统现状，在MRP基础上发展起来的一种先进的企业管理系统。ERP超越了传统MRP的概念，吸收了准时生产（JIT）、全面质量管理（TQC）等新的管理思想，扩展了管理信息系统的范围，是一种企业管理系统的整体解决方案。 2）ERP的主要功能 ERP对企业中多有资源进行集成管理，简单地说，是将企业的三大流：物流、资金流和信息流进行一体化管理。随着企业对人力资源管理的重视，已经有越来越多的厂商将人力资源管理也纳入ERP系统。 ERP系统的主要功能如图所示,二、生产管理的信息化,ERP系统的主要功能如图所示,二、生产管理的信息化,图：ERP

24、系统主要功能,三、制造过程管理的信息化,1 、概述 MES是企业计划于设备控制之间承上启下的“信息枢纽”。 MES向上层提交周期盘点次数、生产能力、材料消耗、劳动力和生产线运行性能、在制品（WIP）存放位置和状态、实际订单执行等涉及生产运行的数据；向底层控制系统发布生产指令控制及有关的生产线运行的各种参数等。 2、制造执行系统（MES,3 、制造过程信息自动获取方法 1）基于条码技术的制造过程信息获取技术 2）基于RFID(Radio Frequency Identication,射频识别)技术的制造过程信息获取技术,四、供应链管理的信息化,1 、概述 1）背景 2）供应链管理（Supply

25、Chain Management,SCM） 供应链可以被定义为：由提供原材料、零部件、产品和服务的厂家、供应商、零售商等组成的网络，在该网络上流动着物流、资金流和信息流。 供应链管理是对供应链所涉及组织的协调和对物流、信息流、资金流的集成，以降低物流成本，提高物流速度，满足用户的需求，最终提高供应链整体竞争能力,四、供应链管理的信息化,3、供应商关系管理（SRM）系统,2、供应链管理（SCM）系统 供应链管理系统的主要功能图,五、客户关系管理的信息化,1、客户关系管理（CRM）系统 图：CRM软件典型功能,六、业务过程管理的信息化,1、企业办公自动化系统 1）概述 企业办公自动化（Office

26、 Automatiom,OA）就是采用外联网/内联网技术，基于工作流系统，使企业内部人员方便快捷地共享信息，高效地协同工作，改变过去复杂、低效的手工办公方式，实现迅速、全方位的信息采集和信息处理，为企业的管理和决策提供科学依据。 2）企业办公自动化系统（企业OA）的主要功能,六、业务过程管理的信息化,图：企业办公自动化系统的主要功能,第四章 制造业信息化中的合理化方法,一、制造业信息化中的合理化方法 1、制造业信息化中的合理化工作框架 2、信息化与合理化的相互促进 3、产品设计合理化 4、产品信息分类编码合理化方法 5、企业过程合理化 6、企业信息分类编码和合理化 7、企业过程的标准化 8、企

27、业组织流程的合理化 9、信息质量的改善,一、制造业信息化中的合理化方法,1、制造业信息化中的合理化工作框架,一、制造业信息化中的合理化方法,企业信息化的重要基础工作之一是信息的合理化，否则，很难有效地利用信息。信息合理化的内容如图所示。产品参与模型和企业过程参考模型在信息的合理化中起了很重要的作用，对于企业信息化的实施和系统的简化有较高的实用价值，同时，两者合相关的，可以集成的,一、制造业信息化中的合理化方法,1、信息化与合理化的相互促进 信息化与合理化是一种相互促进的关系。合理化是信息化的基础，而在信息化的过程中，又进一步改善了合理化程度，两者关系如图所示,图：产品合理化和产品技术信息化的关

28、系,一、制造业信息化中的合理化方法,图：过程合理化与企业管理信息化的关系,一、制造业信息化中的合理化方法,3、产品设计合理化 1)产品设计合理化和产品设计信息化的集成 产品设计合理化是指产品“三化”，即模块化、标准化和系列化 CAD系统的应用，使得产品设计效率大幅度提高。但是，如果不强调产品设计的合理化，任然不能充分发挥产品设计信息化的效果。 另一方面，企业信息系统的应用将大大促进产品设计合理化，产品设计合理化则显著提高了企业信息系统的应用效果，提高产品设计的质量。 产品设计合理化可以给信息化带来如下好处： 产品设计合理化能帮助快速搜索相关的产品设计信息，可以充分重用以往的设计资源和制造资源。

29、 产品设计合理化将降低信息化的复杂度，大幅度减少信息存储量，简化大量的计算工作量。 产品设计合理化使信息系统的集成更加容易，可以实现基于产品设计合理化的各种与产品有关的信息系统的集成,一、制造业信息化中的合理化方法,2）产品设计合理化内容 a、产品零件分类编码合理化。 b、零件结构要素标准化 c、零件结构通用化合标准化 d、部件通用化和标准化 e、产品系列化 3）产品设计合理化的目的 a、减少产品不必要的外部多样化 b、减少产品不必要的内部多样化 c、简化设计，实现技术和资源共享 d、加快发展产品品种和新技术的引进，取得市场竞争的主动权 e、提高生产效率，缩短供货周期 f、提高产品质量 g、提

30、高产品的可维护性,一、制造业信息化中的合理化方法,3、产品信息分类编码合理化方法 产品信息分类编码系统的构成 编码是对事物或概念赋予一定规律性的，易于人或计算机识别和处理的符号、图形、颜色、缩略词等等，是人们统一认识、统一观点、交换信息的一种技术手段。 在长期的生产实践中，企业积累了大量的产品数据和文档资源，这些资源以不同的形式（纸质文件、电子文档等）存在于不同的部门和IT系统中。快速、有效地检索并充分利用这些资源是实现产品快速开发设计的根本保证。建立统一、简洁、完善、无二义的编码系统是支持资源检索及重用、成功进行产品信息标准化和模块化的重要基础工作。 由于当前常用的编码系统尚不能很好支持产品

31、设计合理化，开发设计人员、工艺人员或生产管理人员无法及时、准确地查找到企业中已有的零部件及相关资源以支持当前的设计和管理工作，因而造成了零部件和文档数量过度增长、工艺装备数量增加、生产成本提高、交货周期延长等严重后果。因而，建立一种完善的编码体系支持产品设计合理化，对于缩短产品上市时间、降低成本和提高产品质量，具有重要的现实意义。 完整的产品信息分类编码系统一般有三个部分组成，即分类码、识别码和视图码,一、制造业信息化中的合理化方法,5、企业过程合理化,一、制造业信息化中的合理化方法,6、企业信息分类编码和合理化 建立企业信息分类编码标准体系的目的是：科学、完整和有序的建立信息分类编码标准，以保障企业信息化工程达到预期效果。 7、企业过程的标准化 质量管理体系 国际标准化组织ISO于1987年发布了ISO90009004标准，使世界质量管理和活动有了统一标准。我国相应地制定了GB/T 19000-ISO 9000系列标准作为质量体系认证和产品质量认证的标准，它等同于上述国际标准。质量管理体系上市质量管理过程的标准化。 基于质量管理体系的企业管理信息系统 质量管理体系的实施需要信息系统的支持，因为：a、依托于信息细化管理，质量追溯才能分清责任，查清原因