2024年大学试题(计算机科学)-制造业信息化考试近5年真题集锦（频考类试题）带答案

（图片大小可自由调整）2024年大学试题(计算机科学)-制造业信息化考试近5年真题集锦（频考类试题）带答案第I卷一.参考题库(共100题)1.制造业信息化工程可行性论证要解决什么问题？包括哪些工作内容？2.企业开发和实施集成质量系统要注童哪些问题？3.什么是面向质量的设计？它对提高产品开发能力有ft么作用？4.常用的网络安全措施有哪些？5.并行工程为什么能提高产品设计开发能力？6.什么是电于商务？其作用是什么？7.简述什么是制造业信息化和制造业信息化工程？8.电子行业实施制造业信息化工程的特点是什么？9.怎样对待制造业信息化工程的先进性与实用性？10.实施ERP的过程及要点是什么？11.什么是数据仓库？在制造业信息化中的作用是什么？12.企业信息化网络工程实施分哪几个阶段，应当注意些什么？13.适用于制造业信息化的网络类型有哪些？它们的特点是什么？14.什么是大规模定制生产？15.流程工业MIE中制造执行系统（MES）的功能和特点是什么？16.制造业信息化是否就是制造企业各种现有活动的计算机化？17.什么是质量功能配置？18.制造业信息化工程详细设计要解决什么问题？包括哪些工作内容？19.如何实施数字化设计与制造技术的应用工程？20.如何确定制造业信息化工程的难点和关键技术？21.什么是供应链？敏捷供应链的含义是什么？22.我国实施ERP的主要经验与教训是什么？23.化工企业实施制造业信息化工程的特点是什么？24.什么是DFx技术？25.什么是信息集成和过程集成？企业集成系统的各分系统间如何集成？26.制造业信息化工程初步设计要解决什么问题？包括哪些工作内容？27.什么是自动化立体仓库？28.什么是快速原型制造？它有哪些主要的应用？29.在流程工业MIE设计中，如何考虑间歇/连续型生产方式的影响？30.简述营造制造业信息化良好的工作环境。31.机器人在制造自动化系统（MAS）中的作用是什么？32.制造业信息化工程的效益分析有哪些主要方法？33.CIMS是否就是无人化工厂？34.CIMS设计自动化分系统的作用是什么？35.制造系统集成技术的内涵是什么？36.什么是CIM和CIMS？37.什么是柔性制造系统，主要由哪些部分组成？38.H-算机支持的质量系统与IS09000的关系如何？39.计算机辅助工艺设计实施的一般步骤是什么？40.什么是拟实制造（也称虚拟制造）？41.什么是业务过程重组？42.机械工业企业实施制造业信息化工程（MIE）的特点是什么？43.如何把制造业信息化工程与企业的技术创新、管理创新和业务过程重组相结合？44.简述实施制造业信息化工程的背景。45.集成平台和集成框架的作用是什么？46.什么是计算机辅助创新设计？47.装配型家电行业实施制造业信息化工程的特点是什么？48.什么是企业信息化整体解决方案？49.流程工业MIE中企业资源计划（ERP）系统的功能和特点是什么？50.制造自动化对加工设备有什么要求？51.CIMS管理信息分系统的作用是什么？52.什么是制造资源计划？53.影响企业信息网络设计的因素是什么？54.简述制造业信息化工程的任务及目标55.制造业信息化工程为什么必须以企业为主体？56.制造业信息化工程需求分析的要点是什么？57.什么是DCS？它在流程工业MIE中起什么作用？58.流程工业MIE由哪些部分组成？如何保证各部分的柔性？如何有机集成？59.如何对制造业信息化工程进行验收？60.实施制造业信息化会给企业带来什么效益？61.C1MS制造自动化分系统的作用是什么？62.CAD／CAE／CAPP／CAM集成的关键技术是什么？63.CIMS质量保证分系统的作用是什么？64.简述制造业信息化工程的组成。65.人在实施制造业信息化中的作用是什么？为什么说领导重视是企业信息化工程成功的首要条件？66.制造业信息化中数字化设计与制造技术的主要内容是什么？67.中间件是什么，它有何作用？68.制造业信息化支撑系统的主要内容是什么？69.流程工业实施制造业信息化工程（M：E）与离散工业实施制造业信息化工程（MIE）的主要区别是什么？70.什么是企业网、内联网、外联网？71.计划调度与控制在制造自动化系统（MAS）中的作用是什么？72.炼油企业实施制造业信息化工程的特点是什么？73.服装制造业信息化应用工程的特点是什么？74.简述制造业信息化技术的现状与发展趋势75.如何进行制造业信息化工程投资决策？76.制造自动化系统中（MAS）物料储运的特点是什么？77.什么是计算机集成产品工程？78.计算机辅助工艺设计如何与管理数字化系统集成？79.国内外有哪些ERP商品化软件？80.什么是企业资源计划？81.实施ERP会给企业带来什么效益？82.CIMS由哪些部分组成？83.如何购买与开发制造业信息化应用软件？84.制造业信息网络管理包含哪些主要功能？85.什么是最优生产技术？其主要作用是什么？86.实施制造业信息化如何进行系统规划设计？87.CIMS支撑分系统的作用是什么？88.为什么说数据库是实现信息集成的基础？目前适用于制造业信息化的数据库类型有哪些？89.煤炭行业实施制造业信息化工程的特点是什么？90.如何理解产品质量首先是设计出来的？91.企业的数据库应用如何向数据仓库应用发展？92.什么是因特网？企业信息网络如何引入因特网的服务？93.标准化在企业集成系统中的作用是什么？94.制造系统集成总体技术的主要内容及作用是什么？95.企业信息化工程中质量保证系统的功能是什么？96.为什么CIMS的核心在子集成？97.什么是PDM？为什么说PDM是企业集成系统集成的有力工具？98.说明制造业信息化是否只适用于大型企业？99.企业决策支持系统的作用是什么？100.什么是企业诊断？如何在制造业信息化工程中实施企业诊断？第I卷参考答案一.参考题库1.参考答案： 1）可行性论证要解决的问题 可行性论证的主要任务是从企业的战略目标及内外现实环境出发，分析企业对信息化工程的需求，确定信息化工程的总体目标和主要功能，拟定系统的初步总体方案和实施的技术路线，并从技术、经济和社会条件等诸多方面论证总体方案实施的可行性，制定投资规划和开发的初步计划，并编写可行性论证报告。 可行性论证的重点是找出企业生产经营中存在的关键因素，并分析信息化能解决的问题。由于企业的状况千变万化，必须切实了解企业的基本情况，把握企业的生产经营战略目标在此基础上，找出企业存在的主要问题，即生产经营中的瓶颈问题，如反映在企业的交货期、产品质量和成本等方面的主要问题。这是可行性论证首要解决的问题，据此可反映出企业对信息化的需求是否迫切，企业的哪些问题可以通过信息化来解决，解决后能否产生明显的经济效益等，这是企业信息化工程立项时所要考虑的首要因素。 2）可行性论证的工作内容 （1）了解企业的市场环境、生产经营特点、经营目标及采取的策略。 （2）调查分析企业的物流、信息流、资金流、生产设备和计算机资源情况，应用情况、组织机构及人员情况。 （3）明确企业的需求，确定信息化工程的目标及主要功能。 （4）提出信息化工程的初步总体方案和技术路线。 （5）提出信息化工程的关键技术，提出可行的解决途径。 （6）提出信息化工程对组织机构变化的需求及其可能造成的影响 （7）提出信息化工程系统开发组织计划。 （8）进行信息化工程投资规划及效益分析。 （9）编写可行性论证报告。 在可行性论证阶段，方案设计和进度计划制定等内容上不宜过细，只作概括性说明。具体而言，应达到以下要求： （1）系统总目标应与企业的长远发展战略相一致，并符合企业的内部基础和外部环境。 （2）阶段目标应明确具体，有利于解决企业的生产经营瓶颈问题。 （3）信息化工程总体方案与其总目标相一致，既要有实用性，同时又要能体现其先进性和开放性 （4）对提出的关键技术要有可行的解决方案，以确保总体方案在技术上切实可行。 （5）实施信息化工程所需资金是企业经济实力能承受的，企业能按照需求及时筹措到所需的经费。 （6）信息化工程的实施可以产生明显的经济效益，企业的投入俨出比是合理的。2.参考答案： 企业开发和实施集成质量系统主要需注意下述五方面问题： 1）企业实施集成质量系统必须符合企业的经营战略目标，从企业内部实际和企业在市场竞争环境中的实际需求出发，确定企业实施集成质量系统的总体目标和阶段目标。分析轻重缓急，分步实施。 2）不同企业建立和发展集成质量系统的基础和条件，根据企业原有的情况不同会有很大差别。总的来说，集成质量系统的建立可以分为三种情况： （1）建立一个全新的计算机系统，在这个新的计算机系统中引入质量保证功能。 （2）企业中已有某些弧岛型的质量管理软件，经过一定的选择后，将某些部分集成，形成集成质量系统。 （3）对企业中已经存在或已规划的计算机系统进行重新规划、补充或调整。无论属于上述哪种情况，企业首先必须对现有的质量保证体系进行总结性的现状调查，根据本身的具体情况进行分析，决定取舍，使其简单化和合理化。在此基础上确定通过集成质量系统改进质量保证体系的薄弱环节。 3）集成质量系统涉及市场分析、产品开发、新产品试制、制造、销售和售后服务等各个环节，覆盖企业的各个层次和部门，与企业其他功能子系统有复杂的联系。在进行系统分析与设计时，应在逻辑上划分集成质量系统的各功能子系统，保持其独立性，以便在各个必要的环节实施质量控制。 4）集成质量系统和企业所有预防性措施一样，它不可能立即带来直接的经济效益。经验表明，集成质量系统通常可分为投入期、成熟期、应用期和老化期。在开始的投入期，每年的投资费用约为总投入的15％～25％，而在这一时期的效益却不十分明显，在系统投入运行3年后才进入成熟的应用阶段，效益才会逐渐显现出来。 5）和每项计算机系统的规划、实施一样，集成质量系统的开发和实施实际上是一场新的挑战，它会和原管理模式发生冲突。企业领导的支持是集成质量系统顺利实施的关键。3.参考答案： 近20年来，工业界和学术界越来越重视产品质量问题，因为产品质量对赢得竞争起着决定性的作用，因此质量保证技术发展很快。所谓“面向质量的设计（DesignForQuli砂，QFD）”是指在产品的开发和设计过程中，要根据一定的准则和方法将各种需求转化为产品的质量特性，即性能、可信性、安全性、适合性、经济性和时间性的设计。面向质量的设计（DFQ）能使产品满足下列方面的需求： 1.产品的性能满足用户对功能的需求； 2.产品在使用过程中满足安全和对环境影响（振动、噪声等）的要求： 3.产品能适应各类用户在不同状态下的需求； 4.产品便于运输、安装、调试及修复。 为了实现上述目标，产品开发和设计小组在DFQ过程中要运用一系列的方法和工具，对需求和产品的特征进行综合考虑。DFQ所涉及的方法和工具可以分为三大类： （1）面向目标的工具。这类工具帮助产品开发小组系统地将需求转化为产品的技术特证和技术规范。质量功能配置QFD是这类工具的典型代表。 （2）综合工具。这类工具帮助设计者在进行概念设计和详细设计时综合考虑多方面的因素。综合工具包括健壮性设计、分类方法等。 （3）验证工具。这类工具用来评价和验证已设计的产品结构、性能、规范是否符合质量要求。验证工具包括故障模式及效应分析、故障树分析、设计评审等。 D.FQ对提高企业产品开发能力的作用主要体现在如下两方面： （1）使产品开发由单纯满足性能指标的设计，进入在总体优化的前提下进行诸多特性和全生命周期的综合权衡设计的新阶段。 （2）使产品开发和设计过程以一系列系统的科学的设计工具为基础，从而提高企业产品开发的水平和能力。4.参考答案： 信息网络是制造业信息化的基础设施之一，在它上面流动着各种各样的信息，这些信息并不都是公开的。如果一些关键性信息被非授权者访问或者被计算机病毒破坏，可能导致整个企业生产经营管理的崩溃。 为了保证企业信息的安全性，信息网络至少应该采取以下几项安全措施： （1）数据加密懈密数据加密的目的是为了隐蔽和保护具有一定密级的信息，既可以用于信息存储，也可以用于信息传输，使其不被非授权方识别。数据解密则是指被加密的信息还原。通常，用于信息加密和解密的参数，分别称之为加密密钥和解密密钥。对信息进行加密懈密有两种体制，一种是单密钥体制或对称加密体制（如OES），另一种是双密钥体制或不对称加密体制（如RSA）。在单密钥体制中，加密密钥和解密密钥相同。系统的保密性主要取决于密钥的安全性。双密钥体制又称为公开密钥体制，采用双密钥体制的每个用户都有一对选定的密钥，一个是公开的（可由所有人获取），另一个是秘密的（仅由密钥的拥有者知道）。公开密钥体制的主要特点是将加密和解密能力分开，因而可以实现多个用户加密的信息只能由一个用户解读，或者实现一个用户加密的消息可以由多个用户解读。数据加密、解密技术是所有安全技术的基础。 （2）数字签名数字签名机制提供了一种鉴别方法，以解决伪造、抵赖、冒充等问题。与手写签名不同，手写签名反映某个人的个性特征是不变的，而数字签名则随被签的对象而变化，数字签名与被签对象是不可分割的。数字签名一般采用不对称加密技术（如RSA）.通过对被签对象（称为明文）进行某种变换（如文摘），得到一个值，发送者使用自己的秘密密钥对该值进行加密运算，形成签名并附在明文之后传递给接收者；接收者使用发送者的公开密钥对签名进行解密运算，同时对明文实施相同的变换，如其值和解密结果一致，则签名有效，证明本文确实由对应的发送者发送。当然，签名也可以采用其它的方式，用于证实接收者确实收到了某份报文。 （3）身份认证身份认证也称身份鉴别，其目的是鉴别通信伙伴的身份，或者在对方声称自己的身份之后，能够进行验证。身份认证通常需要加密技术、密钥管理技术、数字签名技术，以及可信机构（鉴别服务站）的支持。可以支持身份认证的协议很多，如Needham-schroedar鉴别协议、X.509鉴别协议、Kerberos鉴别协议等。实施身份认证的基本思路是直接采用不对称加密体制，由称为鉴别服务站的可信机构负责用户的密钥分配和管理，通信伙伴通过声明各自拥有的秘密密钥来证明自己的身份。 （4）访问控制访问控制的目的是保证网络资源不被未授权地访问和使用。资源访问控制通常采用网络资源矩阵来定义用户对资源的访问权限；对于信息资源，还可以直接利用各种系统（如数据库管理系统）内在的访问控制能力，为不同的用户定义不同的访问权限，有利于信息的有序控制。同样，设备的使用也属于访问控制的范畴。因此，网络中心，尤其是主机房应当加强管理，严禁外人进入。对于跨网的访问控制，签证（Visas）和防火墙是企业信息化网络建设中可选择的较好技术， （5）防病毒系统计算机病毒通常是千段程序或一组指令，其目的是要破坏用户的计算机系统。因此，企业信息网络必须加强防病毒措施，如安装防病毒卡、驻留防毒软件和定期清毒等，以避免不必要的损失。需要指出的是，病毒软件也在不断地升级，因此应当注意防毒、杀毒软件的更新换代。 （6）加强人员管理要保证制造业信息化网络的安全性，除了技术上的因素外，人的因素也很重要，因为人是各种安全技术的实施者。在制造业信息化网络中，不管所采用的安全技术多么先进，如果人为的泄密或破坏，那么再先进的安全技术也是徒劳的。因此，在制造业信息化建设过程中，必须制定安全规则，加强人员管理，避免权力过度集中。5.参考答案： 长期以来，产品开发大都沿用传统的顺序设计方法，遵循“概念设计一详细设计一过程设计一加工制造一试验验收、设计修改”的大循环。由于在设计的早期不能很好地考虑下游的可制造性、可装配性、质量保证等多种因素，这就不可避免地造成产品设计改动量大，开发周期长，成本高，难以满足市场竞争的需要。并行工程以CIMS的信息技术为基础，通过组成多学科产品开发队伍，改进产品开发过程，利用各种先进的计算机辅助工具（CAx／DFx）和产品数据管理等技术手段，使产品开发的早期阶段能及早考虑下游的各种因素，达到缩短产品开发周期、提高产品质量、降低产品成本的目的。这里，主要的因素有： （1）多学科产品开发队伍传统的产品开发队伍是按专业部门划分的，各专业组在物理上相互分隔。由于专业所限，上游的设计过程往往不能充分考虑下游的需求，而下游对上游的反馈又必须经过逐级审批才能实现，上下游之间的信息交换存在障碍。并行工程围绕其产品对象有计划地组织多学科开发小组，其成员由企业各部门和产品开发各阶段的核心人员组成。由于他们非常了解产品生命周期的各个衔接，因此能并行地设计产品及相关的过程。各小组成员既能独立工作，又能互相合作，并在计算机技术的支持下，完成新产品的设计与开发。 （2）产品开发过程改进并行工程把产品开发的各项活动作为一个集成的过程，从全局优化的角度出发，对该集成过程进行管理和控制，并对已有的产品开发过程进行不断改进。改进的目标是消除“设计一修改设计”的大循环，利用DFx工具和增加信息预发布等手段，使早期设计结果及时得到评价和修正。同时，引入产品开发过程管理机制，根据优化的过程模型，对具体的产品开发活动及所用资源进行协调、管理和冲突仲裁，消除无效的等待时间。 （3）采用数字化产品定义技术及CAx／DFx工具集CE产品开发过程的实现依靠各种计算机辅助工具。工具之间交换的信息必须以计算机可识别的形式表达。产品设计主模型是产品开发过程中唯一的数据源，用于定义覆盖产品开发各个环节的信息模型，各环节的信息接口采用标准数据交换接口进行信息交换。数字化工具定义是指广义的计算机辅助工具集，最典型的有CAD、CAE、CAPP、CAM、CAFD（计算机辅助工装系统设计）、DFA（面向装配的设计）、DFM（面向制造的设计）、MPS（加工过程仿真）等。它们被广泛用于CE产品开发的各个环节，在STEP标准的支持下，实现集成的、并行的产品开发。 （4）产品数据管理。产品开发过程中的各种计算机辅助工具，将产生大量的中间数据、图形、文档或资料。为了保证设计前后的数据一致性，必须按产品结构配置的思想，对数据存储、文档、工作流、版本等进行管理，对产品数据进行全局的管理与控制。产品数据管理是一种跨平台的计算机管理工具，它能够提供一种结构化方法，有效地、有规则地存取、集成、管理、控制产品数据和数据的使用流程。并行工程采用产品数据管理系统作为产品开发的基本框架，做到使正确的人、在正确的时间、正确的位置、以正确的方式和正确的权限来完成正确的任务，减少上下游之间信息交换的障碍，加快设计进程。6.参考答案： 电子商务是指在两个或多个交易方之间应用电子工具和电子技术处理商品与服务的交易事务。换言之，电子商务就是利用电子技术实现商品和服务的交易。 电子商务的基本内容包括电子函件（E-mail）、电子数据交换（EDI）电子资金转帐（EFT）、快速响应系统（QR）、电子表单和信用卡交易等一系列应用，以及支持它的信息基础设施等。电子商务的关键技术包括电子支付技术、智能软件代理技术、网络通讯技术和安全技术等。 电子商务的服务范围主要包括企业与企业间、企业与消费者间两大类。企业间的电子交易已有较长的历史，如一些成熟的EDI系统，已经应用于企业与厂商或合作伙伴之间，以处理定单、发票、付款单等贸易单证，实现无纸交易。近年来，因特网的飞速发展，大大降低了以往使用专业网络带来的高额交易成本，又极大地扩展了交易的范围，因而正在掀起一股全球范围的网上电子商务热潮。因特网不仅推动了企业间的电子交易，同时也让企业能够以廉价快速的方式直接为个人消费者提供服务，例如电子购物、个人金融理财、商品资料查询等。 电子商务是对传统的面对面交易方式的变革，它带来的好处主要有： （1）加快处理速度，提高服务质量电子商务使得贸易信息能够以最快的速度接收、处理和传输，不仅简化了交易处理的程序，而且提高了信息处理的准确性，防止信息堵塞和人为因素引发的漏洞。企业能更快地获得更多的信息，24小时跨时域传输和处理业务，并更及时地向客户提供更优质的服务，从而更易于获得竞争的优势。 （2）减少费用，降低交易成本这一方面是由于电子单证和电子邮件减少了传统交易方式的单证费用；另一方面是由于电子商务简化了订货、销售、广告宣传等中间环节，从而减少了企业在这些方面的开销。 （3）提供全新的业务机会、全新的产品和服务因特网在全球的迅速扩展以及电子商务相关技术的发展，为商家（包括中小企业）打开了一个巨大的市场，提供了无限商机。 电子商务虽然前景光明，但还存在以下问题： （1）统一标准问题这主要包括统一商业标准、技术标准和安全标准等，这是电子商务全球化的一个重要先决条件。 （2）相关的法律问题电子商务的实施将引出一系列的法律问题，如贸易纠纷如何仲裁、电子文件的法律效力问题、如何保护个人隐私权、电子资金转帐的合法性等。 （3）安全性问题网络安全是关系电子商务能否发展的重大问题。系统中的安全机制必须确保重要的商业信息、个人资料和敏感数据在传输和存储过程中不会被窃取和破坏。与ClMS相联接的电子商务，将扩展ClMS的涵盖范围。电子商务系统往往建立在良好的企业管理信息系统的基础之上，企业与供应商、分销商二客户之间实现电子商务，可使合作各方的生产经营信息经由因特网网络方便地交互，使整条供应链运转更加顺畅。目前，电子商务已成为制造业信息化的重要内容。7.参考答案： 制造业信息化是以信息化带动工业化的突破口。目前，我国还处在工业化进程之中，距离实现现代化还有很长的一段道路。我们必须清醒地认识到：第一，工业化的进程是不能够逾越的。中国作为世界上最大的发展中国家，从一个落后的农业国变成一个经济高度发达的国家，一蹴而就是不现实的。第二，在信息时代，工业化的过程是可以缩短的。英国实现工业化用了大约200年，日本实现工业化用了100多年，而韩国实现工业化只用了30多年，究其原因，主要是韩国抓住了世界产业结构调整和新科技革命的机遇。我国现在面临着与当年韩国类似的机遇，应该充分利用后发优势，大力推进以制造业信息化为代表的国民经济信息化，以信息化带动工业化，从而实现全社会生产力的跨越发展。 制造业信息化将信息技术、自动化技术、现代管理技术与制造技术相结合，改善制造企业的经营、管理、产品开发和生产等各个环节，提高生产效率、产品质量和企业的创新能力，降低消耗，带动产品设计方法和设计工具的创新、企业管理模式的创新、制造技术的创新以及企业间协作关系的创新，从而实现产品设计制造和企业管理的信息化、生产过程控制的智能化、制造装备的数控化以及咨询服务的网络化，全面提升我国制造业的竞争力。 制造业信息化是一个过程，是制造企业从经营、生产、管理和产品开发的实际需求出发、量力而行实现信息化的过程，其最终目标是提高企业的竞争能力。在实施制造业信息化过程中，比较稳妥的办法是在企业的实际需求和经营战略目标的指导下，制定一个总体信息化规划，然后在总体规划的框架下，根据企业需求的迫切性和实际能力，分步加以实施。 用信息技术改造传统制造业，大力推进制造业信息化，是我国在“十五”期间的一项重要使命。为此，科技部“十五”期间将在CAD／CIMS应用示范工程取得的成效和经验基础上，整合国家863计划、科技攻关计划等计划的资源，会同有关部门，以地方为主推进、实施制造业信息化关键技术研究与应用示范工程（简称制造业信息化工程）。 制造业信息化工程主要有四方面任务： 1、突破一批重大关键技术，形成一批具有自主知识产权和市场竞争力的新产品； 2、建立一批制造业信息化应用的示范企业和示范区域，并通过辐射和扩散效应，提升我国制造业的核心竞争力； 3、培育一批制造业信息化软件企业和制造业信息化咨询服务公司； 4、培养锻炼一批人才，形成‘支推进制造业信息化的基本队伍。8.参考答案： 1）电子制造业的行业特点及其对信息化技术的需求 电子产品可分为电子整机类产品、电子元器件和材料。电子制造业与国民经济其他制造行业相比，具有显著的特点。典型的电子整机类产品的生产组织是从多种元器件采购、关键零部件的设计加工开始，经过自动或半自动生产线组装和调试，最后得到一种产品，具有离散制造的特点。典型的电子元器件产品的生产，由专用性很强的自动化生产线完成，如集成电路、印制板、电阻、电容器的生产，可归为连续型生产。集成电路和印制板在制造之前，还要进行复杂的设计、模拟验证、规则检查，兼有离散制造的特点。因此，电子制造业要按各企业的生产特点，构思制造业信息化实施方案。 电子制造业虽然自动化基础比较好，但由于从80年代中期引进的自动化设备，如数控多头钻床、CNC钻床、光绘机系统、电测设备等系统，有相当一部分还存在自动化“孤岛”，严重阻碍了从设计到加工的一体化进程，成为企业快速响应市场的瓶颈之一。因此，对制造自动化信息集成具有迫切需求。 由于电子产品市场竞争激烈，企业要在竞争中求发展，急需增强新产品的开发能力，提高新产品一次性设计投产的成功率，因而迫切需要建立基于并行工程、集成框架平台之上的EDA系统、CAD／CAM／及CAD／CAT信息集成系统。 随着我国电子工业的高速发展，企业面临着生产和经营规模的迅速发展，靠手工管理越来越不能适应生产和经营的需要。早期应用的若干MIS系统各自为政，数据不能共享，信息汇总统计效率极低，影响经营决策效率，迫切需要建立现代化的企业生产经营管理信息系统。 2）电子行业实施制造业信息化工程的技术特点 电子行业信息化工程总体结构由电子产品设计自动化系统、制造自动化／半自动化系统、电子产品质量辅助测试系统和企业生产经营信息管理系统四个功能模块，以及网络数据库支撑系统构成。 （1）电子产品设计自动化系统在集成框架平台的支撑下，实现CAD／CAM系统的集成，具有下列主要功能： ①CAD子系统。完成逻辑设计、电路设计，包括逻辑图输入和自动生成后续设计所用的中间数据文件：完成工程化设计，如VLSI的布图布线设计，PCB的布局，分层、布线设计。先进的系统还支持并行工程设计，：包括可制造性设计（DFM），可装配性设计（DFA），可测试性设计（DFT）。 ②CAE子系统（在电子设计领域通常称为模拟验证系统）。完成逻辑模拟验证，电路 分析和仿真，设计规划和工艺规范验证。例如，PCB、ASIC设计后都要进行版图验证；热分析验证，验证VLSI产品的热源是否分布均匀，整机产品散热是否良好。 ③CAM子系统。支持工艺化功能设计，包括一系列的工艺规则检查，及对CNC机床（模具、多头钻床）、测试设备的信息集成支持功能。 ④CAT系统。对电子产品功能及电性能指标进行测试，并对产品质量信息进行统计、分析管理。 （2）制造自动化／半自动化系统该系统由CNC设备，如CNC模具机床、CNC钻床、铣床、电子束扫描成像设备和CNC板筋设备等构成，在信息化工程的实施过程中，着重解决老设备与上游CAD／CAM系统的无缝信息集成。 （3）企业生产经营信息管理系统该系统由生产管理、计划调度、物资供应、产品库存、物料库存、销售管理、人事劳资管理和综合信息管理与查询子系统组成。 （4）网络数据库支撑系统支持信息化系统内部及相关子系统间的信息集成与数据共享。9.参考答案： 制造业信息化工程应该是实用性与先进性的完美结合，首先要确保工程的实用性，在实用性的基础上，根据企业的需要和具体条件，适度提高系统的先进性。我们之所以特别强调系统的实用性，是因为制造业信息化是应用于企业的工程。实用性是任何工程系统酌出发点和归宿。企业投资于信息化工程，是希望通过实施信息化工程取得技术进步和经济—效益。显然，如果系统的实用性不好，甚至根本不能应用，技术再先进、水平再高，也是没有用的。在强调系统韵实用性的同时，我们也要求系统具有一定的先进性。这是因为： （1）现代集成制造哲理的先进性要求其使能技术的先进性。 （2）由于制造业信息化工程的复杂性，实施周期较长，这就要求技术人员在系统设计过程中考虑未来系统的运行，并使之具有一定的前瞻性。 （3）制造业信息化不是企业现有活动的计算机化，制造业信息化总体方案是对整个企业在计算机集成键造方面的长远决策。社会在不断进步，一方面要考虑到企业经营活动的改进、发展和扩大，将使企业对先进技术的需求越来越强烈；另一方面要考虑到制造业信息化相关技术的发展趋势，考虑可能出现或已经出现的新产品、新理论、新方法，使总体方案与其相匹配，以提高超造业信息化的先进性。 （4）由于市场环境的变化和技术的迅速发展，企业常常难以做出准确的预测。为了适应末来的发展和变化，制造业信息化系统必须具有开放性，而开放性也对系统的先进性提出了新的要求。 因此，在制造业信息化系统中采用新技术，采用相对超前的技术是相当普遍的作为企业信息化应用，不应过分追求先进性。因为： （1）先进技术一般是昂贵的，需要较大的投资。 （2）采用先进技术有时要冒一定的风险，一是成熟性，一是标准化。如选择不当，一旦所选择的产品成熟性不够，或与国际标准不一致，都会造成损失， （3）计算机技术发展特别迅速，有些技术今天是新技术，明天可能就被更新的技术所取代，技术的发展是没有止境的。 因此，制造业信息化工程应使系统达到先进性与实用性的完美结合。在作是否采用先进技术的决策时，要根据企业的实际情况和制造业信息化的总目标，具体可参考以下原则： （1）资金是先决条件，必须在资金允许的范围内考虑采用先进技术。 （2）有些关键问题传统技术无法解决，必须采用先进技术，以保证系统功能的实现。 （3）与采用传统技术相比，新技术产品的性能价格比高，采用后可为企业带来明显的经济效益 （4）新技术趋于成熟，预计在近期内，该项新技术将取代现有技术，而现有技术又无法通过升级手段过渡到新技术。； （5）如果企业资金充足，采用先进的甚至适当超前的技术可使系统水平上一个台阶，有利于树立企业形象，有广告效应。10.参考答案： 我国ERP专家在总结ERP的实践经验基础上，提出了适合我国国情的ERP项目实施过程 1）前期工作企业在实施ERP之前所要做的前期工作。 这个阶段非常重要，其工作主要包括： 1.领导层培训及ERP原理的培训：主要的培训对象是企业高层领导及今后ERP项目组人员，使他们掌握ERP的基本原理和管理思想。企业最高领导只有对ERP有基本的理解，才能就ERP项目做出正确决策，这是ERP项目成功的前提。企业的各级管理者及员工是真正的使用者，只有他们理解了ERP，才能判断企业需要什么样的ERP软件，才能更有效率的运用ERP。 2.企业诊断：由企业的高层领导和各项目组人员用ERP的思想对企业现行管理的业务流程和存在的问题进行评议和诊断，找出问题，寻求解决方案，用书面形式明确预期目标，并规定评价实现目标的标准。这里会用到企业过程重组方法。 3.需求分析，确定目标：企业需求分析是实施ERP工程、选择软件不可缺少的依据。此时，应主要考虑企业的销售与生产环境、竞争地位与影响竞争力的主要因素、瓶颈环节及ERP可解决的主要问题、企业对ERP软件功能的特殊要求等等。 企业ERP系统立项分析问题包括：企业是不是到了该应用ERP系统的阶段？企业当前最迫切需要解决的问题是什么，ERP系统是否能够解决？ERP系统的投资回报率或投资效益怎样？在财力上企业能不能支持ERP的实施？上ERP的目的的所在，到底为什么，系统到底能够解决哪些问题和达到哪些目标？基础管理工作有没有理顺或准备在上ERP之前让咨询公司帮助理顺、人员的素质够不够高？然后，将分析的结果写成需求分析和投资效益分析正式书面报告，根据企业生产经营目标制定ERP项目的目标，并根据问题的轻重缓急确定项目实施方案。 4.软件选型：在选型过程中，要弄清楚企业的要求，弄清软件的管理思想和功能是否满足企业的要求。特定的ERP软件则可能由于自身的原因，不能够满足企业一定的特殊要求，需要一定的补充开发；还要了解实施的环境，如行业或企业的特殊要求等。如果企业在实施制造业信息化或CIMS应用工程，应结合工程的筹备立项与可行性论证开展此阶段工作。 2）决策 虽然实施ERP系统将给企业带来经济效益和管理革命，但也需要不少投入，且实施周期较长，有风险。例如，当企业产品不适应市场需求，销路不好，甚至企业还处在经济亏损状态时，不宜急于上ERP系统。因此，企业实施ERP系统，需要取得企业领导班子的共识，听取各方面意见，权衡利弊，才能作出正确的决策。 3）实施准备阶段（包括数据和各种参数的准备和设置）该阶段要建立的项目组织和所需的静态数据，应在选定软件之前着手准备和设置。在准备阶段，要做几项工作： 1.项目组织：实施ERP是一个大型系统工程，需要组织上的保证，如果项目组成人选不当、协调配合不好，将会直接影响项目的实施周期和成败。 （1）领导小组：由企业一把手牵头，并与相关副总一起组成领导小组：要注意人力资源的合理调配。 （2）项目实施小组：完成主要的大量的ERP项目实施工作；一般由主管副总或项目经理来领导，其他成员应当由企业主要业务部门领导或业务骨干组成；企业的信息中心骨干人员应成为该小组的骨干。ERP咨询公司也应当派人参与实施组工作。 （3）业务组：每个业务组必须有固定的人员，带着业务处理中的问题，通过对ERP系统的掌握，寻求一种新的解决方案，并用新业务流程来验证；此外，还要协同实施组制定新的工作规程和准则，并进行相应的培训。这部分工作是关系到ERP实施能不能贯彻到基层的关键。 2.数据准备：在运行ERP系统之前，要制定各类标准，整理和录入一系列数据（主要是基础数据、工程数据），这些数据是在运用系统之前没有或未明确规定的，故需要做大量分析研究的工作。基础数据包括产品、工艺、库存等信息及相关参数的设置，如系统安装调试所需信息、财务信息、需求信息等等。系统安装调试：在人员、基础数据已经准备好的基础上，就可以选择系统，将ERP系统安装在企业中，进行调试活动。软件原型测试：这是对软件功能的原型测试，也称计算机模拟。由于ERP系统是信息集成系统，所以在测试时，应当是全系统的测试，各个部门的人员都应该同时参与，这样才能理解各个数据、功能和流程之间相互的集成关系。找出不足的方面，提出解决企业管理问题的方案，以便接下来进行用户化或二次开发。 （4）系统实施、模拟运行及用户化 1.系统实施及模拟运行：在基本掌握ERP软件功能的基础上，选择代表产品模拟运行，将各种必要的数据录入系统，并与现行管理分析对比。先准备生产计划，生成主生产计划与物料需求计划；再运行能力需求计划、车间作业管理与采购管理；最后，运行成本、财务与各模拟功能，实现物流、信息流与资金流的集成，全面实现ERP。要重视系统过渡过程，尽量缩短生产管理系统新老系统的转换过程。此外，在试点模拟运行未得到企业领导与生产一线人员认可之前，不可急于转入实际运行。 2.制定工作准则与工作规程：进行了一段时间的测试和模拟运行之后，针对实施中出现的问题，项目小组会提出一些相应的解决方案，在这个阶段就要将与之对应的工作准则与工作规程初步制定出来，并在以后的实践中不断完善。 3.验收确认：在完成必要的用户化工作、进入现场运行之前还要经过企业最高领导的审批和验收通过，以确保ERP的实施质量。 5）切换运行 在ERP系统验收确认后，可以将ERP系统投入试运行。这要根据企业的条件来决定应采取的步骤，各子系统可以并行实施，也可以分步先实施部分子系统。在该阶段，所有最终用户必须在自己的工作岗位上使用ERP系统，并按要求输入全部数据，使系统处于真正应用状态。如果手工管理与系统还有短时并行，可作为一种应用模拟看待，但时间不宜过长。 6）新系统运行 E.RP新系统被应用到企业后，实施的工作其实并没有完全结束，而是将转入到业绩评价和后期技术支持阶段。企业应对系统实施的结果进行小结和自我评价，以判断是否达到了最初的目标，从而在此基础上制定下一步的工作方向。在企业具体实施ERP时，应当根据企业规模、生产模式、产品复杂度和信息量多少等特点进行具体分析，灵活掌握，不能硬性规定计划时间进程和内容，各类企业的情况不同，侧重点也不同，但一定要按照科学的项目管理实施方法稳步进行。企业实施了ERP系统后，还要注意通过ERP的业绩评价不断改进完善管理系统。另外，系统维护也是不能忽视的问题。11.参考答案： 1）数据仓库是数据库应用发展中出现的新概念，它是为更高层次上的数据应用而提出的一种解决问题的方案，而不是现成的或可以买到的产品。一般认为数据仓库是作为决策支持系统（DSS）服务的基础，是用于分析型处理的数据集合，也是供查询和决策分析用的集成化的信息仓库。1993年，W.H.Inmon最先在他所写的《建立数据仓库》一书中定义“数据仓库就是面向主题的、集成的、稳定的、不同时间的数据集合，用以支持经营管理中的决策制定过程。”该定义概括了数据仓库中数据最主要的四个特征： （1）面向主题主题是一个在较高层次上对数据进行综合、归类和分析利用的抽象概念。ERP（企业资源计划）过程优化基于生产模型的数据整合生产调度设备监控实时/历史数据库系统人工操作数据PTU/FTU控制系统设备检测在逻辑意义上，每一个主题可对应一个宏观分析领域所涉及的分析对象。传统数据库是面向应用建立的，其数据的组织仅按具体的应用处理要求来划分，未必适合于决策分析。而数据仓库则是面向主题建立的，如一个保险公司虽然有财产保险、养老保险、伤亡保险等各项应用，但其数据仓库所组织的主题却可能是客户、保险金、索赔等。 （2）集成数据仓库的数据是从原有分散的数据库的数据中抽取、集成得到的。事务数据与支持决策分析的数据之间差别甚大，数据仓库中的数据是用于支持决策的，因此在数据进入数据仓库之前，必然要经过抽取、加工与集成，这一步也是数据仓库建设中最关键、最复杂的一步。这里，首先要解决的问题就是事务数据中的所有矛盾之处，如字段的同名异义、异名同义、单位不统一、字长不一致等等，并将数据结构从面向应用转换到面向主题，有时还要将从不同数据库（可能是异构的）中提取的数据按统一的模型和模式组织。数据仓库一般将集成后的数据分成不同的级：如近期基本数据、远期基本数据、轻度综合数据、高度综合数据、元数据。 （3）稳定数据仓库中的数据是从数据库存放的历史数据中，以不同时间的快照选取得到的集合，以及基于这些快照进行统计、综合和重组得到的导出数据，而不是当前数据库联机事务处理的数据。因此数据仓库的数据是稳定的不再变更的，数据仓库一般只涉及与查询、分析等相关的处理。 （4）随时间变化数据仓库根据所研究主题的需要，其中的数据会随着时间积累和变化，不断增加新的数据内容，删去不再需要的数据内容，进行新的综合、重组。因此数据仓库的数据内容是按处理的要求不断地随时间变化的，这就要求数据的码键都应包含时间属性，以标明该数据所对应的不同历史时间段。 2）数据仓库在制造业信息化中的两大作用 （1）支持全局应用许多企业在其发展过程中逐渐形成了各自独立的计算机应用（子）系统，如CAD／CAM系统、生产计划管理、库存管理、质量管理、财务管理和人事管理等系统。这些子系统有些可能是独立的，其中的数据源往往是异构的，有文件系统、层次数据库、关系数据库或面向对象数据库等等。企业信息化常常需要建立企业范围内围绕某些主题的全局应用，直接在许多分散的、不统一的数据上实施是很困难或不可能的。而数据仓库提供企业范围内的全局模式，其中存储的是经过集成的信息，来自各数据源的相关数据被转换成统一格式，方便了全局应用系统的开发， （2）支持决策分析在信息技术不断发展的今天，人们对信息的使用也越来越复杂。企业高层管理者需要从积累的丰富数据中提取有用信息，进行各种复杂分析，如长期趋势分析和数据开采等，以力图找出规律性的知识规划，更科学地作出决策。 企业信息化中存在两类不同的数据处理：操作型数据处理和分析型数据处理。操作型数据处理也叫事务处理，如业务人员对数据库联机地进行日常操作，通常是对一个或一组记录的查询和修改。对此，人们关心的是响应时间、数据安全性和完整性。分析型数据处理则用于管理人员的决策分析，经常要访问大量来自多方面的历史数据、高度概括的数据，其数据容量非常大（到乃级）。显然，这两者间的巨大差异使得操作型处理和分析型处理的分离成为必然。传统数据库只适用于操作型处理，数据仓库适用于分析型处理。为了满足企业信息处理需要，企业的数据环境应发展为一种由操作型环境和分析型环境共同构成的体系化环境。数据仓库是企业数据体系化环境的组成部分；是建立决策支持系统（DSS）的基础。12.参考答案： 一般来说，一个企业信息网络的实施过程应包括以下几个方面： 1）需求分析 组建的企业网络首先要适应企业的发展规划，因此需求分析应当根据企业的发展规划确定待建企业网络的功能目标，针对企业的已有基础，得出总体方案和投资预算，并进行可行性论证。需求分析的精度直接关系到未来网络的实用性，因此需求分析应考虑企业的各个方面，由企业的各方面人士参加。切忌仅由计算机技术人员来完成需求分析工作。需求分析作为将来构建网络的依据，需要以书面报告的形式记录下来。 2）初步设计 网络的初步设计是在需求分析的基础上，对网络的功能和体系结构进行设计。初步设计与网络技术有关，但不涉及具体厂家的网络设备产品。初步设计包括如下方面的工作： （1）网络拓扑设计。确定最佳网络拓扑结构，生成网络拓扑图。 （2）确定网络体系结构。确定主干网、分支网应采用何种组网技术。 （3）选择通信媒体。为用户端系统和中继系统选定传输电缆和传输资源。 （4）节点规模设计。确定网络的主要节点设备的一些性能指标，如节点设备提供的通信带宽、接口数目和类型等。 （5）选择网络操作系统。包括当前正在使用的以及将来可以使用的网络操作系统。 3）详细设计 网络的详细设计是根据初步设计派生出满足应用需求的性能指标，以及确定与所有网络元素相关的物理实现，包括通信媒体、网络设备、建网费用等。网络的详细设计通常应包括以下几个部分： （1）技术文档。包括采用了何种拓扑结构和组网技术，网络能完成的功能和性能指标，将来可能升级的方案以及网络设备的接口特性、性能参数等。 （2）网络拓扑图。即网络的拓扑结构。 （3）设备清单及报价。包括各网络设备、网管系统、服务器等的型号和报价、集成费用、工程施工费用等。 4）网络安装、调试和测试 这一过程包括网络设备的定购、运输、安装和现场调试，根据产品说明书，检测设备的各项性能指标，以及根据原定的方案，测试整个网络的整体性能（包括带宽测试、流量测试、延时测试等），并形成网络测试和验收的报告。同时，对网络的管理和维护人员进行必要的培训。 5）网络维护 包括定期检测网络设备的工作状况，分析系统运行过程中记录的各种统计数据，尤其注意系统的负荷，进行必要的设备更新和扩充。13.参考答案： 支撑制造业信息化的网络系统从企业的管理模式和应用范围来看，通常可以分为以下四层：公司级、工厂、部门级、车间、科室级、生产线、班组级。每个层次都有其特点，如财务部门的网络通常是以传递数据为主，而设计部门的网络常常需要传递大量的图形、图像文件，这些部门都不强调实时性，而生产控制级的网络则传输短小的控制信息且强调实时性。 因此，针对不同层次、不同性质的部门需要选用不同类型的网络。 （1）公司级网络公司级网络作为企业信息网络的主干，具有信息流量较大的特征。公司级网络的规模因公司而异。如果公司规模小，各部门集中在某一小范围内，则这一层次的网络主要以局域网为基础，并以实现园区内部的局域网互连为目的。目前可用于这类公司级主干网的技术很多，最常用的有以太网，包括交换以太网、快速以太网等。同时，也可以采用厶丁M或FDDI等网络技术。主干网的拓扑结构一般不采用总线结构，而采用星型、环型或网型结构。由于星型结构非常灵活，可适用于各种组网技术，因而它是未来网络拓扑发展的趋势；环型结构和网型结构往往用于规模较大而且可靠性要求高的企业。 如果公司规模大，部门较分散，或者有一些子公司分布在全国甚至世界各地，则这一类公司主要以广域网为主干。此时，各地子公司的网络经过路由器和防火墙，通过电信部门的公用信息传输网络互连。当然，那些有自己的通信设备（如微波、内部专线等）的公司，也可通过自己的通信设备互连。支持广域互连的技术较多，如采用分组交换网（如X.25、FrameRelay）或者是DDN专线、电话拨号等方式，也可以通过电信部门的ISDN互连。广域主干的拓扑结构设计则更为复杂，它常常需要考虑实现费用、信息流量以及安全可靠性等诸多因素。 （2）工厂级、部门级网络牵涉到执行管理（如MIS、OA等）或生产控制（如库存量控制）、工程设计、质量保证、产品销售以及计划管理等，主要以局域网为基础，包括互连服务器、工作站、微机等。该层网络一般不太强调数据传输的实时性，通常采用以太网技术、令牌环网技术或者ATM技术，拓扑结构一般采用星型结构。 （3）车间级、科室级网络涉及执行管理或监控、维护和调度产品生产与装配，以及接受更新零件和规范的信息等工作，以局域网为基础，包括互连控制器、可编程设备及装配或该层网络，包括管理网络和生产控制网络，管理网络和工厂、部门级的网络相似，通常采用以太网技术或者工作组级的ATM技术，拓扑结构一般采用星型结构，或者沿用原来的总线型网络；生产控制网络则常强调数据传输的实时性和高可靠性，经常选用一些适合生产控制的专用网络。 （4）生产线级、班组级网络涉及执行管理或监控、维护和调度产品生产与装配；以局域网为基础，包括互连控制器、可编程设备及装配或加工中心等。该层网络同样包括管理和生产控制网络，这些网络的技术与上一层次类似，其规模比上一层次的网络小，生产控制网络也更专一，如只控制几台同类机器，而上一层次的控制网络可能要控制上百台同类或不同类机器。 企业信息网络并不一定严格遵循上述的分层结构，它与企业的管理模式、发展规模以及企业信息技术应用的程度有关，层次可多可少，完全由应用需求和网络技术的合理应用决定。 设计者在设计网络过程中，也可以人为地控制整个网络的分层结构。实际实施时，应考虑具体的应用需求、可用的网络技术，以及用户的操作和管理能力等因素。14.参考答案： 当今企业面临着顾客个性化的压力，即顾客不但要求企业尽快完成他们的定单，还要求得到高度个性化的产品和服务。1970年，AlvinToffler在其《未来的冲击》（FutureShock）一书中提出了一种以类似于标准化或大批量生产的成本和时间，提供满足顾客特定需求的产品和服务的生产模式的设想。1987年，StanDavis在《未来的理想生产方式》（FuturePerfect）一书中首次将这种生产模式称为大规模定制生产（MassCustomization，MC）。 1）MC的分类 按照顾客不同层次的需求，可以将MC粗略分成三种模式，层p：面向定单装配（AssemblytoOrder，ATO）、面向定单的制造（MakingtOOrder，MTO）、面向定单设计（EngineeringtoOrder，ETO）。三种MC分别有不同的产品开发技术、管理技术和制造技术。 由图可见，预测生产与定货生产的分离点（简称“分离点”）自上而下越来越远离顾客，这说明三种模式中受顾客影响最小的是A1℃模式，其次是MTO，而ETO的分离点离顾客最远，说明ETO受顾客的影响最大。MC的关键是有效地推迟产品供应链中预测生产与定制生产的分离点，即尽可能将分离点推向顾客。为此，企业必须对其产品结构、制造过程和整个供应链的配置进行重组。通过重组，使企业能够以最高的效率运转，能够以最快的时间，最低的成本满足顾客个性化的要求。 2）规模定制生产与大批量生产方式的比较大规模定制生产的基本思想是：将定制产品的生产问题通过产品重组和过程重组转化为或部分转化为大批量生产问题。大规模定制生产与大批量生产方式的比较，如表。 3）关于MC的一些讨论 （1）MC的五要素为了实施好MC，应该做好以下几项工作：正确把握客户的需求；建立模块化、可重组的生产系统和生产过程；开发模块化、标准化的产品；采用先进的信息技术（如PDM、项目管理等）；培养高素质的员工。 （2）MC的关键技术与MC有关的关键技术包括现代产品设计技术、项目管理技术、产品数据管理技术、产品建模技术、编码技术、面向MC的供应链管理技术、可重组的制造系统、产品与过程的标准化技术等。 （3）MC的局限性MC并不是万能的，对于某些市场，尤其是日用品市场，MC并不适用；此外，有时生产定制的产品对顾客并没有太大的价值，过多的选择可能性，反而使消费者感到迷惑和厌恶（如方便面和化妆品等）。15.参考答案： 制造执行系统（简称MES）是处于计划层和控制层之间的执行层，主要负责生产管理和调度执行。制造执行系统通过控制包括物料、设备、人员、流程指令和设施在内的所有资源来提高企业的竞争力，提供了一种系统地在统一平台上集成诸如质量控制、文档管理、生产调度等功能的方式。MES首先在半导体和电子制造领域取得了成功应用。流程工业的生产方式受全球竞争和市场经济的影响，正经历着一些变革，对于多品种小批量的生产过程，生产方式逐渐由面向库存生产转为面向订单生产。企业资源计划（ERP）系统需要实时的生产信息辅助进行经营决策和订单管理。但是来自生产现场的状态信息和生产数据并不能直接反映经营者所关心的产品进度和质量变化等信息。因此，需要MES在企业资源计划和过程控制之间提供信息的转换。MES执行由ERP制定的计划，并根据实时生产信息调整生产作出调度，并将有关资源利用和库存情况的准确信息实时地提供给ERP系统。MES还能将生产目标及生产规范自动转化为过程设定值，并对应到阀门、泵等控制设备的参数设置。同时，MES将从DCS采集来的生产数据与质量指标进行对比和分析，可以提供闭环的质量控制。可见，MES是ERP和DCS之间的信息纽带，是流程工业MIE实施的核心。 流程MIE中，MES软件系统的功能主要包括物料管理、资源管理、作业/订单管理、质量管理、操作管理及行业法规管理等。它在以下三方面具有区别于离散制造系统中MES的特点： （1）流程工业生产环境苛刻，生产过程包含复杂的物理和化学过程，及各种突变和不确定性因素。特别是启动、停机和应急处理等暂态过程的各项操作，不仅影响生产效率，而且存在着安全隐患。因此，操作管理是流程MES的一项重要任务，它负责监督在所执行的每一项操作中遵守操作步骤和规范，在连续、混合及间歇生产环境下为操作员提供流程启动、平稳运行及停机等过程的标准操作指令。 （2）流程工业MIE不仅要集成信息流和物料流，还包括能源供应流。因此，流程MIE中MES的调度决策功能需要对物料和能量提供最佳控制策略，同时决策不仅以提高生产效率和降低生产成本为目标，还应将节省能源、减少污染等目标考虑在内。 （3）流程工业中MES的决策具有混杂性，不仅包括连续过程变量，而且包含离散过程变量。为了对生产过程及产品质量进行控制，必须建立反映连续过程主要物理、化学变化过程的过程模拟模型，并将过程模型与优化模型结合起来。以往MES通常是一个很大的整体软件系统，其定制和维护的成本很高。随着计算机支撑技术的发展，开发更加模块化、更具柔性的MES系统成为可能，实施和维护MES的成本大大降低。因此，MES作为流程MIE的核心，在石油、化工、制药及制浆造纸等流程工业的综合自动化进程中有良好的应用前景。16.参考答案： 计算机是一种先进的工具，实施制造业信息化当然要充分发挥计算机的作用，如产品设计计算机化、财务计算机化、营销管理计算机化、库存管理计算机化和生产计划计算机化，等等。在实施制造业信息化的过程中，要不断扩大企业计算机化的覆盖范围，最终实现全企业的计算机管理。 但是，实施制造业信息化不应当是制造企业各种现有活动的计算机化，仅仅在技术层面实施制造业信息化是不能够真正解决问题的。这是因为： 第一，制造企业中基于人工管理、操作的各类活动都是以发挥人的特长和考虑到人自身能力的局限性来安排的，包括机构的设置（部门分工）、工作流程和规章制度等等。受人的管理幅度限制，难以减少系统层次：同时，员工与部门之间的相互制约，也增加了许多不必要、不增值的活动。 第二，我国制造企业尤其是国有企业在计划经济模式下运行了几十年，尽管经过了十几年的改革开放，但其管理体制、思想、方式、组织机构和企业文化等仍难以适应市场经济的要求，必须进行比较彻底的改革、改造和改组。在实施制造业信息化时，必须对企业现有的业务过程进行重组，包括机构调整、流程改造和规章制度的修订等等，即进行经营过程重构以适应新的需求，只有这样，才能大幅度提高企业的竞争能力。 第三，目前正处于信息社会。社会的信息化，使我们可以更充分地利用社会资源，及时获取企业外部的资源，这将大大改变传统的生产模式和工作方式，例如基于网络的异地设计、异地制造等。 第四，由于社会信息化，形成了制造的全球化，新的制造模式不断涌现，如并行工程、敏捷制造和大批量定制等，因而，企业应该根据自身的特点和内外环境适当吸收先进思想，进行技术创新和管理创新。 因此，在企业实施制造业信息化时，首先应根据企业的特点和企业文化，结合计算机应用的特点，进行系统设计。当然，不仅要进行信息系统的设计，还要进行经营过程重构，以期达到合理化，用信息系统来支持先进的企业运行过程，取得更大的效果。17.参考答案： 质量功能配置（QFD）是从质量保证的角度出发，通过一定的市场调查方法获取顾客需求，并采用矩阵图解法将顾客需求分解到产品开发的各个阶段和各职能部门中，通过协调各部门的工作以保证最终产品质量，使得设计和制造的产品能真正地满足顾客的需求。因此QFD是一种顾客驱动的产品开发方法，是一种在产品设计阶段进行质量保证的方法，也是使产品开发各职能部门协调工作的方法。QFD的目的是使产品能以最快的速度、最低的成本和最优的质量占领市场，它包括如下基本阶段： （1）调查和分析顾客需求 顾客需求是质量功能配置的出发点。顾客需求的获取是质量功能配置过程中最为关键，也是最为困难的一步。必须通过各种市场调查方法和各种渠道准确而全面地搜集顾客需求，并进行汇集、分类和整理，确定顾客需求的相对重要度。 （2）顾客需求的瀑布式分解 采用矩阵（也称为质量屋）的形式，将顾客需求逐步展开，分层地转换为产品工程特性、零件特征、工艺特征和质量控制方法。通常，QFD分解通过以下四个矩阵实现： ①产品规划矩阵。通过产品规划矩阵，将顾客需求转换为产品技术特征，并根据顾客竞争性评估（从顾客的角度对市场上同类产品进行的评估）和技术竞争性评估（从技术的角度对市场上同类产品的评估）结果确定产品各个技术需求的目标值。 ②零件配置矩阵。以产品技术特征为输入，从多个产品设计方案中选择最佳的方案，并通过零件配置矩阵将产品技术特征转换为关键的零件特征。 ③工艺规划矩阵。通过工艺规划矩阵，确定为保证实现关键的产品特征和零件特征所必须保证的关键工艺参数。 ④工艺/质量控制规划矩阵。通过工艺/质量控制矩阵将关键工艺参数转换为具体的质量控制方法。 Q.FD的作用主要是：促使产品开发人员在产品设计阶段考虑制造问题，产品设计和工艺设计交叉并行进行，因此可使工程设计更改减少40％～60％，产品开发周期缩短30％～60％；QFD强调在产品早期概念设计阶段的有效规划，因此可使产品开发和试制成本降低20～40％：产品整个开发过程以顾客需求为驱动，因此顾客对产品的满意度将大大提高。不言而喻，通过QFD的实施，提高全体职工满足顾客需求的意识，对企业的发展有着不可估量的作用。18.参考答案： 1）详细设计要解决的问题 详细设计是制造业信息化工程设计阶段的主要工作内容之一，是初步设计的继续。其目的是通过细化和完善初步设计产生的系统方案，产生系统更详细、更确切的功能模型、信息模型，确定系统配置、组织机构及人员配置等，使最终得到的系统设计方案达到可直接指导系统实施的程度。 具体而言，应重点解决以下几方面的问题： （1）总体方案设计着重解决系统总体结构的确认及界面划分问题。 ①系统总体结构。对系统组成、逻辑结构及层次进行确认，对应用系统、支撑系统及对其实现的功能进行确认，细化集成设计及系统工作流程。特别要注意因大型软件的引进造成的系统结构的变化。 ②分系统详细界面划分。对各分系统之间的界面进一步细化，如明确应用系统与支撑系统之间的界面，包括系统主服务器与本地服务器的服务范围及访问方式、网络及数据库对应用分系统的支持方式、全局数据的管理与存取方式等。各应用分系统之间的界面，包括：分系统覆盖范围、分系统之间功能调用涉及到的系统模块及方法、全局数据格式、系统性能要求等。 ③应用分系统详细设计。对应用分系统都应明确近期购买软件和开发系统的功能，对于购买的软件，则不必进行内部的系统功能设计，但应对购买软件的应用边界条件进行分析。如果需进行二次开发，则应进行功能扩展、功能改造、用户界面改造等相关设计工作。对于自行开发的子项目，则应进行详细的界面分析、设计工作考虑到工程的分步实施，上述工作内容应重点针对近期将要实施的项目进行。 2）详细设计的工作内容 （1）系统需求分析 ①细化系统的功能需求、性能需求、信息需求、组织需求和要达到的技术指标。 ②系统运行环境及限制条件分析。 ③采购软、硬件接口和底层设备接口分析。 （2）系统总体结构和系统功能模型设计 ①确定系统组成和结构。 ②系统功能模型设计。 ③系统集成设计。 ④系统技术性能分析设计 ⑤系统工作流设计。 （3）数据库设计 ①信息模型设计。 ②数据库系统的逻辑设计 （4）系统界面划分 ①细化支撑分系统与应用分系统之间的计算机、网络、数据库支持方式，全局数据管理方式等。 ②细化各分系统之间功能界面、信息界面和全局数据格式等。 （5）通信网络设计 ①完成通信网络的逻辑设计和物理设计。 ②确定网络管理的方法和功能。 （6）信息编码 ①确定编码方案。 ②制定编码实施计划。 （7）确定系统配置 （8）系统布局设计并提出安装施工要求 （9）企业业务过程重组 （10）制定人员配置和培训计划 （11）制定系统实施计划 （12）确定投资预算及资金规划 （13）编制详细设计报告和有关文档 ①详细设计报告。 ②系统功能图册和信息模型图册。 ③数据字典。 ④编码手册。 ⑤系统测试计划。19.参考答案： （1）总体规划、分步实施 总体规划就相当于指南针。有了总体规划才少走弯路，减少投资风险。如果没有根据企业的实际需求出发，只追求数字化设计技术高科技，盲目投资，其风险是存在的。如何将风险减至最低，又能达到我们预定的目标，就应制定总体规划。针对数字化设计软硬件发展迅速的特点，应采用分步走、不停步的策略，并在发展中不断完善。 1）集成原则：制造业企业最终是要实施CAD／CAE／CAPP／CAM／PDM／ERP／ON电子商务等信息的集成。CAD是企业信息化的源头，从长远的角度看，企业一开始就要制定一个有利于集成的总体规划。 2）继承原则：企业选定数字化设计系统后，工程设计人员对系统的熟悉和应用、利用CAD系统完成的设计图纸等都是企业的宝贵财富。我们不能丢掉这些财富，在应用工程进一步实施时，需要对其进行继承和利用。CAD／CAE／CAPP／CAM／PDM可以单独实施，也可以同时实施，应注意那些软件后上对企业最为有利。很多时候，单元技术在起着重要作用，我们不能一味追求“完美”与“集成”，这要付出昂贵的代价。但我们也不能放任“单元”，因为等需要集成时可能已无法集成。因此，应根据企业的实际需求分步实施。在总体规划中，还应该看到21世纪是网络支持下的数字化和信息化时代。网络化是CAD技术发展到今天的必然趋势，在进行发展规划时，我们不能忘记实现网络化。 （2）软件的购置与应用系统开发 软件选择的成败往往关系到项目投资的成败。应根据企业实际需求，做好功能需求分析。软件通常应考虑的问题： 1）功能应能满足用户的需求，即实用性。 2）软件本身各方面功能。主要从智能化、标准化、集成化和网络化去评价。 3）软件应登记注册。 4）运行稳定可靠性。 5）与其它系统的数据转换接口。 6）系统的开放性，尤其指二次开发能力。 7）人机界面易学易用。 8）用户群、升级能力和售后的技术支持能力。 9）价格因素。 二维CAD应着重考虑基本的二维图形绘制和编辑功能、各种符合中国标准的图面设置和标注工具（如视图、尺寸、公差标注、形位公差、粗糙度、剖面线等）、标准件库的支持能力、动态导航功能、汉字支持情况和硬件的支持能力等。三维CAD要重点考虑成熟的造型能力、三维图与二维图的转化与支持能力，与CAE／CAPP／CAM／PDM的集成能力，与其他大型软件的双向数据传递接口、数据管理能力和标准化等。应注意通用CAD系统与专业化CAD应用系统的区别。一般情况下，系统越专业，越能支持专业设计过程，但通用性越受影响。针对企业的实际情况，要考虑利用通用CAD系统提供的二次开发工具，开发企业需要的专业设计应用系统。 （3）硬件的购置 计算机硬件平台是数字化设计与制造系统的技术基础，硬件的选择与硬件性能、所用的操作系统、应用软件是密不可分的。以前的三维CAD软件一般运行于UNIX操作系统上，硬件是工作站。随着个人计算机（即“微机”）性能的不断提高，高端配置的微机性能已远远超过原来的工作站，并已接近现在的低档工作站性能，微机已有很好的运算和图形处理能力，能胜任二维绘图工作和一般的三维CAD和CAE／CAPP／CAM工作。可以预计，以微机为核心组成的系统将成为运行CAD/CAE/CAPP/CAM软件的主流平台。工作站价格昂贵，但在UNIX工作站上运行三维CAD／CAE／CAPP／CAM软件快且稳定，在高端CAD/CAE/CAPP/CAM的应用及动画制作方面，基于Windows和微机的系统还不能动摇工作站的地位。因此，硬件购置应充分考虑企业的实际需要，可以由工作站和微机按一定比例组成应用网络。图纸的最常用输出设备是绘图仪。笔式绘图仪已淘汰，激光打印机输出幅面一般在A3以下，如要输出大幅面的图纸应首选喷墨和激光绘图仪。 （4）“服务”的购置和应用工程实施 对大多数企业而言，硬件购置是应该的、软件购置也已可接受，但一般会忽略对“服务”的购置。对于复杂系统，“服务”是最重要的组成部分，应用工程是必须经过的道路。需要解决企业的如下问题： 1）针对企业特点，进行必要的企业个性化应用开发。 2）包括企业应用资源库在内的企业应用系统的建立。 3）与企业其他信息系统和硬件系统的集成。 4）“广大”企业设计人员的应用培训，仅个别人员会用一般是实施失败的原因。 5）数字化设计与制造技术的应用要改变设计人员的设计手段，也要改变设计人员长期的思维方式，这是困难的，这在某种意义上也是设计的革命。要全面实施CAD应用工程，就必须采取一定的措施，促使这项技术的全面应用，因此也有人将它叫做“一把手工程”。当然，应该建立合理的应用计划，采取新的应用机制，制定激励措施，建立必要的规章制度，全面促进应用工程的实施。20.参考答案： 制造业信息化工程总体方案不是现有企业活动的计算机化，而是对整个企业在计算机集成制造方面的长远决策，因此制造业信息化工程应具有一定的先进性，以适应企业的未来发展，当然，把一种高新技术应用于企业，必然会遇到各种各样的技术困难。制造业信息化工程的技术难点主要分为三大类： 1）系统集成方面的困难 由于市场环境的变化和技术的迅速发展，常常难以准确预见系统集成方面存在的各种困难。为了适应未来的发展和变化，信息系统必须具有开放性。当然，系统的开放性还要求来自多厂家供货的现实环境，这是因为信息化涉及的技术领域繁杂，从经营管理、工程设计直到生产制造，跨越多个学科，对计算机系统、各种应用软件以及各种设备的要求多种多样，一个厂家难以提供全套产品，这样就形成了多厂家供货的局面：而不同厂家的产品可能会因为风格不同，标准不统一，而难以集成。 信息化要解决系统的集成，包括分系统之间的集成及分系统内部的集成，而用于集成的各种“构件”的来源可能会造成集成的问题： （1）企业原有的。为了减少工程投资，并缩短开发周期，尽快产生效益，必须充分利用企业现有资源，使其发挥作用，并尽量将它们集成到信息系统中，但由于历史的原因，企业原有的各种可用资源程度不同地表现出落后性。由于受以前的技术水平限制，或因为没有考虑集成问题，这些企业原有的资源将会造成集成的困难。 （2）外购的。为了利用成熟的技术，以减少实施风险，在制造业信息化工程总体方案设计时应考虑购置成熟的产品，但这会遇到多厂家供货、成熟软件固有的封闭性、非标准化等问题，这也将对系统集成造成困难。 （3）自行开发的。为了减少投资，也为了弥补企业原有的及外购的产品缺欠，自行开发、二次开发是不可避免的，这也有可能造成集成问题。 2）单元技术方面的困难 由于企业的迫切需求，可能会要求系统具有某些特殊的功能，往往这些功能对技术创新和管理创新要求较高，缺乏可借鉴的经验，使这些功能实现起来技术难度较大，就形成了单元技术方面的困难。 3）系统优化方面的困难 系统优化能给企业带来更大的效益，这是制造业信息化工程追求的重要目标。但实现起来往往困难很大，特别是总体优化，不仅有单元技术上的困难，也有系统集成方面的困难。遗憾的是，由于工程因素的相互制约，在实施制造业信息化过程中，我们不得不同时面对上述困难。制造业信息化总体设计的最艰巨的工作之一，就是根据企业需求对各种因素造成的困难权衡利害关系，设计出一种实用、合理、先进可行的最优方案。因此，在制定制造业信息化工程总体方案时，一方面要考虑企业经营活动的改进、