自动化领域主题之一 CIMS推动中国制造业

　　八六三（高技术研究开发计划）实施至今已有二十年了。CIMS（计算机集成制造系统）工程是八六三计划自动化领域的两个主题之一，业界不少人应该有所了解。 在我们的生活中，无论是飞机、汽车、轮船，还是冰箱、电视、洗衣机，甚至用于加工制造这些产品的机器，都可以是CIMS技术支持下的产物。

　　在十几年前，一位副厂长面对来厂考查的CIMS专家瞪大了眼睛：“什么？席梦思（CIMS），这跟我有什么关系。”

　　这是一个真实的笑话，20年前提到CIMS，别说工业界感到陌生，就是在科技界知道CIMS的人也不多。

　　用CIMS别无选择

　　2006年3月的一个上午，记者来到位于清华大学的国家CIMS工程技术研究中心，在一间充满阳光的办公室中，听清华大学自动化系教授、博士生导师、中国工程院院士吴澄，这位在中国CIMS的科学研究中做出了巨大贡献的首席科学家，回忆当年从事CIMS研究和推广细微而又深入故事。从吴澄的介绍中，记者可以体会到他对这个领域深切的热爱。

　　吴澄介绍说，CIMS的概念起源于美国军方，用于轰炸机、巡航导弹等武器研制。随后，20世纪80年代的石油危机成为CIMS民用化的契机。在石油危机后，油价上涨使美国人开始倾向于购买小排量的汽车。日本汽车制造商的省油设计理念，使日本汽车大量进入美国。

　　而由于当时美国汽车业没有大量应用信息系统，汽车公司如果开发一辆新车，从设计到生产需要48个月，这远远赶不上市场变化的速度。不仅是在汽车行业，在高技术各个领域，日本追赶美国的势头日益强劲。美国在与日本制造业的竞争中，并没有太多的竞争优势。在当时的美国报纸上出现了“用CIMS别无选择”的呼声，在这样的情况下，CIMS开始在美国大量采用。

　　CIMS到中国

　　1986年，为了迎接全球新技术革命和高技术竞争的挑战，加快我国高技术及其产业的发展，邓小平同志根据四位科学家的建议，亲自批准启动了我国高技术研究发展计划，即863计划。

　　CIMS主题是“八六三”计划自动化领域中的一个主题。其战略目标是：在离散、流程及混合型制造业中建成150～200家各具示范特色的有显著经济效益和社会效益的CIMS应用示范企业；开发出一批占领相当市场的CIMS单元技术与系统集成产品，并通过应用示范和目标产品发展促进我国CIMS高技术产业（系统集成及产品）的形成。

　　建设一批具有国际水平的CIMS工程技术研究中心及工程实验室；获得一批有国际水平的研究成果；培养出一批CIMS的研究、开发及应用人才。促进实现我国企业的信息化、现代化，提高企业竞争能力。

　　在这样的背景下，吴澄和他的同事们开始做跟踪CIMS模式。“当时还是计划经济，制造强国的目标还没有提出来，企业没有迫切提高竞争力的要求，所以我们当时把CIMS技术的用户定为外向性企业。而到现在，变化太大了，提高竞争力已经成为所有企业的共识和急需。”

　　于是，CIMS项目组提出了突出有限目标，着眼于二十一世纪初对我国国民经济有重大作用的项目的精神，提出我国发展CIMS的建议。但是对于CIMS这个新鲜事物，这个建议引起了很多争议，争议比较集中在“CIMS离中国很遥远”，“大学做不好CIMS”。

　　从成都飞机工业公司起飞

　　1988年，CIMS小组的方向开始有一个重要的变化，我们提出了“企业说好才是真好”的应用技术评价原则， 在建设实验工程取得初步经验的基础上，CIMS开始走出实验室。吴澄认为这是一个正确的转变。在这种思路下，CIMS小组开始寻找企业。好心的意见不少，有人提“你们千万不要到企业去，企业就是一个泥潭”，“教授搞CIMS，就是一些吃力不讨好的事情”。

　　这些都挡不住CIMS与企业结合。1989年，成都飞机工业公司（下简称成飞）接受第一批生产麦道机头的任务。对方提出合作要在企业中推广CIMS，以保证产品的质量和交货期。

　　工厂选定了，采用什么样的技术路线，也是决定应用工程成败的关键。吴澄说，当年他们慎重地分析国外实施CIMS的经验。如果要让中国的企业用得起，不能照搬美国的经验。CIMS小组跟据中国国情，明确提出了CIMS不是搞无人化工厂，而是着眼于如何提高工厂的综合效率和效益，主要目的是提高交货时间或是上市时间，提高质量，降低成本，提高售前售后的服务，赢得竞争，而不是单纯追求自动化。

　　1990年，经过广大科技人员的协同作战，CIMS比计划提前走进了企业，并且正式在成都飞机工业公司、沈阳鼓风机厂、上海二纺机厂，济南第一机床厂和北京第一机床厂展开。

　　16字原则解决“两张皮”

　　1991年起，第一批应用工厂进入设计及实施阶段。据吴澄回忆说，那时他们又遇到了一个新的问题——两张皮。由于负责设计和实施的队伍大多来自高校及研究所，工厂参加的人员来自于工厂计算机部门，这些人各有各有的侧重点，形成了所谓的“两张皮”，产生了种种矛盾。

　　鉴于这种情况，CIMS小组最后提出了应用工厂的实施原则，即 “效果驱动，总体规划，重点突破，分部实施”16字原则。也就是说，一切工作应以提高工厂效益和效率为最高准则，要把各方面兴趣和侧重点统一到这一点上来。在分步实施中，应贯彻急工厂之急，急用先上的原则。

　　原则确定之后，北京一床厂、沈阳鼓风机厂及成都飞机公司这三个企业在公司领导的重视及有力组织下，经过一年多的努力，都取得很大成绩。

　　CIMS的殊荣

　　在1996年出版的纪念863十周年的专辑中，蒋新松院士在“拼搏的十年，辉煌的十年”的序言中，列举了大量的CIMS的成效：沈阳鼓风机厂在效益效率及各项经济指标中方面，都取得了国内同行业之首，在世界同行业排名中，也从第十六位上升到前十位之内。

　　北京一床厂大大提高了对市场的应变能力，该厂能根据市场需求，迅速变更计划，比如，1993年市场形势好，通过计算机提供配套信息，决定增产389台，最多的一种只剩3件，结果增加收入4000多万元；1994年为抢占市场，调整计划多次，仍实现销售收入3.5亿元，利税超过1亿元。

　　成都飞机公司随着飞机性能要求的提高，原有的装配框已被大量整体结构件所替代，这些整体结构件的加工，在实现CIMS后，利用三C（CAD/CAPP/CAM）系统，不用任何专用工艺装备，就可完成结构件编程和加工（包括准备工时），比原来提高月产两台，三个工厂的突破口均顺利地通过了验收。

　　1994年设在清华大学的CIMS工程研究中心，经美国制造工程师协会（SME）派专人组成的评审小组进行的实地严格考评，荣获了CIMS应用“大学领先奖”。SME的评价标准中有一条，就是是否得到了应用。1995年北京第一机床厂又被SME评为“工业领先奖”，这是自设立这个奖项以来，第一个美国本土以外的企业得到如此的殊荣。这一切标志着我国CIMS应用水平已达到国际先进水平，在国内外引起了广泛的反响。

　　1994年11月，世界权威杂志美国“制造工程”做出这样的评价：“从建在清华大学的CIMS中心可以看出，中国将作为新的工业强国出现在世界舞台。”

　　■什么是CIMS？

　　CIMS是英语Computer Integrated Manufacturing System的缩写，意思是计算机集成制造系统。它是随着计算机辅助设计与制造的发展而产生的。它是在信息技术、自动化技术、制造技术与现代管理技术的基础上，通过计算机技术把分散在产品设计、制造过程中各种孤立的自动化子系统有机地集成起来，形成适用于多品种、小批量生产，实现整体效益的集成化和智能化制造系统。集成化反映了自动化的广度，它把系统的范围扩展到了市场预测、产品设计、加工制造、检验、销售及售后服务等的全过程。智能化则体现了自动化的深度，它不仅涉及物资流控制的传统体力劳动自动化，还包括信息流控制的脑力劳动的自动化。