CIMS 引领机械制造业创新发展的实施及保障体系研究

　　0 引言

 

　　机械制造技术水平是一个国家科技水平和经济实力的最直接反映.为缓解经济全球化所带来的压力,自 19 世纪 70 年代开始,企业通过不断采取措施推出具有市场竞争力的产品,以提高劳动生产率.随着信息技术的快速发展,CIMS(Computer Integrated Manufacturing System 计算机集成制造系统)开始得到了大规模的应用.CIMS 将制造系统看作一个整体,从系统的角度将企业的生产、管理以及各个环节紧密地联系起来,使企业的运转更加高效协调,发展更加持续稳定.

 

　　目前,许多企业都想建立 CIMS 智能制造系统,但是大多数企业主要考虑的是技术层面,而对 CIMS 的管理理念、企业创新发展的联系等方面的考虑并不多.本文将在研究国内外机械制造业发展的实践和理论的基础上,对扬中市机械制造业的发展现状和趋势进行深入调查,通过统计分析,科学设计典型企业 CIMS 模板,能够符合扬中市机械制造业的实际情况,制定出机械制造业创新发展实施方案及保障体系,并能在扬中市及以外的机械制造企业中迅速推广.

 

　　1 计算机集成制造系统 CIMS 概述及应用

 

　　1.1 计算机集成制造系统 CIMS 简介

 

　　CIMS 可定义为是通过计算机软件、硬件,综合运用现代管理技术、自动化技术、信息技术及系统工程技术,将生产过程中有关人、技术、管理、信息等方面的要素有机集成并优化运行的复杂系统.CIMS 计算机集成制造系统是集成自动化技术、信息技术以及先进制造技术,将企业的生产系统形成一个自动化的有机整体,可以缩短生产时间,提高产品质量并降低生产成本.CIMS 是以生产制造为对象,借助计算机系统的先进技术,实现企业的生产经营目标,因此,首先要基于企业的生产经营活动讨论 CIMS 的构成.在目前的市场经济环境下,企业正从单一的生产型向综合的生产经营型转变,调查、决策、投入、转换、产出等五个部分组成了生产经营企业的管理体系,这五个部分也是制造业生产经营的五个重要阶段[1],是制造业的基本管理流程,制造业的基本管理流程如图 1 所示.

 

　　通过计算机继承的方式支持企业完成基本的生产经营

 

 

　　活动是 CIMS 的基本任务.CIMS 的分类方法有很多,目前行业里根据企业的生产特点将其主要分为:离散型、连续型以及混合型 CIMS.通常情况下,CIMS 系统由四个功能子系统和两个支撑子系统组成,其中的四个功能子系统包括经营管理信息子系统、工程设计自动化子系统、制造自动化子系统和质量保证子系统,两个支撑子系统是指数据库子系统和计算机网络子系统.CIMS 基本构成图如图 2 所示.

 

 

　　CIMS 的系统结构没有固定的统一模式,企业类型或生产方式决定其 CIMS 系统的结构,企业应根据实际情况在实际应用中采用相应的 CIMS 系统.

 

　　1.2 CIMS 的应用实例

 

　　在 CIMS 的应用方面,美国极为重视.自 20 世纪 80年代初,世界上第一个 CIMS 实验系统就是建立在美国国家标准所属自动化研究实验基地.1985 年,日本开发"筑波综合实验工厂",相当于 CIMS 实验基地[2].

 

　　在 1989 年至 1992 年期间,我国进入工厂选址、可行性论证和设计应用阶段,而后,我国试点企业在经济效益和社会效益均取得了突破发展.如成都飞机工业公司实施了 CIMS 首期工程后,机头的装配时间只需要 6 个月,而之前需要 12 个月,并成为国际上合格的飞机部件承包商.还有北京机床、沈阳鼓风机等企业同样在 CIMS 的应用中取得突破性发展.实践证明,通过对 CIMS 的应用,不仅增强了企业的竞争能力,同时对我国制造业的发展起到了积极的推进作用.目前,在我国逐渐进行推广 CIMS 工作,应用 CIMS 的企业,已从 90 年代的几家企业,逐渐扩展到机械、电子、石油、纺织、化工、航天、冶金等各行业.

 

　　2 机械制造业创新发展过程分析

 

　　2.1 国内外机械制造业创新发展的经验

 

　　机械制造业在美国有着举足轻重的作用,是其经济的支柱性产业.经过多年的努力,CIMS 在机械制造业的实施,不仅使美国机械制造业的面貌焕然一新,也缓解了美国的经济压力.

 

　　英国的传统机械制造业在工业革命后不断发展,从发展缓慢、产能落后到创新发展,逐渐形成了以高新技术为核心、涵盖电子、信息、能源等领域的新型机械制造业发展的发展模式,成功地对机械制造产业结构进行了调整升级.

 

　　日本的机械制造业一直被视为国家发展的基础和命脉.随着全球机械制造业的竞争压力日趋激烈,日本充分认识到高新科技尤其是信息技术的应用对机械制造业的促进作用,随着新的制造工艺与材料的应用,日本的机械制造行业通过政策调整、制度创新、加强基础研究、培养引进优秀人才等方式大力创新发展高新技术,带动了机械制造行业的创新发展[3].

 

　　我国的机械制造业起步晚、底子薄、技术水平低但新中国成立后,我国在机械制造业取得了举世瞩目的成绩.我国在大型装备、设备的应用方面,规定了具体的奖励支持办法,使机械制造业应用新装备、新技术、新标准的积极性得到提高;在资金补贴方面,出台了专项资金、技改资金、人才引进资金等补助办法,弥补了机械制造业发展的资金缺口,促进我国机械制造行业得到快速发展[4].目前,我国拥有 4 万多家机械制造企业、300 多万台机床、900 多万机械制造行业职工,中国已然成为一个机械制造大国.

 

　　2.2 扬中市机械制造业创新发展的现状及面临的主要问题

 

　　扬中市位于镇江市东部江心,长江中下游,北面与扬州、泰州隔江相望,南面与镇江、常州一衣带水,扬中市产业特色非常鲜明,是远近闻名的"工程电气岛".近年来,扬中市政府充分认识到提升产业层次中科技创新的重要性,凝聚创新资源,优化创新环境,促进经济转型,带动其他中小型企业加速成长壮大.扬中市以新兴产业为目标,结合现有基础和发展优势,与江苏大学、江苏科技大学等高校科研院所合作,大力发展智能电气、新能源、装备制造等产业,机械制造业信息化水平显着提高,科技成果转化力显着提高,全市高新技术产业产值占规模以上工业产值的比重达 75.94%,位居江苏省前列.

 

　　近几年来,扬中市加速对机械制造业的创新发展,凭借持续不断的劳动力供给、先进技术和人才的引进,机械制造业规模和水平不断得到提升.但客观分析扬中机械制造业的发展情况,不难发现仍然面临着缺乏核心技术、生产效率低、智能制造匮乏和专利项目少等主要问题,以往的工业战略研究大多侧重于电气领域,而针对机械制造业创新发展战略的研究几乎是空白,机械制造业整体的水平落后于省内某些城市.因此,有必要在扬中机械制造业向新型工业化迈进的关键时刻,进行全面的创新发展战略研究.

 

　　3 基于 CIMS 的扬中机械制造业创新发展体系构建

 

　　自从 19 世纪 70 年代 CIMS 理念提出以后,在欧、美、日本等西方发达国家的制造业得到了迅速的推广和应用,现代西方制造业的自动化、信息化和管理水平都比较高,很大程度上得益于 CIMS 技术的推广应用[5].在中国,CIMS技术的推广和应用采取的是在全国范围内推广 CIMS 技术应用试点企业,使企业运行和管理、新产品研究和设计、原料和产品管理、市场开拓等方面都发生了质的变化,这些企业从根本上改变传统制造的观念,植入现代制造的新观念,从而实现从传统制造向先进制造的跨越.

 

　　3.1 CIMS 理念普及是扬中市机械制造业创新发展的基础

 

　　根据国内外的经验,知识资本是现代机械制造业发展的核心要素.面对扬中市机械制造业创新发展面临的如何有效地突破发展初期知识资本积累的瓶颈,结束低水平局面,实现知识资本的快速积累,其中能否有效地获得大量的外部知识资本的投入,并且把这种外部注入的知识资本能够有效地融合到扬中市机械制造业体系之中,是重中之重.CIMS 理念就是引进西方的知识资本,在扬中市机械制造业推广应用,一方面不仅丰富和发展了 CIMS 知识内涵,另一方面更是培养了一批 CIMS 知识人才,从而极大地增添了机械制造业知识资本的积累.

 

　　现代机械制造业技术创新的本质,主要表现为以信息技术为基础的知识创新和理念创新.CIMS 的理念是对机械制造业及制造技术的一种创新.基于 CIMS 理念,创新更多的表现为知识创新[6].扬中市机械制造业仅仅是推广实施了 CIMS 技术工程,是不能实现跨越式发展的.CIMS只是为扬中市机械制造业在国际化激烈竞争中提供一个比较接近的技术基础,关键还在于在这个基础之上所进行的系统集成、优化、组合与创新.CIMS 工程在扬中市机械制造业的推广和应用,在一定意义上可以说仅仅刚起步,还需做大量的工作,只有在 CIMS 技术基础上进行不断地创新,才能增强企业的竞争力,赢得激烈的市场竞争,这才是扬中市机械制造业真正意义上的跨越式创新发展.

 

　　3.2 人才是扬中市机械制造业创新发展的主体核心

 

　　制造业技术创新的主体核心是人才.CIMS 所构成的人机集成的系统,首先要求具有创新性、多面性、合作性、自律性的人才[7].因此,全面提高扬中市机械制造业人员素质,加强综合型人才的培养是提高机械制造业技术创新能力的关键.此外,扬中市机械制造业还应该实施优秀人才吸引战略,尊重人才,吸引更多的有识之士投身机械制造业中.

 

　　3.3 CIMS 技术开发是扬中市机械制造业创新发展的先进手段

 

　　新产品,尤其是高新技术产品的设计与研发能力不足,这是目前制约扬中机械制造业发展的"瓶颈".CIMS 所搭建的技术平台促进了生产方式的转变,为提升机械制造业技术创新能力提供了一个有效的载体.扬中机械制造业的技术创新的能力主要取决于企业产品设计的水平[8].充分发挥CIMS 对信息系统集成的强大功能,不仅为新产品创意思路的形成提供大量参考信息,还通过市场信息的收集和反馈,将极大地有利于扬中市机械制造业进行产品设计和开发,达到技术创新的目的.机械制造企业要学习最新的科学发展理念,不断创新技术与管理,在可持续发展中创新.

 

　　3.4 信息系统的完善是扬中市机械制造业创新发展的重要保障

 

　　信息是技术创新的重要资源,企业的技术创新必须依靠发达的信息系统才得以实现.CIMS 中支持分系统和经营管理与决策分系统是企业实现技术创新的基础资源,同时也是信息研究的重要载体,它能基于企业的经营管理状况锁定一个比较科学的技术创新的切人点,同时通过市场调研和实时数据汇总与精准的数据分析深入挖掘市场潜在需求,从而进一步提高企业技术创新的敏锐性[9].鉴于此,扬中市机械制造业企业在不断强化信息研究及人才培养力度的同时,还应该灵活地组织和协调各种组织之间的信息交互关系,保证信息反馈及时有效,以此构建一套科学、完善的企业技术创新信息系统.

 

　　4 结论

 

　　本文经过对 CIMS 技术架构的分析,概述了机械制造业应用 CIMS 系统的经验,对国内外机械制造业创新发展的经验进行分析,并以扬中市为例,分析了扬中市机械制造业创新发展的现状及面临的主要问题,得到基于 CIMS的扬中市机械制造业创新发展的体系构建.本文得到的主要结论是:

 

　　①在机械制造业积极推广 CIMS 技术的同时,对CIMS 理念进行普及是机械制造业创新发展的基础,改革企业经营管理模式、吸纳和培育人才是机械制造业实现创新发展的根本;②进一步完善机械制造业企业创新信息系统建设,并运用 CIMS 技术开发具有国际竞争力的新产品,从而实现机械制造业创新发展.

 

　　参考文献:

 

　　[1]李慧莹,柴天佑.钢铁企业扁平化管理模式下的 CIMS 体系结构[J].东北大学学报,2002(08).

　　[2]Yao Hua Wu. Based on CIMS Application of Small andMedium -Sized Enterprise Information System Integration [J].Advanced Materials Research,2014,3137(912).

　　[3]饶运清,李培根,李淑霞,朱传军,张超勇,金愿华,张晴.制造执行系统的现状与发展趋势[J].机械科学与技术,2002(06).

　　[4]胡伟.当今机械制造业的特点及发展趋势[J].中国高新技术企业,2013(16).

　　[5]王凌,王雄,金以慧.MES---流程工业 CIMS 发展的关键[J].化工自动化及仪表,2001(04).

　　[6]汤健,吴循,葛守江.CIMS 技术是我国制造业技术创新实现跨越式发展的重要基础[A].第三届中国软科学学术年会论文集[C].2000.

　　[7]Hartmut Stadtler.Supply chain management and advancedplanning -basics,overview and challanges. European Journal ofOperational Research. 2005

　　[8]Vijayan and Jaikumar.Manufacturing Execution Systems.Computer World. 2000.

　　[9]刘志娟.面向新制造环境战略成本管理体系的建立[J].经济师,2002(08).