制造业信息化的现状与未来

制造业信息化的现状与未来InformationBasedManufacturing机遇与挑战“中国制造”的前途进入WTO后，跨国公司看好中国市场，在“中国制造”已经成为他们的重要发展战略中国将可能成为世界制造大国，但是制造大国必然是经济强国的历史不一定会重演中国制造业面临两种前途：跨国公司的加工车间全球制造的伙伴我们的“优势”在哪里？巨大的市场开放的投资环境和优惠的政策廉价的劳动力和土地可利用的各种自然资源基础设施的不断完善制造技术和能力的提高我们将面临什么机遇？增加劳动力就业，社会生活稳定国民经济高速增长，步入小康社会引进新产品、学习新技术提高企业管理水平学习，合作，竞争机遇怎样才能变为现实努力掌握创新产品的核心技术、从模仿过渡到原创，逐步从赚取廉价劳动力的低端利润向分享知识产权的高端利润过渡培养每个人的企业家精神，提高创新能力和质量意识，加强继续教育，重视人类资源的开发克服浮躁，切忌过分追求短期效益，制定行业和企业的远景战略规划，保持可持续发展，加快制造业信息化的步伐克服思想障碍是当务之急学习美国人的创新精神，抛弃妄自菲薄、热衷仿效他人的思维方法学习德国人的严谨精神，克服“马大哈”、“差不多”和“弄虚作假”的作风学习日本人的团队精神，克服“三个和尚没水吃”和“窝里斗”的恶习制造业信息化的内涵制造业信息化的几个误区制造业信息化不计算机化，计算机是信息化的基本工具制造业信息化不是网络化，网络是信息化的基础设施和环境制造业信息化不是集成化，集成是实现信息化的措施和方法20世纪的产品增值过程增值比例加工装配产品生命周期产品设计回收再造服务企业信用维修原材料元件产品=原材料+制造过程资源消耗型市场竞争？21世纪的产品增值过程创新产品=原材料+知识+制造资源+服务增值比例整机的制造装配产品生命周期设计和软件开发回收再造用户服务市场营销新材料关键零部件制造企业信用信息化信息化可持续发展制造业信息化的实质信息是重要的制造资源，信息的载体以及其生成、传递和存储方式发生巨大的变化制造业信息化是在全球化的环境下利用信息技术实现物质和知识资源利用的最大化信息化不是技术决策，而是企业生产经营过程重组的战略决策，是新的经营管理观念和企业家创新精神的体现制造业信息化的范畴快速产品开发，包括：C3P(CAD/CAM/CAE/PDM),DMU(DigitalMock-Up)，逆向工程、快速原型和虚拟原型等内联网，包括企业资源计划（ERP）、网络和邮件管理、知识管理和变革管理等外联网，包括企业网页、电子样本、电子商务、供应链管理和客户关系管理等制造业信息化的特征打破设计、工艺、生产和销售各部门间的隔阂，实现信息共享和协同工作，减少管理层次，加速企业运行决策通过内联网和外联网的信息实时交换，形成连续信息流，从而加快物流和资金流对产品和生产过程进行仿真和可视化预测和管理，在投产前反复修改和优化，避免失误产品-服务坐标产品开发C3PPLM买方交易卖方交易物流交易供应商客户价值链坐标企业坐标生产管理CRMSCMERPMES信息交换制造业信息化的使命信息化带动工业化，建立企业神经系统，敏捷响应需求，加快产品的开发和上市改变企业的组织结构，精简机构、下放权力，提高工作效率和运作的经济效益建立从供应商到用户的伙伴关系，实现管理多元化：生产管理、客户关系管理、供应链管理、创新管理、知识管理和变革管理益数字化产品开发产品设计对成本的影响设计5％材料50％人工15％管理30％对生产总成本的影响传统的方法现代的方法数字化产品开发的特点改变产品的描述方法，从两维图纸转变为三维实体模型、快速原型和虚拟原型设计者不仅可预测产品的性能，还对产品的可制造性、可装配性、可操作性以及制造成本和质量控制进行分析从大量生产转变为大量定制，允许用户参与产品的开发，设计其购买的产品产品开发过程的发展管理方法2维图纸开发技术3维造型数码工厂快速原型虚拟加工图纸管理工作流管理产品数据管理产品生命周期管理虚拟产品模型数字原型虚拟产品和过程开发使开发成本略有所上升但生产总成本可以降低产品性能和质量明显提高更重要的是上市速度加快赢得新的市场机遇CAD数据的多元化转换结构设计数字原型数控加工逆向工程可视化CAD数据格式自动转换成不同用途的数据格式零件结构设计的新方法零件结构拓扑优化的6个步骤有限元分析等强度设计重新建模优化后的零件形状优化零件的初步设计产品设计更加节约材料和能源更加小型化和美观实用动力输入轴动力输出轴变速齿轮变速操纵杆齿轮拨叉汽车传动系统数字原型借助数字原型检验产品设计的可装配性、运动特性和动力特性山地车的后轮减震仿真并联运动机床的仿真机床框架工作台加工零件主轴部件伺服驱动伸缩杆万向铰运动仿真可以校验：机床的工作空间各构件运动时是否发生干涉模具零件CAD数据转换成为STL格式快速原型的基本概念激光束按两维图形切割纸，叠层粘合后成为三维零件LOM快速原型机激光束快速原型用于产品设计可视化和装配尺寸检验的实例美国航天局导弹上的涡轮增压器虚拟现实(可视化)技术视频头盔立体音频方位控制虚拟产品CAD操作虚拟机床虚拟人帮助产品开发虚拟检修工飞机底舱的管路飞机结构件的虚拟加工主轴头飞机零件铣刀四个要素产品过程资源计划过程设计资源管理产品设计过程配置支持生产管理和协同工作的基础设施虚拟制造和数码工厂市场机遇制造资源制造过程产品虚拟产品开发和制造数字模型仿真优化结果改进制造过程反复完善真实产品的制造在计算机上虚拟制造数字化生产管理信息化对组织结构的影响顾客提出对产品作些修改，行不行？我有一个建议可以使顾客更加满意传统的金字塔结构层层请示，决策迟缓可以吗？可以吗？可以吗？我要请示可以吗？可以吗？什么事情行不行？我要请示信息化信息在不同部门滞留和中断从烟囱到管道的转变各车间产品设计科订单计划科工艺科信息化：形成从设计到生产的连续信息流传统的生产信息处理过程每个部门都是独立的烟囱把部门和个人的职责凝聚为企业共同目标企业层企业资源计划执行层制造执行系统设备层远距设备控制系统管理信息化的三个层次生产指令完成报告执行制造资源计划是基础主生产计划需求生产大纲合同物料需求计划产品数据库存信息计划加工制造物料采购因特网产品描述材料设备描述过程模型刀具流程布局工艺规程设计知识供应制造执行系统是关键CAD工作站制造单元开放式数控系统内联网运行制造执行系统的组织是制造单元信息化促使生产组织发生变革：自组织功能—权力下放、自主管理自修复功能—单元化闭环调节回路，连网运作，相互不干扰自适应功能—一专多能、工作轮换自生长功能—按需组合、网络联盟数码相机铣削四爪卡盘指纹确认加工任务完成情况和机床状态可用手机查询信息塔(e-Tower)车间工作地信息化，具有语音、文本和视像等通讯功能。与生产计划调度系统联网，实时反映机床工作状态和加工进度操作权限指纹确认。工件试切时，可在屏幕上观察加工过程。故障报警显示、在线帮助排除信息化设备是未来数字化生产管理的特点把传统企业的金字塔结构转变为扁平结构，减少层次，加速决策过程，快速响应客户需求打破部门隔阂，统一数据规范，形成连续的信息流，通过加快物流和各种业务处理速度，提高资金周转率信息共享，协同工作，减少不增值的环节和过程，消灭浪费，充分利用资源，创造更多财富信息化的环境和员工虚拟会议室提供各种软件环境，如CAD/CAE/CAM/PDM/ERP/SCM/CRM等不同地理位置、不同数据格式和不同专业的专家可以在一个空间内讨论问题新工作环境：虚拟会议室虚拟会议室的应用例子传统的工作方式：面对面新的工作方式：网络协同新的工作方式：网络协同工作通过浏览器、视频和音频设备在异地实时地交换各种信息越过时空约束，在虚拟空间中讨论产品开发和生产过程中可能存在的问题，提出最佳解决方案，协同工作信息化员工的基本素质诚信－信息化提高了企业各项业务和过程的透明度，千万不能弄虚作假，否则将会造成灾难合作－网络提供各部门员工协同工作的可能，新方法需要大家的认同，提倡团队精神，相互谅解、帮助和合作自律－信息化使企业从僵化的金字塔结构转变成为充满活力的扁平结构，随着个人权力增大，需要自律，保证工作质量，维护网络安全每个人的企业家精神创新精神－企业内联网及时向员工发布市场需求，鼓励不断学习新知识，进行技术创新追求卓越－外联网反映市场多变和竞争激烈的环境，促使人们超越“极限”，追求卓越和完美，在拼搏中实现自我价值团队精神－因特网提供全球化的活动空间和知识源泉，需要团队协同工作才能够完成任务怎样管理信息化员工权力下放－企业是一个复杂的系统，划分成为闭环的、自主管理和模块化的子系统将提高整个系统的动态稳定性和响应能力，提高员工积极性界定目标而不是工作方法－任务下达后，尊重员工的个性和工作方法，要求员工按时制定自己的工作计划和及时反馈工作进度和结果激励－无论物质的或精神的激励都要及时，奖励的办法、评选过程和结果都应该是透明的结论结论之一首先是改变观念，找出企业存在的问题，改变企业的运作模式，提高全体员工的素质，而不是盲目购置软件和硬件信息化的前提是产品的数字化，信息化的标志是信息的实时共享、连续流动和协同工作。借助ISO9000系列质量认证过程，可以规范和优化企业的业务流程，共同推动信息化结论之二软件和网络是信息化的工具和条件，而不是信息化的标志，没有最好的软件，只有最适合本企业的软件软件和网络本身不能产生经济效益，只能够通过组织和人，提高信息的质量和加快信息流的速度才能产生效益认真对待数据采集和数据规范性，建立产品数据管理系统，打好信息化的基础