中科院高技術(shù)局《中國未來20年技術(shù)預見研究》先進制造技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)課題調(diào)查中，指出“數(shù)字化設(shè)計與制造、制造模式、系統(tǒng)和管理集成對全國未來20年經(jīng)濟發(fā)展和國防將產(chǎn)生重要影響”。

但目前我國企業(yè)的信息化建設(shè)水平尚處于一般事務處理和簡單的信息管理階段，呈現(xiàn)出“信息孤島”嚴重、資源不能共享、信息化建設(shè)綜合優(yōu)勢發(fā)揮不出來等多種問題。中央提出的“信息化與工業(yè)化融合，走新型工業(yè)化的道路”，是貫徹落實用科學發(fā)展觀轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展方式的具體道路。怎樣才能深化企業(yè)信息化？以下謹提出幾點看法供參考。

當前制造業(yè)發(fā)展狀況

近20余年來國家采取了許多行之有效的政策、法規(guī)與措施，助推制造業(yè)的高速發(fā)展，創(chuàng)造了一個世界制造大國。但為什么我們?nèi)匀徊皇墙?jīng)濟強國也不是制造強國？原因就在于發(fā)展的主要模式還是以粗放式為主，因此經(jīng)濟運行質(zhì)量與效益都不盡人意，也正鑒于此，中央一再強調(diào)“用科學發(fā)展觀轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展方式”。在制造業(yè)中，我國不乏世界水平的自主創(chuàng)新，如長征火箭與神舟號航天飛船、“嫦娥一號”探月衛(wèi)星、幾十萬噸級遠洋巨輪、“銀河Ⅲ”百億次巨型計算機等，但是在一些關(guān)鍵機械設(shè)備的制造上仍未改變以引進為主的格局，在機床行業(yè)中有關(guān)數(shù)字化制造核心的數(shù)控系統(tǒng)，依然是以進口為主。

應用信息技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)

上世紀后四、五十年代，美國傳統(tǒng)工業(yè)開始衰退，但信息產(chǎn)業(yè)在該國經(jīng)濟中的比重卻不斷提高，并于上世紀70年代初躋身為美國的第一支柱產(chǎn)業(yè)。以此為契機，美國對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進行了信息化改造，使傳統(tǒng)工業(yè)部門再工業(yè)化，升級為技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)，促進國民經(jīng)濟向更高的技術(shù)層次轉(zhuǎn)化。

在日本，鋼鐵、化學和造船等重工業(yè)放慢了發(fā)展速度，電子工業(yè)逐漸成為經(jīng)濟增長的支柱。1991年，日本用于信息業(yè)相關(guān)產(chǎn)品和服務方面的開支為19%，僅次于美國（34%），位居世界第二。在這一背景下，當時的日本也開始大力推進信息技術(shù)在傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)及管理上的應用。

在我國，黨的十七大指出要用科學發(fā)展觀轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展方式，促進信息化與工業(yè)化融合，又好又快地發(fā)展經(jīng)濟，“十一五”規(guī)劃正是貫徹落實這一系列方針政策的關(guān)鍵時期。國內(nèi)外情況都說明了用信息技術(shù)改造與提高傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)是轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展方式的重要途徑。

應用信息技術(shù)和先進制造適用技術(shù)提高產(chǎn)品創(chuàng)新能力

麥肯錫的一項全新研究成果揭示了良好的業(yè)務管理與良好的信息技術(shù)之間的關(guān)系。這項課題在研究了法國、德國、英國和美國的100家制造企業(yè)之后發(fā)現(xiàn)，應用信息技術(shù)必須和先進制造適用技術(shù)結(jié)合才能獲得明顯效果。事實上，我國20多年的實踐也證明了這一道理的正確性。

1.優(yōu)化產(chǎn)品開發(fā)過程與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

（1）產(chǎn)品零件構(gòu)成的分析

產(chǎn)品雖然千差萬別，但組成零件中的10~15%是標準件，70~80%是相似件，只有10~15%是因功能、性能要求而不同的特殊件，這說明產(chǎn)品零件有很大的繼承性。所以，產(chǎn)品創(chuàng)新開發(fā)的主要任務不是開發(fā)新零件，而是充分利用產(chǎn)品零件的繼承性，使用成熟的零件構(gòu)造滿足用戶需求的多樣化產(chǎn)品。

（2）產(chǎn)品設(shè)計與工藝工作的分析

根據(jù)目前世界上大多數(shù)國家對產(chǎn)品設(shè)計與工藝工作量的統(tǒng)計分析，盡管用戶的要求不同，產(chǎn)品功能、性能千差萬別，但在產(chǎn)品開發(fā)中真正有創(chuàng)造性的勞動只占約20~30%，而重復勞動量占70~80%，這和前面所說產(chǎn)品零件構(gòu)成比中標準件、相似件占75~80%是同一個道理。也就是說，完全可以通過設(shè)計過程的優(yōu)化，減少不必要的重復勞動，投入更多精力從事創(chuàng)造性的勞動。

（3）降低產(chǎn)品成本的分析

批量越大成本低，在多品種單件、小批生產(chǎn)條件下擴大批量的方法是擴大通用零部件的應用，提高零部件投產(chǎn)批量；充分利用成組技術(shù)的應用擴大投產(chǎn)的工序批量；所謂大規(guī)模定制生產(chǎn)便是應用了這些原理。

（4）產(chǎn)品模塊化設(shè)計的分析

在機械產(chǎn)品中，不但構(gòu)成零件的要素、零件有相似性,由零件組成的部件、組件也有相似性。模塊化設(shè)計就是根據(jù)產(chǎn)品的可組合性，從產(chǎn)品、部件、組件的功能分析入手，按功能、結(jié)構(gòu)、組合的相似性在零件結(jié)構(gòu)要素、零件標準化規(guī)范化的基礎(chǔ)上進行組合結(jié)構(gòu)的標準化，成為各種類型的模塊，利用高度標準化了的功能模塊，組合成用戶需求的產(chǎn)品。

以上這些先進產(chǎn)品的設(shè)計方法，如果沒有CAD/CAPP/PDM技術(shù)的支持則很難實現(xiàn)與推廣，從另一方面分析，CAD/CAPP/PDM技術(shù)必須與先進產(chǎn)品設(shè)計方法相結(jié)合才能發(fā)揮其最大作用，優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，最大限度縮短開發(fā)周期。

（5）開展并行工程

把設(shè)計、工藝、工裝、加工、裝配的制造過程的串行作業(yè)改為并行作業(yè)。接到訂單后各部門可以分頭協(xié)同作業(yè)，已標準化、模塊化的部分馬上可以組織生產(chǎn)，對有開發(fā)工作量的按并行工程開展工作。CAD/CAE/CAPP/PDM等是開展并行工程必需的支持技術(shù)。

根據(jù)以上分析可知，通過成組技術(shù)、標準化技術(shù)、模塊化技術(shù)、模塊化設(shè)計，可以將90%的結(jié)構(gòu)要素標準化，把60~70%的零件規(guī)范化，把部分部件模塊化起來，然后在此基礎(chǔ)上再根據(jù)用戶對產(chǎn)品功能的需要而選用組合。

一旦確定將被用于產(chǎn)品，其圖紙、工藝、產(chǎn)品數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都已是現(xiàn)成的，可以直接投入生產(chǎn)。只要實事求是的按相似性原理開展成組、標準化、模塊化設(shè)計，不但零件數(shù)量可以控制，工藝能夠標準化，還能有效縮短產(chǎn)品的生產(chǎn)周期。圖1是實現(xiàn)當天訂貨當天開始生產(chǎn)的示意圖。

圖1 實現(xiàn)當天訂貨當天開始生產(chǎn)的示意圖

（6）優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計

通過應用有限元軟件和運動控制軟件分析整機結(jié)構(gòu)，同樣地，這些優(yōu)化分析、運動模擬、干涉檢查等沒有信息技術(shù)的支持也是很難想象的。

（7）輔助制造

應用CAD/CAM軟件，將設(shè)計信息自動轉(zhuǎn)換為制造信息，實現(xiàn)快速制造。

（8）實施大規(guī)模定制生產(chǎn)

圖2是大規(guī)模定置生產(chǎn)示意圖，如圖所示，大規(guī)模定置生產(chǎn)建立在協(xié)同產(chǎn)品商務的基礎(chǔ)之上。協(xié)同產(chǎn)品商務則由CAD/CAPP/CAM/PDM/ERP與EB等企業(yè)信息化系統(tǒng)所構(gòu)成，這充分說明沒有信息技術(shù)的支持，不可能實現(xiàn)最佳生產(chǎn)，也證明了信息化與工業(yè)化融合的必然性。

圖2 大規(guī)模定制生產(chǎn)示意圖

2. 信息化效益分析

表1是企業(yè)信息化效益的分析，從中可以看出企業(yè)信息化必須從優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計及優(yōu)化產(chǎn)品開發(fā)過程開始，只有把企業(yè)信息源的信息流優(yōu)化后，后面ERP的物料流才能優(yōu)化,才能取得良好效益。

表1 效益分析

這也是為什么我國近30年企業(yè)信息化沒有取得應有效果的深層原因。尤其是實施ERP，中國80%的企業(yè)沒有成功，就算運用成功的單位其效益也不理想。所以，必須正視近30年的經(jīng)驗教訓，實施正確的技術(shù)路線，才能落實國家信息化與工業(yè)化的融合。

3. 集成是發(fā)揮信息技術(shù)作用、提高企業(yè)經(jīng)濟效益的又一關(guān)鍵

（1)系統(tǒng)集成是制造業(yè)創(chuàng)新的重要形式

集成創(chuàng)新的風險小、成本低、周期短，具有巨大商業(yè)價值。它包含有單元技術(shù)與單元技術(shù)的集成創(chuàng)新；設(shè)計技術(shù)與過程技術(shù)的集成創(chuàng)新；單元技術(shù)與系統(tǒng)技術(shù)的集成創(chuàng)新；技術(shù)與管理的集成創(chuàng)新；企業(yè)組織結(jié)構(gòu)與生產(chǎn)經(jīng)營集成創(chuàng)新等等。

（2）集成是發(fā)揮信息技術(shù)作用的關(guān)鍵

許多制造單元技術(shù)的應用為企業(yè)提高競爭能力、創(chuàng)造高效益提供了技術(shù)基礎(chǔ)，但是由于機械制造的復雜性，要想獲得更高的效益與競爭能力，必須強調(diào)企業(yè)各部門、各系統(tǒng)的密切配合，強調(diào)按企業(yè)整體系統(tǒng)的目標、計劃、要求協(xié)同開展工作。為此，必須解決企業(yè)各部門、各系統(tǒng)間的隔離狀態(tài)所形成的目標要求不統(tǒng)一，工作、信息重復，信息傳遞慢、互相不協(xié)調(diào)，工作、生產(chǎn)效益低。

20世紀80年代初計算機技術(shù)、通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展使得實現(xiàn)機械制造系統(tǒng)集成有了可能，從而用集成的概念建立計算機集成制造系統(tǒng)CIMS。作為機械制造的先進模式，當時美國、西歐、日本等發(fā)達國家大量投資開展研究，把建立CIMS當作制造業(yè)的制高點，獲得了一定的效果。但是由于在實施CIMS中，過分強調(diào)自動化，忽視了生產(chǎn)制造系統(tǒng)的社會化，全面實施自動化不但相當困難也完全沒有必要，加之沒有重視制造系統(tǒng)中人的積極因素，所以1990年代以來對CIMS概念、實施內(nèi)容有了不少修正，但是其系統(tǒng)集成的中心思想?yún)s是非常正確與必要的。我國也將CIMS列入“863”計劃，列入中科院高技術(shù)局《中國未來20年技術(shù)預見研究》先進制造技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)課題調(diào)查。

（3）集成是我國企業(yè)信息化深入發(fā)展的必然

2006年中科院高技術(shù)局《中國未來20年技術(shù)預見研究》先進制造技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)課題調(diào)查，指出了計算機集成制造是中國未來20年中的重點，企業(yè)級PDM的應用將是集成制造的突破點。

（4）以產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理為核心解決企業(yè)信息集成的方案

企業(yè)以生產(chǎn)產(chǎn)品為己任，一切工作都圍繞產(chǎn)品生產(chǎn)，產(chǎn)品數(shù)據(jù)是各級、各部門進行工作和各信息系統(tǒng)運行的依據(jù)，所以實現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)共享，成為實現(xiàn)企業(yè)信息集成的關(guān)鍵。企業(yè)級的PDM在中科院高技術(shù)局《中國未來20年技術(shù)預見研究》先進制造技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)課題調(diào)查中被列為重要課題，圖3是機床行業(yè)企業(yè)級的PDM解決企業(yè)信息集成的軟件結(jié)構(gòu)。

圖3 CMTB-PDM解決企業(yè)資訊集成的方案

結(jié)論

根據(jù)以上國內(nèi)外企業(yè)信息化發(fā)展情況的分析可知，深入開展企業(yè)信息化是企業(yè)自主創(chuàng)新的重要支柱，是落實科學發(fā)展觀、轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展方式的重要途徑。唯有如此，才能達到信息化與工業(yè)化融合，使我國成為經(jīng)濟強國。