1.引言
21世紀(jì)，世界的政治、經(jīng)濟(jì)和技術(shù)發(fā)生了前所未有的巨大變化，形成了全球化的經(jīng)濟(jì)。信息技術(shù)對制造業(yè)產(chǎn)生了極其深刻的影響，使制造業(yè)的展打上了明顯的信息化烙?。?BR>（1）網(wǎng)絡(luò)技術(shù)促進(jìn)了全球化制造的發(fā)展，引發(fā)了制造業(yè)的重新分工和資源的重新配置。
（2）信息技術(shù)促進(jìn)了敏捷制造的發(fā)展，形成了以虛擬制造和動態(tài)聯(lián)盟為特征的新型制造模式。
（3）計算機(jī)技術(shù)促進(jìn)設(shè)計制造的數(shù)字化，大大縮短設(shè)計周期，降低產(chǎn)品的開發(fā)成本；生產(chǎn)過程優(yōu)化與自動化大幅促進(jìn)企業(yè)效益的提高。
（4）以互聯(lián)網(wǎng)和電子商務(wù)為主要特征的新經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，加快了經(jīng)濟(jì)全球化進(jìn)程。
（5）隨著冷戰(zhàn)的結(jié)束，世界經(jīng)濟(jì)重組，金融、貿(mào)易、生產(chǎn)、科技的全球化已是大勢所趨。

圍繞著以知識為基礎(chǔ)的創(chuàng)新能力競爭，一場以信息技術(shù)為特征的全球化的制造業(yè)革命正波瀾壯闊地展開。在此環(huán)境下，以信息化為核心，以敏捷制造為代表的現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)（Contemporary Integrated Manufacturing System, CIMS）技術(shù)不僅成為制造業(yè)不斷推出新產(chǎn)品，快速響應(yīng)市場并贏得競爭的主要手段，而且正深刻地改變著制造業(yè)信息時代制造業(yè)新的變革正在發(fā)生！

在當(dāng)今全球化的經(jīng)濟(jì)競爭中，制造企業(yè)的產(chǎn)品開發(fā)、制造技術(shù)和能力的提高是競爭的核心要素，CIMS技術(shù)推動了國家的工業(yè)信息技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展，為跨國公司和全球化制造提供了支撐平臺；加速了產(chǎn)品創(chuàng)新開發(fā)，支持了戰(zhàn)略性重大產(chǎn)品的制造增強(qiáng)了制造業(yè)綜合競爭力；促進(jìn)了以知識產(chǎn)權(quán)為核心的制造業(yè)信息化應(yīng)用軟件產(chǎn)業(yè)和咨詢服務(wù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，確保了獨占性技術(shù)在國際競爭中的制高點。因此CIMS技術(shù)是提高企業(yè)核心競爭力的戰(zhàn)略和前沿技術(shù)，在世界制造業(yè)起著制高點作用！

為了占領(lǐng)先進(jìn)制造與自動化技術(shù)的制高點，世界各國在研究、開發(fā)與應(yīng)用先進(jìn)制造技術(shù)時均十分重視發(fā)展制造系統(tǒng)集成技術(shù)，許多國家都提出了跨世紀(jì)戰(zhàn)略報告，例如：
·美國：《美國國家關(guān)鍵技術(shù)報告》（1995年）中將CIM支持軟件列為制造領(lǐng)域的重要子領(lǐng)域；《先進(jìn)制造技術(shù)計劃》（1992年）中有多個重大項目包含了系統(tǒng)集成技術(shù)。近幾年，該國又在實施一系列有關(guān)敏捷制造技術(shù)發(fā)展計劃，如由美國能源部發(fā)起的《敏捷制造使能技術(shù)（TEAM）研究戰(zhàn)略計劃》（1994年），美國國防部的《敏捷制造與制造技術(shù)計劃》與《國家工業(yè)信息基礎(chǔ)設(shè)施協(xié)議NIIIP》計劃（1993年）等?！睹绹砹_斯虛擬企業(yè)網(wǎng)（RA-VEN）》（1997年）將美俄虛擬企業(yè)的建立與發(fā)展列為全球制造基礎(chǔ)框架。政府、企業(yè)和民間合作實施的這些先進(jìn)制造計劃大大促進(jìn)了美國制造業(yè)的發(fā)展。

·歐洲：在歐共體的《尤里卡計劃（EUREKA）》和《信息技術(shù)研究發(fā)展戰(zhàn)略計劃（ESPRIT）》中，集成制造系統(tǒng)技術(shù)項目占有相當(dāng)大的比例。歐盟為了提高制造企業(yè)的競爭力，又連續(xù)開展了《第四屆框架研究計劃》和《第五屆框架研究計劃》（1998年）。德國的《制造2000計劃》（1995年）中的研究重點幾乎無一不是圍繞著制造系統(tǒng)集成技術(shù)。這些計劃對歐共體國家的制造業(yè)發(fā)展起到了重要的推動作用。

·亞洲：日本的《智能制造系統(tǒng)（IMS）計劃》（1990年）、韓國的《高級先進(jìn)技術(shù)國家計劃》（G7計劃）（1991年）和《網(wǎng)絡(luò)化韓國21世紀(jì)》（1999年）計劃等均將制造系統(tǒng)集成技術(shù)列為重要研究內(nèi)容。

其中值得注意的是，制造網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在多個國家計劃項目都有體現(xiàn)。如：美國的CAMNet是在美國國防部資助下，由通用電器公司開發(fā)的模具計算機(jī)輔助制造網(wǎng)，參加產(chǎn)品開發(fā)與制造的合作伙伴在網(wǎng)絡(luò)上協(xié)調(diào)工作，擺脫距離、時間、計算機(jī)平臺和工具的影響，可以在網(wǎng)上獲取重要的設(shè)計和制造信息；ICS是德國的一個有關(guān)網(wǎng)絡(luò)化制造典型項目，包括面向個別企業(yè)的解決方案和整個行業(yè)的解決方案兩部分；PRODNET II是歐洲有關(guān)虛擬企業(yè)的一個多個國家聯(lián)合研究項目，其目標(biāo)是設(shè)計和開發(fā)一個參考結(jié)構(gòu)和一個開放平臺來支持工業(yè)VE（主要是中小規(guī)模企業(yè)）的需求。在PRODNET II所提出的結(jié)構(gòu)中，在潛在VE成員網(wǎng)絡(luò)上的每一個企業(yè)都被看作一個節(jié)點，每個節(jié)點都可能扮演材料供給者、制造商、商品或服務(wù)的最終用戶等角色。#p#分頁標(biāo)題#e#

2.CIMS技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢
國家863計劃CIMS主題在計算機(jī)集成制造系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，通過15年的研究與應(yīng)用實踐，并結(jié)合中國國情，提出了CIMS的概念是指“將信息技術(shù)、現(xiàn)代管理技術(shù)和制造技術(shù)相結(jié)合，按系統(tǒng)技術(shù)的理論與方法應(yīng)用于企業(yè)產(chǎn)品全生命周期（從市場需求分析到最終報廢處理）的各個階段，通過信息集成，過程優(yōu)化及資源優(yōu)化，實現(xiàn)物流、信息流、價值流的集成和優(yōu)化運行，達(dá)到人（組織、管理）、經(jīng)營和技術(shù)三要素的集成。以加強(qiáng)企業(yè)新產(chǎn)品開發(fā)的T（時間）、Q（質(zhì)量）、C（成本）、S（服務(wù)）、E(環(huán)境)，從而提高企業(yè)的市場應(yīng)變能力和競爭能力?！?BR>目前，CIMS技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用在國內(nèi)外很多企業(yè)，成為制造企業(yè)帶動制造業(yè)發(fā)展的重要推動力。例如：

·數(shù)字化飛機(jī)  美國波音公司在波音777的研制中，通過采用“虛擬設(shè)計制造”、“全生命周期設(shè)計制造PLM”、“并行工程CE”、“全球化的協(xié)作平臺EXSTAR”等技術(shù)，開發(fā)周期從過去的8-9年縮短到四年半，縮短了40％以上，成本降低了25％，出錯返工率降低了75％，用戶滿意度也大幅度提高。

·數(shù)字化轎車  美國通用汽車公司利用“數(shù)字化設(shè)計制造”、“虛擬樣機(jī)”等技術(shù)，將轎車的開發(fā)周期由原來的48個月縮短到了現(xiàn)在的24個月，碰撞試驗的次數(shù)由原來的100多次降到50次，另外“全球采購和分銷”、“大規(guī)模定制”等新的生產(chǎn)模式也幫助它減少了10％的銷售成本。

·電子商務(wù)  Cisco公司85％的交易在線完成，每天網(wǎng)上銷售5000萬美元，電子商務(wù)使其銷售額增長500％，而人員僅增加10％，交貨期由3周降為3天，顧額滿意度上升52％；Dell公司每天網(wǎng)上銷售4000萬美元，Web收入超過50％；Intel公司每月網(wǎng)上交易10多億美元，占總收入的42％。據(jù)Jupiter公司統(tǒng)計和預(yù)測，B2B電子商務(wù)市場2000年是3360億美元，占世界交易總額3％，到2005年，將達(dá)到6.3萬億美元，占世界交易總額42％。目前B2B電子商務(wù)將朝著與企業(yè)信息化融合，面向動態(tài)聯(lián)盟和虛擬企業(yè)協(xié)作的動態(tài)企業(yè)電子商務(wù)系統(tǒng)方向發(fā)展，而XML、Web技術(shù)、基于中間件的EAI技術(shù)為電子商務(wù)的發(fā)展提供了強(qiáng)力的支持。

此外，“虛擬企業(yè)”、“虛擬設(shè)計”、“虛擬制造”、“大規(guī)模定制”、“敏捷供應(yīng)鏈”等技術(shù)也是CIMS研究和應(yīng)用的熱點。

在面向用戶，面向產(chǎn)品的競爭和面向信息時代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展戰(zhàn)略下，CIMS技術(shù)的展趨勢可概括為：“集成化、數(shù)字化、智能化、敏捷化、網(wǎng)絡(luò)化和綠色化”。

·集成化  CIMS已從當(dāng)前的企業(yè)內(nèi)部的成和功能集成，發(fā)展到過程集成（以并行工程為代表），并正在步入實現(xiàn)企業(yè)間集成的階段（以敏捷制造為代表）。

·數(shù)字化  基于全數(shù)字化產(chǎn)品模型和仿真技術(shù)的虛擬制造技術(shù)將制造業(yè)帶入了數(shù)字化時代。

·智能化  智能化是制造系統(tǒng)在柔性化和集成化基礎(chǔ)上進(jìn)一步的發(fā)展與延伸，它已從制造設(shè)備和單元加工過程智能化、工作站控制智能化發(fā)展到集成化智能制造系統(tǒng)和知識化制造。

·敏捷化  制造敏捷化是指制造企業(yè)通過組織動態(tài)聯(lián)盟、重組其企業(yè)過程以及在更廣泛范圍內(nèi)集成制造資源，以對不斷變化的市場需求做出聲速響應(yīng)。

·網(wǎng)絡(luò)化  隨著“網(wǎng)絡(luò)全球化”、“市場全球化”、“競爭全球化”、“經(jīng)營全球化”的出現(xiàn)，許多企業(yè)正積極采用“全球制造”和“網(wǎng)絡(luò)制造”的策略。制造網(wǎng)絡(luò)化體現(xiàn)在信息高速公路航集成基礎(chǔ)設(shè)施支持下的網(wǎng)絡(luò)制造系統(tǒng)。

·綠色化  綠色制造、環(huán)境意識的設(shè)計與制造、生態(tài)工廠、清潔化生產(chǎn)等概念是全球可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略在制造業(yè)中的體現(xiàn)。綠色制造是一種綜合考慮環(huán)境影響和資源效率的現(xiàn)代制造模式。

3.863高技術(shù)計劃自動化領(lǐng)域的CIMS技術(shù)主題
1.1CIMS技術(shù)題的戰(zhàn)略目標(biāo)
作為國家制造業(yè)信息化重大專項、先進(jìn)制造與自動化領(lǐng)域的重要組成部分，CIMS技術(shù)主題的總體戰(zhàn)略目標(biāo)是：根據(jù)“有所為、有所不為”的原則，采用系統(tǒng)發(fā)展模式，從我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國家安全的需求出發(fā)，突破一批對提高我國制造業(yè)綜合競爭能力具有重要意義的戰(zhàn)略性、前沿性和前瞻性的CIMS技術(shù)，開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的CIMS和技術(shù)，力爭在具有相對優(yōu)勢的技術(shù)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破和跨越，達(dá)到國際先進(jìn)水平，形成我國CIMS理論方法與技術(shù)體系；以若干重大行業(yè)和典型區(qū)域的集成應(yīng)用為突破口，用CIMS技術(shù)提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，促進(jìn)我國制造業(yè)創(chuàng)新與跨越，加快以信息化帶動工業(yè)化的進(jìn)程，增強(qiáng)國際競爭力；促進(jìn)形成我國CIMS技術(shù)產(chǎn)業(yè)及服務(wù)業(yè)，打破國外的壟斷地位，并形成較大的市場規(guī)模和產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢；建設(shè)一批研究開發(fā)基地，形成套激勵創(chuàng)新、持續(xù)創(chuàng)新的體系，培養(yǎng)一批從事CIMS技術(shù)研究開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化的高級人才。#p#分頁標(biāo)題#e#

這里系統(tǒng)發(fā)展模式指：
（1）整體化綜合治理方式  針對我國當(dāng)前制造業(yè)的跨越發(fā)展和制造業(yè)信息化問題，采用多學(xué)科、多領(lǐng)域集成的系統(tǒng)解決方式，將設(shè)計制造技術(shù)，過程自動化技術(shù)、管理技術(shù)、電子商務(wù)技術(shù)、系統(tǒng)集成與優(yōu)化技術(shù)等結(jié)合在一起，全方位整體考慮和綜合解決制造業(yè)信息化的關(guān)鍵問題，走出一條具有中國特色的以信息化帶動工業(yè)化的成功道路。
（2）分形化技術(shù)集成方式  在CIMS技術(shù)發(fā)展中，強(qiáng)調(diào)基于分形的多層次系統(tǒng)集成。由系統(tǒng)技術(shù)帶動各單元技術(shù)的集成，而各單元技術(shù)系統(tǒng)內(nèi)也逐層集成，自成體系，即由小系統(tǒng)集成為大系統(tǒng)，由集成化的單元技術(shù)系統(tǒng)構(gòu)成CIMS總體系統(tǒng)。在部署主題的創(chuàng)新研究與關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)項目時，應(yīng)當(dāng)注意按此集成關(guān)系處理好項目間的集成與結(jié)合關(guān)系，成體系地創(chuàng)新發(fā)展我國CIMS理論方法與技術(shù)。
（3）集成化系統(tǒng)應(yīng)用方式  在技術(shù)應(yīng)用方面，以發(fā)展CIMS軟件產(chǎn)品與集成工具集和開展重大應(yīng)用示范為主線。將CIMS技術(shù)和軟件系統(tǒng)地應(yīng)用于我國制造業(yè)，注意企業(yè)設(shè)計/生產(chǎn)制造/管理/后勤的局部集成與企業(yè)內(nèi)外部整體集成的結(jié)合、單元技術(shù)應(yīng)用與系統(tǒng)集成應(yīng)用的結(jié)合、單一企業(yè)應(yīng)用與行業(yè)性或區(qū)域性應(yīng)用的結(jié)合、制造業(yè)應(yīng)用與流通領(lǐng)域應(yīng)用的結(jié)合，用CIMS集成方法與整體解決技術(shù)方案來解決制造業(yè)信息化應(yīng)用問題。
（4）系統(tǒng)化產(chǎn)業(yè)發(fā)展方式  在技術(shù)產(chǎn)業(yè)化方面，依靠具有自主知識產(chǎn)權(quán)的CIMS系列軟件產(chǎn)品及工具集，系統(tǒng)地促進(jìn)我國的CIMS應(yīng)用軟件業(yè)和新興技術(shù)服務(wù)業(yè)的發(fā)展。其中，包括系列化應(yīng)用軟件產(chǎn)品與專業(yè)化軟件公司的培育、CIMS技術(shù)服務(wù)“人件”與系統(tǒng)集成咨詢公司的培育、制造業(yè)信息化用戶與市場的培育，協(xié)同發(fā)展我國CIMS相關(guān)軟件產(chǎn)業(yè)與技術(shù)服務(wù)業(yè)。
（5）協(xié)同化組織實施方式  在各類項目實施以及項目間的協(xié)調(diào)過程中，注意將CIMS關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)、軟件產(chǎn)品及工具集開發(fā)與企業(yè)應(yīng)用緊密結(jié)合，配套組織項目及實施單位，相互促進(jìn)，協(xié)同發(fā)展。

863主題的“十五”重點研究、開發(fā)與應(yīng)用目標(biāo)是：研發(fā)基于三維產(chǎn)品模型的C4P系統(tǒng)、流程工業(yè)綜合自動化的ERP（企業(yè)資源計劃）/MES（過程執(zhí)行系統(tǒng)）/PCS（過程控制系統(tǒng)）、基于先進(jìn)中國管理模式的ERP/SCM/CRM/eB系統(tǒng)、支持整體解決方案的PLM系統(tǒng)與制造網(wǎng)絡(luò)平臺等系統(tǒng)；開發(fā)并提供應(yīng)用軟件、系統(tǒng)集成平臺和制造網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是全面提升企業(yè)的產(chǎn)品創(chuàng)新、管理創(chuàng)新、市場能力等國際競爭力的關(guān)鍵；結(jié)合國家重點行業(yè)和典型區(qū)域的戰(zhàn)略需求，實施10項左右具有帶動意義的重點行業(yè)CIMS和典型區(qū)域制造網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，形成支持制造業(yè)信息化工程實施服務(wù)和制造企業(yè)群體制造協(xié)同的制造網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，提高了我國重要制造業(yè)的國際競爭能力；通過將主題研究開發(fā)成果在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的系統(tǒng)集成和重大集成應(yīng)用，促進(jìn)形成制造業(yè)信息化實施的軟件產(chǎn)業(yè)。

通過“十五”863計劃CIMS技術(shù)主題和制造業(yè)信息化工程的研究開發(fā)和應(yīng)用實施，初步形成支持制造業(yè)信息化工程實施服務(wù)和制造企業(yè)群體制造協(xié)同的多模式、分層次、不同形態(tài)的制造網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，為最終構(gòu)成國家制造網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)奠定堅實的基礎(chǔ)。

3.2主要研究內(nèi)容與關(guān)鍵技術(shù)

CIMS技術(shù)主題研究內(nèi)容的設(shè)立思路為以集成應(yīng)用帶動系統(tǒng)研發(fā)，以系統(tǒng)研發(fā)帶動技術(shù)突破，以原始創(chuàng)新促進(jìn)技術(shù)發(fā)展，以重大應(yīng)用和軟件產(chǎn)業(yè)化工程促進(jìn)制造業(yè)信息化高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的形成和發(fā)展。

本主題的主要研究開發(fā)內(nèi)容包括：數(shù)字化設(shè)計與制造系統(tǒng)、過程自動化系統(tǒng)、企業(yè)管理與電子商務(wù)系統(tǒng)、CIMS平臺、制造網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)以及多個重點行業(yè)CIMS、典型區(qū)域制造網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的應(yīng)用。圖1為本主題的CIMS體系結(jié)構(gòu)。
本主題的主要研究內(nèi)容為：

（1）數(shù)字化設(shè)計與制造系統(tǒng)
主要研究開發(fā)數(shù)字化設(shè)計制造系統(tǒng)（C4P）和重大典型應(yīng)用系統(tǒng)。數(shù)字化設(shè)計制造系統(tǒng)包括以產(chǎn)品3D數(shù)字化模型為主要特征的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分析、工藝設(shè)計、數(shù)控編程（CAx）、產(chǎn)品數(shù)據(jù)和過程管理（PDM）、面向過程的優(yōu)化設(shè)計軟件工具（DFx）等軟件包。重大典型應(yīng)用系統(tǒng)主要面向重大產(chǎn)品虛擬樣機(jī)、網(wǎng)絡(luò)化制造和制造業(yè)信息化中的共性關(guān)鍵技術(shù)，包括基于KBE的系統(tǒng)功能仿真、產(chǎn)品虛擬實驗的虛擬樣機(jī)技術(shù)、制造過程仿真與優(yōu)化的虛擬制造技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下產(chǎn)品協(xié)同設(shè)計與制造準(zhǔn)備等共性關(guān)鍵技術(shù)和高級應(yīng)用軟件系統(tǒng)。#p#分頁標(biāo)題#e#

（2）過程自動化系統(tǒng)
主要研究開發(fā)生產(chǎn)MES、PCS和基于以太網(wǎng)技術(shù)的現(xiàn)場控制系統(tǒng)。其中,MES主要包括先進(jìn)計劃與調(diào)度、先進(jìn)建模技術(shù)與流程模擬、故障診斷與設(shè)備健康維護(hù)以及過程優(yōu)化與價值鏈分析等；PCS主要內(nèi)容包括先進(jìn)控制與優(yōu)化軟件工具、實時數(shù)據(jù)庫要內(nèi)容包括先進(jìn)控制與優(yōu)化軟件工具、實時數(shù)據(jù)庫與監(jiān)控軟件以及基于以太網(wǎng)和無線技術(shù)的現(xiàn)場設(shè)備、標(biāo)準(zhǔn)和控制系統(tǒng)等。

（3）企業(yè)管理與電子商務(wù)系統(tǒng)
主要研究開發(fā)支持企業(yè)現(xiàn)代管理與電子商務(wù)的基于主動成本控制/成本經(jīng)營模式的中國式動態(tài)可重構(gòu)CERP系統(tǒng)和支持企業(yè)內(nèi)外部集成的基于XML的企業(yè)信息化集成平臺，并開發(fā)面向供應(yīng)鏈管理的企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)、面向企業(yè)客戶關(guān)系管理的企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)、面向電子商務(wù)的企業(yè)過程重組的過程建模仿真與優(yōu)化軟件構(gòu)件、面向產(chǎn)品全生命周期的質(zhì)量管理構(gòu)件、商務(wù)智能和群體決策支持構(gòu)件以及相關(guān)重點行業(yè)和典型區(qū)域應(yīng)用等。

（4）IMS平臺
主要研究內(nèi)容包括面向形成行業(yè)整體解決方案，開展企業(yè)建模與診斷、過程管理與知識管理、集成平臺等共性與支撐技術(shù)研究，開發(fā)形成支持CIMS整體解決方案的產(chǎn)品全生命周期管理（PLM）系統(tǒng)，在我國若干個重點行業(yè)進(jìn)行CIMS重大集成應(yīng)用，促進(jìn)重點行業(yè)企業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、產(chǎn)品創(chuàng)新和管理機(jī)制創(chuàng)新，從總體上提高我國企業(yè)的制造水平和能力，增強(qiáng)綜合國力和行業(yè)的國際競爭力。開發(fā)形成支持制造協(xié)同、資源共享、網(wǎng)絡(luò)化集成服務(wù)的制造網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，實現(xiàn)全國制造企業(yè)協(xié)作，為全國制造業(yè)信息化工程提供使能平臺，使所有能夠上網(wǎng)的CIMS技術(shù)、軟件系統(tǒng)、制造資源都要以通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行集成和應(yīng)用，形成區(qū)域異地協(xié)同設(shè)計的制造網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、區(qū)域動態(tài)聯(lián)盟與企業(yè)協(xié)同管理的制造網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、區(qū)域和區(qū)域間資源共享和協(xié)作應(yīng)用的制造網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、區(qū)域制造業(yè)全球采購 科品銷售制造網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、現(xiàn)代物流配送的制造網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)以及基于ASP的網(wǎng)絡(luò)化制造服務(wù)系統(tǒng)等，實現(xiàn)區(qū)域內(nèi)和區(qū)域間的資源共享，提高區(qū)域制造業(yè)創(chuàng)新能力，發(fā)揮區(qū)域制造業(yè)群體優(yōu)勢，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈的形成，從而提高整個制造群體的競爭能力。圖2給出了制造網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)圖。

1.取得的研究和應(yīng)用成果
制造業(yè)信息化是我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的戰(zhàn)略重點，近十多年來，我國對制造系統(tǒng)集成技術(shù)給予了充分重視并進(jìn)行了大量研究開發(fā)與應(yīng)用。自1986年以來，在863計劃的支持下，在發(fā)展CIMS技術(shù)研究、開發(fā)與應(yīng)用方面取得了大量的研究成果和成功實施CIMS應(yīng)用示范工程的經(jīng)驗。其中主要研究與應(yīng)用成果體現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）圍繞著CIMS的相關(guān)單元技術(shù)、系統(tǒng)集成與優(yōu)化技術(shù)，攻克了從產(chǎn)品設(shè)計、制造到生產(chǎn)管理、企業(yè)經(jīng)營的異構(gòu)環(huán)境下的信息集成技術(shù)；研制出了基于軟總線的CIMS集成平臺/框架系統(tǒng)；突破了產(chǎn)品實現(xiàn)過程集成的并行工程關(guān)鍵技術(shù)，許多研究成果達(dá)到了國際先進(jìn)水平。

（2）開發(fā)出了一批有市場競爭能力的目標(biāo)產(chǎn)品，形成包括MRPII/ERR、CAD、CAPP、PDM、RPM、數(shù)控、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、集成平臺/框架、流程行業(yè)生產(chǎn)過程先進(jìn)控制系統(tǒng)等10個CIMS產(chǎn)品系列，重大目標(biāo)產(chǎn)品已占國內(nèi)市場的5％-10％，登記版權(quán)的軟件產(chǎn)品34個，為促進(jìn)形成中國的CIMS產(chǎn)業(yè)打下良好基礎(chǔ)。

（3）在全國20多個省市、10多個行業(yè)的不同規(guī)模、運行機(jī)制、生產(chǎn)模式的企業(yè)中成功實施200多個CIMS應(yīng)用示范工程，有60％的國家重點企業(yè)已經(jīng)不同程度地建立了企業(yè)信息管理系統(tǒng)；有1萬多家企業(yè)通過CAD應(yīng)用程甩掉了圖板，產(chǎn)品的設(shè)計制造周期縮短30％以上，間接或直接取得經(jīng)濟(jì)效益達(dá)100多億元，這些企業(yè)的市場競爭力明顯增強(qiáng)。更重要的是，用CAD、CIMS技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和提高企業(yè)市場競爭力的作用已被國內(nèi)大多數(shù)企業(yè)所認(rèn)識，越來越多的企業(yè)開始自覺地應(yīng)用CIMS技術(shù)實現(xiàn)企業(yè)技術(shù)升級。

（4）我國在流程工業(yè)綜合自動化領(lǐng)域經(jīng)過多年特別是在“九五”計劃期間的研究和攻關(guān)，已積累了大量的科研成果，產(chǎn)生了大批具有產(chǎn)業(yè)化前景的高技術(shù)成果和產(chǎn)品，如集散控制系統(tǒng)（DCS）、現(xiàn)場總線技術(shù)、先進(jìn)控制軟件、實時優(yōu)化軟件、過程管理與優(yōu)化軟件、企業(yè)管理和生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)軟件等，已大大縮短了與國際先進(jìn)水平的差距，其中，DCS在國內(nèi)市場占有率已由過去完全被國外先進(jìn)產(chǎn)品所壟斷到目前達(dá)到35％以上。部分成果達(dá)到國際先進(jìn)水平，并廣泛應(yīng)用于國內(nèi)眾多石化、化工、醫(yī)藥，冶金、建材、輕工等企業(yè)，產(chǎn)生了巨大的企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。#p#分頁標(biāo)題#e#

（5）在網(wǎng)絡(luò)化制造方面開展了深入的研究與應(yīng)用，為進(jìn)一步開展網(wǎng)絡(luò)化制造工程積累了寶貴的經(jīng)驗。

值得一提的是，我國在總結(jié)自己的CIMS研究、開發(fā)與應(yīng)用的基礎(chǔ)上，提出了“CIMS”的新概念及其技術(shù)方法體系，在國際上占據(jù)了一席之地，為制造業(yè)系統(tǒng)集成技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展指明了發(fā)展方向。這些成績?yōu)椤笆濉逼陂g進(jìn)一步發(fā)展CIMS技術(shù)打下了良好的基礎(chǔ)。

2.廣闊的發(fā)展前景
5.1 用CIM技術(shù)改造傳統(tǒng)制造業(yè)有著廣闊的前景
經(jīng)濟(jì)全球化和信息化使制造業(yè)競爭環(huán)境、發(fā)展模式及運行效率與規(guī)模等發(fā)生了深刻變化。對于中國企業(yè)，加入WTO后，將面臨全球范圍內(nèi)的競爭和挑戰(zhàn)。眾所周知制造企業(yè)的產(chǎn)品開發(fā)、制造技術(shù)和能力的提高是競爭的核心要素，因此用高新技術(shù)，特別是信息技術(shù)改造我國傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)有廣闊的發(fā)展前景。近期啟動的國家科技部重大專項“制造業(yè)信息化工程”為用信息化提升和改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)指明了努力的方向。制造業(yè)的信息化包括：以CAD為代表的設(shè)計信息化（數(shù)字化設(shè)計）、以NC、PCS為代表的制造信息化（數(shù)字化制造）、以ERP為代表的管理信息化（數(shù)字化管理）、以O(shè)A為代表的管理信息化（數(shù)字化管理）、以O(shè)A為代表的辦公管理信息化（數(shù)字化辦公）、以CIMS為代表的企業(yè)信息化（數(shù)字化企業(yè)）、以eB為代表的企業(yè)間協(xié)同信息化（數(shù)字化商務(wù)）。由此可見，CIMS技術(shù)是制造業(yè)信息化的高級階段，用CIMS技術(shù)改造傳統(tǒng)制造業(yè)有著廣闊的前景：

（1）數(shù)字化設(shè)計與制造系統(tǒng)技術(shù)  如基于3D數(shù)字化模型的產(chǎn)品設(shè)計、結(jié)構(gòu)分析、工藝設(shè)計、　　數(shù)控編程、產(chǎn)品數(shù)據(jù)和過程管理管理技術(shù)等，將提高生產(chǎn)設(shè)備的數(shù)字化程度，不僅大幅度提高企業(yè)的新產(chǎn)品開發(fā)和制造水平，增強(qiáng)企業(yè)的產(chǎn)品創(chuàng)新和技術(shù)創(chuàng)新能力，而且將大大提高原材料向產(chǎn)品轉(zhuǎn)化的效率，改善產(chǎn)品質(zhì)量、交貨期、成本等主要競爭要素。

（2）過程自動化系統(tǒng)  是提高流程工業(yè)企業(yè)效益的關(guān)鍵。流程工業(yè)過程優(yōu)化與執(zhí)行系統(tǒng)，過　　程控制軟件及新一代現(xiàn)場控制系統(tǒng)的研發(fā)與應(yīng)用將直接決定我國過程工業(yè)參與國際競爭的能力。我國流程工業(yè)總體勞動生產(chǎn)率只及國外先進(jìn)水平的20％-30％，因此“十五”期間將會大量應(yīng)用高端先進(jìn)控制技術(shù)、過程優(yōu)化與執(zhí)行系統(tǒng)軟件等。

（3）企業(yè)管理與電子商務(wù)系統(tǒng)  如ERP、CRM、SCM等，將幫助企業(yè)優(yōu)化配置各類制造資源，實現(xiàn)集約化運行，并且提高與其它企業(yè)的合作能力；又如電子商務(wù)務(wù)平臺系統(tǒng)將成為企業(yè)開拓市場的有效手段。在網(wǎng)絡(luò)上尋找客戶、供應(yīng)商和分銷商，成原材料采購、產(chǎn)品銷售和交易結(jié)算將成為越來越多的國內(nèi)企業(yè)開拓市場和開展商務(wù)的主要方式。

（4）支持整體解決方案的PLM系統(tǒng)平臺和區(qū)域制造網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)  將集成企業(yè)系統(tǒng)的各個應(yīng)用，幫助企業(yè)實現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期內(nèi)各階段功能活動和資源的動態(tài)集成，支持企業(yè)內(nèi)部與企業(yè)之間的協(xié)作。企業(yè)內(nèi)部軟/硬件資源的集成與優(yōu)化運行、建立企業(yè)動態(tài)聯(lián)盟和企業(yè)間協(xié)作網(wǎng)絡(luò)都對PLM和制造網(wǎng)絡(luò)平臺提出了強(qiáng)烈的技術(shù)需求。

而基于以上幾個軟件系統(tǒng)的CIMS技術(shù)在重點行業(yè)和典型區(qū)域的重大集成應(yīng)用將對我國制造業(yè)產(chǎn)生巨大的推動作用：
1.航空、航天、家電、信息、石化、冶金、船舶、汽車、重大裝備、模具等重點行業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的重要支柱。重點行業(yè)CIMS的實施，將依靠數(shù)字化設(shè)計與制造、過程自動化、企業(yè)管理與電子商務(wù)、CIMS技術(shù)、工具和集成平臺等技術(shù)，形成一套支持重點行業(yè)信息化的整體解決方案，促進(jìn)重點行業(yè)企業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、產(chǎn)品創(chuàng)新和管理機(jī)制創(chuàng)新，從總體上提高我國企業(yè)的制造水平和能力，增強(qiáng)綜合國力和行業(yè)的際競爭力。

2.我國區(qū)域制造業(yè)存在小而全、資源重復(fù)分散、缺乏群體與規(guī)模優(yōu)勢、協(xié)作能力差、區(qū)域國際競爭力不強(qiáng)等問題。根據(jù)區(qū)域制造業(yè)的特點和國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，CIMS主題將一方面在其平臺等系統(tǒng)開發(fā)的基礎(chǔ)上，選擇若干典型區(qū)域，結(jié)合區(qū)域特色，開發(fā)區(qū)域設(shè)計制造資源庫、知識庫和相關(guān)的應(yīng)用工具及構(gòu)件等，形成區(qū)域異地協(xié)同設(shè)計制造應(yīng)用系統(tǒng)、區(qū)域動態(tài)聯(lián)盟與企業(yè)協(xié)同管理應(yīng)用系統(tǒng)、區(qū)域和區(qū)域間資源共享和協(xié)作應(yīng)用系統(tǒng)、區(qū)域制造業(yè)全球采購和產(chǎn)品銷售應(yīng)用系統(tǒng)、現(xiàn)代物流配送應(yīng)用系統(tǒng)以基于ASP的網(wǎng)絡(luò)化制造服務(wù)系統(tǒng)等；另一方面結(jié)合典型區(qū)域進(jìn)行CIMS的集成應(yīng)用，實現(xiàn)區(qū)域內(nèi)和區(qū)域間的資源共享，提高區(qū)域制造業(yè)創(chuàng)新能力，發(fā)揮區(qū)域制造業(yè)群體優(yōu)勢，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈的形成。從而促進(jìn)區(qū)域制造業(yè)資源空間配置效率的提高、促進(jìn)區(qū)域間制造業(yè)的聯(lián)合與協(xié)作、促進(jìn)具有競爭優(yōu)勢的制造業(yè)產(chǎn)業(yè)群的形成，提高區(qū)域國際競爭能力，同時促進(jìn)制造業(yè)信息化軟件產(chǎn)業(yè)和咨詢服務(wù)業(yè)發(fā)展。#p#分頁標(biāo)題#e#

|總之，用CIMS技術(shù)改造中國傳統(tǒng)制造業(yè)有著廣闊的前景。在總體發(fā)展戰(zhàn)略和系統(tǒng)發(fā)展模折指導(dǎo)下，以五個專題為核心，通過競爭驅(qū)動、系統(tǒng)發(fā)展、信息帶動、升級跨越，我們必將能夠用CIMS技術(shù)帶動制造業(yè)信息化，以信息化帶動工業(yè)化，最終實現(xiàn)制造業(yè)的信息化、工業(yè)化，從而增強(qiáng)綜合國力和制造業(yè)企業(yè)的國際競爭力。

5.2  CIMS對復(fù)雜制造系統(tǒng)的求解框架
CIMS為復(fù)雜制造系統(tǒng)求解提供了一個基本框架——多層面的綜合集成及綜合管（理）控（制），如圖3所示。

其中管理層、方法論層、實現(xiàn)技術(shù)層、數(shù)學(xué)等理論工具層面分別是從宏觀層面、技術(shù)的宏觀層面和微觀層面提出的。

管理層主要是指先進(jìn)的管理理念，如集成制造、（推式）計劃的生產(chǎn)組織、精良生產(chǎn)與“拉式”生產(chǎn)組織、經(jīng)營過程重組、協(xié)作生產(chǎn)的組織模式。這些理念與計劃經(jīng)濟(jì)的生產(chǎn)模式和管理方法是對立的。

方法論層 主要是體系結(jié)構(gòu)的概念（系統(tǒng)結(jié)構(gòu)）、開放系統(tǒng)的概念標(biāo)準(zhǔn)化。企業(yè)建模的方法論包括如功能模型、信息模型、決策模型、組織模型、資源模型、動態(tài)模型等。方法論不在數(shù)學(xué)層次解決問題，重要的在于將問題納入一個正確的方向。多數(shù)情況下，方法論主要還在定性階段。
實現(xiàn)技術(shù)層主要用于解決如何建立一個現(xiàn)代化的制造企業(yè)。CIMS的“現(xiàn)代”是指：數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、虛擬化、智能化、綠色化與集成化。“六化”是“現(xiàn)代”的主要技術(shù)特征。實現(xiàn)技術(shù)主要包括：基礎(chǔ)信息化、信息集成、并行工程（過程的重建和優(yōu)化）、虛擬制造和敏捷制造。

5.3 CIMS應(yīng)用實施中值得注意的問題
CIMS技術(shù)作為863高技術(shù)計劃自動化領(lǐng)域的主要研究目標(biāo)是開發(fā)提高制造業(yè)企業(yè)競爭力的戰(zhàn)略和前沿技術(shù)，10多年以來在企業(yè)應(yīng)用中取得了顯著的成果，有著廣闊的發(fā)展前景。如何用CIMS技術(shù)實現(xiàn)制造業(yè)的跨越發(fā)展？在研究和實施CIMS時需要注意以下幾個問題：
（1）我國企業(yè)面臨嚴(yán)峻形勢系統(tǒng)觀點，即“綜合治理”和“系統(tǒng)發(fā)展模式”，是觀察、分析和提高企業(yè)競爭力的有效方法。制造業(yè)的競爭力問題是個綜合性問題，各種有效的辦法一起上，不能分散的各行其是。

（2）我國企業(yè)競爭力的提高既要借鑒發(fā)達(dá)國家的經(jīng)驗，更應(yīng)該結(jié)合國情和廠情企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營中的瓶頸分析必須做好。

（3）在CIMS的需求分析與實施過程中，加強(qiáng)理論和方法上的指導(dǎo)，充分重視對實施過程的管理如充分利用企業(yè)建模、診斷技術(shù)和工具，對企業(yè)的現(xiàn)有業(yè)務(wù)流程進(jìn)行建模與分析，并對BPR方案進(jìn)行仿真優(yōu)化，為企業(yè)管理層的決策提供科學(xué)的依據(jù)。

（4）對我國多數(shù)企業(yè)新產(chǎn)品開發(fā)能力弱，管理粗放是主要問題。因此宜于采用旨在提高產(chǎn)品設(shè)計能力和現(xiàn)代管理的各種技術(shù)、車間層宜“適度自動化”。提倡針對企業(yè)的實際需求和關(guān)鍵瓶頸問題，有選擇地應(yīng)用CAD/CAM、PDM、CE、VM、MRP II、ERP、BPR、AM等先進(jìn)技術(shù)。從整體上說，應(yīng)用CIMS技術(shù)是實現(xiàn)我國傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)工業(yè)化與信息化相結(jié)合的良好切入點，也是實現(xiàn)信息化帶動工業(yè)化的一條有效途徑。

（5）要轉(zhuǎn)變觀念科技界要從國民經(jīng)濟(jì)、國家安全的急需去尋找思路，克服計劃經(jīng)濟(jì)的影響。從技術(shù)到技術(shù)，解決不好我國制造業(yè)的生存和發(fā)展問題。領(lǐng)導(dǎo)部門和企業(yè)界也要擺脫計劃經(jīng)濟(jì)模式的影響，要從現(xiàn)代化管理和高技術(shù)中尋找企業(yè)生存發(fā)展的道路。十我863計劃的實踐，我們在技術(shù)與經(jīng)濟(jì)的結(jié)合中學(xué)到并實踐了幾條最主要的認(rèn)識，這是觀念上的重大進(jìn)步：基于國情——我國企業(yè)的瓶頸分析使我們走了一條與美國既有相同之處又有許多不同的創(chuàng)新之路；樹立“企業(yè)說好，才是真好”的應(yīng)用技術(shù)評價標(biāo)準(zhǔn)；以企業(yè)效益、企業(yè)競爭力作為技術(shù)實施的最終目標(biāo)。

（6）要避免不問市場  單純提高裝備及工藝能力，花巨資引進(jìn)，導(dǎo)致技改“早改早死，晚改晚死，不改等死”——傳統(tǒng)的技改觀念造成的對技術(shù)進(jìn)步的誤解；避免“小而全”、“大而全”的生產(chǎn)模式，“肥水不流外人田”；避免只依靠基于“廉價勞動力和批量生產(chǎn)”的價格戰(zhàn)，而不依靠產(chǎn)品開發(fā)及科技進(jìn)步；避免制造學(xué)科中部分存在的與經(jīng)濟(jì)建設(shè)脫節(jié)，狹隘的門戶觀念以及保守性，妨礙了學(xué)科和技術(shù)的滲透、集成。#p#分頁標(biāo)題#e#

（7）加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研的結(jié)合  充分發(fā)揮集成與協(xié)作的優(yōu)勢是符合我曙當(dāng)前現(xiàn)狀的有效方法，也是提高企業(yè)CIMS實施的成功率和效益的可行方法。