我国CIMS工程应用概况

我国CIMS工程应用概况

 


  从1989年至今,已有20家企业先后被选作863/CIMS典型工厂。有40多家企业在十个省(市)开展了CIMS推广应用工作。这些企业覆盖了多种类型的机械制造(包括单个、多品种、小批量、大批量等类型),飞机、汽车、电子、家用电器、服装、通讯、石化、冶金、煤炭、化工等行业。

  随着工作的不断进展深入,863自动化领域首席科学家蒋新松同志归纳提出了对应用工程必须贯彻“效益驱动”的原则,工程项目只许成功不许失败,要尽快把成熟技术用于工厂急需,又有基础,有较大的成功把握,并能带来效益的项目。

  第一批“突破口”项目包括沈阳鼓风机床厂和成都飞机工业公司,这三个企业的共同之处是很早就开始了技术改造,引进了不少数控机床与计算机等,并用计算机做了一些工作,从局部看,虽然在各个单元技术如管理信息系统、CAD/CAM以及制造设备等方面取得了一些成绩,也体现了计算机的优越性,但是,始终没有构成一种整体集成优势,使原有的投资不能发挥应用的效益。

  北京第一机床厂是我国最大的铣床制造厂,是我国机床行业的大型骨干企业,年生产各种铣床达40—60个品种3000余台,产品也累计达400多个品种。该厂1990年被国家科委定为CIMS单元技术应用工厂,1993年被定为第一批突破口企业。

  北京第一机床厂自“七五”以来先后引进了CAD,MPP_II,FMS等基础单元技术。在过去的20多年来,由于产品的销路和原材料来源稳定,产品单一,发展的压力不大。随着改革开放的进行,机床行业逐步开放,国外的机床行业不断冲击国内的市场,使他们感到巨大的压力。使他们深有感触的是1988年一次与国外的同行业的竞争,我国铁道部开展国际招标,生产4台道叉车床。北京一机床同法国、德国、日本等企业争标,结果日本一家企业取胜,取胜之本则是交货期比北京一机床少5个月。在当今日益激烈的市场竞争中,产品的上市时间、质量、成本、服务等都是赢得胜利的决定因素,而放在首位的就是上市时间。

  北京第一机床厂的CIMS应用工程实施以后,大大提高了参与国际市场竞争的能力。目前该厂已初步建成管理信息系统、工程设计集成系统和制造自动化系统并投入使用,从信息流与物流的初步集成上打通了一条柔性制造线。1995年8月美国制造工程学会(SME)的高级官员来北京一机床考察,一位美国CAD方面的专家草拟了一个箱体零件图,由CAD特征造型出正式图,同时产生了加工要求,随后系统自动生成该零件的加工工艺,刀具清单和NC程序,通过网络输送到柔性加工车间,当SME官员还未从车间离开,零件已加工完毕,前后不过两小时,充分显示了集成制造的高效率。许多外商在参观了北京一机床厂后,对厂的整体能力和技术水平非常信服,有的外商不仅订购加工中心,还要定购柔性制造线。

  沈阳鼓风机厂也是我国较早使用计算机的企业,它生产的透平压缩机、电站轴流机和大型高速透平鼓风机在国内市场占有率分别稳定在90%、50%、和70%左右。在国际市场,其各类分机设计制造和质量水平达到80年代国际同类水平,部分产品性能和稳定性超过当今国际水平。沈阳鼓风机厂的产品多为单件,小批量。在实施CIMS之前,应变能力差,使企业在同行厂家为12个月,产品供货周期长,沈阳鼓风机厂的供货周期为18个月,而国外同行厂家为12个月,产品供货周期普遍较国外长1/3。二是报价速度慢,在国际招标中,由于有的大型产品、零件多达1。5万个,靠人力报价,即不准确又速度慢,往往坐失良机,三是新产品开发速度慢,难以满足国内外市场的需求。

   从1990年沈阳鼓风机厂被国家科委批准为CIMS应用工厂以来,沈阳鼓风机厂的工业总产值连年上升,尤其1993年实施突破口工作以来,更有明显的增长,1990年至1994年期间,工业总产值平均增长速度为24.3%,固定资产原值增长速度为17.6%,而职工人数平均增长速度为1。95%,他们认为CIMS工程的实施给企业带来了技术与管理的进步和明显的经济效益。

  目前,沈阳鼓风机厂产品的供货周期已从18个月缩短为10—12个月,产品报价周期从6周缩短为2周,均达到国际同行标准,新产品设计周期从过去的6个月缩短到3个月。

  成都飞机工业公司是我国设计、研制和生产军用飞机的主要基地之一。改革开放以来,成都飞机工业公司逐步实现了从单一军品生产型向军民结合生产经营型发展的战略转产。虽然他们自1978年以来,已采用计算机和数控技术,但由于信息没有集成,资源不能共享、整体文件管理功能,使得工艺人员的劳动强度高、功效低,且不能确保工艺规程的标准化、规范化,不能适应新机型生产试制技术准备工作的需求。飞机加工车间的数控机床虽已初具规模,但靠常规的计划管理和以单个机床为单元组织生产,难以充分发挥综合生产能力。

  由于CIMS的实施,成都飞机工业公司取得了明显的经济效益。目前成都飞机工业公司已成为合格的飞机部件国际承包商。麦道机头装配周期从12个月缩短到6个月,库存积压下降20%。实现了按时按质交货,累计创汇已超过1000万美元,其中外购费用只占1/4,效益回报率很高。军用飞机系列生产周期从18个月缩短到12个月。随着飞机性能提高,一个整体框架加工采用CIMS技术,不需专用工艺装备,80个工时可完成编程和加工,包括生产准备工作在内共需160工时。而上一代同类框架则由78项零件组成,总工时需要350工时,还需要70套、加工费时1500制造工时的工艺装备。 在CIMS技术的支持下,成都飞机工业公司适应空军和国际市场用户的需求,快速改进改型的应变能力大为提高。

  有些人认为CIMS只适用于大中型企业,是一种巨额投资的高科技项目,经济实力比较弱的中小企业似乎无法问津。但实际上,CIMS是一种以计算机技术作为手段,把企业内各个部分、各种技术集成成为一个整体优化的一种生产模式,所以不受企业规模的限制。在CIMS典型应用工厂中,有一家200余人的企业—杭州三联电子有限公司。

   杭州三联电子有限公司是一家生产单面印刷线路板(PCB)为主的工厂,主要客户是全国各大电视机厂家及其它厂家。随着电子及微电子技术的飞速发展,电子产品的设计与开发、加工、测试、质量诸方面都提出了更高的要求。即产品翻新快,生产周期越来越高。杭州三联电子公司把实施CIMS工程当作企业生存发展的战略武器。他们在浙江大学专家的协助下,彻底改革掉数控模具机床和X—Y编辑机那种陈旧的信息交换方式,改由可靠方便的计算机系统控制。实现了PCB—CAD/CAM系统的信息集成,并使CAD系统输出的模具加工数据直接可以控制模具机床,缩短了数据准备的时间,提高可靠性。他们还利用浙江大学“八五”攻关的科技成果,进一步开发出高精密印刷板新品种。由于完成了公司制作底片的能力和速度,为众多客户开发,从原来的20天左右缩短到现在的2—3天。由于完成了PCB—CAD/CAM系统信息集成,批量印制板生产所需的模具加工时间,从原来的18天缩短到5天,提高了企业对客户需求的快速响应能力,增强了企业竞争能力。

  在当今的世界市场上,用户对商品的需求日益多样花,要求产品更新换代越来越快。一个电视机新品种迟投放市场一个月就损失市场占有率1/3。而电视机的生命周期从以前的一年、半年缩短到3个月。三联公司把印制板新产品开发从20天缩短到2、3天,等于使整机床厂新产品试制提前18天投放市场,从而提高了我国电子产品在世界市场上的竞争力。

  在实施CIMS工程的一年里,三联公司人数增加了15%,产量提高60%,销售金额增加70%,人均利税居同行榜首。 东风汽车公司是我国汽车行业的特大型骨干企业,年产各类汽车18万辆,由36个专业厂组成。90年代,国际汽车行业的生产技术水平已达到一个全新的高度,国内汽车行业也将在新的起点上竞相发展,对东风汽车公司来说,这是关系企业前途、兴衰成败的关键时期。

  东风汽车公司是一个大型企业,很难在整个公司实施CIMS时一步到位。因此他们首先在产品开发和生产的瓶颈上开展CIMS单元技术应用,然后逐渐在公司内延伸和扩展CIMS应用。这样既解决了产品开发和生产的急需,又能从取得的经济效益中及时回收投资,为进一步发展CIMS积累资金。

  汽车车身的开发和覆盖件模具的设计制造是影响汽车改型换代的瓶颈。传统的车身设计复杂程度高,设计周期长,传统车身设计传递给模具设计的产品信息多数只做到二维的;这样冲模设计制造难度长、周期长、精度低。东风汽车公司应用CIMS技术,首先就是要突破这一瓶颈环节,东风汽车公司的CIMS应用工程主要在其下属的技术中心和冲模厂实施。在技术中心的车身设计采用CAD,在冲模厂的车身覆盖件模具的设计制造中采用CAD/CAPP/CAM,实现从车身设计到模具设计制造的信息集成,缩短车身开发时间和生产准备时间,增强开发新车型的能力,提高产品质量,从而为实现东风汽车公司的发展目标创造条件,为企业的长远发展注入新的活力。

  从1991年开始,经过几年的努力,东风汽车公司CIMS应用工程已取得可喜成果。车身设计工作量的60%采用CAD完成,设计效益提高了40%。采用CAPP技术生产500多套模具,使工艺设计效率提高一倍。东风汽车公司已将CIMS技术应用于两种新车型的开发,并将使每种新车型提前一年投产上市。CIMS技术在这两种新车型上将创效益3400万元。 东风汽车公司冲模具厂在利用CAM方法加工的主模型件中,有7件已支付至日本最大的汽车模具生产厂家之一获原铁工所。加工的高质量和高水平,受到了日本专家的赞许。验收主模型的日本专家,在来厂之前一直很当心主模型的加工质量,估计一定会存在问题。当亲自见到东风汽车公司冲模厂的主模型时,十分惊讶,赞扬加工质量达到了日本工司的水平。仅经过半天时间的检查,全部主模型验收合格,均被评为优等品。

  在纺机行业中,上海二纺机股份有限公司,郑州纺织机械厂也已实现初步信息集成,达到缩短生产周期、提高质量、降低成本的目的。

  上海二纺机CIM应用工程支持的国家“七五”期间重点技改项目之一自动络筒机在较短时间内投产,其中利用不同的CAD系统的转换技术,自动转换5700张图纸信息。136张钣金CAD展开图信息转换成DXF文件,输入FMS—2的CAM系统,自动生成NC程序并完成优化排料。1994年下半年上海二纺机共制造自动络筒机22台,产值达2900万元。利用CIMS技术使产品交货期缩短,以目前的主导产品细纱机交货期的缩短最为明显,从以前的5个月缩短到3。5个月。

  郑州纺织机械厂由于提高了设计制造能力,新产品由原来的每年16种,逐步提高到每年20种左右。新产品的开发周期也由过去的8个月缩短到4个月。

  863/CIMS应用工程的实施有力的推动了这些企业技术与管理水平的提高。我国CIMS应用工程的目标是在不同行业中、选择具有不同基础条件、采用不同实施方案、建立一批各具示范特色的CIMS应用企业,并且在更广泛的范围内推广应用,以取得更显著的效益。

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