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1、制造企业信息化关键制造企业信息化关键技术与应用技术与应用1 现代制造企业概况1 1、现代制造企业制造环境的变化、现代制造企业制造环境的变化产品生命周期缩短产品生命周期缩短大市场和大竞争大市场和大竞争交货期成为主要竞争因素交货期成为主要竞争因素用户需求个性化明显用户需求个性化明显多品种、小批量生产比例增大多品种、小批量生产比例增大1.1 现代制造企业概况2 2、现代制造企业制造模式的变化、现代制造企业制造模式的变化定制生产2000s产品种类产量手工生产 1800s规模生产1900s精益生产1960s生产模式演变图物料需求计划制造资源计划准时制生产精益生产并行工程企业资源计划计算机集成制造网络化制
2、造智能制造大规模定制敏捷制造云制造现代企业先进生产制造模式物料需求计划（MRP）物料需求计划（Material Requirement Planning，MRP）是指根据产品结构各层次物品的从属和数量关系，以每个物品为计划对象，以完工时期为时间基准倒排计划，按提前期长短区别各个物品下达计划时间的先后顺序，是一种工业制造企业内物资计划管理模式。概 念特 点u需求的相关性u需求的确定性u计划的复杂性目标u物料及产品按需供应u库存水平尽可能降低u生产活动精确衔接MRP根据市场需求预测和顾客订单制定产品的生产计划，然后基于产品生成进度计划，组成产品的材料结构表和库存状况，通过计算机系统计算所需物资的需
3、求量和需求时间，从而确定材料的加工进度和订货日程。原 理制造资源计划（制造资源计划（MRP）制造资源计划（Manufacturing Resource Planning，MRP II），是在物料需求计划上发展出的一种规划方法。它是以物料需求计划MRP为核心，覆盖企业生产活动所有领域、有效利用资源的生产管理思想和方法的人机应用系统。概 念MPR与MRP区别它围绕企业的基本经营目标，以生产计划为主线，对企业制造的各种资源进行统一的计划和控制，使企业的物流、信息流、资金流流动畅通地动态反馈。原 理MPR主要对制造环节中的物流进行管理，使企业达到“既要保证生产又要控制库存”的目的；而MRP则集成了物流
4、和资金流，将人、财、物，时间等各种资源进行周密计划，合理利用，以提高企业的竞争力。准时生产方式（Just In Time简称JIT），又称作无库存生产方式，零库存，一个流或者超级市场生产方式，是日本丰田汽车公司在20世纪60年代实行的一种生产方式。现在这一方式与源自日本的其它生产、流通方式一起被西方企业称为“日本化模式”。概 念准时生产方式是通过生产的计划和控制及库存的管理，追求一种无库存，或库存达到最小的生产系统。它的核心是追求一种无库存的生产系统，或使库存达到最小的生产系统。原 理品质 柔性投放市场时间产品多元化效率 适应性学习特点u生产流程化u资源配置合理化u生产均衡化对生产制造的影响准
5、时制生产（准时制生产（JIT）精益生产（LP）精益生产又称精良生产，其中“精”表示精良、精确、精美；“益”表示利益、效益等等。精益生产就是及时制造，消灭故障，消除一切浪费，向零缺陷、零库存进军。概 念追求零库存追求快速反应，即快速应对市场的变化。企业内外环境的和谐统一人本位主义、库存是“祸根”核心降低在制品数量及其占用资金；降低产品质量损失；缩短订单交货期；减少设备故障停机率；降低生产耗用工时；减少人员。工具6S与目视控制准时化生产(JIT)全面生产维护（TPM）价值流图目标并行工程（CE）并行工程(Concurrent Engineering，简称CE)是一种先进的企业全局管理和生产集成模式
6、。它将企业中复杂的工程设计、制造和经营管理过程中的各种作业，按最终目标，在时间和空间上并行交互进行，从而缩短了传统串行作业方式所需的时间和反复修改的次数，大幅度提高了作业质量，加快进程，降低了成本。概 念在先进制造技术中的地位与作用u并并行工程强调系统集成与整体优化;u并行工程强调面向过程和面向对象;本质u承上启下的作用;u并行工程与面向制造和装配的产品设计;企业资源计划（ERP）企业资源计划（Enterprise Resource Planning，简称ERP，它是针对物资资源管理（物流）、人力资源管理（人流）、财务资源管理（财流）、信息资源管理（信息流）集成一体化的企业管理系统，包含客户/
7、服务架构，使用图形用户接口，应用开放系统制作。概 念将企业的各个方面的资源（包括人、财、物、产、供、销等因素）合理配置，以使之充分发挥效能，使企业在激烈的市场竞争中全方位地发挥能量，从而取得最佳经济效益。原 理体现了对整个供应链资源进行有效管理的思想；体现了精益生产，并行工程和敏捷制造的思想，体现事先计划与事中控制的思想；管理理念 工 具ERP信息系统计算机集成制造（CIMS）计算机集成制造系统（Computer Integrated Manufacturing System，简称CIMS），它是在信息技术自动化技术与制造的基础上，通过计算机技术把分散在产品设计制造过程中各种孤立的自动化子系统
8、有机地集成起来，形成适用于多品种、小批量生产，实现整体效益的集成化和智能化的制造系统。概 念从生产工艺方面分：离散型制造业、连续性制造业、混合型制造业从体系结构来分：集中性、分散性、混合型分 类应 用 CIMS的技术先进制造技术敏捷制造虚拟制造并行工程保障和提高了新产品开发的质量缩短了新产品的上市周期经营管理科学化同时降低了产品的成本网络化制造(NM)网络化制造(Networked-manufacturing.NM)是指通过采用先进的网络技术、制造技术及其它相关技术,构建面向企业特定需求的基于网络的制造系统,并在系统的支持下,突破空间对企业生产经营范围和方式的约束,开展覆盖产品整个生命周期全部
9、或部分环节的企业业务活动(如产品设计、制造、销售、采购、管理等)。概 念背 景 及 发 展国外：德国Produktion2000 框架方案；第五框架计划(1998-2002 年)；第六框架计划(2002-2006 年)。国内：杨叔子院士基于Agent 的网络化制造模式及基于利益驱动的动态重组机制；刘飞教授支撑网络化制造的技术体系;祁国宁和顾新建教授网络化制造的几种发展途径。智能制造（IM）智能制造（Intelligent Manufacturing，IM）是一种由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化智能制造系统。它在制造过程中能进行智能活动，诸如分析、推理、判断、构思和决策等。通过人与智能机
10、器的合作共事，去扩大、延伸和部分地取代人类专家在制造过程中的脑力劳动。概 念从智能制造系统的本质特征出发，在分布式制造网络环境中，根据分布式集成的基本思想，应用分布式人工智能中多Agent系统的理论与方法，实现制造单元的柔性智能化与基于网络的制造系统柔性智能化集成。原 理前景智能化是制造自动化的发展方向。在制造过程的各个环节几乎都广泛应用人工智能技术。专家系统技术可以用于工程设计，工艺过程设计，生产调度，故障诊断等。也可以将神经网络和模糊控制技术等先进的计算机智能方法应用于产品配方，生产调度等，实现制造过程智能化。大规模定制（MC）大规模定制（Mass Customization，MC）是一种
11、集企业、客户、供应商、员工和环境于一体，在系统思想指导下，用整体优化的观点，充分利用企业已有的各种资源，在标准技术、现代设计方法、信息技术和先进制造技术的支持下，根据客户的个性化需求，以大批量生产的低成本、高质量和效率提供定制产品和服务的生产方式。概 念MC的基本思想是通过产品结构和制造流程的重构，运用现代化的信息技术等一系列高新技术，把产品的定制生产全部或部分转化为批量生产，以大规模生产的成本和速度，为单个客户或小批量多品种市场定制任意数量的产品。基 本 思 想分 类按订单销售（Sale-To-Order）按订单装配（Assemble-to-Order）按订单制造（Make-to-Order
12、）按订单设计（Engineer-to-Order）大规模定制（MC）产品设计模块化 产品制造专业化生产组织和管理网络化 企业间的合作关系伙伴化特点生产制造系统模块化 动态组合的布局方式动态组合的调度方式 动态响应的控制结构关键技术大规模定制的企业核心能力表现准确获取顾客需求的能力面向MC的敏捷产品开发设计能力柔性的生产制造能力敏捷制造（AM）敏捷制造（Agile Manufacturing，AM）是指制造企业采用现代通信手段，通过快速配置各种资源（包括技术、管理和人），以有效的方式响应用户的需求，实现制造的敏捷性。其核心是企业在不断变化、不可预测的经营环境中的快速重构能力，具体表现为多个企业的
13、核心制造能力的动态组织。概念要提高企业对市场变化的快速反应能力，满足顾客的要求。除了充分利用企业内部资源外，还可以充分利用其他企业乃至社会的资源来组织生产。核心思想从产品开发开始的整个产品生命周期都是为满足用户需求的;采用多变的动态组织结构、着眼于长期获取经济效益;建立新型的标准体系，实现技术、管理和人的集成;最大限度地调动、发挥人的作用。特点云制造（CM）云制造（Cloud Manufacturing:CM）是为避免制造资源的浪费，借用云计算的思想，利用信息技术实现制造资源的高度共享。建立共享制造资源的公共服务平台，提供各种制造服务，实现制造资源与服务的开放协作、社会资源高度共享。概念面向服
14、务和需求的制造、不确定性制造、透明和集成的制造、支持多用户的制造、支持按需使用和付费的制造、低门槛众包式制造、绿色低碳制造等。针对大型集团企业的研发设计能力服务平台；区域性加工资源共享服务平台;制造服务化支持平台也是将来云制造重点发展的方向之一;制造更可以服务于量大面广的中小企业;建立物流拉动的现代制造服务平台。五大应用方向特征1.2我国制造业面临的新环境新的发展阶段新的发展阶段 新的挑战新的挑战新的发展机遇新的发展机遇1.2.1 新的发展阶段形成比较独形成比较独立完整体系立完整体系 告别工业产告别工业产品短缺时代品短缺时代 产业规模产业规模持续扩大持续扩大 新中国成立后我国制造业经历了三个发
15、展阶段：新中国成立后我国制造业经历了三个发展阶段：20102010年年，我我国国制制造造业业产产出出占占世世界界比比重重的的19.8%19.8%，超超越越美美国国的的19.6%19.6%，成为全球制造业第一大国，成为全球制造业第一大国 ，这一成就世界瞩目。，这一成就世界瞩目。（19491978年）（19781990年）（19902010年）1.2.1 新的发展阶段*自主创新能力不强：核心技术对外依存度高，高端装备的关键零部自主创新能力不强：核心技术对外依存度高，高端装备的关键零部件依赖进口。件依赖进口。*处于价值链低端：产品多数处于附加值较低的处于价值链低端：产品多数处于附加值较低的“制造制造
16、-加工加工-组装组装”环节，产品附加值较低。环节，产品附加值较低。*生产经营效率不高：生产经营效率不高：20112011年我国制造业增加值率为年我国制造业增加值率为21.5%21.5%，发达国，发达国家在家在35%35%以上。劳动生产率约为发达国家的以上。劳动生产率约为发达国家的36%-40%36%-40%。*产业结构不合理：一般加工工业和资源密集型产业比重过大，技术产业结构不合理：一般加工工业和资源密集型产业比重过大，技术密集型产业所占比重偏低，为用户提供服务的现代制造服务业占比偏密集型产业所占比重偏低，为用户提供服务的现代制造服务业占比偏低。低。*产品质量问题突出：质量直接损失每年产品质量
17、问题突出：质量直接损失每年17001700亿元以上，间接损失超亿元以上，间接损失超万亿，食品安全事故时有发生，危及人民生命健康和损害国家形象。万亿，食品安全事故时有发生，危及人民生命健康和损害国家形象。但，但，我国制造业大而不强，不可持续发展问题凸显。我国制造业大而不强，不可持续发展问题凸显。1.2.2 新的挑战发发达达国国家家高高端端制制造造业业回回归归本本土土：美美国国为为首首的的发发达达国国家家鼓鼓励励制制造造业业回回迁迁，期期望望巩巩固固制制造造强强国国地地位位与与固固有有优优势势，抢抢占占新新工工业业革命先机。革命先机。发发展展中中国国家家低低端端制制造造业业低低成成本本竞竞争争优优
18、势势：印印度度、越越南南、印印尼尼等等发发展展中中国国家家以以更更低低的的劳劳动动力力成成本本吸吸引引着着越越来来越越多多的的跨跨国国企企业布局，成为低端制造新的转移方向。业布局，成为低端制造新的转移方向。我我国国资资源源和和环环境境双双重重约约束束：一一方方面面，石石油油、铁铁矿矿石石、水水等等能能源资源约束趋紧。另一方面，牺牲环境的代价越来越大。源资源约束趋紧。另一方面，牺牲环境的代价越来越大。1.2.3 新的发展机遇第第三三次次工工业业革革命命给给我我国国制制造造业业带带来来难难得得的的“机机会会窗窗口口期期”：以以数数字字化化制制造造为为标标志志的的第第三三次次工工业业革革命命已已显显
19、端端倪倪，这这为为我我国国制制造造业业的的超超越越发发展展带带来来机机遇遇。我我国国将将成成为为第第三三次次工工业业革革命命的的主主要要参参与与者者，而而不不再再是是前前两两次次工工业业革命的革命的“看客看客”。城城镇镇化化及及消消费费结结构构升升级级提提供供了了巨巨大大的的市市场场需需求求空空间间：一一个个快快速速增增长长的的1010多多亿亿人人口口的的消消费费市市场场，是是任任何何一一个个国国家家在在工工业业化化、现现代代化化过过程程中中都都未未曾曾拥有的，这是我国制造业拥有的最大优势也是最大机遇之一拥有的，这是我国制造业拥有的最大优势也是最大机遇之一 。经经济济体体制制机机制制改改革革将
20、将加加速速制制造造业业转转型型升升级级：打打造造中中国国经经济济升升级级版版，依依靠靠改改革革释释放放制制度度红红利利，将将有有助助于于破破除除制制造造业业发发展展的的体体制制机机制制障障碍碍，激激发发市市场活力。场活力。1.3我国制造业面临的新使命世界历史上三次世界历史上三次“世界制造中心世界制造中心”的转移印证了：制的转移印证了：制造业强则国家强，制造业对促进国家经济繁荣的巨大造业强则国家强，制造业对促进国家经济繁荣的巨大作用无可替代，因此，我国制造业肩负新的使命：作用无可替代，因此，我国制造业肩负新的使命：制造业又大又强制造业又大又强以制造业的繁荣和强大托起中国伟大复兴梦。以制造业的繁荣
21、和强大托起中国伟大复兴梦。1.4“制造强国”的指导方针 结构优化结构优化 创新驱动创新驱动 质量为先质量为先 绿色发展绿色发展 1.4.1 结构优化结结构构优优化化是是制制造造业业科科学学发发展展的的主主线线，是是提提升升国国民民经经济济整整体体素素质质的的主主要要途途径径。推推动动战战略略性性新新兴兴产产业业和和先先进进制制造造业业健健康康发发展展；坚坚持持利利用用信信息息技技术术和和先先进进适适用用技技术术改改造造传传统统产产业业；着着力力发发展展现现代代制制造造服服务务业业；加加强强基基础础产产业业建建设设，解解决决关关键键材材料料、元元器器件件和和零零部部件件及制造工艺严重滞后的局面。
22、及制造工艺严重滞后的局面。1.4.2 创新驱动创创新新驱驱动动是是制制造造业业生生存存和和发发展展的的灵灵魂魂，是是实实现现制制造造强强国国的的不不竭竭动动力力。提提高高原原始始创创新新、集集成成创创新新和和引引进进消消化化吸吸收收再再创创新新能能力力，更更加加注注重重协协同同创创新新，在在制制造造业业的的优优势势领领域域取取得得突突破破,成成为为技技术术的的引引领领者者；以以数数字字化化智智能能化化制制造造为为核核心心，推推动动制制造造技技术术、设设计计技技术术和和生生产产模模式式的的创创新新；加加快快建建设设以以企企业业为为主主体体、市市场场为为导向、产学研用相结合的国家技术创新体系。导向
23、、产学研用相结合的国家技术创新体系。1.4.3 质量为先质质量量为为先先是是制制造造业业生生存存发发展展的的生生命命，是是国国家家强强盛盛的的关关键键内内核核。要要制制定定质质量量发发展展政政策策，强强化化质质量量安安全全监监管管，夯夯实实质质量量技技术术基基础础，大大力力实实施施品品牌牌发发展展战略，创新质量管理理念，优化质量发展环境。战略，创新质量管理理念，优化质量发展环境。1.4.4 绿色发展绿绿色色发发展展是是破破解解资资源源环环境境瓶瓶颈颈制制约约，实实现现制制造造业业可可持持续续发发展展的的必必由由之之路路。开开发发高高效效率率、低低消消耗耗、低低排排放放的的绿绿色色制制造造流流程
24、程；加加大大节节能能降降耗耗力力度度，加加快快淘淘汰汰落落后后生生产产能能力力；大大力力发发展展环环保保装装备备产产业业，推推行行清清洁洁生生产产和和污污染染治治理理；倡倡导导绿绿色色产产业业文文化化，健全激励和约束机制。健全激励和约束机制。1.5“制造强国”的发展目标一一批批优优势势产产业业率率先先实实现现突突破破，跻跻身身强强国国之之列列。如如通通信信设设备备、发发电电与与输输变变电电设设备备、工工程程机机械械、轨轨道道交交通通设设备备、石石油油炼炼制制、钢钢铁铁、仪仪器器仪仪表表7 7大产业。大产业。20202020年年20302030年年我我国国制制造造业业整整体体上上处处于于世世界界
25、前前列列，成成为为制制造造强强国国，其其中中通通信信设设备备、发发电电与与输输变变电电设设备备、工工程程机机械械、轨轨道道交交通通设设备备、石石油油炼炼制制、钢钢铁铁、仪仪器器仪表仪表7 7大产业处于世界领先地位。大产业处于世界领先地位。1.6“制造强国”的发展路径l由技术创新战略替代技术引进、跟随战略由技术创新战略替代技术引进、跟随战略l由数值化智能化制造替代人工制造由数值化智能化制造替代人工制造l由质量效益型制造替代粗放型制造由质量效益型制造替代粗放型制造l由绿色制造替代资源消耗型和环境污染型制造由绿色制造替代资源消耗型和环境污染型制造l由服务由服务/生产型制造替代生产型制造生产型制造替代
26、生产型制造l由产业的空间集聚替代产业的分散布局由产业的空间集聚替代产业的分散布局l由电子商务逐步替代店、铺式的商业模式由电子商务逐步替代店、铺式的商业模式l由输出资本、技术、产品替代单一的产品出口由输出资本、技术、产品替代单一的产品出口举例：大力推行数字化和智能化 制造业数字化智能化是信息化和工业化深度融合制造业数字化智能化是信息化和工业化深度融合的重要内容，是实现制造强国的核心技术。的重要内容，是实现制造强国的核心技术。实施分两步走的策略实施分两步走的策略 2020 2020年前应全力推行年前应全力推行“数控一代工程数控一代工程”，在面，在面上实现产品的数字化和制造过程的数字化。选择信上实现
27、产品的数字化和制造过程的数字化。选择信息化和数字化基础好的汽车、机床、工程机械、航息化和数字化基础好的汽车、机床、工程机械、航空、通信设备制造、仪器仪表等产业的骨干企业，空、通信设备制造、仪器仪表等产业的骨干企业，进行智能制造试点示范。进行智能制造试点示范。20202020年后可在全行业分批年后可在全行业分批分期推广智能制造。分期推广智能制造。制定科学可行的技术路线制定科学可行的技术路线 以传感器、控制系统和人工智能技术为神经中以传感器、控制系统和人工智能技术为神经中枢，强化智能制造的智能功能；以工业机器人和传枢，强化智能制造的智能功能；以工业机器人和传动装置为手臂，增强智能制造的执行功能；以
28、智能动装置为手臂，增强智能制造的执行功能；以智能制造单元和成套设备、数字化车间和数字化工厂为制造单元和成套设备、数字化车间和数字化工厂为载体，构建智能制造主体；以工业互联网为智慧通载体，构建智能制造主体；以工业互联网为智慧通道，加快智能制造信息的传递；以共性关键技术和道，加快智能制造信息的传递；以共性关键技术和创新平台为支撑，增强智能制造技术基础；以示范、创新平台为支撑，增强智能制造技术基础；以示范、应用及产业化为手段，推进产业规模化发展。应用及产业化为手段，推进产业规模化发展。举例：大力推行数字化和智能化 举例：大力推行数字化和智能化 大大力力发发展展智智能能制制造造装装备备：“智智能能制制
29、造造装装备备”是是国国家家战战略略性性新新兴兴产产业业重重点点发发展展方方向向之之一一，大大力力发发展展智智能能制制造造装装备备，为为实实施施智智能能制制造造提提供供基基本本条条件和物质基础。件和物质基础。开开展展工工艺艺优优化化和和流流程程的的创创新新：智智能能制制造造不不仅仅是是“硬硬件件”的的智智能能化化，更更重要的是工艺优化和工艺流程的再造。重要的是工艺优化和工艺流程的再造。对对经经营营管管理理体体系系和和机机制制进进行行改改革革：使使之之能能适适应应数数字字化化、智智能能化化改改造造的的需要。需要。对对生生产产模模式式和和商商业业模模式式进进行行创创新新：在在互互联联网网、物物联联网
30、网、云云计计算算、大大数数据据等等泛泛在在信信息息的的强强力力支支持持下下，实实现现远远程程定定制制、异异地地设设计计、协协同同生生产产的的新新型生产模式；推行电子商务，逐步代替店铺式的商业模式。型生产模式；推行电子商务，逐步代替店铺式的商业模式。1.7 智能化概述“智智能能化化”：是是指指由由现现代代通通信信与与信信息息技技术术、计计算算机机网网络络技技术术、行行业业技技术术、智智能能控控制制技技术术汇汇集集而而成成的的针针对对某某一一个个方方面面的的应用。应用。“智智能能化化技技术术”：集集成成化化、模模块块化化、网网络化。络化。“智智能能化化系系统统”：由由现现代代通通信信与与信信息息技
31、技术术、计计算算机机网网络络技技术术、行行业业技技术术、智智能能控控制制技技术术汇汇集集而而成成的的针针对对某某一一个个方方面面的的应用的智能集合。应用的智能集合。1.8 数字化的概念l概概念念一一：数数字字化化就就是是将将许许多多复复杂杂多多变变的的信信息息转转变变为为可可以以度度量量的的数数字字、数数据据，再再以以这这些些数数字字、数数据据建建立立起起适适当当的的数数字字化化模模型型，把把它它们们转转变变为为一一系系列列二二进进制制代代码码，引引入入计计算机内部，进行统一处理，这就是数字化的基本过程。算机内部，进行统一处理，这就是数字化的基本过程。l概概念念二二：数数字字化化将将任任何何连
32、连续续变变化化的的输输入入如如图图画画的的线线条条或或声声音音信信号号转转化化为为一一串串分分离离的的单单元元，在在计计算算机机中中用用0和和1表表示。通常用模数转换器执行这个转换。示。通常用模数转换器执行这个转换。l数数字字化化是是利利用用数数字字技技术术对对传传统统的的技技术术内内容容和和体体系系进进行行改改造造的的进进程程。数数字字化化的的核核心心是是离离散散化化，其其本本质质是是如如何何将将连连续续物物理理现现象象、模模糊糊的的不不确确定定现现象象、设设计计制制造造过过程程的的物物理理量量和和伴伴随随制制造造过过程程而而出出现现和和产产生生的的几几何何量量、设设计计制制造造环环境、个人
33、的知识、经验和能力离散化，进而实现数字化。境、个人的知识、经验和能力离散化，进而实现数字化。1.9 数字化制造数字化制造以设计为中心以设计为中心以管理为中心以管理为中心以控制为中心以控制为中心数数字字化化制制造造就就是是指指制制造造领领域域的的数数字字化化，它它是是制制造造技技术术、计计算算机机技技术术、网网络络技技术术与与管管理理科科学学的的交交叉叉、融融和和、发发展展与与应应用用的的结结果果，也也是是制制造造企企业、制造系统与生产过程、生产系统不断实现数字化的必然趋势。业、制造系统与生产过程、生产系统不断实现数字化的必然趋势。2、制造业信息化现状、制造业信息化现状(1)制造业信息化的制造业
34、信息化的“两甩两甩”工程工程:“甩图纸甩图纸”和和“甩帐表甩帐表”(2)体现的是体现的是“设计制造一体化设计制造一体化”和和“经营管理一经营管理一体化体化”2、制造业信息化现状、制造业信息化现状“甩图纸甩图纸”，主要是基于三维建模实现数据，主要是基于三维建模实现数据统一的过程，以三维产品模型为核心，研究统一的过程，以三维产品模型为核心，研究开发产品设计、分析仿真、工艺规划、数控开发产品设计、分析仿真、工艺规划、数控加工以及质量检测的集成技术，最终达到设加工以及质量检测的集成技术，最终达到设计和生产统一的过程。计和生产统一的过程。2、制造业信息化现状、制造业信息化现状甩帐表：企业财务、销售釆购、
35、库存、车间、甩帐表：企业财务、销售釆购、库存、车间、人力资源、质量控制管理数字化，实现企业人力资源、质量控制管理数字化，实现企业内信息流、资金流、物流三合一内信息流、资金流、物流三合一，标志着，标志着企业信息流、资金流、物流及经营管理业务企业信息流、资金流、物流及经营管理业务的集成。的集成。制造业信息化存在问题制造业信息化存在问题制造业信息孤岛，设计、制造、管理资源不能制造业信息孤岛，设计、制造、管理资源不能共享共享现有现有ERPERP系统缺乏企业的管理、控制、计划和系统缺乏企业的管理、控制、计划和分析等高层次智能决策功能；分析等高层次智能决策功能；难以实现对企业业务流程重组的良好支持；难以实
36、现对企业业务流程重组的良好支持；工艺流程固定在程序中，系统二次开发和维护工艺流程固定在程序中，系统二次开发和维护困难；困难；行业性强，软件的通用性差。行业性强，软件的通用性差。CAD:Computer Aided Design，计算机辅助设计，是，计算机辅助设计，是工程设计人员利用计算机进行辅助设计，包括计算机绘工程设计人员利用计算机进行辅助设计，包括计算机绘图、科学计算等。图、科学计算等。CAPP:Computer Aided Process Planning，计算机辅助工艺过程设计，是工艺人员利用计算机技术计算机辅助工艺过程设计，是工艺人员利用计算机技术辅助设计零件从毛坯到成品的制造方法，
37、是将企业产品辅助设计零件从毛坯到成品的制造方法，是将企业产品设计数据转换为产品制造数据的一种技术。设计数据转换为产品制造数据的一种技术。3、制造业信息化基础知识、制造业信息化基础知识CAM:Computer Aided Manufacturing，计算机辅助制造，是制造人员利用计算机技术进行辅助制造，包括数控机床程序生成、生产过程的监控与仿真等。CAE:Computer Aided Engineering，计算机辅助工程，是工程人员利用计算机进行辅助工程设计，包括有限元分析、优化设计、工程仿真等。PDM:Product Data Management，产品数据管理，产品数据管理，是一门用来管理
38、所有与产品相关信息是一门用来管理所有与产品相关信息(包括零件信息、配包括零件信息、配置、文档、置、文档、CAD文件、结构、权限信息等文件、结构、权限信息等)和所有与产品和所有与产品相关过程相关过程(包括过程定义和管理包括过程定义和管理)的技术。的技术。ERP:Enterprise Resource Planning，企业资源计划，企业资源计划，ERP基本思想是把企业的业务流程看作是一个紧密联接的基本思想是把企业的业务流程看作是一个紧密联接的供应链供应链,并将企业内部划分成几个相互协同作业的支持子并将企业内部划分成几个相互协同作业的支持子系统系统,如财务、市场营销、生产制造、服务维护、工程技如财
39、务、市场营销、生产制造、服务维护、工程技术等术等,可对企业内部供应链上的所有环节如订单、采购、可对企业内部供应链上的所有环节如订单、采购、库存、计划、生产制造、质量控制、运输、分销、服务与库存、计划、生产制造、质量控制、运输、分销、服务与维护、财务、成本控制、经营风险与投资、决策支持、人维护、财务、成本控制、经营风险与投资、决策支持、人力资源等有效地进行管理力资源等有效地进行管理,从管理范围和深度上为企业提从管理范围和深度上为企业提供了更丰富的功能和工具。供了更丰富的功能和工具。SCM:Supply Chain Management 供应链管理供应链管理CRM:Customer Relatio
40、nship Management，客户关系管理，是一种旨在改善企业与客户之间关系客户关系管理，是一种旨在改善企业与客户之间关系的新型管理机制的新型管理机制,它实施于企业的市场营销、销售、它实施于企业的市场营销、销售、服务与技术支持等与客户相关的领域。服务与技术支持等与客户相关的领域。CRM的目标的目标是一方面通过提供更快速和周到的优质服务吸引和保是一方面通过提供更快速和周到的优质服务吸引和保持更多的客户，另一方面通过对业务流程的全面管理持更多的客户，另一方面通过对业务流程的全面管理来降低企业的成本。来降低企业的成本。SCM:Supply Chain Management 供应链管理，供应链管理
41、，是一种集成的管理思想和方法，它把供应链上的所有是一种集成的管理思想和方法，它把供应链上的所有企业看成一个彼此联系的整体，使供应链上的各企业企业看成一个彼此联系的整体，使供应链上的各企业分担的采购、生产、分销和销售的职能成为一个协调分担的采购、生产、分销和销售的职能成为一个协调发展的有机体。发展的有机体。4 4、制造业信息化资源共享平台的总体框架、制造业信息化资源共享平台的总体框架ERP系统CRM系统PDM系统CAD系统敏捷供应链系统CAPP系统CAM系统数字车间系统生产线设备布置车间设计车间生产调度车间生产仿真车间远程网络控制生产管理财务管理采购管理质量管理销售管理人力管理智能决策仓库管理办
42、公自动化OA电子仓库文档管理工作流程管理产品结构配置管理零件分类与检索Internet仓库管理分析决策市场管理销售管理客户管理客户2客户1客户1客户nInternet供应商2供应商1供应商n图1平台整体框架图5 ERP5 ERP企业资源计划系统企业资源计划系统5.1ERP(Enterprise Resource Planning)5.1ERP(Enterprise Resource Planning)基本思想是把企业的业务流程看作是一个基本思想是把企业的业务流程看作是一个紧密联接的供应链紧密联接的供应链,并将企业内部划分成几个相互协同并将企业内部划分成几个相互协同作业的支持子系统作业的支持子系
43、统,如财务、市场营销、生产制造、服如财务、市场营销、生产制造、服务维护、工程技术等务维护、工程技术等,可对企业内部供应链上的所有环可对企业内部供应链上的所有环节如订单、采购、库存、计划、生产制造、质量控制、节如订单、采购、库存、计划、生产制造、质量控制、运输、分销、服务与维护、财务、成本控制、经营风运输、分销、服务与维护、财务、成本控制、经营风险与投资、决策支持、人力资源等有效地进行管理险与投资、决策支持、人力资源等有效地进行管理,从从管理范围和深度上为企业提供了更丰富的功能和工具。管理范围和深度上为企业提供了更丰富的功能和工具。5.2 ERP5.2 ERP系统发展系统发展 ERP系统从最初的
44、提出到现在，经历了大半个世纪的系统从最初的提出到现在，经历了大半个世纪的发展，大致经历了以下几个阶段：发展，大致经历了以下几个阶段：20世纪世纪60年代，年代，MRP(Material Requirement Planning)阶段阶段20世纪世纪70年代，闭环年代，闭环MRP(Closed-loop MRP)阶段阶段20世纪世纪70年代末和年代末和80年代初，年代初，MRPII(Manufacture Resource Planning)阶段阶段20世纪世纪90年代以来，年代以来，ERP(Enterprise Resource Planning)阶段阶段（1 1）作为一种库存定货计划）作为一
45、种库存定货计划-MRP-MRP，即物料需求计划阶段即物料需求计划阶段 MRP是在产品结构的基础上，运用网络计划原是在产品结构的基础上，运用网络计划原理，根据产品结构各层次物料的从属和数量关系，理，根据产品结构各层次物料的从属和数量关系，以每一个物料为计划对象，以完工日期为时间基以每一个物料为计划对象，以完工日期为时间基准倒排计划，按提前期长短区别各个物料下达计准倒排计划，按提前期长短区别各个物料下达计划时间的先后顺序。划时间的先后顺序。（2 2）作为一种生产计划与控制系统）作为一种生产计划与控制系统-闭环闭环MRPMRP阶段阶段 闭环闭环MRPMRP在在MRPMRP的基础上增加了能力的基础上增
46、加了能力计划和执行计划的功能，构成一个完整计划和执行计划的功能，构成一个完整的计划和控制系统，从而把需要与可能的计划和控制系统，从而把需要与可能结合起来。结合起来。（3 3）作为一种企业生产管理信息系统）作为一种企业生产管理信息系统-MRPII-MRPII阶段阶段 MRPII MRPII实现了物流和资金流的集成，形实现了物流和资金流的集成，形成了一个完整的生产经营信息系统。它主成了一个完整的生产经营信息系统。它主要完成企业的计划管理、采购管理、库存要完成企业的计划管理、采购管理、库存管理、生产管理、成本管理等功能，管理、生产管理、成本管理等功能，MRPIIMRPII可以在周密的计划下有效平衡企
47、业的各种可以在周密的计划下有效平衡企业的各种资源，控制库存资金占用，缩短生产周期，资源，控制库存资金占用，缩短生产周期，降低生产成本。降低生产成本。（4 4）企业资源计划系统）企业资源计划系统 ERP的核心管理思想：的核心管理思想：1）体现对整个供应链资源进行管理的思想）体现对整个供应链资源进行管理的思想 供应商、制造工厂、分销网络、客户等纳入一供应商、制造工厂、分销网络、客户等纳入一个紧密的供应链中个紧密的供应链中 有效地安排企业的产、供、销活动有效地安排企业的产、供、销活动 适应了企业在知识经济时代市场竞争的需要适应了企业在知识经济时代市场竞争的需要ERP的核心管理思想：的核心管理思想：2
48、 2）体体现现精精益益生生产产、同同步步工工程程和和敏敏捷捷制制造造的思想的思想 “精益生产精益生产LPLP（LeanProduction)”LeanProduction)”思想思想 美美国国麻麻省省理理工工学学院院（MITMIT）提提出出的的一一种种企企业业经经营营战战略略体体系系，即即企企业业按按大大批批量量生生产产方方式式组组织织生生产产时时，把把客客户户、销销售售代代理理商商、供供应应商商、协协作作单单位位纳纳入入生生产产体体系系，企企业业同同其其销销售售代代理理、客客户户和和供供应应商商的的关关系系，已已不不再再简简单单地地是是业业务务往往来来关关系系，而而是是利利益益共共享享的的合
49、合作作伙伙伴伴关关系系，这这种种合合作作伙伴关系组成了一个企业的供应链。伙伴关系组成了一个企业的供应链。ERP的核心管理思想：的核心管理思想：“敏捷制造（敏捷制造（Agile Manufacturing)”思想思想 当当市市场场发发生生变变化化，企企业业遇遇有有特特定定的的市市场场和和产产品品需需求求时时，企企业业的的基基本本合合作作伙伙伴伴不不一一定定能能满满足足新新产产品品开开发发生生产产的的要要求求，这这时时，企企业业会会组组织织一一个个由由特特定定的的供供应应商商和和销销售售渠渠道道组组成成的的短短期期或或一一次次性性供供应应链链，形形成成“虚虚拟拟工工厂厂”，把把供供应应和和协协作作
50、单单位位看看成成是是企企业业的的一一个个组组成成部部分分，运运用用“同同步步工工程程SE（Simultaneous Enginering）”组组织织生生产产，用用最最短短的的时时间间将将新新产产品品打打入入市市场场，时时刻刻保保持持产产品品的的高高质量，多样化和灵活性。质量，多样化和灵活性。ERP的核心管理思想：的核心管理思想：3 3）体现事先计划与事中控制的思想）体现事先计划与事中控制的思想 计计划划体体系系主主要要包包括括：主主生生产产计计划划、物物料料需需求求计计划划、能能力力计计划划、采采购购计计划划、销销售售执执行行计计划划、利利润润计计划划、财财务务预预算算和和人人力力资资源源计计