CIMS未來的發(fā)展趨勢

2013-05-08 by:廣州有限元分析、培訓(xùn)中心-1CAE.COM 來源:仿真在線

摘要: 本文在對CIMS含義及技術(shù)構(gòu)成了解的基礎(chǔ)上,分析當(dāng)前制造業(yè)及制造企業(yè)的特征,結(jié)合現(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r,探討CIMS未來發(fā)展的趨勢。

關(guān)鍵詞: CIMS;技術(shù)構(gòu)成;發(fā)展趨勢;
一、引言
信息技術(shù)革命把我們引入了信息時代。信息革命不僅引起人們思想觀念、生活方式的變化,而且導(dǎo)致了生產(chǎn)方式和制造理念的巨大變化,近十年來提出的新的制造理念都離不開信息技術(shù)的支撐,以信息化制造技術(shù)為代表的先進(jìn)制造技術(shù)正使制造業(yè)處于重要的歷史性變革時期。本文結(jié)合當(dāng)前我國制造業(yè)發(fā)展?fàn)顩r,通過分析現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)與先進(jìn)制造技術(shù)的關(guān)系,探討我國現(xiàn)代集成制造技術(shù)構(gòu)成和未來的發(fā)展。
二、CIMS的含義及技術(shù)構(gòu)成簡介
現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)(Contemporary Integrated Manufacturing System)是計算機(jī)集成制造系統(tǒng)新的發(fā)展階段,在繼承計算機(jī)集成制造系統(tǒng)優(yōu)秀成果的基礎(chǔ)上,它不斷吸收先進(jìn)制造技術(shù)中的相關(guān)思想的精華,從信息集成、過程集成向企業(yè)集成方向迅速發(fā)展,在先進(jìn)制造技術(shù)中處于核心地位。
CIMS的技術(shù)構(gòu)成簡介
1、先進(jìn)制造技術(shù)
先進(jìn)制造技術(shù)(AMT-Advanced Manufacturing Technology)先進(jìn)制造技術(shù)是傳統(tǒng)制造技術(shù)不斷吸收機(jī)械、電子、信息、材料、能源和現(xiàn)代管理等方面的成果,并將其綜合應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計、制造、檢測、管理、銷售、使用、服務(wù)的制造全過程,以實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活的生產(chǎn),并取得理想技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果的制造技術(shù)的總稱。
2、敏捷制造(AM-Agile Manufacturing):
敏捷制造是以競爭力和信譽(yù)度為基礎(chǔ),選擇合作者組成虛擬公司,分工合作,為同一目標(biāo)共同努力來增強(qiáng)整體競爭能力,對用戶需求作出快速反應(yīng),以滿足用戶的需要。
3、虛擬制造(VM-Virtual Manufacturing):
虛擬制造利用信息技術(shù)、仿真技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)對現(xiàn)實制造活動中的人、物、信息及制造過程進(jìn)行全面的仿真,以發(fā)現(xiàn)制造中可能出現(xiàn)的問題,在產(chǎn)品實際生產(chǎn)前就采取預(yù)防措施,從而達(dá)到產(chǎn)品一次性制造成功,來達(dá)到降低成本、縮短產(chǎn)品開發(fā)周期,增強(qiáng)產(chǎn)品競爭力的目的。
4、并行工程(CE-Concurrent Engineering):
并行工程是集成地、并行地設(shè)計產(chǎn)品及其相關(guān)過程(包括制造過程和支持過程)的系統(tǒng)方法。它要求產(chǎn)品開發(fā)人員在一開始就考慮產(chǎn)品整個生命周期中從概念形成到產(chǎn)品報廢的所有因素,包括質(zhì)量、成本、進(jìn)度計劃和用戶要求,并行工程的發(fā)展為虛擬制造技術(shù)的誕生創(chuàng)造了條件,虛擬制造技術(shù)將是以并行工程為基礎(chǔ)的,并行工程的進(jìn)一步發(fā)展就是虛擬制造技術(shù)。
在探討現(xiàn)代集成制造技術(shù)未來發(fā)展趨勢之前,首先應(yīng)該了解一下,當(dāng)前現(xiàn)代制造業(yè)和制造企業(yè)的特征,它們是推動現(xiàn)代制造技術(shù)發(fā)展的內(nèi)存動力。
三、現(xiàn)代制造業(yè)的特征
現(xiàn)代的制造業(yè)市場大致有五大特征。
第一是買方市場。這是科學(xué)技術(shù)與生產(chǎn)力發(fā)展的必然結(jié)果。
第二是多變性市場。由于科技發(fā)展快,技術(shù)更新快,產(chǎn)品換代快,從而產(chǎn)品非大量化、分散化、個性化的生產(chǎn)越來越強(qiáng),競爭日趨激烈,不確定因素猛增,市場變化很快。
第三是國際化市場。市場打破國界,走向區(qū)域化,走向國際化。
第四是新興產(chǎn)品市場。不僅涉及對傳統(tǒng)產(chǎn)品用高新技術(shù)加以改造與發(fā)展而成的產(chǎn)品,而且更涉及前所未有的新類型的“產(chǎn)品”,從而導(dǎo)致如技術(shù)、軟件、環(huán)保等產(chǎn)業(yè)的出現(xiàn)。
第五是虛擬市場。信息化的進(jìn)一步是網(wǎng)絡(luò)化,網(wǎng)上的產(chǎn)品廣告、商品展示、商品交易、客戶關(guān)系、代理制等等均屬于虛擬市場。
與此市場相應(yīng),制造業(yè)企業(yè)大致有六大特征。
第一是滿足“客戶化”要求,這是“買方市場”必然導(dǎo)致的結(jié)果。
第二是對市場的快速響應(yīng),對生產(chǎn)的快速重組,從而要求生產(chǎn)模式必需有高度柔性,有足夠敏捷性,這是“客戶化”必然導(dǎo)致的結(jié)果。
第三是既競爭、又合作地參與市場,走向“雙贏”、“多贏”。
第四是本土化與國際化交互,走向全球化,既競爭,又合作。
第五是應(yīng)用虛擬技術(shù),以加快企業(yè)有關(guān)活動的節(jié)奏,提高產(chǎn)品質(zhì)量,節(jié)約成本。
第六是,“以人為本”,加強(qiáng)企業(yè)人文文化建設(shè)。
五、現(xiàn)代集成制造技術(shù)未來發(fā)展趨勢
以信息技術(shù)的發(fā)展為支持,以滿足制造業(yè)市場需求和增強(qiáng)企業(yè)競爭力為目的,現(xiàn)代集成制造技術(shù)未來將突出以下八個方面的發(fā)展趨勢。
1、以“數(shù)字化”為發(fā)展核心
未來世界,“數(shù)字化”將勢不可當(dāng)?！皵?shù)字化”不僅是“信息化”發(fā)展的核心,而且也是先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的核心。信息的“數(shù)字化”處理同“模擬化”處理相比,有著3個不可比擬的優(yōu)點:信息精確,信息安全,信息容量大。
數(shù)字化制造就是指制造領(lǐng)域的數(shù)字化,它是制造技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與管理科學(xué)的交叉、融和、發(fā)展與應(yīng)用的結(jié)果,也是制造企業(yè)、制造系統(tǒng)與生產(chǎn)過程、生產(chǎn)系統(tǒng)不斷實現(xiàn)數(shù)字化的必然趨勢。它包含了三大部分:以設(shè)計為中心的數(shù)字制造,以控制為中心的數(shù)字制造和以管理為中心的數(shù)字制造。對制造設(shè)備而言,其控制參數(shù)均為數(shù)字化信號。對制造企業(yè)而言,各種信息(如圖形、數(shù)據(jù)、知識、技能等等)均以數(shù)字形式,通過網(wǎng)絡(luò),在企業(yè)內(nèi)傳遞,以便根據(jù)市場信息,迅速收集資料信息,在虛擬現(xiàn)實、快速原型、數(shù)據(jù)庫、多媒體等多種數(shù)字化技術(shù)的支持下,對產(chǎn)品信息、工藝信息與資源信息進(jìn)行分析、規(guī)劃與重組,實現(xiàn)對產(chǎn)品設(shè)計和產(chǎn)品功能的仿真,對加工過程與生產(chǎn)組織過程的仿真,或完成原型制造,從而實現(xiàn)生產(chǎn)過程的快速重組與對市場的快速響應(yīng),以滿足客戶化要求。對全球制造業(yè)而言,用戶借助網(wǎng)絡(luò)發(fā)布信息,各類企業(yè)通過網(wǎng)絡(luò),根據(jù)需求,應(yīng)用電子商務(wù),實現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ),形成動態(tài)聯(lián)盟,迅速協(xié)同設(shè)計與制造出相應(yīng)的產(chǎn)品。這樣,在數(shù)字制造環(huán)境下,在廣泛領(lǐng)域乃至跨地區(qū)、跨國界形成一個數(shù)字化組成的網(wǎng),企業(yè)、車間、設(shè)備、員工、經(jīng)銷商乃至有關(guān)市場均可成為網(wǎng)上的一個“結(jié)點”,在研究、設(shè)計、制造、銷售、服務(wù)的過程中,彼此交互,圍繞產(chǎn)品所賦予的數(shù)字信息,成為驅(qū)動制造業(yè)活動的最活躍的因素。
2、以“精密化”將成為發(fā)展的關(guān)鍵
所謂“精密化”,一方面是指對產(chǎn)品、零件的精度要求越來越高,另一方面是指對產(chǎn)品、零件的加工精度要求越來越高。 “精”是指加工精度及其發(fā)展,精密加工,細(xì)微加工,納米加工,如此等等。
3、突出“極端條件”,是發(fā)展的焦點
“極”就是極端條件,就是指在極端條件下工作的或者有極端要求的產(chǎn)品,從而也是指這類產(chǎn)品的制造技術(shù)有“極”的要求。在高溫、高壓、高濕、強(qiáng)磁場、強(qiáng)腐蝕等等條件下工作的,或有高硬度、大彈性等等要求的,或在幾何形體上極大、極小、極厚、極薄、奇形怪狀的。顯然,這些產(chǎn)品都是科技前沿的產(chǎn)品。其中之一就是 “微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)”?？梢哉f,“極”是前沿科技或前沿科技產(chǎn)品發(fā)展的一個焦點。