造技术之CIMS在制造业中的应用现状及趋势
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CIMS在我国制造业的应用和发展elMS烹.¨s在我国制随着世界市场的发展,市场竞争变得愈来愈激烈,如何去适应快速变化的世界市场的需求,不断以高质量,低成本快速开发新产品,在竞争中求生存和发展,已成为企业共同追求的目标.近年来,世界各国都意识到制造业是一个国家的支柱产业,只有加强和发展制造业(广义制造业),才能振兴经济和增强国家工业实力广义制造业包括传统制造业和新兴制造业,制造业不仅是机械类型的制造业,大制造的范围包括:机械,电子类(飞机,汽车,家电)等离散制造业,石油,化工等流程(或连续)制造业,钢材等混合制造业.以信息技术为主导的高技术正深刻地影响着人类生活的方方面面,制造业也不例外,高技术的发展也为制造技术的变革提供了极大的支持,"现代制造技术"应运而生,它正推动着制造业进人集成化,信息化,智能化,网络化,柔性化,绿色化的新历史时期.其中,CIMS技术是其重要的组成部分.在美国,虽然CIN理念在70年代就提出来了,但80年代中期才开始被重视并大规模实施,其原因是70年代的美国产业政策过分夸大了第三产业的作用,而将制造业,特别是传统产业,贬低为"夕阳工业",这导致美国制造业优势的急剧衰退,此时,美国才重视并决心用其信息技术的优势夺回制造业的霸主地位.近年来,我国先进制造技术的发展已日益受到重视,有关的基础研究,开发应用研究以及产业化方面均取得了较大的进展.但同国际先进水平相比还存在着阶段性差距.具体体现在:1.产品开发设计方法和技术手段落后,无法及时开发出市场需要的,具有创新性和独占性的新产品.制造业的新产品贡献率仅为59%(美国为52%).2.制造工艺与技术装备陈旧落后,优质高效低耗工艺的普及率不足10%,数控机床,精密及高效设备不足5%,严重影响了企业的生产效率和产品质量的提高.3,系统管理技术落后,生产周期长,成本高,效率低,市场应变能力差,企业效益低,已成为我国企业管理中的主要瓶颈.据有关资料统计表明,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60~70年代国际水平的占30%.大中型企业生产的2000多种主导产品的平均生命周期为It).5年,是美国机械工业产品生命周期的3.5倍.我国技术来源主要依赖国外技术,根据对"七五期间开发成功的53种典型产品技术来源的分析,3/4来自于国外;1994年同样的分析显示,57%仍来源于国外.企业技术创新能力低下,进人WTO对我国制造业提出了更严峻的挑战.国机电工业2000年第2期目前制造业市场竞争的新特点包括: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;跨国公司的垄断性更明显;企业的兼并重组更激烈,更动荡;一般水平的产品及制造能力严重过剩;环保意识,绿色制造呼声更强.综合上述因素,可见我国制造业目前的总体技术水平与发达国家的水平相比,存在2O年左右的差距, 而国外专家估计今后l5年制造业的发展,将超过以往的75年.为了保证我国国民经济的持续发展,缩小或消除与工业发在国家的差距,必须采用跨越式发展的方式,采用高起点的示范带动和由点到面的模式,发展先进制造技术.实践表明,CIMS正是我国制造企业发展所需的一类先进制造技术.CIMS关键技术主要包括面向CIMS集成的支撑技术,面向cIMs的经营管理技术,面向cIMs的计算机辅助设计CAD,计算机辅助工艺流程CAPP和计算机辅助制造CAM技术,面向cIMs的柔性制造技术,面向CIMS的并行工程技术等.从1986年起,我国CIMS事业经过十几年的发展,从技术集成扩大到技术,经营/管理,人/组织的集成,在广度上和深度上扩大了CIMS的内涵,提出了更高层次的CIMS的概念,即现代集成制造系统.我国CIMS 的发展分三个阶段:1.cIMs的第一个阶段以信息集成为特点第一阶段的CIMS主要是从技术角度解决企业竞争需求,着重考虑在计算机网络和数据库为核心支持的各应用系统(如:CAD,CAPP,CAM,MRP一Ⅱ……)的集成.这时期的关键技术是:①企业建模,系统设计方法,软件工具和规范;②异构环境下的信息集成2.CIMS的第.z-阶段以过程集成为特点即以顾客的需求为核心,通过企业组织和协同工作组这些重要纽带,去使用企业公共的信息资源支持下的各个可以集成的应用系统.并行工程就是此阶段的重要概念,方法和技术,它改变了传统的串行作业的设计,制造过程,尽量减少反复,在设计时考虑可制造性,可装配性;设计时考虑质量功能分配等.这时期的关键技术是:①产品设计开发过程的重构和建模;②CSCW和PDM;③并行工程工具,如DFA, 中国机电工业2OOO年第2期障攀辫iDFM等.3.CIMS的第三阶段以企业问集成为特点今天的企业为提高自身的市场竞争力,不能走"小而全","大而全"的封建庄园式经济的发展道路,而必须面对全球经济,全球制造的新格局,充分利用全球的制造资源(包括智力资源)建立插入兼容式企业,从优化角度形成虚拟企业或动态联盟,以敏捷制造为特征. 重点在企业间集成和组织上的动态联盟.这时期的关键技术是:①支撑敏捷制造的使能技术;②资源优化,包括供应链的建模和管理;③网络平台,Internet/Intranet/Extraneto从上述三个阶段的演变过程,不难看出CIMS的十多年实践,为我国企业的信息化探索了一条符合国情的循序渐进的可操作的道路,同时也明确了我国企业的信息化发展方向和最终目的我国"现代集成制造系统"的刨新表现在:细化了现代市场竞争的内容(P,T,Q…CSE);提出了CIMS的现代化特征(数字化,信息化,智能化,绿色化,集成优化);强调了系统的观点,拓展了系统集成优化的内容(包括技术,管理和组织内部的集成优化和三者之间的集成优化);突出了管理与技术的结合以及人在系统中的重要作用;指出了CIMS技术是基于传统制造技术,信息技术,管理技术,自动化技术,系统工程技术的一门发展中的综合性技术,信息技术具有指导意义,集成是关键;同时还总结了"现代制造系统技术体系"包括总体技术,支撑平台技术,设计自动化技术,加工自动化技术,经营管理与决策技术,流程制造业CIMS中生产过程控制技术;扩展了CIMS应用范围,从离散型制造业到流程及混台型制造业.我们可以通过下图说明了集成的层次结构和技术体系.I兰l/盘集成f管理件制,filing?,人费囊赝)l加l茸錾墓噩j蔓成(基于数据库的异构信息威)l 生I集成(基于孵缮的互连,互通,互操作)l_』一我国CIMS的发展和应用,是一个知识创新和技术创新的典型例子.十几年来,不断发展"集成"思想和技术,探索和建立了中国制造企业的发展模式.(作者系东南太学校长,中国工程院院士)。
当今世界已进入信息时代,并迈向知识经济时代。
以信息技术为主导的高技术为制造业的发展提供了极大的支持,并推进着制造业的变革与发展,现代集成制造系统(Contemporary Integrated Manufacturing Systems,简称CIMS)技术的应用及其产业化是其中最重要的组成部分。
CIMS—现代集成制造系统,是基于CIM理念的集成优化的制造系统。
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时间(T)、质量(Q)、成本(C)、服务(S)、环境(E),从而提高企业的市场应变能力和竞争能力。
一、CIMS的总体结构CIMS建设的目标是在统一的数据库和网络支持下,建立生产经营管理分系统和工程技术(CAD/CAM/CAPP/PDM)分系统,实现企业信息的全面集成。
为实现这个总体目标,CIMS 由两个功能分系统和两个支撑分系统组成。
两个功能分系统为生产经营管理分系统和工程技术分系统;两个支撑分系统为计算机网络和数据库分系统。
整个系统将以关系型数据库为核心,并由各应用系统通过INTERNET/INTRANET/EXTRANET访问数据库,这样就使得几个服务器上的数据在逻辑上成为一个整体,以保证整个系统的数据共享和数据的唯一性。
CIMS的总体结构如图1.2-1所示。
图1 CIMS的总体结构二、CIMS的技术构成工程技术分系统:可简称为TIS分系统,即技术信息系统。
通常包括CAD、CAPP、CAM 和PDM等部分。
CAD(计算机辅助设计)包括产品的结构设计、变形设计及模块化产品设计。
可以实现计算机绘图、产品数字建模及真实图形显示、动态分析与仿真、生成材料清单(BOM)。
CAPP(计算机辅助工艺计划)通过计算机进行工艺路线制定、工序设计、加工方法选择、工时定额计算,包括工装、夹具设计、刀具和切削用量选择等,且能生成必要的工艺卡和工艺文件。
第17卷 第3期 开封大学学报Vol.17 No.32003年9月JOU RNAL OF KAI FENG U N IV ER SI T Y Sep.2003收稿日期:2003-04-17作者简介:朱焕立(1972-),男,安徽怀远人,助理讲师,主要从事自动控制方面的教学和研究。
CIM S 的发展及其在我国的应用现状朱焕立,刘进宝(黄河水利职业技术学院机电工程系,河南开封475001)摘 要::介绍了CIMS 的产生背景、含义及在我国的发展,指出我国863/CIM S 主题实施的CIM/CIMS 内涵;总结出了CIM S 技术体系,通过介绍863/CIM S 应用示范工程概况阐述了CIM S 在我国的应用现状。
关键词:CIM/CIM S;现代集成制造/现代集成制造系统;应用中图分类号:TP391.7 文献标识码:A 文章编号:1008-343X(2003)03-0070-030 引言当今世界已进入信息时代,并迈向了知识经济时代。
以信息技术为主导的高技术为制造业的发展提供了极大的支持,并推动着制造业的变革与发展。
现代集成制造系统(Contemporary Integr ated M anufacturing Systems,简称CIM S)技术的研究、应用及其产业化是其中最重要的组成部分。
1CIM S 的发展1.1 CIM S 产生的背景计算机是CIM S 的物质基础和技术支柱,1945年第一台计算机问世以来,在制造业中,就产品开发、制造和经营管理三大主要活动领域而言,其单项独立应用已达到很高的水平。
在产品制造方面,1954年研制出第一台数控机床,为CAM 奠定了基础,为柔性自动化提供了条件。
1967年建成了第一套柔性制造系统,解决了柔性和生产率相互矛盾的问题,提供了工业生产全面现代化的条件。
在产品开发设计方面,20世纪50年代中后期诞生了CAD ,近年来又开发出了通用集成化的现代CAD,并向CIM S 系统集成化方向迅速发展。
CIMS在现代企业生产管理中的应用摘要计算机集成制造系统(CIMS)是组织未来工业生产的一种模式,是现代企业的发展趋势。
本文指出科学的管理是CIMS发展和应用的前提和保证,同时CIMS又对现代企业管理提出了更高的要求, CIMS技术的发展必须与先进的管理水平相配套。
强调了CIMS与现代企业先进管理模式密切协调和配合的必要性、迫切性以及它们之间的辩证关系。
关键词计算机基础制造系统柔性生产企业管理1 CIMS背景先进的制造技术和科学的管理是现代企业赖以生存与发展的两个重要基础。
二者的重要地位已是众所周知。
当今我们正处在高科技蓬勃发展的时代,计算机的应用与发展使得许多领域发生了技术性的变革。
对于制造业,计算机的应用大大提高了生产自动化程度,尤其是计算机集成制造技术的发展,将当代信息技术、综合自动化技术、现代企业管理技术和制造技术有机地集成和统一起来,开创了制造工业发展的新时代。
生产技术的发展同样对现代企业管理提出了新的要求。
如何采用科学的管理方法以适应先进生产技术的需要,对于我国当前进行国有企业改革,建立现代企业制度也具有重要意义。
2 CIMS是现代企业发展的未来趋势制造业是国民经济赖以生存发展的重要支柱产业,自本世纪60年代以来,世界市场竞争更加激烈。
顾客的需求趋于多样化和个性化,在制造行业,人们对大批量生产的产品的需求只占15%-25%,而对于多样化、个性化,必须采用中小批量甚至单件生产的产品的需求占了75%-80%。
在这种情况下,企业的竞争优势已不仅仅取决于产品的质量、价格、售后服务等因素,而在很大程度上取决于企业本身是否具有多品种、小批量生产的能力,是否具有快速的市场响应能力,也就是是否具有足够的生产柔性。
显然,传统的大规模、大批量、单功能的刚性生产线已不能满足这种市场需要。
面对这种动态、快速、多变的市场环境,计算机集成制造系统(Compute Integrated Manufacting System,简称CIMS)便应运而生,它已成为现代企业发展的方向和未来生产模式。
CIMS 及其发展趋势引言计算机集成制造系统(CIMS),是随着计算机辅助设计与制造的发展而产生的,是在信息技术、自动化技术和制造的基础上,通过计算机技术把分散在产品设计与制造过程中各种孤立的自动化子系统有机地集成起来,形成适用于多品种、小批量生产,实现整体效益的集成化和智能化制造系统。
同其他具体的制造技术不同,CIMS着眼于从整个系统的角度来考虑生产和管理,强调制造系统整体的最优化,它像个巨大的中枢神经网络,将企业的各个部门紧密联系起来,使企业的各个部门紧密联系起来,使企业的生产经营活动更加协调、有序、高效。
实践证明,CIMS的正确实施将给企业带来巨大的经济效益和社会效益。
一、 CIMS的发展历程计算机集成制造(CIM)概念最早由美国的约瑟夫·哈林顿博士于1973年提出的,哈林顿强调,一是整体观点,即系统观点,二是信息观点,二者都是信息时代组织、管理生产最基本、最重要的观点。
可以说,CIM是信息时代组织、管理企业生产的一种哲理,是信息时代新型企业的一种生产模式。
按照这一哲理和技术构成的具体实现便是计算机集成制造系统CIMS。
1987年我国863计划CIMS主题专家组认为:“CIMS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和人员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,使企业经济效益持续稳步地增长。
”1991年日本能源协会提出:“CIMS是以信息为媒介,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”。
1992年ISO TC184/SC5/WG1提出:“CIM是把人、经营知识和能力与信息技术、制造技术综合应用,以提高制造企业的生产率和灵活性,将企业所有的人员、功能、信息和组织诸方面集成为一个整体”。
1993年美国SME提出CIM的新版轮图。
轮图将顾客作为制造业一切活动的核心,强调了人、组织和协同工作,以及基于制造基础设施、资源和企业责任之下的组织、管理生产的全面考虑。
计算机集成制造技术——机械CAD技术专业:班级:学号:姓名:计算机集成制造技术(CIMS)摘要:CIMS是通过计算机硬软件,并综合运用现代管理技术、制造技术、信息技术、自动化技术、系统工程技术。
其内容包括管理信息系统、工程设计集成系统、制造自动化系统和质量管理系统四个应用分系统及数据库和网络两个技术支持系统。
CIMS的关键技术及核心是集成。
并综合运用现代管理技术、制造技术、信息技术、自动化技术、系统工程技术。
将企业生产全部过程中有关的人、技术、经营管理三要素及其信息与物流有机集成并优化运行的复杂的大系统。
这里将重点介绍CIMS定义、内涵,技术构成及各分系统作用。
并利用具体的实例来说明CIMS在生产制造中的重要性,探讨一下CIMS在国内外的发展现状和趋势。
关键字:CIMS CAD/CAPP/CAM系统集成Abstract: CIMS is through the computer hardware, software and the integrated use of modern management technology, manufacturing technology, information technology, automation technology and system engineering. Its content includes the management information system, engineering design, manufacturing automation system integration system and quality management system four subsystem and database and web application two technical support system. The key technology of CIMS and the core is integrated. And the integrated use of modern management technology, manufacturing technology, information technology, automation technology and system engineering. Will in the process of enterprise production all related people, technology, management three elements, information and logistics organic integration and optimization operation of complex large system.Here focuses on CIMS definition, connotation, constitute and function of each subsystem. And using concrete examples to illustrate the importance of the CIMSapplication in manufacturing, to explore the development status and trend of CIMS application at home and abroad.Keywords: CIMS Integrated CAD/CAPP/CAM system正文:CIMS定义、内涵CIMS是英文Computer Integrated Manufacturing Systems的缩写,直译就是计算机/现代集成制造系统。
计算机集成制造技术与系统——读书报告题目名称:专业班级:学号:学生姓名:指导老师CIMS应用集成平台技术发展现状与趋势摘要: 本文讨论了CIMS应用集成平台的产生背景和发展情况。
给出了CIMS应用集成平台的定义、基本特性和功能,介绍了国内外几种典型集成平台产品的基本功能和系统结构,并对它们进行了比较。
结合企业CIMS实施对集成平台支持工具的需求和计算机软件技术的发展趋势,探讨了CIMS应用集成平台的发展趋势。
关键词: 集成平台;计算机集成制造系统;信息集成分布环境企业实施CIMS首先要实现信息集成。
因为它解决了企业各部门间因信息不共享、信息反馈速度慢、信息不全等造成的企业决策困难、计划不准确、库存量大、产品制造周期长等问题,提高了企业的现代化管理水平和整体经济效益。
许多实施CIMS的企业通过信息集成已取得了显著经济效益。
无论是信息集成、功能集成,还是过程集成,都离不开软件工具的支持。
因为企业集成水平的提高在很大程度上取决于软件系统集成水平,所以良好的软件支持工具可以帮助企业实现CIMS应用的快速集成。
集成平台与集成框架就是企业应用的一种先进集成支持工具。
CIMS应用集成平台的产生首先来自企业实际应用对软件系统的需求,其次来自于计算机软件技术本身发展的要求。
软件技术的发展越来越明显地表现出以下特征:软件系统越来越庞大,但是软件系统内部组成模块的规模却越来越小;软件系统的功能越来越复杂,但是系统的开放性却越来越好。
计算机应用软件正在向着不依赖于特定的硬件和操作系统以及具有高度可重用性的方向发展。
开发CIMS应用集成平台的目的就是为企业实施CIMS提供开放的、易维护的、可重构的应用开发与系统运行的集成支持工具。
1 CIMS应用集成平台的概念、功能和基本特性现代集成制造系统(CIMS)是信息时代提高企业竞争力的综合性高技术,是涉及先进制造技术、先进信息技术和现代企业管理技术的多学科综合技术。
本书从理论、方法、技术以及应用的角度,对现代集成制造系统所涉及的复杂问题解决框架、企业建模、业务过程重组、过程优化与仿真、系统集成与集成平台、ERP与供应链管理、敏捷制造、并行工程、虚拟制造和绿色制造等进行了全面的介绍。
先进制造技术课程大作业2012年10月浅谈先进制造技术之CIMS在制造业中的应用现状及趋势王攀天津大学机械工程学院机械工程专业2012级硕士研究生摘要:随着计算机技术和网络技术研究与应用的广泛深入,基于计算机网络的集成制造系统已经成为了新的发展趋势和技术潮流。
CIMS在制造业中的应用越来越广泛。
本文简要介绍了计算机集成制造系统的基本构成,同时也介绍了CIMS在制造业中的应用现状,并展望21世纪CIMS的发展前景。
关键词:计算机集成制造制造业现状趋势0 前言制造业是现代文明的支柱之一。
它是工业的主体,是提供生产工具、生活资料、科技手段、国防装备等的手段以及它们进步的依托,是现代化的动力源之一。
制造应包括从市场分析、经营决策、工程设计、加工装备、质量控制、销售运输、售后服务直至产品报废处理的全过程[1]。
制造技术是为了有效完成制造活动所施行的一切手段的总和。
这些手段包括运用一定的知识、技能、操纵可以利用的物质、工具,采取各种有效的策略、方法等。
在美国,八十年代初人们曾一度认为制造业是“夕阳产业”。
经过一段时间的实践,人们又纷纷回过头来反思当初的看法,重新确认了制造业在国民经济中的支柱产业地位。
制造业决不是“夕阳产业”,但制造技术中确有“夕阳技术”,这些技术同信息化大潮格格不入,同高科技发展不相适应,缺乏市场竞争力,甚至还可能危害生态环境。
而与制造技术中的“夕阳技术”相对应的“先进制造技术”,则是“制造技术”同“信息技术”、“管理科学”等有关科学技术交融而形成的新型技术,可以说,它是高技术的载体,无一工业发达国家不予高度关注。
二十多年来的实践证明,将信息技术应用于制造业,进行传统制造业的改造,是现代制造业发展的必由之路。
计算机集成制造系统(CIMS)就是在这种环境下发展起来的,并且随着发展的深入,CIMS逐渐成为了技术的主流[2]错误!未找到引用源。
1 CIMS简介Computer Integrated Manufacturing Systems是计算机集成制造系统,简称为CIMS。
CIMS系统的实施属于高科技应用范畴,它涉及到企业现代管理、应用数学、计算机科学、通信技术、自动化信息处理。
现代集成制造系统(Contemporary Integrated Manufae-turing Systems)是我国科学家和工程技术人员在传统的计算机集成制造系统的基础上,结合实际国情和制造业的特点,并借鉴当今先进制造技术的最新成果和发展趋势,经过863,CIMS十几年的研究、开发、实施的实践而提出的新一代CIMS的理念,是一种在市场经济环境中帮助企业赢得竞争的理念。
其核心是从市场需求分析、产品定义、研究开发、设计生产、支持(包括质量、销售、采购、发送和服务)到产品最后报废、环境处理等产品全生命周期中各阶段活动的有关的人才组织、经营管理和技术三要素,及其信息流、物流和价值流的有机集成和优化运作,并以此达到产品上市快M、高质(Q)、低耗(C)、服务好(S)和环境清洁(E),进而提高企业的柔性、健壮性、敏捷性,使企业赢得市场竞争。
CIMS作为一个系统由若干个相互关联的分系统组成,通常CIMS可以划分为五个分系统,分别是:工程技术信息分系统(EIS)、管理信息分系统(MIS)、制造自动化分系统(MAS)、质量信息分系统(QIS)、计算机网络与数据库分系统(Network&DB)。
CIMS体系结构如下[1]:图1 CIMS体系结构2 CIMS集成CIMS的关键点是集成。
CIMS不仅仅把技术系统和经营生产系统集成在一起,而且把人(人的思想、理念及智能)也集成在一起,使整个企业的工作流程、物流和信息流都保持通畅和相互有机联系,所以CIMS是人、经营和技术三者集成的产物[3]。
(1)CIMS集成的内涵有三方面,一是技术的集成,二是管理的集成,三是技术与管理的集成;其本质是知识的集成,亦即知识表现形式的集成。
如前所述,现代集成制造技术就是制造技术、信息技术、管理科学与有关科学技术的集成。
“集成”就是“交叉”,就是“杂交”,即取人之长,补己之短。
目前,CIMS 集成化主要指:①现代技术的集成机电一体化是个典型,它是高技术装备的基础。
如微电子制造装备,信息化、网络化产品及配套设备,仪器,仪表,医疗、生物和环保等高技术设备。
②加工技术的集成特种加工技术及其装备是个典型,如增材制造(即快速原型)、激光加工、高能束加工和电加工等等。
③企业集成即管理的集成,包括生产信息、功能、过程的集成。
全生命周期过程的集成,也包括企业内部的集成、企业外部的集成。
(2)CAD、CAPP、CAM集成体系结构的建立CIMS是现代制造业的一种模式,是一种新的制造哲理,它包括,TIS(技术信息系统)、MlS(管理信息系统)、MAS(制造自动化系统)和QCS(质量控制系统)四个功能子系统以及数据库和网络两个支撑子系统,是人、物流、信息的综合集成系统。
3 CIMS集成中的优化计算机集成制造系统的构成技术主要支持信息集成,而现代集成制造系统则强调信息集成基础上的系统优化[2]。
因此,现代集成制造系统的构成技术必须支持信息集成基础上的系统优化。
(1) 现代集成制造系统的技术构成现代集成制造系统是计算机集成制造系统的扩展,其核心是信息集成基础上的系统优化,因此,其技术构成除计算机集成制造系统的构成技术外,还应包括以下两方面的技术:①先进的生产组织和管理模式,如企业经营过程重组,敏捷制造,大批量定制生产,可重构制造等。
②在计算机集成制造系统构成技术的基础上,进一步实施并行工程、虚拟制造、网络化制造、敏捷制造、供需链管理、电子商务和可重构制造等理念和技术。
(2) 现代集成制造系统的优化问题求解现代集成制造系统的优化问题,是实施现代集成制造系统理念的重要目的。
常见的优化问题如下:①生产线的调度优化理论主要指机器不可靠有限缓冲器情况下的串行、并行、混合等生产线的调度问题和可重构生产线调度问题。
②可重人流生产线的调度优化问题其典型的问题是微电子生产线,优化指标是设备利用率、平均增长及等待时间等,间接指标是质量等生产线的投料策略(包括投料速度)及生产过程的调度策略。
4 CIMS 在国内制造业中的研究及应用现状我国开展CIMS研究与应用已经有将近20年的历史。
从90年代开始, 中原制药厂、天津无缝钢管厂、胜利炼油厂等企业已着手CIMS计划,福建炼油厂和兰州化纤厂等一些连续生产企业已成功地实施了CIMS,取得了巨大的经济效益。
与国外CIMS的发展相比,我国在广度和深度上拓宽了传统CIMS的内涵,形成了具有中国特色的CIMS 理论体系。
目前,我国CIMS不仅重视了信息集成,而且强调了企业运行的优化,并将计算机集成制造发展为以信息集成和系统优化为特征的现代集成制造系统(Contemporary Integrated Manufacturing Systems)。
在CIMS 的研究方面,目前我国已造就了一支3000多人的具有较高水平的CIMS研究队伍,CIMS 总体技术的研究已处于国际上比较先进的水平。
在企业建模、系统设计方法、异构信息集成、CAD/CAPP/CAM/CAE、并行工程及离散系统动力学理论等方面也有一定的特色和优势,在国际上已有一定的影响。
863/CIMS主题在近20年的实践中,也已经形成了一支工程设计、开发、应用骨干队伍,总结出了一套适合中国国情的CIMS实施方法、规范和管理机制[2]。
目前,我国的CIMS技术在发展,应用领域也在不断地拓大错误!未找到引用源。
CIMS的进一步试点推广应用已扩展到机械、电子、航空、航天、石油化工、冶金、通信、轻工、纺织、煤炭等行业的60多家企业。
我国863/CIMS研究已形成了一个健全的组织和一支研究队伍,实现了我国CIMS研究和开发的基本框架,建立了研究环境和工程环境,包括国家CIMS实验工程研究中心和七个单元技术开放实验室:集成化产品设计自动化实验室、集成化工艺设计自动化实验室、柔性制造工程实验室、集成化管理与决策信息系统实验室、集成化质量控制实验室、CIMS计算机网络与数据库系统实验室、CIMS系统理论实验室。
在完成了一大批课题研究工作的基础上,陆续选定了一批CIMS典型应用工厂作为利用CIMS 推动企业技术改造的示范点,其中包括成都飞机工业公司、济南第一机床厂、上海二纺机股份有限公司、北京第一机床厂、沈阳鼓风机厂、郑州纺织机械厂、东风汽车公司、广东华宝空调器厂、中国服装研究设计中心(集团)等。
5 CIMS的未来发展趋势人们围绕CIMS的总目标,将并行工程、精良生产、敏捷制造、智能制造、虚拟制造、绿色制造、以及全球制造等许多新概念、新思想、新技术、新方法引入到CIMS当中来。
随着信息技术的发展和制造业市场竞争的日趋激烈,未来CIMS将有向以下七个方面发展的趋势[3]:(1)集成化CIMS的“集成”已经从原先的企业内部的信息集成和功能集成,发展到当前的以并行工程为代表的过程集成,并正在向以精良制造、敏捷制造等为代表的企业间集成发展。
(2)数字化它包括以设计为中心的数字制造、以控制为中心的数字制造和以管理为中心的数字制造。
对数字化制造设备而言,其控制参数均为数字化信号;对数字化制造企业而言,各种信息(如图形、数据、知识、技能等等)均以数字形式通过网络在企业内传递,在多种数字化技术的支持下,企业对产品信息、工艺信息与资源信息进行分析、规划与重组,实现对产品设计和产品功能的仿真,对加工过程与生产组织过程的仿真或完成原型制造,从而实现生产过程的快速重组和对市场的快速反应。
对全球制造业而言,在数字制造环境下,用户借助网络发布信息,各类企业通过网络应用电子商务,实现优势互补,形成动态联盟,迅速协同设计并制造出相应的产品。
(3)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。
制造网络化表现在信息高速公路及其集成基础设施支持下的网络制造系统。
(4)柔性化世界各工业国正积极研究发展企业间动态联盟技术、敏捷设计生产技术、柔性可重组机器技术等,以实现敏捷制造。
(5)智能化进入21世纪以来,制造系统正在由原先的能量驱动型转变为信息驱动型,这就要求制造系统不但要具备柔性,而且还要表现出某种智能,以便应对大量复杂信息的处理、瞬息万变的市场需求和激烈竞争的复杂环境,因此智能制造越来越受到重视。
与传统的制造相比,智能制造系统具有以下特点:①人机一体化;②自律能力强;③自组织与超柔性;④学习能力与自我维护能力;⑤在未来,具有更高级的类人思维的能力。
可以说智能制造作为一种模式,是集自动化、集成化和智能化于一身,并具有不断向纵深发展的高技术含量和高技术水平的先进制造系统,也是一种由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化系统。