信息与控制
INFORMATION AND CONTROL
1999年 第28卷 第3期 Vol.28 No.3 1999



渤海造船厂计算机集成制造系统(BS-CIMS)*
张士杰　李甘　薛劲松　纪竹盛　赵德铭　孙仲岐
　　摘要：简介了渤海造船厂计算机集成制造系统(BS-CIMS)的系统结构，系统组成(工程设计、经营管理、财务管理、生产管理、建造作业和质量管理6个应用分系统)，信息分类编码原则，计算机支撑环境，分系统之间信息界面和系统集成方案．
　　关键词：计算机集成制造系统，CAD，BOM
　　中图分类号：TP30　　　　　　文献标识码：B
BOHAI SHIPYARD COMPUTER INTEGRATED
MANUFACTURING SYSTEM
ZHANG Shijie　LI Gan　XUE Jinsong
(Shenyang Institute of Automation,Chinese Academy of Science 110015)
JI Zhusheng　ZHAO Deming　SUN Zhongqi
(Liaoning BOHAI Shipyard, Huludao 125004)
　　Abstract　This paper presents an architecture of computer integrated manufacturing system for BOHAI Shipyard, and its system components (including six subsystem:engineering management, business management, financial management, production management, manufacturing and quality management subsystems), information coding scheme, computer environment, interface among subsystems and system integration scheme are also given.
　　Key words　computer integrated manufacturing system (CIMS), computer aided design (CAD), bill of material(BOM)
　　1　前言
　　渤海造船厂是中国船舶工业总公司的八大骨干船厂之一，为大一型企业，也是全国重大装备国产化基地之一．渤海造船厂属多品种单件及小批量生产类型企业，工厂产品中的船舶生产线已于1994年达到设计纲领，即年造船10万吨;非船生产线，主要是水电设备、冶金设备大件和石化压力容器等．在国家“七五”、“八五”12项重大技术装备国产化项目中，工厂参与了其中的4项，即430万kW水轮机转轮、80万吨/年加氢反应器、宝钢2号高炉炉体，35000吨浅吃水肥大型散货船．船舶产品特点是产品体积大，零部件多，技术难度高，造船周期长．船舶建造是技术密集型、劳动力密集型和资金密集型行业．目前，已建造了120多艘船，共40多万吨，而且产品质量获得用户好评，具有相当的竞争力．
　　渤海造船厂的计算机应用工作，根据企业的发展需要已经从单纯的科学计算扩展到企业销售管理，产品计算机辅助设计与制造方面等多项应用程序系统，已经成功地应用在物管、财务、人事、房产和计量等部门，计算机辅助设计和计算机辅助制造(CAD/CAM)在造船上的应用，也取得了较大的经济效益．同时, 在计算机的应用中也培养和锻炼了一批计算机应用人才和骨干．BS-CIMS根据渤海造船厂企业发展总目标，采用CIM哲理，运用并行工程和工业工程思想方法，在转换造船模式过程中实现企业重组．通过建立计算机集成制造系统，坚持以统筹优化理论为指导，以中间产品为导向，按区域组织生产，确保壳舾涂作业在空间上分道，时间上有序，实现设计、生产、管理一体化, 均衡连续地总装造船．在“九五”末期基本实现系统集成，通过系统集成和全体员工努力，使企业经济效益逐年增加，逐步进入国际先进造船行列．
　　BS-CIMS一期工程目标体现在以下几个方面：
　　(1) 以企业采用现代造船模式为基础，以船体设计、生产、管理一体化为主线，以民船船体建造为主要生产对象,利用引进的TRIBON软件开展生产设计，抽取CAD有关信息，实现BOM生成系统和船体分段装配计算机辅助工艺设计．
　　(2) 确保引进的BAAN软件应用成功，重点解决项目管理和生产计划，目标成本等问题．在基于全厂统一编码基础上，实现生产设计和生产管理的初步集成，计算机辅助的生产计划编制与下达，完成计划指导下的物资供应和生产准备，收集分厂作业状况信息，提高计划执行率;实现财务系统，完善现有成本核算功能，开展质量管理中的交验项目和报验项目管理．
　　(3) 以信息集成为重点，建立BS-CIMS系统所用的计算机网络数据库支撑环境．
　　2　系统总体结构
　　2.1　系统逻辑结构
　　渤海造船厂的BS-CIMS工程由工程设计、生产管理、经营、财务、建造作业和质量管理6个应用分系统组成．这6个应用分系统的应用软件功能，由计算机网络/数据库分系统来支持实现．6个分系统之间的信息集成靠网络、数据库和集成服务器实现，由于信息分类编码是信息集成的重要基础，在BS-CIMS中将把它作为一个系统的基础部件．渤海造船厂CIMS系统二维层次结构如图1所示.


图1　渤海造船厂CIMS系统逻辑结构图
　　渤海造船厂的计算机系统主要有DEC Alpha服务器、HP服务器和微机服务器；操作系统主要有Open VMS、Unix和Windows NT三种类型；数据库主要有：TRIBON内嵌式数据库，BAAN Base (INFORMIX)，微机服务器上的INFORMIX 和Foxpro等；应用软件和系统开发工具主要有：TRIBON、BAAN、VB、PB和AUTOCAD等．BS-CIMS一期工程的6个分系统将在上述计算机环境下运行．
　　2.2　系统组成
　　BS-CIMS一期工程中应用分系统和主要研究内容如下：
　　(1) 工程设计分系统：渤海造船厂所有承接建造的船只，都是设计部门提供船舶基本设计的图纸资料和各种船性能计算资料(船体型线图、总布置图、船体基本结构图、静水力性能计算书，阻力和螺旋桨设计计算书、操纵性计算书、船舶浮性与稳性、不沉计算书等)，在此基础上进行船体生产设计、机装生产设计、电装生产设计、船装生产设计及舾装综合布置设计．工程设计分系统在BS-CIMS一期工程中，主要利用TRIBON软件开展船体结构设计，利用微机上的软件开展船体建造、设计管理及工艺设计．
　　(2) 经营分系统：主要面向经营计划处的业务，包括对外承揽产品合同、询价、报价，制定生产经营计划和对全厂各项经济指标的综合统计．在BS-CIMS一期工程中利用BAAN软件开发报价系统和制定目标成本．
　　(3) 生产管理分系统：通常船舶设计周期较长，本厂为9个月．这样生产计划的编制必然是将设计与生产统筹安排，随着设计的深入逐步求精的过程．因此，计划编制要采用按时限分解，不断平衡下一级时限的计划波动以保证本级时限的计划完成．由于造船生产属于工程项目型生产和管理,我们确定生产管理模式为网络计划与MRP II相结合的模式,采用BAAN软件开发下述内容：生产计划管理(单船网络计划、年度生产计划、月度生产计划、周作业计划);资源管理(设备台帐维护、资源成组管理、资源日历维护、设备运行状态跟踪、大修二保计划、资源作业统计);物资供应管理(物资供应计划、采购合同管理、托盘管理、供应商档案管理);库存管理(库存控制管理、结帐管理、盘点管理、库存统计分析) ．
　　(4) 财务分系统：渤海造船厂的会计电算化起步较早，目前已应用Foxbase数据库开发了一些应用软件，如工资管理．固定资产管理、材料核算的部分功能、成本核算中主要成本项目的核算等．综合了各方面的因素之后，决定利用BAAN软件开发财务系统，该系统既可单独使用，又可与其它模块集成使用，实现功能与信息集成．
　　(5) 质量管理分系统一期工程将着重实现生产过程中的交、报验项目管理．同时兼顾二期工程的内容，为质量管理分系统的全面实现打下良好基础．
　　(6) 建造作业分系统在一期工程侧重于分厂生产管理子系统的应用开发，利用BAAN软件开发分厂计划管理和综合统计．
　　3　BS-CIMS信息编码原则
　　由于CIMS工程的需要，尤其渤海造船厂正处于转换造船管理模式，所以建立BS-CIMS分类编码系统更显得特别重要和必需．现在，主要信息的编码结构已经确定，在实施CIMS的过程中将逐步完善，使之逐步规范化、标准化．BS-CISM信息编码原则如下：
　　(1) 尽量采用国家标准和行业标准；
　　(2) 必须保证信息编码在整体系统中的唯一性、杜绝一物多码或一码多物．杜绝不同的部门对同一信息使用不同的代码；
　　(3) 编码要留有扩展的余地，遵循简单、明了、实用的原则；
　　(4) 在实施BAAN软件的过程中，所要求的公共信息和后勤信息代码，需按照BAAN软件的要求和格式进行编码；
　　(5) 编码完成后，由工厂标准化委员会作为企业标准发布，并要求各部门执行．
　　4　计算机支撑环境
　　工程设计分系统(CAD)已完成运行TRIBON软件的计算机网络安装和建设工作，引进DEC服务器和工作站共29台，形成基于Alpha服务器的TCP/IP局域网，目前已经正常运行．
　　船研所微机网已完成大楼结构化布线工程，配置了微机服务器和微机，目前也已形成基于PC服务器的Windows NT局域网．计算中心的BAAN软件已在HP工作站，UNIX操作系统环境下安装完毕，具备了开发环境．按照BS-CIMS一期目标的网络建设工作正积极进行．BS-CIMS计算机支撑环境如图3所示.


图3　渤海造船厂CIMS一期工程计算机支撑环境
　　BS-CIMS采用Client/Server结构，BAAN软件也支持这种结构，数据库为BAAN Base (INFORMIX)，一期工程网络通讯工作主要有：
　　(1) TRIBON软件子网和船研所大楼微机网之间不同应用软件的通讯;
　　(2) 船研所微机网和管理网(BAAN)之间不同应用软件的通讯;
　　(3) 管理网BAAN主机通过网络和各分厂之间应用软件的通讯;
　　(4) 由于BAAN Base内部是INFORMIX数据库，所以船研所微机服务器配置微机版本的INFORMIX数据库，以保持数据库的同构，方便信息的访问．
　　根据船厂实际及未来趋势，拟选择100M快速交换式以太网作为BS-CIMS系统的主干骨，部门网则依据实际入网站点数采用10M交换式以太网或共享式以太网．网络层全厂采用统一的TCP/IP协议．
　　5　分系统之间界面和系统集成方案
　　5.1　分系统之间界面
　　工程设计分系统利用TRIBON软件和Visual Basic、Power Builder实现，经营、财务、生产、质量和建造分系统采用BAAN软件实现，他们内部的界面在此不细化．这些分系统与船舶设计系统、工艺设计系统之间的主要信息界面如图2所示．


图2　分系统之间信息界面
　　5.2　系统集成方案
　　(1) 利用TRIBON软件生成船舶设计信息;
　　(2) 在工作站上利用TRIBON软件抽取船舶设计信息并形成设计BOM;
　　(3) 利用通讯服务将设计BOM送入BAAN软件的INFORMIX数据库中;
　　(4) 微机上的计算机辅助工艺设计系统获取管理信息和BOM信息;
　　(5) 计算机辅助工艺设计系统生成工艺信息;
　　(6) 将(5)的信息通过集成服务器传送到BAAN软件中去，供管理信息系统使用;
　　6　结束语
　　根据BS-CIMS初步设计与详细设计方案．BS-CIMS分两期完成．其中一期工程以船体的设计生产为主线，实现BS-CIMS相关系统的初步集成;二期工程将在更大的范围内实现系统的全部集成．目前企业和BS-CIMS服务队正在紧张有序的开展BAAN软件实施,工程设计，计算机辅助工艺设计和集成服务器的开发工作，以确保1999年6月通过项目验收．
　　致谢：在此向渤海造船厂CIMS工程联合设计组的全体工作人员和企业职能部门的应用人员，在设计与实施过程中所付出的辛勤劳动表示感谢．
*863计划CIMS主题资助,辽宁省CIMS推广应用项目.
作者单位：张士杰　李甘　薛劲松：中国科学院沈阳自动化研究所　沈阳　110015
　　　　　纪竹盛　赵德铭　孙仲岐：辽宁渤海造船厂　葫芦岛　125004
作者简介：张士杰，男，49岁，研究员．研究领域为人工智能和CIMS,渤海造船厂CIMS工程副总设计师．
　　　　　李甘，男，56岁，副研究员．研究领域为CIMS．
　　　　　薛劲松，男，60岁，研究员．研究领域为CIMS．
　　　　　纪竹盛, 男,58岁,高级工程师．渤海造船厂副厂长, 渤海造船厂CIMS工程总设计师.
参考文献
　1　渤海造船厂CIMS联合设计组 渤海造船厂初步设计报告 1996.10
　2　渤海造船厂CIMS联合设计组 渤海造船厂详细设计报告 1998.4
1998-06-23收稿
