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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:Bullinger788082848688909294962时间46810平均产品寿命TL平均开发时间TDTDTL年数0255075100低高扰动程度80年代90年代54503027252236395460453828365546514153635352516364644154627640555674///质量意识价格意识服务水平对替代品的脆弱性产品生命周期经济循环依赖水平流行时尚意识竞争强度消费者需求及欲望的变化程度购买者能力技术变化率饱和水平愿望的一致程度需求水平稳定性需求及消费者欲望的确定性必需品奢侈品价格竞争产品的差异性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，$1.4亿研制周期交付周期研制周期01234567891070772773774775776777751596263727290年57646871828194.5(年)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，经济效益巨大计算机产品信息资源机会循环到合格工厂拟实制造实际制造创意修改和控制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.Joseph•Harrington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：中国最庞大的资料库下载“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、MRPⅡ…）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-Ⅱ的应用，带动企业管理制度的变革(ManufacturingResourcePlanning)初步设计数字化预装配详细设计PDM零件生产工装生产MRPIIQAS工装CADCAPPNC工艺CAPPNC用户需求使用维护反馈信息方案设计部装，总装设计所工厂用户应用应用服务功能系统服务功能应用应用服务功能系统服务功能应用应用服务功能系统服务功能操作系统硬件平台(a)传统的软件编程方式应用应用应用应用使能器系统使能器操作系统硬件平台特定应用编程接口与工具通用编程接口通信服务信息服务功能服务异构分布计算环境异构操作系统、网络协议中件(b)早期集成平台结构(c)当今集成平台结构应用应用应用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-Ⅱ与JIT（JustinTime)的结合。推、拉结合的生产管理模式清华大学CIMS/ERCSWITCHHUB过程建模与管理PDM数据库网络与数据库服务器加工过程设计DFM,CAPPCAM,CAFD加工过程仿真MPS概念设计CAE,DFA铸造CAE制造设计支持环境DFA多媒体QFDCERNET华中理工大校园网北京航空航天大学校园网上海交通大学校园网清华大学校园网DDN航天工业总公司第二研究院网详细设计CAD集成并行工程异地设计网络环境方案设计与论证详细设计结构分析与优化工艺审查原理实验与分析确定工艺方案生产准备加工制造与测试产品验证较多一般频繁偶尔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方案设计与论证详细设计原理实验与分析DFXCAPP，CAFD确定工艺方案生产准备加工制造与检测实验验证较少预发布预发布偶尔偶尔CAEMPSRPM–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SupplyChainModelling&Management管理：•企业动态联盟Virtualenterprise•扁平式企业的组织管理结构•“哑铃型企业”•克服“小而全”、“大而全”CIMSNETInformationDisseminationResourceDBPlatformToolsServicesbasedonCIMSRemoteTrainingApplications,R&D（AgileEngineeringLaboratory）ArchitectureofCIMSNETCIMS......OperationCooperationAgentDecisionAgentEnterpriseAbilityModelWorkflowManagementBusinessAgentAllianceEvaluationVEModelFoundationVEServerVEKnowledgeBaseCIMSNETUserAcessingJava,Netscape,VRML,MobileApplicationCORBA,DCOM,KQMLKnowledgeExchangeProtocolDDN,X.25,PSTN,ATM,FR,ISDNChinaNETCSTNETCERNETDataInterface,ApplyProgramInterface(STEP、EDI)......Enterprise1PartDesignEnterprise2TechnicsDesignEnterpriseNResearch&DevelopApplicationPlatformco-operationPlatformIISCIMSPrimaryFunctionsofAEClientsInformationsharingandsearchingRemotetrainingandconsultationRemoteresourcesharingRemoteagiledesignandmanufactureBrowserPCServerResourceDBKeywordsCIM