理论教育 军工智能制造与信息化建设

军工智能制造与信息化建设

时间:2023-05-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:智能制造在军工制造业的演进与发展,是军工企业信息化建设的必然结果。图1.2-1制造业信息化的发展阶段军工企业的内部业务和外部业务,构成了企业信息化最基本的内涵。因此,军工企业的信息化建设,主要是围绕企业的业务而展开。需要指出的是,在军工企业的整个信息化建设改造中,工业软件扮演了一个非常关键的角色,可以说支撑了军工企业的数字化发展。

军工智能制造与信息化建设

智能制造在军工制造业的演进与发展,是军工企业信息化建设的必然结果。

通过如图1.2-1所示的制造业信息化的发展阶段,可以看到制造业信息化如何从数字化走到网络化,再走到智能化。

图1.2-1 制造业信息化的发展阶段

军工企业的内部业务和外部业务,构成了企业信息化最基本的内涵。因此,军工企业的信息化建设,主要是围绕企业的业务而展开。这里面包含了两个层次的建设内容:内部信息化和外部信息化。

内部信息化包括研发信息化、产品信息化、生产信息化、管理信息化以及业务流程和组织再造,简称“四化一再造”。其中,产品信息化主要是指带有嵌入式系统的产品,其复杂程度各不相同。

外部信息化主要是指与企业关联的上游供应链和下游产品需求使用方关系的问题,上游包括原材料、零部件、工艺装备等,下游则与产品使用、维修保障等相关联。

军工企业信息化最早就是从数字化开始的。计算机刚刚发明的时候,本来是做科学计算的,很快就被用来做业务处理,提升管理效果。这是一个从下往上发展的过程,开始是做一些数据处理系统,如财务管理,包括一些统计报表处理;随后,逐渐上升到管理层,也就是开发管理信息系统(MIS),从财务管理、人事管理,到生产管理,一层层往上走;最后,上升到了决策层和开发决策支持系统(DSS)。因此,企业信息化建设,一开始就是处在数字化时期,此后逐步发展到网络化、智能化。

——数字化起步。通过信息化条件建设,数字化对传统军工企业的改造效果是显而易见的。比如,武器装备科研、生产制造环节使用的数控机床,从一轴到三轴、五轴、七轴,对军工制造企业的生产效率和业务流程产生了革命性的影响;又如,各种各样的计算机辅助系统,从计算机辅助设计(CAD)到计算机辅助工程(CAE)、计算机辅助制造(CAM)等,都对提高军工企业的核心能力产生了深远的变革。

需要指出的是,在军工企业的整个信息化建设改造中,工业软件扮演了一个非常关键的角色,可以说支撑了军工企业的数字化发展。但不足之处是,目前,中国制造业体量世界第一,占世界制造业份额的20%,但工业软件90%以上依靠进口,稍微复杂一点的,都不是国产;而且,中国工业软件的市场份额,仅占世界工业软件市场份额的1.7%。未来中国制造业、国防工业的发展,背后的根本支撑,很大程度上取决工业软件。今天在讨论中国还不能生产的工业产品时,很重要的原因,就是没有相应的工业软件支撑的制造设备。集成电路有很多难以突破的核心技术。其中,集成电路的设计就是重要的一环。高端集成电路的设计图纸,人工是画不出来的,是靠计算机辅助设计软件画出来的。没有最先进的这种软件,就不可能设计出最先进的集成电路。如果国外只卖给我们前二代、前三代的设计软件,那么中国也就只能去设计前二代、前三代的相关产品。工业软件的重要性由此可见一斑。(www.daowen.com)

目前军工信息化建设中,已经投入了大量的财力和人力,在设计、生产制造、管理、装备、集成上采购了许多软硬件技术产品,包括计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助工艺规划(CAPP)、计算机辅助工程(CAE)、计算机辅助制造(CAM)、产品数据管理(PDM)、产品全生命周期管理(PLM)、制造执行系统(MES)、办公自动化(OA)、企业资源计划(ERP)、供应链管理(SCM)等,主要目的就是将信息技术、自动化技术、现代管理技术与制造技术这四大技术相结合,实现设计制造的数字化、生产过程的自动化、制造装备的数字化、咨询服务的网络化和企业管理的信息化。但是,在实现方面主要还是采用的国外体系和标准,从底层基础软件到上层专业设计制造软件,大部分采用的还是国外的软硬件产品(如表1.2-1所示),从本质上来说核心技术和关键产品受制于人,安全不可控。

表1.2-1 制造信息化主要软硬件产品列表

续表

——网络化崛起。20世纪90年代初,互联网开始在全球普及,企业的网络化也随之快速发展。除了应用互联网之外,企业的网络化有两个主要的方向。一是内部网,即将企业内部各个部门和下属单位所有的信息系统全部连在一个网上,这样极大地提高了企业内部业务的运行效率和有效性。另外一个是外部网,即把企业内部网的一部分向外部合作单位开放,求得横向打通,做到外部信息系统的一体化。经过“十一五”以来的信息化建设,军工信息化的发展存在两个不足之处。一是网络化的内向性,比如很多军工企业只做了内部网,几乎没有做外部网,这种情况与军工业务保密特殊性有关;二是业务智能的使用,在军工行业发展缓慢,这可能是因为“拍脑袋做决策”已经成为习惯。

制造业网络化带来的重大技术突破,至少表现在三个方面。一是关联设计系统。在虚拟设计与制造的环境下,网络可以支持成百上千个在线用户同时进行实时设计,使一个系统或者一台装备的总体、子系统之间的三维设计结果相互关联。二是网络化协同平台,网络化带来的不仅仅是交换信息,而且可以带来人员的协同工作。如2000年9月,以波音、洛·马、雷神、BAE及R&R等为代表的美、英航空巨头,发起组建了大名鼎鼎的Exostar,探索航空行业的供应链网络协同。目前,通过Exostar进行供应链管理和协同的有六大主制造商,涵盖16 000个不同规模的专业供应商。随后,欧洲航空企业的空中客车、达索航空、赛峰和泰雷兹,也跟随美国竞争对手的脚步,发起设立了一个属于欧洲航空工业的网络化协同制造平台(Boost Aero Space),于2011年正式对行业内客户提供服务。三是全三维标注技术。任何一个产品只要把三维图做出来,零部件的图纸就可以利用计算机软件和系统自然而然地分解和生成,这就使得企业得以形成单一的数据源管理。近几年,美国国防部和NASA非常重视的数字主线(Digital Thread),也正是三维标注技术的发展和延伸。

——智能化发展。企业智能化的发展起源,可以回溯到20世纪60年代初。

本质上,制造业的智能化和数字化基本上是同步的,不过在早期,只是单机或者单台设备。比如,像CAE这种非常复杂的软件,需要把计算、工程知识和人类的经验,都融合在里面。因此,工业软件并不简单是软件,而是一门非常精深的工业软件和行业学问。就智能化而言,若从数据处理的角度来看,早期业务智能(Business Intelligence)也是很重要的一个发展。

判断制造企业的智能化发展,需要回归到智能化的概念上来。2005年,美国总统信息技术咨询委员会提出,计算科学是由三个不同的元素组成的:计算机与信息科学、建模与模拟软件和计算的基础设施,这三点缺一不可。从计算科学的角度出发,智能化实际上包含四个基本的要素:模型、算法、软件和数据。研究任何一个问题,必须首先要把物理问题的数学模型构造出来。之后需要有一套模型计算的算法,例如各种微分方程和代数方程的求解;需要形成可以按算法重复执行计算的软件;而在计算的时候,则需要大量的数据处理和分析。如果只是做了信息的采集、存储、处理、检索和利用,这不是智能的系统,而只是一个简单的信息系统;即使把它们都连成网络了,仍然只是一个联网的信息系统,而不是一个智能的系统。因此,判定一个企业信息化发展是否真正到了智能化的程度,需要从这四个方面去评估。目前,一些制造企业搞智能制造,开展智能工厂建设,如果需要仔细推敲其真伪,最好的衡量方法,就是利用这把具有四个维度的尺子。

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