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第1章 制造业信息化概述
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信息：
信息是对客观世界中各种事物的变化和特
征的反映；是客观事物之间相互作用和联系的
表征；是客观事物经过感知或认识后的再现。
制造业信息化的基本概念
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信息的基本特征：
• 客观性：信息是反映客观事务的属性，信息必须真实、准确。
• 主观性：任何信息的处理都离不开人们的目的与需求。
• 抽象性：必须区分信息的载体与内容 ，只有这样才能保证信
息在不同的载体之间的转化与传递。
• 系统性：信息必须作为表达客观事物（或系统）的完整描述
中的一环，信息离开了载体，脱离了系统，就失去了意义。
• 时效性：信息的获取与传递必须及时、准确。
• 层次性：信息及其处理与客观事物发展的过程、系统运行的
层次是密切相关的。
• 不完全性和不确定性等
制造业信息化的基本概念
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信息的地位和作用：
• 信息是联系客观事物（或系统）各部分的纽带
• 信息是客观事物（或系统）的表征
• 信息是客观事物（或系统）管理与控制的依据
及实现手段
• 信息是信息技术转化为生产力的桥梁与工具
• 信息是经济发展的保证
制造业信息化的基本概念
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信息媒体
信息是要通过一定的物质载体来表示的，
表示信息的物质载体称为信息媒体，最常见的
媒体包括声音、图像、文字、数据等。
制造业信息化的基本概念
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信息活动
任何信息的活动过程，都包括信息获取、
信息的变换与传递、信息处理与再生和信息的
使用等过程。
制造业信息化的基本概念
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信息活动
任何信息的活动过程，都包括信息获取、
信息的变换与传递、信息处理与再生和信息的
使用等过程。
制造业信息化的基本概念
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信息获取包括：信息感知、信息识别、信息提取
信息传递包括：信息变换、信息传输、信息交换
信息处理与再生包括：信息存储、信息检索、信
息分析、信息加工、信息再生
信息使用包括：信息转换、信息显示、信息调控
制造业信息化的基本概念
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信息技术：
信息技术是人类开发和利用信息资源的所有
手段的总称。信息技术包括信息的产生、收集、
表示、检测、处理和存储等方面的技术，也包括
信息的传递、交换、显示、识别、提取、控制和
利用等方面的技术。
制造业信息化的基本概念
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信息技术：
信息技术是人类开发和利用信息资源的所有
手段的总称。信息技术包括信息的产生、收集、
表示、检测、处理和存储等方面的技术，也包括
信息的传递、交换、显示、识别、提取、控制和
利用等方面的技术。
制造业信息化的基本概念
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MRP MRPII
CIMS
LP
CE
AM
GT JIT
NC
CAD/CAM
ERP
Network Internet
TQC ISO9000
50 60 70 80 90 00
DFM
GM
ISO14000
Computer
PDM
EC
FMC FMS
Intranet
Extranet
PLM
CRM
SCM
eERP
IT
设计
生产
设备
管理
年代
现代机械制造业信息技术的发展历程
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从信息化的层次看，信息化可分为产品信息
化，企业信息化、产业信息化、国民经济信息化
和社会生活信息化五大类。
从信息化的经济行为主体看，信息化又可分
为政府信息化、教育信息化、企业信息化和家庭
信息化。
从信息化的覆盖范围看，信息化还可分为国
家信息化、区域信息化、城市信息化和企业信息
化等。
信息化的分类
制造业信息化的基本概念
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企业信息化是将信息技术、现代管理技术和制造技术
相结合，并应用到企业产品生命周期全过程和企业运行管
理的各环节，从而提高企业市场竞争能力的过程。
企业信息化的概念包含以下内涵：
①企业信息化的基础是企业的管理和运行模式，而
不是计算机、网络、数据库等信息技术本身，信息技术仅
仅是企业信息化的实现手段之一。
②企业信息化建设的概念是发展的，它随着管理理
念、实现手段等因素的发展而发展。
③企业信息化的过程是企业组织重构和业务流程重
组的过程。企业信息化不是现有活动的计算机化，在信息
化的过程中要利用现代管理理念和方法去改变现有流程。
企业信息化的定义和内涵
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④企业信息化是一项集成技术。企业建设信息化的
关键点在于信息的集成和共享，即能将准确的数据及时的
传送到相应的决策人和执行人的手中，为企业的决策与运
作提供基础数据。
⑤企业信息化是一个系统工程：企业的信息化建设是
一个人机合一的有层次的系统工程，包括企业领导和员工
理念的信息化、企业组织管理和决策的信息化、企业经营
手段的信息化、企业产品设计的信息化和企业产品加工制
造的信息化等。
⑥企业信息化的实现是一个过程。包含人才培养、咨
询服务、方案设计设备采购、网络建设、软件选型、应用
培训、二次开发等过程。
企业信息化的定义和内涵
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企业信息化的分类
(1)按行业分类划分
农业信息化、采掘业信息化、制造业信息化、建筑业信息
化、金融业信息化、商业信息化、交通运输业信息化、服
务业信息化等。
(2)按企业规模划分
大型企业信息化、中型企业信息化、小型企业信息化。
(3)按企业的市场范围划分
外向型企业信息化、内向型企业信息化。
(4)按企业的工艺过程特点划分
离散型企业信息化和流程型企业信息化。
企业信息化的定义和内涵
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企业信息化的层次
（1）从企业信息化覆盖的范围来看，企业信息化可以分
为四个层次：
①单机的计算机应用。
②局域网支持下的计算机应用。
③网络数据库支持下全企业范围的计算机综合应用。
这是企业信息化的信息集成阶段。
④广域网、因特网支持下的企业间信息集成和资源
优化。这一阶段的企业信息化突破了企业的界限，包含和
供应商、销售商、客户等的信息集成。包含EC、SCM、
CRM、网络化设计与制造等应用系统。这是企业信息化
的最高阶段。
企业信息化的定义和内涵
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企业信息化的层次
(2)从信息技术在企业应用的层次，企业信息化可以分
为三个层次：
①在设计、制造等业务活动底层实现信息化。
②在企业管理层实现信息化。用信息技术对生产、采
购、销售、库存、财务等数据进行处理和管理，也就是实
现企业数据的自动化和信息化。
③在决策层实现信息化。该层次的信息化是建立在前
两层信息化的基础之上的，为决策提供依据的基础数据来
自于业务层和管理层。
企业信息化的定义和内涵
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企业信息化的层次
(3)从信息集成和信息资源利用的深度，企业信
息化可以分为五个层次：
①信息集成
②过程集成
③企业集成
④知识集成
⑤人的集成
企业信息化的定义和内涵
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企业信息化的一般阶段
部门业务电子化
部门业务自动化
跨部门业务电子化
跨部门业务自动化
业务流程重组
(BPR)
业务决策支持
（DSS）
战略决策支持
（DSS）
数据仓库(DW)
数据挖掘(DM)
知识管理(KM)
发展阶段
企
业
应
用
办公电子化
办公自动化
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企业信息化的一般阶段（例）
以典型的商务业务为例
无信息化
跨部门业务电子化
跨部门自动化
决策支持
更高应用
示例来源：Principles of Information Systems, A
Managerial Approach (美:Ralph M. Stair)
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企业信息化的一般阶段（例）（无信息化）
商务
订单（传
真、电
话、邮件
等）
检查订单、填写成
公司标准订单格式
物流、库房
手工查阅库
存，判断、
签字
手工查阅账户、
确认收到付款、
签字
2 检查库存
3 检查收款
4 确认收款
5 通知发货
1 提交订单
6 通知记账确认订
单
记账出库
财务/会计
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企业信息化的一般阶段（例）（跨部门业务电子化）
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企业信息化的一般阶段（例）（跨部门业务自动化）
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企业信息化的一般阶段（例）（决策支持）
从基础数据中提取数据，综合分析，为决策提供
支持，例如：
销售情况变化分析（销量随时间变化、在不同的
地域、产品、客户销量的分布和变化，为销售计
划提供依据和模拟）
库存变化及库存计划分析（库存在全国的分布和
变化，为计划作辅助）
收款；应收、信用分析
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企业信息化的一般阶段（例）（更高应用）
数据挖掘：从现有数据挖掘出最有价值的客户，最
有价值的销售人员、最有价值的产品（决策树、
2/8规则）
知识管理：收集和整理积累的业务经验，用于共享
知识（决策文档、业务文档、技术文档）
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企业信息化的发展阶段
初级应用
模仿手工作业
局部应用/孤岛集成
CAD、MRPII等
全局集成和
优化CIMS
现代集成
制造系统CIMS
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制造系统的信息流与信息控制
制造系统的构成
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制造系统的信息流与信息控制
物料流
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制造系统的信息流与信息控制
信息流
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制造系统的信息流与信息控制
分布式制造信息化系统的工作流程与功能结构
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制造业信息化技术体系
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制造业信息化技术体系
名称 技术和系统 说明
管理技术和系统
系统集成技术和系统
支撑技术
客户关系管理CRM
供应链管理SCM
办公自动化OA
情报管理IM
知识管理KM
决策支持系统DSS
计算机集成制造系统CIMS
协同产品商务CPC
产品数据管理PDM
计算机辅助后勤保证系统CALS
计算机支持协同工作CSCW
网络化设计与制造NDM
计算机硬件技术
计算机软件技术
网络技术
通信技术
网络安全技术
多媒体技术
数据库技术
理、设备和工具管理、车间作业计划
与控制、供应管理、销售管理、质量
管理、人力资源管理等内容。管理技
术和系统里面，实际还涉及一些管理
思想和方法，如JIT、BPR、敏捷虚
拟企业、大规模定制等
系统集成技术和系统涉及很多具体信
息支持技术，这里列的仅是一些集成
的系统，即涉及设计、制造、管理等
多个系统的集成系统。
企业信息化工程的支撑技术有很多，
这里仅从计算机、网络、数据库、信
息安全的角度列出有关的支撑技术
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制造业信息化的未来与发展
21世纪制造业的主要特点
产品生命周期缩短，产品更新加快
具备提高竞争能力和市场占有率的四种基本能力：
时间竞争能力、质量竞争能力、价格竞争能力和创
新竞争能力
制造全球化和贸易自由化导致制造业格局在全球的
重新分布与组合，制造业的国际竞争愈演愈烈。
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制造业信息化的未来与发展
随着微电子技术、信息技术和计算机技术的迅猛发
展，产生了一大批先进的制造技术与制造模式，这
些先进制造技术都离不开信息化。因此，信息化已
成为制造业现代化和提升竞争力的核心手段与技术。
企业对环境保护的适应性已成为制约企业生存和发
展的重要环节，因此面向可持续发展的生态安全型
和资源节约型的制造技术成为重要课题。
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制造业信息化的未来与发展
21世纪制造业面临的挑战
快速响应市场竞争的挑战
全球化竞争的挑战
信息时代的挑战
环境保护压力的挑战
制造全球化和贸易自由化的挑战
技术创新的挑战
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制造业信息化的未来与发展
制造业信息化基础理论的发展
在以CIMS、敏捷制造AM、智能制造系统
IMS为代表的制造系统模式中，基础理论发展成为
系统理论、信息技术、人工智能和知识工程等。
制造信息学
是研究与制造活动有关的信息、信息驱动，人
类运用制造信息的机制以及制造信息体系结构的一
门基础科学。
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制造业信息化的未来与发展
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制造业信息化的未来与发展
计算制造学
是利用计算机对制造过程和制造系统的几何表示、
计算优化推理和形式处理以及制造过程建模、规划、
控制、调度等复杂问题进行分析与求解的过程。
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制造业信息化的未来与发展
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制造业信息化的未来与发展
制造智能
主要表现在智能调度、智能设计、智能加工、
智能操作、机器人、智能控制、智能工艺规划、智
能测量和诊断等多方面。基于制造智能的智能化制
造系统是制造系统的发展方向，被称为21世界的
制造系统。
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制造业信息化的未来与发展
