1、淺析制造業(yè)信息化的內(nèi)涵和發(fā) 展作者:日期:淺析制造業(yè)信息化的內(nèi)涵和發(fā)展摘要：回顧了制造業(yè)信息化的發(fā)展歷程，體現(xiàn)了從20世紀(jì)中期到21世紀(jì)初制造業(yè)信息化的飛速發(fā)展；闡述了制造業(yè)信息化的主要內(nèi)容，包括在決策管理平臺(tái)上的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、產(chǎn)品制造和銷售服務(wù)這三大功能，并將其分化為產(chǎn)品設(shè)計(jì)信息化、產(chǎn)品制造信息化、供銷服務(wù)信息化、 企業(yè)管理信息化和信息化支撐系統(tǒng)構(gòu)建這六大模塊；指出了制造業(yè)信息化的發(fā)展趨勢，包括有網(wǎng)絡(luò)化、虛擬化、智能化、信息化和集成化，認(rèn)為這些方向最終會(huì)相互融合，從整體上使 得制造業(yè)信息化程度最優(yōu)。關(guān)鍵詞：制造業(yè)信息化；發(fā)展歷程；發(fā)展趨勢1引言在21世紀(jì)這個(gè)網(wǎng)絡(luò)普及的時(shí)代，我們感受到了信息發(fā)展給

2、制造業(yè)帶來的巨大影響。社 會(huì)信息化程度的提高進(jìn)一步縮短了地球的時(shí)空，在信息社會(huì)中，人與人的交往變得十分方便，知識傳播的速度達(dá)到一個(gè)高峰，距離不再是文化、科技和知識交流的障礙。同時(shí)，信息共享率的提高使得世界上少有產(chǎn)品的秘密能夠保持較長的時(shí)間，尤其是在商業(yè)領(lǐng)域，新產(chǎn)品獨(dú)占市場的周期越來越短，不斷創(chuàng)新成為推動(dòng)企業(yè)發(fā)展的力量，這也直接導(dǎo)致信息交流和復(fù)制變得十分方便和容易，因此，如何對紛繁復(fù)雜的信息進(jìn)行篩選和提取，是推進(jìn)制造業(yè)領(lǐng)域不斷提升的重要力量。信息技術(shù)也是一門飛速發(fā)展的新興技術(shù)，正向世界的各個(gè)領(lǐng)域滲透，也在向傳統(tǒng)制造 業(yè)領(lǐng)域發(fā)起沖擊，隨著制造業(yè)中信息技術(shù)含量的不斷提升，誕生了制造業(yè)信息化這一新名詞

3、，用于將現(xiàn)代信息技術(shù)及其相關(guān)的自動(dòng)化技術(shù)、現(xiàn)代管理方法等與制造技術(shù)相結(jié)合，提高企業(yè)新產(chǎn)品創(chuàng)新開發(fā)能力和快速響應(yīng)市場能力，實(shí)現(xiàn)企業(yè)各種資源的優(yōu)化配置和各類活動(dòng)的最優(yōu)運(yùn)行,最終提高企業(yè)核心競爭力。因此，同時(shí)處在信息化時(shí)代和制造大國的當(dāng)代大學(xué)生，有 責(zé)任更有信心應(yīng)用信息化手段來提升我國的制造業(yè)水平。2制造業(yè)信息化的發(fā)展歷程20世紀(jì)50年代初，美國 MIT公司研制出世界上第一臺(tái)用 APT語言編程的數(shù)控銃床。 APT語言系統(tǒng)由APT 1、APT2發(fā)展到可解決三維編程的 APT-m系統(tǒng)后，宇航協(xié)會(huì)對 APT 出繼續(xù)改進(jìn)，成立了 APT長期規(guī)劃組織（APTIRP）,由伊利諾斯理工學(xué)院研究所負(fù)責(zé)，1970年發(fā)

4、表了 APT II初步方案，80年代進(jìn)一步發(fā)展為 APT / SS系統(tǒng)，具有定義相加工復(fù)雜雕塑 曲面的功能。APT語言系統(tǒng)是世界上發(fā)展最早的編程語言，其語言詞匯豐富，定義的幾何 類型多，加工的功能齊全并配有1000多個(gè)后置處理程序，在各國得到廣泛的應(yīng)用。1964年，美國通用公司推出世界上第一個(gè)機(jī)械CAD系統(tǒng)（DAC-1 ）,隨后，舊M和LOCKHEED 公司又聯(lián)合開發(fā)了著名的 CAD/CAM 系統(tǒng)一一CADAM ,形成了計(jì)算機(jī)技術(shù)在 制造業(yè)中的應(yīng)用雛形，為后期計(jì)算機(jī)技術(shù)和制造領(lǐng)域的結(jié)合打下了扎實(shí)的基礎(chǔ)，是信息化進(jìn)程中的重要事件。20世紀(jì)70年代至80年代中期，大量專用和通用 CAD系統(tǒng)的相繼問

5、世，不僅推動(dòng)了二 維繪圖技術(shù)的實(shí)用和普及，也帶動(dòng)了三維CAD技術(shù)的發(fā)展，同時(shí)將應(yīng)用范圍從單一零件設(shè)計(jì)拓寬到裝配、有限元分析、機(jī)構(gòu)分析、工藝規(guī)劃、數(shù)控編程等多個(gè)應(yīng)用場合，對零件的整 體性能和內(nèi)部結(jié)構(gòu)都有了深入的認(rèn)識，提高了產(chǎn)品的合格率，保證了零件的加工精度要求。20世紀(jì)80年代，隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，企業(yè)開始通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)跨部門的計(jì)算 機(jī)應(yīng)用，其范圍也從產(chǎn)品設(shè)計(jì)部門基于網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫的CAD向CAPP、CAE、CAM等領(lǐng)域擴(kuò)展。同時(shí)，生產(chǎn)管理部門也開始了MRPII的應(yīng)用，使生產(chǎn)及工藝技術(shù)水平和效益有了進(jìn)一步的提高。同時(shí)，為適應(yīng)生產(chǎn)規(guī)模從大批量到中小批量的變化，這一時(shí)期出現(xiàn)了柔性制造的思想，

6、而且柔性制造系統(tǒng)（FMS）得到了蓬勃發(fā)展。FMS的應(yīng)用推動(dòng)了信息技術(shù)從點(diǎn) 到線的發(fā)展。，也帶動(dòng)了其他相關(guān)信息技術(shù)的協(xié)同發(fā)展，提高了信息技術(shù)在制造業(yè)中的應(yīng)用 深度。20世紀(jì)90年代以來，面向21世紀(jì)的先進(jìn)制造技術(shù)（AMT ）受到重點(diǎn)研究，一些新的 制造思想、哲和方法不斷涌現(xiàn)，如敏捷制造（ AM）、并行工程（CE）、產(chǎn)品全生命周期管理 （PLM ）、虛擬制造（VM ）、電子商務(wù)（EC）、供應(yīng)鏈管理（SCM）、客戶關(guān)系管理（CRM ） 等。它是集機(jī)械工程技術(shù)、電子技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、信息技術(shù)等多種技術(shù)為一體所產(chǎn)生的技術(shù)、設(shè)備和系統(tǒng)的總稱。 包括：計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、 計(jì)算機(jī)輔助制造、集成制造系統(tǒng)等。AMT

7、 是制造業(yè)企業(yè)取得競爭優(yōu)勢的必要條件之一，但并非充分條件，其優(yōu)勢還有賴于能充分發(fā)揮技術(shù)威力的組織管理，有賴于技術(shù)、管理和人力資源的有機(jī)協(xié)調(diào)和融合先進(jìn)制造技術(shù)。其中，信息技術(shù)在AMT的成功實(shí)施中發(fā)揮著不可替代的重要作用，在各項(xiàng)技術(shù)的綜合應(yīng)用中扮演著橋梁作用。3制造業(yè)信息化的內(nèi)容和技術(shù)3.1 制造業(yè)信息化的內(nèi)容制造業(yè)信息化是將信息技術(shù)融于制造領(lǐng)域中的方方面面，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)制造系統(tǒng)的全 局最優(yōu)，既發(fā)揮出制造技術(shù)的整體效益，也體現(xiàn)出信息技術(shù)所發(fā)揮出的巨大優(yōu)勢。制造企業(yè)的整體運(yùn)行包括三大主體功能，即產(chǎn)品設(shè)計(jì)、產(chǎn)品制造和供銷服務(wù)，基于這 些技術(shù)，還需要一個(gè)統(tǒng)一的平臺(tái)來進(jìn)行管理一一決策管理功能，這四大功能貫

8、穿于企業(yè)發(fā)展的方方面面，為企業(yè)各項(xiàng)工作的良好持久運(yùn)營提供了堅(jiān)實(shí)的保障。,產(chǎn)品J （設(shè)算U （產(chǎn)品A 制造一服務(wù)P用森I制造業(yè)常息化運(yùn)行動(dòng)就留基于這四個(gè)功能體系，我們可以知道企業(yè)信息化所包含的內(nèi)容劃分為：產(chǎn)品設(shè)計(jì)信息化、產(chǎn)品制造信息化、供銷服務(wù)信息化、企業(yè)管理信息化和信息化支撐系統(tǒng)構(gòu)建。忌化：X :人息化/.系統(tǒng)加理圖表？企業(yè)信息化內(nèi)容體系在產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面，結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)來提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)精度和效率，從而在源頭上保證了產(chǎn)品的質(zhì)量，為后續(xù)工作的順利展開打下了扎實(shí)的基礎(chǔ)，這部分信息化技術(shù)包括 CAD、CAE、CAPP、CAM（狹義）、PDM、DFX工具以及計(jì)算機(jī)輔助創(chuàng)新設(shè)計(jì) （CAI）等，在制造業(yè)領(lǐng)域發(fā)

9、 展相當(dāng)成熟。在產(chǎn)品制造方面，結(jié)合數(shù)字化設(shè)備，包括數(shù)控機(jī)床、加工中心等，來提高產(chǎn)品 制造過程中的自動(dòng)化水平，提升產(chǎn)品的制造精度和效率，保證了上下工序的順利銜接，有助于提高企業(yè)的生產(chǎn) 效率，從而保證了產(chǎn)品供應(yīng)鏈的良性發(fā)展，提升了制造企業(yè)的信譽(yù)。在供銷服務(wù)方面，結(jié)合信息技術(shù)和現(xiàn)代管理方法，提高企業(yè)的銷售能力和服務(wù)質(zhì)量， 提高企業(yè)的銷售額，促進(jìn)企業(yè)的盈利增長，這方面的信息化技術(shù)包括CRM、SCM、EC等，它是企業(yè)的有效性管理，表現(xiàn)了企業(yè)在戰(zhàn)略和戰(zhàn)術(shù)上對企業(yè)整個(gè)作業(yè)流程的優(yōu)化。整合并優(yōu)化了供應(yīng)商、制造商、零售商的業(yè)務(wù)效率，使商品以正確的數(shù)量、正確的品質(zhì)、在正確的地 點(diǎn)、以正確的時(shí)間、最佳的成本進(jìn)行生產(chǎn)

10、和銷售。在企業(yè)管理方面，基于企業(yè)管理平臺(tái)，對企業(yè)各項(xiàng)活動(dòng)進(jìn)行統(tǒng)一管理和調(diào)控，提高產(chǎn) 品在各項(xiàng)工作中的加工質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)整體的高效、協(xié)調(diào)化運(yùn)轉(zhuǎn)，這方面的信息技術(shù)包括ERP方法在企業(yè)管理的應(yīng)用，它是通過反饋的物流和反饋的信息流、資金流，把客戶需要和企業(yè)內(nèi)部的生產(chǎn)經(jīng)營活動(dòng)以及供應(yīng)商的資源整合在一起，體現(xiàn)完全按用戶需要進(jìn)行經(jīng)營管理的一種全新的管理方法。在信息化支撐系統(tǒng)構(gòu)建方面，各方面的信息化都需要物理平臺(tái)和技術(shù)體系的支撐。通 過這些支撐技術(shù)，才能實(shí)現(xiàn)各類信息化功能，并將各種信息、工具、過程甚至企業(yè)集成在一起， 從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)企業(yè)的、 區(qū)域的乃至全球的數(shù)字化企業(yè)。這部分內(nèi)容主要包括企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的建設(shè)以及與

11、Internet的接入，支撐技術(shù)有硬件技術(shù)、 軟件技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息安全技術(shù)、 信息標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)等，其中的硬件技術(shù)和軟件技術(shù)在支撐體系中占據(jù)著非常重要 的基礎(chǔ)性作用，為各方面技術(shù)的發(fā)揮提供良好的環(huán)境保障。3.2 制造業(yè)信息化的技術(shù)制造業(yè)信息化技術(shù)主要包括面向產(chǎn)品制造的CAD、CAE、CAM綜合技術(shù)，面向資源管理中的ERP技術(shù)以及支持這些技術(shù)實(shí)現(xiàn)的硬件、軟件平臺(tái)。CAD/CAE/CAM一體化技術(shù)（信息化 '技術(shù),信支技至表3艱造業(yè)信息化生亶技術(shù)CAD技術(shù)主要包括交互技術(shù)、圖形變換技術(shù)、曲面造型和實(shí)體造型技術(shù)等，它是指利 用計(jì)算機(jī)及其圖形設(shè)備幫助設(shè)計(jì)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)工作。在設(shè)計(jì)中通

12、常要用計(jì)算機(jī)對不同方案進(jìn)行大量的計(jì)算、分析和比較，以決定最優(yōu)方案；各種設(shè)計(jì)信息，不論是數(shù)字的、文字的或圖 形的，都能存放在計(jì)算機(jī)的內(nèi)存或外存里，并能快速地檢索；設(shè)計(jì)人員通常用草圖開始設(shè)計(jì)，將草圖變?yōu)楣ぷ鲌D的繁重工作可以交給計(jì)算機(jī)完成；由計(jì)算機(jī)自動(dòng)產(chǎn)生的設(shè)計(jì)結(jié)果，可以快速作出圖形，使設(shè)計(jì)人員及時(shí)對設(shè)計(jì)作出判斷和修改；利用計(jì)算機(jī)可以進(jìn)行與圖形的編輯、 放大、縮小、平移和旋轉(zhuǎn)等有關(guān)的圖形數(shù)據(jù)加工工作。CAE是用計(jì)算機(jī)輔助求解復(fù)雜工程和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度、屈曲穩(wěn)定性、動(dòng)CAE力響應(yīng)、熱傳導(dǎo)、三維多體接觸、彈塑性等力學(xué)性能的分析計(jì)算以及結(jié)構(gòu)性能的優(yōu)化設(shè)計(jì)等問題的一種近似數(shù)值分析方法。應(yīng)用CAE軟件對工程

13、或產(chǎn)品進(jìn)行性能分析和模擬時(shí)，一般要經(jīng)歷以下三個(gè)過程， 包括前處理：對工程或產(chǎn)品進(jìn)行建模，建立合理的有限元分析模型。有限元分析：對有限元模型進(jìn)行單元特性分 析、有限元單元組裝、有限元系統(tǒng)求解和有限元結(jié)果生成。后處理：根據(jù)工程或產(chǎn)品模型與 設(shè)計(jì)要求，對有限元分析結(jié)果進(jìn)行用戶所要求的加工、檢查，并以圖形方式提供給用戶，輔助用戶判定計(jì)算結(jié)果與設(shè)計(jì)方案的合理性。CAM是利用計(jì)算機(jī)來進(jìn)行生產(chǎn)設(shè)備管理控制和操作的過程。它輸入信息是零件的工藝路線和工序內(nèi)容，輸出信息是刀具加工時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡（刀位文件）和數(shù)控程序。它的核心是計(jì)算機(jī)數(shù)值控制，是將計(jì)算機(jī)應(yīng)用于制造生產(chǎn)過程的過 程或系統(tǒng)。結(jié)合三者各自的特點(diǎn)，來實(shí)現(xiàn)零件從設(shè)計(jì)到制造的全過程，提高了產(chǎn)品的加工精度，保證了產(chǎn)品的質(zhì)量。4制造業(yè)信息化的發(fā)展趨勢基于21世紀(jì)不斷擴(kuò)展的信息技術(shù)，制造業(yè)信息化的發(fā)展會(huì)朝著網(wǎng)絡(luò)化、虛擬化、智能 化、信息化和集成化前進(jìn)，而且這些方向最終也會(huì)相互融合，彼此促進(jìn)，從整體上優(yōu)化制造業(yè)的信息化水平。/網(wǎng)絡(luò) '化/制造業(yè)信息化發(fā)展趨勢5結(jié)束語在制造業(yè)全球普及的信息化時(shí)代，融合制造業(yè)和信息技術(shù)將成為21世紀(jì)制造業(yè)發(fā)展的主旋律。我們相信，在充分利用CAD、CAE、CAM 一體化技術(shù)，面向資源管理中的ERP技術(shù)以及支持這些技術(shù)實(shí)現(xiàn)的硬件、軟件平臺(tái)的條件下，現(xiàn)代制造業(yè)朝著網(wǎng)絡(luò)化、虛擬化、 智能化、信息化和集成化方向發(fā)展，將會(huì)是大