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| 当前位置：制造业与信息化 -> CIMS |
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| | CIM系统设计中的关键问题 | | 发表时间：2002-8-15 王成恩 来源： | | 关键字：CIMS 技术文章 | | | | 近10年来，制造概念和制造策略发生了很大的变化并不断地迅猛发展。现在，我们时常会耳闻，现代工业已经进入到后大批量生产时期，各个企业必须根据特定用户定单的多种需求进行产品的生产。企业在持续不断变化着的生产环境中展开竞争，要应付比以往任何时候都多的困难。不可预测的湍动变化给制造企业生存和发展构成了严重的挑战。于是，人们付出了巨大的努力，进行研究和开发高效制造技术和制造方法。因此，出现了很多制造策略，包括FMS（柔性制造系统）、CIM（计算机集成制造）、并行工程、精良制造、智能制造、敏捷制造等等。
因为与发达国家面临着同样的市场经济中各种各样的问题，我国也在先进制造的研究和推广方面进行了很大努力。除了存在与其它国家共性的问题外，我国的企业还为一些特殊问题所困扰，因此在激烈的全球化竞争中更显脆弱。为了改善这种状况，在国家高技术计划的支持下，我们进行了很多CIM推广工作。CIM引入中国之后，其概念和含义得到了很大的发展，已经不仅仅是为其它国家研究者一致公认的最初定义。目前CIM这一缩写更象是涵盖新出现的所有制造策略的通用术语。比如，通常要根据业务流重组形成的“预测”模型进行CIM的投资。在CIM系统的框架中，为了缩减产品开发周期和制造成本，往往要实施并行工程实施CIM。同时借鉴智能制造和其它类似制造策略提出的一些概念，还要努力提高制造单元的功能协作能力、自组织能力以及决策能力。一项CIM推广工程的最终目标总是提高企业的敏捷性，尤其是在市场投放周期、制造成本、产品质量、售后服务和技术支持方面。
今天，企业在更加分散的制造环境中运作。企业的不同制造车间和部门要负责不同的用户定单。这些制造单元在场地上是分散的，并且在分布式的信息系统支持下运作。对于完整的、现时的、整个企业的数据进行访问的能力对于各单元的正确决策非常关键。此外，还需要有完善精密的功能协作对这些单元的运作进行调度、解决可能的冲突。集成的方法可以解决分布式制造当中出现的这些问题。但是CIM实施的决定不可能在一夜之间发生，它们要建立在慎重的可行性分析和试点基础之上。CIM技术的推广一般要在由企业内外的专家工程师构成的联合工作组的指导下进行。CIM实施通常应当看作是企业发展的历程，而不仅仅是一项工程。
1、业务过程重组
CIM项目实施之前要有周密的可行性研究。然后设计阶段以业务过程重组开始，CIMS的范围和功能要根据新过程而非老过程进行确定。CIM系统倾向于针对给企业竞争力造成不利的所有因素提供完整的解决方案。首先CIM应当在某个局部进行试点，然后再逐步推广到整个企业。从这种意义上讲，企业开始进行自我完善和不断发展进化的一个过程。
先前运行良好的业务过程可能随着环境的变化而变得过时、不适应现实的情况。为了保持竞争力，企业应当废弃不适时的业务过程，对其进行根本的变革。业务过程重组BPR为简化企业的业务过程、提高效率提供了有效的方法。尽管业务过程重组一词有很多定义，本文中认为它是指：为了实现企业运作性能上的显著提高，对业务流进行的基本的再思索和本质上的变革。通过强调业务流运作机制和人员责任这些以往CIM实施中没有给予足够重视的方面补充了CIM的实施举措。作为BPR的前提条件，需求分析主要是通过与企业员工的面谈实现的，上从企业高级管理人员，下至车间工程师。联合工作组进行密切地协作，企业工程师帮助外界人员对企业业务过程有一个深入本质的认识，外部协作实施人员则帮助企业构想出先进制造策略。需求分析的重点是要考虑特定方面与竞争对手、与未来目标间的差距。然后，根据CIMOSA的4个视图框架，非常周密地建立企业的“当前”模型。需求分析使企业有机会定义、分析、重新审视习以为常的业务过程。来自不同部门及具有不同知识背景的人员可以充分地交换各自的观点和想法。这就打破了传统递阶分级模式的种种限制，在递阶分级模式中，信息的往复传递只能在纵向层次间进行，而且低层具有很少的决策能力。通过需求分析，全局的业务运作机制变得清晰，人员的视野也得到极大地开阔。并且，需求分析可以定性和定量地确定企业在市场竞争中面临的问题。更进一步，联合工作组的成员决定用可行的方法如何解决这些问题以及解决到何种程度。通过彻底地需求分析，可以建立企业长期的战略目标。CIM框架中实施BPR的目的在于对功能行为进行分类，系统地划分成完善的业务过程。企业的管理和运作通常分成几个相互协作的业务过程。这些协作的过程再层层剥离成过程和子过程。BPR之后，员工将从企业全局的而非局部的观点进行工作，将面向过程而非基于功能。经过适当剪裁的经营业务过程形成了企业最初的“未来”模型将进一步被映射为计算机应用的视图。
2、CIM功能体系结构
业务过程重组之后，人们自然就要考虑采用什么样的功能模块来执行业务过程。根据技术、投资以及人员等各种因素的影响，会出现多种的选择。在这个阶段，可能会出现各种各样的观点，为了达成集体的共同决策，需要进行多次讨论。CIM功能范围是在业务过程重组及综合分析后的模型基础之上建立的。一般地讲，CIM系统的功能范围几乎包括了所有的主要业务过程，包括客户定单管理、采购、MRP，计划调度，产品设计、制造和装配等等。从功能的观点，经过裁减的业务过程是一套由过程规则控制的功能序列集。业务过程的主要成分是各种应用系统实现的功能。所谓功能是诸如机器、计算机应用系统等这些物理实体的动态行为。由于功能与这些应用是密切相关的，因此，设计构造出系统组成部分的应用是非常关键的。CIM系统通常是由很多子系统构成，这些系统可能是成型的商业产品也可能是内部开发的系统。为了实现长期的任务目标和实施再工程之后的过程重组，本文认为CIM系统可以由以下4个主要的应用系统组成：
1）基于企业资源计划的MRPII系统（ERP）；
2）由CAD\CAPP＼CAM组成的，PDM支持的产品工程化系统；
3）ISO9000质量认证控制系统；
4）从物理上对产品物料进行加工以及生产产品的车间制造系统。
一个主要的功能系统由几个基于专业领域知识的子系统构成的。这些子系统通常分布在多个不同的物理位置、运行在不同的平台上。在这种分布式制造环境中对这些异构系统进行集成是极其复杂的。贯穿制造生命周期，使用一系列计算机辅助支持工具带来了一系列新的问题，那就是：如何在整个产品生命周期过程中以尽可能积极有效地综合利用这些工具。因此，为了便于各种工具（应用）进行交互，应该就各种共享界面和交互标准达成共识。集成的一个最富有创造性的工作就是对CIM功能体系结构的设计，通过它来对这些系统进行包容，可视化地定义它们之间的关系。实际上CIM的功能体系结构被看成是一种框架，在此基础上可以按功能构建起CIM系统。递阶结构显然对以往的CIM实施造成了过多的影响。近一个时期，由于递阶结构体现出主从式关系使得系统很不灵活，层与层之间存在过多的信息流，还有底层的决策能力太差，人们越来越认识到这种结构存在着问题。人们提出异构结构(heterarchical)使得系统结构变得更加扁平。尽管异构结构具有实体的高层自治性、信息流较少这些优点，在现实的CIM系统中实施纯粹的异构结构还为时尚早。在设计CIM体系结构时，为了综合两种结构的优点，更经常地是要作一些折中。 | | | | | |
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