CAC-CIMS/FA实施的效果与效益分析

1.实施效果

本项成果作为CAC-CIMS/FA的一个子系统应用于成飞数控车间的民机转包，军机批生产和型号工程零件生产的计划、调度、管理与控制，效果良好。解决了非一致性硬件、操作系统环境下复杂的异构系统互联问题和CIMS纵向信息集成问题。提高了车间的生产控制和管理水平，使底层FDNC单元实现了制造过程自动化，能够做到零件的无纸加工。在提高计划均衡性、按期交货率、设备利用率、增加产量、改进产品质量和提高生产率等方面取得显著效果。

（1）系统的特色

1）在计算机网络、进程通信、双向通信功能和分布式数据库支持下，部分采用了客户/服务器体系结构，使复杂的非一致性硬件、操作系统互连，保证了资源共享，信息集成，使系统具有先进性、开放性。

2）提出的二阶段计划法，可提高生产作业计划的有效性。

3）采用进程通信的方法实现二阶段计划编制的自动连续运行。

4）采用顺排与逆排结合法、组合优先规则和变异的有限能力法来编制生产作业计划。

5）备件需求的自动生成。

6）采用EDD（Earliest Due Date）和SPT（Shortest Processing Time）启发式规则进行单元生产计划调度，系统能自动对设备负荷进行平衡，合理地安排生产任务。

7）通过设置工序状态，系统可自动跟踪零件从计划到加工、完成的全过程，为计划调度提供零件的当前状态信息，能进行人—机交互式动态调度，使生产作业计划的制订更合理。

8）对数控机床技术改造成功，DNC接口控制器可与数控机床和单元控制器进行双向通信，可从多个计算机节点取派工单、工艺规程、NC程序和刀具参数等信息，能实时反馈故障信息，记录多种生产数据，实现了CIMS全面信息集成。

9）能实时处理临时资源需求及设备故障等生产异常信息，提高生产管理与控制的柔性。

10）本系统与CAD/CAPP/CAM系统及其他子系统紧密集成，两条FDNC1-2生产线实现了无纸加工，使我国飞机整体件制造技术能与国际飞机制造技术接轨。

11）在我国制造业现有条件下，本项目的研究与开发走出了一条由数控机床组成柔性制造加工单元与CIMS其他分系统进行集成的成功之路，这种方式经济、先进、可行。(www.xing528.com)

（2）国内外情况对比

国外对车间控制器和单元控制器的研究较多，主要集中在生产计划、调度和仿真等方面。将车间、单元、制造工作站、DNC接口作为整体系统进行研究与开发的并不多见。国外对数控机床的改造，主要是在控制系统上，而不在CIMS环境下的信息集成方面。国内已有数控机床的企业，多数设备利用率较低，生产自动化程度不高，没有考虑系统集成问题。国内关于车间控制器、单元控制器或者车间生产管理系统的研究与开发也不少，但许多是作为单项研究，并未集成在CIMS环境下，因而不可能达到企业整体效益最优。本系统是CIMS集成环境下的车间加工自动化系统，它采用的管理思想先进，功能强，既能满足CIMS集成需要，也能满足非集成环境下车间生产管理的需要，是一个集车间生产计划、控制和管理于一体的系统，可应用于各种类型的车间（包括FMS车间、DNC车间和普通车间）。与现有的MRRPⅡ底层生产计划功能相比，本系统在日生产计划调度、资源计划调度和生产异常情况处理方面明显优于前者，主要表现在：生产作业计划可分解到每日、每班次，提供友好的作业计划调整界面，实时处理临时资源需求及故障信息。

本项目的研究与开发应用CIMS原理，着重全方位的CIMS信息集成。系统设计方案符合国情，结构合理，逻辑正确，使用效果良好。该项成果具有国内领先、国际先进水平。

2.推广应用情况、效益分析

车间、单元、工作站与DNC接口系统自开始投入由两个FDNC1-2单元和两个常规单元组成的数控车间使用。在其运行时间里，车间、单元、工作站和DNC接口系统用于军机批量生产、民机转包和型号工程200多项零件生产的计划、调度、管理与控制，效果良好，并产生了明显的经济效益和社会效益。具体情况如下。

1）可实现车间—单元—工作站—设备生产计划的逐级分解、下达和计划执行情况的逐级数据采集统计和反馈。

2）能自动生成合理可行的生产作业计划，生产计划编制时间由原来的3天缩短为2小时，班计划制订和派工速度提高30倍以上；可实现零星急件的插入与计划的动态调整；实现了生产现场的准确跟踪，大大减轻了生产统计和作报表的工作量。

3）刀量具、物料、工装需求计划的制订大大减少了停工待料现象，使刀量具、物料、工装到位准确率提高到95%以上。

4）DNC接口使NC程序传输效率提高了上百倍，且提高了程序可靠性，产生直接经济效益30万元，现在数控加工完全甩掉了穿孔纸带和软盘。

5）本系统与刀具站、物料站、CAD/CAPP/CAM等集成，使生产效率大大提高，设备利用率由65%提高到85%以上；零件生产周期缩短30%；减少了车间在制品；提高了产品质量，废品率下降25%，系统深受工厂和工人欢迎。

6）车间、单元站、工作站和DNC接口系统的应用增强了成飞在国内国际市场的竞争力，使成飞在制造技术上已具备了与国际接轨的条件，已为国外飞机制造厂商和专家所认可。

7）提高了车间生产技术和管理水平，培养了一批跨世纪的掌握高新技术的人才。

车间、单元、工作站和DNC接口系统功能全面，适应性强，容错性和可扩充性好，使用方便，信息自动化程度高，系统既可集成运行，也可独立运行，能满足车间实际生产的需要，值得大力推广使用。