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CIMS应用示范工程10年回顾与展望
2006年7月27日 14:13  来源:CIMS论坛

    摘要:揭示了863/CIMS主题实施的CIM/CIMS内涵;重点评述了中国CIMS应用示范工程10年的进展与经验;简述了863/CIMS主题工作的总体框架;提出了863/CIMS主题应用示范工程下一步的工作。?

    关键词:CIM/CIMS应用示范工程现代集成制造/现代集成制造系统

    前言

    21世纪即将来临。经济竞争已成为世界各国竞争的焦点和世界发展的重要推动力。对制造业而言,每个企业皆面临持续多变和不可完全预测的全球化市场竞争,竞争的核心是以知识为基础的新产品的竞争。为提高竞争,制造业必须以最快的上市速度(T)、最好的质量(Q)、最低的成本(C)、最优的服务(S)及最清洁的环境(E)来满足不同顾客对新产品的需求和社会可持续发展的要求。面对激烈竞争,人们将制造技术与飞速发展着的信息技术、自动化技术、现代管理技术与系统技术予以有机融合,形成新一代先进制造技术。这些先进制造技术现已成为提高企业敏捷性、柔性、健壮性的关键手段,正推动着制造业进入信息化、集成化、自动化、智能化、敏捷化的新的历史时期。

    1.关于CIM/CIMS的内涵

    1973年美国约瑟夫·哈林顿(JosephHarrington)博士在"ComputerIntegratedManufacturing"一书中首次提出CIM(ComputerIntegratedManufacturing)理念。它的内涵是借助计算机,将企业中各种与制造有关的技术系统集成起来,进而提高企业适应市场竞争的能力。其中,特别强调:(1)企业各个生产环节是不可分割的,需要统一安排与组织--"系统的观点";(2)产品制造过程实质上是信息采集、传递、加工处理的过程--"信息化的观点"。

    CIM是一种先进的理念,但由于当时技术条件的限制,直至80年代初,才逐渐被制造领域重视并采用。近十余年,在市场竞争的激励与相关技术进步的推动下,CIM理念及其技术才在实践中不断充实、完善与发展。?

    863/CIMS主题于1986年提出了CIMS计划。我们结合国情,正走着一条具有中国特色的CIMS之路。今天世界已步入信息时代,CIM/CIMS的理念与技术有了很大的发展。根据多年推行CIMS的实践,可把新的CIM及CIMS的理念概括如下:"CIM是一种组织、管理与运行企业的理念。它将传统的制造技术与现代信息技术、管理技术、自动化技术、系统工程技术等有机结合,借助计算机使企业产品全生命周期--市场需求分析、产品定义、研究开发、设计、制造、支持(包括质量、销售、采购、发送、服务)以及产品最后报废、环境处理等各阶段活动中有关的人/组织、经营管理和技术三要素及其信息流、物流和价值流有机集成并优化运行,实现企业制造活动的计算机化、信息化、智能化、集成优化,以达到产品上市快,高质、低耗、服务好、环境清洁,进而提高企业的柔性、健壮性、敏捷性,使企业赢得市场竞争"。

    "CIMS是一种基于CIM理念构成的计算机化、信息化、智能化、集成优化的制造系统"。CIM技术是基于传统制造技术、信息技术、管理技术、制造技术、自动化技术、系统工程技术的一门综合性技术。具体地讲,它综合并发展了企业生产各环节有关的技术,CIM的使能技术包括:

    总体技术、支撑技术、设计自动化技术、制造自动化技术、集成化管理与决策信息系统技术及流程工业中CIMS技术。?

    基于上述的CIM及CIMS理念,863/CIMS主题实施的CIM及CIMS可称为"现代集成制造(ContemporaryIntegratedManufacturing)与现代集成制造系统(ContemporaryInte-gratedManufacturingSystem)"。它已在广度与深度上拓展了原CIM/CIMS的内涵。其中,"现代"的含义包含信息化、智能化、计算机化。"集成"的含义是企业产品全生命周期活动中三要素(人/组织、技术和经营管理)、三流(信息流、物流和价值流)集成优化;集成的三阶段--信息集成、过程集成及企业间集成;多种技术的集成;各类人员的集成优化等。?

    2.我国CIMS应用示范工程的进展

    2.1863/CIMS应用示范工程概况

    企业CIMS应用工程是863/CIMS主题的重要层次,是主题"八五"、"九五"工作的重点。这些企业构成了863/CIMS主题的工程环境。?

    我们自1989年开始实施应用示范工程,按照工程实施的深度和广度,可将工作分为三个阶段:

    (1)1989~1992年是典型应用工厂的选点、可行性论证、初步设计和详细设计阶段;

    (2)1993~1995年是典型应用企业实施的突破性进展阶段;特别是北京第一机床厂、沈阳鼓风机厂、成都飞机工业公司等第一批典型应用企业取得了突破性进展,获得明显的经济效益和社会效益,为推广应用产生了积极影响和示范作用,为1994年开始设立的"推广应用企业"拉开了小面积推广CIMS应用的帷幕。?

    (3)1997年4月,国家科委召开全国CIMS工作会议,决定加快运用CIMS推动我国制造产业高技术化和实现CIMS相关高技术产业化。会上提出了2000年工作目标(见5.1),随之,还制定了发挥省(市)及行业科委和专家组作用的一系列措施。从此,CIMS应用示范工程实践的深度、广度步入了更高、更新的阶段。?

    863/CIMS主题应用示范工程的工作,在原国家科委的领导下,在历届自动化领域专家委员会、CIMS主题专家组的直接指导以及有关部门的大力支持下,历经2000个技术人员和管理人员10年来的艰苦努力的工作,已在19个省(市)及6个行业部委的67个企业中实施了CIMS。实践证明,通过CIMS的实施,企业增强了竞争能力,促进了我国CIMS技术及产业的发展,为我国企业实现向社会主义市场机制及集约化生产的根本转变提供了一条有效途径。

    2.2取得的进展与成果?

    2.2.1增强了各类企业的竞争能力?

    综观CIMS应用示范工程近10年的实施情况,可以看出,实施CIMS的企业大多数都获得了明显的经济效益和社会效益。从1994年开始设立中国CIMS应用领先奖以来,已先后有五家企业获此殊荣。它们是:??

    .成都飞机工业公司(一、二期工程已验收)

    麦道机头生产周期12个月→6个月;

    军机批生产周期24个月→18个月;

    复杂结构件生产16000工时→160工时,一般提高数倍;

    库存减少10%;

    获得1亿多美元的波音757尾段订单;

    带动了行业:西飞、沈飞、上飞均开始实施CIMS。

    .沈阳鼓风机厂(一、二期工程已验收)

    产品交货期18个月→10~1个月;

    报价6周→2周;

    设计生产能力29台→54台;

    产量增加118%;

    质量成本下降79.7%

    1995年从世界同行排名十几位上升到第6位(1996年保持)。

    .北京第一机床厂(一、二期工程已验收,三期工程已开始)

    新产品的开发能力大大提高;

    超重型数控龙门铣床生产周期36个月→18个月;

    加工中心生产周期12个月→6个月;

    机床行业疲软形势下,1996年仍取得2200万元的利税;

    1995年获美国制造工程师学会(SME)"工业领先奖"。

    .经纬纺织机械股份有限公司(一期工程已验收,二期工程在进行)

    流动资金下降60%;

    细纱机交货期102天→72天甩掉了全部台帐的计算机管理。

    .福建炼油化工有限公司(一期工程已验收)

    可比综合商品率89%→91.14%;

    总轻质油收率71.53%→77.13%;

    能耗119.4千克标油/吨原料→90.01千克标油/吨原料;

    损失1.39%→1.34%;

    年增效益2632.2万元。

    分析实施CIMS的企业不难发现,CIMS可适用于不同类型的企业。

    (1)从几百人的中小企业到几万人的大型企业,均能从CIMS及其相关技术中获益。比如:?

    .诸暨电动工具厂只有职工300多人,但实施CIMS的效益却很明显:?

    流动资金占用5642万元→3758万元?

    产值6300万元→1.2万元?

    利税566万元→1210万元?

    出口创汇4581万元?

    人均产值32万元?

    .咸阳偏转线圈厂只有职工890多人,实施CIMS后的效益很明显:?

    管理工作效率提高一倍;?

    物料损耗降低1/3,节约资金50万元以上;?

    库房积压清理资金全年200万元以上;?

    产品送检率50%→100%;?

    所有产品过检率提高10%;?

    产品开发周期3~6个月→1~2个月;?

    每套模具节约费用30~100万元不等;?

    利税增长1.4倍,增加近4000万元。?

    .上海鼓风机厂有职工1900多人,工业总产值在2亿元以上,实施CIMS之后:?

    轴流风机设计周期4个月→1.5个月;?

    离心风机设计周期3个月→1个月;?

    生产周期18个月→10个月;?

    工程报价选型1天→1小时;?

    总图提供周期1个月→2小时;?

    库存占用资金缩短20%;?

    采购和管理人员分别减少1/5和1/3。?

    .长安汽车公司是个拥有23000人职工、工业总产值超过20亿元的大型企业,实施CIMS为该企业带来了明显的经济效益:?

    汽车模具制造CAD/CAPP/CAM一体化系统直接经济效益达1000万元;?

    炮箱类准柔性制造系统直接经济效益100万元;?

    汽车生产管理MRPⅡ/JIT系统节约100多万元;?

    投料准确性,直接效益达100万元;?

    汽车整车外观造型及CAD应用系统的运行,减少设计/制造成本100万元。?

    (2)不同生产模式的企业,实施CIMS均可获得不同程度的效益?

    原推广应用企业中产品为多品种、小批量的企业较多,如北京起重机厂,通过实施CIMS:?

    以销定产扭转产品积压、成品资金占用的局面;?

    新产品开发周期缩短1/3;?

    板材综合利用率60%→70%以上;?

    企业逐步扭亏为盈。?

    产品大批量多品种的企业,如无锡威孚集团实施CIMS后:?

    计划编制周期1~2天→15分钟;?

    新品开发周期缩短30%~50%;?

    生产准备周期缩短50%~60%;?

    1996年压缩库存资金1000万元;?

    1997年降低生产成本1300万元;?

    机构扁平化,压缩人员400余人。?

    (3)CIMS不仅适用于离散型制造业,也适用于连续性、混合型和其它类型的制造业?

    如甘肃兰化化纤厂,由于实施CIMS:?

    仅减少非计划停车就增加效益91.47万元;?

    睛纶"两废"指标降到历史最低水平,增加效益69.8万元;?

    节约原材料352.7万元及动力费用379万元;?

    总计直接经济效益为892.97万元。?

    (4)实施CIMS的企业中既包括国有企业,也包括民营企业、合资企业和乡镇企业?

    如杭州三联电子有限公司系中外合资企业,拥有职工300多人,1997年工业总产值7000

    多万元,实施CIMS使得

    印制板开发20天左右→2~3天;?

    模具制造18天→5天;?

    整机厂开发周期缩短18天。?

    2.2.2CIMS的应用全面推广,建立了科希盟科技集团,促进了CIMS产业化发展?

    在19个省(市)及6个部委成立了CIMS专家组;建立了8个培训中心,共完成培训5万人时以上,为推广CIMS打下了技术队伍的基础;成立了科希盟科技集团,将CIMS主题几年来形成的软件成果产品化、产业化,为进一步推广CIMS技术开辟了新路;形成了若干个CIMS工程的系统集成开发单位,促进了CIMS集成产业的形成。

    2.2.3促进了我国CIM技术的进展和技术队伍的形成?

    应用工程的实践促进了我国CIM技术新进展,主要包括CIMS工程全生命周期中分析、设计、实施、评定的方法、技术、工具与规范;异构环境下的信息集成技术;基于MRPⅡ原理的、适合国情的管理技术;CAD/CAPP/CAM集成技术及其相应的应用技术;车间级调度、仿真与监控技术;计算机辅助质量管理、控制技术。从而在全国形成了一支约2000人的CIMS工程设计、开发、应用骨干队伍。?

    2.2.4总结出在我国实施CIMS的经验和一套约定、规范、标准及方法、工具。?

    3开展CIMS应用示范工程的经验和体会

    3.1开展应用示范工程是贯彻"发展高技术、实现产业化"的有效方式?

    863/CIMS主题从1989年开始启动CIMS应用示范工程。10年的经验证明,开展应用示范工程是贯彻"发展高技术、实现产业化"的有效方式。?

    (1)通过CIMS应用示范工程,863/CIMS主题在信息集成、计算机辅助企业管理、计算机辅助设计、计算机辅助制造和计算机辅助质量管理等方面的一批高新技术成果,在试点企业得到了应用,并促进了这些成果的商品化和产业化,建立了科希盟、大天、红地等CIMS技术相关的公司。

    (2)通过企业实施CIMS工程,为863/CIMS主题进一步的发展提出了新的需求。每年都有许多应用研究课题来自应用示范企业的实际需求。

    (3)通过实施CIMS,改变了企业的管理模式,实现了企业的信息集成,促进了企业的整体优化,提高了企业的竞争能力。?

    3.2企业实施CIMS的经验?

    主题专家组在总结了几个典型应用工厂实施CIMS的成功经验的同时,提出了企业实施CIMS

    的"效益驱动、总体规划、分步实施、重点突破"十六字方针。实践证明,这是行之有效的实施方

    针。通过近年的实践,又进一步丰富发展了CIMS的实施经验。?

    (1)总体规划、分步实施。采用自顶向下制定总体规划,自底向上的逐步实施,既保证实施CIMS和企业的长远发展规划相结合,又能满足企业的实际需求,减小风险;对于计算机应用基础较好的企业还能做到保护和利用现有资源;总体规划是系统工程的基础,在总体规划下,从分系统实施入手,逐步扩大系统集成,边建边见效,使实施工程形成良性循环。?

    (2)效益驱动,重点突破。企业实施CIMS必须从企业诊断入手,做好需求分析,找出企业运行中的瓶颈,确定工程的近期目标,选择企业急需解决又能较快见成效的环节作为突破口。实践表明,坚持"效益驱动"的原则,正确地指导了突破口的选择;加强了应用与研究的结合;经营与技术的结合;各类人员的集成。?

    (3)结合国情,从企业的实际出发。从我国的国情出发,强调通过信息集成,提高管理水平来取得效益;车间层根据企业的能力适度实现自动化;强调开放的体系结构和软硬件环境;强调标准化工作;强调系统运行中人的作用。

    (4)尽量利用成熟技术,提倡使用国产软件,在工程实施上下功夫。CIMS应用是一个工程项目,第一阶段的实施周期一般为一年半到两年,应尽量采用较成熟的技术和软硬件产品。国产化软件具有适合国情、价格便宜、维护有保证等优点,应大力提倡采用。

    (5)以信息集成实现企业优化为第一步的实施重点,结合需求,逐步引入CIMS发展中的新技术。CIMS技术从信息集成优化到过程集成优化(如并行工程)及企业间的集成优化(如敏捷制造)。其中信息集成优化是基础,即做到在正确的时刻,把正确的信息,以正确的方式,送到正确的地点,以便作出正确的决策。

    3.3在实施CIMS的全生命周期中要不断地提高认识,加强领导,规范管理

    (1)企业第一把手挂帅是企业CIMS工程成功的首要条件。CIMS的实施是一项复杂的系统工程,它涉及工程、经营管理、制造等部门中人、机构、制度、技术的重组;它涉及企业文化的转变;它要与企业其它经营运行活动妥善协调;它需要各级领导取得共识,进而动员、组织企业职工积极参与;它必须列为企业现代化改革的重要项目予以实现。因此,企业第一把手的决心、在工程关键点上的决策与亲自领导是企业CIMS工程成功的先决条件。

    (2)充分发挥地方和行业的领导作用。1997年4月全国CIMS工作会议后,已经形成了国家、地方和行业的二级CIMS应用示范工程领导机构,地方和行业发挥了工程的领导和组织作用,保证了CIMS应用示范工程健康地进行,一批企业已经完成了一期工程,取得了明显的效益,顺利地通过了验收。?

    (3)以企业为主,强调多方结合,多方集成。CIMS工程开发实施必须以企业为主。即在CIMS工程全生命周期中企业应成为主角。但由于它的复杂性、长期性、专业性,因而选好技术依托单位也是十分重要的。实践证明,集成是我们的优势,也是复杂系统工程实施的关键。多方结合包括政府、企业、学校、研究所的结合;CIMS工程与技改、体改的结合;各部门的结合;863计划与其它计划的结合。多方集成包括各类人员集成;人、组织、经营管理与技术的集成。?

    (4)加强基础工作和队伍建设。CIMS中涉及工艺、制造、管理等技术的应用对企业各部门的基础工作(制造、方法、标准、报表、技术)整顿和各层次人员的提高提出了高的要求。实践表明,基础工作和队伍建设的质量与进度直接影响CIMS工程的应用效果。?

    (5)加强企业机制改革势在必行。在CIMS实施的过程中,许多企业已深切地认识到不断深化企业机制改革十分必要,它是实现以人为中心的组织、管理、技术集成优化的关键。它包括改革企业管理模式、组织机构、设计/工艺/制造的生产方式等。

    3.4863/CIMS主题组织管理CIMS应用工程项目的几点体会

    (1)认真贯彻各级领导的指标。许多国家领导人(如李岚清、邹家华、李铁映、宋健等)都对CIMS推广应用工作做过重要指示。国家科学技术部朱丽兰部长在应用工程发展的各个阶段都作过重要批示,并亲临现场具体指导。各有关省(市)、部委主管领导给予863专家与有关单位以极大的关照与支持。参与应用工程的院、校、所、厂的各级领导在精神和物质上给予了积极支持。?

    (2)选题正确是成功的基础。在首席科学家领导下,专家委与专家组审时度势,作出了"设立CIMS应用工程项目"进而列为"八五"及"九五"CIMS主题的工作重点的战略决策是本项目得以成功的先决条件。

    (3)建立有效而统一的行政与技术指挥线系统。各试点企业设立统一的CIMS工程的行政与技术指挥线,即设立企业第一把手挂帅的工程领导小组、办公室及总师系统。此外各企业均选定一个来自院/校/所的CIMS技术依托单位。?

    (4)按标准与规范抓好各阶段工作。在工程实施中,组织内外专家按照主题制定的标准、规范作好选点、选技术依托单位、组织总师系统、立项评审、初步设计、详细设计、实施、验收等阶段工作,有力地保证了工程质量与进度。?

    (5)加强领导,及时研究,及时总结,及时引导。专家组将"应用示范工程"列为重点工作,主题专家组成应用示范工程领导小组(后成为"专业专家组"),专门负责此项工作。每年组织一次应用示范工程的专题工作会议或交流会。随着应用示范工程工作在面上的展开,及时成立了省(市)或部委领导小组及专家组,有力地推动了面上的工作。?

    (6)典型引路、分期、分批逐步发展。第一批选定了4个,后发展到9个,在实施阶段又分为两批突破口,取得经验后再逐步扩大到20个以及目前的67家企业。?

    (7)引入竞争滚动奖励机制。申请企业很多,我们按选点标准严格规范择优选定。实施过程有差异,按质量与进度给予不同安排。每年设立"CIMS应用领先奖",请组内外专家(30人)按程序评审,以鼓励先进单位。?

    (8)重视发扬"公正、献身、创新、团结、求实"的863精神,重视骨干队伍的自身建设。

    4863/CIMS主题工作的总体框架

    为在2000年向国家和社会交上一本好帐,并做好与S?863计划的衔接,本届专家组在前几届专家组工作的基础上,结合新的情况,提出今后三年工作的总体框架:?

    (1)一个宗旨:发展高技术,促进产业化;?

    (2)建好二类环境:研究开发环境及工程应用环境;?

    (3)迈上第三个台阶;在主题"七五"、"八五"两个台阶的基础上,迈上第三个台阶--使应用示范工程在广度、深度上有新的更大的发展,并大力促进中国CIMS相关产业的形成;在技术上进一步实现企业的人/组织、经营管理和技术的集成及信息流、物流和价值流的集成优化;重点突破企业间集成优化技术,在项目安排上以国家科技部的"九五重中之重项目"和目标产品为重点,进而完整地形成具有中国特色的CIMS研究、开发、应用体系。?

    (4)抓好四个层次的工作;应用示范工程;重大关键技术攻关;目标产品发展及应用基础研究。?

    (5)实现五类目标:①一批国内领先的应用示范工程;②一批国内领先水平的研究开发与培训基地;③一批重大关键技术成果和应用基础研究成果;④一批产品及一个国内领先的CIMS产业集团;⑤一支5000人左右的研究、开发、应用骨干队伍。

    (6)六项工作原则:有限目标,突出重点;结合国情,鼓励创新;应用导向,示范带动;市场牵引,促进产业;加强交流,重视合作;规范管理,精建队伍。

    5应用示范工程的下一步工作计划

    5.12000年工作目标?

    在机械、家电、航空、汽车、石油、化工、航天、纺织、轻工、冶金、邮电等行业中实施CIMS应用示范工程,提高企业竞争能力,取得明显和稳定的效益;形成适合中国国情的企业实施CIMS的方法、技术、规范和产品;促进CIMS高技术产业的形成。

    (1)150~200家应用示范企业取得明显的经济效益;

    (2)3~4家企业实施重点应用工程,促进企业成为国际同行业知名企业;

    (3)大力推广有自主版权的国产软件,50%以上的企业采用有自主版权的国产软件,其中5~6家企业以国产软件产品为主实施CIMS,取得明显的效益;?

    (4)建立7~8个应用示范工程技术、咨询服务中心,每个中心每年至少对五家以上应用示范企业进行咨询和服务;?

    (5)建立10~12个培训中心;

    (6)通过应用示范工程,促进CIMS高技术产业化。

    上述目标表明,应用示范工程已在广度与深度方面步入了一个更新、更高的阶段。为此,必须采取下列组织管理措施与技术路线。?

    5.2组织管理措施?

    (1)大力加强省市级科委、部委的CIMS推广应用领导小组与专家组的领导作用。

    (2)主题专家组在应用工程的工作中重点抓好宏观引导和决策、共性问题、骨干培训及3~4家国际知名企业的过程管理。?

    (3)继续采用合同制并试行工程监理制度。

    (4)加强培训(持证上岗);加强队伍建设;加强技术交流;加强人员结合;加强与863/CIMS主题其它专题的结合。

    (5)采取积极措施,大力促进国产版权CIMS产品的推广。

    (6)采取综合措施,稳定CIMS工程队伍。?

    (7)积极推行市场机制实施CIMS应用工程。?

    (8)重视示范企业的宣传工作。

    5.3技术路线?

    坚持贯彻"效益驱动、总体规划、分步实施、重点突破"的方针。

 
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