ey企业一体化信息工程及管理现代化.ppt

1、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

2、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,78,80,82,84,86,88,90,92,94 96,2,时间,4,6,8,10,平均产品寿命 TL,平均开发时间 TD,TD TL,年数,0,25,50,75,100,低,高,扰动程度,80年代,90年代,54,50,30,27,25,22,36,39,54,60,45,38,28,36,55,46,51,41,53,63,53,52,51,63,6

3、4,64,41,54,62,76,40,55,56,74,/,/,/,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

4、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Team work 238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

5、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（Computer Integrated Manufacturing)，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

6、、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，no longer a choice”,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

7、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”

8、,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，

9、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：

10、 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 (Manufacturing Resource Planning),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

11、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) Virtual Manufacturing 广域网下的CSCW支持Team work 管理：BPR的引入(Business Process Reengineering)MRP-与JIT（Just in Time)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

12、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 Enabling Technology 网络平台Internet/Intranet/Extranet 资源优化如 Supply Chain M

13、odelling Hatling, John Fredrik Computer integrated ship production, Journal of Ship Production v 13 n 3 Aug 1997. p 215-223,“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, Mohsen CIM: Getting set for implementation，Industrial Management

14、and Data Systems v 97 n 1-2 1997. p 3-9,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, Mahesh Operations effectiveness for a successful implementation of CIM， Technovation v 16 n 10 Oct 1996. p 589-594,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

15、柔性制造是低成本（ cost effective ）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.R System engineering of computer integrated manufacturing,Naval Engineers Journal v 108 n 6 Nov 1996. p 59-71,“调查表明，流程工业也能从CIM 中得到好处”。 Ashayeri, Jalal; Teelen, Annelies; Selen, Willem Computer-integrated

16、manufacturing in the chemical industry，Production and Inventory Management Journal v 37 n 1 First Quarte 1996. p 52-57,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, Mohsen Gaining CIMs benefits， Computers in Industry v 29 n 3 Aug 1 1996. p 225-227,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

17、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, Katsundo Manufacturing excellence for 21st century production， Technovation v 16 n 1 Jan 1996. p 33-41,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

18、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

19、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

20、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、S 90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

21、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