摘 要: 本文在对CIMS含义及技术构成了解的基础上，分析当前制造业及制造企业的特征，结合现代信息技术发展状况，探讨CIMS未来发展的趋势。

关键词: CIMS；技术构成；发展趋势；

一、引言

信息技术革命把我们引入了信息时代。信息革命不仅引起人们思想观念、生活方式的变化，而且导致了生产方式和制造理念的巨大变化，近十年来提出的新的制造理念都离不开信息技术的支撑，以信息化制造技术为代表的先进制造技术正使制造业处于重要的历史性变革时期。本文结合当前我国制造业发展状况，通过分析现代集成制造系统与先进制造技术的关系，探讨我国现代集成制造技术构成和未来的发展。

二、CIMS的含义及技术构成简介

现代集成制造系统（Contemporary Integrated Manufacturing System）是计算机集成制造系统新的发展阶段，在继承计算机集成制造系统优秀成果的基础上，它不断吸收先进制造技术中的相关思想的精华，从信息集成、过程集成向企业集成方向迅速发展，在先进制造技术中处于核心地位。

 
 
 
敏捷制造与动态联盟

 
虚拟制造与并行工程

 
绿色制造

 
并行工程

 
先进制造技术

 
CIMS的技术构成简介

1、先进制造技术

先进制造技术（AMT－Advanced Manufacturing Technology）先进制造技术是传统制造技术不断吸收机械、电子、信息、材料、能源和现代管理等方面的成果，并将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务的制造全过程，以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活的生产，并取得理想技术经济效果的制造技术的总称。

2、敏捷制造（AM－Agile Manufacturing）：

敏捷制造是以竞争力和信誉度为基础，选择合作者组成虚拟公司，分工合作，为同一目标共同努力来增强整体竞争能力，对用户需求作出快速反应，以满足用户的需要。

3、虚拟制造（VM－Virtual Manufacturing）：

虚拟制造利用信息技术、仿真技术、计算机技术对现实制造活动中的人、物、信息及制造过程进行全面的仿真，以发现制造中可能出现的问题，在产品实际生产前就采取预防措施，从而达到产品一次性制造成功，来达到降低成本、缩短产品开发周期，增强产品竞争力的目的。

4、并行工程（CE－Concurrent Engineering）：

并行工程是集成地、并行地设计产品及其相关过程（包括制造过程和支持过程）的系统方法。它要求产品开发人员在一开始就考虑产品整个生命周期中从概念形成到产品报废的所有因素，包括质量、成本、进度计划和用户要求，并行工程的发展为虚拟制造技术的诞生创造了条件，虚拟制造技术将是以并行工程为基础的，并行工程的进一步发展就是虚拟制造技术。

在探讨现代集成制造技术未来发展趋势之前，首先应该了解一下，当前现代制造业和制造企业的特征，它们是推动现代制造技术发展的内存动力。

三、现代制造业的特征

现代的制造业市场大致有五大特征。

第一是买方市场。这是科学技术与生产力发展的必然结果。

第二是多变性市场。由于科技发展快，技术更新快，产品换代快，从而产品非大量化、分散化、个性化的生产越来越强，竞争日趋激烈，不确定因素猛增，市场变化很快。

第三是国际化市场。市场打破国界，走向区域化，走向国际化。

第四是新兴产品市场。不仅涉及对传统产品用高新技术加以改造与发展而成的产品，而且更涉及前所未有的新类型的“产品”，从而导致如技术、软件、环保等产业的出现。

第五是虚拟市场。信息化的进一步是网络化，网上的产品广告、商品展示、商品交易、客户关系、代理制等等均属于虚拟市场。

与此市场相应，制造业企业大致有六大特征。

第一是满足“客户化”要求，这是“买方市场”必然导致的结果。

第二是对市场的快速响应，对生产的快速重组，从而要求生产模式必需有高度柔性，有足够敏捷性，这是“客户化”必然导致的结果。

第三是既竞争、又合作地参与市场，走向“双赢”、“多赢”。

第四是本土化与国际化交互，走向全球化，既竞争，又合作。

第五是应用虚拟技术，以加快企业有关活动的节奏，提高产品质量，节约成本。

第六是，“以人为本”，加强企业人文文化建设。

五、现代集成制造技术未来发展趋势

以信息技术的发展为支持，以满足制造业市场需求和增强企业竞争力为目的，现代集成制造技术未来将突出以下八个方面的发展趋势。

1、以“数字化”为发展核心

未来世界，“数字化”将势不可当。“数字化”不仅是“信息化”发展的核心，而且也是先进制造技术发展的核心。信息的“数字化”处理同“模拟化”处理相比，有着3个不可比拟的优点：信息精确，信息安全，信息容量大。

数字化制造就是指制造领域的数字化，它是制造技术、计算机技术、网络技术与管理科学的交叉、融和、发展与应用的结果，也是制造企业、制造系统与生产过程、生产系统不断实现数字化的必然趋势。

它包含了三大部分：以设计为中心的数字制造，以控制为中心的数字制造和以管理为中心的数字制造。

对制造设备而言，其控制参数均为数字化信号。对制造企业而言，各种信息（如图形、数据、知识、技能等等）均以数字形式，通过网络，在企业内传递，以便根据市场信息，迅速收集资料信息，在虚拟现实、快速原型、数据库、多媒体等多种数字化技术的支持下，对产品信息、工艺信息与资源信息进行分析、规划与重组，实现对产品设计和产品功能的仿真，对加工过程与生产组织过程的仿真，或完成原型制造，从而实现生产过程的快速重组与对市场的快速响应，以满足客户化要求。对全球制造业而言，用户借助网络发布信息，各类企业通过网络，根据需求，应用电子商务，实现优势互补，形成动态联盟，迅速协同设计与制造出相应的产品。这样，在数字制造环境下，在广泛领域乃至跨地区、跨国界形成一个数字化组成的网，企业、车间、设备、员工、经销商乃至有关市场均可成为网上的一个“结点”，在研究、设计、制造、销售、服务的过程中，彼此交互，围绕产品所赋予的数字信息，成为驱动制造业活动的最活跃的因素。

2、以“精密化”将成为发展的关键

所谓“精密化”，一方面是指对产品、零件的精度要求越来越高，另一方面是指对产品、零件的加工精度要求越来越高。 “精”是指加工精度及其发展，精密加工，细微加工，纳米加工，如此等等。

3、突出“极端条件”，是发展的焦点

“极”就是极端条件，就是指在极端条件下工作的或者有极端要求的产品，从而也是指这类产品的制造技术有“极”的要求。在高温、高压、高湿、强磁场、强腐蚀等等条件下工作的，或有高硬度、大弹性等等要求的，或在几何形体上极大、极小、极厚、极薄、奇形怪状的。显然，这些产品都是科技前沿的产品。其中之一就是“微机电系统（MEMS）”。可以说，“极”是前沿科技或前沿科技产品发展的一个焦点。

4、以“自动化”技术为发展前提

这是所讲的“自动化”就是减轻人的劳动，强化、延伸、取代人的有关劳动的技术或手段。自动化总是伴随有关机械或工具来实现的。可以说，机械是一切技术的载体，也是自动化技术的载体。

“自动化”从自动控制、自动调节、自动补偿、自动辨识等发展到自学习、自组织、自维护、自修复等更高的自动化水平；而且今天自动控制的内涵与水平已远非昔比，从控制理论、控制技术、控制系统、控制元件，都有着极大的发展。制造业发展的自动化不但极大地解放了人的体力劳动，而且更为关键的是有效地提高了脑力劳动，解放了人的部分的脑力劳动。因此，自动化将是现代集成制造技术发展的前提条件。

5、以“成化集”为发展的方法

“集成化”，一是技术的集成，二是管理的集成，三是技术与管理的集成；其本质是知识的集成，亦即知识表现形式的集成。如前所述，现代集成制造技术就是制造技术、信息技术、管理科学与有关科学技术的集成。“集成”就是“交叉”，就是“杂交”，就是取人之长，补己之短。

目前，“集成化”主要指：

（1）、现代技术的集成。机电一体化是个典型，它是高技术装备的基础，如微电子制造装备，信息化、网络化产品及配套设备，仪器、仪表、医疗、生物、环保等高技术设备。

（2）、加工技术的集成、特种加工技术及其装备是个典型，如增材制造（即快速原型）、激光加工、高能束加工、电加工等等。

（3）、企业集成，即管理的集成，包括生产信息、功能、过程的集成；包括生产过程的集成。全寿命周期过程的集成；也包括企业内部的集成，企业外部的集成。

6、以“网络化”为发展道路

“网络化”是现代集成制造技术发展的必由之路，制造业走向整体化、有序化，这同人类社会发展是同步的。制造技术的网络化是由两个因素决定的：一是生产组织变革的需要，二是生产技术发展的可能。这是因为制造业在市场竞争中，面临多方的压力：采购成本不断提高，产品更新速度加快，市场需求不断变化，客户定单生产方式迅速发展，全球制造所带来的冲击日益加强等等；企业要避免传统生产组织所带来的一系列问题，必须在生产组织上实行某种深刻的变革。这种变革体现在两方面：一方面利用网络，在产品设计、制造与生产管理等活动乃至企业整个业务流程中充分享用有关资源，即快速调集、有机整合与高效利用有关制造资源；与此同时，这必然导致制造过程与组织的分散化网络化，使企业必须集中力量在自己最有竞争力的核心业务上。科学技术特别是计算机技术、网络技术的发展，使得生产技术发展到可以使这种变革的需要成为可能。

7、“智能化”是CIMS未来发展的美好前景

制造技术的智能化是制造技术发展的前景。智能化制造模式的基础是智能制造系统，智能制造系统既是智能和技术的集成而形成的应用环境，也是智能制造模式的载体。与传统的制造相比，智能制造系统具有以下特点：1、人机一体化；2、自律能力；3、自组织与超柔性；4、学习能力与自我维护能力；5、在未来，具有更高级的类人思维的能力。

制造技术的智能化突出了在制造诸环节中，以一种高度柔性与集成的方式，借助计算机模拟的人类专家的智能活动，进行分析、判断、推理、构思和决策，取代或延伸制造环境中人的部分脑力劳动。同时，收集、存储、处理、完善、共享、继承和发展人类专家的制造智能。目前，尽管智能化制造道路还很漫长，但是必将成为未来制造业的主要生产模式之一。

8、“绿色”是CIMS未来发展的必然趋势

 “绿色”是从环境保护领域中引用来的。人类社会的发展必将走向人类社会与自然界的和谐。人与人类社会本质上也是自然世界的一个部分，部分不能脱离整体，更不能对抗与破环整体。因此，人类必须从各方面促使人与人类社会同自然界和谐一致，制造技术也不能例外。

制造业的产品从构思开始，到设计阶段、制造阶段、销售阶段、使用与维修阶段，直到回收阶段、再制造各阶段，都必须充分计及环境保护。所谓环境保护是广义的，不仅要保护自然环境，还要保护社会环境、生产环境，还要保护生产者的身心健康。在此前提与内涵下，还必须制造出价廉、物美、供货期短、售后服务好的产品。作为“绿色”制造，产品还必须在一定程度上是艺术品，以与用户的生产、工作、生活环境相适应，给人以高尚的精神享受，体现着物质文明、精神文明与环境文明的高度交融。每发展与采用一项新技术时，应站在哲学高度，慎思“塞翁得马，安知非祸”，即必须充分考虑可持续发展，计及环境文明。制造必然要走向“绿色”制造。

9、CIMS的标准化

在制造业向全球化、网络化、集成化和智能化发展的过程中，标准化技术（STEP、EDI和P-LIB等）已显得愈来愈重要。它是信息集成、功能集成、过程集成和企业集成的基础。

参考文献

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吴澄，李伯虎，从计算机集成制造系统到现代集成制造系统，CIMS,1998,10:1～6
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虚拟制造技术研讨与演示会论文集，机械科学研究院，1998，9
先进制造技术及其发展趋势—杨叔子教授在中国科协2003年学术年会上的讲演