CIMS的体系构成.docx

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1、CIMS的体系构成CIMS的体系构成 CIMS 是英语 Computer Integrated Manufacturing System 的缩写，意思是计算机集成制造系统。它是随着计算机辅助设计与制造的发展而产生的。它是在信息技术自动化技术与制造的基础上，通过计算机技术把分散在产品设计制造过程中各种孤立的自动化子系统有机地集成起来，形成适用于多品种、小批量生产，实现整体效益的集成化和智能化制造系统。集成化反映了自动化的广度，它把系统的范围扩展到了 市场预测、产品设计、加工制造、检验、销售及售后服务等的全过程。智能化则体现了自动化的深度，它不仅涉及物资流控制的传统体力劳动自动化，还包括信息流控制

2、 的脑力劳动的自动化。 当前，我国的 CIMS 已经改变为“现代集成制造与现代集成制造系统”。它已在广度与深度上拓展了原 CIM/CIMS 的内涵。其中，“现代”的含义是计 算机化、信息化、智能化。“集成”有更广泛的内容，它包括信息集成、过程集成及企 业间集成等三个阶段的集成优化；企业活动中三要素及三流的集成优化；CIMS 有关 技术的集成优化及各类人员的集成优化等。 CIMS 不仅仅把技术系统和经营生产系统 集成在一起，而且把人也集成在一起，使整个企业的工作 流程、物流和信息流都保持通畅和相互有机联系，所以，CIMS 是人、经营和技术三者集成的产物。 CIMS集成的内涵： 集成和连接不同，它

3、不是简单地把两个或多个单元连接在一起，它是将原来没有联系或联系不紧密的单元组成为有一定功能的、紧密联系的新系统。两种或多种功能的集成包含着两种或多种功能之间的相互作用。集成是属于系统工程中的系统综合、系统优化范畴。CIMS的集成，从宏观上看主要是以下5个方面： 1）系统运行环境的集成 2）信息的集成 3）应用功能的集成 4）技术的集成 5）人和组织的集成 CIMS 体系结构 CIMS 体系结构是用来描述研究对象整个系统的各个部分和各个方面的相互关系 和层次结构，从大系统计算机集成制造系统CIMS 构成框图理论角度研究，将整个研究对象分为几个子系统，各个子系统相对独立自治、分布存在、并发运行和驱

4、动等。我们可以从功能结构和逻辑结构来认识 CIMS 体系结构。从 功能层方面分析，CIMS 大致可以分为六层：生产/制造系统，硬事务处理系统，技术 设计系统，软事务处理系统，信息服务系统，决策管理系统。 CIMS体系结构是用来描述研究对象整个系统的各个部分和各个方面的相互关系和层次结构，从大系统理论角度研究，将整个研究对象分为几个子系统，各个子系统相对独立自治、分布存在、并发运行和驱动等。我们可以从功能结构和逻辑结构来认识CIMS体系结构。 第一层 生产/制造系统：这一层面向生产过程，包括了柔性制造单元FMS、装配设备、工业机器人及其他生产制造自动化技术，这一层以物流为中心，完成生产、加工、装

5、配、包装等任务。 第二层 硬事务处理系统：这一层是生产/制造监控系统，通过计算机网络对第一层的设备进行综合控制与操作，实现对生产制造的监控。包含狭义的CAM、CAQ及CAT等。 第三层 技术设计系统：这一层包含CAD、CAPP(计算机辅助工艺)，为生产制造系统产生信息。CAD用于产品设计、开发，它提供的是如何做的信息，而CAPP是依据CAD提供的信息指导如合作。 第四层 软事务处理系统：这一层主要通过计算机网络实时地处理各种软事务，譬如，财务、供销、售后服务等方面的管理，实现电子化记账。 第五层 信息服务系统：以狭义的MIS为主，主要对前面各层的信息进行收集、存储、加工、传输、使用、查询，为各

6、级管理者与下层提供数据。 第六层 决策管理系统:这一层是企业经营管理规划的决策层，主要有MRP-II(制造资源计划) 、ERP(企业资源计划) 、决策支持系统DSS、专家系统ES、系统模拟系统等组成。他根据企业总体路线、企业内部条件、市场信息等因素，产生生产经营活动的计划与方案、各种资源的需求计划，包括人、物、资金的需求计划。 CIMS逻辑结构不仅体现了信息的传递与交换，更能反映出人在CIMS系统中的重要作用。因此可以说人为因素是实施CIMS能否取得实际成效的关键。 CIMS 分类 从生产工艺方面分，CIMS 可大致分为离散型制造业、连续性制造业和混合型制 造业三种；从体系结构计算机集成制造系

7、统 CIMS 系统的分系统关联来分，CIMS 也可以分成集中性、分散性和混合型三种。 CIMS 的技术构成 1、先进制造技术先进制造技术是传统制造技术不断吸嵌入式计算机集成制造系统 收机械、电子、信息、材料、能源和现代管理等方面的成果，并将其综合应用于产品 设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务的制造全过程，以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活的生产，并取得理想技术经济效果的制造技术的总称。 2、敏捷制造 敏捷制造是以竞争力和信誉度为基础，选择合作者组成虚拟公司，分工合作，为 同一目标共同努力来增强整体竞争能力，对用户需求作出快速反应，以满足用户的需要。 3、虚拟制造 虚拟制造利用信息技术、仿

8、真技术、计算机技术对现实制造活动中的人、物、信息及制造过程进行全面的仿真，以发现制造中可能出现的问题，在产品实际生产前就采取预防措施，从而达到产品一次性制造成功，来达到降低成本、缩短产品开发周期，增强产品竞争力的目的。 4、并行工程 并行工程是集成地、并行地设计产品及其相关过程的系统方法。它要求产品开发人员在一开始就考虑产品整个生命周期中从概念形成到 产品报废的所有因素，包括质量、成本、进度计划和用户要求，并行工程的发展为虚 拟制造技术的诞生创造了条件，虚拟制造技术将是以并行工程为基础的，并行工程的 进一步发展就是虚拟制造技术。 在探讨现代集成制造技术未来发展趋势之前，首先应该了解一下，当前现

9、代制造 业和制造企业的特征，它们是推动现代制造技术发展的内存动力。 现代集成制造技术未来发展趋势 以信息技术的发展为支持，以满足制造业市场需求和增强企业竞争力为目的，现代集成制造技术未来将突出以下几个方面的发展趋势。 1、以“数字化”为发展核心未来世界，“数字化”将势不可当。“数字化”不仅是“信息化”发展的核心，而且也是 先进制造技术发展的核心。信息的“数字化”处理同“模拟化”处理相比，有着 3 个不可 比拟的优点：信息精确，信息安全，信息容量大。 数字化制造就是指制造领域的数字化，它是制造技术、计算机技术、网络技术与管理科学的交叉、融和、发展与应用的结果，也是制造企业、制造系统与生产过程、

10、生产系统不断实现数字化的必然趋势。 2、以“精密化”将成为发展的关键 所谓“精密化”，一方面是指对产品、零件的精度要求越来越高，另一方面是指对产品、零件的加工精度要求越来越高。“精”是指加工精度及其发展，精密加工，细微 加工，纳米加工，如此等等。 3、突出“极端条件”，是发展的焦点 “极”就是极端条件，就是指在极端条件下工作的或者有极端要求的产品，从而也是指这类产品的制造技术有“极”的要求。在高温、高压、高湿、强磁场、强腐蚀等等条件下工作的，或有高硬度、大弹性等等要求的，或在几何形体上极大、极小、极厚、极薄、奇形怪状的。显然，这些产品都是科技前沿的产品。其中之一就是“微机电系 统”。可以说，“

11、极”是前沿科技或前沿科技产品发展的一个焦点。 4、以“自动化”技术为发展前提 这是所讲的“自动化”就是减轻人的劳动，强化、延伸、取代人的有关劳动的技术 或手段。自动化总是伴随有关机械或工具来实现的。可以说，机械是一切技术的载体，也是自动化技术的载体。 “自动化”从自动控制、自动调节、自动补偿、自动辨识等发展到自学习、自组织、自维护、自修复等更高的自动化水平；而且今天自动控制的内涵与水平已远非昔比，从控制理论、控制技术、控制系统、控制元件，都有着极大的发展。制造业发展的自 动化不但极大地解放了人的体力劳动，而且更为关键的是有效地提高了脑力劳动，解放了人的部分的脑力劳动。因此，自动化将是现代集成制

12、造技术发展的前提条件。 5、以“成化集”为发展的方法 “集成化”，一是技术的集成，二是管理的集成，三是技术与管理的集成；其本质 是知识的集成，亦即知识表现形式的集成。如前所述，现代集成制造技术就是制造技 术、信息技术、管理科学与有关科学技术的集成。“集成”就是“交叉”，就是“杂交”，就 是取人之长，补己之短。 目前，“集成化”主要指： 现代技术的集成。机电一体化是个典型，它是高技术装备的基础，如微 电子制造装备，信息化、网络化产品及配套设备，仪器、仪表、医疗、生物、环保等 高技术设备。 加工技术的集成、特种加工技术及其装备是个典型， 如增材制造、激光加工、高能束加工、电加工等等。 企业集成，即

13、管理的集成，包括生产信息、功能、过程的集成；包括生 产过程的集成。全寿命周期过程的集成；也包括企业内部的集成，企业外部的集成。 6、以“网络化”为发展道路 “网络化”是现代集成制造技术发展的必由之路，制造业走向整体化、有序化，这 同人类社会发展是同步的。制造技术的网络化是由两个因素决定的：一是生产组织变 革的需要，二是生产技术发展的可能。这是因为制造业在市场竞争中，面临多方的压力：采购成本不断提高，产品更新速度加快，市场需求不断变化，客户定单生产方式 迅速发展，全球制造所带来的冲击日益加强等等；企业要避免传统生产组织所带来的 一系列问题，必须在生产组织上实行某种深刻的变革。这种变革体现在两方面

14、：一方面利用网络，在产品设计、制造与生产管理等活动乃至企业整个业务流程中充分享用有关资源，即快速调集、有机整合与高效利用有关制造资源；与此同时，这必然导致制造过程与组织的分散化网络化，使企业必须集中力量在自己最有竞争力的核心业务上。科学技术特别是计算机技术、网络技术的发展，使得生产技术发展到可以使这种变革的需要成为可能。 7、“智能化”是 CIMS 未来发展的美好前景 制造技术的智能化是制造技术发展的前景。智能化制造模式的基础是智能制造系 统，智能制造系统既是智能和技术的集成而形成的应用环境，也是智能制造模式的载体。与传统的制造相比，智能制造系统具有以下特点：1、人机一体化；2、自律能力； 3

15、、自组织与超柔性；4、学习能力与自我维护能力；5、在未来，具有更高级的类人思维的能力。 8、“绿色”是 CIMS 未来发展的必然趋势“绿色”是从环境保护领域中引用来的。人类社会的发展必将走向人类社会与自然界的和谐。人与人类社会本质上也是自然世界的一个部分，部分不能脱离整体，更不能对抗与破环整体。因此，人类必须从各方面促使人与人类社会同自然界和谐一致，制造技术也不能例外。 实施 CIMS 的益处 一个制造业采用计算机集成制造系统可获得利益， 概括地讲是提高企业的整体效率，具体地讲可包括3个方面。 在工程设计自动化方面，采用现代化工程设计手段，入CAD/CAPP/CAM，可提高产品的研制与生产能力

16、， 便于开发技术含量高和结构复杂的产品，保证产品 设计质量，缩短产品设计与工艺设计周期。从而加速产品更新换代速度，满足用户的需要。 在加工制造上，FMS，柔性制造单元或分布式数控的应用 可提高制造过程的柔性与质量，提高设备利用率，缩短产品制造周期，增强生产能力。 在经营管理上，使企业的经营决策与生产管理科学化。在市场竞争中，可保证产品报价的快速，准确，及时，在生产过程中，可有效地解决生产瓶颈，减少在制品，在库存控制方面，可使库存减到最低水平，减少制造过程所占用的资金，减少仓库面积，从而有效地降低生产成本，加速企业的资金周转。 总之，计算机集成制造系统通过计算机网络和数据库将企业的产品设计， 加工制造，经营管理等方面的所有活动有效地集成起来，有利于信息及时，准确地交换，保证数据的一致性，提高产品质量缩短产品开发周期，提高生产效率，最终带来更多的效益。