摘要 “先進制造”是交叉學科,從信息技術的角度,關注的是各種計算機輔助技術在制造中的應用,另一個重要方面是信息集成:互聯互通以及互操作,這是先進制造發展的必然需求。從系統理論和技術的角度...
“先進制造”是交叉學科,從信息技術的角度,關注的是各種計算機輔助技術在制造中的應用,另一個重要方面是信息集成:互聯互通以及互操作,這是先進制造發展的必然需求。從系統理論和技術的角度,更多關注的是把先進制造作為一個系統看待,其核心問題便是建模和優化。信息化是指培養、發展以計算機為主的智能化工具為代表的新生產力,并使之造福于社會的歷史過程。(智能化工具又稱信息化的生產工具。它一般必須具備信息獲取、信息傳遞、信息處理、信息再生、信息利用的功能。)與智能化工具相適應的生產力,稱為信息化生產力。智能化生產工具與過去生產力中的生產工具不一樣的是,它不是一件孤立分散的東西,而是一個具有龐大規模的、自上而下的、有組織的信息網絡體系。這種網絡性生產工具將改變人們的生產方式、工作方式、學習方式、交往方式、生活方式、思維方式等,將使人類社會發生極其深刻的變化。
信息化是以現代通信、網絡、數據庫技術為基礎,對所研究對象各要素匯總至數據庫,供特定人群生活、工作、學習、輔助決策等和人類息息相關的各種行為相結合的一種技術,使用該技術后,可以極大的提高各種行為的效率,為推動人類社會進步提供極大的技術支持。
本報告在介紹、歸納企業制造信息系統的眾多技術的基礎上,提出了三類平臺,即:異構信息集成---互聯互通的信息平臺、支持協同設計、仿真和優化---互聯互通互操作的信息平臺、企業的全局(一體化)優化運行---建模與優化平臺。這三類信息平臺,是我們從863計劃開始以來,從“集成”走向“協同”、“優化”的過程,也是國際上制造業信息化的發展過程。
一、 企業制造信息系統
雖然根據不同的企業,會出現不同的表達方式,但是按基礎來劃分,其中應包括:OA(辦公自動化(Office Automation))、PLM(產品生命周期管理(product lifecycle management)、CAE(計算機輔助工程(Computer Aided Engineering)、CAD(計算機輔助設計(Computer Aided Design)、 VM(供貨商管理)、PDM(產品數據管理(Product Data Management)、工程DB(數據庫(Database))、ERP(企業資源計劃即(Enterprise Resource Planning)、管理數據庫、MES(制造執行系統)以及PLC(可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller)等等。
二、 異構信息集成---互聯互通的信息平臺
對于離散制造業,設計過程CAD、CAPP、CAM、CAE的信息集成,PDM(產品數據管理)可以作為平臺工具。如果是同一個廠商的CAX軟件,用STEP(產品數據交換標準),可以比較方便地實現信息集成。如果是不同廠商的CAX軟件,由于采用的分別是STEP的子集,信息集成還要做一點工作。這類信息集成,有大量的、包括有一定水平的研發工作可做,如:在信息集成基礎上的虛擬裝配、虛擬制造、并行工程等。無論軍用、民用,幾乎100%有效。
如果加上MES可以實現數字化車間,集成可產品的設計過程和加工制造過程。然后必然是實現與ERP的集成。


如果要實現設計過程與管理的信息集成,還應該有一個編碼系統(覆蓋企業供應鏈內外部涉及的產品、零部件、原材料等)以及BOM表(聯系設計和管理),在此基礎上,PLM平臺可以滿足這個需要。問題是我國的PDM、PLM都是小型軟件為主,大型的這類工具軟件,是我國的短板。

對于流程工業,其信息集成主要是異構數據庫之間的信息交換。過程控制需要實時數據庫,對現場的傳感、狀態、控制、執行等信息的存儲。而MES,特別是ERP(采用關系數據庫)不需要這么高頻率的采樣。這個數據的轉換(當然包含了集成)是應該由相應的DCS廠家提供的。
三、 協同設計、仿真和優化---互聯互通互操作的信息平臺

四、 結束語
1、 未來20年,還是信息技術將廣泛切更加深刻的影響全球。導致社會進步、經濟發展,更高的生活質量。今天的大數據、云計算、移動互聯網等都說明了信息技術的引導和帶動作用,而集成、協同和優化仍然是這些熱門技術深入的需要。
2、 所提到的三類信息平臺,是我們從863計劃開始以來圍繞“集成”的一個逐步發展的過程。都有用,都可以有水平。重要的是“工業化的需求導向、企業的需求導向、企業的效益導向。”
3、 無論哪一類平臺其深度都取決于科學交叉的深度:計算機知識和眾多領域知識交叉基礎上的創新,核心問題之一是“系統”:系統的模型、優化和實現。