制造业信息化的现状与未来

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1、制造业信息化的现状与未来

2、第1图2制造业信息化的范畴从图中可见，制造业信息化是由企业、价值链和产品－服务3个坐标形成的立体架构，使制造企业将不仅是生产物质产品的组织，也是向客户提供服务和知识，使客户得以通过使用产品获得增值，与客户和供应商一起创造价值的企业。换言之，信息化可促使制造业从单一产品的生产型企业向为客户提供解决方案的服务型企业转型。信息化的最终目标是构造一个健全的“企业神经系统”，能够快速响应市场需求。例如，通过企业资源计划（ERP）和制造执行系统（MES）准确反映生产过程的物料供应情况、工作进度和产品质量，通过连续的信息流，加强企业内部各部门之间的协作。同时借助C3P、SCM、C

3、RM和PLM等系统使企业对客户和供应商，以及所有合作伙伴的信息交换和业务处理过程大为简化，克服地域和距离障碍，打破时空对企业业务活动的约束。新经济之所以能够实现高增长率，不是因为它有了许多做互联网的企业，而是因为有更多企业要用互联网技术改造企业的组织结构、产品开发过程和业务运作方式。只有信息产业与传统制造产业的完全融合，信息化才能带动工业化。从发展战略的角度看，制造业信息化不是技术决策，而是企业迎接制造全球化挑战的战略决策，是企业家不断进取和创新精神的体现。3数字化产品开发产品开发是信息流的源头，它对企业的运作和生产成本有重大的影响，据不完全统计，在批量生产的条件下，产品开发的成本仅占总成本

4、的5%，而对产品制造总成本的影响高达70%，因为产品的结构、原材料和加工方法已经大体上被确定了。因此，产品开发比原材料和元器件、劳动力以及企业管理对总成本的影响大得多。传统的产品开发过程是设计完成后，进行样机试制，经过改进，再投产。新产品开发的周期长，风险大，上市慢，限制了企业的市场竞争力。数字化产品开发将从根本上改变这个现状，它把产品设计和样机试制过程结合在一起，尽可能采用数字原型替代物理原型，缩短新产品开发周期，减少失误，保证一次投产成功，从而加快上市速度。例如，通过数字化，汽车的新产品开发周期从上个世纪80年代的48个月，缩短到目前的24个月，并且正在向12个月的目标进军。数字化产品开

5、发是在CAD/CAM/CAE/PDM集成的基础上发展起来的，涉及的主要内容有：1)零部件结构设计和优化；2)数字原型（DigitalMock-Up）；3)数控加工程序编制及其仿真；4)快速原型和逆向工程；5)虚拟原型和可视化；6)数字化工厂。为了实现上述目标，首先必须解决各种应用软件所需的3维实体模型数据格式，如STEP、IGES、STL、VRML之间的自动转换，如图3所示。国际标准化组织（ISO）正在制定和即将发布有关产品建模和结构、产品设计合作、产品制造特征、产品应用、产品信息管理和产品生命支持5个设计自动化的标准（ISO/TC184-SC/C）。图3设计自动化的数据格式转换虚拟产品开发

6、是数字化产品开发的最新进展，通过各种虚拟现实装置，例如头盔、虚拟墙、立体眼镜、数据手套、音频设备以及软件可以营造一个3维的虚拟环境，设计者能够多方位、多形态地与计对象交互，提高设计者和所设计的实体之间的互操作性。数字化产品开发的目的是，在获得市场机遇后，能够在计算机上迅速开发出新产品，反复完善产品的外观和性能、产品的可制造和可装配性，规划生产新产品的设备布局和流程。然后，再在现实生产环境中顺利地制造出真实的、高质量的产品，如图4所示。图4虚拟产品开发和真实产品制造数字化产品开发带来重大的变革还在于：设计者不仅要对图样的正确与否负责，还要与企业各部门以及客户一起，对产品的整个生命周期负责。因为

7、，数字化产品开发过程是多学科交叉、多部门合作的过程，产品开发的结果，不仅是产品图样或模型，而是通过仿真和虚拟现实技术对整个生产过程和产品使用性能的预测。4企业管理的信息化任何一家制造企业都可能是信息化高新技术企业，但也可能是传统制造企业，主要不是看属于哪个行业，生产什么产品，而是看用什么方式来开发新产品、管理和运作这个企业。如果一家企业是以信息流为核心，充分利用互联网技术重新架构它的组织结构、采用新的管理方法、以及适应新经济的企业运作模式，它就是一个新经济时代的信息化制造企业。4.1从金字塔到扁平结构的转变信息化使传统制造企业的多层次的金字塔式的管理模式，通过网络的信息快速传递和共享，转变成

8、为层次较少的扁平结构，从而加速决策过程，如图5所示。图5信息化减少管理层次，加速决策4.2管理信息化的特点和层次我国在制造业信息化方面做过不少尝试。但是，在没有改变企业组织结构和体制的情况下，许多技术的实施效果受到制约，投入和产出不够理想。例如，对MRP-II系统应用现状的调查研究报告表明，引进MRP-II系统的企业近千家，平均每家投资800万元，总投资额80亿元，平均实施周期5.7年，但是真正有效益的是少数