機械制造業(yè)信息化歷程與應用研究

孫建設，王文平，孫潤晗

（1.開封安利達金屬工程有限公司，河南 開封 475004；2.加州大學圣塔芭芭拉分校93106）

機械制造行業(yè)不僅為我國社會經(jīng)濟、國家安全提供了基本裝備，還為人民群眾的物質文化生活需求提供了豐富的產(chǎn)品。機械制造業(yè)在國民經(jīng)濟中所占比重大，對于其他行業(yè)的感應系數(shù)也很大，可以這樣說，機械制造業(yè)可謂經(jīng)濟發(fā)展的基礎行業(yè)，是我國現(xiàn)代化建設的驅動力。如果缺乏現(xiàn)代化機械制造業(yè)，實現(xiàn)我國經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展就如紙上談兵，因此，國家和社會各界對于該領域的關注自然不言而喻，這也是機械制造業(yè)成為我國最早應用信息化技術行業(yè)的重要原因。

1 機械制造業(yè)信息化歷程

縱觀我國機械制造業(yè)信息化發(fā)展歷程，早在19世紀70年代中期，我國就成功研發(fā)出了我國首個組合機床多軸箱CAD系統(tǒng)，簡稱“CAD”系統(tǒng)。在19世紀80年代初期，該技術就開始在我國機械制造企業(yè)中廣泛推廣和應用。

在“七五”期間，原國家機械部圓滿完成了一系列基于信息技術應用的新技術攻關項目，如機械基礎件、重點產(chǎn)品、自動化控制系統(tǒng)、機器人開發(fā)、柔性制造系統(tǒng)等的研發(fā)。

在“八五”期間，我國機械制造領域掀起了一場關于計算機信息技術應用的改革。原國家機械部還組織研究小組，完成了大批研究課題，如機電產(chǎn)品CAD應用、CAD標準化研究等，并出臺了《機械工業(yè)“八五”技術改造實現(xiàn)技術進步的若干規(guī)定》等一系列文件，提出要加快CAD/CAM、MRPII、自動物流管理系統(tǒng)、成組技術、CAD與AS/RS集成化系統(tǒng)的研發(fā)與應用。與此同時，國家鼓勵企業(yè)采用計算機輔助管理方式，并積極應用數(shù)顯、可編程序控制器、數(shù)控裝置等技術對傳統(tǒng)設備進行改造，旨在大力促進機械制造業(yè)信息化應用。

在“九五”期間，我國機械制造業(yè)信息化建設持續(xù)朝著更深、更廣的方向發(fā)展，大批試點企業(yè)在CIMS技術應用推廣方面取得了良好的效果，同時，在電子器件、數(shù)控、工業(yè)自動化、傳感器、機器人等多項技術研究方面也取得了重大突破，一系列骨干企業(yè)也成為我國高新技術企業(yè)，并為我國出口創(chuàng)匯貢獻了巨大的力量。其中部分重點企業(yè)甚至構建了相應的技術開發(fā)中心，極大地推動了我國機械制造業(yè)信息化技術的研發(fā)與應用。

“十七大”所提出的五化并舉、兩化融合等戰(zhàn)略方針，將我國信息化建設戰(zhàn)略由“以信息化帶動工業(yè)化發(fā)展”調整為“促進工業(yè)化、信息化融合”，與信息時代我國工業(yè)化的發(fā)展特點相適應，并進一步突出了信息化建設的重要性。

從“兩化融合”方針的提出到現(xiàn)在，CAD技術已經(jīng)在機械制造業(yè)領域取得了極為廣泛的應用，大批機械制造企業(yè)由于機電一體化的實現(xiàn)，而迅速提升了其產(chǎn)品的國際競爭力，現(xiàn)代化管理系統(tǒng)軟件的應用也日趨成熟，機械制造行業(yè)信息化系統(tǒng)發(fā)展勢頭良好。

2 機械制造業(yè)信息化應用狀況分析

雖然，我國機械制造業(yè)信息化建設取得了驕人的成就，但就信息化應用深度方面仍不太理想。CAD應用效果顯著優(yōu)于ERP，但是，CAE應用效果不佳，數(shù)字化設計、制造也屬于薄弱一環(huán)，CIMS推廣應用還未實現(xiàn)全面集成化。中小型制造企業(yè)信息化應用水平低，且該領域信息化仍缺乏統(tǒng)一標準。大型企業(yè)多集中在專業(yè)主機生產(chǎn)制造領域，雖然具有較高的技術水平，但是其對于信息化的應用需求多數(shù)僅僅停留在產(chǎn)品、制造、管理方面。就組裝型中小企業(yè)而言，很少將注意力放在產(chǎn)品設計與加工方面，因此，其對于信息化應用的需求也較為簡單。多數(shù)零部件配套廠由于缺乏技術創(chuàng)新，多數(shù)也僅僅起步于電子商務。但是，對于配套型小企業(yè)而言，其對于諸如CAD、PDM等產(chǎn)品制造的信息化技術有較大需求。

2.1 PDM技術的應用

PDM技術以產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理為基礎，利用計算機、數(shù)據(jù)庫等技術，將企業(yè)生產(chǎn)中所有和產(chǎn)品有關的信息加以集成與管理的一項技術。它以數(shù)據(jù)、資源、過程三者作為管理三大要素，構建了面向產(chǎn)品設計、制造與生產(chǎn)管理的信息流橋梁，解決了單元技術應用所存在的“信息孤島”等問題。PDM是多模塊構建而成的系統(tǒng)，在機械制造業(yè)應用中，軟件集成、流程管理、結構管理等屬于應用較廣的模塊。例如，在企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)、設計時需要對產(chǎn)品靜態(tài)、動態(tài)資源進行開發(fā)和設計，而在平臺支持之下，需要將產(chǎn)品分類屬性、設計文檔、工藝技術、數(shù)據(jù)模型等文件加以聯(lián)系，以便產(chǎn)品開發(fā)和設計。而PDM具有零件檢索、數(shù)據(jù)庫等一系列功能，并提供分類、編碼等形成相應的產(chǎn)品數(shù)據(jù)，將相同、相似特征的零件納入數(shù)據(jù)庫，有效支持了資源的應用，提高了產(chǎn)品的開發(fā)設計效率。近些年來，“集成化”、“協(xié)同化”發(fā)展已經(jīng)成為機械制造業(yè)信息化發(fā)展的主旋律，而PDM系統(tǒng)提供了全信息生命周期內(nèi)產(chǎn)品的開發(fā)、設計、生產(chǎn)流程管理，文檔、項目管理，結構、配置管理、設計檢索、數(shù)據(jù)庫、集成化等功能，為促進機械制造業(yè)的信息化發(fā)展提供了技術支持。

2.2 CMR系統(tǒng)的應用

從物理結構視角而言，CRM屬于智能化信息處理系統(tǒng)，但就功能視角而言，CMR是以企業(yè)經(jīng)營、管理為導向的“以客戶為中心”的決策管理方法。有些企業(yè)應用CMR系統(tǒng)，實質上只是該系統(tǒng)的一個軟件模塊，其實完整的CRM系統(tǒng)不僅包括網(wǎng)絡呼叫中心所有功能，還包括將該中心所采集的信息、數(shù)據(jù)加以處理、分析和存儲等過程。因此，CRM系統(tǒng)是一個提供咨詢、服務、交易功能，保證數(shù)據(jù)可靠性，為企業(yè)提供科學決策的智能化系統(tǒng)。然而應注意的是，CRM系統(tǒng)只是電子商務的子集，該系統(tǒng)只涉及到企業(yè)產(chǎn)品銷售、服務、技術支持等外部資源，而企業(yè)事務處理往往涉及人、財、物、資金等多重管理，這是CRM系統(tǒng)所難以勝任的。如企業(yè)通過市場營銷取得訂單，但該訂單應通過后臺系統(tǒng)的審核，以確保企業(yè)及時為客戶提供足夠的產(chǎn)品。審核的內(nèi)容包括對庫存、產(chǎn)品生產(chǎn)情況的查詢，產(chǎn)品品種、數(shù)量的確定，客戶信用情況的查詢、審核等內(nèi)容。而只有審核通過之后企業(yè)方可接單。如今，CMR未來開始朝著和ERP系統(tǒng)整合化方向發(fā)展，打造由銷售前端、企業(yè)內(nèi)部到供應后端等一條增值的服務鏈，才能發(fā)揮其最大價值。

2.3 ERP的應用

ERP基于企業(yè)內(nèi)部資源管理進一步增加了對外部資源的利用，實現(xiàn)了企業(yè)信息流、資金流與物流信息的集成化，加強對企業(yè)各資源的集約化管理。ERP系統(tǒng)從供應鏈出發(fā)，以企業(yè)資金流作為核心，將制造商、供應商、協(xié)作商、用戶、競爭對手等紛紛納入管理中，極大地優(yōu)化了企業(yè)的業(yè)務流程。當ERP系統(tǒng)引入國內(nèi)后，很多機械制造企業(yè)紛紛實施，而不顧是否具備應用條件，導致很多企業(yè)ERP系統(tǒng)應用成功率低，甚至引發(fā)了重大的損失。在應用時，要求企業(yè)負責人全程參與ERP的實施，要求企業(yè)上下全力配合，所制定ERP目標應結合企業(yè)現(xiàn)狀及需求。對于機械制造企業(yè)而言，必須以BOM、ITEM為基礎，為ERP系統(tǒng)運行提供數(shù)據(jù)支持，因此，建議企業(yè)應用ERP前應先實施PDM或PLM，如今國際上已經(jīng)有PLM、ERP融合產(chǎn)品，這表明企業(yè)管理軟件開始朝著相同的平臺尋求完整解決方案的方向發(fā)展，當然，二者的融合度仍有待提高，需要利用內(nèi)部接口將PLM數(shù)據(jù)傳送至ERP中，當前，國內(nèi)在該領域研究正在加深，實現(xiàn)二者的深入融合還需要一段時間。應明確的是，ERP系統(tǒng)推行是一個漫長的過程，最初上線不會立即帶來顯著收益，這是一場革命，需求企業(yè)有堅持不懈地決心和理念支持。

3 結束語

為了促進我國機械制造業(yè)信息化建設的穩(wěn)定發(fā)展，加快機械制造產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品的升級換代，提升國內(nèi)機械制造行業(yè)的國際競爭力，必須著力提高我國機械制造業(yè)的信息化水平，確保其在日趨激烈的競爭中立于不敗之地。

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