彭志忠信息化和信息技术应用理论和实践市公开课金奖市赛课一等奖课件

信息化与信息技术应用理论与实践彭志忠博士北京大学信息化互联网研究所山东大学管理学院教授第1页政府信息化1农业信息化2工业企业信息化3产品生命周期与协同设计4CAX大赛目标5目录第2页

信息化定义和内涵

信息化（informationalization）是指社会经济发展，从以物质与能源为经济结构重心，向以信息为经济结构重心转变过程。信息化是指培养、发展以计算机为主智能化工具为代表新生产力，并使之造福于社会历史过程。因为网络经济环境下所产生网络性生产工具改变了社会和人类生活方式、生产方式、工作方式、学习方式、交往方式和思维方式等，使人类社会发生极其深刻改变。信息化对于社会经济发展推进作用能够分为：信息产业支柱作用、信息产业基础作用、信息产业先导作用和信息产业关键生产力作用。

信息化内涵包含以下四方面内容：

1、信息网络体系：包含信息资源，各种信息系统，公用通信网络平台等。

2、信息产业基础:：包含信息科学技术研究与开发，信息装备制造，信息咨询服务等。

3、社会运行环境：包含当代工农业、管理体制、政策法律、规章制度、文化教育、道德观念等生产关系与上层建筑。

4、效用积累过程：包含劳动者素质，国家当代化水平，人民生活质量不停提升，精神文明和物质文明建设不停进步等。第3页

信息化发展与分类信息化发展层次概括：政府政务管理信息化、国民经济信息化、社会生活信息化、社会产品信息化、产业信息化和企业信息化。①国民经济信息化：指在经济大系统内实现统一信息大流动,使金融、贸易、投资、计划、通关、营销等组成一个信息大系统,使生产、流通、分配、消费等经济四个步骤经过信息深入联成一个整体。国民经济信息化是各国急需实现近期目标。②社会生活信息化：指包含经济、科技、教育、军事、政务、日常生活等在内整个社会体系采取先进信息技术,建立各种信息网络,大力开发相关人们日常生活信息内容,丰富人们精神生活,拓展人们活动时空。等社会生活极大程度信息化以后,我们也就进入了信息社会。③产业信息化：指农业、工业、服务业等传统产业广泛利用信息技术,大力开发和利用信息资源,建立各种类型数据库和网络,实现产业内各种资源、要素优化与重组,从而实现产业升级。④企业信息化：企业信息化是国民经济信息化基础,指企业在产品设计、开发、生产、管理、经营等多个步骤中广泛利用信息技术,并大力培养信息人才,完善信息服务,加速建设企业信息系统。⑤产品信息化：产品信息化是信息化基础,含两层意思:一是产品所含各类信息比重日益增大、物质比重日益降低,产品日益由物质产品特征向信息产品特征前进;二是越来越多产品中嵌入了智能化元器件,使产品含有越来越强信息处理功效。第4页一、政府信息化

1、政府信息化主要包含三个组成部分：政府部门内部信息化和网络化办公；政府部门之间经过计算机网络而进行信息共享和实时通信；政府部门经过网络与企业和大众之间进行双向信息互动。

2、政府信息化包含三方面基本任务：统一网络平台建设、统一数据环境建设、建设重点业务系统，其中最艰巨、最复杂是统一数据环境建设。

3、政府信息化包含三个方面内容：第一，电子政务必须借助于电子信息和数字网络技术，离不开信息基础设施和相关软件技术发展；第二，电子政务处理是与政权相关公开事务，除政府机关行政事务以外，还包含立法、司法部门以及其它一些公共组织管理事务；第三，电子政务并不是简单地将传统政府管理事务原封不动地搬到互联网上，而是要对其进行组织结构重组和业务流程再造。

1）政府间电子政务(GovernmenttoGovernment，即GtoG)；（1）电子法规政策系统。（2）电子公文系统。（3）电子司法档案系统。（4）电子财政管理系统。（5）电子办公系统（6）电子培训系统试。（7）业绩评价系统。

2）政府对企业电子政务（GovernmenttoBusiness，即GtoB）；（1）电子采购与招标。（2）电子税务。（3）电子证照办理。（4）信息咨询服务。（5）中小企业电子服务。

3）政府对公民电子政务（GovernmenttoCitizen，即GtoC）：（1）教育培训服务。（2）就业服务。（3）电子医疗服务。（4）社会保险网络服务。（5）公民信息服务。（6）交通管理服务。（7）公民电子税务。(8)电子证件服务。第5页二、农业信息化农业信息化不但包含计算机技术，还应包含微电子技术、通信技术、光电技术、遥感技术等多项信息技术在农业上普遍而系统应用过程。农业信息化是指培育和发展以智能化工具为代表新生产力并使之促进农业发展，造福于社会历史过程。

1、重点建设省级农业农村综合信息资源和服务平台。以省级统一管理网络、软硬件设施、应用系统为基础，集成省级及省级以下政府网络资源、信息资源和服务资源，统筹规划建设省级农业农村综合信息资源和服务平台。省级平台是国家平台、专业性平台接口，在全省范围内提供集成信息和服务。

2、用当代信息技术改造传统农业。推进农业信息化试点示范，普及应用信息技术，增强农业产业化龙头企业、农民专业合作组织辐射带动作用，不停探索形成含有地方特色农业信息化应用新经典和新模式。主动发展优质、精准、高效和生态农业，提升农业规模化、精准化和设施化水平。加紧开发多功效、智能化、经济型农业装备设施，重点开发信息采集、精准作业、管理信息、农村远程数字化和可视化、灾害预警等技术。

3、实施农业电子商务工程。围绕重点农产品，扶植建立一批跨区域、专业化特色网站和交易网络，形成以批发市场、商贸中心、物流调度中心和商品集散地为依靠农业电子商务服务体系。支持流通渠道信息化改造，发展当代物流，支撑订单农业、连锁经营、物流配送需求，促进农村当代流通方式和新型流通业态发展。。第6页三、工业企业信息化因为市场竞争加剧，科学技术发展快速，产品更新换代速度加紧及人们对产品多样化需求增加，使得机械制造业向多品种小批量生产方式发展。为适应这种情况改变，美国、日本等国开展了大量对策研究，提出了许多新观点、新思想、新概念。随即，诞生了许多先进制造技术与系统，比如柔性制造系统FMS、计算机集成制造系统CIMS、并行工程CE、独立制造岛、精益生产LP、智能制造系统IMS、灵敏制造系统AMS、生物制造系统BMS、全能制造系统APS、虚拟制造系统VMS与全球制造系统等。第7页价值连接增加投资回收率传统成本收益创新价值加速度价值重组经营业绩评价战略IS结构技术方面评价竞争反应与管理回报定义不确定性信息构建与管理信息竞争优势与连续改进BPR与战略匹配技术不确定性IS基础设施不确定性MIE模型CMIS价值=真正经济作用工业信息化管理信息经济学模型第8页委外加工物料管理生产任务单……订单管理发票管理出货管理……BOM管理MPSMRP……出入库管理调拨盘点质量检验……企业信息化应用需求采购管理库存管理计划管理生产管理销售管理成本管理业务处理业务控制管理决议库存状态库存设置生产计划能力计划生产调度材料消耗价格管理信用控制销售计划采购订单采购发票费用发票……成本核实订单成本成本分析……成本考评成本预测库存优化、计划调度、成本控制、业务分析、绩效考评采购审核供给商管理第9页工业企业信息化目标知识市场资本市场消费市场供应市场协同供给协同计划协同设计[供给链管理]协同市场协同服务协同销售[客户关系管理]投资管理企业价值战略管理[价值管理][财务管理][资源计划管理][人力资源管理][物料管理]财务会计管理会计协同结算采购管理仓存管理销售管理计划管理车间管理质量管理设备管理人事管理薪酬管理绩效管理自助服务[知识管理]办公自动化文档管理知识门户工作流平台运输配送协同结算决议支持成本核实物流管理生产管理客户关系管理企业应用集成人力资源办公自动化第10页企业信息化云计算应用集群平台

“中国行业企业信息化云应用集群平台结合我国行业和大型企业集团信息化应用现实状况，充分考虑企业信息化管理上、技术上和经济上可行性和迫切需求，经过多年企业信息化咨询、服务和客户化实施，在企业信息化ASP模式基础上，集成了当前国内高端、完全基于互联网云计算应用模式企业信息化云应用集群平台。该平台运行模式继承和发展了我国企业CHINA-ASP应用模式，增加了集群应用和云计算拓展应用层面，为我国行业企业信息化应用提供真正SaaS服务，深入扩大了我国行业企业信息化集成应用柔性化和随机化，满足我国行业及大型企业集团信息化应用个性化需求。第11页企业物流供给资源计划系统（SRP)

企业物流供给链资源计划管理系统能够实了多物流业务系统整合，各类型物流业务经过系统能够向企业物流总部和各个企业总部各机构在线进行协议管理、订单管理、总部计划、分部计划、运输管理、仓储管理、财务管理、统计分析、车辆GPS实时监控等。

应用支撑平台是整个企业物流供给链资源计划管理系统建设关键。信息资源中心由基础数据库，应用数据库，包含运输企业信息库、仓库信息库、车辆信息库、司机信息库、协议信息库、服务价格信息库、协议信息库、订单信息库、运输计划信息库、系统配置数据库、业务系统数据库以及元数据库组成。第12页

ERP系统架构第13页

经过产品分销供给链资源计划管理系统主要对异地分企业、办事处、分店、远程仓库、经销商、加盟商进行一体化管理，所以系统网络架构设计基于经过Internet，可让与企业相关分企业、办事处、分店、远程仓库、经销商、分企业广泛地参加进来，帮助企业实现庞大范围内经营信息电脑全程统计、传递、分析和决议支持，全方面帮助企业提升运行效率和盈利能力。

产品分销供给链系统架构（DRP)第14页

企业生产制造过程信息化

制造业通常分成工程设计和制造分销两大部分。在过去几年中伴随应用技术进步，应用各部门效率都显著提升。数值计算辅助绘图三维造型优化分析机构仿真数控编程模装检验虚拟产品

进入虚拟产品设计阶段后，企业广泛采取产品生命周期管理，有效地管理与产品开发全过程相关部人员、文档和过程全部数据，在计算机上完整地、虚拟地描述产品外型、加工路线和变更历程，同时还包含维修服务中与产品相关部门全部信息。第15页产品生命周期管理

产品生命周期管理(productlifecyclemanagement，PLM)，PLM与我国提出C4P（CAD/CAPP/CAM/CAE/PDM），或者技术信息化基本上指是一样领域，即与产品创新相关信息技术总称。PLM是一个应用于在单一地点企业内部、分散在多个地点企业内部，以及在产品研发领域含有协作关系企业之间，支持产品全生命周期信息创建、管理、分发和应用一系列应用处理方案，即不但针对研发过程中产品数据进行管理，同时也包含产品数据在生产、营销、采购、服务、维修等部门应用。PLM包含：（1）基础技术和标准（比如XML、可视化、协同和企业应用集成）；（2）信息创建和分析工具（如机械CAD、电气CAD、CAM、CAE、计算机辅助软件工程CASE、信息公布工具等）；（3）关键功效（比如数据仓库、文档和内容管理、工作流和任务管理等）；（4）应用功效（如配置管理）；（5）面向业务/行业处理方案和咨询服务（如汽车和高科技行业）。PLM主要包含三部分，即CAX软件（产品创新工具类软件）、CPDM软件（产品创新管理类软件，包含PDM和在网上共享产品模型信息协同软件等）和相关咨询服务。

实质上，从另一个角度而言，PLM是一个理念，即对产品从创建到使用，到最终报废等全生命周期产品数据信息进行管理理念。在PLM理念产生之前，PDM主要是针对产品研发过程数据和过程管理。而在PLM理念之下，PDM概念得到延伸，成为CPDM，即基于协同PDM，能够实现研发部门、企业各相关部门，甚至企业间对产品数据协同应用。第16页

PLM系统架构

（1）企业服务平台。基本运行平台为标准客户提供数据连接、访问、共享、浏览等各种操作应用服务器平台。

（2）内容和产品数据管理。①零部件管理，②图纸管理，③文档管理，④产品结构管理，⑤零件族管理，⑥工艺过程数据管理，

（3）协同项目管理。①项目管理，②设计任务管理，③可视化协同。

（4）工作流和过程管理。①工作流管理，②工程变更管理。

（5）快速订单设计工具。①衍生设计管理，②参数化产品配置。

（6）CAD系统集成。①MCAD集成：提供对于各种机械CAD集成接口。②ECAD集成：提供对于各种电子CAD集成接口：如Protel，PowerPCB,ORCAD等。

（7）企业应用集成。①ERP集成接口：提供集成中间件，实现与ERP及其它ERP系统紧密集成。②多站点服务：经过自动化数据同时，让企业用户在不一样地域访问相同数据，协同工作，共享资源和数据。

（8）集成开发平台。产品生命周期数据和流程管理系统构建平台，包含对象建模器、工作流建模器及相关管理工具。第17页PLM支持产品设计过程支持图纸样式及绘图环境快速初始化提供团体协同工作空间提交任务交付物并关联设计任务项目管理与产品管理有机结合支持产品快速报表（产品图样、产品明细表）第18页产品型号、数量批量生产配件/维护产品策划/产品概念产品设计产品试制设计发放工艺发放生产准备零部件配套阶段设计部门制造部门其它部门功效BOM市场调查发展策略协议/协议成本/售价设计EBOM发放工程EBOM产生制造MBOM按制造要求重构BOM指定制造生效性产生工艺PBOM产生采购BOM外购件外协件产生辅料BOM包含制订总装、自制件工艺等产生服务SBOM产生订单BOM按照客户要求进行订单配置自制件产生生产BOM状态冻结点/基线PLM:产品结构BOM管理状态冻结点/基线开发实现工艺管理系统集成MTO（面向订单制造-定型产品）产品数据电子审签发放数据之间关联管理经过发放流程发放设计数据产品方案论证试验室验证定义功效基线产品详细结构关联设计文档（2D/3D）与设计工具集成D型-定型产品预发放预发放ETO/新品研发过程管理变传统以静态明细表描述产品结构方式为以结构BOM描述产品结构方式以产品结构BOM作为贯通企业整体信息化系统集成根本第19页面向客户新型商务模式

和支持客户参加设计辅助工具异地实时协同设计平台同构和异构CAD\CAE\CAPP\CAM系统间开展实时、同时异地协同设计平台对要向大批量定制转化企业来说，异地同时共享和实时协同设计是一个基本问题。第20页全球采购和生产计划系统按定单生产商务流程资源和原材料管理工程设计动态联盟网关动态联盟组员商务政策和规则工作流和过程管理数据访问和管理电子数据交换代理技术数据交换代理STEP数据交换代理协作环境协作环境供给商销售商供给商管理后勤支援协作环境采购管理防火墙动态联盟服务方本研究针对ATO、MTO和ETO等不一样大批量定制生产模式，研制全新基于全球采购生产计划系统和工艺设计技术第21页工具产品开发主要进展

－集成化P_PROCE建模与仿真系统第22页工具产品开发主要进展

－集成化多媒体个人工作台

第23页工具产品开发主要进展

－基于活动成本分析系统第24页摩托车整车概念设计系统第25页产品定义总工艺方案设计方案设计初步设计详细设计装配工艺设计工艺规程编制工装预设计工装设计工装制造样车试制CH1011A开发总过程第26页导入过程模型导入产品结构模型ISO9001文档模板第27页条码电子磅称仓储管理系统试验信息管理系统考勤系统微机软件生产控制系统试验信息管理系统仪器/仪表生产控制系统车间数据分析&决议支持

文档管理系统质量管理生产计划环境,

健康&

安全人事管理库存控制&

仓库管理设备维护过程计划&

执行调度系统CAD、CAECAM\CAPP企业信息化与自动化设备集成第28页企业信息化实施结果软件黑洞个性化需求难以满足不能处理各种生产模式和行业特征功效扩展困难复杂应用大数据量处理迟缓只能支持单一客户端财务、业务不能实时响应无缝一体化设计丰富制造业经验领先技术平台完整解决方案强大客户化开发系统稳定运行速度快软件黑洞成功保障第29页产品设计(CAD)虚拟样机(CAE)产品加工(CAM)物理样机虚拟样机参数设计产品详细设计模拟验证市场需求市场预测方案设计计算机辅助创新（CAI--TRIZ）发觉问题产生创新方案基本CAE分析优化设计价值评定两化融合CAX工程集成策略第30页/10/1031CAX技术发展CAX是CAD、CAM、CAE、CAPP、CIM、CIMS、CAS、CAT、CAI等各项技术之综合技术术语，CAX实际上是把多元化计算机辅助技术集成起来复合和协调地进行工作，除了在产品设计时，设计部门工作外，其它各部门也能够提前介入无需等候上一道作业完成后，才开始下一道作业，缩短了开发时间。

同时，在产品设计早期，能很好地考虑到产品生命周期PLM各种原因，提前发觉设计上错误和误差，及时进行修正以及能够在设计过程中，按照市场需求，不停提出可比较各种设计方案，从而获最得优化设计结果和效益。第31页/10/1032CAX技术详细应用领域CAD计算机辅助设计：包含产品结构设计、变形设计及模块化产品设计。能够实现计算机绘图、产品数字建模及真实图形显示、动态分析与仿真、生成材料清单(BOM)。CAE计算机辅助工程是用计算机辅助求解复杂工程和产品结构强度、刚度、屈曲稳定性、动力响应、热传导、三维多体接触、弹塑性等力学性能分析计算以及结构性能优化设计等问题一个近似数值分析方法。CAM计算机辅助制造是指计算机在产品加工制造方面相关应用总称。狭义CAM仅指数控程序编制，能够进行刀具路径规划、刀位文件生成、刀具轨迹仿真以及数控编程和数控后置处理等。CAPP计算机辅助工艺计划能够经过计算机进行工艺路线制订、工序设计、加工方法选择、工时定额计算，包含工装、夹具设计、刀具和切削用量选择等，且能生成必要工艺卡和工艺文件。PDM产品数据管理能够管理产品全生命周期中各种数据和过程，实现从概念设计直到产品报废全过程中相关数据定义、组织和管理，确保数据一致、最新、共享和安全。PDM支持并行工程，而且作为集成平台实现CAD/CAPP/CAM集成以及与MRPII/ERP系统集成。编辑本段CAX技术发展和应用第32页/10/1033CAX相关专业学生发展目标—三维造型仿真三维造型工程师：主要学习培训三维造型关键功效，如草图、零件工作台、创成式曲面设计工作台、自由曲面设计工作台、装配工作台、工程图工作台、三维造型技巧、逆向造型初步、实例练习。第33页/10/1034CAX相关专业学生发展目标—工业设计工业设计师：胜任各种产品工业设计工作。计算机辅助结构分析与运动仿真是培养大学生成为产品设计辅助分析师，能对产品机构运动规律及产品结构进行分析，提升产品设计能力。第34页STEPAP214CAx/DFx集成特征造型经过DFA发觉设计缺点在设计早期发觉大量不可加工/难加工特征CAX相关专业学生发展目标—工业设计第35页/10/1036CAX相关专业学生发展目标—工业设计第36页/10/1037CAX相关专业学生发展目标---计算机辅助模具设计模具设计工程师：能够胜任各种模具与模制品设计与开发工作。主要学习CATIA三维造型相关关键功效，掌握依据二维工程图进行三维造型技术，可在模具、汽车、摩托车、家用电器等行业企业担当产品造型技术骨干。学员不但能完成普通图纸造型，还能够完成一些简单产品逆向造型，对新产品开发起到关键作用。计算机辅助模具结构设计在PLM系统中，浏览产品零件模型第37页塑料成型分析工程师：全方面提升