循環經濟中CIMS的應用與發展

仲 華 王宏亮

撫順職業技術學院（撫順 113000）

1 CIMS的發展

1.1 CIMS的含義

計算機集成制造(CIM)在 80年代初開始付諸應用，十余年來，在市場競爭的激勵與相關技術的推動下 , CIM理念與技術得到不斷發展。

CIM是一種組織、管理和運行企業的理念，它將傳統的制造技術與現代信息技術、管理技術、自動化技術、并行工程技術、虛擬制造技術、系統工程技術等有機地結合，借助計算機，使企業在產品全生命周期，及市場需求分析、產品定義、研究開發、設計、生產、支持及產品最后報廢、環境處理等各階段活動中有關的人、組織、經營管理和技術三要素及信息流、物流和價值流有機集成并優化運行，以達到產品上市快、高質、低耗、服務好、環境清潔的目的，進而提高企業的柔性、健壯性、敏捷性，使企業贏得市場。

CIMS是基于CIM理念構成的一種數字化、虛擬化、網絡化、智能化、綠色化、集成優化的先進制造系統，它通常由工程分析/設計子系統、加工生產子系統、經營管理與決策子系統、支撐平臺子系統組成。CIMS技術群包括總體技術、設計自動化技術、加工自動化技術、經營管理與決策系統技術、支撐平臺技術與流程工業CIMS中生產過程控制技術。

1.2 CIMS在中國的發展

1986年3 月，我國高技術研究開發計劃(863計劃)中設立了 CIMS主題。結合國際上集成制造技術的發展，特別是基于我國863/CIMS主題的實踐，主題組提出了現代集成制造(CIM)的概念，這在深度和廣度上拓展了傳統CIM的內涵。863/ CIMS主題組提出的CIM理念是：“將信息技術、現代管理技術和制造技術相結合，并應用于企業產品( P)全生命周期的各階段，通過信息集成、過程優化及資源優化，實現物流、信息流、價值流的集成和優化運行，達到人、組織、經營管理和技術三要素的集成優化，以改進企業產品( P)開發的 T(時間 )、Q(質量)、C(成本)、S(服務)、E(環境)，從而提高企業的市場應變能力和競爭能力。”

2 循環經濟與CIMS的關系

循環經濟系統的建立必將給企業的發展帶來嚴峻挑戰，迫使我們必須盡快改變傳統的生產模式：資源一生產(產生污染)一末端治理一產品一消費(再次污染)，建立面向循環經濟的制造業生產模式：資源一生產(減量、回收)一產品一消費(再利用、再生資源)。循環經濟可以為優化人類經濟系統各個組成部分之間的關系提供整體性的思路，為工業化以來的傳統經濟轉向可持續發展的經濟提供戰略性的理論范式，從而從根木上消解長期以來環境與發展之間的尖銳沖突。CIMS從根本上來講正是解決資源閉環循環的一條良好出路。

3 面向循環經濟的CIMS應用與發展

在循環經濟環境下，制造系統應遵循“減量化、再利用、再循環”的3R原則。其中，減量化或減物質化原則屬于輸入端方法，旨在減少進入生產和消費流程的物質量；再利用或反復利用原則(reusing)屬于過程性方法，目的是延長產品和服務的時間強度；資源化或再生利用原則(recycling)是輸出端方法，通過把廢棄物再次變成資源以減少最終處理量。人們常常簡單地認為所謂循環經濟僅僅是把廢棄物資源化，實際上循環經濟的根本目標是要求在經濟流程中系統地避免和減少廢物，而廢物再生利用只是減少廢物最終處理量的方式之一。因此，從循環經濟的角度，制造系統應是一個多目標的復雜系統，一個以追求利潤一環境雙效為目標的技術經濟系統。

循環經濟下制造系統的運行模式關鍵是要體現“循環”思想的理念，因此，要關注經濟活動的3個重要層次：企業生產層次、企業共生層次、社會消費層次，實現3個層次的全方位循環，從而在全社會形成物質閉環型經濟。以上3個層次的循環實際上就構成了循環經濟下制造系統的運行模式（如圖1示）。

首先，生態—經濟雙效理念的本質是要求組織企業生產層次上物料和能源的循環，從而達到污染排放的最小量化；其次,通過建立生態工業園區，要求在企業與企業之間形成廢棄物的輸出輸入關系，其實質是運用循環經濟思想組織企業共生層次上的物質和能源的循環；最后，重視生活廢棄物的反復利用和再生循環，使生活垃圾處理的工作重點從無害化開始轉向減量化和資源化，這實際上是要在更廣闊的社會范圍內或在消費過程中和消費過程后的層次上組織物質和能源的循環。

圖1 循環經濟下制造系統的運行模式

4 結語

CIMS體現的“資源優化組合”理念和特性，從根本上符合了循環經濟發展的要求，通過對資源的有效利用和對決策的科學輔助，將極大地促進企業的良性發展。但是，CIMS是一個由人、機器、環境所構成的復雜的非線性的技術和社會大系統，CIMS的成功實施顯然就是一個技術改造和社會改革相結合、工程技術和社會科學相結合的問題，機器只能是人的輔助工具，CIMS為我們提供了企業可持續發展的管理工具，實際效果的好壞還是取決于應用的人，所以以人為中心，重視培養和提高使用者的知識技能，培育良好的企業文化，更是循環經濟下企業發展的決定性因素，關系到CIMS的成敗與否。

[1]林國富.可持續發展:理論與實踐.北京:中央編譯出版社,1997.

[2]董金城.發展CIMS的策略與實踐. 1996先進制造技術學術研討會論文集,北京:1996.

[3]李健 顧培亮.面向循環經濟的制造系統運行模式.中國機械工程,2001.12(11).

[4] 劉曉冰. CIMS環境下基于特征的產品模型.機械科學與技術.1998.17(1).