制造过程是制造企业运营的核心过程,它承担着将市场需求物化成实物产品的任务。企业的生存发展、壮大与企业提供产品的速度质量等及时满足瞬息万变的市场需求息息相关。因此,自20世纪中后期,相继出现了JIT(准时生产制)LEAN Production(精益生产)OPT(最优生产技术)、AM(敏捷制造)、CIMS(计算机集成制造系统等各种先进的生产方式,一直沿用至今,并在制造领域取得了非常明显的效果。
一般来讲,制造企业现代化的实现,都会不同程度地实现上述先进的生产方式。但是,不论哪种先进的生产方式,企业都需要使生产的各个环节由粗放走向精细,由粗放走向精细的过程是一个企业信息量和数据急剧增长的过程。信息量和数据的大大增加远远超出了人们日常的处理能力,这也就是JIT、LEAN、OPT等在批量、工艺稳定的生产方面取得成功的原因。
现代市场对产品的交付周期要求越来越短,对产品的差异化和定制化要求越来越高,因此,不但传统的大批量生产需要改变,即按客户需求不断地变换品种、调整批量,而且类似军工产品的多品种、小批量生产也要在交付周期上快速跟上市场的节奏,最终形成不同程度的多品种、变批量、柔性化、按单生产、快速交付的生产模式。这样一来,导致企业需要日常处理的信息量越来越大,数据越来越多,为了适应市场需求的快速变化,AM、CIMS等基于计算机技术的数字化制造模式便应运而生。
计算机技术的快速发展和深化应用逐渐改变了人们日常的工作方式。计算机系统强大的数据处理能力为满足企业对不断增加的数据进行有效、快速处理提供了便利的手段,制造企业要想在市场竞争白热化的今天立于不败之地,实施基于计算机系统的信息化建设是必由之路。
中国已成为当今世界的制造大国,但绝大多数中国企业的制造过程仍然是粗放式的,没有形成快速满足市场需求的核心制造能力。欧美等制造强国的公司(如空客、波音等)已经开始并正在实现基于虚拟制造技术的虚拟企业,而我国的企业还没有建立起一整套数据处理的信息化体系,因此,实施数字化制造,实现现代化跨越,将中国建设成为世界的制造强国,不但是中国制造企业的内在需要,也是时代赋予当代中国企业的重要使命。
传统制造过程存在的问题
根据市场需求,企业设计部门进行新产品设计、改型或沿用定型产品,设计输出全套的工程图纸和设计说明书;工艺部门依据工程图纸和设计说明书编制加工和装配工艺,即确定制造方法和制造资源;生产部门依据企业能力下达采购、外协、生产计划和内部生产单位的作业计划生产单位(一般是分厂或车间)按照工艺要求和作业计划进行作业排程车间工段进行每天的任务分配和生产组织;操作工人接受任务后按照工艺要求进行生产准备,然后进行零件加工或产品装配,交付零件或产品。
这是一个典型的设计制造流程,其中从工艺部门确定制造方法到交付零件或产品是一个完整的制造过程。在整个设计制造过程中,我们会碰到很多实际存在的问题。
(1)设计、工艺串行工作时间长、沟通难。设计图纸和资料首先经过签审,然后转入工艺部门,但通过纸质的工程图纸和设计资料,工艺人员无法准确判断设计意图能否在制造过程中正确实现,只能通过实际生产将随时发现的问题向上反馈,而此时实物生产已经发生,若出现颠覆性的问题,将导致重复生产,从而推迟了产品交付周期并造成浪费。


