计算机集成制造系统及在我国遇到的问题

计算机集成制造系统及在我国遇到的问题摘要：文中阐述了计算机集成系统的发展和对现代企业的巨大作用，并且总结其在我国所遇到的问题。

关键词：CIM CIMS 制造系统企业障碍一引言原国务院委员宋健1995年4月在接见先进制造技术专家时，对与发展先进制造技术给予了高度重视。

宋健指出：“先进制造技术是一个国家，一个民族赖以繁荣昌盛的重要手段如果制造技术不发达，这个国家，民族就不能富裕。

因此，我国相当长的时间内，发展制造技术是至关重要的。

”20世纪80年代末，国际上提出了先进制造技术（Advanced Manufacturing Technology,AMT）的概念。

AMT最早源于美国。

美国制造业在第二次世界大战及稍后时期得到了空前的发展，形成了一支强大的研究开发力量，成为当时制造业的霸主，制造业可以说是美国经济的主要支柱，一位美国财富的68%来源于制造业。

战后国际环境发生了很大的变化，军事对峙和显示实力刺激制造业发展的背景减弱了。

于与美国长期受强调基础研究的影响，忽视制造技术的发展，到20世纪70年代日本和德国经济恢复时，美国制造业受到了强有力的挑战，汽车业、家用电器业、机床业、半导体业、应用电子工业、钢铁业的霸主地位相继退位，连优势最明显的航天、航空业也遇到了强有力的挑战，出口产品的竞争力大大落后于日本和德国，对外贸易逆差与日俱增，经济膨胀，发展缓慢。

而日本在过去的几十年内不断采用制造新技术，以使其制造业成为公认的领袖。

20世纪80年代初期，美国一批有识之士相继提出了两个颇有号召力的口号：“为美国的利益发展技术”、“技术是经济的发动机”，强调了具有明确社会经济目标的关键技术的重要性，制定了国家关键技术计划，并对其技术政策做了重大调整。

美国先进制造技术也就是在这样一个社会背景下出台的。

以后，AMT在诸多国家和地区得到广泛用。

二计算机集成制造系统的提出与发展计算机集成制造(CIM)的概念是1974年首先由美国约瑟夫博士在《Computer Integrated Manufacturing》一书中提出的，它的基本观点为：企业各个生产环节是一个不可分割的整体，需要统一考虑；整个生产制造过程实质上是对信息的采集、传递和加工处理的过程，最终形成的产品可看作是信息的物质表现。

由于当时计算机的应用尚不普遍，市场竞争还未达到必须发展CIMS的地步。

因此，这一概念并没有引起人们足够的重视，直到80年代初，才被广泛接受。

为了能够正确这一概念，首先要弄清计算机集成制造（CIM）与计算机集成制造系统（CIMS）之间的区别于联系。

关于计算机集成制造比较共同的认识是：CIM是一种组织、管理、企业生产的新哲理它借助计算机硬软件，综合利用现代管理技术、制造技术、信息技术流与物质流有机地集成并优化运作，以实现产品的高质量、低成本、短交货期，提高企业对市场变化的应变能力和综合竞争能力。

简单地说CIM是CAD（计算机辅助设计）、CAPP（计算机辅助工艺规划）、CAM（计算机辅助制造）、MRP(制造资源规划)等自动化技术的继续和在更高水平上的集成。

CIMS是在CIM哲理指导上建立的人机系统，是一种新型的制造模式。

它从企业经营战略出发，将传统的制造技术与现代信息技术、管理技术、自动化技术、系统工程技术有机结合，将产品从创意策划、设计、制造、储运到售后服务全过程中有关的人和组织、经营管理和技术三要素有机的结合起来，使制造系统的各种活动、信息有机集成并优化运行，已达到降低成本C(Cost)、提高质量Q(Quality)、缩短交货周期T（Time）等目的，从而提高企业的创新能力和市场竞争力。

ClMS的发展可以追溯到1952年第一台数控机床(NC)的诞生，这就是计算机辅助制造(CAM)的开始，随着计算机技术的发展及加工复杂零件的需要，又出现了自动编程处理及计算机数控(CNC)。

到70年代末又出现了柔性制造系统(FMS)，它包括制造加工过程中的加工、韧料储运、刀具管理等功能及其集成6o年代，为了设计飞机等复杂产品，产生了CAD，但是由于CAD对计算机硬件及软件有较高的要求，因此一直到70年代才进入实用阶段。

现在的CAD 不仅可编制二维及三维图形。

而且可以完成产品设计、运动学及动力学仿真以及材料分析等功能为了将CAD与CAM集成为一个完整的系统，即希望在CAD作出设计后立即由计算机辅助工艺师制定出工艺计划，然后自动形成NC代码，并由FMS完成产品的制造，固此产生了计算机辅助工艺规划(CAPP)最初CAPP采用样件法(Variant Method)现在已逐步发展为创成法(Generative Method)。

计算机辅助生产管理(CAPM)从50年代后期就开始在制造业中获得了应用，到了7O年代末。

逐步发展为制造资源规划(MRP—I)它包括物料管理及生产管理两大部分。

近年来CAPM又进一步发展为计算机辅助生产规划与控制(PPS)，这不仅包括制造资源规划。

而且包括调度及控制。

总之，随着计算机的普遍应用，在制造企业中出现了许多自动化系统。

如由加工中心、机器人以及物料储运系统集成为FMS。

CAD和CAM通过CAPP集成为CAD／CAM系统实践证明，计算机的应用及系统集成为制造业创造了巨大效益，因而促使人们向新的高度进行探索，即用大系统的慨念，把部门内部以至部门之间孤立的、局部的自动化岛在新的管理模式及制造工艺的指导下综合应用优化理论、信息技术。

通过计算机网络及分布式数据管理系统有机地“集成”起来。

构成一个完整的系统，以达到企业的最高目标效益。

由此可见，计算机的普遍应用构成了ClMS发展的基础这仅仅是问题的一个方面;另一方面，市场的竞争又促进了CIMS的发展。

当今世界市场呈现为动态多变的性质，即产品种类增多，交货时间缩短。

产品更新换代加速。

固而企业之间竞争日渐剧烈，要求不断改进生产管理方法，缩短新产品开发周期，提高产品质量，降低成本。

只采用高性能的机器设备、技术熟练的操作人员及传统的自动化方法是不足以应付这一挑战的，而必须走CIM的道路。

三我国企业CIMS信息集成的主要障碍从八十年代中期开始，我国的十几家先进企业如沈阳鼓风机厂、沈阳第一机床厂、北京第一机床厂、上海二纺机、杭州汽轮厂、洛阳矿山机械厂、济南第一机床厂、成都飞机制造公司等，率先进行CIMS系统的建设。

这些企业在CIMS实践过程中，遇到一个共同的难题，即企业环境现状和管理现状给CIMS 信息集成所带来的巨大难度。

原因是CIMS的信息集成不仅要实现对企业内部信息资源的集成化管理，而且要实现企业内部信息与企业环境信息的集成化管理，所以CIMS建设中实现信息集成，不仅要求企业内部具备较高的整体管理素质(或者说实现高水平的管理集成)，而且要求企业具备相应的外部环境，如稳定的供应商、相对稳定的宏观环境、良好的信用关系等。

而目前我国的企业经济环境正处于重大变革之中，所以为企业CIMS中信息集成的实现带来了客观上的困难。

站在具体的角度，可以把CIMS信息集成中遇到的主要障碍归纳为以下几个方面：1．不稳定的企业组织战略和组织结构我国的企业改革目前正在从扩权让利的政策调整阶段向制度创新阶段转化，现代企业制度的建设不仅牵扯到企业所处的市场经济环境，而且深入到企业内部组织管理体制的变革。

这对于大多数企业来讲是一个巨大的冲击，要求企业必须将现有的组织战略与组织结构做出相应的调整与变动。

而这种调整变动的过程，往往需要3-5年的时间才能完成。

如果组织战略不定、组织结构不稳，将使信息接口难以确定，或严重影响接口的适用性和工作效率，无法实现CIMS的总体规划。

CIMS的框架结构将处于模糊状态，导致信息接口不明，当然信息集成也就难以达到。

2．不均衡的企业整体管理素质和管理水平企业的整体管理素质和管理水平，可以具体体现为下述几个方面：完整、科学、现代的管理思想和理论；规范化的业务流程；明确的职能分工；统一、标准化的报表格式和信息载体；清晰的业务接口；现代的、综合管理方法和手段等。

在我国的多数企业中，由于缺乏整体、系统的管理战略，因而体现管理素质和水平的上述诸项目在企业中的体现很不均衡，由此导致难以实现管理的集成，对信息集成实现也是巨大障碍。

即使在这种不均衡的管理水平上建设CIMS并取得了局部成功，但是整个CIM系统最终要么失败要么低效益运转。

3．具有最大制约性的人的因素正如国外的调查结果所表明的，人的因素在CIMS实施的困难中占到80%以上，我国企业的CIMS实践同样证明了这个结果。

因为CIMS的实施工程是一种高新技术的汇集工程，当然也就是汇集技术人才的工程，人这一因素的客观约束必然成为CIMS实施中的障碍。

具体来讲，人员因素对信息集成的影响表现在三个方面：(1)人的素质，包括领导的素质、技术人员素质、普通员工的素质。

CIMS建设的目的是增强企业的整体实力、提高企业管理水平、实现高效益。

所以CIMS的实施对象是面向企业的全体员工的，这就决定了CIMS的实施要依靠全体员工的参与。

但我国多数企业的员工对计算机和集成管理缺乏了解，对CIMS导致的企业内部变革具有心理障碍。

在CIMS实施中又大量需要他们提供信息接口和所传递的有关信息，如果缺乏较高的人员素质为依托，往往使信息集成效果和水平受到重大影响。

(2)人员的协作CIMS的实施过程往往需要计算机专业与管理专业人员相互配合，其配合的效果如何也决定了信息集成的水平。

在我国企业里，两种人员之间长期缺乏配合，技术专业人员往往从技术实现角度分析问题，而管理人员由于考虑业务需要而提出技术上不合理的要求。

而CIMS实施又必须以他们的协作为基础，因此计算机专业人员与管理专业人员配合工作中产生的矛盾，也将严重影响信息集成效果。

(3)复合型人才的培养CIMS的实施要求必须具备一定数量的既懂管理、又懂计算机的复合知识结构的人才，复合人才有助于通过较小的知识壁垒而易于实现集成。

但这类人才在我国企业中是十分匮乏的，从而复合型人才的培养是提高CIMS信息集成效果的必要性工作。

4．资金与技术的约束CIMS的建设工程具有资金密集和技术密集的特点。

CIMS的巨额投资对一般企业来讲是难以承受的，因此我国的企业很难依靠自身的实力全面实施CIMS；同时，CIMS所需具备的技术基础也使一般企业望尘莫及，而CIMS构成子系统功能放大产生的显著效益，又离不开高技术这一依托。

技术和资金又往往联系在一起，资金不足会使技术的投入受到约束，一旦技术出现问题，CIMS的建设质量必然受到影响，信息集成的效果也将受损。

四结束语CIMS作为新型的生产模式，其本身也处于不断的发展更新之中，各种有关的新概念、新思想不断提出，也易于融合其它领域的有益成份。

并且CIMS有着非常强的应用背景，制造业实际的变化和需要也会推动CIMS的研究和发展。