书城工业技术制造业信息化工程原理和案例
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第4章 企业信息化工程概论(2)

我国的863计划抓住了这个改造传统企业的机遇,在CIMS主题的旗帜下做了大量工作,使CIMS在我国企业生根发芽、开花结果。随着关注CIMS的企业的不断增加,信息技术在我国企业的普及和应用正在形成潮流。企业情况千差万别,应用信息技术一定要从实际出发,看到企业信息化是一个过程,在总体规划的指导下一步一步向目标迈进。对于基础较差的企业,信息化要从管理的规范化工作抓起,可以根据自己的条件先实施单元技术。值得注意的是,不要把单元技术做成信息孤岛,有了一定基础后再考虑企业整体集成。

当前,企业信息化技术继续在深度和广度上发展。从深度上看,企业在完成单个企业的信息集成后,开始考虑跨企业集成的问题。新概念和新技术不断出现,例如异地设计、网络制造、敏捷供应链、客户关系管理、动态联盟等。新的计算机集成平台不断推出,因特网迅速发展,使实现这些跨企业运作模式的条件日趋成熟。从广度上看,信息技术对企业的影响范围越来越大。我国通过863计划的引导,已有一批示范企业,开始向更多的企业推广,估计5年至10年内我国大部分企业将会不同程度地实施信息化工程。随着技术的发展和对CIMS本质的认识,很多专家认为把缩写词CIMS理解为现代集成制造系统(Contemporary Integrated Manufactur-ing System)更贴切一些。

1.2企业信息化的基本概念

1.2.1信息和企业信息化

信息是当今使用最多也是最难准确定义的名词之一。信息最原始的含义是指承载信源所发消息的统计特性的一种参量,它用“熵”来度量。后来很多学科都使用了这个名词,不同的学科对它的理解不完全一致,使它成为一个很难准确表达的词汇。本书认为,信息是附着在数据上的一种资源。人们认为数据是一种资源就是因为它携带着信息,或者说数据被赋予了特定的含义。不显示特定含义的数据只是一组符号,不具备资源的特征。改变数据表达形式或者含义的过程称为数据处理,有时也称信息处理。一些数据处理可以改变数据的表达形式,但是不改变它所携带的信息,例如对数据的加密或解密。在数据传递的过程中,最重要的问题是它所携带的信息不应该发生变化。

企业信息化是指利用电子信息技术,实现企业经营、生产、管理和产品开发的自动化、集成化、智能化,让自动化的工具不仅代替人的体力劳动,而且还代替或者部分代替人的脑力劳动。有些国外文献称它为电子制造。企业信息化的内容大体上可以分为两大部分:一部分内容是制造过程信息化,也就是产品设计和生产过程的自动化,实际上属于工业化范畴,主要目标是利用计算机辅助设计、生产、测量、监控等手段和工具,通过制造过程信息的处理达到设计和生产的自动化;另一部分内容是管理的信息化,也就是经营和管理的自动化,是自动化概念的进一步扩展,主要目标是利用计算机辅助决策、管理的手段和工具,通过对经营和管理过程的信息处理达到企业经营、计划、管理等的自动化和智能化。

企业信息化的具体任务是规划、构造、运行、管理和维护企业的信息系统。完成这些任务需要把多个学科的知识结合在一起。

包括企业信息化在内的信息化浪潮给社会带来新商机,出现了很多为信息化提供产品和服务的工厂、公司、供应商等,形成了一种新的产业,称为信息产业。企业信息化(或产业信息化)与信息产业化紧密关联在一起,它们对社会的反作用推动了社会信息化的进程。

1.2.2计算机辅助工程

在企业信息化概念问世以前,企业已经开始应用计算机,虽然有一定的盲目性,也没有成为完整的系统,但它们还是在一些企业发挥了作用,例如在产品设计、办公和文字处理、财务管理、生产计划、仓库管理等方面得到了应用。研究人员后来把这些应用称为计算机辅助工程,用CA×来表示。得到广泛应用的计算机辅助工程有:计算机辅助设计(CAD——Computer Aided Design)、计算机辅助工艺设计(CAPP——Computer Aided Process Planning)、计算机辅助制造(CAM——Computer Aided Manufacturing)、计算机辅助质量管理(CAQ——Computer Aided Quality)以及管理信息系统(MIS——Management Information Systems)、办公自动化(OA——Of-fice Automation)等。

CAD的目标是让企业工程技术人员以计算机为工具,用各自的专业知识进行产品设计、绘图、分析和编写技术文档等活动。CAPP是指工艺人员利用计算机,根据产品设计所给出的信息,规划产品的加工方法和制造过程。CAM泛指计算机在产品生产制造过程中与加工有关的各种应用。CAQ是指计算机在保证产品质量方面的各种应用。MIS是一个含义广泛的概念,凡是利用数据库实现辅助管理的计算机软件都可以称为MIS。制造业的MIS经历了一个发展过程,开始只在单项业务上应用,例如财务管理、生产计划、仓库管理、人事管理等,后来发展成为支持企业综合管理的集成化软件,称之为制造资源计划(MRPⅡ——Manufacturing Resource Planning)。OA泛指计算机在支持办公方面的应用。

早期的计算机辅助工程在给人们带来方便和提高工作效率的同时,也暴露了一些缺陷,其核心的问题是“信息孤岛”。企业的运转是一个整体行为,各种业务相互交织,如果支持不同业务的计算机辅助工程彼此隔离,就好像肢体被分解了。

显然,把企业整体分成不相关的肢体不利于企业高效运行。CIM哲理为企业信息化指出了发展方向:向整体信息集成发展。在某种意义上,可以说CIMS是集成化的计算机辅助工程。相对而言,我们把计算机在企业某一方面的应用称为CIMS的单项应用或者单项技术。

在企业信息化工程中,集成是一个关键的概念。通俗地说,集成是指使一个整体的各部分之间能彼此有机结合和协调工作,以发挥整体效益,达到整体优化。集成的要点是整体性,对于信息集成而言就是要求信息共享。信息集成与信息孤岛的基本区别在于信息共享的范围不同。信息集成要求全局信息共享,信息孤岛只实现了局部(孤岛内部)信息共享。信息共享有两层含义:其一是信息的来源一致,这就要求任何一个信息(数据)都来自于惟一的数据源,从而避免了信息的二义性;其二是信息为所有具备使用该信息权限的人服务,这一方面要求信息对有权使用它的用户是方便、快捷、准确、可靠的,另一方面要求信息系统具备安全性和保密性。

集成的另一个要点是全局优化。按照系统工程的观点,在全局优化的系统中,1+1应大于2。信息共享为在制造业贯彻新的运行逻辑和新的管理模式奠定了基础,例如,用物料需求计划(MRP)代替传统的订货点法,用制造资源计划(MRPⅡ)代替传统的生产管理模式,按照零件组织生产代替按照成品批量组织生产等。国内外大量企业的实践已经证明,信息集成的思想是全局优化的思想。

1.2.3计算机集成制造

1974年,美国的约瑟夫·哈林顿(Joseph Harrington)博士针对企业所面临的激烈的市场竞争提出了一种组织企业生产的哲理,后来大家称之为计算机集成制造(CIM——Computer Integrated Manufacturing)的哲理。

CIM哲理的基本观点主要是以下两点:

(1)企业的各种生产经营环节不可分割,需要统一考虑;

(2)整个制造或生产过程实质上是信息的采集、传递和加工处理的过程。

这两个基本观点紧密联系在一起,表达了企业信息化的基本原理。如果我们把第一个观点用信息集成来表达,那么,企业信息化的主要内容就可以概括为生产信息的采集、管理、传递、加工处理和集成。CIM是用全局观点(系统的观点)对待企业的全部生产经营活动,包括市场分析、接受订单、产品设计、生产计划、生产管理、加工制造、质量控制、销售和售后服务等。

我国863/CIMS主题专家组在1998年提出CIM的新定义为:“将信息技术、现代管理技术和制造技术相结合,并应用于企业产品全生命周期(从市场需求分析到最终报废处理)的各个阶段,通过信息集成、过程优化及资源优化,实现物流、信息流、价值流的集成和优化运行,达到人(组织、管理)、经营和技术三要素的集成,以改进企业新产品开发的时间(T)、质量(Q)、成本(C)、服务(S)、环境(E),从而提高企业的市场应变能力和竞争能力。”这个定义不仅重视了信息集成,而且强调了企业运行的优化。这就是把计算机集成制造系统发展成为现代集成制造系统的关键所在。

如果企业还是以扩大生产规模而不管市场需求作为主导思想,那就不符合CIM哲理。企业追求的目标应该是全局优化和最高利润,而不仅是生产了多少产品。众所周知,如果企业生产的产品不被市场接受,生产出来的产品卖不出去,那么生产越多亏损越多。

信息集成是支持企业全局优化、提高利润的重要手段。目前,信息技术的发展使企业按照CIM哲理组织生产成为可能。信息集成主要是通过计算机技术(包括硬件、软件)、企业流程重组、企业管理和数据的规范化来实现的。因此,CIM的通俗解释是:“以计算机为工具,通过信息集成实现现代化的生产制造,求得企业的总体效益。”在信息社会中,企业想求得生存和发展,想在日益激烈的市场竞争中立于不败之地,就要用CIM哲理组织生产。要达到企业的全局优化,不仅要正确对待加工制造过程的自动化问题,实现设计过程、管理和决策过程信息化,更重要的是企业文化、思想观念、运行机制、管理体制都必须进行相应的深刻变革。因此,CIM哲理是一种组织现代生产的哲理。

1.2.4现代集成制造系统

在企业信息化工程中,现代集成制造系统(CIMS)是CIM哲理的物理实现。

现代集成制造系统特别注重集成,它把企业内的全部计算机辅助工程集成为一个整体。企业类型不同,例如离散制造企业(机械制造厂)、流程企业(化工厂、制药厂)、半流程企业(炼钢厂、轧钢厂),其生产经营方式差别很大,因此现代集成制造系统在实现形式上的差别也会很大。即使是同一行业的企业,由于产品、生产过程、经营目标和企业基础条件等不同,实施现代集成制造系统的方案和过程也会有所不同。但是,从信息化准则而言,它们遵循的哲理应该是相同的;就技术而言,其中的许多关键技术具有共同的规律性。可以说,CIM哲理只有一个,企业信息化的许多相关技术具有共性,然而,实现CIM哲理的系统——现代集成制造系统则因企业不同而千变万化。

现代集成制造系统一般由若干分系统组成。在系统设计中,可以根据其功能将计算机辅助制造单元划分为分系统,例如工程设计分系统、管理信息分系统、制造自动化分系统、质量保证分系统等。这些分系统都是与应用有关的分系统。不同企业对应用分系统的划分很可能不同,但是有两个分系统是共同的,那就是经营管理分系统和支撑环境分系统。经营管理分系统依靠企业资源计划(ERP)软件实现信息集成,支撑环境分系统有时又称为网络数据库分系统。现代集成制造系统是在网络数据库分系统的支撑下,把各计算机辅助制造单元集成在一起,实现企业内信息共享。

1.3企业信息化工程

1.3.1企业信息化的内容

从抽象意义上讲,企业信息化就是让企业按照CIM的哲理组织企业的基本活动。在企业的基本活动中,物流、信息流、价值流(资金流)“三流”贯穿全部。按照CIM的哲理,在“三流”中信息流起主要控制作用。企业人员在进行经营、生产、设计、采购、销售等活动时,应该以信息流作为依据。信息流记录了物流和资金流的运动情况,因此掌握了信息流就掌握了物流和资金流的运动情况。信息流又是联系物流和资金流的纽带,通过对信息流的观察,我们不仅可以了解物流和资金流的运动情况,而且能够发现它们的规律和内在联系。控制信息流可以达到控制物流和资金流的目的。

由于计算机是信息处理的主要工具,信息集成首先要实现计算机联网。在企业内部,所有的计算机都通过网络连接在一起。企业内部的计算机网络称为内联网(intranet)或企业网。同时,内联网还要和企业外部的网络连接。企业外部的网络统称为互联网(internet),最有影响的互联网是因特网(Internet)。一些底层设备自动化程度比较高的企业,底层设备之间也通过网络连接,例如钢铁企业的H1网、流程企业的DCS(集散控制系统)、机械制造企业的MAS(制造自动化系统)等。