CIMS企業(yè)應(yīng)用發(fā)展策略分析

張蕾 何長(zhǎng)林 李海軍

摘 要： 對(duì)我國(guó)企業(yè)實(shí)施CIMS的現(xiàn)狀及必要性進(jìn)行了分析，在此基礎(chǔ)上運(yùn)用并行工程的哲理，對(duì)產(chǎn)品及相關(guān)過(guò)程包括離散型制造過(guò)程和支持過(guò)程進(jìn)行并行集成化的處理，針對(duì)我國(guó)國(guó)情，從企業(yè)需求、政府視角、技術(shù)先進(jìn)性和人才培養(yǎng)等方面提出了CIMS在我國(guó)企業(yè)應(yīng)用的發(fā)展策略，以消除企業(yè)對(duì)應(yīng)用先進(jìn)制造技術(shù)的困惑。

關(guān)鍵詞： CIMS； 離散型制造； 發(fā)展策略； 并行工程

中圖分類號(hào)：G71 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1006-8228（2014）02-09-02

0 引言

CIMS（Computer Integrated Manufacture System）計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)的概念是1973年由美國(guó)學(xué)者約瑟夫·哈林頓在《Computer Integrated Manufacturing》一書中首次提出的。它的內(nèi)涵是借助計(jì)算機(jī)，將企業(yè)中各種與制造有關(guān)的技術(shù)系統(tǒng)集成起來(lái)，從而達(dá)到降低庫(kù)存、提高生產(chǎn)效率和管理水平的目的，進(jìn)而提高企業(yè)適應(yīng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的能力，其中特別強(qiáng)調(diào)企業(yè)各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)是不可分割的，需要統(tǒng)一安排與組織，其“系統(tǒng)的觀點(diǎn)”及產(chǎn)品制造過(guò)程是信息采集、傳遞、加工處理的過(guò)程，即“信息化的觀點(diǎn)”。

計(jì)算機(jī)集成制造是一種組織、管理與運(yùn)行企業(yè)的理念。它將傳統(tǒng)的制造技術(shù)與現(xiàn)代信息技術(shù)、管理技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、系統(tǒng)工程技術(shù)等有機(jī)結(jié)合，借助計(jì)算機(jī)，使企業(yè)產(chǎn)品生命周期中的市場(chǎng)需求分析、產(chǎn)品定義、研究開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)、制造、支持（包括質(zhì)量、銷售、采購(gòu)、發(fā)送、服務(wù)），以及產(chǎn)品最后報(bào)廢、環(huán)境處理等各階段活動(dòng)有序完成。這中間有關(guān)組織、經(jīng)營(yíng)管理和技術(shù)是三個(gè)要素已通過(guò)CIMS，將信息流、物流和價(jià)值流有機(jī)集成并優(yōu)化運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)企業(yè)制造活動(dòng)的計(jì)算機(jī)化、信息化、智能化、集成化，以達(dá)到產(chǎn)品上市快，質(zhì)量高、能耗低、服務(wù)好、環(huán)境清潔，進(jìn)而提高企業(yè)的柔韌性、健壯性、敏捷性，使企業(yè)更好地贏得市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。

1 CIMS的系統(tǒng)組成

CIMS的組成可分為四個(gè)功能子系統(tǒng)和兩個(gè)支撐系統(tǒng)，分別是工程設(shè)計(jì)自動(dòng)化系統(tǒng)、制造自動(dòng)化子系統(tǒng)、管理系統(tǒng)子系統(tǒng)、質(zhì)量保證子系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)支撐子系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)支撐子系統(tǒng)，如圖1所示。

工程設(shè)計(jì)自動(dòng)化系統(tǒng)通過(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)輔助設(shè)計(jì)、制造準(zhǔn)備和產(chǎn)品測(cè)試，即CAD/CAPP/CAM階段；管理系統(tǒng)子系統(tǒng)包括：預(yù)測(cè)、經(jīng)營(yíng)決策、各級(jí)生產(chǎn)計(jì)劃、生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備、銷售、供應(yīng)、財(cái)務(wù)、成本、設(shè)備、人力資源等市場(chǎng)信息的管理信息功能；質(zhì)量保證子系統(tǒng)包括質(zhì)量決策、質(zhì)量評(píng)價(jià)、產(chǎn)品加工過(guò)程中的質(zhì)量控制和跟蹤功能，系統(tǒng)保證從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、檢測(cè)到售后服務(wù)全過(guò)程的質(zhì)量；計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)支撐子系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)支撐子系統(tǒng)滿足不同子系統(tǒng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的不同需求，支撐資源共享、分布處理系統(tǒng)和實(shí)時(shí)控制，同時(shí)，支撐CIMS各個(gè)子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享和信息集成，覆蓋了企業(yè)的全部數(shù)據(jù)信息[1]。

2 我國(guó)企業(yè)實(shí)施CIMS的現(xiàn)狀及必要性

截止目前，世界發(fā)達(dá)國(guó)家60%的社會(huì)財(cái)富和45%的國(guó)民收入都是由制造業(yè)創(chuàng)造的。世界各國(guó)經(jīng)濟(jì)的競(jìng)爭(zhēng)主要是制造技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)，在各國(guó)企業(yè)生產(chǎn)力的構(gòu)成中，制造技術(shù)的作用一般占55%～65%，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱[2]。

我國(guó)機(jī)械工業(yè)經(jīng)過(guò)40多年的發(fā)展，形成了一定的規(guī)模和基礎(chǔ)，但還存在不少問(wèn)題和差距，為此，國(guó)家已經(jīng)提出，要用15年時(shí)間，通過(guò)振興使其成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)。因此，整個(gè)工業(yè)特別是離散型制造工業(yè)（約占全部工業(yè)的50%），必須尋求一種技術(shù)與管理高度結(jié)合又能快速反應(yīng)的新的生產(chǎn)方式，才能實(shí)現(xiàn)可持續(xù)性地繼續(xù)發(fā)展。

我國(guó)傳統(tǒng)企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理模式雖然經(jīng)歷了長(zhǎng)期的過(guò)程，積累了許多好的經(jīng)驗(yàn)，但效率仍然低下、費(fèi)時(shí)誤工仍是其明顯的不足，CIMS的引入可以改善這一缺點(diǎn)，提高整個(gè)企業(yè)運(yùn)行過(guò)程的效率、降低成本，最終提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)能力。CIMS是21世紀(jì)最主要的生產(chǎn)和管理模式，CIMS的應(yīng)用將大大提高企業(yè)的運(yùn)行效率。

3 CIMS在我國(guó)企業(yè)應(yīng)用的發(fā)展策略

在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的推動(dòng)下，計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)的研究已成為自動(dòng)化領(lǐng)域的一個(gè)前沿課題，與之相關(guān)的新思想、 新概念也層出不窮，本文通過(guò)對(duì)現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)與先進(jìn)制造技術(shù)關(guān)系的分析認(rèn)為，在制定我國(guó)現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的發(fā)展策略時(shí)，應(yīng)該運(yùn)用并行工程的哲理，即對(duì)產(chǎn)品及相關(guān)過(guò)程包括制造過(guò)程和支持過(guò)程進(jìn)行并行、集成化處理，從而使各種先進(jìn)制造技術(shù)相互銜接，并不斷吸收先進(jìn)制造技術(shù)的成果，為先進(jìn)制造技術(shù)在我國(guó)的廣泛應(yīng)用起到促進(jìn)作用。

目前，由于我國(guó)存在科研能力薄弱、人才流失嚴(yán)重、企業(yè)管理工作滯后等因素，進(jìn)而導(dǎo)致企業(yè)對(duì)應(yīng)用先進(jìn)制造技術(shù)的熱情不高。針對(duì)我國(guó)國(guó)情，本文提出如下發(fā)展策略。

⑴ 以企業(yè)需求為出發(fā)點(diǎn)，以“甩圖板”工程為契機(jī)，拋棄傳統(tǒng)手繪制圖，大力普及CAD技術(shù)，幫助企業(yè)進(jìn)行人員培訓(xùn)，提高企業(yè)人員的素質(zhì)（其中包括技術(shù)水平、勞動(dòng)態(tài)度、道德水平等），不斷提高企業(yè)的管理水平，在計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)成功示范企業(yè)中及時(shí)推廣并行工程，并適當(dāng)宣傳虛擬制造、快捷制造等新思想和技術(shù)，為企業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[3]。

⑵ 在政府方面，應(yīng)發(fā)揮政府的協(xié)調(diào)職能，組織企業(yè)和科研部門進(jìn)多方面、多層次的合作，加強(qiáng)科研成果的應(yīng)用推廣，而且應(yīng)組織多學(xué)科、跨地區(qū)的科研力量共同攻關(guān)；從宏觀上加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的指導(dǎo)，集中大家的智慧制定出符合我國(guó)國(guó)情的發(fā)展計(jì)劃，并將計(jì)劃的執(zhí)行落到實(shí)處[4]。

⑶ 在技術(shù)先進(jìn)性方面，我國(guó)企業(yè)應(yīng)根據(jù)實(shí)際需求，解決企業(yè)實(shí)際問(wèn)題，力爭(zhēng)盡快創(chuàng)造效益，而不要過(guò)度追求世界領(lǐng)先。

我國(guó)有些企業(yè)為了趕超國(guó)際水平，盡快創(chuàng)造效益，一味地追求更新設(shè)備，更新技術(shù)，從而導(dǎo)致了企業(yè)原本的技術(shù)、設(shè)備能力與更新后的要求嚴(yán)重脫節(jié)，造成了嚴(yán)重的后果；另外，不少企業(yè)應(yīng)用新技術(shù)、新工藝時(shí)，不結(jié)合本企業(yè)的實(shí)際，過(guò)多地追求高新尖，結(jié)果不僅沒(méi)有給企業(yè)帶來(lái)實(shí)惠，反而增加了成本，削弱了競(jìng)爭(zhēng)力。因此，在先進(jìn)制造技術(shù)的研究與運(yùn)用中，必須十分重視為企業(yè)帶來(lái)實(shí)際效益，在企業(yè)發(fā)展過(guò)程中，應(yīng)考慮企業(yè)自身?xiàng)l件，合理引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)設(shè)備，提高效率，從而形成良性循環(huán)，促進(jìn)研究工作的進(jìn)一步開(kāi)展。同時(shí)，參與國(guó)際合作，跟蹤國(guó)際研究動(dòng)態(tài)，也可以適當(dāng)引進(jìn)一些關(guān)鍵的、有發(fā)展?jié)摿Φ募夹g(shù)，進(jìn)行消化和創(chuàng)新，縮短我國(guó)與世界先進(jìn)水平的差距，保持一定的技術(shù)領(lǐng)先性。此外，應(yīng)加強(qiáng)企業(yè)與科研單位的溝通交流，進(jìn)一步加快CIMS的信息化過(guò)程，這樣既可增強(qiáng)機(jī)械制造企業(yè)應(yīng)用先進(jìn)制造技術(shù)的信心，也可增強(qiáng)企業(yè)資金積累的能力，從而使企業(yè)有進(jìn)一步研究和應(yīng)用先進(jìn)制造技術(shù)的熱情和能力[5]。

⑷ 在人才培養(yǎng)方面，學(xué)校教育應(yīng)該適應(yīng)市場(chǎng)需求，有針對(duì)性地適應(yīng)制造業(yè)發(fā)展的需要。

在CIMS中要求的應(yīng)用型人才，既要從事機(jī)械制造工藝規(guī)程的編制，機(jī)械加工質(zhì)量的管理和控制，數(shù)控設(shè)備和柔性制造系統(tǒng)的操作，以及CAD/CAM技術(shù)應(yīng)用，又要懂得車間生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)維護(hù)管理，知識(shí)面廣，是集機(jī)電技術(shù)、信息技術(shù)、管理技術(shù)于一體的綜合型人才。因此，為企業(yè)培養(yǎng)更多更優(yōu)秀的適應(yīng)性人才是學(xué)校教育與企業(yè)發(fā)展應(yīng)共同努力的方向。

我國(guó)CIMS研究處于起步階段，試點(diǎn)企業(yè)當(dāng)前解決的重點(diǎn)是技術(shù)問(wèn)題，而對(duì)于與CIMS高新技術(shù)相匹配的管理環(huán)境并沒(méi)有充分的重視，盡管有些企業(yè)已經(jīng)認(rèn)識(shí)到管理環(huán)節(jié)的重要性，但缺乏如何創(chuàng)造管理環(huán)境方面的經(jīng)驗(yàn)積累、交流和傳播，如此下去，管理因素將成為日后實(shí)現(xiàn)CIMS最主要的障礙。另外，盡管CIMS可以覆蓋企業(yè)的整個(gè)生產(chǎn)、銷售環(huán)節(jié)，但由于技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面的原因，CIMS不得不分步實(shí)行，一蹴而就的想法不但不能發(fā)揮CIMS的優(yōu)勢(shì)，也會(huì)使得企業(yè)的發(fā)展受到影響。

先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用要突出強(qiáng)調(diào)市場(chǎng)需求。從我國(guó)的實(shí)際情況出發(fā)，更需突出強(qiáng)調(diào)市場(chǎng)需求。縱觀幾十年來(lái)我國(guó)技術(shù)發(fā)展的歷程，較多考慮的是技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)，而較少考慮市場(chǎng)需求。當(dāng)然，兩者從長(zhǎng)遠(yuǎn)和根本上講并不矛盾，但從近期來(lái)看，仍存在一個(gè)輕重緩急的安排問(wèn)題。突出強(qiáng)調(diào)市場(chǎng)需求，可以使先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用在振興機(jī)械工業(yè)和發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)中較快見(jiàn)效，可以使制造業(yè)企業(yè)盡快改變現(xiàn)有面貌，可以使制造業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力得到明顯提高，從而使先進(jìn)制造技術(shù)從科學(xué)的殿堂走入經(jīng)濟(jì)建設(shè)的主戰(zhàn)場(chǎng)。

4 結(jié)束語(yǔ)

目前，全球以計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)為主導(dǎo)的制造業(yè)已經(jīng)進(jìn)入了集成化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的時(shí)代，CIMS 系統(tǒng)不僅是一個(gè)工程技術(shù)系統(tǒng)，更是一個(gè)企業(yè)整體集成優(yōu)化系統(tǒng)，是一種先進(jìn)的思想方法和生產(chǎn)模式。本文提出的CIMS在我國(guó)企業(yè)應(yīng)用的發(fā)展策略涵蓋了企業(yè)需求、政府服務(wù)、技術(shù)先進(jìn)性和人才培養(yǎng)等多個(gè)側(cè)面，能有效推動(dòng)我國(guó)企業(yè)深入應(yīng)用CIMS，解決企業(yè)因各種因素而造成的對(duì)應(yīng)用先進(jìn)制造技術(shù)缺乏熱情的問(wèn)題，進(jìn)而取得最佳的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1] 董逸生.CIMS中的數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，1996.

[2] 溫健，周煜.我國(guó)企業(yè)CIMS信息集成現(xiàn)狀和實(shí)施策略[J].電子與信息化，2000.1.

[3] 宋執(zhí)環(huán)，高春華，李平.流程工業(yè)CIMS若干問(wèn)題探討[J].系統(tǒng)工程理論與實(shí)踐，2001.5：50-56

[4] 吳澄.現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)導(dǎo)論—概念、方法、技術(shù)和應(yīng)用[M].清華大學(xué)出版社，2002.

[5] 杜軍，顧培亮，焦媛媛.面向企業(yè)信息集成的全面成本管理[J].中國(guó)機(jī)械工程，2001.12（2）：175-178