9第九章NMS网络化制造与企业信息化

2014.72014.7武汉科技大学武汉科技大学 机械自动化学院机械自动化学院 工业工程系工业工程系武汉科技大学武汉科技大学 机械自动化学院机械自动化学院 工业工程系工业工程系2014-7q9.1 网络化制造概述网络化制造概述q9.2 网络化制造系统组成网络化制造系统组成q9.3 企业信息化企业信息化数字化和智能化工厂数字化和智能化工厂 9.1.1 网络化制造的起源与发展网络化制造的起源与发展 1.国外情况国外情况 1 1）19941994年美国能源部提出了年美国能源部提出了“敏捷制造的使能技术敏捷制造的使能技术(TEAM),TEAM(TEAM),TEAM项目希望通过一个集成框架柔性地配置先进制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。在国际竞争能力得以增强。在TEAMTEAM项目中，基于项目中，基于agentagent的集成框的集成框架分散制造系统是贯穿整个项目的重点环节。架分散制造系统是贯穿整个项目的重点环节。2 2）“全美工厂网络全美工厂网络(FAN)”(FAN)”建立于建立于19951995年，是国家工业年，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。格和性能数据、销售和用户服务、专门服务。3）1995年洛克海德年洛克海德马丁航空公司建立马丁航空公司建立“制造系统的敏捷基制造系统的敏捷基础设施网络础设施网络(A IMSnet)”，利用国际互联网支持和管理敏捷企业，利用国际互联网支持和管理敏捷企业的供应链。的供应链。4）美国通用研究和开发部的）美国通用研究和开发部的“计算机辅助制造网络计算机辅助制造网络(CAMnet)”建立于建立于1996年，它通过工年，它通过工nternet网提供多种制造支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。，使得集成企业的成员能够快速连接和共享制造信息。5)1998年年12月，欧洲联盟公布了月，欧洲联盟公布了“第五框架计划（第五框架计划（19982002）”，将虚拟网络企业列入研究主题。，将虚拟网络企业列入研究主题。9.1.1 网络化制造的起源与发展网络化制造的起源与发展 1.国外情况国外情况 华中科技大学的杨叔子院士阐述了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与特点，指出了网络化制造模式的必然性。研究基于。研究基于Agent的网络化的网络化制造模式及基于利益驱动的动态重组机制圈。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重庆大学的刘飞教授对网络化制造的定义、内涵特征网络化制造的定义、内涵特征进行了描述进行了描述并归纳了支撑网络化制造的技术体系；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网络化制造的几种发展途径途径并指出了网络化制造模式在并指出了网络化制造模式在21世纪制造业中的重要地位；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模式模式网络化制造的发展策略。网络化制造的发展策略。9.1.1 网络化制造的起源与发展网络化制造的起源与发展2.2.国内发展情况国内发展情况 9.1.2 网络化制造的定义网络化制造的定义 网络化制造网络化制造指的是：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。9.1.3 网络化制造的特征网络化制造的特征o 是基于网络技术的先进制造模式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。o 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。o 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。o 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。o 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。1.综合技术综合技术 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网络化制造的关键技术2.使能技术使能技术 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、客户关系管理系管理CRM、供应商关系管理、供应商关系管理SRM、MES等。等。9.1.4 网络化制造的关键技术网络化制造的关键技术3.3.基础技术基础技术 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。基础，起着十分重要的作用。4.支撑技术支撑技术 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网络化制造的关键技术网络化制造系统功能模块组成：网络化制造系统功能模块组成：1、基于网络的分布式、基于网络的分布式CAD系统。系统。n 与当前传统的与当前传统的CAD系统协调工作，采用两种方式：采系统协调工作，采用两种方式：采用标准的数据格式如用标准的数据格式如STEP，实现与传统，实现与传统CAD系统的数系统的数据共享和交互；二是采用接口函数（据共享和交互；二是采用接口函数（API等）。等）。n 开发新的与传统开发新的与传统CAD系统集成的系统集成的CAD工具。如：将基工具。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系统中，可以形成一个更加先进的面向并行工程的CAD系统。系统。n 基于网络的基于网络的CAD重构系统。重构系统。2、基于网络的工艺设计系统、基于网络的工艺设计系统n 网络化环境下的网络化环境下的CAPP系统不再是面向固定制造环境的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。对象。n 网络环境下的网络环境下的CAPP系统需要充分考虑变化与柔性的要系统需要充分考虑变化与柔性的要求对于求对于CAPP系统体系结构和功能模型的影响，应具有系统体系结构和功能模型的影响，应具有的新特点如下：的新特点如下：o 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；、工装库、加工参数库等应具有适应动态变化的能力；o 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；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；o 工艺设计决策逻辑具有广泛适应性。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：网络化制造系统功能模块组成：3、开放结构的智能化加工中心。、开放结构的智能化加工中心。n 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。n 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：网络化制造系统功能模块组成：网络化制造系统主要包含以下平台和环境的研发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 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。3.基于基于Internet的的CSCW支撑环境支撑环境 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。5.安全保障体系安全保障体系 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：o 重庆华陶瓷业有限公司o 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”o 3层体系结构；o 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。o 实现随时随地管理订单、了解产品状态、与客户交流。系统运行模式系统运行模式o 设计5个部分：n 制造企业；n 区域性经销商；n 全球性代理商；n 用户；n 网络化销售和定制技术支持中心。q9.3.1 信息化是走新型工业化道路必然选择信息化是走新型工业化道路必然选择q9.3.2 企业信息化的内涵企业信息化的内涵q9.3.3 流程工业综合自动化系统流程工业综合自动化系统q9.3.4 离散工业集成制造系统离散工业集成制造系统q9.3.5 企业信息化的实施策略企业信息化的实施策略信息化是提高企业知识生产力的最有效的工具信息化是提高企业知识生产力的最有效的工具q 现代管理之父杜拉克指出现代管理之父杜拉克指出:“知识生产力将日益成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为一个国家、一个产业、一家公司的竞争实力的决定性因素素”，“无论什么传统产业，之所以能发展壮大，就是因无论什么传统产业，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。为它们围绕知识和信息进行了重组。”q 采用信息化的手段采用信息化的手段,围绕着生产过程的信息和知围绕着生产过程的信息和知识对生产过程进行重组识对生产过程进行重组,将优秀的生产与操作经验、专有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。生产力。q金字塔型组织金字塔型组织 扁平化组织结构扁平化组织结构q管理组织层次管理组织层次q金字塔型组织：金字塔型组织：生产制造生产制造过程过程董事会董事会总经理总经理生产副总生产副总生产班生产班工人工人生产部生产部生产厂生产厂生产车间生产车间扁平化扁平化组织结构：组织结构：总经理总经理生产制造过程生产制造过程生产指挥中心生产指挥中心信息化才能实现企业扁平化管理信息化才能实现企业扁平化管理经营决策经营决策企业管理企业管理生产调度生产调度过程优化过程优化过程控制过程控制Purdue 模型模型BPS(Business Planning System)PCS(Process Control System)MES(Manufacturing Execution System)BPS/MES/PC S结构结构q 韩国浦项钢厂韩国浦项钢厂q 浦项董事长刘常夫认为：浦项董事长刘常夫认为：2121世纪信息管理将成为浦项生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：存与发展的关键，建立生产指挥中心：q 新产品开发周期由新产品开发周期由4 4年缩短到年缩短到1.51.5年；年；q 交货期由交货期由20-3020-30天缩短到天缩短到7 7天；天；q 客户产品库存天数由客户产品库存天数由3030天缩短到天缩短到2424天以下；天以下；q 月决算时间由月决算时间由6 6天缩短到天缩短到1 1天；天；q 标准成本计算时间由标准成本计算时间由3535天缩短到天缩短到3 3天；天；q 库存原料周转率由库存原料周转率由8.78.7次增加到次增加到1212次。次。q 19981998年销售额达年销售额达9292亿美元，净利润亿美元，净利润9.2979.297亿美元，亿美元，粗钢粗钢产量产量25602560万吨，职工万吨，职工1930019300人，产量、人均产量均列世界人，产量、人均产量均列世界前茅。前茅。q 辽宁省排山楼金矿辽宁省排山楼金矿 ：黄金黄金回收率提高回收率提高1 1以上；生产能以上；生产能力由力由12001200吨日提高到吨日提高到20002000吨吨日，剥采比由日，剥采比由1010：1 1降低到降低到6.56.5：1 1，选矿，选矿成本成本由由73.0373.03元元吨降为吨降为3737元吨，采矿成本由元吨，采矿成本由5757元吨降为元吨降为4343元吨，人均元吨，人均劳动生产率劳动生产率7575万元，是同类企万元，是同类企业的平均水平的业的平均水平的1717倍。倍。(图一图一所示所示)q图一图一 排山楼金矿排山楼金矿据美国据美国MESA1996年调查统计结果年调查统计结果o 生产周期时间缩短率为生产周期时间缩短率为35%;35%;o 数据输入时间缩短率为数据输入时间缩短率为36%;36%;o 在制品削减率为在制品削减率为32%;32%;o 文书工作削减率为文书工作削减率为67%;67%;o 交货期缩短率为交货期缩短率为22%;22%;o 不合格产品减低率为不合格产品减低率为22%;22%;o 文书丢失减少率为文书丢失减少率为55%.55%.q据美国据美国ARC公司调查公司调查,基于三级结构的基于三级结构的MES可可获得效益为获得效益为:质量提高质量提高19.2%,劳动生产率提高劳动生产率提高13.5%,产量提高产量提高11.5%.q19991999年，美国年，美国“财富财富”杂志发表文章称杂志发表文章称MESMES是是 “ERPERP市场市场的挑战者的挑战者”。该文介绍年产值。该文介绍年产值1616亿美元的美国化纤企业亿美元的美国化纤企业UnifiUnifi公司，其下属公司，其下属YadkinvilleYadkinville厂应用厂应用MESMES软件后，效益增软件后，效益增加加69%69%，实际增效，实际增效16001600万美元。万美元。q基于基于ERP/MES/PCSERP/MES/PCS三级结构的三级结构的MESMES软件得到广泛应用，据美国软件得到广泛应用，据美国MESAMESA调查，美国调查，美国MESMES软件市场规模：软件市场规模：19931993年为年为1.51.5亿美元，亿美元，19941994年和年和19951995年年增长率为年年增长率为30%30%，19961996年达到年达到8.658.65亿美元，亿美元，19981998年年10.110.1亿美元，予计亿美元，予计20032003年将增加三倍。年将增加三倍。3）生产制造过程的信息化是实现综合生产）生产制造过程的信息化是实现综合生产 指标指标优化的保证优化的保证q欧洲钢铁工业技术发展指南指出：欧洲钢铁工业技术发展指南指出：“对于降对于降低生产成本、提高产品质量、减少环境污染和低生产成本、提高产品质量、减少环境污染和资源消耗只能通过全流程自动控制系统的优化资源消耗只能通过全流程自动控制系统的优化设计来实现设计来实现”。q(Charbonnier Charbonnier etet alal.1999).1999)q综合生产指标的分解综合生产指标的分解产量产量质量质量成本成本生产计划生产计划生产制造执行生产制造执行优化控制优化控制消耗消耗综合生产指标：综合生产指标：产量、质量、产量、质量、成本、消耗成本、消耗综合综合生产生产指标指标模型模型各工段各工段生产指标生产指标关键关键工艺工艺参数参数设定设定模型模型各工序各工序关键工关键工艺参数艺参数指标指标优化优化系统系统4）生产制造过程的信息化是实现敏捷制造的保证生产制造过程的信息化是实现敏捷制造的保证 敏捷制造使企业管理从金字塔式的多层结构敏捷制造使企业管理从金字塔式的多层结构走向扁平化结构走向扁平化结构企企 业业工工 厂厂单单 元元工作站工作站车车 间间设设 备备计计 划划执执 行行控控 制制（a）多级递阶）多级递阶（b）分布式）分布式纵纵向向集集成成纵纵横横向向综综合合集集成成“敏捷制造使企业敏捷制造使企业“大而全大而全”“”“小而全小而全”的组的组织模式走向分工协作突出核心竞争力的模式织模式走向分工协作突出核心竞争力的模式零部件零部件1 1车间车间零部件零部件2 2车间车间零部件零部件n n车间车间零部件零部件车间车间市场市场供应供应后勤后勤保障保障设计设计组装组装车间车间企业组织企业组织模式模式零部件零部件1 1厂厂零部件零部件2 2厂厂零部件厂零部件厂n n零部件厂零部件厂设计设计集成集成外部企业协作外部企业协作市场市场供应供应后勤后勤保障保障核心零核心零件制造件制造企业核心技术企业核心技术敏捷制造的关键技术敏捷制造的关键技术 造船工业案例分析造船工业案例分析q q 韩国造船业发展纵向比较：韩国造船业发展纵向比较：q 韩国与中国造船业的横向比较（韩国与中国造船业的横向比较（20012001年）：年）：q 制造业特点：制造业特点：离散制造业离散制造业 流程工业流程工业 混合制造业混合制造业9.3.2 9.3.2 企业信息化的内涵企业信息化的内涵q 1、调度和协调复杂调度和协调复杂q2、资源管理复杂资源管理复杂q3、控制量相互独立控制量相互独立、流程切换代价小流程切换代价小q4、劳力密集型、自动化水平相对较低劳力密集型、自动化水平相对较低 离散制造业的特点离散制造业的特点 9.3.2 9.3.2 企业信息化的内涵企业信息化的内涵流程工业的特点流程工业的特点 1、复杂性、复杂性n 主要的流程工业涉及到原材料和能源的生产加工行业，如冶主要的流程工业涉及到原材料和能源的生产加工行业，如冶金（钢铁、有色、黄金）、石油化工、电力等；我国资源的金（钢铁、有色、黄金）、石油化工、电力等；我国资源的特点：贫矿多，难于提炼，因而其生产加工过程复杂；特点：贫矿多，难于提炼，因而其生产加工过程复杂；n 金字塔式的管理模式是层次多，经营管理、制造执行等过程金字塔式的管理模式是层次多，经营管理、制造执行等过程的信息获取、控制与管理涉及的变量与参数多，过程的模型的信息获取、控制与管理涉及的变量与参数多，过程的模型难于描述。难于描述。2、技术密集型、技术密集型n 生产过程涉及到工艺、机械装备、自动控制、工业工程等专生产过程涉及到工艺、机械装备、自动控制、工业工程等专业知识、经验、专有技术。业知识、经验、专有技术。9.3.2 9.3.2 企业信息化的内涵企业信息化的内涵人人 先进技术先进技术 服务型工厂服务型工厂服务生产服务生产环保型工厂环保型工厂资源再生资源再生创造型工厂创造型工厂先进技术生产先进技术生产自动化工厂自动化工厂基础产品生产基础产品生产信息信息基础结构基础结构生产生产 应用应用 应用技术应用技术 成熟技术成熟技术环境技术环境技术机器机器q 数字化与智能化工厂数字化与智能化工厂以信息技术为基础的先进制造技术结构以信息技术为基础的先进制造技术结构9.3.2 9.3.2 企业信息化的内涵企业信息化的内涵q 数字化与智能化工厂数字化与智能化工厂制造过程数字化、自动化、制造过程数字化、自动化、虚拟化、智能化虚拟化、智能化生产生产过程数字化、自动化、过程数字化、自动化、虚拟化、智能化虚拟化、智能化管理数字化与智能决策管理数字化与智能决策设计数字化、协同化、虚拟化、智能化设计数字化、协同化、虚拟化、智能化企业企业数字化与数字化与智能化智能化9.3.2 9.3.2 企业信息化的内涵企业信息化的内涵1）离散制造业数字化与智能化）离散制造业数字化与智能化o 设计数字化、协同化、虚拟化、智能化设计数字化、协同化、虚拟化、智能化o 制造过程数字化、自动化、虚拟化、智能化制造过程数字化、自动化、虚拟化、智能化o 管理数字化与智能决策管理数字化与智能决策2）流程工业数字化与智能化）流程工业数字化与智能化o 工艺设计数字化、工艺设计数字化、协同化、虚拟化、智能化协同化、虚拟化、智能化o 生产过程数字化生产过程数字化、自动化、虚拟化、智能化、自动化、虚拟化、智能化o 生产管理数字化生产管理数字化智能决策智能决策9.3.2 9.3.2 企业信息化的内涵企业信息化的内涵q企业信息化的内涵企业信息化的内涵将信息技术用于企业产品设计（工艺设将信息技术用于企业产品设计（工艺设计）、制造（生产）、管理（生产管理计）、制造（生产）、管理（生产管理和经营管理）和销售的全过程，以提高和经营管理）和销售的全过程，以提高企业的市场应变能力和竞争能力。企业的市场应变能力和竞争能力。9.3.2 9.3.2 企业信息化的内涵企业信息化的内涵企企业业信信息息化化的的内内容容o设计信息化（产品设计和工艺设计）设计信息化（产品设计和工艺设计）计算机辅助设计计算机辅助设计(CAD)(CAD)并行工程并行工程虚拟制造与流程模拟虚拟制造与流程模拟 设计过程管理设计过程管理(PDM)(PDM)o企业管理信息化企业管理信息化企业资源（企业资源（ERPERP）制造执行（制造执行（MESMES）o生产制造过程自动化生产制造过程自动化优化控制与过程控制优化控制与过程控制 加工设备机电一体化加工设备机电一体化o集成化（强调企业内部信息集成）集成化（强调企业内部信息集成）设计、制造、管理一体化设计、制造、管理一体化 一体化过程控制一体化过程控制o网络化（强调企业间的资源优化）网络化（强调企业间的资源优化）9.3.2 9.3.2 企业信息化的内涵企业信息化的内涵q 综合自动化系统是流程工业信息化的基础综合自动化系统是流程工业信息化的基础 工业过程综合自动化系统工业过程综合自动化系统将生产过程的生产工将生产过程的生产工艺技术、设备运行技术和生产过程管理技术集成艺技术、设备运行技术和生产过程管理技术集成起来，实现生产过程的优化控制、优化运行和优起来，实现生产过程的优化控制、优化运行和优化管理，从而保证与产品质量、成本、质量相关化管理，从而保证与产品质量、成本、质量相关的综合生产指标优化。的综合生产指标优化。9.3.3 9.3.3 流程工业综合自动化系统流程工业综合自动化系统q 企业综合自动化系统结构集成支撑系统集成支撑系统数据库数据库计算机网络计算机网络企业资源计划系统（企业资源计划系统（ERP）生产执行系统（生产执行系统（MES）生产过程控制系统（生产过程控制系统（PCS）9.3.3 9.3.3 流程工业综合自动化系统流程工业综合自动化系统ERPERP层层PCSPCS层层MESMES层层企业管控一体化系统总体结构框架示意图企业管控一体化系统总体结构框架示意图运输运输综合查询与辅助决策综合查询与辅助决策应付应付帐款帐款应收应收帐款帐款档案管理档案管理项目投资项目投资固定资产固定资产备品备件备品备件质检质检生生 产产 调调 度度能源管理能源管理设备运行设备运行安全管理安全管理生生 产产 过过 程程 信信 息息 处处 理理 系系 统统原料库房原料库房产品库房产品库房财务管理财务管理生产动态成本控生产动态成本控制制生产统计生产统计计量计量溶出溶出DCSDCS母液蒸母液蒸发发DCSDCS赤 泥 洗赤 泥 洗涤涤DCSDCS种分种分DCSDCS焙烧焙烧DCSDCS其他其他DCSDCS关关系系数数据据库库系系统统实实时时数数据据库库系系统统供应管理供应管理销售管理销售管理人力资源人力资源办公自动化办公自动化能源计划能源计划生产成本计划生产成本计划生产计划生产计划运输运输质检质检计量计量 计计算算机机网网络络系系统统大修计划大修计划综综 合合 计计 划划 管管 理理生产管理生产管理综合统计综合统计选矿选矿DCSDCS过程过程PLCPLC计量数计量数据采集据采集q 生产过程综合自动化系统生产过程综合自动化系统生产过程管理系统生产过程管理系统生产过程控制系统生产过程控制系统计算机计算机支撑系支撑系统统9.3.3 9.3.3 流程工业综合自动化系统流程工业综合自动化系统q 生产过程综合自动化系统结构生产过程综合自动化系统结构计划管理计划管理生产作业生产作业计划计划物料物料计划计划能源能源计划计划生产成本生产成本计划计划生产生产统计统计生产生产调度调度物料控制物料控制与管理与管理能源能源管理管理生产成本生产成本控制与管理控制与管理生产执行生产执行设备设备管理管理综合信息查询与综合信息查询与辅助决策辅助决策质量质量管理管理生生 产产 过过 程程 信信 息息 处处 理理 系系 统统生产管理系统生产管理系统(MES)生产过程生产过程自动化自动化系统系统过程过程自动化子自动化子系统系统智能优化控制系统智能优化控制系统过程过程自动化子系统自动化子系统过程过程自动化子系统自动化子系统生产过程集成自动化系统生产过程集成自动化系统流程工业生产过程流程工业生产过程 关关 系系 数数 据据 库库 计计 算算 机机 网网 络络 系系 统统原料原料产品产品多媒体监多媒体监控控系统系统 实实 时时 数数 据据 库库过程过程自动化子自动化子系统系统q 生产过程综合自动化系统功能结构图过程过程综合综合自动化自动化系统系统生产管理系统生产管理系统计算机支撑系统计算机支撑系统过程控制系统过程控制系统生产计划生产计划生产执行生产执行过程控制子系统过程控制子系统过程控制子系统过程控制子系统实时数据库实时数据库关系数据库关系数据库计算机网络计算机网络9.3.3 9.3.3 流程工业综合自动化系统流程工业综合自动化系统 生产执行系统功能生产执行系统功能生产统计生产统计生产计划管理生产计划管理生产统计生产统计生产分析生产分析物料平衡物料平衡生产调度生产调度生产信息管理生产信息管理调度执行调度执行日常数据采集日常数据采集生产报告生产报告设备管理设备管理设备文件设备文件设备操作信息收集设备操作信息收集设备操作设备操作设备维护设备维护物料管理物料管理固定资产固定资产质量管理质量管理质量信息管理质量信息管理质量索引统计质量索引统计质量统计质量统计质量分析质量分析综合查询与决策综合查询与决策调度信息调度信息计划和统计信息计划和统计信息能量信息能量信息动态成本控制信息动态成本控制信息质量控制信息质量控制信息设备管理信息设备管理信息决策支持决策支持生产生产执行执行系统系统9.3.3 9.3.3 流程工业综合自动化系统流程工业综合自动化系统 生产计划系统功能生产计划系统功能生产生产计划计划系统系统能源计划能源计划能源信息管理能源信息管理能源消耗数据收集能源消耗数据收集能源消耗数据分析能源消耗数据分析能源设备管理能源设备管理生产作业计划生产作业计划生产计划管理生产计划管理生产统计生产统计生产分析生产分析物料平衡物料平衡生产成本计划生产成本计划成本计划成本计划成本核算成本核算成本监控成本监控成本分析成本分析成本控制成本控制物料计划物料计划物料采购物料采购物料统计物料统计物料跟踪物料跟踪物料分析物料分析9.3.3 9.3.3 流程工业综合自动化系统流程工业综合自动化系统q 智能优化控制系统智能优化控制系统9.3.3 9.3.3 流程工业综合自动化系统流程工业综合自动化系统9.3.3 9.3.3 流程工业综合自动化系统流程工业综合自动化系统产量产量质量质量成本成本消耗消耗9.3.3 9.3.3 流程工业综合自动化系统流程工业综合自动化系统9.3.3 9.3.3 流程工业综合自动化系统流程工业综合自动化系统酒钢选矿厂介绍酒钢选矿厂介绍o 甘肃酒钢选矿厂是酒泉钢铁（集团）公司的原甘肃酒钢选矿厂是酒泉钢铁（集团）公司的原料料 铁精矿的生产厂铁精矿的生产厂o 年处理铁矿石年处理铁矿石800万吨万吨o 矿石含铁品位矿石含铁品位33%q 综合自动化系统案例综合自动化系统案例9.3.3 9.3.3 流程工业综合自动化系统流程工业综合自动化系统q矿石处理矿石处理:99台台:振动筛、皮带运输与卷扬系统振动筛、皮带运输与卷扬系统等等q竖炉焙烧竖炉焙烧:242台台:22竖炉竖炉,4 干选机等干选机等 q磨矿磨矿:115台台:15球磨机球磨机,8分级机分级机,7 旋流器等旋流器等q强磁选强磁选:55台台:25 磁选机等磁选机等q弱磁选弱磁选:q 脱水脱水:4 台脱水槽台脱水槽 q磁选磁选:30台台:14 磁选机等磁选机等q浓缩浓缩:146台台:5 浓缩大井等浓缩大井等q 酒酒钢钢选选矿矿厂厂厂厂景景9.3.3 9.3.3 流程工业综合自动化系统流程工业综合自动化系统q 综合自动化系统的结构综合自动化系统的结构硬件结构硬件结构q图图5 综合自动化系统的硬件结构综合自动化系统的硬件结构9.3.3 9.3.3 流程工业综合自动化系统流程工业综合自动化系统q 控制系统照片控制系统照片9.3.3 9.3.3 流程工业综合自动化系统流程工业综合自动化系统qPanoramic view of the FactoryqMonitoring view of raw ores processingqOperation panel ofqraw ores processing9.3.3 9.3.3 流程工业综合自动化系统流程工业综合自动化系统9.3.3 9.3.3 流程工业综合自动化系统流程工业综合自动化系统 q Panoramic view of twenty-two roasters q Monitoring view of shaft roasterqMonitoring view of operation parametersq Operation panel of control system9.3.3 9.3.3 流程工业综合自动化系统流程工业综合自动化系统q Monitoring view of milling processq Operation panel of control system9.3.3 9.3.3 流程工业综合自动化系统流程工业综合自动化系统qOperation panel of Magnetic dressing process 9.3.3 9.3.3 流程工业综合自动化系统流程工业综合自动化系统q Monitoring view of condensing processq Operation panel of condensing process9.3.3 9.3.3 流程工业综合自动化系统流程工业综合自动化系统qmanagement panel of optimal control system of roasting q Input of conditionsq Results of optimisation9.3.3 9.3.3 流程工业综合自动化系统流程工业综合自动化系统qmanagement panel of optimal control system of millingq Input of conditionsq Results of optimisationqY1qW1qW2qY2qU19.3.3 9.3.3 流程工业综合自动化系统流程工业综合自动化系统qW3qY3qU2qW4qY4qU39.3.3 9.3.3 流程工业综合自动化系统流程工业综合自动化系统9.3.3 9.3.3 流程工业综合自动化系统流程工业综合自动化系统q集成制造系统是实现设计、制造、管理一集成制造系统是实现设计、制造、管理一 体化系统的基础体化系统的基础 q计算机集成制造系统计算机集成制造系统（Computer Integrated Manufacturing SystemsComputer Integrated Manufacturing Systems，CIMSCIMS）q现代集成制造系统现代集成制造系统（Contemporary Integrated Manufacturing SystemsContemporary Integrated Manufacturing Systems，CIMS CIMS）9.3.4 9.3.4 离散工业集成制造系统离散工业集成制造系统集成制造系统结构控制系统控制系统计划系计划系统接口统接口订单订单管理管理意外事意外事件管理件管理数据数据采集采集物料输物料输运管理运管理物料跟物料跟踪管理踪管理工作站工作站管理管理质量保障质量保障统计过统计过程控制程控制操作者操作者管理管理维护管理维护管理供应商供应商管理管理产品产品跟踪跟踪文档文档/产品产品数据管理数据管理过程数据过程数据/性能分析性能分析生产执行系统生产执行系统生产计划系统生产计划系统数字化产品数字化产品设计系统设计系统数字化产品设计系统q计算机辅助设计计算机辅助设计 （Computer Aided Design，CAD）q产品数据管理产品数据管理 (Product Data Management，PDM PDM)9.3.4 9.3.4 离散工业集成制造系统离散工业集成制造系统生产计划系统生产计划系统q主导生产计划主导生产计划(Master Production Schedule)(Master Production Schedule)q物料需求计划物料需求计划(Material Requirements Planning)(Material Requirements Planning)q能力需求计划能力需求计划(Capacity Requirement Planning)(Capacity Requirement Planning)q车间场地控制车间场地控制(Shop Floor Control)(Shop Floor Control)q采购采购(Purchasing)(Purchasing)q物料控制物料控制(Inventory Control)(Inventory Control)q产品数据产品数据(Product Data)(Product Data)q费用账目费用账目(Cost Accounting)(Cost Accounting)9.3.4 9.3.4 离散工业集成制造系统离散工业集成制造系统9.3.4 9.3.4 离散工业集成制造系统离散工业集成制造系统生生产产执执行行系系统统q订单管理订单管理(Work Order Management)(Work Order Management)q工作站管理工作站管理(Workstation Management)(Workstation Management)q物料跟踪管理物料跟踪管理(Inventory Tracking and Management)(Inventory Tracking and Management)q物料输运管理物料输运管理(Material Movement Management)(Material Movement Management)q数据采集数据采集(Data Collection)(Data Collection)q意外事件管理意外事件管理(Exception Management)(Exception Management)q维护管理功能维护管理功能(Maintenance Management function)(Maintenance Management function)q操作者管理操作者管理(Time and Attendance function)(Time and Attendance function)q统计过程控制功能统计过程控制功能(Statistical Process Control function)(Statistical Process Control function)q质量保障功能质量保障功能(Quality Assurance function)(Quality Assurance function)q过程数据过程数据/性能分析功能性能分析功能(Process Data/Performance Analysis function)(Process Data/Performance Analysis function)q文档文档/产品数据管理产品数据管理(Documentation/Product Data Management function)(Documentation/Product Data Management function)q产品跟踪功能产品跟踪功能(Genealogy/Product Traceability function)(Genealogy/Product Traceability function)q供应商管理功能供应商管理功能(Supplier Management)(Supplier Management)控制控制系统系统q机械设备机械设备(Machine Tool)(Machine Tool)q传感器传感器(Oven Sensor)(Oven Sensor)q存储存储/回收系统回收系统(Storage/Retrieval System)(Storage/Retrieval System)q机器人机器人(Robots)(Robots)q工作单元工作单元(Work Cells)(Work Cells)q过程系统过程系统(Process system)(Process system)q工具存储工具存储(Tool Storage)(Tool Storage)q运输系统运输系统(Conveyor system)(Conveyor system)9.3.4 9.3.4 离散工业集成制造系统离散工业集成制造系统不成功的比例相当高：美国计算机世界 信息化项目3045%在完成前就失败了 50%以上项目超出预算和进度的200%或更多 9.3.5 9.3.5 企业信息化的实施策略企业信息化的实施策略英国牛津大学出版的英国牛津大学出版的“信息系统风险管理报告信息系统风险管理报告”：19791979年年对对5757个项目的调查个项目的调查46%46%拖期，平均拖期，平均7 7个月个月59%59%超过预算超过预算q19821982年年75%75%长期没有完成技术开发或开发出来不能应用长期没有完成技术开发或开发出来不能应用q19871987年年75%75%的生产与库存管理失败的生产与库存管理失败q19951995年年365365家企业家企业 31%31%在完成前被取消在完成前被取消q 53%53%超预算或没有达到预定功能超预算或没有达到预定功能q对对36823682个项目的调查只有个项目的调查只有12%12%按时按预算完成按时按预算完成德国1992年对1000家MRPII项目的调查达到预期目标的仅占20%q我国我国q8080年代末政府办公自动化项目大多数年代末政府办公自动化项目大多数 失败失败q8080年代到年代到9090年代初的同年代初的同MRPIIMRPII，失败，失败 比例很高比例很高失败或不成功的原因：o 高度复杂性高度复杂性o 高度动态性高度动态性o 干扰性干扰性o 数字化与智能化的难度数字化与智能化的难度o 与制造的模式、管理的模式和生产流程合理性密切相关与制造的模式、管理的模式和生产流程合理性密切相关9.3.5 9.3.5 企业信息化的实施策略企业信息化的实施策略o一把手工程一把手工程 结合企业改革和流程重组实现扁平化结合企业改革和流程重组实现扁平化 坚持在使用中不断的改进与更新坚持在使用中不断的改进与更新o总体规划、分步实施总体规划、分步实施o突出重点、解决关键突出重点、解决关键 关键系统关键系统o流程工业：过程优化控制系统、生产成本控制系统、生产过程管理与过程流程工业：过程优化控制系统、生产成本控制系统、生产过程管理与过程控制一体化系统控制一体化系统o 离散工业：数字化产品设计系统、作业计划与调度系统、设计与制造一离散工业：数字化产品设计系统、作业计划与调度系统、设计与制造一体化系统体化系统o以提高企业知识生产力为目标，不断提高信息化系统的知识含量以提高企业知识生产力为目标，不断提高信息化系统的知识含量o与制造模式与管理模式的创新相结合与制造模式与管理模式的创新相结合o融入企业的专有技术融入企业的专有技术o开发者和使用者密切合作开发者和使用者密切合作o研发人员与设计（工艺）工程师、设备工程师、管理者密切合作研发人员与设计（工艺）工程师、设备工程师、管理者密切合作9.3.5 9.3.5 企业信息化的实施策略企业信息化的实施策略q演讲完毕，谢谢观看！