CIMS与制造企业信息化建设

摘要：CIMS系统是实现制造业信息化的重要途径，本文结合CIMS的组成及制造业信息化的实现方式，分析了CIMS工程在制

造业信息化建设中的实施对策。

关键词：CIMS 制造业 信息化

1 CIM的理念和CIMS的组成

1.1 CIMS的概念

CIMS是英文（Computer Integrated Manufacturing System）的缩写，直译为计算机集成制造系统。计算机集成制造――CIM的概念最早由美国约瑟夫・哈林博士在1973年提出的，其基本出发点是：①企业的各种生产经营活动是不可分割的，要统一考虑。②整个生产制造过程实质上是信息的采集、传递和加工处理的过程。

因此，企业作为一个统一的整体，必须从全局的、系统的观点出发，在各个环节，如市场、经营、管理、接受订单、产品设计、仿真分析、工艺规划、加工制造、销售、售后服务进行整体规划，广泛采用新技术和新理念，加速信息流的采集、传递和加工处理过程，将企业生产中有关要素整合，提高工作效率和质量，从而提高企业的总体水平，在市场竞争中走在前列。

CIM是企业管理与运行的一种新理念，而CIMS――计算机集成制造系统则是这种理念的实现方式。它从企业的经营目标出发，综合衡量企业中人、技术、设备、管理各自的作用，借助计算机技术，综合运用工业设计、制造技术、信息技术、通讯技术、自动化技术、系统工程技术、现代管理技术等的复杂系统，整合企业生产中的信息流和物流，控制生产成本，提高产品质量，缩短交货周期，从产品全生命周期进行优化，从而为企业创造更高的利润。

CIMS是自动化程度不同的多个子系统的集成。随着科学的发展和技术的进步，计算机技术在工业生产中运用得以普及，先后出现过多种不同的自动化系统。如管理信息系统（MIS）、物料需求计划（MRP）系统、制造资源计划（MRPII）系统，计算机辅助设计（CAD）系统、计算机辅助工艺设计（CAPP）系统、计算机辅助制造（CAM）系统、计算机辅助分析（CAE）系统、制造执行系统（MES）、柔性制造系统（FMS）以及数控机床（NC，CNC）、机器人等。CIMS正是在这些自动化系统的基础上发展起来的，它根据企业的需求和实际发展情况（包括设备的自动化程度及信息系统的融合度），把各种自动化系统通过计算机实现信息集成和功能集成。CIMS在宏观上是针对整个工厂企业的集成。

1.2 CIMS发展的阶段

从CIMS概念提出至今，CIMS发展经历了三个主要的阶段：

1.2.1 以信息集成为特征

CIMS概念最初于70年代提出，在80年代得以应用并迅速推广。这一时期CIMS是以信息集成为特征的阶段。信息集成使得生产要素之间不再各自为政，相互之间协调匹配，生产要素潜力得到更大的发挥，减少生产过程中各种资源的浪费，提高整体效益，以适应这一时期市场竞争的需要。

1.2.2 以过程集成为特征

90年代是信息时代，更是知识的时代，技术发展越来越快，如何在最短时间内开发出高质量及用户能接受的价格的产品，成为企业在市场竞争的焦点，并行工程应运而生。并行工程（Concurrent Engineering简称CE）是对产品设计及其相关过程（包括制造过程和支持过程）进行并行、一体化设计的一种系统化的工作模式。这种方法要求产品开发人员在设计初始阶段就考虑产品整个生命周期中从概念形成到产品报废处理的所有因素，包括质量、成本、进度计划和用户要求。

1.2.3 以企业集成为特征

随着技术变革突飞猛进和生活水平提高，人们对新产品的渴求日益增强，市场对于企业的要求越发严格，产品开发周期缩短，竞争激烈。在这种严峻的形势下，企业需要对市场变化及时做出判断，整合企业的组织和设备，充分利用市场资源，更快更好的响应市场。企业的内部间的集成及企业之间的集成成为这一时期的重要特征。

1.3 CIMS的特点及适用范围

CIMS的一个重要的特点是集成。集成是将原来独立运行的多个单元子系统通过某种方式集中在一起，产生联系，进而形成一个协同工作的、功能更强的新系统。集成不是简单的连接，是经过统一规划设计，分析原单元系统的作用和相互关系并进行优化重组而实现的。与物流、信息流和工作流相对，CIMS的集成可分成物流集成、信息集成和功能集成。它主要以企业内部集成为主，并考虑与外部环境的集成。

CIMS的集成重点在信息集成上。但系统集成的最终目的是实现企业的功能集成。要对系统运行过程进行综合分析，对系统进行重新设计，使工作流程简化完善、精美优化，使之协调运行。功能集成要借助各种现代的管理科学成果，并在信息集成的支持下才能实现。

制造业是利用各种资源（物流、能源、设备、工具、资金、技术、信息、人力等）按照市场要求，通过制造过程，将资源转化为人们能够利用的产品的过程。各类制造业都是物质生产的企业，都是统一的整体；各种制造过程中的物质采购、存储、加工处理、运输的过程，也都是信息收集、存储、加工传递的过程；各种制造企业不论产品类型、生产方式等，都面临着激烈的市场竞争，都存在改善交货期、降低产品成本等问题。这些特点决定了CIM是适用于各种制造业的共同理念。不仅仅是机械制造业，在家电、电子产品、化工、能源、商业、社会服务等行业也是同样适用的。

2 制造业的信息化建设

制造业是国家经济和社会发展的物质基础，是一个国家综合国力的重要体现。我国虽然GDP排在世界前列，但是制造业只有美国的1/23、日本的1/25、德国的1/18。国内大部分企业技术创新能力薄弱，不少关键技术及设备仍然依赖国外。为了加快产业升级，实现从制造大国向制造强国的转变，必须大力推进制造业信息化变革，提高我国制造业的竞争力。

信息技术是由计算机技术、通信技术、微电子技术、信息处理技术和控制技术等构成的一种综合性高新技术。信息技术发展的浪潮在全球范围内引发了一场革命，这场革命对制造业企业的发展模式、竞争模式、运营模式和管理模式都产生了巨大的影响。信息技术成为企业竞争力和持续发展能力的决定因素。新型工业化的核心内容就是制造业信息化，即把信息技术应用到企业产品生产全过程和企业运行管理的各个环节，从而提高企业市场竞争力的过程。信息化成为推动制造业进一步发展的动力。

企业在信息化建设中存在各种问题，最重要的就是对于信息化建设的认识问题。很多企业对信息化认识不大清楚，盲目上马，容易半途而废，因此，这是导致信息化失败的重要原因之一。

简单地把企业信息化建设认为是构建企业网络，实现生产自动化，引进生产管理软件等是片面的。以上三点固然很重要。但如果忽视信息化的管理问题，就不能从根本上降低生产成本，降低能源和物资消耗，也就难以提高企业生产效率。企业的信息化与信息化的管理，相互作用，相互影响，因此，制造业信息化的关键是公司的信息化管理问题。

刚过去的“十一五”中，中国启动了“制造业信息化科技工程”，这是我国制造业信息化工作的里程碑，更加强调科技对推动制造业的支撑作用，大力推进制造业信息化，提升科技创新能力，促进经济发展。在最新“十二五”规划中，其中改造提升制造业的任务中，重点强调推动装备制造由生产型制造向服务型制造转变，推进产品数控化、生产绿色化和企业信息化。体现出国家对于提升制造业水平的决心和力度。

3 CIMS在制造业信息化建设的重要作用

CIMS工程是将CIM原理与企业实际情况相结合，将CIM理念应用与生产的全周期的工程系统。

3.1 CIMS工程的特点

①CIMS是应用于整个企业的。

②CIMS是自动化程度不同的多个子系统的集成。

③CIMS是多学科结合的系统工程。

④CIMS工程的长期性。CIMS的复杂庞大，要求较多的投资及持续性。

针对以上特点，在当今技术变革日新月异的市场环境下，CIM从系统论出发，综合运用各种新技术和新工艺在生产过程中，实现企业的信息流和物流的优化，提高企业的市场竞争力。CIMS要适应企业的实际情况，须采取以下几方面对策：

3.2 企业管理层对CIMS的支持

CIMS系统建设完成并最终投入使用，离不开管理层的执行力，只有管理层充分认识到CIMS对于企业的重要性，系统才能建设完备，并持续正常运行。

3.3 CIMS工程要整体规划，分布实施

CIMS工程是一个复杂的系统工程，必须进行科学的规划，由整体到阶段，由浅入深，逐步推进CIMS工程的实施。

3.4 CIMS的集成要综合考虑企业内外环境

企业根据其生产产品、生产规模、生产方式不同，其生产组织方式亦有不同，无论离散制造还是连续生产，无论大批还是单价、小批生产，企业都应在内部各环节集成的基础上，与外部紧密相连，及时了解供应商、销售商、竞争对手等的情况。

3.5 重视人、设备和管理的集成

生产装备是产品制造的直接实现工具。除了电气化、自动化外还应实现智能化、数字化，这点在CIMS中必须着重考虑。另外由于系统中不可能没有人参与，且CIMS系统运行效果不仅与所采用的各种新技术有关，还与企业的运行机制、管理模式关系紧密。所以除了设备外，还要强调设备、管理与人的集成。

3.6 CIMS要从产品全生命周期角度考虑

CIMS发展已经进入企业集成为特征的阶段，在此阶段，企业需要根据市场变化及时采取应对措施。如果从产品研发阶段就开始分析产品投放市场的影响，不断地改进设计，提高产品质量，降低生产成本，使得产品具有较强的竞争力，并在供应链上对资源进行优化，形成联盟创造规模效应。

4 结论

CIMS是当今实施企业信息化的主要形式。CIMS的核心是集成，包括信息集成、过程集成和企业间集成。CIMS推动了工业信息化技术发展，是提高核心竞争力的战略和前沿技术。我国尽管在CIMS的应用和开发起步较晚，但是已经有越来越多的企业认识到CIMS对于企业信息化建设的重要性，企业建设CIMS系统必须从自身的客观实际出发，科学规划，分布实施，才能建立起适应时代的信息化系统，抢占市场竞争的制高点。

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作者简介：郭明哲（1983-），男，河南林州人，助理工程师。