制造业信息化课程(课件).ppt

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大市场和大竞争交货期成为主要竞争因素用户需求个性化明显多品种、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

2、（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

3、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

4、。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“

5、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。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，

6、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/服务架构，使用图形用户接口，应用开放系统制作。概

7、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有机地集成起来，形成适用于多品种、小批量生产，

8、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或部分环节的企业业务活动 (如产品设

9、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。通过人与智能机器的合作共事，去扩大

10、、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）是一种集企业、客户、供应

11、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） 按订单设计

12、（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核心制造能力

13、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。概念面向服务和需

14、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展

15、阶段：新中国成立后我国制造业经历了三个发展阶段：20102010年，我国制造业产出占世界比重的年，我国制造业产出占世界比重的19.8%19.8%，超越美国，超越美国的的19.6%19.6%，成为，成为全球制造业第一大国全球制造业第一大国 ，这一这一成就世界瞩目成就世界瞩目。（19491978年）（19781990年）（19902010年）1.2.1 新的发展阶段* *自主创新能力不强：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：处于价值链低端：产品多数处于附加值较低的产品多数处于附加值较低的“

16、制造制造- -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。劳动生产率约以上。劳动生产率约为发为发达国家的达国家的36%-40%36%-40%。* *产业结构不合理：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

17、题突出：产品质量问题突出：质量直接损失每年质量直接损失每年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 新的挑战发达国家高端制造业回归本土：发达国家高端制造业回归本土：美国为首的发达国家鼓励制美国为首的发达国家鼓励制造业回迁，期望巩固制造强国地位与固有优势，抢占新工业造业回迁，期望巩固制造强国地位与固有优势，抢占新工业革命先机。革命先机。 发展中国家低端制造业

18、低成本竞争优势：发展中国家低端制造业低成本竞争优势：印度、越南、印尼印度、越南、印尼等发展中国家以更低的劳动力成本吸引着越来越多的跨国企等发展中国家以更低的劳动力成本吸引着越来越多的跨国企业布局，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。 我国资源和环境双重约束：我国资源和环境双重约束：一方面，石油、铁矿石、水等能一方面，石油、铁矿石、水等能源资源约束趋紧。另一方面，源资源约束趋紧。另一方面，牺牲环境牺牲环境的代价越来越大。的代价越来越大。 1.2.3 新的发展机遇第三次工业革命给我国制造业带来难得的第三次工业革命给我国制造业带来难得的“机会窗口期机会窗口期”：以数字化制以数

19、字化制造为标志的第三次工业革命已显端倪，这为我国制造业的超越发展带来造为标志的第三次工业革命已显端倪，这为我国制造业的超越发展带来机遇。我国将成为第三次工业革命的主要参与者，而不再是前两次工业机遇。我国将成为第三次工业革命的主要参与者，而不再是前两次工业革命的革命的“看客看客”。城镇化及消费结构升级提供了巨大的市场需求空间：城镇化及消费结构升级提供了巨大的市场需求空间：一个快速增长的一个快速增长的1010多亿人口的消费市场，是任何一个国家在工业化、现代化过程中都未曾多亿人口的消费市场，是任何一个国家在工业化、现代化过程中都未曾拥有的，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

20、制造业拥有的最大优势也是最大机遇之一 。经济体制机制改革将加速制造业转型升级：经济体制机制改革将加速制造业转型升级：打造中国经济升级版，依靠打造中国经济升级版，依靠改革释放制度红利，将有助于破除制造业发展的体制机制障碍，激发市改革释放制度红利，将有助于破除制造业发展的体制机制障碍，激发市场活力。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：的转移印证了：制制造业强则国家强，造业强则国家强，制造业对促进国家经济繁荣的巨大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

21、：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 结构优化结构优化是制造业科学发展的主线，是提升国民经结构优化是制造业科学发展的主线，是提升国民经济整体素质的主要途径。济整体素质的主要途径。推动战略性新兴产业和先推动战略性新兴产业和先进制造业健康发展；坚持利用信息技术和先进适用进制造业健康发展；坚持利用信息技术和先进适用技术改造传统产业；着力发展现代制造服务业；加技术改造传统产业；着力发展现代制造服务业；加强基础产业建设，

22、解决关键材料、元器件和零部件强基础产业建设，解决关键材料、元器件和零部件及制造工艺严重滞后的局面。及制造工艺严重滞后的局面。 1.4.2 创新驱动创新驱动是制造业生存和发展的灵魂，是实现制造创新驱动是制造业生存和发展的灵魂，是实现制造强国的不竭动力。强国的不竭动力。提高原始创新、集成创新和引进提高原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新能力，更加注重协同创新，在制造消化吸收再创新能力，更加注重协同创新，在制造业的优势领域取得突破业的优势领域取得突破, ,成为技术的引领者；以数字成为技术的引领者；以数字化智能化制造为核心，推动制造技术、设计技术和化智能化制造为核心，推动制造技术、设计技术和生产模式

23、的创新；加快建设以企业为主体、市场为生产模式的创新；加快建设以企业为主体、市场为导向、产学研用相结合的国家技术创新体系。导向、产学研用相结合的国家技术创新体系。 1.4.3 质量为先质量为先是制造业生存发展的生命，是国家强盛质量为先是制造业生存发展的生命，是国家强盛的关键内核。的关键内核。要制定质量发展政策，强化质量安要制定质量发展政策，强化质量安全监管，夯实质量技术基础，大力实施品牌发展全监管，夯实质量技术基础，大力实施品牌发展战略，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 绿色发展绿色发展是破解资源环境瓶颈制约，实现制造业绿色发展是破解资源环

24、境瓶颈制约，实现制造业可持续发展的必由之路。可持续发展的必由之路。开发高效率、低消耗、开发高效率、低消耗、低排放的绿色制造流程；加大节能降耗力度，加低排放的绿色制造流程；加大节能降耗力度，加快淘汰落后生产能力；大力发展环保装备产业，快淘汰落后生产能力；大力发展环保装备产业，推行清洁生产和污染治理；倡导绿色产业文化，推行清洁生产和污染治理；倡导绿色产业文化，健全激励和约束机制。健全激励和约束机制。 1.5 “制造强国”的发展目标一批优势产业率先实现突破，跻身强国之列。一批优势产业率先实现突破，跻身强国之列。如通信设备、发电与输变电设备、工程机械、如通信设备、发电与输变电设备、工程机械、轨道交通设

25、备、石油炼制、钢铁、仪器仪表轨道交通设备、石油炼制、钢铁、仪器仪表7 7大产业。大产业。20202020年年20302030年年我国制造业整体上处于世界前列，成为制造强我国制造业整体上处于世界前列，成为制造强国，其中国，其中通信设备、发电与输变电设备、工程通信设备、发电与输变电设备、工程机械、轨道交通设备、石油炼制、钢铁、仪器机械、轨道交通设备、石油炼制、钢铁、仪器仪表仪表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 由技术创新战略由技术创新战略替代替代技术引进、跟随战略技术引进、跟随战略l 由数值化智能化制造由数值化智能化制造替代替代人工制造人工制造

26、l 由质量效益型制造由质量效益型制造替代替代粗放型制造粗放型制造l 由绿色制造由绿色制造替代替代资源消耗型和环境污染型制造资源消耗型和环境污染型制造l 由服务由服务/ /生产型制造生产型制造替代替代生产型制造生产型制造l 由产业的空间集聚由产业的空间集聚替代替代产业的分散布局产业的分散布局l 由电子商务逐步由电子商务逐步替代替代店、铺式的商业模式店、铺式的商业模式l 由输出资本、技术、产品由输出资本、技术、产品替代替代单一的产品出口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

27、合的重要内容，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 20202020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

28、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

29、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 大力发展智能制造装备：大力发展智能制造装备：“智能制造装备智能制造装备”是国家战略性是国家战略性新兴产业重点发展方向之一，大力发展智能制造装备，为实新兴产业重点发展方向之一，大力发展智能制造装备，为实施智能制造提供基本条件和物质基础。施智能制造提供基本条件和物质基础。 开展工艺优化和流程的创新：开展工艺优化和流程的创新：智能制造不仅是智能制造不仅是“硬件硬件”的的智能化，更重要的是工艺优化和工艺流程的再造。智能化，更重要的是工艺优化和

30、工艺流程的再造。 对经营管理体系和机制进行改革：对经营管理体系和机制进行改革：使之能适应数字化、智使之能适应数字化、智能化改造的需要。能化改造的需要。 对生产模式和商业模式进行创新：对生产模式和商业模式进行创新：在互联网、物联网、云在互联网、物联网、云计算、大数据等泛在信息的强力支持下，实现远程定制、异计算、大数据等泛在信息的强力支持下，实现远程定制、异地设计、协同生产的新型生产模式；推行电子商务，逐步代地设计、协同生产的新型生产模式；推行电子商务，逐步代替店铺式的商业模式。替店铺式的商业模式。 1.7 智能化概述“智能化智能化”：是指由现代通信与信息技术、计算是指由现代通信与信息技术、计算机

31、网络技术、行业技术、智能控制技术汇集而成的针机网络技术、行业技术、智能控制技术汇集而成的针对某一个方面的应用。对某一个方面的应用。“智能化技术智能化技术”：集成化集成化、模块化模块化、网络化网络化。“智能化系统智能化系统”：由现代通信由现代通信与与信息技术信息技术、计计算机网络技术算机网络技术、行业技术行业技术、智能控制技术智能控制技术汇集汇集而成的而成的针对某一个方面的应用的智能集合。针对某一个方面的应用的智能集合。1.8 数字化的概念l概念一：概念一：数字化就是将许多复杂多变的信息转变为可以数字化就是将许多复杂多变的信息转变为可以度量的度量的数字数字、数据，再以这些数字、数据建立起适当的、

32、数据，再以这些数字、数据建立起适当的数字化模型，把它们转变为一系列数字化模型，把它们转变为一系列二进制代码二进制代码，引入，引入计计算机算机内部，进行统一处理，这就是数字化的基本过程。内部，进行统一处理，这就是数字化的基本过程。l概念二：概念二：数字化将任何连续变化的输入如图画的线条或声音信号转化为一串分离的单元，在计算机中用0和1表示。通常用模数转换器执行这个转换。l数字化是利用数字技术对传统的技术内容和体系进行改造的进程。数字化的核心是离散化，其本质是如何将连续物理现象、模糊的不确定现象、设计制造过程的物理量和伴随制造过程而出现和产生的几何量、设计制造环境、个人的知识、经验和能力离散化，进

33、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字化制造就是指制造领域的数字化，它是制造技术、计算机技术、数字化制造就是指制造领域的数字化，它是制造技术、计算机技术、网络技术与管理科学的交叉、融和、发展与应用的结果，也是制造企网络技术与管理科学的交叉、融和、发展与应用的结果，也是制造企业、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

34、”(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“经营管经营管理一体化理一体化”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，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，研据统一的过程，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、数究开发产品设计、分析仿真、工艺规划、数控加工以及质量检测的集成技术，最终达到控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。设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、库存、车间、甩帐表：企业财务、销售釆购、库存、车间、人力资源、

35、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

36、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，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

37、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，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。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，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

38、仿真等。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

39、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

40、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 Relationship Management ，客户关系，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,它实施于企业的市场营销、销售、服务与技术支持等与客户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。相关的领域。CRM的目标是一方面通过提供更快速和周到的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持更多的客户，另一方面通过对业务流程优质服务吸引和保持更多的客户，另

41、一方面通过对业务流程的全面管理来降低企业的成本。的全面管理来降低企业的成本。SCM:Supply Chain Management 供应链管理，是一种集供应链管理，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分担的采购、生产、分此联系的整体，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发展的有机体。销和销售的职能成为一个协调发展的有机体。 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CAP

42、P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 5 ERP企业资源计划系统企业资源计划系统5.15.1ERP (Enterprise Resource Planning) 基本思想是把企业的业务流程看作是一个紧密联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接的供应链,并

43、将企业内部划分成几个相互协同作业的并将企业内部划分成几个相互协同作业的支持子系统支持子系统,如财务、市场营销、生产制造、服务维护、如财务、市场营销、生产制造、服务维护、工程技术等工程技术等,可对企业内部供应链上的所有环节如订单、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、经营风险与投资、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决策支持、人力资源等有效地进行管理,从管理范围和从管理范围和深度上为企业提供了更丰富的功能和工具。深度上为企业提

44、供了更丰富的功能和工具。5.2 5.2 ERP系统发展系统发展 ERP系统从最初的提出到现在，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 (Enterpr

45、ise Resource Planning)阶段阶段（1 1）作为一种库存定货计划）作为一种库存定货计划 - 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计划原理，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准倒排计划，按提前期长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划时间的先后顺序。短区别各个物料下达计划时间的先后顺序。（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

46、 - - - 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，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。它形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、库主要完成企业的计划管理、采购管理、库存

47、管理、生产管理、成本管理等功能，存管理、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业的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，缩短生产各种资源，控制库存资金占用，缩短生产周期，降低生产成本。周期，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 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一个紧密的供应链中 有效地安排企业的产、供、销活动有效地安排企业的产、供、销

48、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 2）体现精益生产、同步工程和敏捷制造）体现精益生产、同步工程和敏捷制造的思想的思想 “精益生产精益生产LPLP（LeanProduction)LeanProduction)”思想思想 美国麻省理工学院（美国麻省理工学院（MITMIT）提出的一种企业经营战）提出的一种企业经营战略体系，即企业按大批量生产方式组织生产时，把客略体系，即企业按大批量生产方式组织生产时，把客户、销售代理商、供应商、协作单位纳入生产体系，户、销售代理商、供应商、协作单位纳入生产体系，企业同其销售代

49、理、客户和供应商的关系，已不再简企业同其销售代理、客户和供应商的关系，已不再简单地是业务往来关系，而是利益共享的合作伙伴关系，单地是业务往来关系，而是利益共享的合作伙伴关系，这种合作伙伴关系组成了一个企业的供应链。这种合作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)Agile Manufacturing)”思思想想 当市场发生变化，企业遇有特定的市场和当市场发生变化，企业遇有特定的市场和产品需求时，企业的基本合作伙伴不一定能满产品需求时，企业的基本合作伙伴不一定能满足新产品开发生产的要求，这时，企业会组织足

50、新产品开发生产的要求，这时，企业会组织一个由特定的供应商和销售渠道组成的短期或一个由特定的供应商和销售渠道组成的短期或一次性供应链，形成一次性供应链，形成“虚拟工厂虚拟工厂”，把供应和，把供应和协作单位看成是企业的一个组成部分，运用协作单位看成是企业的一个组成部分，运用“同步工程同步工程SE（Simultaneous Enginering）”组织生产，用最短的时间将新产品打入市场，组织生产，用最短的时间将新产品打入市场，时刻保持产品的高质量，多样化和灵活性。时刻保持产品的高质量，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