纺织服装中的灵敏化应用

（一）背景

计算机集成制造环境下的管理信息系统是以CIM为指导思想并在其制造环境下的管理信息系统，它以制造资源计划为核心并能与CIMS系统中的其他子系统有接口，是CIMS的神经中枢，指挥和控制着各个部分能有条不紊地工作。CIMS/MIS的核心任务是对企业内部及外部信息进行收集、加工处理和输出，使各级管理人员在需要的时候，能够及时得到准确无误的有效信息，以便做出正确的决策。

当前，计算机在针织工业中的应用已成为针织工业技术进步的重要特征。计算机技术不仅应用于各种新型针织机械，还应用于针织产品的辅助设计、针织工艺的优化和监控、针织生产的管理等方面。尤其是计算机集成制造系统（Computer Integrated Mamufacturing System,CIMS）的应用，更是大大提高了针织企业的生产效率和产品品质，有效降低了操作人员的劳动强度，缩短了产品开发研制的周期，使生产管理更快速、准确、有效。

CIMS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。有了纺织服装专用的CAD,CAM,FMS技术和各种电脑控制的缝制机械技术以后，世界各国早在20世纪80年代便开始对纺织服装企业CIMS技术进行开发。纺织服装企业属劳动密集型企业，作业过程复杂、烦琐，许多上作仅能凭经验操作而无明确的标准，这给企业信息化带来了很大困难。

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，我国启动了高技术研究发展计划，即“863”计划。“服装设计与加工工艺示范中心”攻关课题是国家“863”高科技计划的一个项目，要求我国建成服装CIMS工程。从1991年开始，经过3年多的开发研究，建成我国第一家服装CIMS中国服装集团公司，用于生产加工中高档西服，其CIMS系统总体构成分为5个子系统，即企业信息管理系统（MIS）、服装CAD系统、服装CAM系统、柔性缝制加工系统（FMS）、信息网络系统（GIS）。

（二）技术方案

我国纺织服装企业属于劳动密集型企业，这一现状不可能在短时间内得到改观。因此，只能在生产高附加值的成衣产品和面向多品种、少批量、快交货市场需要的企业应用CIMS技术及其单元技术的技术改造与设备更新。对多变的市场需求作出快速响应，在最短的时间内生产出高质量的产品，满足顾客的个性化要求。实现敏捷化生产是企业赢得市场的关键，也是企业实施CIMS工程的目的。针织企业围绕建立新型生产模式的CIMS技术方案如图5-9所示。

图5-9 纺织服装灵敏化CIMS技术方案

根据CIMS集成内容、企业的实际情况和信息通信技术的发展趋势，针织CIMS的功能模块大致可划分为信息服务（IS）、办公自动化（OA）、经济信息系统（E1S）、管理信息系统（MIS）、计算机辅助质量管理系统（CAQ）、计算机辅助设计/制造系统（CAD/CAM）和网络数据库7个子系统。针织CIMS的组成如下。

1.CAD/CAM/CAE系统

利用计算机实现高效率和高精度的自动化设计、制造和工程分析的方法称为CAD/CAM/CAE，即计算机辅助设计（Computer Aided Design,CAD）/计算机辅助制造（Computer Aided Manufacturing,CAM）/计算机辅助工程（Computer Aided Engineering,CAE）。从计算机科学的角度看，设计和制造过程是一个信息处理、交换、流通和管理的过程，因此能对产品从构思到投放市场的全过程进行分析和控制，也就是能对设计和制造过程中信息的产生、转换、存储、流通、管理进行分析和控制。

（1）针织CAD/CAM系统。针织设计CAD系统主要用于针织组织设计与计算、花型设计、经纬编辅助工艺设计及针织服装辅助设计等方面。由于针织具有独立成型性，大多可参照服装CAD的设计。

随着针织企业的信息化、自动化水平不断提高，针织CAD/CAM将成为针织企业信息化的基础。我国针织CAD/CAM技术将有似下几大发展趋势：

①市场需求不断增加，迫使纺织CAD/CAM研究力度增强。

②针织CAD/CAM技术将逐渐完善，借鉴机械工业CAD/CAM技术，并结合企业自身特点，形成既有行业兼容性又有特色的针织CAD/CAM系统。

③将逐步实现参数化、全关联设计，具有智能化的平面立体相互转化功能。

④针织CAD/CAM系统将由简单的辅助生产和设计工作向集设计、管理、成本核算、决策分析等多种功能于一身的系统化、集成化、信息化的方向发展。

⑤发展针织CAD/CAM系统设计将逐步规范化、标准化，对外接口功能将不断增强，逐步成为针织企业CIMS（计算机集成制造系统）不可或缺的一部分。

⑥国内CAD系统专业设计功能较强，已在一些针织企业的生产设计中得到应用，但国内针织CAD系统在设计和生产相结合、智能化、集成化、网络化方面做得还不够。(www.xing528.com)

（2）计算机辅助工程（CAE）的主要研究内容。

①有限元法FEM网格自动生成为精确研究产品结构的受力，以及用深浅不同的颜色描述应力或磁力分布提供了分析技术。

②优化设计研究用参数优化法进行方案优选，这是CAE系统应具有的基本功能。

③三维运动机构的分析和仿真研究机构的运动学特性，为设计运动机构提供直观的、可以仿真或交互的设计技术。

2.计算机辅助工艺过程设计（CAPP）

为了使产品设计和制造在信息提取、交换、共享和处理上实现集成，CAPP是连接CAD和CAM的中间环节。CAD数据库信息只有经过CAPP系统才能变成CAM的加工信息。因此，CAD/CAPP/CAM是由局部集成的大型子系统。

工艺规划要根据一个产品的设计信息和企业的生产能力，确定产品生产加工的具体过程和加工指令以便于制造。一个理想的工艺文件应保证工厂用最低的成本，最有效率地制造出已设计好的产品，它至少应完成如下功能：翻译产品设计信息，选择加工设备，安排操作工序，组合操作工序，决定每一道工序的加工时间和非加工时间以核算成本，把上述信息整理成工艺文件。工艺设计的任务在于规定产品工艺过程、工艺操作内容、工艺装备和工艺参数等。

计算机辅助工艺过程设计就是对计算机制定一些规则，以便产生工艺规程，完成工艺样板的绘制、工艺文件的编制、流水线的排列、工人工序分的自动计算等。它必须访问中央工艺数据库，数据库储存着关于顾客订货单、工程技术说明、可利用的设备和制造方法等信息，还可能存有充分利用工厂资源的优化规则。

3.制造资源计划MRPⅡ

MRPⅡ是以计算机为工具模拟企业的生产经营活动，实现企业管理现代化，并使其成为计算机综合自动化系统（CIMS）中信息集成的重要支柱和核心内容之一。利用MRPⅡ模型对一个制造业的所有资源编制计划，进行监控与管理。这些资源包括生产资源、市场资源、人力资源、财政资源和工程设计资源等。MRPⅡ的组成包括物料清单BOM、物料需求计划、生产计划大纲和主生产计划、能力需求计划和粗能力管理、车间作业管理、库存管理、财务管理。MRPⅡ的计划编制从上到下，由粗到细。

4.针织企业应用CIMS存在的局限性及解决途径

（1）针织企业应用CIMS存在的局限性。由于针织CIMS本身的局限性，针织CIMS只侧重从技术上解决问题。首先，CIMS不能代替厂长进行经营决策，尽管它可以为厂长的经营决策提供技术支持和信息支持；其次，CIMS也不能代替销售人员进行推销和公关，尽管它可以提供客户信息和市场信息；再次，CIMS不能产生新思想，尽管它可以为设计者提供快速有效的设计工具、支持新产品的开发；最后，CIMS无法解决企业领导班子能力不够、不团结、企业人员素质不高等问题。

尽管CIMS可以覆盖企业的整个生产、销售环节，但由于技术和经济方面的原因，企业实施CIMS必须分阶段进行。

（2）解决途径。从1989年至今，我国多家企业作为“863/CIMS”应用工厂，在“效益驱动、总体规划、重点突破、分步实施、推广应用”方针的指导下，取得了突破性的进展。它们的经验对于其他准备实施CIMS的针织企业具有指导作用。

①对CIMS中的人员、组织进行管理。CIMS的管理业务、人员及技术3个方面因素必须组织成一个坚强的柔性结构。在CIMS中必须让人力资源和组织开发与企业服务框架相匹配。

②实行先易后难的开发策略。在我国实施CIMS计划，宜选择从企业单元自动化起步，逐步延伸整个企业各自动化单元的互联，实现CIMS的模式；选择中小企业作为实施CIMS的试点，具有新技术使用快，实施周期短，有利于跟踪国际的CIMS进展，投资小且回收快等优势。在取得丰富经验后再将CIMS推广到更大范围和更多大中小型企业中。

③采用开放式系统。开放系统标准化是关键，通过这些标准可以使软件运行于各种硬件平台和操作系统上，并使计算机系统能实现合作计算。如果开放系统的可移植性、互操作性、伸缩性、可用性特征在一个系统中的用户环境、操作系统、数据库、语言和工具、网络服务、硬件及应用接口等诸方面都得到充分体现，那么这个系统就是一个理想的开放系统。

④实施中运用CASE和集成平台CASE（计算机辅助软件工程）在CIMS中已进入应用阶段。在CIMS中与系统硬件配套的系统软件和支撑软件大都已有商品软件可用，但与各种被控对象和处理对象相衔接的应用软件要靠用户自行研制，利用CASE工具可使针织企业以尽可能小的代价识别和纠正存在的问题，确保应用软件的质量、效率及最好的可预测性。集成平台是在集成基础设施支持下的一组集成服务器，采用集成平台对CIMS的好处在于：减少集成的复杂程度，作为应用系统仅要求如何与平台发生联系，而不必知道如何与其他应用系统的联系；促进标准化的实现，在集成平台与应用系统之间建立一个一致性接口；使应用系统便于修改；支持CIMS整个生命周期的开放结构设计和柔性结构需求。