CIMS與制造企業(yè)信息化建設

摘要：CIMS系統(tǒng)是實現(xiàn)制造業(yè)信息化的重要途徑，本文結合CIMS的組成及制造業(yè)信息化的實現(xiàn)方式，分析了CIMS工程在制

造業(yè)信息化建設中的實施對策。

關鍵詞：CIMS 制造業(yè) 信息化

1 CIM的理念和CIMS的組成

1.1 CIMS的概念

CIMS是英文（Computer Integrated Manufacturing System）的縮寫，直譯為計算機集成制造系統(tǒng)。計算機集成制造——CIM的概念最早由美國約瑟夫·哈林博士在1973年提出的，其基本出發(fā)點是：①企業(yè)的各種生產(chǎn)經(jīng)營活動是不可分割的，要統(tǒng)一考慮。②整個生產(chǎn)制造過程實質上是信息的采集、傳遞和加工處理的過程。

因此，企業(yè)作為一個統(tǒng)一的整體，必須從全局的、系統(tǒng)的觀點出發(fā)，在各個環(huán)節(jié)，如市場、經(jīng)營、管理、接受訂單、產(chǎn)品設計、仿真分析、工藝規(guī)劃、加工制造、銷售、售后服務進行整體規(guī)劃，廣泛采用新技術和新理念，加速信息流的采集、傳遞和加工處理過程，將企業(yè)生產(chǎn)中有關要素整合，提高工作效率和質量，從而提高企業(yè)的總體水平，在市場競爭中走在前列。

CIM是企業(yè)管理與運行的一種新理念，而CIMS——計算機集成制造系統(tǒng)則是這種理念的實現(xiàn)方式。它從企業(yè)的經(jīng)營目標出發(fā)，綜合衡量企業(yè)中人、技術、設備、管理各自的作用，借助計算機技術，綜合運用工業(yè)設計、制造技術、信息技術、通訊技術、自動化技術、系統(tǒng)工程技術、現(xiàn)代管理技術等的復雜系統(tǒng)，整合企業(yè)生產(chǎn)中的信息流和物流，控制生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質量，縮短交貨周期，從產(chǎn)品全生命周期進行優(yōu)化，從而為企業(yè)創(chuàng)造更高的利潤。

CIMS是自動化程度不同的多個子系統(tǒng)的集成。隨著科學的發(fā)展和技術的進步，計算機技術在工業(yè)生產(chǎn)中運用得以普及，先后出現(xiàn)過多種不同的自動化系統(tǒng)。如管理信息系統(tǒng)（MIS）、物料需求計劃（MRP）系統(tǒng)、制造資源計劃（MRPII）系統(tǒng)，計算機輔助設計（CAD）系統(tǒng)、計算機輔助工藝設計（CAPP）系統(tǒng)、計算機輔助制造（CAM）系統(tǒng)、計算機輔助分析（CAE）系統(tǒng)、制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）、柔性制造系統(tǒng)（FMS）以及數(shù)控機床（NC，CNC）、機器人等。CIMS正是在這些自動化系統(tǒng)的基礎上發(fā)展起來的，它根據(jù)企業(yè)的需求和實際發(fā)展情況（包括設備的自動化程度及信息系統(tǒng)的融合度），把各種自動化系統(tǒng)通過計算機實現(xiàn)信息集成和功能集成。CIMS在宏觀上是針對整個工廠企業(yè)的集成。

1.2 CIMS發(fā)展的階段

從CIMS概念提出至今，CIMS發(fā)展經(jīng)歷了三個主要的階段：

1.2.1 以信息集成為特征

CIMS概念最初于70年代提出，在80年代得以應用并迅速推廣。這一時期CIMS是以信息集成為特征的階段。信息集成使得生產(chǎn)要素之間不再各自為政，相互之間協(xié)調匹配，生產(chǎn)要素潛力得到更大的發(fā)揮，減少生產(chǎn)過程中各種資源的浪費，提高整體效益，以適應這一時期市場競爭的需要。

1.2.2 以過程集成為特征

90年代是信息時代，更是知識的時代，技術發(fā)展越來越快，如何在最短時間內開發(fā)出高質量及用戶能接受的價格的產(chǎn)品，成為企業(yè)在市場競爭的焦點，并行工程應運而生。并行工程（Concurrent Engineering簡稱CE）是對產(chǎn)品設計及其相關過程（包括制造過程和支持過程）進行并行、一體化設計的一種系統(tǒng)化的工作模式。這種方法要求產(chǎn)品開發(fā)人員在設計初始階段就考慮產(chǎn)品整個生命周期中從概念形成到產(chǎn)品報廢處理的所有因素，包括質量、成本、進度計劃和用戶要求。

1.2.3 以企業(yè)集成為特征

隨著技術變革突飛猛進和生活水平提高，人們對新產(chǎn)品的渴求日益增強，市場對于企業(yè)的要求越發(fā)嚴格，產(chǎn)品開發(fā)周期縮短，競爭激烈。在這種嚴峻的形勢下，企業(yè)需要對市場變化及時做出判斷，整合企業(yè)的組織和設備，充分利用市場資源，更快更好的響應市場。企業(yè)的內部間的集成及企業(yè)之間的集成成為這一時期的重要特征。

1.3 CIMS的特點及適用范圍

CIMS的一個重要的特點是集成。集成是將原來獨立運行的多個單元子系統(tǒng)通過某種方式集中在一起，產(chǎn)生聯(lián)系，進而形成一個協(xié)同工作的、功能更強的新系統(tǒng)。集成不是簡單的連接，是經(jīng)過統(tǒng)一規(guī)劃設計，分析原單元系統(tǒng)的作用和相互關系并進行優(yōu)化重組而實現(xiàn)的。與物流、信息流和工作流相對，CIMS的集成可分成物流集成、信息集成和功能集成。它主要以企業(yè)內部集成為主，并考慮與外部環(huán)境的集成。

CIMS的集成重點在信息集成上。但系統(tǒng)集成的最終目的是實現(xiàn)企業(yè)的功能集成。要對系統(tǒng)運行過程進行綜合分析，對系統(tǒng)進行重新設計，使工作流程簡化完善、精美優(yōu)化，使之協(xié)調運行。功能集成要借助各種現(xiàn)代的管理科學成果，并在信息集成的支持下才能實現(xiàn)。

制造業(yè)是利用各種資源（物流、能源、設備、工具、資金、技術、信息、人力等）按照市場要求，通過制造過程，將資源轉化為人們能夠利用的產(chǎn)品的過程。各類制造業(yè)都是物質生產(chǎn)的企業(yè)，都是統(tǒng)一的整體；各種制造過程中的物質采購、存儲、加工處理、運輸?shù)倪^程，也都是信息收集、存儲、加工傳遞的過程；各種制造企業(yè)不論產(chǎn)品類型、生產(chǎn)方式等，都面臨著激烈的市場競爭，都存在改善交貨期、降低產(chǎn)品成本等問題。這些特點決定了CIM是適用于各種制造業(yè)的共同理念。不僅僅是機械制造業(yè)，在家電、電子產(chǎn)品、化工、能源、商業(yè)、社會服務等行業(yè)也是同樣適用的。

2 制造業(yè)的信息化建設

制造業(yè)是國家經(jīng)濟和社會發(fā)展的物質基礎，是一個國家綜合國力的重要體現(xiàn)。我國雖然GDP排在世界前列，但是制造業(yè)只有美國的1/23、日本的1/25、德國的1/18。國內大部分企業(yè)技術創(chuàng)新能力薄弱，不少關鍵技術及設備仍然依賴國外。為了加快產(chǎn)業(yè)升級，實現(xiàn)從制造大國向制造強國的轉變，必須大力推進制造業(yè)信息化變革，提高我國制造業(yè)的競爭力。

信息技術是由計算機技術、通信技術、微電子技術、信息處理技術和控制技術等構成的一種綜合性高新技術。信息技術發(fā)展的浪潮在全球范圍內引發(fā)了一場革命，這場革命對制造業(yè)企業(yè)的發(fā)展模式、競爭模式、運營模式和管理模式都產(chǎn)生了巨大的影響。信息技術成為企業(yè)競爭力和持續(xù)發(fā)展能力的決定因素。新型工業(yè)化的核心內容就是制造業(yè)信息化，即把信息技術應用到企業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)全過程和企業(yè)運行管理的各個環(huán)節(jié)，從而提高企業(yè)市場競爭力的過程。信息化成為推動制造業(yè)進一步發(fā)展的動力。

企業(yè)在信息化建設中存在各種問題，最重要的就是對于信息化建設的認識問題。很多企業(yè)對信息化認識不大清楚，盲目上馬，容易半途而廢，因此，這是導致信息化失敗的重要原因之一。

簡單地把企業(yè)信息化建設認為是構建企業(yè)網(wǎng)絡，實現(xiàn)生產(chǎn)自動化，引進生產(chǎn)管理軟件等是片面的。以上三點固然很重要。但如果忽視信息化的管理問題，就不能從根本上降低生產(chǎn)成本，降低能源和物資消耗，也就難以提高企業(yè)生產(chǎn)效率。企業(yè)的信息化與信息化的管理，相互作用，相互影響，因此，制造業(yè)信息化的關鍵是公司的信息化管理問題。

剛過去的“十一五”中，中國啟動了“制造業(yè)信息化科技工程”，這是我國制造業(yè)信息化工作的里程碑，更加強調科技對推動制造業(yè)的支撐作用，大力推進制造業(yè)信息化，提升科技創(chuàng)新能力，促進經(jīng)濟發(fā)展。在最新發(fā)布“十二五”規(guī)劃中，其中改造提升制造業(yè)的任務中，重點強調推動裝備制造由生產(chǎn)型制造向服務型制造轉變，推進產(chǎn)品數(shù)控化、生產(chǎn)綠色化和企業(yè)信息化。體現(xiàn)出國家對于提升制造業(yè)水平的決心和力度。

3 CIMS在制造業(yè)信息化建設的重要作用

CIMS工程是將CIM原理與企業(yè)實際情況相結合，將CIM理念應用與生產(chǎn)的全周期的工程系統(tǒng)。

3.1 CIMS工程的特點

①CIMS是應用于整個企業(yè)的。

②CIMS是自動化程度不同的多個子系統(tǒng)的集成。

③CIMS是多學科結合的系統(tǒng)工程。

④CIMS工程的長期性。CIMS的復雜龐大，要求較多的投資及持續(xù)性。

針對以上特點，在當今技術變革日新月異的市場環(huán)境下，CIM從系統(tǒng)論出發(fā)，綜合運用各種新技術和新工藝在生產(chǎn)過程中，實現(xiàn)企業(yè)的信息流和物流的優(yōu)化，提高企業(yè)的市場競爭力。CIMS要適應企業(yè)的實際情況，須采取以下幾方面對策：

3.2 企業(yè)管理層對CIMS的支持

CIMS系統(tǒng)建設完成并最終投入使用，離不開管理層的執(zhí)行力，只有管理層充分認識到CIMS對于企業(yè)的重要性，系統(tǒng)才能建設完備，并持續(xù)正常運行。

3.3 CIMS工程要整體規(guī)劃，分布實施

CIMS工程是一個復雜的系統(tǒng)工程，必須進行科學的規(guī)劃，由整體到階段，由淺入深，逐步推進CIMS工程的實施。

3.4 CIMS的集成要綜合考慮企業(yè)內外環(huán)境

企業(yè)根據(jù)其生產(chǎn)產(chǎn)品、生產(chǎn)規(guī)模、生產(chǎn)方式不同，其生產(chǎn)組織方式亦有不同，無論離散制造還是連續(xù)生產(chǎn)，無論大批還是單價、小批生產(chǎn)，企業(yè)都應在內部各環(huán)節(jié)集成的基礎上，與外部緊密相連，及時了解供應商、銷售商、競爭對手等的情況。

3.5 重視人、設備和管理的集成

生產(chǎn)裝備是產(chǎn)品制造的直接實現(xiàn)工具。除了電氣化、自動化外還應實現(xiàn)智能化、數(shù)字化，這點在CIMS中必須著重考慮。另外由于系統(tǒng)中不可能沒有人參與，且CIMS系統(tǒng)運行效果不僅與所采用的各種新技術有關，還與企業(yè)的運行機制、管理模式關系緊密。所以除了設備外，還要強調設備、管理與人的集成。

3.6 CIMS要從產(chǎn)品全生命周期角度考慮

CIMS發(fā)展已經(jīng)進入企業(yè)集成為特征的階段，在此階段，企業(yè)需要根據(jù)市場變化及時采取應對措施。如果從產(chǎn)品研發(fā)階段就開始分析產(chǎn)品投放市場的影響，不斷地改進設計，提高產(chǎn)品質量，降低生產(chǎn)成本，使得產(chǎn)品具有較強的競爭力，并在供應鏈上對資源進行優(yōu)化，形成聯(lián)盟創(chuàng)造規(guī)模效應。

4 結論

CIMS是當今實施企業(yè)信息化的主要形式。CIMS的核心是集成，包括信息集成、過程集成和企業(yè)間集成。CIMS推動了工業(yè)信息化技術發(fā)展，是提高核心競爭力的戰(zhàn)略和前沿技術。我國盡管在CIMS的應用和開發(fā)起步較晚，但是已經(jīng)有越來越多的企業(yè)認識到CIMS對于企業(yè)信息化建設的重要性，企業(yè)建設CIMS系統(tǒng)必須從自身的客觀實際出發(fā)，科學規(guī)劃，分布實施，才能建立起適應時代的信息化系統(tǒng)，搶占市場競爭的制高點。

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作者簡介：郭明哲（1983-），男，河南林州人，助理工程師。