我国计算机集成制造系统.doc

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1、我国计算机集成制造系统(CIMS)的现状及未来发展一 CIMS的发展历程信息技术和机电一体化技术的发展推动了制造业产业结构的不断变革，促进了生产过程自动化水平进一步提高。企业自动化也由“点”(单机自动化)到“线”(由多种自动化设备组成的生产线)，再由“线”发展到“面”(引入柔性制造系统，实现企业全部作业流程的自动化)，进而由“面”向“立体”(企业全部生产系统和企业内部业务实现综合自动化)的方向发展，以期实现企业全部业务的一元化、集成化和高效化。计算机集成制造(CIM)技术正是制造业实现这一愿望的技术途径。计算机集成制造系统(CIMS)是当代生产自动化领域的前沿学科，也是集中多种高新技术为一体的

2、现代化制造技术。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

3、持续稳步地增长。经过十多年的实践，我国863计划CIMS主题专家组在1998年提出的新定义为“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（时间）、Q (质量)、C（成本）、S（服务）、E（环境），从而提高企业的市场应变能力和竞争能力。”二 我国CIMS的现状进入20世纪80年代，发达国家经过几十年大工业生产的积累，人们的基本物质需要得到了相对满足。为了适应人们日益多样化的需求，市场

4、竞争空前激烈。市场竞争和计算机技术的发展，引起了企业对CIM的强烈需求。由于CIM 对广大制造业企业的生存和发展具有战略意义，而制造业对一个国家的国民经济发展具有举足轻重的作用，因而工业发达国家先后对CIM 的发展给予了很大关注，制订了长期发展规划，并采取切实有效的措施推进其在众多企业中的应用。国外开展CIMS的研究与应用已有20多年历史。世界各国都十分重视CIM等制造系统集成技术的研究与开发，欧、美等发达国家将CIM技术列入其高技术研究发展战略计划，给予重点支持。我国开展 CIMS研究与应用已有近20年的历史。我国从1986年开始实施“高技术研究和发展计划(即863计划)”，CIMS是其中的

5、一个主题。863/CIMS的任务是促进我国CIMS的发展和应用。 从1990年开始，胜利炼油厂、中原制药厂、天津无缝钢管厂等企业已着手CIM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的发展相比较，我国已在深度和广度上拓宽了传统CIM的内涵，形成了具有中国特色的CIM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。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

6、较先进的水平。在企业建模、系统设计方法、异构信息集成、基于STEP的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或优势，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，总结出了一套适合国情的CIMS实施方法、规范和管理机制。1994年，清华大学国家CIMS工程研究中心获得了美国SME( 制造工程师学会)的CIMS“ 大学领先奖”，这标志着我国CIMS的研究水平进入了国际先进行列。1995年，北京第一机床厂荣获SME 的CIMS“世界工业领先奖”，这标志着我国一些试点企业的CIMS的应用达到了国际领先

7、水平。 目前，我国的CIM 技术在发展，应用领域也在不断地拓宽。CIMS的进一步试点推广应用已扩展到机械、电子、航空、航天、轻工、纺织、石油化工、冶金、通信、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系统理论方法实验室。在完成了一大批课题研究工作的基础上

8、，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、沈阳鼓风机厂、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、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。 三 我国CIMS未来发展CIMS是一种基于生产哲理指导下企业信息化、现代化的方向、思想和方法，它不是某种固定的模式，它的出现是科学技术迅速发展和市场竞争日益激烈的必然结果，因而，研究和应用时，要抓住CIMS“信息的观点、系统的观点”的本质，将先进的信息技术与制造业的实际需求相结合，促进企业新产品自主开发能力、市场开拓能力和整体管理水平的提高。

9、对于的确需要进行大规模技改的企业，要实现较全面的信息集成和生产优化，可能投入较大。对于多数企业，只要针对瓶颈，适当投资，实现局部信息集成，充分利用企业原有资源，融化信息孤岛，降低项目成本，也可以达到生产经营的一定范围内的优化，同样可以取得显著的经济效益和社会效益。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 将有向以下八个方面发展的趋势。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，并正在向以敏捷制造为代表的企业间集成发展。2）数字化 从产品的数字化设计开始，发展到产品生命周期中各类活动、设备及实体的数字化。3）虚

10、拟化 在数字化基础上，虚拟化技术正在迅速发展，它主要包括虚拟显示（VR）、虚拟产品开发（VPD）、虚拟制造（VM）和虚拟企业等。4）全球化 随着“市场全球化”“网络全球化”、“竞争全球化”和“经营全球化”的出现，许多企业都积极采用“全球制造”、“敏捷制造”、和“网络制造”的策略，CIMS也将实现“全球化”。5）柔性化 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。6）智能化 是制造系统在柔性化和集成化基础上，引入各类人工智能和智能控制技术，实现具有自律、智能、分布、仿生、敏捷、分形等特点的下一代制造系统。7）标准化 在制造业向全球化、网络化、集成化和

11、智能化发展的过程中，标准化技术（PTEP、EDI和P-LIB等）已显得越来越重要。它是信息集成、功能集成、过程集成和企业集成的基础。8）绿色化 包括绿色制造、环境意识的设计与制造、生态工厂、清洁化生产等。它是全球可持续发展战略在制造业中的体现，是摆在现代制造业面前的一个崭新课题。CIMS作为新型的生产模式，其本身也处于不断的发展更新之中，各种有关的新概念、新思想不断提出，也易于融合其它领域的有益成份。并且CIMS有着非常强的应用背景，制造业实际的变化和需要也会推动CIMS的研究和发展。因此，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、虚拟制造以及全球制造等许多新概念、新

12、思想、新技术、新方法引入到CIMS，这些新概念(模式)都有其自身特有的生产过程组织形式，并与特定的生产管理方法相联系，形成技术、组织管理和人的全面集成。这些现代模式的提出和研究推动了CIMS的研究和发展，使制造业展现出前所未有的新的发展局面。 CIMS在我国正得到各行各业越来越多的关注和投入。1986年863/CIMS刚启动时，人们认为“CIMS离我们还很遥远”。1989年一些大中型骨干企业出于企业发展的需要，要求实施CIMS工程，这时人们感到“CIMS正向我们走来”。我国的CIMS研究工作，已经从实验示范阶段走向了实际应用阶段，不少企业想通过应用CIMS来取得更大的效益，有了这样的需求驱动，CIMS这一高技术必将取得持久的发展。