張蕾 何長林 李海軍

摘 要： 對我國企業(yè)實施CIMS的現(xiàn)狀及必要性進行了分析，在此基礎(chǔ)上運用并行工程的哲理，對產(chǎn)品及相關(guān)過程包括離散型制造過程和支持過程進行并行集成化的處理，針對我國國情，從企業(yè)需求、政府視角、技術(shù)先進性和人才培養(yǎng)等方面提出了CIMS在我國企業(yè)應(yīng)用的發(fā)展策略，以消除企業(yè)對應(yīng)用先進制造技術(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：G71 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1006-8228（2014）02-09-02

0 引言

CIMS（Computer Integrated Manufacture System）計算機集成制造系統(tǒng)的概念是1973年由美國學(xué)者約瑟夫·哈林頓在《Computer Integrated Manufacturing》一書中首次提出的。它的內(nèi)涵是借助計算機，將企業(yè)中各種與制造有關(guān)的技術(shù)系統(tǒng)集成起來，從而達到降低庫存、提高生產(chǎn)效率和管理水平的目的，進而提高企業(yè)適應(yīng)市場競爭的能力，其中特別強調(diào)企業(yè)各個生產(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”及產(chǎn)品制造過程是信息采集、傳遞、加工處理的過程，即“信息化的觀點”。

計算機集成制造是一種組織、管理與運行企業(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)、自動化技術(shù)、系統(tǒng)工程技術(shù)等有機結(jié)合，借助計算機，使企業(yè)產(chǎn)品生命周期中的市場需求分析、產(chǎn)品定義、研究開發(fā)、設(shè)計、制造、支持（包括質(zhì)量、銷售、采購、發(fā)送、服務(wù)），以及產(chǎn)品最后報廢、環(huán)境處理等各階段活動有序完成。這中間有關(guān)組織、經(jīng)營管理和技術(shù)是三個要素已通過CIMS，將信息流、物流和價值流有機集成并優(yōu)化運行，實現(xiàn)企業(yè)制造活動的計算機化、信息化、智能化、集成化，以達到產(chǎn)品上市快，質(zhì)量高、能耗低、服務(wù)好、環(huán)境清潔，進而提高企業(yè)的柔韌性、健壯性、敏捷性，使企業(yè)更好地贏得市場競爭。

1 CIMS的系統(tǒng)組成

CIMS的組成可分為四個功能子系統(tǒng)和兩個支撐系統(tǒng)，分別是工程設(shè)計自動化系統(tǒng)、制造自動化子系統(tǒng)、管理系統(tǒng)子系統(tǒng)、質(zhì)量保證子系統(tǒng)、計算機通信網(wǎng)絡(luò)支撐子系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫支撐子系統(tǒng)，如圖1所示。

工程設(shè)計自動化系統(tǒng)通過計算機來輔助設(shè)計、制造準(zhǔn)備和產(chǎn)品測試，即CAD/CAPP/CAM階段；管理系統(tǒng)子系統(tǒng)包括：預(yù)測、經(jīng)營決策、各級生產(chǎn)計劃、生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備、銷售、供應(yīng)、財務(wù)、成本、設(shè)備、人力資源等市場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)量評價、產(chǎn)品加工過程中的質(zhì)量控制和跟蹤功能，系統(tǒng)保證從產(chǎn)品設(shè)計、制造、檢測到售后服務(wù)全過程的質(zhì)量；計算機通信網(wǎng)絡(luò)支撐子系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫支撐子系統(tǒng)滿足不同子系統(tǒng)對網(wǎng)絡(luò)的不同需求，支撐資源共享、分布處理系統(tǒng)和實時控制，同時，支撐CIMS各個子系統(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 我國企業(yè)實施CIMS的現(xiàn)狀及必要性

截止目前，世界發(fā)達國家60%的社會財富和45%的國民收入都是由制造業(yè)創(chuàng)造的。世界各國經(jīng)濟的競爭主要是制造技術(shù)的競爭，在各國企業(yè)生產(chǎn)力的構(gòu)成中，制造技術(shù)的作用一般占55%～65%，是國民經(jīng)濟發(fā)展的支柱[2]。

我國機械工業(yè)經(jīng)過40多年的發(fā)展，形成了一定的規(guī)模和基礎(chǔ)，但還存在不少問題和差距，為此，國家已經(jīng)提出，要用15年時間，通過振興使其成為國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)。因此，整個工業(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，才能實現(xiàn)可持續(xù)性地繼續(xù)發(fā)展。

我國傳統(tǒng)企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營管理模式雖然經(jīng)歷了長期的過程，積累了許多好的經(jīng)驗，但效率仍然低下、費時誤工仍是其明顯的不足，CIMS的引入可以改善這一缺點，提高整個企業(yè)運行過程的效率、降低成本，最終提高企業(yè)的競爭能力。CIMS是21世紀最主要的生產(chǎn)和管理模式，CIMS的應(yīng)用將大大提高企業(yè)的運行效率。

3 CIMS在我國企業(yè)應(yīng)用的發(fā)展策略

在市場競爭的推動下，計算機集成制造系統(tǒng)的研究已成為自動化領(lǐng)域的一個前沿課題，與之相關(guān)的新思想、 新概念也層出不窮，本文通過對現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)與先進制造技術(shù)關(guān)系的分析認為，在制定我國現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的發(fā)展策略時，應(yīng)該運用并行工程的哲理，即對產(chǎn)品及相關(guān)過程包括制造過程和支持過程進行并行、集成化處理，從而使各種先進制造技術(shù)相互銜接，并不斷吸收先進制造技術(shù)的成果，為先進制造技術(shù)在我國的廣泛應(yīng)用起到促進作用。

目前，由于我國存在科研能力薄弱、人才流失嚴重、企業(yè)管理工作滯后等因素，進而導(dǎo)致企業(yè)對應(yīng)用先進制造技術(shù)的熱情不高。針對我國國情，本文提出如下發(fā)展策略。

⑴ 以企業(yè)需求為出發(fā)點，以“甩圖板”工程為契機，拋棄傳統(tǒng)手繪制圖，大力普及CAD技術(shù)，幫助企業(yè)進行人員培訓(xùn)，提高企業(yè)人員的素質(zhì)（其中包括技術(shù)水平、勞動態(tài)度、道德水平等），不斷提高企業(yè)的管理水平，在計算機集成制造系統(tǒng)成功示范企業(yè)中及時推廣并行工程，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)的進一步發(fā)展提供堅實的基礎(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)和科研部門進多方面、多層次的合作，加強科研成果的應(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)；從宏觀上加強對現(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國情的發(fā)展計劃，并將計劃的執(zhí)行落到實處[4]。

⑶ 在技術(shù)先進性方面，我國企業(yè)應(yīng)根據(jù)實際需求，解決企業(yè)實際問題，力爭盡快創(chuàng)造效益，而不要過度追求世界領(lǐng)先。

我國有些企業(yè)為了趕超國際水平，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重脫節(jié)，造成了嚴重的后果；另外，不少企業(yè)應(yīng)用新技術(shù)、新工藝時，不結(jié)合本企業(yè)的實際，過多地追求高新尖，結(jié)果不僅沒有給企業(yè)帶來實惠，反而增加了成本，削弱了競爭力。因此，在先進制造技術(shù)的研究與運用中，必須十分重視為企業(yè)帶來實際效益，在企業(yè)發(fā)展過程中，應(yīng)考慮企業(yè)自身條件，合理引進先進技術(shù)設(shè)備，提高效率，從而形成良性循環(huán)，促進研究工作的進一步開展。同時，參與國際合作，跟蹤國際研究動態(tài)，也可以適當(dāng)引進一些關(guān)鍵的、有發(fā)展?jié)摿Φ募夹g(shù)，進行消化和創(chuàng)新，縮短我國與世界先進水平的差距，保持一定的技術(shù)領(lǐng)先性。此外，應(yīng)加強企業(yè)與科研單位的溝通交流，進一步加快CIMS的信息化過程，這樣既可增強機械制造企業(yè)應(yīng)用先進制造技術(shù)的信心，也可增強企業(yè)資金積累的能力，從而使企業(yè)有進一步研究和應(yīng)用先進制造技術(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)市場需求，有針對性地適應(yīng)制造業(yè)發(fā)展的需要。

在CIMS中要求的應(yīng)用型人才，既要從事機械制造工藝規(guī)程的編制，機械加工質(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)場技術(shù)維護管理，知識面廣，是集機電技術(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CIMS研究處于起步階段，試點企業(yè)當(dāng)前解決的重點是技術(shù)問題，而對于與CIMS高新技術(shù)相匹配的管理環(huán)境并沒有充分的重視，盡管有些企業(yè)已經(jīng)認識到管理環(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)驗積累、交流和傳播，如此下去，管理因素將成為日后實現(xiàn)CIMS最主要的障礙。另外，盡管CIMS可以覆蓋企業(yè)的整個生產(chǎn)、銷售環(huán)節(jié)，但由于技術(shù)和經(jīng)濟方面的原因，CIMS不得不分步實行，一蹴而就的想法不但不能發(fā)揮CIMS的優(yōu)勢，也會使得企業(yè)的發(fā)展受到影響。

先進制造技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用要突出強調(diào)市場需求。從我國的實際情況出發(fā)，更需突出強調(diào)市場需求?？v觀幾十年來我國技術(shù)發(fā)展的歷程，較多考慮的是技術(shù)發(fā)展的趨勢，而較少考慮市場需求。當(dāng)然，兩者從長遠和根本上講并不矛盾，但從近期來看，仍存在一個輕重緩急的安排問題。突出強調(diào)市場需求，可以使先進制造技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用在振興機械工業(yè)和發(fā)展國民經(jīng)濟中較快見效，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)的競爭力得到明顯提高，從而使先進制造技術(shù)從科學(xué)的殿堂走入經(jīng)濟建設(shè)的主戰(zhàn)場。

4 結(jié)束語

目前，全球以計算機集成制造系統(tǒng)為主導(dǎo)的制造業(yè)已經(jīng)進入了集成化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的時代，CIMS 系統(tǒng)不僅是一個工程技術(shù)系統(tǒng)，更是一個企業(yè)整體集成優(yōu)化系統(tǒng)，是一種先進的思想方法和生產(chǎn)模式。本文提出的CIMS在我國企業(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)先進性和人才培養(yǎng)等多個側(cè)面，能有效推動我國企業(yè)深入應(yīng)用CIMS，解決企業(yè)因各種因素而造成的對應(yīng)用先進制造技術(shù)缺乏熱情的問題，進而取得最佳的經(jīng)濟效益和社會效益。

參考文獻：

[1] 董逸生.CIMS中的數(shù)據(jù)庫技術(shù)[M].機械工業(yè)出版社，1996.

[2] 溫健，周煜.我國企業(yè)CIMS信息集成現(xiàn)狀和實施策略[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若干問題探討[J].系統(tǒng)工程理論與實踐，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].中國機械工程，2001.12（2）：175-178