企业信息化工程的系统集成.ppt
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1、第七章第七章 企业信息化工程的系统集成企业信息化工程的系统集成 企业信息化工程的集成系统企业信息化工程的集成系统CIMS 企业信息化工程中的集成问题企业信息化工程中的集成问题 信息集成信息集成/过程集成过程集成/企业集成企业集成/人的集成人的集成 集成平台与集成框架集成平台与集成框架 CIM(Computer Integrated Manufacturing)即即计计算算机机集集成成制制造造或或计计算算机机综综合合制制造造是是由由美美国国的的约约瑟瑟夫夫哈哈林林顿顿(Joseph Harrington)于于1973年年首首先先提提出的。哈林顿提出的出的。哈林顿提出的CIM概念中有两个基本观点:
2、概念中有两个基本观点:(1)企企业业生生产产的的各各个个环环节节,即即从从市市场场分分析析、产产品品设设计计、加加工工制制造造、经经营营管管理理到到售售后后服服务务的的全全部部生生产产活活动动是是一一个个不不可可分分割割的的整整体体,要要紧紧密密连连接接,统统一一考虑。考虑。(2)整整个个制制造造过过程程实实质质是是一一个个数数据据的的采采集集、传传递递和和加加工工处处理理的的过过程程,最最终终形成的产品可看作是数据的物质表现。形成的产品可看作是数据的物质表现。这这两两个个观观点点至至今今仍仍是是CIM的的核核心心部部分分,其其实实质质内内容容就就是是信信息息(数数据据)的的集集成。成。虽虽然
3、然哈哈林林顿顿根根据据计计算算机机技技术术在在制制造造业业中中的的应应用用预预见见其其必必然然发发展展趋趋势势而而提提出出CIM的的概概念念,但但由由于于当当时时计计算算机机的的应应用用尚尚不不普普遍遍,市市场场竞竞争争还还未未达达到到必必须须迫迫切切发发展展CIMS的的地地步步,因因此此这这一一概概念念并并没没有有引引起起人人们们足足够够的的重重视视,直直到到80年代初,它才逐渐被广泛接受。年代初,它才逐渐被广泛接受。(1)(1)什么是什么是CIM和和CIMS 1.1.CIMS CIMS(Computer Integrated Manufacturing Systems)即计算机集成制造系统
4、是基于即计算机集成制造系统是基于CIM思想的现思想的现代制造系统。近年来,人们把代制造系统。近年来,人们把CIMS更多地看成一种更多地看成一种哲理,看成是一种企业经营管理和技术集成模式,同哲理,看成是一种企业经营管理和技术集成模式,同时特别强调人的作用。例如美国制造工程师学会时特别强调人的作用。例如美国制造工程师学会(SME)1993年提出年提出CIMS新轮图就体现了上述思想。实新轮图就体现了上述思想。实施施CIMS的目的是为了提高企业在激烈的市场竞争中的目的是为了提高企业在激烈的市场竞争中的竞争能力,赢得竞争的胜利。要赢得竞争的胜利即的竞争能力,赢得竞争的胜利。要赢得竞争的胜利即要占领市场,
5、就必须满足用户不断增长的需要。所以要占领市场,就必须满足用户不断增长的需要。所以可以说满足用户的需求是成功实施可以说满足用户的需求是成功实施CIMS的关键,用的关键,用户是户是CIMS的核心。的核心。1997年年5月月,国国家家科科委委对对CIMS的的最最新新定定义义为为:CIMS是是企企业业组组织织、管管理理和和运运行行的的新新模模式式。它它综综合合运运用用现现代代制制造造技技术术、信信息息技技术术、自自动动化化技技术术和和管管理理技技术术,将将企企业业各各项项活活动动中中的的人人、技技术术和和经经营营管管理理,以以及及信信息息流流、物物料料流流和和资资金金流流有有机机集集成成,并并实实现现
6、企企业业整整体体优优化化,从从而而达达到到产产品品上上市市快快、质质量量高高、成成本本低低和和服服务务好好,使使企业赢得市场竞争。企业赢得市场竞争。CIMS的的核核心心是是“集集成成”,包包括括企企业业各各种种经经营营活活动动的的集集成成、企企业业各各个个生生产产系系统统与与环环节节的的集集成成、各各种种生生产产技技术术的的集集成成、企企业业部部门门组组织织间间的的集集成成和和各各类类人人员员之之间间的集成。的集成。CIMSCIMS的集成思想的集成思想人人技技 术术经营经营情情 感感智智 慧慧价价 值值生生 产产物料流物料流物料流物料流组织组织组织组织结构结构结构结构企业企业企业企业文化文化文
7、化文化应变应变应变应变能力能力能力能力信息流信息流信息流信息流能量流能量流能量流能量流 CIMS有有3个个要要素素经经营营、技技术术及及人人/机机构构,如如图图所所示示。这这3个个要要素素互互相相作作用用,互互相相支支持持,使使制制造造企企业业达达到到优优化化。根根据据这这3个个要要素素相相互互的的关关系系可可以以看看出出有有4类类集集成成问问题需要加以解决:题需要加以解决:CIMS的三要素的三要素 (1)利用计算机技术、自动化技术、利用计算机技术、自动化技术、制造技术和信息技术等来支持企业达制造技术和信息技术等来支持企业达到预期的经营目标,如缩短产品设计到预期的经营目标,如缩短产品设计与开发
8、周期,提高产品质量,减少库与开发周期,提高产品质量,减少库存量等。即经营目标是企业建立存量等。即经营目标是企业建立CIMS的目的,技术是一种手段。的目的,技术是一种手段。(2)利利用用技技术术来来支支持持企企业业中中各各种种人人员员的的工工作作,使使之之能能互互相相配配合合,并并协协调调一一致致,例例如如通通过过共共享享数数据据库库,使使产产品品设设计计人人员员能能及及时了解产品制造的可能性。时了解产品制造的可能性。(3)通通过过改改进进组组织织机机构构、培培训训人人员员及及提提高高人人员员素素质质,支支持持企企业业达达到到经经营营目目标标,即即人人/机机构构和和技技术术一一样样也也是是实实现
9、现CIMS的的一一个个重要手段。重要手段。(4)统一管理并实现经营、人统一管理并实现经营、人/机构及技术三者的集成。机构及技术三者的集成。从计算机集成制造到现代集成制造系统从计算机集成制造到现代集成制造系统 从国外的计算机集成制造系统概念开始,经过从国外的计算机集成制造系统概念开始,经过信息集成、过信息集成、过程集成和企业集成程集成和企业集成的研究和实践,的研究和实践,CIMS专家组于专家组于1998年提出了年提出了现代集成制造系统现代集成制造系统(Contemporary Integrated Manufacturing System)的新概念,这已大大超过了国外早期对的新概念,这已大大超过
10、了国外早期对CIMS的认识。的认识。最初最初CIMS的含义侧重于信息集成,信息集成是早期的含义侧重于信息集成,信息集成是早期CIMS的的基本内容。而现代集成制造系统强调的是系统集成,它包含了基本内容。而现代集成制造系统强调的是系统集成,它包含了信息集成和系统优化两方面的含义。而过程集成和企业集成,信息集成和系统优化两方面的含义。而过程集成和企业集成,不仅在信息集成的深度和范围上有所扩展,更多的是从系统优不仅在信息集成的深度和范围上有所扩展,更多的是从系统优化的角度提出来。化的角度提出来。所以现代集成制造系统可以更好地反映所以现代集成制造系统可以更好地反映CIMS丰富的内涵。因为它可以涵盖信息集
11、成、过程集成和企业丰富的内涵。因为它可以涵盖信息集成、过程集成和企业集成以及后续的新发展,也可以用集成以及后续的新发展,也可以用“现代现代”一词来包含当代在一词来包含当代在系统论、信息化、集成化、网络化、虚拟化、智能化等方面促系统论、信息化、集成化、网络化、虚拟化、智能化等方面促进制造系统更快发展的新技术、新方法。进制造系统更快发展的新技术、新方法。Computer Integrated Manufacturing System(2)863计划是计划是86年年3月由四位全国著名院士月由四位全国著名院士“王大珩王大珩”、“王淦昌王淦昌”、“陈芳允陈芳允”、“杨嘉墀杨嘉墀”倡导发倡导发起的起的“高
12、技术计划高技术计划”,故命名为国家,故命名为国家863计划。计划。863计划下分多个研究领域,自动化领域是其中的计划下分多个研究领域,自动化领域是其中的1个。个。自动化领域又下分两个主题:自动化领域又下分两个主题:CIMS和机器人。和机器人。“国家国家863/CIMS主题主题”的写法由此而来。的写法由此而来。最近,国家天文台将以最近,国家天文台将以863计划四位倡议人计划四位倡议人“王大王大珩珩”、“王淦昌王淦昌”、“陈芳允陈芳允”、“杨嘉墀杨嘉墀”命名命名发现的四颗小行星。发现的四颗小行星。国家国家863计划:计划:1986-2000 “十十.五五”863:2001-2005(3)863/C
13、IMS简介简介“九五九五”期间期间863“自动化领域自动化领域”分:分:CIMS和和机器人机器人两个主题。两个主题。“十五十五”期间期间863“先进制造与自动化技术领域先进制造与自动化技术领域”分:分:现代集成制造系统现代集成制造系统和和机器人机器人两个主题。两个主题。现代集成制造系统现代集成制造系统:数字化设计与制造系统、过程自动化数字化设计与制造系统、过程自动化系统、企业管理与电子商务系统、现代集成制造系统平台和系统、企业管理与电子商务系统、现代集成制造系统平台和行业行业/区域现代集成制造系统区域现代集成制造系统5个专题。个专题。机器人机器人:制造工艺与装备、特种机器人、基础部件及系统制造
14、工艺与装备、特种机器人、基础部件及系统和机群智能化工程机械和机群智能化工程机械4个专题。个专题。1994年,年,清华大学清华大学国家国家CIMS工程研究中心获得美工程研究中心获得美国国SME(制造工程师学会制造工程师学会)的的CIMS“大学领先奖大学领先奖”,这,这标志着我国标志着我国CIMS的研究水平进入国际先进行列。的研究水平进入国际先进行列。1995年,年,北京第一机床厂北京第一机床厂荣获荣获SME的的CIMS“工业领工业领先奖先奖”,这标志着我国一些试点企业的,这标志着我国一些试点企业的CIMS应用达应用达到国际先进水平。到国际先进水平。“大学领先奖大学领先奖”和和“工业领先奖工业领先
15、奖”一般每年在世界一般每年在世界范围内各评选一名。中国已经成为除美国外唯一获得范围内各评选一名。中国已经成为除美国外唯一获得此两项大奖的国家。此两项大奖的国家。2000年,年,华中理工大学华中理工大学CIMS中心又荣获了中心又荣获了SME颁颁发的发的大学领先奖大学领先奖,这是继,这是继1994年清华大学之后我国年清华大学之后我国大学再次获奖,使我国成为目前世界上除美国之外唯大学再次获奖,使我国成为目前世界上除美国之外唯一两次以上获大学领先奖的国家。一两次以上获大学领先奖的国家。建成一批国内领先的高水平研究开发基地建成一批国内领先的高水平研究开发基地l 1个国家级个国家级CIMS工程中心工程中心
16、(ERC),9个配套的国内领先的个配套的国内领先的CIMS工程实验室,工程实验室,7个国家个国家863成果产业化基地;成果产业化基地;l l 10个配套的国内领先的个配套的国内领先的CIMS培训中心。培训中心。培养一支跨世纪的研究、开发、应用骨干队伍(培养一支跨世纪的研究、开发、应用骨干队伍(10000人)人)CIMS主题在十几年的研究、开发和应用过程中,培养主题在十几年的研究、开发和应用过程中,培养锻炼了一支上万人的优秀的技术和管理人才队伍,涉及电锻炼了一支上万人的优秀的技术和管理人才队伍,涉及电子、通信、计算机、机械、精仪、管理、营销、财务、会子、通信、计算机、机械、精仪、管理、营销、财务
17、、会计等近计等近20个专业。其中博士后个专业。其中博士后180人,博士人,博士1067人,硕士人,硕士1596人。通过人。通过CIMS培训中心完成针对企业管理人员、技术培训中心完成针对企业管理人员、技术人员等不同层次的培训达人员等不同层次的培训达200万人时。万人时。863十五周年成果展十五周年成果展按计算机应用的规模,企业信息化大致可分为如下几个阶段:按计算机应用的规模,企业信息化大致可分为如下几个阶段:(1)单单机机的的计计算算机机应应用用 如如采采用用CAD提提高高工工程程设设计计及及绘绘图图的的效效率率和质量,采用计算机进行财务、工资或合同等单项管理。和质量,采用计算机进行财务、工资或
18、合同等单项管理。(2)局局域域网网支支持持下下的的计计算算机机应应用用 用用计计算算机机网网络络技技术术实实现现跨跨部部门门的的计计算算机机应应用用,如如产产品品设设计计部部门门基基于于网网络络和和数数据据库库的的CAD、CAPP、CAE以以及及各各管管理理部部门门的的MRPII应应用用。其其技技术术水水平平和和效效益益比以前提高了一步。比以前提高了一步。(3)网网络络数数据据库库支支持持下下全全企企业业范范围围的的计计算算机机应应用用综综合合系系统统 这这是是CIMS的的信信息息集集成成阶阶段段。这这一一阶阶段段把把企企业业各各个个单单元元的的计计算算机机应应用用如如CAD、CAE、CAPP
19、、CAM、MRPII车车间间管管理理与与控控制制、质质量量保保证证以以及及办办公公、辅辅助助决决策策等等集集成成起起来来,实实现现信信息息资资源源共共享享、优优化化运运行行,使使企企业业产产品品上上市市时时间间(T)更更快快、质质量量(Q)更更好好、成成本本(C)更更低低、服务服务(S)更好,使企业有更强的竞争能力。更好,使企业有更强的竞争能力。(4)广域网、因特网支持下的企业间信息集成和资源优化广域网、因特网支持下的企业间信息集成和资源优化 这一这一阶段企业的信息化突破了企业的界限,这是敏捷制造阶段的企业阶段企业的信息化突破了企业的界限,这是敏捷制造阶段的企业信息化。信息化。863/CIMS
20、主题提出的现代集成制造系统,包含了企业信主题提出的现代集成制造系统,包含了企业信息化的第三、第四两个阶段。息化的第三、第四两个阶段。可可以以说说,CIMS是是一一体体化化的的企企业业信信息息化化,是是企企业业信信息息化化的的高高级级阶阶段段。企企业业信信息息化化的的第第一一、第第二二阶阶段段为为CIMS的实施创造了技术和人才的基础。的实施创造了技术和人才的基础。需要指出,需要指出,企业信息化是企业从经营、生产、管企业信息化是企业从经营、生产、管理需求出发,量力而行的实现过程,一切以是否对提理需求出发,量力而行的实现过程,一切以是否对提高企业竞争能力有利为依据。高企业竞争能力有利为依据。而今天,
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