【企业管理】系统集成指南

【企业管理】系统集成指南企业生产特点分析与CIMS分类咨询题东北大学操纵仿真中心徐心和教授一、引言CIMS——运算机集成制造系统(ComputerIntegratedManufacturingSystem),10年前依旧一个鲜为人知的英语词组缩写。10年来,在国家863打算的推动下,CIMS差不多唤起越来越多的专家学者和工程技术人员的参与,引起越来越多的企业的关注,一批试点企业差不多取得可喜的成果和明显的经济效益,一个CIMS推广开发的热潮正在各行各业悄然兴起。准确地讲,1974年约瑟夫·哈林顿博士提出的CIM(运算机集成制造)是企业组织生产的先进"哲理"(philosophy)。他的差不多观点是:(1)企业的多个生产环节是不可分割的,需要统一考虑。(2)整个制造过程实质上是信息采集、传递和加工处理的过程。按照CIM哲理构成的企业生产与治理的自动化系统可称之谓CIMS。明显,由于生产企业的不同,CIMS可不能具有统一的模式。值得注意的是,目前出版的有关CIMS的图书资料几乎都属于同一种模式,即CIMS由以下五大分系统组成:(1)以MRP-Ⅱ为核心的治理信息系统;(2)产品设计与制造工程设计自动化系统(CAD/CAPP/CAM);(3)制造自动化或柔性制造系统(FMS);(4)质量保证系统;(5)运算机网络与数据库系统。明显,这种CIMS模式比较适合于离散型的机械制造型企业。CIMS模式的这种局限性有其历史缘故和现实缘故,从其被提出到实现这10多年时刻里,CIMS要紧集中在机械制造行业,而我国863打算的示范工厂也是集中在机制行业。这种局限性还有其行业上的缘故,那确实是机械制造行业比其它行业在信息集成方面要面临更多的困难,即除了有面向治理的数据流外,还有面向几何的数据流。几何图形的表示、储备、转换、操纵和检测等过程在设计、制造和治理之间造成了庞大的信息鸿沟,成为信息集成的难点。CIMS的中心议题是"集成",其道理也在于此。现在,CIMS差不多走向各个行业,有人将企业粗略分为离散型、流程型和混合型。明显,其相应的CIMS也将是不同的模式与类不。二、CIMS分类的本质要素面对各种各样的企业和形形色色的CIMS方案,目前还缺少一种科学简明的分类方法。有人采纳离散型、连续型(流程型)、混合型CIMS的分类方法,但除了使人认识到企业生产的区不外,专门难感受到CIMS的内涵差不。CIMS分类的本质要素应是实现系统功能集成的技术难点所在,是阻碍CIMS发挥整体效益的技术关键所在。前面谈到,CIM是一种哲理。CIMS是在这一哲理指导下,通过物理集成、信息集成和功能集成,将企业的各种生产与经营活动集成起来的一个高度自动化的整体。目的是将质量好、成本低的产品适时地推向市场,从而获得明显的经济效益。所谓物理集成,是要求各种自动化设备的合理配置与到位。信息集成则要求通过运算机网络与数据库实现信息传递与共享,让各种信息在各种操纵、信息治理与决策中发挥其应有的作用。功能集成则是要将企业要紧的生产经营活动通过运算机和谐实现。明显功能集成是目的,而物理与信息集成是实现功能集成的基础。一样讲来,如果企业具有一定的财力,实现物理集成与信息集成是不困难的,因为世界上各大运算机公司都在开发新产品和抢占各种市场。即使关于某些自动化孤岛难以实现数据交换,那么,这种技术上的障碍也决非是企业本身能够逾越的。企业面临的最大困难是功能集成的实现,也确实是如何设计与开发适合本企业特点的应用系统。即使是世界闻名的运算机公司也无法提供普遍适用的应用系统(而不是应用平台),如果能够购得如此的应用系统(要紧是软件系统),厂商的开价也将是难以同意的。三、企业特点与CIMS分类笔者从实现企业功能集成的难点与关键技术的角度,以专门粗的线条勾划出三类企业的特点,并提出三种类型的CIMS。1.离散型企业与CAD/CAM型CIMS所谓离散型生产企业要紧是指一大类机械加工企业。它们的差不多生产特点是机器(机床)对工件外形的加工,再将不同的工件组装成具有某种功能的产品。由于机器和工件差不多上分立的,故称之为离散型生产方式。如汽车制造、飞机制造、电子企业和服装企业等。为了提升企业产品在市场上的竞争能力,人们早就注意到实现企业生产经营中各个环节的自动化与运算机化。如加工过程采纳数控机床(NC)和柔性加工中心(FMC),工件的运送采纳自动导引小车(AGV),还有产品设计与编程(CAD/CAPP/CAM)、材料资源规划(MRPⅡ)、企业的生产治理与经营决策(MIS/DSS)也都可用运算机实现。为了提升整个系统的运行效率,取得明显的经济效益,通过运算机网络与数据库将以上这些功能集成起来,便形成了典型的运算机集成制造系统(CIMS),这也是多年来人们取得统一认识的CIMS模式。由于机械加工企业是以产品的功能、外型与成本为要紧竞争内容,面对多品种小批量的买方市场和越来越挑剔的顾客,产品的设计与制造成为生产的关键与核心。是否具有强大的适于本企业生产、研究与改型的CAD/CAM软、硬件,便成为企业能否适时推出新颖有用商品的关键。许多企业在产品结构调整中陷于逆境,专门大程度上也是受制于拿不出适销对路、开拓市场的产品。鉴于此,能够将这类传统的CIMS称之为CAD/CAM型CIMS,以便与其它类型的CIMS相区不。2.流程型企业与过程数模型CIMS所谓流程型生产企业是指被加工对象不间断地通过生产设备,如化工厂、炼油厂、水泥厂、发电厂等,那个地点差不多的生产特点是通过一系列的加工装置使原材料进行规定的化学反应或物理变化,最终得到中意的产品。由于生产过程是24小时连续持续的,人们也称此类生产为过程型或连续型。不难看出,许多流程型企业差不多上重要的能源和原材料工业,产品品种稳固,生产量大。它们的产品常常不是以新取胜,而是以质和价取胜。因此,企业的自动化目标是如何有效地监测和操纵生产过程,使生产过程处于最佳状态,节约原材料,降低能耗与其它消耗,提升产品的收得率与优质品率,提升设备的寿命等。由于全线设备的启动过程复杂,因此,除大中修外,专门少中断生产过程。关于原材料等外部条件的随机变化,系统应有良好的抗干扰能力和性能鲁棒性。流程型系统的操纵治理差不多有了大量成功的典型,普遍采纳的是集散操纵系统(DCS),由3～4级(测量执行级、回路操纵级、单元操纵级及过程操纵级)实现全过程的自动操纵。明显,此系统正常而高质量的运行要借助于完好的过程模型,其中多数为数学模型,有时也能够是图模型、网络模型或非结构化模型。一样讲来,只要有了良好的过程数模型,便能够实现系统的优化操纵。鉴于此,能够将此类CIMS称之为过程数模型CIMS。明显,产品的设计(CAD)在那个地点并不要紧。企业为了猎取更好的经济效益,按照市场价格的变化及时调整产品结构是完全必要的。为此,建立企业的最优产品结构模型也应是功能集成的重要内容。有人也将这类CIMS称之为CIPS(ComputerIntegratedProcessingSystem)。3.混合型企业与打算调度型CIMS所谓混合型企业是指其生产活动中既有流程型特点,又有离散型特点,如钢铁企业等。在那个地点,高炉炼铁或转(电)炉炼钢、连续铸造、热带连轧或冷带连轧等每道工序本身都能够看作是一个连续生产过程,但在各个工序间的衔接是靠分离的铁(钢)水罐、铸坯、铸锭、钢卷等实现的。作为企业的宏观运行不仅存在物流平稳和资源(设备等)平稳咨询题,而且由因此高温作业,还存在温度平稳和时刻平稳(列车时刻表)咨询题。因此,这类企业实现CIMS时,不仅要解决好每道工序的自动化咨询题,而且要解决好各工序间的所有平稳咨询题。钢铁生产的产品一样是规范化的。按照用户的订货规格,只需从已有的工艺档案中找出其加工工艺方案即可,一样不需要CAD系统。如果各工序自动化系统稳固可靠,产品质量能够保证,那在系统功能集成中遇到的最大难题便是如何面向多品种小批量的大量订货合同而组织生产。那个地点包括按钢种、规格和交货期的聚类组批;轧制打算、连铸打算与炼钢打算的各种平稳;如何将几个不同的工序视为一个整体,实现一体化治理,做到前后工序打算同步化,物流运行准时化;充分运用高温坯的潜热,取消或减少再加热过程,降低能耗,减少烧损,缩短生产周期,增加企业效益和市场竞争力。由此可见,工序的过程操纵是系统功能集成的基础与前提。而系统功能集成的技术难点与关键是如何取代或差不多取代人的打算与调度功能,这一点差不多引起世界各国钢铁行业的关注。鉴于此,能够称此类CIMS为打算调度型CIMS。应该承认混合型企业也是各种各样的,集成的难点与关键也会不尽相同。因此,也不行一概而论混合型企业的CIMS都应归属为打算调度型CIMS。四、大型企业的CIMS分类咨询题大型企业常常是综合性企业。总厂下面设有若干分厂,分厂中又有许多车间。随着功能的分工,一样都有不同类型的生产工艺,也必定遇到不同的技术难点与关键。这时,如果把一个总的CIMS分解成几个局部的CIMS,那就可能在上层的打算调度型CIMS中含有下层的过程数模型或CAD/CAM型CIMS。随着企业的千变万化,CIMS的属性也会错综复杂。总之,多种多样的CIMS尽管有着相同的哲理,却在内容与核心上存在着相当大的差异。承认和深刻认识这些差异,给出科学的分类方法,关于我国的CIMS推广工作将具有十分重要的意义。SDAI——CIMS工程数据交换的关键技术华北运算技术研究所娄勤俭马应章一、SDAI的技术背景SDAI(StandardDataAccessInterface)是基于STEP(StandardfortheExchangeofProductModelData)的产品数据交换规范(ProductDataExchangeUsingSTEP,PDES)标准(ISO10303ProductDataRepresentationandExchange)系列的一个重要的技术组成部分。PDES规定了产品从设计到制造完成的全过程中,能够表示并提供通信交换的数据形式,这种形式完整地表示产品数据,并适合中性的文件交换,且能达到产品数据共享及持久存档储存的目的。如此,产品数据一方面能在企业间或企业生产的各部分活动之间交换,以提升产品数据资源的应用效率;同时,另一方面,由于其描述的独立性和完整性,使该数据独立于应用它的软件系统,并能广泛支持涉及产品数据应用的各个方面。那个地点,产品数据是适合于人或自动化作业进行识不、通信和处理的关于一个或一组产品的事实、概念及要求的形式化描述。在CIMS领域中,通常把基于运算机辅助的产品生命周期的某些工程过程,如CAD、CAPP、CAE、CAQ、CAM等(可统称为CAX),所产生和应用的数据称工程数据。工程数据实际上是产品数据的一个子集。工程数据的交换是CAX数据应用中要解决的中心环节,这种数据交换不仅发生在不同的CAX之间,而且也发生在同一CAX的不同设计版本或不同产品型号之间,甚至在产品的装配与零部件之间等。因此,工程数据交换在CIMS中占有专门重要的地位,是CIMS数据集成、实现数据交换共享的一个关键性的技术组成部分。STEP支持CIMS工程数据的描述,提供了Express数据描述语言,并为实现数据交换操作提供了SDAI实施方法,使得所描述和治理的工程数据能在不同的工程环境中通过数据交换达到共享和应用数据资源的目的。目前,Express语言已较普遍地被装配在一些运算机系统上,SDAI在国内CIMS领域中的研究和开发工作已展开,它的应用对实现工程数据库将专门有意义。二、数据描述语言ExpressPDES提供了在产品设计、制造和使用的整个生命周期内,用于完全描述产品数据,并能保证其一致性而无二义性的统一的方法和工具,即Express语言。这是一种具有面向对象特点,可对产品数据描述的语言,它能容易地被人和运算机系统明白得和识不,是一种便于定义系统数据资源和支持开发应用的语言。Express语言有专门强的表达能力,适用于CAX系统中所需要的各种工程数据的描述,含有丰富的数据类型及语言元素。Express语言是实施产品数据交换的基础。Express是基于模式的语言。模式是Express语言为一致性的实现方法所提供的一种作用域,它是有关实体类型与用户定义类型的集合。模式不仅能定义其中的实体及实体之间的?叵?而且还能定义对实体及其属性所施加的约束和操作。同时,模式还能够包括函数、过程、全局规则或常数讲明等其它一些语言成分。模式能够通过接口实现一个模式对另一模式的一些成份的使用或引用。使用是对模式中讲明的实体所定义的数据类型而言,引用则是对?Ｊ胶凸嬖蛑獾钠渌蠩xpress讲明的项的引用。实体类型是Express语言的重要数据类型,它以ENTITY语句定义且给予标识符,并可通过此标识符对其引用。实体类型表示了一类具有共同特点的对象,共同特点是通过属性和约束来表示的。实体类型也能够被嵌套使用,即能够作为上层实体类型的一个属性。Express提供了表示实体属性的各种简单、聚合和命名的数据类型。应用这些数据类型及语言提供的函数、过程、规则、常数等语言元素,通过有关的语句,能够完整地描述在CAX工程系统中所需要的数据。这些数据能够组织成相应的数据库或数据文件,系统中各CAX之间的数据可交换共享,由SDAI来实现。三、SDAI结构设施SDAI规定了实现数据交换标准的实施方法,是对使用Express语言所定义的数据进行交换操作的接口,它定义了对交换数据进行操作的一个操作集。接口所涉及的一些设施及体系结构可用简化的图形表示,如图1所示。图中描述了应用数据、词典、会话数据、应用程序及SDAI操作之间的关系。储备仓(Repository)是一个专门重要的数据储备设施,它是能在内存中实现的单个或多个数据库、单个文件或文件集合,也能够是以任何其它方法实现的数据储备设施。储备仓中储备和治理着词典及应用数据,SDAI的所有数据的交换处理完全是在它的支持下进行的。它是数据库技术在新的应用环境中的一个新概念,其形成的内存数据治理系统在以后CIMS数据集成的应用中将发挥重要的作用。SDAI的数据访咨询操作过程是在其会话状态下进行的。系统进入会话状态之后,须打开储备仓,然后才能启动事务。事务提供读写和只读两种访咨询方式。事务访咨询的对象是模式实例,它是系统中实体实例的逻辑集合。实体实例按照特点分成若干个SDAI模型,每个模型与一个储备仓相联系。如SDAI模型可包含一个具体产品描述数据的某个分组。SDAI储备结构如图2所示。图2SDAI储备结构事务由一系列操作组成,操作的成效可作为一个单位被储存或者被反做。在事务开始后,其读写方式承诺应用访咨询和改变SDAI模型中的实例,而只读方式只承诺应用访咨询,却不承诺改变它们。四、SDAI支持的数据模式SDAI所操作的数据差不多上用Express语言所描述的一系列模式定义的。模式包括词典模式、会话模式、集居(Population)模式、抽象数据类型模式和数据类型模式。这些模式共同构成了SDAI实现数据交换的程序设计环境。·词典模式定义了数据词典,它储备着由SDAI所操作的实例的模式信息,包括类型定义、实体定义和数据定义的有关信息。·会话模式提供对SDAI会话治理的结构。它定义会话、访咨询方式及会话事件。基于会话模式的SDAI模型中的实体实例描述了一个SDAI会话的当前状态。SDAI会话模式中所申明的项应该都集居于用接口规范引用的SDAI词典中。SDAI会话模式的内容有类型定义(访咨询类?秃褪迪掷嘈?及实体定义,实体定义包括SDAI会话、实现、SDAI储备仓、储备仓内容、事务、SDAI事件、事件及错误事件。·集居模式提供治理和创建Express实体实例的结构。该模式定义了SDAI模型和模式实例。通过SDAI会话模式接口,当该模式中所有的项集居于SDAI词典模式时,都被分解进入SDAI会话模式中。SDAI集成模式只有实体定义,包括模式实例、SDAI模型、模型内容、实体范畴及作用域等。·抽象数据类型模式提供通过SDAI操作的数据的一样描述。该描述连同SDAI操作一起定义了数据的习性。SDAI抽象数据类型模式不需要SDAI服务实现,而它的存在本身支?侄許DAI操作的描述和其中存在实例的SDAI环境的定义,具体实现是通过引用SDAI模型的实体定义。该模式假定软件系统提供整数、实数、字符、二进制位以及其它逻辑数据类型的表示。类型定义包括对差不多数据、字串值、二进制值、整数值、实数值、数值值、布尔值及逻辑值等的定义。实体定义包括对迭代算符、实体实例、应用实例、SDAI实例、词典实例、会话实例、属性值、选择值、枚举值、聚合实例、无序集合、集实例、数袋实例、列表实例和数组实例等的定义。·数据类型模式描述通过SDAI操作可治理的实体数据类型之间的继承关系。这些关系用于对该模式实体数据类型的操纵实例中可用的操作分类。关于作为SDAI操作的参数或返回值使用的实体实例类型,这种分类也要求其所有SDAI实现的具体习性。SDAI的语言联编应该为这些实体提供数据类型,相当于语言实现了在该模式中定义的继承关系。在语言联编中,代表具体应用实例的类型应该是SDAI中每个应用实体的祖先;代表实体词典实例的类型应该是词典模式中每个实体的祖先;代表实体会话实例的类型应该是会话模式中每个实体的祖先。SDAI数据类型模式唯独的目的是定义承诺语言联编的各种实体数据类型之间的继承关系,并在对SDAI操作的行为规范中使用这些关系。该继承关系在用于任何应用模式的SDAI词典模式的集居中不应该显现,也不应显现在SDAI词典模式或SDAI会话模式中。SDAI数据类型模式有实体定义,其中定义了实体实例、应用实例、SDAI实例、词典实例、会话实例。五、SDAI操作SDAI操作应该是在语言联编中定义的。那个地点介绍在语言联编中SDAI操作的一些最差不多的功能。一个特定的SDAI操作能以某种联编映射成一个或多个函数,这些函数能够有一个或多个隐式传递的输入、输出或错误参数。在SDAI操作中,实体实例的操作能够应用在SDAI中定义的任一实体数据类型的所有实例或对SDAI可用的应用模式的所有实例,而应用实例操作只能应用在SDAI可用的应用模式中定义的实体数据类型的所有实例。当一个操作需要访咨询在当前会话中未打开的SDAI模型中的一个实体实例时,对该SDAI模型的只读访咨询应该自动启动,且如果需要的话,包含SDAI模型的储备仓也应自动打开。当一个操作因不成功而终止时,输入参数的值应该不变,而对输出参数的阻碍依靠于实现,如此,当显现错误时,应用会忽略输出参数。SDAI的操作只能在确定的不同状态中进行。其中有会话状态、储备仓状态、读写事务状态、只读事务状态、只读SDAI模型状态和读写SDAI模型状态。状态之间会由于某些操作而引起状态过渡,即从一个状态变到另一个状态。SDAI操作分为以下若干类:·环境操作包括打开会话,初始化SDAI服务,记录会话事件。·会话操作包括启动和停止SDAI会话的事件记录,打开储备仓,启动事务的只读或读写访咨询及交付或夭折,终止事务访咨询、交付和夭折,SDAI查询,关闭会话等。·模式实例操作包ù唇ê蜕境Ｊ绞道?增加和取消SDAI模型,确认全局规则和唯独性规则,确认实例引用域等。·储备仓操作包括创建SDAI模型,关闭储备仓。·SDAI模型操作包括删除或重命名SDAI模型,启动和终止只读访咨询,升级SDAI模型为读写访咨询,启动和终止读写方式,取得实体定义,创建实体实例,储存变化和反做等操作。·作用域操作包括增加、取得和测试作用域,把应用实例添入、移出输入列表或作用域,删除作用域,复制同一或不同的SDAI模型中的作用域,确认作用域引用的限制等。·类型操作包括取得复杂实体,确定子类型、SDAI子类型以及是否可互操作等。·实体实例操作包括取得和测试属性,查找包含实体实例的SDAI模型,取得实例类型,测试确定实例、类型种类、SDAI的类型种类等。·应用实例操作在同一个或向其它的SDAI模型复制及删除应用实例,设置属性,创建聚合实例,确认检验规则、显式属性、反相属性、显式属性引用、聚合大小、聚合的唯独性、数组不稀疏、实数精度及串和二进制位的长度等。·实体实例聚合操作包括取得成员的计数,测试是否是聚合成员,创建和删除迭代算符,取得当前的成员,对迭代算符定位在开头或下一个等操作。·应用实例聚合操作包括通过迭代算符创建嵌套的聚合实例,设置和移去当前的聚合成员等。·应用实例无序的集合操作包括对集合增加值,创建嵌套的聚合实例。·实体实例有序的集合操作按索引取得集合元素,对迭代算符在集合中的定位进行操作。·应用实体有序的集合操作包括按索引设置集合元素,按索引创建嵌套的聚合实例。·实体实例数组操作包括按索引测试值和迭代算符测试值。·应用实例数组操作按索引和用迭代算符的不设置值操作。·应用实例列表操作用迭代算符在引用的列表成员之前或之后插入新成员,以及在列表的头和尾增加成员。SDAI操作约有17类近百个操作,它能满足实现数据交换的全部操作要求。三、企业应用系统的体系结构1.CIM和CIMSCIM一词最早在1979年由美国JosephHarrington博士提出的。直到80年代初,这一术语才被人们广泛同意。美国制造工程师学会的运算机和自动化系统(CASA/SME)第一使用了运算机集成制造系统(CIMS)那个术语。但目前关于CIM和CIMS尚没有一个确切的且被普遍同意的定义。比较流行的一种讲法为:CIM是指使工厂集成生产自动化。在如此的工厂中,每个生产过程都在运算机操纵下完成,同时每个过程之间仅有数字化信息相互联系。CIMS是一个闭合回路的反馈系统,它的要紧输入是产品需求概念,要紧输出是完全装配的、检测合格的、能够使用的成品。目前,大多数人认为CIMS定义中应包含下列要素:·CIMS适用于各种中、小批量的离散生产过程的制定工厂;·该系统应将制造工厂的生产经营活动都纳入到多模式、多层次、人机交互的自动化系统之中;·CIMS是多个自动化子系统的有机集成;·该系统的目的是提升经济效益、提升柔性、追求动态总体优化。关于CIM的概念,有两种观点:·企业的各个环节,即从市场分析、产品设计、加工制造、经营治理到售后服务的生产活动是一个不可分割的、彼此紧密有关的统一整体。·整个生产过程实质上是一个数据采集、传递和加工处理的过程。最终形成的产品能够看作是数据的物质表现。尽管,CIM的概念是Harrington博士按照运算机技术在工业生产中的应用及其必定进展趋势而提出的,但当时并未引起人们广泛地注意。直到1981年,这一概念才作为制造工业的新一代生产方式而为人们广泛同意。毫无疑咨询,这一结果并不是偶然的,它是科学技术的进展和市场需求的变化共同推动的结果。运算机集成制造系统(CIMS),简单地讲,是工厂集成生产自动化的进展方向,是以后工厂的生产模式。但在CIMS的具体实现过程中,应该结合企业的具体情形和特点,因地制宜地加以实现,因此在实现CIMS的过程中,可有多种模式。由于众多实现模式持续涌现,对CIMS的确切定义也就能够从不同角度加以明白得。在那个地点列举一二,以飨读者。一种讲法认为,CIM是"连接独立的运算机系统技术应用",将CIM定义为"一种借助于信息系统技术实现各种技术集成的体系结构"。他们认为,从本质上讲,CIM应用系统的差不多点确实是互连运算机系统,用以发送、接收、传输和处理信息。也有人将CIM描述为"将分布式运算、网络和公共数据库结合起来并互相地构成一个具有产品设计、安排、购买、生产、检验、装配、处理、治理和对分散的消费者或生产者货源进行市场调查等功能的和谐的整体系统"。它表明,CIMS不是一件工具或一个软件,能够购买,而更像一种策略和思想,一种生产方式。正如有的专家指出的:"CIM是一种新型的企业范畴内的工业自动化治理过程,它看起来一个专门的程序。在其环境内能够规划、执行和集成工业自动化工程"。CIM确实是如此一个复杂的、令人着迷的、对工业化世界有重大意义的哲理。CIMS系统的宗旨是使一个工业企业的整体获益,而不是企业或公司通过某项技术,或生产中某一环节和治理机制的改进而局部地得到。集成之因此有效,关键就在于视企业为一个整体,一个有机的、统一的系统,而不是各自独立的若干个单项功能的简单集合。"集成"在CIMS中是一个重要的概念。集成的是什么呢?一言以蔽之,集成的是信息。由于目前CIMS的概念较多,为了统一认识,我们认为CIMS必须包含下述两个特点:·在功能上,CIMS包含了一个工厂的全部生产经营活动,即从市场推测、产品设计、加工制造、质量治理到售后服务的全部活动。CIMS比传统的工厂自动化范畴大得多,是一个复杂的大系统。·CIMS涉及的自动化不是工厂各个环节的自动化或运算机及其网络(即"自动化孤岛")的简单相加,而是有机地集成。那个地点的集成,不仅是物料、设备的集成,更要紧的是体现以信息集成为特点的技术集成,因此也包括人的集成。因此,我们认为CIMS是在自动化技术、信息技术及制造技术的基础上,通过运算机及其软件,将制造工厂全部生产活动所需的各种分散的自动化系统有机地集成起来,是适合于多品种、中小批量生产的总体高效益、高柔性的智能制造系统。CIM是企业进行组织、治理生产过程的一种哲理、思想和方法,而CIMS则是这种思想的具本体现。CIM不同于传统的机器制造过程,CIM的关键是基于信息的集成。机器制造过程能够进行物理划分;而信息则像液体一样可流淌、可溢出。因此,在明白得CIM模块及其相互作用时,信息流及其分析是一个重要线索。综合以上各种观点,我们认为CIMS是利用运算机网络技术,将CAD/CAM、FMS、DSS、MIS等系统集成为一个有机的整体,以实现产品的订贷、设计、制造、治理和销售过程的高度自动化和总体最优化。在CIMS中尽量减少人在制造过程中的干预,从而大大提升了生产效率和减少人为差错。换句话讲,所谓运算机集成制造系统(ComputerInte-gratedManufacturingSystem,CIMS)是以集成数据库(Integrateddatabase)为中心,借助运算机系统和运算机网络把数据传送到各个自动化设备上,并能有效地操纵和监督这些自动化设备运行,形成一个包括整个企业的设计、测试、制造、监控、生产治理、经营治理等全部活动的集成自动化系统。如果对运算机集成制造系统用拟人法来讲明的话,那么可形象地对例如下:人_________________CIMS经历_______________集成数据库大脑_______________运算机系统神经_______________运算机网络血液_______________物料流动作_______________信息流由此可见,贯穿于CIMS的信息流的载体是运算机及其网络,物料流的载体是各种自动化生产线、自动搬运工具等,集成数据库作为CIMS的知识库,整个系统的活动受运算机系统的操纵。因此,CIMS是一种集成的、先进的技术的融合体。如果没有运算机技术、网络技术、通信技术、人工智能和各种制造业自动化技术的高度进展,那么CIMS只能是一纸空谈。因此,我们总结CIMS的精髓为:不是一套产品(CNC、Robot等设备),也不是一套硬件(运算机系统、网络等),更不是一套软件(MRP-II、CAD/CAM等),而是一种思想、观念和哲理,是一种总体的、有步骤的规划。人们已普遍认识到,CIM是企业治理现代化的一个哲理,而CIMS是具体的实现。那个地点应强调指出的是,随着CIM和CIMS技术的进展,人们对它们的认识也将逐步深化,其真实的含义和概念也必将逐步清晰起来。更况且CIM的概念和CIMS技术也将随着现代生产技术的进展而进展。在这种情形下,并不阻碍人们努力实现规模不同、模式互异的CIMS。重要的是,不要总是蛮缠CIM的概念,而是应该努力地去实施。2.中国软件产业潜在的危机软件危机是西方发达国家60、70年代信息产业的教训,应用软件的开发和爱护不能满足用户日益增长的需求。为解决软件危机咨询题,提出了软件工程方法。然而,现在人们差不多意识到,传统的软件工程方法,如结构化生命周期法、战略数据规划法等,并没有全然解决软件危机。80、90年代,新的方法(如RAD法和面向对象方法)在西方流行起来。人们还意识到,软件危机是产业危机,光靠软件制造商是无法解决的。中国的软件危机始于80年代初,当时企业各自为战,封闭开发。其特点是定点专用,低水平重复现象严峻,软件通用性、应变性差。企业如此搞信息系统,往往感到后劲不足,软件爱护困难,既适应不了需求的变化,也跟不上技术的进展,更不可能形成产业规模。80年代末至今,中国软件产业走上商品化、通用化、专业化和规模化的道路。会计电算化、字处理和中文化等软件产品迅速普及,制造业MRP-II、零售业物流和POS、金融电子化、电信业以及政府部门等领域的大型信息系统纷纷建立,逐步形成了以软件供应商或行业为中心的客户群范畴的资源共享。但新的危机接踵而至:这一次是软件供应商以及一些行业各自为战,"高水平"重复开发,造成新的更严峻的资源白费。有人估量,中国目前财会软件供应商的增长速度差不多超过了客户群的增长,这还不包括西方发达国家软件供应商的入侵。买方市场的形成,对最终用户来讲是好事,然而,国内要紧供应商的产品功能大同小异,有相当一部分甚至"近亲繁育",服务水平也旗鼓相当,闻不到一点分工协作、共享市场的声息。因此,尽管大多数供应商眼下还拥有一个持续增长的客户群,但潜在的危机是必定的:一方面,中国的要紧供应商面临内部的挑战,随着业务规模的进展和应用规模的大型化,产品和技术积存较多,企业资源失去操纵,需要进行系统集成的组织,期望先进的方法和工具来支持内部资源的全面治理。如何操纵和合理利用内部的技术资源,成为目前每个供应商关怀的焦点,具体表现在:·产品(软件包)无法满足用户持续变化和专门的需求,应变能力差;·软件资源无法复用,可爱护性差;·产品没有结构层次,可伸缩性差;·永久的后顾之忧,技术(如平台)落后;·无法提供高水准与完善的服务;·技术的载体怎么讲是软件开发人员,依旧公司?·软件工程治理和工程项目的组织差;·缺乏软件质量保证体系;·需要先进的软件开发方法论。同时,企业外部环境竞争猛烈。随着越来越多的新供应商加入,每个供应商可能得到的市场份额相对减少,竞争将更趋猛烈,势必造成大公司吞并小公司,或者一些经营不善的供应商倒闭,而最终受害者是用户;另一方面,面对持续增长的供应商,最终用户的选择余地实际上更小,最终导致用户实际上并不注意供应商的实力以及产品的功能和服务的水平,而只能把自己拴在一个供应商身上,用户所冒的风险不得而知。由此可见,潜在危机不仅阻碍到宽敞最终用户,更阻碍到所有供应商的切身利益。最终用户和供应商迫切要求采纳新思想、新方法、新技术,要求必要的合作和合理的产业分工,以实现更大范畴内的资源共享,解决更深层次的应用需求。3.CARE的要紧内容和解决的咨询题软件产业的进展过程与传统制造业有一定的可比性。传统制造业是在手工业的基础上,逐步进展成大规模自动化工业的。而这种大规模批量制造方式今天面临严肃的挑战:用户需求多样化、个性化。90年代,西方国家制造业掀起柔性制造的热潮,提出了诸如灵敏制造、精良生产等制造方式,旨在缩短产品生产周期,减小批量,降低成本和提升服务水平。今天,针对大企业的应用软件产品,如财会、MRPⅡ、CIMS等,同样面临挑战:如何满足用户持续变化的需求?用户评判一个应用系统,应变能力已成为首要的标准之一,例如,软件能否满足用户的专门要求?能否适应以后变化?如何实现应用系统的"用户化(Customization)"?90年代,西方发达国家为迎接市场经济全球化的挑战,提升竞争力,在对企业提出"再造工程(Re-engineering)"的同时,对应用系统也提出了"规模优化(Rightsizing)"的要求。例如,传统的基于大型主机系统的MRPⅡ软件商,纷纷对其产品进行"向下优化(Downsizing)",向开放系统和Client/Server系统过渡,引入新的软件工程方法和技术,如OOT、GUI等,以增强其产品的竞争力。美国软件业鹤立鸡群,其中有一个不可忽视的因素,确实是产业的分工与合作。Microsoft的策略确实是鼓舞许多ISV去开发其平台和标准上的应用产品,而不是自己干。软件制造商也一直在努力提升软件生产效率和质量。传统的方法(结构化生命周期法SA/SD)已显得力不从心。引人注目的是,面向对象的方法(软件复用技术)已被软件商广泛采纳。提升应用软件应变能力的关键取决于应用的开发方法,即采纳什么样的指导思想、开发工具和技术。在开发方法上,国际上能够借鉴的有SSA的AS/SET、Power-soft的Powerbuilder、Uniface的Uniface、Unify的Ac-cell、Oracle的CDE和CASE以及Informix的NewEra等,这些公司花费专门多资源实现以下目标:·支持多种后端DBMS及NOS。·支持多种前端界面表示(如Windows、Motif、OS/2及CUI等