分析制造业信息化进程

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1、分析制造业信息化进程 半个世纪以来,特别是近三十年来,信息革命已经渗入至各个经济部门,迅速变化着老式产业和整个经济的面貌。计算机和通信技术的迅猛发展极大地拓展了制造业的广度和深度,产生了一批新的制造哲理和制造技术,使制造业正发生着质的奔腾。纵观制造业信息化进程,可将其分为如下几种阶段： 功能自动化阶段。七十年代电子技术和计算机技术的发展为生产领域的自动控制提供了也许，使得以计算机为辅助工具的制造自动化技术成为可行，由此浮现了计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)、计算机辅助工艺规划（CAPP）、物料管理筹划（MRP)等自动化系统。 信息集成阶段。八十年代针对设计、加工和管理中存在的

2、自动化孤岛问题，实现制造信息的共享和互换,采用计算机采集、传递、加工解决信息，形成了一系列信息集成系统,如CAD/CAPPCA、D/MP、CPP R，CIMS。过程优化阶段。九十年代信息和通信技术在知识经济发展过程中处在中心地位,意识到除了信息集成这一技术外,还需要对生产过程进行优化。如用并行工程(CE）措施, 在产品设计时考虑下游工作中的可制造性、可装配性等，重组设计过程,提高产品开发能力;用经营过程重构(BR),将构造调节成适应全球制造的新模式。 敏捷化阶段。九五年后来,以Internet为代表的国际互联,正以极快的速度在发展。Iernt在变化信息传递方式的同步也变化着组织管理方式,使以满

3、足全球化市场顾客需求为核心的迅速响应制造活动成为也许,敏捷制造（M)、虚拟制造（M)等新的制造模式应运而生。 从制造业信息化进程可看出,随着信息技术、计算机技术的迅速发展,从知识到应用之间的间隔越来越短，将来的制造业在某种意义上将成为一种信息产业,信息将成为制造业的决定因素,用信息技术增进将来制造的改造已成为时代潮流。21世纪,世界制造业发展的总趋势是:信息技术在增进制造业发展过程中的作用仍然是第一位;独占性技术决定了产品的价值和价格；联合和竞争两位一体，并超过国界,敏捷性成为制造业追求的目的；管理创新对制造业发展的作用日益突出。制造技术继续环绕信息化、智能化、精密化、集成化和绿色化方向发展。

4、 2 敏捷制造信息化需求 信息需求 信息革命促使了市场全球化,使现代呈现集团化、多元化和动态联盟的发展趋势:跨越不同的地区，产品波及多种领域。这些需要及时理解各地分公司的生产经营状况,同一不同部门、不同地区的员工之间也需要及时共享大量信息,和顾客之间以及与其合伙伙伴之间也存在着大量的信息交流。只有理解信息的需求，才干有效管理组织这些信息，选择合伙伙伴,实现敏捷化制造。信息波及有关产品设计、筹划、生产资源、组织等类型的数据,不仅数据量大,数据类型和构造复杂，并且数据间存在复杂的语义,数据载体也是多介质的。 制造业中信息按其需求可分为两部分:产品制造信息、服务信息。其中产品制造信息涉及产品信息和工

5、艺信息。 产品信息 涉及与产品制造有关的所有信息，如产品几何拓扑信息(3D实体模型、2D图纸以及VRL格式图片等)、加工规定信息、构成产品零件的材料和热解决信息、装配规定信息、产品检查信息、产品功能信息、产品制导致本和制造周期等信息。工艺信息 涉及产品制造过程中的多种加工措施及其应用范畴、设计规范,用于新产品的加工工艺性和设计可行性评价,提供多种加工手册、设计手册。 服务信息涉及产品市场信息(产品基本价格、批量价格、价格的有效期和交货期)、生产能力信息(重要设备、特殊设备、大型设备)、产品开发能力信息等。 络服务需求 对制造业来说,络应用服务的需求重要集中在如下几种方面： 但愿上发布信息,如简

6、介、产品简介等;能有行业性的专业站提供行业信息、行业动态等; 能在上理解有关的政策法规，为活动提供根据能在上跟踪行业技术信息，为开发适合市场需求的新产品; 与顾客进行上信息的交流，及时反馈顾客意见,组织上顾客的培训与产品使用问题的解决等;与协作生产进行上的信息交流和商务活动,提高工作效率;开展上的商务活动，如产品销售、产品的虚拟展示等；数字化产品模型共享,建立一种虚拟三维产品的“图书馆”,让各分享,减少巨大的反复性CAD造型工作。 制造业信息化建设和研究现状 信息化现状 目前国内在信息高速公路上投入了大量的建设资金，全国的信息高速公路络已初具规模。的CD、CMS、ERP等方面的信息化建设也积累

7、了不少经验,但信息化建设的发展也浮现了不平衡，如： “信息公路上的车不多”，上信息量少,内容不够丰富,不能吸引顾客; 上费用还太高，不能被广大顾客所接受; 技术上还较为复杂,顾客无法自我维护;上的电子商务条件还不成熟，无法进行上交易; nernt服务提供者(IS）和Intere内容提供者（CP)的服务质量尚有待改善;众多老式的传媒业正面临着重新划分市场的剧烈竞争。必须解决如何运用信息络为广大顾客,特别是直接发明财富的制造业提供更多更好的服务这一问题。 制造业络工程研究现状市场的全球化使得之间的竞争更加剧烈,浮现了一系列现代生产模式和制造哲理,规定变化既有的组织构造，实现多种敏捷组织形式，如项目

8、任务协同功能工作小组、虚拟集团及多种合伙组织机构，建立起协同合伙为主导的“竞争 � 合伙 &; 协同”机制。络技术和计算机技术的发展,为制造业中海量信息的解决提供了也许,增进了敏捷络化工程的组建。 国外典型研究有26:1年美国能源部提出了“敏捷制造的使能技术(TAM)”,T集成产品的设计和制造，建立了一种“产品实现过程模型”；“全美工厂络(FA)”建立于195年,是国家工业数据库,提供涉及生产能力,多种工程服务项目、产品及其价格和性能数据、销售和顾客服务专门服务；95年洛克海德马丁航空公司建立“制造系统的敏捷基本设施络AISnet”,运用国际互联支持和管理敏捷的供应链;美国通用电器研究和

9、开发部的“计算机辅助制造络(CAMn)”建立于996年，它通过Intern提供多种制造支撑服务，如产品设计的可制造性、加工过程仿真及产品的实验等,使得集成的成员可以迅速连接和共享制造信息。这些络重要为大公司的成员和客户提供服务。 国内的重要研究有： 虚拟异地合伙设计组织 重要强调在产品设计和开发中,获取设计知识的异地合伙。国内存在一批可以支持产品开发中设计知识获取的资源或潜在资源,要使这些资源以及外资源能以开发某项产品的行为为中心并和组织在一起,共同为这个项目的完毕进行设计知识、特别是新知识的获取工作。已有某些异地合伙设计组织的新概念和核心技术研究,在实验室中有某些局部非常初级的实验,如上海交

10、通大学与上飞厂之间进行了异地设计的联实验；西安交通大学、清华大学与上海交通大学等高校也在筹划异地合伙设计,但这些工作仍属开始阶段。 分散络化生产系统,强调生产系统的络化。分散络化是指将动态的、没有固定从属关系的和地理上相隔的集团,运用信息和通讯技术把它们加以组织起来进行生产,迅速地以合理的成本将产品从设计转入生产。通过国际互联，对产品设计、工艺、生产和工况信息从一种生产单元传送到异地的生产单元进行测试。上海先进制造技术中心于98年提供的上海交通大学的迅速原形制造中心的上服务，同济大学也与香港某些中小型进行了联合伙制造模具的实验，但这样的系统还需要有进一步的研究和配套措施。4 敏捷制造络工程实行

11、建议运用互联、内部，构建敏捷制造络集成平台,可建立有关和高校、研究所、研究中心等结合成一体的敏捷制造络体系,实现基于络的信息资源共享和设计制造过程的集成；建立以络为基本的，面向广大中小型的先进制造技术虚拟服务中心和培训中心,建立络化制造工程,具体实行涉及基于Intrnt 的制造环境内部络化和基于ntnet制造业与外界的络化,如图1。基于Intanet的制造环境内部络化实现中工程设计、管理信息系统等制造过程各子系统的集成,完毕内部的 图1制造业信息化络工程建议 建设，深化应用CAD、CS技术,提高在计算机络支持的新型制造模式下的管理水平。 基于Intert与外界信息交流 通过Iternet可实现

12、与外界的，其中重要内容涉及: 敏捷供应链。把生产商、供应商、销售商等在一条链路上的所有环节都起来并进行优化,使生产资料以最快的速度,通过生产、分销环节变成增值的产品,送到消费者手 使资源得到优化配备,更重要的是通过信息络,简介及产品,实现生产与销售的有效连接， 物流、信息流、资金流的合理流动。 公共数据中心。建立公共数据中心,即上的制造资源信息库,也就是用现代化手段使信息和知识为最大也许多的需求者服务,充足体现其价值。这里的资源涉及了富余的生产能力、特种制造手段、CAD/CE/CAM软件；原则件、通用件、图库；多种人才信息；技术信息和产品信息。远程服务体系。远程服务是在资源的需求者和提供者之间

13、架设起现代化的交通。特别是象迅速成型(RP)等先进制造技术与装备,这些技术往往比较复杂,并且这些设备往往比较昂贵,不是所有都能容易添置的。此外，每个单独拥有这样的资源,往往使用效率不高，导致资源的闲置与挥霍。建立远程服务体系就可以使上述问题得到较圆满的解决。建立这样的体系,一方面要有掌握某项先进制造技术和拥有必要设备资源的“服务中心”,然后要研究erne/web分布式络计算与络安全支持技术,建立基于wb客户机/服务器分布式计算模式的、支持多种顾客、多种站点的远程服务系统的体系构造。 异地设计和制造。不受地区限制,由多种异地的构成动态联盟,合伙开发同一产品，从而保证抓住转瞬即逝的市场机遇，赢得竞

14、争。其核心的问题在于分布式产品设计与制造的过程集成与管理,异构、跨平台的设计与制造工具。研究内容涉及：远程项目组织与管理;络安全性;数据互换格式;远程信息维护；远距监测与控制机理等等。 虚拟学校。信息日新月异的变化使继续教育显得尤为重要，可以用络技术将培训资源充足调动起来,构成虚拟的“先进制造技术学校”,在知识的传授者与吸取者之间构筑“多对多”的通道,打破空间与时间的限制,使更多的劳动者得到培训的机会。这需要一方面进行上教学的课程建设，同步要建立由若干个培训中心联构成的培训,还要制作与上教学相匹配的教材及音像资料,建立教与学进行交流的机制和培训的运营机制,研究培训的评估措施。为了提高培训质量，

15、还应将虚拟制造技术的研究与上培训结合起来。 5制造络实现的核心技术 在信息技术的条件下,将分布于世界各地的产品、设备、人员、资金、市场等资源有效地集成起来,采用多种类型的合伙形式，建立以络技术为基本的、高素质员工系统为核心的敏捷制造运作模式,其核心技术有: 分布式络通讯技术912。 Iteet、Intran、W等络技术的发展使异地的络信息传播、数据访问成为也许。特别是Wb技术的实现,可以提供一种支持成本低、顾客界面和谐的络访问介质,解决制造过程中顾客访问困难的问题。络数据存取、互换技术。络按集成分布框架体系存储数据信息,根据数据的地区分布,分别存储各地的数据备份信息，有关产品开发、设计、制造的集成信息存储在公共数据中心中,由数据中心协调统一管理,通过数据中心对各职能小组的授权实现对数据的存取。 CS技术。CIM工程项目重要涉及生产筹划管理、自动化制造系