9第九章NMS网络化制造与企业信息化

2014.7夏绪辉武汉科技大学机械自动化学院工业工程系第九章NMS网络化制造与企业信息化武汉科技大学机械自动化学院工业工程系2014-7第九章NMS网络化制造与企业信息化9.1网络化制造概述9.2网络化制造系统组成9.3企业信息化——数字化和智能化工厂第九章NMS网络化制造与企业信息化9.1网络化制造概述9.1.1网络化制造的起源与发展1.国外情况1）1994年美国能源部提出了“敏捷制造的使能技术(TEAM),TEAM项目希望通过一个集成框架柔性地配置先进制造技术来达到制造企业的敏捷化和全球化目标，使美国企业的国际竞争能力得以增强。在TEAM项目中，基于agent的集成框架分散制造系统是贯穿整个项目的重点环节。2）“全美工厂网络(FAN)”建立于1995年，是国家工业数据库，提供包括生产能力、各种工程服务项目、产品及其价格和性能数据、销售和用户服务、专门服务。3）1995年洛克海德·马丁航空公司建立“制造系统的敏捷基础设施网络(AIMSnet)”，利用国际互联网支持和管理敏捷企业的供应链。4）美国通用研究和开发部的“计算机辅助制造网络(CAMnet)”建立于1996年，它通过工nternet网提供多种制造支撑服务，如产品设计的可制造性、加工过程仿真及产品试验等，使得集成企业的成员能够快速连接和共享制造信息。5)1998年12月，欧洲联盟公布了“第五框架计划（1998－2002）”，将虚拟网络企业列入研究主题。第九章NMS网络化制造与企业信息化9.1网络化制造概述9.1.1网络化制造的起源与发展1.国外情况华中科技大学的杨叔子院士阐述了网络经济时代制造环境的变化与特点，指出了网络化制造模式的必然性。研究基于Agent的网络化制造模式及基于利益驱动的动态重组机制圈。重庆大学的刘飞教授对网络化制造的定义、内涵特征进行了描述．并归纳了支撑网络化制造的技术体系；浙江大学的祁国宁和顾新建教授则分析了网络化制造的几种发展途径并指出了网络化制造模式在21世纪制造业中的重要地位；贵州工业大学的谢庆生教授提出了基于ASP模式的网络化制造系统结构．并针对我国发展网络化制造的实际着重讨沦了基于ASP模式网络化制造的发展策略。第九章NMS网络化制造与企业信息化9.1网络化制造概述9.1.1网络化制造的起源与发展2.国内发展情况9.1.2网络化制造的定义网络化制造指的是：面对市场机遇，针对某一市场需要，利用以因特网（INTERNET）为标志的信息高速公路，灵活而迅速地组织社会制造资源，把分散在不同地区的现有生产设备资源、智力资源和各种核心能力，按资源优势互补的原则，迅速地组合成一种没有围墙的、超越空间约束的、靠电子手段联系的、统一指挥的经营实体－－网络联盟企业，以便快速推出高质量、低成本的新产品。第九章NMS网络化制造与企业信息化9.1网络化制造概述9.1.3网络化制造的特征是基于网络技术的先进制造模式，它是在因特网和企业内外网环境下，企业组织和管理其生产经营过程的理论和方法。覆盖了企业生产经营的所有活动和产品生命周期的各个环节，可用来支持展开企业生产经营的所有活动。它以快速响应市场为实施的主要目标之一，通过网络化制造提高企业的市场响应速度，进而提高企业的竞争力。突破了地域限制，通过网络突破地理空间上的差距给企业的生产经营和企业间协同造成的障碍。强调企业间的协作与社会范围内的资源共享，提高企业产品创新能力和制造能力，缩短产品开发周期。第九章NMS网络化制造与企业信息化9.1网络化制造概述1.综合技术网络化制造系统相关的综合技术主要包括产品全生命周期管理、协同产品商务、大批量定制和并行工程等。在上述综合技术中包括了各种新的管理理念，在相应的使能技术、基础技术和支撑技术的支持下，结合网络化制造系统的特点，这些综合技术可以有效地解决网络化制造中的不同问题。9.1.4网络化制造的关键技术第九章NMS网络化制造与企业信息化9.1网络化制造概述2.使能技术网络化制造系统相关的使能技术是一些网络化制造系统的关键共性技术，常用的使能技术有CAD、CAE、CAM、CAPP、ERP、SCM、PDM、客户关系管理CRM、供应商关系管理SRM、MES等。9.1.4网络化制造的关键技术第九章NMS网络化制造与企业信息化9.1网络化制造概述3.基础技术网络化制造系统相关的基础技术包括标准化技术、产品建模技术和知识管理技术等。这些技术虽然一般不直接解决具体的问题，但是作为利用使能技术解决具体问题的基础，起着十分重要的作用。4.支撑技术网络化制造系统相关的支撑技术（如计算机技术与网络技术），直接影响网络化制造系统运行的效率和可靠性，是实施网络化制造的基础设施。上述四方面技术组成了一个有机的整体，相辅相成，从不同的方面有效地支持了企业实施网络化制造。9.1.4网络化制造的关键技术第九章NMS网络化制造与企业信息化9.1网络化制造概述网络化制造系统功能模块组成：1、基于网络的分布式CAD系统。与当前传统的CAD系统协调工作，采用两种方式：采用标准的数据格式如STEP，实现与传统CAD系统的数据共享和交互；二是采用接口函数（API等）。开发新的与传统CAD系统集成的CAD工具。如：将基于特征设计的技术集成到传统的基于几何造型的CAD系统中，可以形成一个更加先进的面向并行工程的CAD系统。基于网络的CAD重构系统。第九章NMS网络化制造与企业信息化9.2网络化制造系统组成2、基于网络的工艺设计系统网络化环境下的CAPP系统不再是面向固定制造环境的工艺规程设计，它面对的是动态变化的制造资源及加工对象。网络环境下的CAPP系统需要充分考虑变化与柔性的要求对于CAPP系统体系结构和功能模型的影响，应具有的新特点如下：要对动态变化的制造环境具有适应性，即设备库、工艺知识库、工装库、加工参数库等应具有适应动态变化的能力；零件信息获取方法应具有较高的柔性和领域范围的适应性；工艺设计决策逻辑具有广泛适应性。网络化制造系统功能模块组成：第九章NMS网络化制造与企业信息化9.2网络化制造系统组成3、开放结构的智能化加工中心。零件设计完成，其相应加工工艺方案也就完成，一个动态的加工代码就送到智能化加工中心。这种智能化加工中心应该是一种具有开放结构控制器的新型CNC机床，用一个新的开放结构的控制器替代机床的CNC控制器，与Internet连接。不使用常用的G、N代码，而是使用C++编程，用户可以随时根据需要编译得到新的控制功能。网络化制造系统功能模块组成：第九章NMS网络化制造与企业信息化9.2网络化制造系统组成网络化制造系统主要包含以下平台和环境的研发:1.智能化公共信息服务平台智能化公共信息服务平台采用网络会员机制,为企业提供智能化公共信息服务,包括基础数据、基本的公共信息、信息自动采集、分类与匹配等服务。2.电子商务支撑平台实现产品、技术、人才等方面供需信息关系数据库,研究与开发客户关系管理系统和敏捷供需链管理系统,实现基于Internet的物流优化调度与管理。第九章NMS网络化制造与企业信息化9.2网络化制造系统组成3.基于Internet的CSCW支撑环境根据敏捷制造的方法和理论,研究网络化敏捷企业支撑环境的体系结构、软件支撑技术、协同机制等,并针对分布式、网络化的产品设计,建立协同设计环境。4.公共数据中心构建网上共享的制造资源信息库,包括企业生产能力、特种制造手段、人才信息、各种计算机辅助软件、标准件、通用件、图库等技术信息和产品信息。第九章NMS网络化制造与企业信息化9.2网络化制造系统组成5.安全保障体系为用户业务安全提供一个支撑环境和保障系统。企业网络化制造平台以搭建企业内部自身的网络化制造平台为主围绕着企业定单信息流构筑的多方位、多层次、多应用的信息化平台。如图：第九章NMS网络化制造与企业信息化9.2网络化制造系统组成重庆华陶瓷业有限公司与重庆大学制造工程研究所开发的“陶瓷产品网络销售和定义系统”第九章NMS网络化制造与企业信息化典型案例—重庆华陶3层体系结构；提供网络化销售、客户管理、订单查询及管理、个性化设计、虚拟产品及设计资源管理等。实现随时随地管理订单、了解产品状态、与客户交流。第九章NMS网络化制造与企业信息化典型案例—重庆华陶系统运行模式设计5个部分：制造企业；区域性经销商；全球性代理商；用户；网络化销售和定制技术支持中心。第九章NMS网络化制造与企业信息化典型案例—重庆华陶第九章NMS网络化制造与企业信息化9.3企业信息化：数字化和智能化工厂9.3.1信息化是走新型工业化道路必然选择9.3.2企业信息化的内涵9.3.3流程工业综合自动化系统9.3.4离散工业集成制造系统9.3.5企业信息化的实施策略9.3.1信息化是走新型工业化道路必然选择第九章NMS网络化制造与企业信息化9.3企业信息化：数字化和智能化工厂1)信息化是提高企业知识生产力的最有效的工具现代管理之父杜拉克指出:“知识生产力将日益成为一个国家、一个产业、一家公司的竞争实力的决定性因素”，“无论什么传统产业，之所以能发展壮大，就是因为它们围绕知识和信息进行了重组。”采用信息化的手段,围绕着生产过程的信息和知识对生产过程进行重组,将优秀的生产与操作经验、专有技术和知识提炼和融合到上述软件系统中去，极大地提高生产力。金字塔型组织扁平化组织结构◆管理组织层次金字塔型组织：生产制造过程董事会总经理生产副总生产班工人生产部生产厂生产车间扁平化组织结构：总经理生产制造过程生产指挥中心2)只有通过企业信息化才能实现企业扁平化管理第九章NMS网络化制造与企业信息化9.3企业信息化：数字化和智能化工厂9.3.1信息化是走新型工业化道路必然选择经营决策企业管理生产调度过程优化过程控制Purdue模型BPS(BusinessPlanningSystem)PCS(ProcessControlSystem)MES(ManufacturingExecutionSystem)BPS/MES/PCS结构实行扁平化管理的几个例子：美国通用电器公司从董事长到一般职工，管理层从26层减到5层。60多个部门组合为12个业务部，管理人员减少1/4，1996年利润居全美榜首。日本兴亚电工公司（KOA）废除中层管理职务后，销售额上升14%、利润增加37%。美国IBM公司、英国石油公司和电讯电报公司均做大幅度体制改革，取得显著效果。第九章NMS网络化制造与企业信息化9.3企业信息化：数字化和智能化工厂9.3.1信息化是走新型工业化道路必然选择•韩国浦项钢厂•浦项董事长刘常夫认为：21世纪信息管理将成为浦项生存与发展的关键，建立生产指挥中心：–新产品开发周期由4年缩短到1.5年；–交货期由20-30天缩短到7天；–客户产品库存天数由30天缩短到24天以下；–月决算时间由6天缩短到1天；–标准成本计算时间由35天缩短到3天；–库存原料周转率由8.7次增加到12次。•1998年销售额达92亿美元，净利润9.297亿美元，粗钢产量2560万吨，职工19300人，产量、人均产量均列世界前茅。第九章NMS网络化制造与企业信息化9.3企业信息化：数字化和智能化工厂9.3.1信息化是走新型工业化道路必然选择•辽宁省排山楼金矿：黄金回收率提高1％以上；生产能力由1200吨／日提高到2000吨／日，剥采比由10：1降低到6.5：1，选矿成本由73.03元／吨降为37元／吨，采矿成本由57元／吨降为43元／吨，人均劳动生产率75万元，是同类企业的平均水平的17倍。(图一所示)图一排山楼金矿第九章NMS网络化制造与企业信息化9.3企业信息化：数字化和智能化工厂9.3.1信息化是走新型工业化道路必然选择据美国MESA1996年调查统计结果生产周期时间缩短率为35%;数据输入时间缩短率为36%;在制品削减率为32%;文书工作削减率为67%;交货期缩短率为22%;不合格产品减低率为22%;文书丢失减少率为55%.据美国ARC公司调查,基于三级结构的MES可获得效益为:质量提高