CIMS與制造企業(yè)信息化建設(shè)

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

造業(yè)信息化建設(shè)中的實(shí)施對(duì)策。

關(guān)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(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)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(diǎn)是：①企業(yè)的各種生產(chǎn)經(jīng)營活動(dòng)是不可分割的，要統(tǒng)一考慮。②整個(gè)生產(chǎn)制造過程實(shí)質(zhì)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(gè)統(tǒng)一的整體，必須從全局的、系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，在各個(gè)環(huán)節(jié)，如市場、經(jīng)營、管理、接受訂單、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、仿真分析、工藝規(guī)劃、加工制造、銷售、售后服務(wù)進(jìn)行整體規(guī)劃，廣泛采用新技術(shù)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(guān)要素整合，提高工作效率和質(zhì)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(yùn)行的一種新理念，而CIMS——計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)則是這種理念的實(shí)現(xiàn)方式。它從企業(yè)的經(jīng)營目標(biāo)出發(fā)，綜合衡量企業(yè)中人、技術(shù)、設(shè)備、管理各自的作用，借助計(jì)算機(jī)技術(shù)，綜合運(yùn)用工業(yè)設(shè)計(jì)、制造技術(shù)、信息技術(shù)、通訊技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、系統(tǒng)工程技術(shù)、現(xiàn)代管理技術(shù)等的復(fù)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(zhì)量，縮短交貨周期，從產(chǎn)品全生命周期進(jìn)行優(yōu)化，從而為企業(yè)創(chuàng)造更高的利潤。

CIMS是自動(dòng)化程度不同的多個(gè)子系統(tǒng)的集成。隨著科學(xué)的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，計(jì)算機(jī)技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中運(yùn)用得以普及，先后出現(xiàn)過多種不同的自動(dòng)化系統(tǒng)。如管理信息系統(tǒng)（MIS）、物料需求計(jì)劃（MRP）系統(tǒng)、制造資源計(jì)劃（MRPII）系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)（CAPP）系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)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(jī)床（NC，CNC）、機(jī)器人等。CIMS正是在這些自動(dòng)化系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它根據(jù)企業(yè)的需求和實(shí)際發(fā)展情況（包括設(shè)備的自動(dòng)化程度及信息系統(tǒng)的融合度），把各種自動(dòng)化系統(tǒng)通過計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)信息集成和功能集成。CIMS在宏觀上是針對(duì)整個(gè)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(gè)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(yīng)用并迅速推廣。這一時(shí)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(diào)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(fèi)，提高整體效益，以適應(yīng)這一時(shí)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(shí)代，更是知識(shí)的時(shí)代，技術(shù)發(fā)展越來越快，如何在最短時(shí)間內(nèi)開發(fā)出高質(zhì)量及用戶能接受的價(jià)格的產(chǎn)品，成為企業(yè)在市場競爭的焦點(diǎn)，并行工程應(yīng)運(yùn)而生。并行工程（Concurrent Engineering簡稱CE）是對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)及其相關(guān)過程（包括制造過程和支持過程）進(jìn)行并行、一體化設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)初始階段就考慮產(chǎn)品整個(gè)生命周期中從概念形成到產(chǎn)品報(bào)廢處理的所有因素，包括質(zhì)量、成本、進(jìn)度計(jì)劃和用戶要求。

1.2.3 以企業(yè)集成為特征

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

1.3 CIMS的特點(diǎn)及適用范圍

CIMS的一個(gè)重要的特點(diǎn)是集成。集成是將原來獨(dú)立運(yùn)行的多個(gè)單元子系統(tǒng)通過某種方式集中在一起，產(chǎn)生聯(lián)系，進(jìn)而形成一個(gè)協(xié)同工作的、功能更強(qiáng)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(shè)計(jì)，分析原單元系統(tǒng)的作用和相互關(guān)系并進(jìn)行優(yōu)化重組而實(shí)現(xiàn)的。與物流、信息流和工作流相對(duì)，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(nèi)部集成為主，并考慮與外部環(huán)境的集成。

CIMS的集成重點(diǎn)在信息集成上。但系統(tǒng)集成的最終目的是實(shí)現(xiàn)企業(yè)的功能集成。要對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行過程進(jìn)行綜合分析，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，使工作流程簡化完善、精美優(yōu)化，使之協(xié)調(diào)運(yùn)行。功能集成要借助各種現(xiàn)代的管理科學(xué)成果，并在信息集成的支持下才能實(shí)現(xiàn)。

制造業(yè)是利用各種資源（物流、能源、設(shè)備、工具、資金、技術(shù)、信息、人力等）按照市場要求，通過制造過程，將資源轉(zhuǎn)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(zhì)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(zhì)采購、存儲(chǔ)、加工處理、運(yùn)輸?shù)倪^程，也都是信息收集、存儲(chǔ)、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(diǎn)決定了CIM是適用于各種制造業(yè)的共同理念。不僅僅是機(jī)械制造業(yè)，在家電、電子產(chǎn)品、化工、能源、商業(yè)、社會(huì)服務(wù)等行業(yè)也是同樣適用的。

2 制造業(yè)的信息化建設(shè)

制造業(yè)是國家經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，是一個(gè)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(nèi)大部分企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力薄弱，不少關(guān)鍵技術(shù)及設(shè)備仍然依賴國外。為了加快產(chǎn)業(yè)升級(jí)，實(shí)現(xiàn)從制造大國向制造強(qiáng)國的轉(zhuǎn)變，必須大力推進(jìn)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(shù)是由計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、微電子技術(shù)、信息處理技術(shù)和控制技術(shù)等構(gòu)成的一種綜合性高新技術(shù)。信息技術(shù)發(fā)展的浪潮在全球范圍內(nèi)引發(fā)了一場革命，這場革命對(duì)制造業(yè)企業(yè)的發(fā)展模式、競爭模式、運(yùn)營模式和管理模式都產(chǎn)生了巨大的影響。信息技術(shù)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(nèi)容就是制造業(yè)信息化，即把信息技術(shù)應(yīng)用到企業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)全過程和企業(yè)運(yùn)行管理的各個(gè)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(dòng)制造業(yè)進(jìn)一步發(fā)展的動(dòng)力。

企業(yè)在信息化建設(shè)中存在各種問題，最重要的就是對(duì)于信息化建設(shè)的認(rèn)識(shí)問題。很多企業(yè)對(duì)信息化認(rèn)識(shí)不大清楚，盲目上馬，容易半途而廢，因此，這是導(dǎo)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(shè)認(rèn)為是構(gòu)建企業(yè)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化，引進(jìn)生產(chǎn)管理軟件等是片面的。以上三點(diǎn)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(guān)鍵是公司的信息化管理問題。

剛過去的“十一五”中，中國啟動(dòng)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(qiáng)調(diào)科技對(duì)推動(dòng)制造業(yè)的支撐作用，大力推進(jìn)制造業(yè)信息化，提升科技創(chuàng)新能力，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)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(wù)中，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)推動(dòng)裝備制造由生產(chǎn)型制造向服務(wù)型制造轉(zhuǎn)變，推進(jìn)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(duì)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(shè)的重要作用

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

3.1 CIMS工程的特點(diǎn)

①CIMS是應(yīng)用于整個(gè)企業(yè)的。

②CIMS是自動(dòng)化程度不同的多個(gè)子系統(tǒng)的集成。

③CIMS是多學(xué)科結(jié)合的系統(tǒng)工程。

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

針對(duì)以上特點(diǎn)，在當(dāng)今技術(shù)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(yùn)用各種新技術(shù)和新工藝在生產(chǎn)過程中，實(shí)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(yīng)企業(yè)的實(shí)際情況，須采取以下幾方面對(duì)策：

3.2 企業(yè)管理層對(duì)CIMS的支持

CIMS系統(tǒng)建設(shè)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(rèn)識(shí)到CIMS對(duì)于企業(yè)的重要性，系統(tǒng)才能建設(shè)完備，并持續(xù)正常運(yùn)行。

3.3 CIMS工程要整體規(guī)劃，分布實(shí)施

CIMS工程是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，必須進(jìn)行科學(xué)的規(guī)劃，由整體到階段，由淺入深，逐步推進(jìn)CIMS工程的實(shí)施。

3.4 CIMS的集成要綜合考慮企業(yè)內(nèi)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(jià)、小批生產(chǎn)，企業(yè)都應(yīng)在內(nèi)部各環(huán)節(jié)集成的基礎(chǔ)上，與外部緊密相連，及時(shí)了解供應(yīng)商、銷售商、競爭對(duì)手等的情況。

3.5 重視人、設(shè)備和管理的集成

生產(chǎn)裝備是產(chǎn)品制造的直接實(shí)現(xiàn)工具。除了電氣化、自動(dòng)化外還應(yīng)實(shí)現(xiàn)智能化、數(shù)字化，這點(diǎn)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(yùn)行效果不僅與所采用的各種新技術(shù)有關(guān)，還與企業(yè)的運(yùn)行機(jī)制、管理模式關(guān)系緊密。所以除了設(shè)備外，還要強(qiáng)調(diào)設(shè)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(jìn)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(shí)采取應(yīng)對(duì)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(jìn)設(shè)計(jì)，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，使得產(chǎn)品具有較強(qiáng)的競爭力，并在供應(yīng)鏈上對(duì)資源進(jìn)行優(yōu)化，形成聯(lián)盟創(chuàng)造規(guī)模效應(yīng)。

4 結(jié)論

CIMS是當(dāng)今實(shí)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(dòng)了工業(yè)信息化技術(shù)發(fā)展，是提高核心競爭力的戰(zhàn)略和前沿技術(shù)。我國盡管在CIMS的應(yīng)用和開發(fā)起步較晚，但是已經(jīng)有越來越多的企業(yè)認(rèn)識(shí)到CIMS對(duì)于企業(yè)信息化建設(shè)的重要性，企業(yè)建設(shè)CIMS系統(tǒng)必須從自身的客觀實(shí)際出發(fā)，科學(xué)規(guī)劃，分布實(shí)施，才能建立起適應(yīng)時(shí)代的信息化系統(tǒng)，搶占市場競爭的制高點(diǎn)。

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作者簡介：郭明哲（1983-），男，河南林州人，助理工程師。