循环经济中CIMS的应用与发展

仲 华 王宏亮

抚顺职业技术学院（抚顺 113000）

1 CIMS的发展

1.1 CIMS的含义

计算机集成制造(CIM)在 80年代初开始付诸应用，十余年来，在市场竞争的激励与相关技术的推动下 , CIM理念与技术得到不断发展。

CIM是一种组织、管理和运行企业的理念，它将传统的制造技术与现代信息技术、管理技术、自动化技术、并行工程技术、虚拟制造技术、系统工程技术等有机地结合，借助计算机，使企业在产品全生命周期，及市场需求分析、产品定义、研究开发、设计、生产、支持及产品最后报废、环境处理等各阶段活动中有关的人、组织、经营管理和技术三要素及信息流、物流和价值流有机集成并优化运行，以达到产品上市快、高质、低耗、服务好、环境清洁的目的，进而提高企业的柔性、健壮性、敏捷性，使企业赢得市场。

CIMS是基于CIM理念构成的一种数字化、虚拟化、网络化、智能化、绿色化、集成优化的先进制造系统，它通常由工程分析/设计子系统、加工生产子系统、经营管理与决策子系统、支撑平台子系统组成。CIMS技术群包括总体技术、设计自动化技术、加工自动化技术、经营管理与决策系统技术、支撑平台技术与流程工业CIMS中生产过程控制技术。

1.2 CIMS在中国的发展

1986年3 月，我国高技术研究开发计划(863计划)中设立了 CIMS主题。结合国际上集成制造技术的发展，特别是基于我国863/CIMS主题的实践，主题组提出了现代集成制造(CIM)的概念，这在深度和广度上拓展了传统CIM的内涵。863/ CIMS主题组提出的CIM理念是：“将信息技术、现代管理技术和制造技术相结合，并应用于企业产品( P)全生命周期的各阶段，通过信息集成、过程优化及资源优化，实现物流、信息流、价值流的集成和优化运行，达到人、组织、经营管理和技术三要素的集成优化，以改进企业产品( P)开发的 T(时间 )、Q(质量)、C(成本)、S(服务)、E(环境)，从而提高企业的市场应变能力和竞争能力。”

2 循环经济与CIMS的关系

循环经济系统的建立必将给企业的发展带来严峻挑战，迫使我们必须尽快改变传统的生产模式：资源一生产(产生污染)一末端治理一产品一消费(再次污染)，建立面向循环经济的制造业生产模式：资源一生产(减量、回收)一产品一消费(再利用、再生资源)。循环经济可以为优化人类经济系统各个组成部分之间的关系提供整体性的思路，为工业化以来的传统经济转向可持续发展的经济提供战略性的理论范式，从而从根木上消解长期以来环境与发展之间的尖锐冲突。CIMS从根本上来讲正是解决资源闭环循环的一条良好出路。

3 面向循环经济的CIMS应用与发展

在循环经济环境下，制造系统应遵循“减量化、再利用、再循环”的3R原则。其中，减量化或减物质化原则属于输入端方法，旨在减少进入生产和消费流程的物质量；再利用或反复利用原则(reusing)属于过程性方法，目的是延长产品和服务的时间强度；资源化或再生利用原则(recycling)是输出端方法，通过把废弃物再次变成资源以减少最终处理量。人们常常简单地认为所谓循环经济仅仅是把废弃物资源化，实际上循环经济的根本目标是要求在经济流程中系统地避免和减少废物，而废物再生利用只是减少废物最终处理量的方式之一。因此，从循环经济的角度，制造系统应是一个多目标的复杂系统，一个以追求利润一环境双效为目标的技术经济系统。

循环经济下制造系统的运行模式关键是要体现“循环”思想的理念，因此，要关注经济活动的3个重要层次：企业生产层次、企业共生层次、社会消费层次，实现3个层次的全方位循环，从而在全社会形成物质闭环型经济。以上3个层次的循环实际上就构成了循环经济下制造系统的运行模式（如图1示）。

首先，生态—经济双效理念的本质是要求组织企业生产层次上物料和能源的循环，从而达到污染排放的最小量化；其次,通过建立生态工业园区，要求在企业与企业之间形成废弃物的输出输入关系，其实质是运用循环经济思想组织企业共生层次上的物质和能源的循环；最后，重视生活废弃物的反复利用和再生循环，使生活垃圾处理的工作重点从无害化开始转向减量化和资源化，这实际上是要在更广阔的社会范围内或在消费过程中和消费过程后的层次上组织物质和能源的循环。

图1 循环经济下制造系统的运行模式

4 结语

CIMS体现的“资源优化组合”理念和特性，从根本上符合了循环经济发展的要求，通过对资源的有效利用和对决策的科学辅助，将极大地促进企业的良性发展。但是，CIMS是一个由人、机器、环境所构成的复杂的非线性的技术和社会大系统，CIMS的成功实施显然就是一个技术改造和社会改革相结合、工程技术和社会科学相结合的问题，机器只能是人的辅助工具，CIMS为我们提供了企业可持续发展的管理工具，实际效果的好坏还是取决于应用的人，所以以人为中心，重视培养和提高使用者的知识技能，培育良好的企业文化，更是循环经济下企业发展的决定性因素，关系到CIMS的成败与否。

[1]林国富.可持续发展:理论与实践.北京:中央编译出版社,1997.

[2]董金城.发展CIMS的策略与实践. 1996先进制造技术学术研讨会论文集,北京:1996.

[3]李健 顾培亮.面向循环经济的制造系统运行模式.中国机械工程,2001.12(11).

[4] 刘晓冰. CIMS环境下基于特征的产品模型.机械科学与技术.1998.17(1).