摘要 “先进制造”是交叉学科,从信息技术的角度,关注的是各种计算机辅助技术在制造中的应用,另一个重要方面是信息集成:互联互通以及互操作,这是先进制造发展的必然需求。从系统理论和技术的角度...
“先进制造”是交叉学科,从信息技术的角度,关注的是各种计算机辅助技术在制造中的应用,另一个重要方面是信息集成:互联互通以及互操作,这是先进制造发展的必然需求。从系统理论和技术的角度,更多关注的是把先进制造作为一个系统看待,其核心问题便是建模和优化。信息化是指培养、发展以计算机为主的智能化工具为代表的新生产力,并使之造福于社会的历史过程。(智能化工具又称信息化的生产工具。它一般必须具备信息获取、信息传递、信息处理、信息再生、信息利用的功能。)与智能化工具相适应的生产力,称为信息化生产力。智能化生产工具与过去生产力中的生产工具不一样的是,它不是一件孤立分散的东西,而是一个具有庞大规模的、自上而下的、有组织的信息网络体系。这种网络性生产工具将改变人们的生产方式、工作方式、学习方式、交往方式、生活方式、思维方式等,将使人类社会发生极其深刻的变化。
信息化是以现代通信、网络、数据库技术为基础,对所研究对象各要素汇总至数据库,供特定人群生活、工作、学习、辅助决策等和人类息息相关的各种行为相结合的一种技术,使用该技术后,可以极大的提高各种行为的效率,为推动人类社会进步提供极大的技术支持。
本报告在介绍、归纳企业制造信息系统的众多技术的基础上,提出了三类平台,即:异构信息集成---互联互通的信息平台、支持协同设计、仿真和优化---互联互通互操作的信息平台、企业的全局(一体化)优化运行---建模与优化平台。这三类信息平台,是我们从863计划开始以来,从“集成”走向“协同”、“优化”的过程,也是国际上制造业信息化的发展过程。
一、 企业制造信息系统
虽然根据不同的企业,会出现不同的表达方式,但是按基础来划分,其中应包括:OA(办公自动化(Office Automation))、PLM(产品生命周期管理(product lifecycle management)、CAE(计算机辅助工程(Computer Aided Engineering)、CAD(计算机辅助设计(Computer Aided Design)、 VM(供货商管理)、PDM(产品数据管理(Product Data Management)、工程DB(数据库(Database))、ERP(企业资源计划即(Enterprise Resource Planning)、管理数据库、MES(制造执行系统)以及PLC(可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller)等等。
二、 异构信息集成---互联互通的信息平台
对于离散制造业,设计过程CAD、CAPP、CAM、CAE的信息集成,PDM(产品数据管理)可以作为平台工具。如果是同一个厂商的CAX软件,用STEP(产品数据交换标准),可以比较方便地实现信息集成。如果是不同厂商的CAX软件,由于采用的分别是STEP的子集,信息集成还要做一点工作。这类信息集成,有大量的、包括有一定水平的研发工作可做,如:在信息集成基础上的虚拟装配、虚拟制造、并行工程等。无论军用、民用,几乎100%有效。
如果加上MES可以实现数字化车间,集成可产品的设计过程和加工制造过程。然后必然是实现与ERP的集成。
如果要实现设计过程与管理的信息集成,还应该有一个编码系统(覆盖企业供应链内外部涉及的产品、零部件、原材料等)以及BOM表(联系设计和管理),在此基础上,PLM平台可以满足这个需要。问题是我国的PDM、PLM都是小型软件为主,大型的这类工具软件,是我国的短板。
对于流程工业,其信息集成主要是异构数据库之间的信息交换。过程控制需要实时数据库,对现场的传感、状态、控制、执行等信息的存储。而MES,特别是ERP(采用关系数据库)不需要这么高频率的采样。这个数据的转换(当然包含了集成)是应该由相应的DCS厂家提供的。
三、 协同设计、仿真和优化---互联互通互操作的信息平台
四、 结束语
1、 未来20年,还是信息技术将广泛切更加深刻的影响全球。导致社会进步、经济发展,更高的生活质量。今天的大数据、云计算、移动互联网等都说明了信息技术的引导和带动作用,而集成、协同和优化仍然是这些热门技术深入的需要。
2、 所提到的三类信息平台,是我们从863计划开始以来围绕“集成”的一个逐步发展的过程。都有用,都可以有水平。重要的是“工业化的需求导向、企业的需求导向、企业的效益导向。”
3、 无论哪一类平台其深度都取决于科学交叉的深度:计算机知识和众多领域知识交叉基础上的创新,核心问题之一是“系统”:系统的模型、优化和实现。