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机械制造企业信息化规划与设计

来源:未知 日期: 2011-10-10

一、机械制造业信息化规划的重要性
  根据世界发达国家发展的经验,一个国家发展首先要实现工业化。对于中国来讲工业化还未完成,但如果要等到完成工业化再去实现信息化,未必是正确的决策。因此,党的十五届五中全会指出,信息化是国内产业优化升级和实现工业化、现代化的关键环节,要把推进国民经济和社会信息化放在优先位置;大力推进国民经济和社会的信息化,以信息化带动工业化,发挥后发优势,实现社会生产力的跨越式发展。
  党的十六大指出,在经济建设和经济体制改革中首先提出走新型工业化道路,大力实施科教兴国战略和可持续发展战略。实现工业化仍然是中国现代化中最艰巨的历史任务,信息化是国内加快实现工业化和现代化的必然选择。坚持以信息化带动工业化,以工业化促进信息化,走一条科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少、人力资源优势得到充分发挥的新型工业化道路。
  国家经贸委发布的中国企业信息化2001年全国调查报告中指出:“企业信息化建设水平目前处于一般事务处理和简单管理阶段,呈现出‘信息孤岛’严重,资源不能共享,信息化建设综合优势发挥不出来……整体效果不明显、不理想……其原因之一就是无系统规划”。中国制造业应用信息技术始于1978年,二十多年实践的调查结果,我们必须引以为戒。
  二、信息化内涵与目标的关系
  为了制订好企业信息化规划,必须全面了解机械制造业信息化内涵与目标。
  1.机械制造企业信息化内涵
  (1)产品信息化
  在产品设计采用电子技术,如PLC、CNC、DNC等,全面调整产品结构,既满足用户需求又增加产品的技术含量,提高产品的附加值。
  初级应用:在产品设计中采用电子技术,如PLC、CNC技术,提高产品性能、功能。
  中级应用:在产品设计中系统采用电子技术,使产品更新换代。
  高级应用:应用信息技术全面调整产品结构,满足国内外市场。
  (2)产品开发研究信息化
  利用CAD、CAE、CAPP、PDM以及DFA、DFM、QFD形成CADE(计算机辅助开发工程),研究开发企业产品、调整产品结构及技术结构,真正推进产品和技术结构的优化升级,建立一个适应现代市场经济环境的产品、技术及结构开发创新体系,把先进制造技术与信息技术紧密结合,满足市场经济需求;同时也提高产品附加值,为企业创造最大利润。
  ①CAD/CAE应用
  初级应用:二维绘图,出图率80%~100%。
  中级应用:建立二维CAD设计系统(平台),包括机械、电气、液压CAD,建立通用图形库、数据库及常规设计计算系统,实现产品设计系列化和通用化,解决部分产品设计中的重复劳动;局部开展三维CAD及PDM应用,实现CAD系统内部与外部数据共享以及集成运行,为CAPP/NCP/ERP提供产品设计信息,为实现CIMS奠定基础,缩短设计周期1/3以上,降低设计成本20%~30%,降低产品成本10%~15%。
  高级应用:建立整机CAD设计系统(平台),包括方案设计、产品报价、二维或三维建模,分析计算优化、运动仿真、外观造型、完善模块设计,并完善PDM的应用。基本解决重复劳动,缩短设计周期1/2以上,并实现产品设计优化、降低成本15%~20%,提高产品附加值。
 ②CAPP应用
  初级应用:建立以工艺典型化、标准化(成组化)为基础的检索式CAPP系统,实现工艺路线、工艺规程设计优化与标准化(成组化),开展计算机进行材料定额计算、工时定额计算及汇总,开展工装CAD的应用,缩短工艺设计周期1/3以上,解决部分重复劳动。
  中级应用:建立以工序标准化(成组化)为基础的派生式、半自动CAPP系统,建立设备库、工装库,应用PDM系统实现CAPP系统内部工艺路线、材料定额计算、工时定额计算、工装CAD与ERP等外部数据共享并集成运行,自动为ERP提供工艺信息,为实现CIMS奠定基础,并将CAPP技术应用到热加工、装配工艺设计,缩短工艺周期1/2以上,基本解决重复劳动。
高级应用:建立局部CAPP专家系统形成包括检索式、派生式、半自动生成及局部专家系统的综合型CAPP/NCP系统,实现工艺设计局部自动化,为DFA/DFM提供信息,使工艺设计实现现代化。
  ③PDM应用
  初级应用:实现电子图档管理。
  中级应用:建立图库快速检索系统,实现产品结构配置,解决CAD系统内部与外部数据共享和集成运行,为CAPP/ERP提供产品设计信息,缩短设计周期1/3~1/2以上,为ERP提供CAD/CAPP信息,解决实施MRP-Ⅱ/ERP的“十二分是数据”的难题,为实现CIMS奠定基础。
  高级应用:实现产品数据生命周期管理,开展项目流程管理,为实现CIMS提供产品数据保证。
  (3)企业管理信息化
  利用现代信息化技术改造企业的生产、经营、管理、服务流程,实施财务、采购、生产、营销等各个流程的信息化管理,实现管理方式的网络化、决策支持的智能化、经营管理的实时化、运作过程的规范化。企业管理信息化要和企业深化改革、建立现代企业制度紧密结合,从而有效提高企业素质和竞争力。
  初级应用:建立供、销、存系统及财务电算化系统。
  中级应用:建立MRP/MR-Ⅱ系统,基本实现计算机辅助生产经营管理,改变传统人工台账管理模式,为从粗方式管理向集约式现代化管理奠定基础,实现合理投产、减低库存15%~20%,加速资金周转20%~30%,降低成本10%~15%,缩短生产周期15%~30%,按时交货率提高到95%~100%,提高市场竞争能力。
  高级应用:建立完善PDM支持下的ERP系统(CAD/CAPP/PDM/ERP集成),优化MRP-Ⅱ/ERP系统运行,提高MEP-Ⅱ/ERP系统运行质量,实现CIMS;完善内部资源管理、合理利用资源;优化外部环境,建立完善供应链、客户关系管理与电子商务(SCM/CRM/EB),整合外部资源,提高经营和销售能力,使库存减低20%~50%,加速资金周转30%~50%,降低成本15%~20%,缩短生产周期20%~40%,按时交货率提高到100%。
  (4)生产过程数字化
  利用NCP、CNC、MC、FMC、FMS、ROB、CAM、AS/RS、CAT、CIMS等技术,改造企业的生产过程,改进和提升企业的产品研制、技术开发能力,实现制造技术创新与产品创新。这样可解决生产过程中质量、速度问题,改善制造业的环境,把中国工人从繁杂体力劳动中解放出来。
  初级应用:应用数控机床解决产品质量问题。
  中级应用:扩大数控机床的应用,在关键工种、关键岗位上采用数控技术。
  高级应用:建立FMC/FMS,局部实现制造自动化与CIMS。
  (5)决策过程的科学化
  利用现代信息网络技术、现代决策技术、人工智能技术与商务智能(IB)技术,转变传统以经验为主的决策过程,使决策过程科学化,建立完善的决策支持系统。
三、信息化规划与设计的方法
  企业信息化发系统开发一般可分为五个阶段:
  1.可行性分析与论证
  企业根据发展的需求,提出应用计算机的初步设想,然后想进行初步调查,找出现行系统的问题,对照企业发展的要求,提出解决问题的方案,进行新系统的规划与可行性分析。这一阶段任务的重点是摸清问题,制定解决问题的切实可行的计算机应用方案,是系统开发的基础。具体内容包括:
  (1)成立开发应用组织;
  (2)系统开发知识的学习、培训;
  (3)立项申请;
  (4)初步调查;
  (5)现行系统的初步分析;
  (6)新系统的规划;
  (7)新系统的可行性分析;
  (8)新系统的评审。
  2.系统分析
  这一阶段的任务是根据新系统的规划,建立一个经优化的逻辑模型,包括:
  (1)现行系统详细调查。首先对现行系统进行初步调查,基本了解现行系统的概况和存在的问题,明确新系统要解决的主要问题,然后在系统范围内再作深入、细致的调查,先对现行系统进行全面描述,再对新系统方案进行细化、具体化。
  (2)现行系统的分析。对详细调查的内容合理性、适用性与效果进行分析。
  (3)确定现行系统改进意见与新系统规划的细化。确定新系统的逻辑模型,进一步明确新系统的目标及目标的分解。图1是系统的分析需要调查分析的问题,图2是系统分析需要解决的问题。
  3.系统设计
这一阶段是根据系统分析阶段提出的逻辑模型,建立系统的物理模型,确定系统的软件总体结构,对各子系统进一步分解到功能模块,建立各模块间的关系和功能模块内部的处理模式,为编写程序提供资料,包括:
  (1)各子系统的功能模块设计;
  (2)系统间接口的定义,输入、输出的设计;
  (3)数据库、信息分类编码设计;
  (4)系统运行设计;
  (5)系统设计说明书等。
  即使企业不自己开发软件,也必须进行系统设计,因为这是选择购买软件的依据。如不进行系统设计,不可能全面了解需要什么样的材料,必须做到既能适合各分系统(企业各部门)需要,又能满足全厂及其他部门的需求。
4.系统实施
  这一阶段的任务是将新系统的物理模型转化为源程序并进行测试,具体工作如下:
  (1)计算机系统采购定货,安装验收;
  (2)程序设计准备,包括制定编程约定,选择程序语言;
  (3)模块内部处理过程设计;
  (4)编程(若系购买商品化软件,第2.3.4.项应为商品软件的用户化);
  (5)软件安装测试;
  (6)数据库系统建立;
  (7)系统试运行;
  (8)编写各种手册;
  (9)系统验收鉴定。
  5.运行与维护
  这一阶段是保证系统的正常、可靠、安全的运行,发挥系统的作用,不断完善、改进系统,提高系统的运行质量,降低费用,促进企业技术、管理水平的提高,主要工作有:
  (1)完善系统运行的组织及规章制度;
  (2)做好运行记录;
  (3)数据库系统的维护;
  (4)信息分类编码的维护;
  (5)应用软件的维护。
  6.系统评价
  系统运行一定时间后,应对运行情况进行评价,包括对系统目标、功能、性能、效率、效益以及用户满意度的评价,提出进一步完善系统的建议。
  四、企业信息化发展规划与实施方案的制定
  由于企业信息化发展规划与实施方案的制定,不但牵涉到企业发展的目标,而且涉及许多先进制造技术、信息技术应用,所以企业信息化发展规划与实施方案的制定有以下几种方式:
  1.企业自己制定
  凡是有条件(有人才)的企业,都可以自己制定,但必须组织好规划小组,要由第一把手负责,组织具有对企业发展目标、先进制造技术、信息技术有充分了解的人员,按照发展规划与实施方案制定的方法进行,最好与企业发展规划与实施方案同时制定,把它作为企业发展规划的重要组成部分。
  2.委托制定
  如果没有条件自己制定,可以委托制定,受托单位必须具备制定企业信息化发展规划与实施方案的人才与经验,熟悉行业发展、对企业信息化有全面了解(包括CAD/CAE/CAPP/CAM/PDM/ERP/CIMS等)、具有丰富的开发与实践经验,绝对不能依靠只有理论而缺少实践经验的单位,也不能依靠只掌握其中部分技术的软件公司。
  企业信息化发展规划与实施方案制定后,必须邀请有关单位进行论证、审查,以保证规划与实施方案的正确性与可行性。
  3.企业信息化规划项目的实施
  组织好项目实施是信息化规划实现的保证,信息化项目的实施比一般项目复杂。一是由于信息化项目的实施需要既懂业务又懂计算机的人才,但是企业往往没有这样的人才,因此只好组合专业人员与计算机人员共同承担;另一方面,由于信息化项目实施往往牵涉到企业几个部门,有的还要对现行工作制度、流程、工作岗位进行改造。因此除了组织好项目开发实施小组外,还必须组织好协调领导机构,由有决策权的企业领导亲自负责,才能保证项目的实施。这也是中国20多年来企业信息化的重要经验,被称为“一把手工程”。一般企业项目实施组织。

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