用CIMS技术改造中国制造业的经验和前景
发布时间:2022-09-09 21:10:24 来源:OB欧宝娱乐手机app 作者:欧宝娱乐手机平台下载

简介:  653A294E-B5E1-4E23-9DC7-BFE7D2FF483E  在分析CIMS技术的...

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  在分析CIMS技术的发展现状和趋势的基础上,阐述了863高技术计划CIMS主主要研究内容、关键技术,并列举了10多年以来它在制造企业应用中取得的成果,最后论述了CIMS的发展前景,并对今后CIMS的应用与实施工作提出了几个值得注意的问题。

  现代集成制造系统;企业集成;系统发展模式;制造网络 Abstract:In this paper, after analyzing the trend and state of CIM’s development, we will state the main research job and key technology Plan and the achievement we have got in this ten years through its application. Finally, some consideration about CIMS implementation and application are presented. Key words: CIMS(Contemporary Integrated Manufacturing System); enterprise integration; system development mode; manufacturing network

  21世纪,世界的政治、经济和技术发生了前所未有的巨大变化,形成了全球化的经济。信息技术对制造业产生了极其深刻的影响,使制造业的展打上了明显的信息化烙印: (1)网络技术促进了全球化制造的发展,引发了制造业的重新分工和资源的重新配置。 (2)信息技术促进了敏捷制造的发展,形成了以虚拟制造和动态联盟为特征的新型制造模式。 (3)计算机技术促进设计制造的数字化,大大缩短设计周期,降低产品的开发成本;生产过程优化与自动化大幅促进企业效益的提高。 (4)以互联网和电子商务为主要特征的新经济的发展,加快了经济全球化进程。 (5)随着冷战的结束,世界经济重组,金融、贸易、生产、科技的全球化已是大势所趋。 围绕着以知识为基础的创新能力竞争,一场以信息技术为特征的全球化的制造业革命正波澜壮阔地展开。在此环境下,以信息化为核心,以敏捷制造为代表的现代集成制造系统(Contemporary Integrated Manufacturing System, CIMS)技术不仅成为制造业不断推出新产品,快速响应市场并赢得竞争的主要手段,而且正深刻地改变着制造业信息时代制造业新的变革正在发生! 在当今全球化的经济竞争中,制造企业的产品开发、制造技术和能力的提高是竞争的核心要素,CIMS技术推动了国家的工业信息技术基础设施发展,为跨国公司和全球化制造提供了支撑平台;加速了产品创新开发,支持了战略性重大产品的制造增强了制造业综合竞争力;促进了以知识产权为核心的制造业信息化应用软件产业和咨询服务产业发展,确保了独占性技术在国际竞争中的制高点。因此CIMS技术是提高企业核心竞争力的战略和前沿技术,在世界制造业起着制高点作用! 为了占领先进制造与自动化技术的制高点,世界各国在研究、开发与应用先进制造技术时均十分重视发展制造系统集成技术,许多国家都提出了跨世纪战略报告,例如: ·

  《美国国家关键技术报告》(1995年)中将CIM支持软件列为制造领域的重要子领域;《先进制造技术计划》(1992年)中有多个重大项目包含了系统集成技术。近几年,该国又在实施一系列有关敏捷制造技术发展计划,如由美国能源部发起的《敏捷制造使能技术(TEAM)研究战略计划》(1994年),美国国防部的《敏捷制造与制造技术计划》与《国家工业信息基础设施协议NIIIP》计划(1993年)等。《美国—俄罗斯虚拟企业网(RA-VEN)》(1997年)将美俄虚拟企业的建立与发展列为全球制造基础框架。政府、企业和民间合作实施的这些先进制造计划大大促进了美国制造业的发展。 ·

  在欧共体的《尤里卡计划(EUREKA)》和《信息技术研究发展战略计划(ESPRIT)》中,集成制造系统技术项目占有相当大的比例。欧盟为了提高制造企业的竞争力,又连续开展了《第四届框架研究计划》和《第五届框架研究计划》(1998年)。德国的《制造2000计划》(1995年)中的研究重点几乎无一不是围绕着制造系统集成技术。这些计划对欧共体国家的制造业发展起到了重要的推动作用。 ·

  日本的《智能制造系统(IMS)计划》(1990年)、韩国的《高级先进技术国家计划》(G7计划)(1991年)和《网络化韩国21世纪》(1999年)计划等均将制造系统集成技术列为重要研究内容。 其中值得注意的是,制造网络技术在多个国家计划项目都有体现。如:美国的CAMNet是在美国国防部资助下,由通用电器公司开发的模具计算机辅助制造网,参加产品开发与制造的合作伙伴在网络上协调工作,摆脱距离、时间、计算机平台和工具的影响,可以在网上获取重要的设计和制造信息;ICS是德国的一个有关网络化制造典型项目,包括面向个别企业的解决方案和整个行业的解决方案两部分;PRODNET II是欧洲有关虚拟企业的一个多个国家联合研究项目,其目标是设计和开发一个参考结构和一个开放平台来支持工业VE(主要是中小规模企业)的需求。在PRODNET II所提出的结构中,在潜在VE成员网络上的每一个企业都被看作一个节点,每个节点都可能扮演材料供给者、制造商、商品或服务的最终用户等角色。

  国家863计划CIMS主题在计算机集成制造系统的基础上,通过15年的研究与应用实践,并结合中国国情,提出了CIMS的概念是指“将信息技术、现代管理技术和制造技术相结合,按系统技术的理论与方法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(时间)、Q(质量)、C(成本)、S(服务)、E(环境),从而提高企业的市场应变能力和竞争能力。” 目前,CIMS技术已经应用在国内外很多企业,成为制造企业带动制造业发展的重要推动力。例如: ·数字化飞机 美国波音公司在波音777的研制中,通过采用“虚拟设计制造”、“全生命周期设计制造PLM”、“并行工程CE”、“全球化的协作平台EXSTAR”等技术,开发周期从过去的8-9年缩短到四年半,缩短了40%以上,成本降低了25%,出错返工率降低了75%,用户满意度也大幅度提高。 ·数字化轿车 美国通用汽车公司利用“数字化设计制造”、“虚拟样机”等技术,将轿车的开发周期由原来的48个月缩短到了现在的24个月,碰撞试验的次数由原来的100多次降到50次,另外“全球采购和分销”、“大规模定制”等新的生产模式也帮助它减少了10%的销售成本。 ·电子商务 Cisco公司85%的交易在线万美元,电子商务使其销售额增长500%,而人员仅增加10%,交货期由3周降为3天,顾额满意度上升52%;Dell公司每天网上销售4000万美元,Web收入超过50%;Intel公司每月网上交易10多亿美元,占总收入的42%。据Jupiter公司统计和预测,B2B电子商务市场2000年是3360亿美元,占世界交易总额3%,到2005年,将达到6.3万亿美元,占世界交易总额42%。目前B2B电子商务将朝着与企业信息化融合,面向动态联盟和虚拟企业协作的动态企业电子商务系统方向发展,而XML、Web技术、基于中间件的EAI技术为电子商务的发展提供了强力的支持。 此外,“虚拟企业”、“虚拟设计”、“虚拟制造”、“大规模定制”、“敏捷供应链”等技术也是CIMS研究和应用的热点。 在面向用户,面向产品的竞争和面向信息时代科学技术的发展战略下,CIMS技术的展趋势可概括为:“集成化、数字化、智能化、敏捷化、网络化和绿色化”。 ·集成化 CIMS已从当前的企业内部的成和功能集成,发展到过程集成(以并行工程为代表),并正在步入实现企业间集成的阶段(以敏捷制造为代表)。 ·数字化 基于全数字化产品模型和仿真技术的虚拟制造技术将制造业带入了数字化时代。 ·智能化 智能化是制造系统在柔性化和集成化基础上进一步的发展与延伸,它已从制造设备和单元加工过程智能化、工作站控制智能化发展到集成化智能制造系统和知识化制造。 ·敏捷化 制造敏捷化是指制造企业通过组织动态联盟、重组其企业过程以及在更广泛范围内集成制造资源,以对不断变化的市场需求做出声速响应。 ·网络化 随着“网络全球化”、“市场全球化”、“竞争全球化”、“经营全球化”的出现,许多企业正积极采用“全球制造”和“网络制造”的策略。制造网络化体现在信息高速公路航集成基础设施支持下的网络制造系统。 ·绿色化 绿色制造、环境意识的设计与制造、生态工厂、清洁化生产等概念是全球可持续发展战略在制造业中的体现。绿色制造是一种综合考虑环境影响和资源效率的现代制造模式。

  1.1CIMS技术题的战略目标 作为国家制造业信息化重大专项、先进制造与自动化领域的重要组成部分,CIMS技术主题的总体战略目标是:根据“有所为、有所不为”的原则,采用系统发展模式,从我国国民经济发展和国家安全的需求出发,突破一批对提高我国制造业综合竞争能力具有重要意义的战略性、前沿性和前瞻性的CIMS技术,开发具有自主知识产权的CIMS和技术,力争在具有相对优势的技术领域实现突破和跨越,达到国际先进水平,形成我国CIMS理论方法与技术体系;以若干重大行业和典型区域的集成应用为突破口,用CIMS技术提升传统产业,促进我国制造业创新与跨越,加快以信息化带动工业化的进程,增强国际竞争力;促进形成我国CIMS技术产业及服务业,打破国外的垄断地位,并形成较大的市场规模和产业优势;建设一批研究开发基地,形成套激励创新、持续创新的体系,培养一批从事CIMS技术研究开发及产业化的高级人才。 这里系统发展模式指: (1)整体化综合治理方式 针对我国当前制造业的跨越发展和制造业信息化问题,采用多学科、多领域集成的系统解决方式,将设计制造技术,过程自动化技术、管理技术、电子商务技术、系统集成与优化技



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