機械制造企業(yè)信息化規(guī)劃與設計

機械制造業(yè)信息化規(guī)劃的重要性

根據(jù)世界發(fā)達國家發(fā)展的經(jīng)驗，一個國家發(fā)展首先要實現(xiàn)工業(yè)化，對于中國來講工業(yè)化還未完成，但如果要等到完成工業(yè)化再去實現(xiàn)信息化，未必是正確的決策。因此，黨的十五屆五中全會指出，信息化是國內(nèi)產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級和實現(xiàn)工業(yè)化、現(xiàn)代化的關鍵環(huán)節(jié)，要把推進國民經(jīng)濟和社會信息化放在優(yōu)先位置；大力推進國民經(jīng)濟和社會的信息化，以信息化帶動工業(yè)化，發(fā)揮后發(fā)優(yōu)勢，實現(xiàn)社會生產(chǎn)力的跨越式發(fā)展。

黨的十六大指出，在經(jīng)濟建設和經(jīng)濟體制改革中首先提出走新型工業(yè)化道路，大力實施科教興國戰(zhàn)略和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。實現(xiàn)工業(yè)化仍然是中國現(xiàn)代化中最艱巨的歷史任務，信息化是國內(nèi)加快實現(xiàn)工業(yè)化和現(xiàn)代化的必然選擇。堅持以信息化帶動工業(yè)化，以工業(yè)化促進信息化，走一條科技含量高、經(jīng)濟效益好、資源消耗低、環(huán)境污染少、人力資源優(yōu)勢得到充分發(fā)揮的新型工業(yè)化道路。

國家經(jīng)貿(mào)委發(fā)布的中國企業(yè)信息化 2001 年全國調(diào)查報告中指出：“企業(yè)信息化建設水平目前處于一般事務處理和簡單管理階段，呈現(xiàn)出‘信息孤島\'嚴重，資源不能共享，信息化建設綜合優(yōu)勢發(fā)揮不出來……整體效果不明顯、不理想……其原因之一就是無系統(tǒng)規(guī)劃”。中國制造業(yè)應用信息技術始于 1978 年，二十多年實踐的調(diào)查結果，我們必須引以為戒。

信息化內(nèi)涵與目標的關系

為了制訂好企業(yè)信息化規(guī)劃，必須全面了解機械制造業(yè)信息化內(nèi)涵與目標。

機械制造企業(yè)信息化內(nèi)涵

產(chǎn)品信息化

在產(chǎn)品設計采用電子技術，如 PLC 、 CNC 、 DNC 等，全面調(diào)整產(chǎn)品結構，既滿足用戶需求又增加產(chǎn)品的技術含量，提高產(chǎn)品的附加值。

—初級應用：在產(chǎn)品設計中采用電子技術，如 PLC 、 CNC 技術，提高產(chǎn)品性能、功能。

—中級應用：在產(chǎn)品設計中系統(tǒng)采用電子技術，使產(chǎn)品更新?lián)Q代。

—高級應用：應用信息技術全面調(diào)整產(chǎn)品結構，滿足國內(nèi)外市場。

產(chǎn)品開發(fā)研究信息化

利用 CAD 、 CAE 、 CAPP 、 PDM 以及 DFA 、 DFM 、 QFD 形成 CADE （計算機輔助開發(fā)工程），研究開發(fā)企業(yè)產(chǎn)品、調(diào)整產(chǎn)品結構及技術結構，真正推進產(chǎn)品和技術結構的優(yōu)化升級，建立一個適應現(xiàn)代市場經(jīng)濟環(huán)境的產(chǎn)品、技術及結構開發(fā)創(chuàng)新體系，把先進制造技術與信息技術緊密結合，滿足市場經(jīng)濟需求，也同時提高產(chǎn)品附加值，為企業(yè)創(chuàng)造最大利潤。

CAD/CAE 應用

—初級應用：二維繪圖，出圖率 80~100% 。

—中級應用：建立二維 CAD 設計系統(tǒng)（平臺），包括機械、電氣、液壓 CAD ，建立通用圖形庫、數(shù)據(jù)庫及常規(guī)設計計算系統(tǒng)，實現(xiàn)產(chǎn)品設計系列化和通用化，解決部分產(chǎn)品設計中的重復勞動，局部開展三維 CAD 及 PDM 應用，實現(xiàn) CAD 系統(tǒng)內(nèi)部與外部數(shù)據(jù)共享以及集成運行，為 CAPP/NCP/ERP 提供產(chǎn)品設計信息，為實現(xiàn) CIMS 奠定基礎，縮短設計周期 1/3 以上，降低設計成本 20%~30% ，降低產(chǎn)品成本 10%~15% 。

—高級應用：建立整機 CAD 設計系統(tǒng)（平臺），包括方案設計、產(chǎn)品報價、二維或三維建模、分析計算優(yōu)化、運動仿真、外觀造型、完善模塊設計，并完善 PDM 的應用?；窘鉀Q重復勞動，縮短設計周期 1/2 以上，并實現(xiàn)產(chǎn)品設計優(yōu)化、降低成本 15%~20% ，提高產(chǎn)品附加值。

CAPP 應用

—初級應用：建立以工藝典型化、標準化（成組化）為基礎的檢索式 CAPP 系統(tǒng)，實現(xiàn)工藝路線、工藝規(guī)程設計優(yōu)化與標準化（成組化），開展計算機進行材料定額計算、工時定額計算及匯總，開展工裝 CAD 的應用，縮短工藝設計周期 1/3 以上，解決部分重復勞動。

—中級應用：建立以工序標準化（成組化）為基礎的派生式、半自動 CAPP 系統(tǒng)，建立設備庫、工裝庫，應用 PDM 系統(tǒng)實現(xiàn) CAPP 系統(tǒng)內(nèi)部工藝路線、材料定額計算、工時定額計算、工裝 CAD 與 ERP 等外部數(shù)據(jù)共享并集成運行，自動為 ERP 提供工藝信息，為實現(xiàn) CIMS 奠定基礎，并將 CAPP 技術應用到熱加工、裝配工藝設計，縮短工藝周期 1/2 以上，基本解決重復勞動。

—高級應用：建立局部 CAPP 專家系統(tǒng)形成包括檢索式、派生式、半自動生成及局部專家系統(tǒng)的綜合型 CAPP/NCP 系統(tǒng)，實現(xiàn)工藝設計局部自動化，為 DFA/DFM 提供信息，使工藝設計實現(xiàn)現(xiàn)代化。

PDM 應用

—初級應用：實現(xiàn)電子圖檔管理。

—中級應用：建立圖庫快速檢索系統(tǒng)，實現(xiàn)產(chǎn)品結構配置，解決 CAD 系統(tǒng)內(nèi)部與外部數(shù)據(jù)共享和集成運行，為 CAPP/ERP 提供產(chǎn)品設計信息，縮短設計周期 1/3~1/2 以上，為 ERP 提供 CAD/CAPP 信息，解決實施 MRP- Ⅱ /ERP 的“十二分是數(shù)據(jù)”的難題，為實現(xiàn) CIMS 奠定基礎。

—高級應用：實現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)生命周期管理，開展項目流程管理，為實現(xiàn) CIMS 提供產(chǎn)品數(shù)據(jù)保證。

企業(yè)管理信息化

利用現(xiàn)代信息化技術改造企業(yè)的生產(chǎn)、經(jīng)營、管理、服務流程，實施財務、采購、生產(chǎn)、營銷等各個流程的信息化管理，實現(xiàn)管理方式的網(wǎng)絡化、決策支持的智能化、經(jīng)營管理的實時化、運作過程的規(guī)范化。企業(yè)管理信息化要和企業(yè)深化改革、建立現(xiàn)代企業(yè)制度緊密結合，從而有效提高企業(yè)素質和競爭力。

—初級應用：建立供、銷、存系統(tǒng)及財務電算化系統(tǒng)。

—中級應用：建立 MRP/MRP- Ⅱ系統(tǒng)，基本實現(xiàn)計算機輔助生產(chǎn)經(jīng)營管理，改變傳統(tǒng)人工——臺賬管理模式，為從粗方式管理向集約式現(xiàn)代化管理奠定基礎，實現(xiàn)合理投產(chǎn)、減低庫存 15%~20% ，加速資金周轉 20%~30% ，降低成本 10%~15% ，縮短生產(chǎn)周期 15%~30% ，按時交貨率提高到 95%~100% ，提高市場競爭能力。

—高級應用：建立完善 PDM 支持下的 ERP 系統(tǒng)（ CAD/CAPP/PDM/ERP 集成），優(yōu)化 MRP- Ⅱ /ERP 系統(tǒng)運行，提高 MEP- Ⅱ /ERP 系統(tǒng)運行質量，實現(xiàn) CIMS ；完善內(nèi)部資源管理、合理利用資源；優(yōu)化外部環(huán)境，建立完善供應鏈、客戶關系管理與電子商務（ SCM/CRM/EB ），整合外部資源，提高經(jīng)營和銷售能力，使庫存減低 20%~50% ，加速資金周轉 30%~50% ，降低成本 15%~20% ，縮短生產(chǎn)周期 20%~40% ，按時交貨率提高到 100% 。

生產(chǎn)過程數(shù)字化

利用 NCP 、 CNC 、 MC 、 FMC 、 FMS 、 ROB 、 AS/RS 、 CAM 、 CAT 、 CIMS 等技術，改造企業(yè)的生產(chǎn)過程，改進和提升企業(yè)的產(chǎn)品研制、技術開發(fā)能力，實現(xiàn)制造技術創(chuàng)新與產(chǎn)品創(chuàng)新。解決生產(chǎn)過程中質量、速度問題，改善制造業(yè)的環(huán)境，把中國工人從繁雜體力勞動中解放出來。

—初級應用：應用數(shù)控機床解決產(chǎn)品質量問題。

—中級應用：擴大數(shù)控機床的應用，在關鍵工種、關鍵崗位上采用數(shù)控技術。

—高級應用：建立 FMC/FMS ，局部實現(xiàn)制造自動化與 CIMS 。

決策過程的科學化

利用現(xiàn)代信息網(wǎng)絡技術、現(xiàn)代決策技術、人工智能技術與商務智能（ IB ）技術，轉變傳統(tǒng)以經(jīng)驗為主的決策過程，使決策過程科學化，建立完善的決策支持系統(tǒng)。

信息化規(guī)劃與設計的方法

企業(yè)信息化發(fā)系統(tǒng)開發(fā)一般可分為五個階段：

可行性分析與論證

企業(yè)根據(jù)發(fā)展的需求，提出應用計算機的初步設想，根據(jù)初步設想進行初步調(diào)查，找出現(xiàn)行系統(tǒng)的問題，對照企業(yè)發(fā)展的要求，提出解決問題的方案，進行新系統(tǒng)的規(guī)劃與可行性分析。這一階段任務的重點是摸清問題，制定解決問題的切實可行的計算機應用方案，是系統(tǒng)開發(fā)的基礎。具體內(nèi)容包括：

（ 1 ）成立開發(fā)應用組織；
（ 2 ）系統(tǒng)開發(fā)知識的學習、培訓；
（ 3 ）立項申請；
（ 4 ）初步調(diào)查；
（ 5 ）現(xiàn)行系統(tǒng)的初步分析；
（ 6 ）新系統(tǒng)的規(guī)劃；
（ 7 ）新系統(tǒng)的可行性分析；
（ 8 ）新系統(tǒng)的評審。

系統(tǒng)分析

這一階段的任務是根據(jù)新系統(tǒng)的規(guī)劃，建立一個經(jīng)優(yōu)化的邏輯模型，包括：

（ 1 ）現(xiàn)行系統(tǒng)詳細調(diào)查。首先對現(xiàn)行系統(tǒng)進行初步調(diào)查，基本了解現(xiàn)行系統(tǒng)的概況和存在的問題，明確新系統(tǒng)要解決的主要問題，然后在系統(tǒng)范圍內(nèi)再作深入、細致的調(diào)查，先對現(xiàn)行系統(tǒng)進行全面描述，再對新系統(tǒng)方案進行細化、具體化；

（ 2 ）現(xiàn)行系統(tǒng)的分析。對詳細調(diào)查的內(nèi)容合理性、適用性與效果進行分析；

圖 1 　系統(tǒng)分析需要調(diào)查分析的問題

（ 3 ）確定現(xiàn)行系統(tǒng)改進意見與新系統(tǒng)規(guī)劃的細化。確定新系統(tǒng)的邏輯模型，進一步明確新系統(tǒng)的目標及目標的分解。圖 1 是系統(tǒng)的分析需要調(diào)查分析的問題，圖 2 是系統(tǒng)分析需要解決的問題。

圖 2 　系統(tǒng)分析需要解決的問題

系統(tǒng)設計

這一階段是根據(jù)系統(tǒng)分析階段提出的邏輯模型，建立系統(tǒng)的物理模型，確定系統(tǒng)的軟件總體結構，對各子系統(tǒng)進一步分解到功能模塊，建立各模塊間的關系和功能模塊內(nèi)部的處理模式，為編寫程序提供資料，包括：

（ 1 ）各子系統(tǒng)的功能模塊設計；
（ 2 ）系統(tǒng)間接口的定義，輸入輸出的設計；
（ 3 ）數(shù)據(jù)庫、信息分類編碼設計；
（ 4 ）系統(tǒng)運行設計；
（ 5 ）系統(tǒng)設計說明書等。

即使企業(yè)不自己開發(fā)軟件，也必須進行系統(tǒng)設計，因為這是選擇購買軟件的依據(jù)，如不進行系統(tǒng)設計，不可能全面了解需要甚麼樣的材料，既能適合各分系統(tǒng)（企業(yè)各部門）需要，又能滿足全廠及其他部門的需求。

系統(tǒng)實施

這一階段的任務是將新系統(tǒng)的物理模型轉化為源程序并進行測試，具體工作如下：

（ 1 ）計算機系統(tǒng)采購定貨，安裝驗收；
（ 2 ）程序設計準備，包括制定編程約定，選擇程序語言；
（ 3 ）模塊內(nèi)部處理過程設計；
（ 4 ）編程（若系購買商品化軟件，第 2.3.4. 項應為商品軟件的用戶化）；
（ 5 ）軟件安裝測試；
（ 6 ）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)建立；
（ 7 ）系統(tǒng)試運行；
（ 8 ）編寫各種手冊；
（ 9 ）系統(tǒng)驗收鑒定。

運行與維護

這一階段是保證系統(tǒng)的正常、可靠、安全的運行，發(fā)揮系統(tǒng)的作用，不斷完善、改進系統(tǒng)，提高系統(tǒng)的運行質量，降低費用，促進企業(yè)技術、管理水平的提高，主要工作有：

（ 1 ）完善系統(tǒng)運行的組織及規(guī)章制度；
（ 2 ）做好運行記錄；
（ 3 ）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的維護；
（ 4 ）信息分類編碼的維護；
（ 5 ）應用軟件的維護。

系統(tǒng)評價

系統(tǒng)運行一定時間后，應對運行情況進行評價，包括對系統(tǒng)目標、功能、性能、效率、效益以及用戶滿意度的評價，提出進一步完善系統(tǒng)的建議。

企業(yè)信息化發(fā)展規(guī)劃與實施方案的制定

由于企業(yè)信息化發(fā)展規(guī)劃與實施方案的制定，不但牽涉到企業(yè)發(fā)展的目標，而且涉及許多先進制造技術、信息技術應用，所以企業(yè)信息化發(fā)展規(guī)劃與實施方案的制定有以下幾種方式：

企業(yè)自己制定

凡是有條件（有人才）的企業(yè)，都可以自己制定，但必須組織好規(guī)劃小組，要由第一把手負責，組織具有對企業(yè)發(fā)展目標、先進制造技術、信息技術有充分了解的人員，按照發(fā)展規(guī)劃與實施方案制定的方法進行，最好與企業(yè)發(fā)展規(guī)劃與實施方案同時制定，把它作為企業(yè)發(fā)展規(guī)劃的重要組成部分。

委托制定

如果沒有條件（無人才）自己制定，可以委托制定，受托單位必須具備制定企業(yè)信息化發(fā)展規(guī)劃與實施方案的人才與經(jīng)驗，熟悉行業(yè)發(fā)展、對企業(yè)信息化有全面了解（包括 CAD/CAE/CAPP/CAM/PDM/ERP/CIMS 等）、具有豐富的開發(fā)與實踐經(jīng)驗；絕對不能依靠只有理論而缺少實踐經(jīng)驗的單位，也不能依靠只掌握其中部分技術的軟件公司。

企業(yè)信息化發(fā)展規(guī)劃與實施方案制定后，必須邀請有關單位進行論證、審查，以保證規(guī)劃與實施方案的正確性與可行性。

企業(yè)信息化規(guī)劃項目的實施

組織好項目實施是信息化規(guī)劃實現(xiàn)的保證，信息化項目的實施比一般項目復雜，一是由于信息化項目的實施需要既懂業(yè)務又懂計算機的人才，但是企業(yè)往往沒有這樣的人才，因此只好組合專業(yè)人員與計算機人員共同承擔。另一方面，由于信息化項目實施往往牽涉到企業(yè)幾個部門，有的還要對現(xiàn)行工作制度、流程、工作崗位進行改造，因此除了組織好項目開發(fā)實施小組外，還必須組織好協(xié)調(diào)領導機構，由有決策權的企業(yè)領導親自負責，才能保證項目的實施，這也是中國 20 多年來企業(yè)信息化的重要經(jīng)驗，被稱為“一把手工程”。一般企業(yè)項目實施組織如圖 3 。

圖 3 　一般企業(yè)信息化工作的組織機構