分析制造業(yè)信息化進程

分析制造業(yè)信息化進程

半個世紀以來,特別是近三十年來,信息革命已經滲透至各個經濟部門,迅速改變著傳統產業(yè)和整個經濟的面貌。計算機和通信技術的迅猛發(fā)展極大地拓展了制造業(yè)的廣度和深度,產生了一批新的制造哲理和制造技術,使制造業(yè)正發(fā)生著質的飛躍。縱觀制造業(yè)信息化進程,可將其分為以下幾個階段:

功能自動化階段。七十年代電子技術和計算機技術的發(fā)展為生產領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成為可行,由此出現了計算機輔助設計(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。

信息集成階段。八十年代針對設計、加工和管理中存在的自動化孤島問題,實現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,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在知識經濟發(fā)展過程中處于中心地位,意識到除了信息集成這一技術外,還需要對生產過程進行優(yōu)化。如用并行工程(CE)方法,在產品設計時考慮下游工作中的可制造性、可裝配性等,重組設計過程,提高產品開發(fā)能力;用經營過程重構(BPR),將結構調整成適應全球制造的新模式。

敏捷化階段。九五年以后,以Internet為代表的國際互聯,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)等新的制造模式應運而生。

從制造業(yè)信息化進程可看出,隨著信息技術、計算機技術的迅速發(fā)展,從知識到應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業(yè),信息將成為制造業(yè)的決定因素,用信息技術促進未來制造的改造已成為時代潮流。21世紀,世界制造業(yè)發(fā)展的總趨勢是:信息技術在促進制造業(yè)發(fā)展過程中的作用仍然是第一位;獨占性技術決定了產品的價值和價格;聯合和競爭兩位一體,并超出國界,敏捷性成為制造業(yè)追求的目標;管理創(chuàng)新對制造業(yè)發(fā)展的作用日益突出。制造技術繼續(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

信息需求

信息革命促使了市場全球化,使現代呈現集團化、多元化和動態(tài)聯盟的發(fā)展趨勢:跨越不同的地域,產品涉及多個領域。這些需要及時了解各地分公司的生產經營狀況,同一不同部門、不同地區(qū)的員工之間也需要及時共享大量信息,和用戶之間以及與其合作伙伴之間也存在著大量的信息交流。只有了解信息的需求,才能有效管理組織這些信息,選擇合作伙伴,實現敏捷化制造。信息涉及有關產品設計、計劃、生產資源、組織等類型的數據,不僅數據量大,數據類型和結構復雜,而且數據間存在復雜的語義,數據載體也是多介質的。

制造業(yè)中信息按其需求可分為兩部分:產品制造信息、服務信息。其中產品制造信息包括產品信息和工藝信息。

產品信息包括與產品制造有關的所有信息,如產品幾何拓撲信息(3D實體模型、2D圖紙以及VRML格式圖片等)、加工要求信息、組成產品零件的材料和熱處理信息、裝配要求信息、產品檢驗信息、產品功能信息、產品制造成本和制造周期等信息。

工藝信息包括產品制造過程中的各種加工方法及其應用范圍、設計規(guī)范,用于新產品的加工工藝性和設計可行性評價,提供各種加工手冊、設計手冊。

服務信息包括產品市場信息(產品基本價格、批量價格、價格的有效期和交貨期)、生產能力信息(主要設備、特殊設備、大型設備)、產品開發(fā)能力信息等。

絡服務需求

對制造業(yè)來說,絡應用服務的需求主要集中在以下幾個方面:

希望上發(fā)布信息,如介紹、產品介紹等;

能有行業(yè)性的專業(yè)站提供行業(yè)信息、行業(yè)動態(tài)等;

能在上了解有關的政策法規(guī),為活動提供依據

能在上跟蹤行業(yè)技術信息,為開發(fā)適合市場需求的新產品;

與用戶進行上信息的交流,及時反饋用戶意見,組織上用戶的培訓與產品使用問題的解決等;

與協作生產進行上的信息交流和商務活動,提高工作效率;

開展上的商務活動,如產品銷售、產品的虛擬展示等;

數字化產品模型共享,建立一個虛擬三維產品的“圖書館”,讓各分享,減少巨大的重復性CAD造型工作。

制造業(yè)信息化建設和研究現狀

信息化現狀

目前我國在信息高速公路上投入了大量的建設資金,全國的信息高速件、圖庫;各種人才信息;技術信息和產品信息。

遠程服務體系。遠程服務是在資源的需求者和提供者之間架設起現代化的交通。特別是象快速成型(RP)等先進制造技術與裝備,這些技術往往比較復雜,而且這些設備往往比較昂貴,不是所有都能輕易添置的。另外,每個單獨擁有這樣的資源,往往使用效率不高,造成資源的閑置與浪費。建立遠程服務體系就可以使上述問題得到較圓滿的解決。建立這樣的體系,首先要有掌握某項先進制造技術和擁有必要設備資源的“服務中心”,然后要研究Internet/web分布式絡計算與絡安全支持技術,建立基于web客戶機/服務器分布式計算模式的、支持多個用戶、多個站點的遠程服務系統的體系結構。

異地設計和制造。不受地域限制,由多個異地的組成動態(tài)聯盟,合作開發(fā)同一產品,從而保證抓住轉瞬即逝的市場機遇,贏得競爭。其關鍵的問題在于分布式產品設計與制造的過程集成與管理,異構、跨平臺的設計與制造工具。研究內容包括:遠程項目組織與管理;絡安全性;數據交換格式;遠程信息維護;遠距監(jiān)測與控制機理等等。

虛擬學校。信息日新月異的變化使繼續(xù)教育顯得尤為重要,可以用絡技術將培訓資源充分調動起來,組成虛擬的“先進制造技術學?！?在知識的傳授者與吸收者之間構筑“多對多”的通道,打破空間與時間的限制,使更多的勞動者得到培訓的機會。這需要首先進行上教學的課程建設,同時要建立由若干個培訓中心聯組成的培訓,還要制作與上教學相匹配的教材及音像資料,建立教與學進行交流的機制和培訓的運行機制,研究培訓的評估方法。為了提高培訓質量,還應將虛擬制造技術的研究與上培訓結合起來。

5制造絡實現的關鍵技術

在信息技術的條件下,將分布于世界各地的產品、設備、人員、資金、市場等資源有效地集成起來,采用各種類型的合作形式,建立以絡技術為基礎的、高素質員工系統為核心的敏捷制造運作模式,其關鍵技術有:

分布式絡通訊技術[9~12]。Internet、Intranet、Web等絡技術的發(fā)展使異地的絡信息傳輸、數據訪問成為可能。特別是Web技術的實現,可以提供一種支持成本低、用戶界面友好的絡訪問介質,解決制造過程中用戶訪問困難的問題。

絡數據存取、交換技術。絡按集成分布框架體系存儲數據信息,根據數據的地域分布,分別存儲各地的數據備份信息,有關產品開發(fā)、設計、制造的集成信息存儲在公共數據中心中,由數據中心協調統一管理,通過數據中心對各職能小組的授權實現對數據的存取。

CIMS技術。CIMS工程項目主要包括生產計劃管理、自動化制造系統技術信息管理、技術信息管理、工程數據庫管理、辦公自動化、決策支持、質量保證、庫存管理等應用子系統的開發(fā),各應用子系統間系統平臺集成、數據信息交換是間成功實施動態(tài)聯盟的關鍵技術基礎。

協同工作技術。在一定的時間(如產品生命周期中一個階段)、一定的空間(如產品設計師和制造工程師并行解決問題這一集合形成的空間)內,利用計算機絡,小組成員共享知識與信息,避免潛在的不相容性引起的矛盾。同時,在并行產品開發(fā)過程中,多功能小組之間,多功能小組各專家之間由于各自的目的、背景和領域知識水平的差異必將導致沖突的產生,因此需要通過協同工作,解決各方的矛盾、沖突,最終達到一致解。

工作流管理。其主要特征是實現人與計算機交互時間結合過程中的自動化,主要涉及的內容是工作任務的整體處理過程、工作組成員間依據一組已定義的規(guī)則及已制定的共同目標所交換的文本文件、各種多媒體信息或任務,工作流管理系統是一個用于分布式環(huán)境中工作任務進程間的協調或協作式處理軟件系統。

6總結

打破小單位和行業(yè)的局限,在政府的統一規(guī)劃與組織下,實行產學研結合,深入開發(fā),廣泛利用信息資源,建立敏捷制造絡化工程,加速制造業(yè)數字化、絡化與敏捷化。這不僅對于制造業(yè)本身的改造,地區(qū)信息港的建設,有十分重要的戰(zhàn)略意義和現實意義,而且也能夠在近年內達到開展異地設計與制造、絡服務、上數據共享和上培訓等的預期目標,必將推進信息化進程。

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