CIMS.ppt

1、计算机集成制造系统计算机集成制造系统CIMS1 20世纪世纪70年代以来年代以来，随着电子信息技术、自动化技术，随着电子信息技术、自动化技术的发展以及各种先进制造技术的进步，的发展以及各种先进制造技术的进步，制造系统中许多以制造系统中许多以自动化为特征的单元技术得以广泛应用。自动化为特征的单元技术得以广泛应用。如如CAD、CAPP、CAM、工业机器人、工业机器人、FMS等单元技术的应用，为企业带来等单元技术的应用，为企业带来显著效益。显著效益。然而，然而，人们同时发现，如果局部发展这些自动化单元人们同时发现，如果局部发展这些自动化单元技术，会产生技术，会产生“自动化孤岛自动化孤岛”现象现象。“

2、自动化孤岛自动化孤岛”具有具有较大较大封闭性，相互之间难以实现信息的传递与共享，封闭性，相互之间难以实现信息的传递与共享，从而从而降低系统运行的整体效率，甚至造成资源浪费。降低系统运行的整体效率，甚至造成资源浪费。一、CIMS的基本概念与其发展概况、CIM和和CIMS的概念的概念2“自动化孤岛自动化孤岛”3例：离散制造业CADCAPPCAMCAEROBOTFMSFAS自动化立体仓库MRPIIOAMISDSS销售系统DatabaseNetworkNetwork未经集成化处理的未经集成化处理的计算机应用计算机应用,形成了多个形成了多个“自动化孤岛自动化孤岛”Internet4自动化单元如果能够实现

3、信息集成，自动化单元如果能够实现信息集成，则各种生产要素则各种生产要素之间的配置会得到更好的优化，各种生产要素的潜力可以之间的配置会得到更好的优化，各种生产要素的潜力可以得到更大的发挥，各种资源浪费可以减少，从而获得更好得到更大的发挥，各种资源浪费可以减少，从而获得更好的整体效益。这正是计算机集成制造系统的出发点。的整体效益。这正是计算机集成制造系统的出发点。将将“自动化孤岛自动化孤岛”集成在一起集成在一起5计算机集成制造计算机集成制造CIMCIM美国美国HarringtonHarrington博士关于博士关于CIMCIM两个观点两个观点:企业各个生产环节是一个企业各个生产环节是一个不可分隔的

4、整体不可分隔的整体(集成集成)，需要统一考虑，需要统一考虑；企业生产制造过程实质上是对企业生产制造过程实质上是对信息的采集、传递和加工处理的过程信息的采集、传递和加工处理的过程（信息）（信息），最终形成的产品可看做是信息的物资表现，最终形成的产品可看做是信息的物资表现。CIMCIM定义定义：是一种组织、管理、企业生产的是一种组织、管理、企业生产的新哲理新哲理，它借助计，它借助计算机软硬件，综合应用现代管理技术、制造技术、信息技术、算机软硬件，综合应用现代管理技术、制造技术、信息技术、自动化技术、系统技术，将企业生产全部过程中有关自动化技术、系统技术，将企业生产全部过程中有关人、技术、人、技术、

5、经营管理三要素经营管理三要素及其及其信息流与物质流信息流与物质流有机地有机地集成集成并优化运行，并优化运行，以实现产品的高质量、低成本、短交货期，提高企业对市场变以实现产品的高质量、低成本、短交货期，提高企业对市场变化的应变能力和综合竞争能力。化的应变能力和综合竞争能力。CIMCIM：是一种思想、模式、哲理，强调企业信息集成。：是一种思想、模式、哲理，强调企业信息集成。6CIMSCIMS三要素关系：三要素关系：经营管理与技术经营管理与技术:技术支持企业达技术支持企业达到预期的经营目标；到预期的经营目标；人人/机构与技术机构与技术:技术支持各类人技术支持各类人员互相配合、协调一致工作；员互相配合

6、、协调一致工作；人人/机构机构与经营管理与经营管理:人员素质提人员素质提高支持企业的经营管理；高支持企业的经营管理；CIMSCIMS三要素的综合集成，使企业达三要素的综合集成，使企业达到整体优化。到整体优化。CIMS三要素集成计算机集成制造系统计算机集成制造系统CIMSCIMSCIMS:CIMS:基于基于CIMCIM哲理的一种工程集成系统，哲理的一种工程集成系统，是是CIMCIM的具体实现，的具体实现，是是一种新型制造模式。一种新型制造模式。CIMSCIMS核心核心:在于在于集成，集成，不仅是综合集成企业内各生产环节的有关不仅是综合集成企业内各生产环节的有关技术，更重要的技术，更重要的是将企业

7、内的是将企业内的人人/机构机构、经营管理、经营管理和和技术技术三要素三要素之间的集成，以保证企业内的工作流、物质流和信息流畅通无阻。之间的集成，以保证企业内的工作流、物质流和信息流畅通无阻。7补充：补充：集成集成的概念与方式的概念与方式集成方式：集成方式：通过专用格式数据文件的集成；通过专用格式数据文件的集成；（转换接口程序）（转换接口程序）通过标准数据文件的集成通过标准数据文件的集成；（典型的标准格式；（典型的标准格式IGES和和STEP）基于统一产品数据模型和数据库的集成；基于统一产品数据模型和数据库的集成；基于产品数据管理基于产品数据管理PDM的系统集成。的系统集成。81、20世纪世纪7

8、0年代以来，制造系统中许多以自动化为特征年代以来，制造系统中许多以自动化为特征的单元技术得以广泛应用，但这些新技术没有带来人们曾的单元技术得以广泛应用，但这些新技术没有带来人们曾经预测的效益。原因是：经预测的效益。原因是：“自动化孤岛自动化孤岛”现象现象2 2、制造业的巨大变革：、制造业的巨大变革：全球竞争加剧；全球竞争加剧；产品结构和生产过程随着先进生产技术的出现而急剧改变；产品结构和生产过程随着先进生产技术的出现而急剧改变；传统的管理、制造模式受到社会和市场的挑战传统的管理、制造模式受到社会和市场的挑战、CIMS产生的背景产生的背景93、CIM理念产生于理念产生于20世纪世纪70年代，但基

9、于年代，但基于CIM理念的理念的CIMS在在20世纪世纪80年代中期才开始重视并大规模实施，其年代中期才开始重视并大规模实施，其原因是原因是20世纪世纪70年代的美国产业政策中过分夸大了第三产年代的美国产业政策中过分夸大了第三产业的作用，而将制造业，特别是传统产业，贬低为业的作用，而将制造业，特别是传统产业，贬低为“夕阳夕阳工业工业”，这导致，这导致美国制造业优势的急剧衰退美国制造业优势的急剧衰退，并在，并在20世纪世纪80年代初开始的世界性的石油危机中暴露无遗，此时，美年代初开始的世界性的石油危机中暴露无遗，此时，美国才开始重视并决心用其信息技术的优势夺回制造业的霸国才开始重视并决心用其信息

10、技术的优势夺回制造业的霸主地位。于是美国及其他各国纷纷制订并执行发展计划。主地位。于是美国及其他各国纷纷制订并执行发展计划。自此，自此，CIMS的理念、技术也随之有了很大的发展。的理念、技术也随之有了很大的发展。10、CIMS产生的发展概况产生的发展概况信息集成（信息集成（8080年代）年代）过程集成（过程集成（9090年代初）年代初）企业集成（面向企业集成（面向2121世纪）世纪）111、信息集成：、信息集成：针对在设计、管理和加工制造中大量存在的自动化孤岛，解决其信针对在设计、管理和加工制造中大量存在的自动化孤岛，解决其信息的正确、高效的共享和交换息的正确、高效的共享和交换；通过信息集成将

11、各自动化单项技术集成起来，解决通过信息集成将各自动化单项技术集成起来，解决T、Q、C、S。2 2、过程集成：、过程集成：对产品设计过程进行重构；对产品设计过程进行重构；传统的产品开发模式采用串行产品开发流程传统的产品开发模式采用串行产品开发流程；反复、开发周期长反复、开发周期长以并行工程为代表以并行工程为代表12串行模式串行模式Serial Mode设计设计工艺工艺制造制造装配装配测试测试修改意见反馈修改意见反馈并行模式并行模式(Concurrent Mode)设计设计工艺工艺制造制造装配装配测试测试修改意见反馈修改意见反馈3、企业集成：、企业集成：传统企业传统企业：“小而全小而全”、“大而全

12、大而全”；“两头小，中间大两头小，中间大”现代企业：现代企业：必须面对全球经济、全球制造的新形势，充分利用必须面对全球经济、全球制造的新形势，充分利用全球的制造资源（包括智力资源），更快、更好、更省地响应全球的制造资源（包括智力资源），更快、更好、更省地响应市场市场 针对某一特定产品，建立企业动态联盟（即所谓虚拟企业，针对某一特定产品，建立企业动态联盟（即所谓虚拟企业，VirtualEnterprise），），提倡提倡“扁平式扁平式”企业企业两头大：即强大的新产品设计、开发能力和强大的市场开拓能两头大：即强大的新产品设计、开发能力和强大的市场开拓能力力 中间小：指加工制造的设备能力可以小，多数

13、零部件可以靠协中间小：指加工制造的设备能力可以小，多数零部件可以靠协作解决作解决 以虚拟制造、敏捷制造为代表以虚拟制造、敏捷制造为代表产品不再适应市场，动态联盟产品不再适应市场，动态联盟解散解散15四个功能分系统，两个支撑分系统组成 二、CIMS的基本组成、体系结构及其关键技术161 1、经营经营管理信息分系统（管理信息分系统（MIS)MIS)MIS是是CIMS的神经中枢的神经中枢 信息处理信息处理 包括信息的收集、传输、加工和查询；包括信息的收集、传输、加工和查询；事务管理事务管理 包括计划管理、物料管理、生产管理、财包括计划管理、物料管理、生产管理、财务务 管理、人力资源管理等；管理、人力

14、资源管理等；辅助决策辅助决策 根据现有信息，利用数学分析手段预测未根据现有信息，利用数学分析手段预测未来，提供企业经营管理决策。来，提供企业经营管理决策。核心工具：核心工具：制造资源计划制造资源计划MRPIIMRPII，将企业内各个管理，将企业内各个管理环节进行集成，缩短生产周期、减少库存、降低成本、环节进行集成，缩短生产周期、减少库存、降低成本、提高企业市场应变能力。提高企业市场应变能力。172 2、工程设计信息分系统、工程设计信息分系统(EDIS)(EDIS)（CAD/CAPP/CAM系统）实质上是指在产品设计开发过程中引用计算机技术，使产品设计开发工作更有效、更优质、更自动地进行。CAD

15、 CAD 计算机绘图、有限元分析、产品造型、图像分析处计算机绘图、有限元分析、产品造型、图像分析处理、优化设计、动态分析与仿真、物料清单（理、优化设计、动态分析与仿真、物料清单（BOMBOM）生成）生成等；等；CAPP CAPP 毛坯设计、工艺方法选择、工序设计、工艺路线毛坯设计、工艺方法选择、工序设计、工艺路线制定、工时定额计算等；制定、工时定额计算等；CAM CAM 刀具路径确定、刀位文件生成、刀具轨迹仿真、刀具路径确定、刀位文件生成、刀具轨迹仿真、NCNC代码的生成等作业。代码的生成等作业。183 3、制造自动化分系统、制造自动化分系统(MAS)(MAS)MASMAS地位地位:位于企业底

16、层，是企业信息流和物料流的结合点，位于企业底层，是企业信息流和物料流的结合点，是最终产生效益聚集地。是最终产生效益聚集地。MASMAS组成组成:机械加工系统机械加工系统-CNC-CNC、MCMC、FMCFMC、FMSFMS加工设备；加工设备；物流系统物流系统对工件和工具存储、搬运、装卸等操作；对工件和工具存储、搬运、装卸等操作；控制系统控制系统-实现对加工设备和物流系统的控制；实现对加工设备和物流系统的控制；MASMAS目标目标:实现多品种、小批量生产柔性自动化；实现多品种、小批量生产柔性自动化；实现优质、低成本、短周期、高效率生产；实现优质、低成本、短周期、高效率生产；创造舒适安全劳动环境。创造舒适安全劳动环境。Real194 4、质量保证信息分系统（、质量保证信息分系统（QIS)QIS)质量计划质量计划-建立质量技术标准，制定检测计划、检建立质量技术标准，制定检测计划、检测规程和规范；测规程和规范；质量检测管理质量检测管理-包括进出厂材料检测、产品质量检包括进出厂材料检测、产品质量检测管理，设计质量指标管理，生产质量数据管理；测管理，设计质量指标管理，生产质量数据管理；质量分析评价