CIMS未来的发展趋势

2013-05-08 by:广州有限元分析、培训中心-1CAE.COM 来源:仿真在线

摘要: 本文在对CIMS含义及技术构成了解的基础上,分析当前制造业及制造企业的特征,结合现代信息技术发展状况,探讨CIMS未来发展的趋势。

关键词: CIMS;技术构成;发展趋势;
一、引言
信息技术革命把我们引入了信息时代。信息革命不仅引起人们思想观念、生活方式的变化,而且导致了生产方式和制造理念的巨大变化,近十年来提出的新的制造理念都离不开信息技术的支撑,以信息化制造技术为代表的先进制造技术正使制造业处于重要的历史性变革时期。本文结合当前我国制造业发展状况,通过分析现代集成制造系统与先进制造技术的关系,探讨我国现代集成制造技术构成和未来的发展。
二、CIMS的含义及技术构成简介
现代集成制造系统(Contemporary Integrated Manufacturing System)是计算机集成制造系统新的发展阶段,在继承计算机集成制造系统优秀成果的基础上,它不断吸收先进制造技术中的相关思想的精华,从信息集成、过程集成向企业集成方向迅速发展,在先进制造技术中处于核心地位。
CIMS的技术构成简介
1、先进制造技术
先进制造技术(AMT-Advanced Manufacturing Technology)先进制造技术是传统制造技术不断吸收机械、电子、信息、材料、能源和现代管理等方面的成果,并将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务的制造全过程,以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活的生产,并取得理想技术经济效果的制造技术的总称。
2、敏捷制造(AM-Agile Manufacturing):
敏捷制造是以竞争力和信誉度为基础,选择合作者组成虚拟公司,分工合作,为同一目标共同努力来增强整体竞争能力,对用户需求作出快速反应,以满足用户的需要。
3、虚拟制造(VM-Virtual Manufacturing):
虚拟制造利用信息技术、仿真技术、计算机技术对现实制造活动中的人、物、信息及制造过程进行全面的仿真,以发现制造中可能出现的问题,在产品实际生产前就采取预防措施,从而达到产品一次性制造成功,来达到降低成本、缩短产品开发周期,增强产品竞争力的目的。
4、并行工程(CE-Concurrent Engineering):
并行工程是集成地、并行地设计产品及其相关过程(包括制造过程和支持过程)的系统方法。它要求产品开发人员在一开始就考虑产品整个生命周期中从概念形成到产品报废的所有因素,包括质量、成本、进度计划和用户要求,并行工程的发展为虚拟制造技术的诞生创造了条件,虚拟制造技术将是以并行工程为基础的,并行工程的进一步发展就是虚拟制造技术。
在探讨现代集成制造技术未来发展趋势之前,首先应该了解一下,当前现代制造业和制造企业的特征,它们是推动现代制造技术发展的内存动力。
三、现代制造业的特征
现代的制造业市场大致有五大特征。
第一是买方市场。这是科学技术与生产力发展的必然结果。
第二是多变性市场。由于科技发展快,技术更新快,产品换代快,从而产品非大量化、分散化、个性化的生产越来越强,竞争日趋激烈,不确定因素猛增,市场变化很快。
第三是国际化市场。市场打破国界,走向区域化,走向国际化。
第四是新兴产品市场。不仅涉及对传统产品用高新技术加以改造与发展而成的产品,而且更涉及前所未有的新类型的“产品”,从而导致如技术、软件、环保等产业的出现。
第五是虚拟市场。信息化的进一步是网络化,网上的产品广告、商品展示、商品交易、客户关系、代理制等等均属于虚拟市场。
与此市场相应,制造业企业大致有六大特征。
第一是满足“客户化”要求,这是“买方市场”必然导致的结果。
第二是对市场的快速响应,对生产的快速重组,从而要求生产模式必需有高度柔性,有足够敏捷性,这是“客户化”必然导致的结果。
第三是既竞争、又合作地参与市场,走向“双赢”、“多赢”。
第四是本土化与国际化交互,走向全球化,既竞争,又合作。
第五是应用虚拟技术,以加快企业有关活动的节奏,提高产品质量,节约成本。
第六是,“以人为本”,加强企业人文文化建设。
五、现代集成制造技术未来发展趋势
以信息技术的发展为支持,以满足制造业市场需求和增强企业竞争力为目的,现代集成制造技术未来将突出以下八个方面的发展趋势。
1、以“数字化”为发展核心
未来世界,“数字化”将势不可当。“数字化”不仅是“信息化”发展的核心,而且也是先进制造技术发展的核心。信息的“数字化”处理同“模拟化”处理相比,有着3个不可比拟的优点:信息精确,信息安全,信息容量大。
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。它包含了三大部分:以设计为中心的数字制造,以控制为中心的数字制造和以管理为中心的数字制造。对制造设备而言,其控制参数均为数字化信号。对制造企业而言,各种信息(如图形、数据、知识、技能等等)均以数字形式,通过网络,在企业内传递,以便根据市场信息,迅速收集资料信息,在虚拟现实、快速原型、数据库、多媒体等多种数字化技术的支持下,对产品信息、工艺信息与资源信息进行分析、规划与重组,实现对产品设计和产品功能的仿真,对加工过程与生产组织过程的仿真,或完成原型制造,从而实现生产过程的快速重组与对市场的快速响应,以满足客户化要求。对全球制造业而言,用户借助网络发布信息,各类企业通过网络,根据需求,应用电子商务,实现优势互补,形成动态联盟,迅速协同设计与制造出相应的产品。这样,在数字制造环境下,在广泛领域乃至跨地区、跨国界形成一个数字化组成的网,企业、车间、设备、员工、经销商乃至有关市场均可成为网上的一个“结点”,在研究、设计、制造、销售、服务的过程中,彼此交互,围绕产品所赋予的数字信息,成为驱动制造业活动的最活跃的因素。
2、以“精密化”将成为发展的关键
所谓“精密化”,一方面是指对产品、零件的精度要求越来越高,另一方面是指对产品、零件的加工精度要求越来越高。 “精”是指加工精度及其发展,精密加工,细微加工,纳米加工,如此等等。
3、突出“极端条件”,是发展的焦点
“极”就是极端条件,就是指在极端条件下工作的或者有极端要求的产品,从而也是指这类产品的制造技术有“极”的要求。在高温、高压、高湿、强磁场、强腐蚀等等条件下工作的,或有高硬度、大弹性等等要求的,或在几何形体上极大、极小、极厚、极薄、奇形怪状的。显然,这些产品都是科技前沿的产品。其中之一就是 “微机电系统(MEMS)”。可以说,“极”是前沿科技或前沿科技产品发展的一个焦点。