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企業(yè)信息化和敏捷制造論文
1 制造業(yè)信息化進(jìn)程
半個世紀(jì)以來,特別是近三十年來,信息革命已經(jīng)滲透至各個經(jīng)濟(jì)部門,迅速改變著傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和整個經(jīng)濟(jì)的面貌。計算機和通信技術(shù)的迅猛發(fā)展極大地拓展了制造業(yè)的廣度和深度,產(chǎn)生了一批新的制造哲理和制造技術(shù),使制造業(yè)正發(fā)生著質(zhì)的飛躍。縱觀制造業(yè)信息化進(jìn)程,可將其分為以下幾個階段:
功能自動化階段。七十年代電子技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展為生產(chǎn)領(lǐng)域的自動控制提供了可能,使得以計算機為輔助工具的制造自動化技術(shù)成為可行,由此出現(xiàn)了計算機輔助設(shè)計(CAD)、計算機輔助制造(CAM)、計算機輔助工藝規(guī)劃(CAPP)、物料管理計劃(MRP)等自動化系統(tǒng)。
信息集成階段。八十年代針對設(shè)計、加工和管理中存在的自動化孤島問題,實現(xiàn)制造信息的共享和交換,采用計算機采集、傳遞、加工處理信息,形成了一系列信息集成系統(tǒng),如CAD/CAPP/CAM、CAD/MRPⅡ、CAPP/ MRPⅡ,CIMS。
過程優(yōu)化階段。九十年代信息和通信技術(shù)在知識經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中處于中心地位,企業(yè)意識到除了信息集成這一技術(shù)外,還需要對生產(chǎn)過程進(jìn)行優(yōu)化。如用并行工程(CE)方法, 在產(chǎn)品設(shè)計時考慮下游工作中的可制造性、可裝配性等,重組設(shè)計過程,提高產(chǎn)品開發(fā)能力;用企業(yè)經(jīng)營過程重構(gòu)(BPR),將企業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整成適應(yīng)全球制造的新模式。
敏捷化階段。九五年以后,以Internet為代表的國際互聯(lián)網(wǎng),正以極快的速度在發(fā)展。Internet 在改變信息傳遞方式的同時也改變著企業(yè)組織管理方式,使以滿足全球化市場用戶需求為核心的快速響應(yīng)制造活動成為可能,敏捷制造(AM)、虛擬制造(VM)等新的制造模式應(yīng)運而生。
從制造業(yè)信息化進(jìn)程可看出,隨著信息技術(shù)、計算機技術(shù)的迅速發(fā)展,從知識到應(yīng)用之間的間隔越來越短,未來的制造業(yè)在某種意義上將成為一種信息產(chǎn)業(yè),信息將成為制造業(yè)的決定因素,用信息技術(shù)促進(jìn)未來制造的改造已成為時代潮流。21世紀(jì),世界制造業(yè)發(fā)展的總趨勢是:信息技術(shù)在促進(jìn)制造業(yè)發(fā)展過程中的作用仍然是第一位;獨占性技術(shù)決定了產(chǎn)品的價值和價格;聯(lián)合和競爭兩位一體,并超出國界,敏捷性成為制造業(yè)追求的目標(biāo);管理創(chuàng)新對制造業(yè)發(fā)展的作用日益突出。制造技術(shù)繼續(xù)圍繞信息化、智能化、精密化、集成化和綠色化方向發(fā)展。
2 敏捷制造信息化需求
2.1 信息需求
信息革命促使了市場全球化,使現(xiàn)代企業(yè)呈現(xiàn)集團(tuán)化、多元化和動態(tài)聯(lián)盟的發(fā)展趨勢:企業(yè)跨越不同的地域,產(chǎn)品涉及多個領(lǐng)域。這些企業(yè)需要及時了解各地分公司的生產(chǎn)經(jīng)營狀況,同一企業(yè)不同部門、不同地區(qū)的員工之間也需要及時共享大量企業(yè)信息,企業(yè)和用戶之間以及企業(yè)與其合作伙伴之間也存在著大量的信息交流。只有了解企業(yè)信息的需求,才能有效管理組織這些信息,選擇合作伙伴,實現(xiàn)敏捷化制造。企業(yè)信息涉及有關(guān)產(chǎn)品設(shè)計、計劃、生產(chǎn)資源、組織等類型的數(shù)據(jù),不僅數(shù)據(jù)量大,數(shù)據(jù)類型和結(jié)構(gòu)復(fù)雜,而且數(shù)據(jù)間存在復(fù)雜的語義聯(lián)系,數(shù)據(jù)載體也是多介質(zhì)的。
制造業(yè)中信息按其需求可分為兩部分:產(chǎn)品制造信息、企業(yè)服務(wù)信息。其中產(chǎn)品制造信息包括產(chǎn)品信息和工藝信息。
產(chǎn)品信息[1] 包括與產(chǎn)品制造有關(guān)的所有信息,如產(chǎn)品幾何拓?fù)湫畔?3D實體模型、2D圖紙以及VRML格式圖片等)、加工要求信息、組成產(chǎn)品零件的材料和熱處理信息、裝配要求信息、產(chǎn)品檢驗信息、產(chǎn)品功能信息、產(chǎn)品制造成本和制造周期等信息。
工藝信息 包括產(chǎn)品制造過程中的各種加工方法及其應(yīng)用范圍、設(shè)計規(guī)范,用于新產(chǎn)品的加工工藝性和設(shè)計可行性評價,提供各種加工手冊、設(shè)計手冊。
企業(yè)服務(wù)信息包括產(chǎn)品市場信息(產(chǎn)品基本價格、批量價格、價格的有效期和交貨期)、企業(yè)生產(chǎn)能力信息(主要設(shè)備、特殊設(shè)備、大型設(shè)備)、企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)能力信息等。
2.2網(wǎng)絡(luò)服務(wù)需求
對制造業(yè)企業(yè)來說,網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用服務(wù)的需求主要集中在以下幾個方面:
希望上網(wǎng)發(fā)布企業(yè)信息,如企業(yè)介紹、產(chǎn)品介紹等;
能有行業(yè)性的專業(yè)網(wǎng)站提供行業(yè)信息、行業(yè)動態(tài)等;
能在網(wǎng)上了解有關(guān)的政策法規(guī),為企業(yè)活動提供依據(jù);
能在網(wǎng)上跟蹤行業(yè)技術(shù)信息,為企業(yè)開發(fā)適合市場需求的新產(chǎn)品;
與用戶進(jìn)行網(wǎng)上信息的交流,及時反饋用戶意見,組織網(wǎng)上用戶的培訓(xùn)與產(chǎn)品使用問題的解決等;
與協(xié)作生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行網(wǎng)上的信息交流和商務(wù)活動,提高工作效率;
開展網(wǎng)上的商務(wù)活動,如產(chǎn)品銷售、產(chǎn)品的虛擬展示等;
數(shù)字化產(chǎn)品模型共享,建立一個虛擬三維產(chǎn)品的“圖書館”,讓各企業(yè)分享,減少巨大的重復(fù)性CAD造型工作。
3 制造業(yè)信息化建設(shè)和研究現(xiàn)狀
3.1 信息化現(xiàn)狀
目前我國在信息高速公路上投入了大量的建設(shè)資金,全國的信息高速公路網(wǎng)絡(luò)已初具規(guī)模。企業(yè)的CAD、CIMS、ERP等方面的信息化建設(shè)也積累了不少經(jīng)驗,但信息化建設(shè)的發(fā)展也出現(xiàn)了不平衡,如:
“信息公路上的車不多”,網(wǎng)上信息量少,內(nèi)容不夠豐富,不能吸引用戶;
上網(wǎng)費用還太高,不能被廣大用戶所接受;
技術(shù)上還較為復(fù)雜,用戶無法自我維護(hù);
網(wǎng)上的電子商務(wù)條件還不成熟,無法進(jìn)行網(wǎng)上交易;
Internet服務(wù)提供者(ISP)和Internet內(nèi)容提供者(ICP)的服務(wù)質(zhì)量還有待改進(jìn);
眾多傳統(tǒng)的傳媒業(yè)正面臨著重新劃分市場的激烈競爭。
必須解決如何利用信息網(wǎng)絡(luò)為廣大用戶,特別是直接創(chuàng)造財富的制造業(yè)企業(yè)提供更多更好的服務(wù)這一問題。
3.2 制造業(yè)網(wǎng)絡(luò)工程研究現(xiàn)狀
市場的全球化使得企業(yè)之間的競爭更加激烈,出現(xiàn)了一系列現(xiàn)代生產(chǎn)模式和制造哲理,要求改變企業(yè)現(xiàn)有的組織結(jié)構(gòu),實現(xiàn)多種敏捷組織形式,如項目任務(wù)協(xié)同功能工作小組、虛擬集團(tuán)及多種合作組織機構(gòu),建立起協(xié)同合作為主導(dǎo)的“競爭 合作 協(xié)同”機制。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展,為制造業(yè)中海量信息的處理提供了可能,促進(jìn)了敏捷企業(yè)網(wǎng)絡(luò)化工程的組建。
國外典型研究有[2~6]:1994年美國能源部提出了“敏捷制造的使能技術(shù)(TEAM)”,TEAM集成產(chǎn)品的設(shè)計和制造,建立了一個“產(chǎn)品實現(xiàn)過程模型”;“全美工廠網(wǎng)絡(luò)(FAN)”建立于1995年,是國家工業(yè)數(shù)據(jù)庫,提供包括生產(chǎn)能力,各種工程服務(wù)項目、產(chǎn)品及其價格和性能數(shù)據(jù)、銷售和用戶服務(wù)專門服務(wù);1995年洛克海德·馬丁航空公司建立“制造系統(tǒng)的敏捷基礎(chǔ)施網(wǎng)絡(luò)AIMSnet”,利用國際互聯(lián)網(wǎng)支持和管理敏捷企業(yè)的供應(yīng)鏈;美國通用電器研究和開發(fā)部的“計算機輔助制造網(wǎng)絡(luò)(CAMnet)”建立于1996年,它通過Internet網(wǎng)提供多種制造支撐服務(wù),如產(chǎn)品設(shè)計的可制造性、加工過程仿真及產(chǎn)品的試驗等,使得集成企業(yè)的成員能夠快速連接和共享制造信息。這些網(wǎng)絡(luò)主要為大公司的成員和客戶提供服務(wù)。
國內(nèi)的主要研究有:
虛擬異地合作設(shè)計組織[7] 主要強調(diào)在產(chǎn)品設(shè)計和開發(fā)中,獲取設(shè)計知識的異地合作。我國企業(yè)存在一批可以支持產(chǎn)品開發(fā)中設(shè)計知識獲取的資源或潛在資源,要使這些資源以及企業(yè)外資源能以企業(yè)開發(fā)某項產(chǎn)品的行為為中心并和企業(yè)組織在一起,共同為這個項目的完成進(jìn)行設(shè)計知識、特別是新知識的獲取工作。已有一些異地合作設(shè)計組織的新概念和關(guān)鍵技術(shù)研究,在實驗室中有一些局部非常初級的試驗,如上海交通大學(xué)與上飛廠之間進(jìn)行了異地設(shè)計的聯(lián)網(wǎng)試驗;西安交通大學(xué)、清華大學(xué)與上海交通大學(xué)等高校也在策劃異地合作設(shè)計網(wǎng),但這些工作仍屬開始階段。
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