計算機集成制造系統(tǒng)

第四章計算機集成制造系統(tǒng)

第四章計算機集成制造系統(tǒng)

第一節(jié)CIMS的基本概念與發(fā)展概況第二節(jié)CIMS的組成、體系結(jié)構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)第三節(jié)案例分析第四節(jié)企業(yè)建模方法第四章計算機集成制造系統(tǒng)第一節(jié)CIMS的基本概念與發(fā)展概況

一、CIM與CIMS的定義二、CIMS產(chǎn)生的背景三、CIMS的發(fā)展階段第四章計算機集成制造系統(tǒng)1、CIM的提出：

1973年美國Dr.Joseph?Harrington首先提出CIM哲理（ComputerIntegratedManufacturing)，2個要點：

企業(yè)的各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)是不可分割的，需要統(tǒng)一考慮；整個生產(chǎn)過程實質(zhì)上也是對信息的采集、傳遞和加工處理的過程，在企業(yè)中主要存在信息流和物流這兩種運動過程，而物流又是受信息流控制的。

我們把此提升為：系統(tǒng)（整體）的觀點和信息化的觀點。因此，通俗解釋為：用計算機通過信息集成實現(xiàn)現(xiàn)代化的生產(chǎn)制造，求得企業(yè)的總體效益一、CIM與CIMS的定義1、CIM的提出85年德國經(jīng)濟生產(chǎn)委員會（AWF）提出CIM的推薦定義：

“CIM是指在所有與生產(chǎn)有關(guān)的企業(yè)部門中集成地采用電子數(shù)據(jù)處理。CIM包括了在生產(chǎn)計劃與控制（PPC）、計算機輔助設(shè)計（CAD）、計算機輔助工藝規(guī)劃（CAPP）、計算機輔助制造（CAM）、計算機輔助質(zhì)量管理（CAQ）之間信息技術(shù)上的協(xié)同工作，其中為生產(chǎn)產(chǎn)品所必需的各種技術(shù)功能和管理功能應(yīng)實現(xiàn)集成?！?8年-89年863/CIMS專家組認(rèn)為：

“CIM是未來工廠自動化的一種模式。它把以往企業(yè)內(nèi)相互分離的技術(shù)（如CAD、CAM、FMC、MRPⅡ…）和人員（各部門、各級別），通過計算機有機地綜合起來，使企業(yè)內(nèi)部各種活動高速度、有節(jié)奏、靈活和相互協(xié)調(diào)地進行，以提高企業(yè)對多變競爭環(huán)境的適應(yīng)能力，使企業(yè)經(jīng)濟效益取得持續(xù)穩(wěn)步的發(fā)展。”第四章計算機集成制造系統(tǒng)

1、CIM的提出90年IBM：“應(yīng)用信息技術(shù)提高組織的生產(chǎn)率和響應(yīng)能力”91年日本能率協(xié)會提出：“為實現(xiàn)企業(yè)適應(yīng)今后企業(yè)環(huán)境的經(jīng)營戰(zhàn)略，有必要從銷售市場開始，對開發(fā)、生產(chǎn)、物流、服務(wù)進行整體優(yōu)化組合，CIMS是以信息作為媒介，用計算機把企業(yè)活動中多種業(yè)務(wù)領(lǐng)域及其職能集成起來，追求整體效益的新型生產(chǎn)系統(tǒng)”。歐共體CIM/OSA：“CIM是信息技術(shù)和生產(chǎn)技術(shù)的綜合應(yīng)用，旨在提高制造型企業(yè)的生產(chǎn)率和響應(yīng)能力，由此，企業(yè)的所有功能、信息和組織管理方面都是集成起來的整體的各個部分”。第四章計算機集成制造系統(tǒng)2、CIMS的定義863/CIMS的定義：“CIM作為一種組織、管理與進行企業(yè)生產(chǎn)的哲理，將信息技術(shù)、現(xiàn)代管理技術(shù)、系統(tǒng)工程技術(shù)和制造技術(shù)相結(jié)合，并應(yīng)用于企業(yè)產(chǎn)品全生命周期（從市場需求分析到最終報廢處理）的各個階段。通過信息集成、過程優(yōu)化及資源優(yōu)化，實現(xiàn)物流、信息流、價值流的集成和優(yōu)化運行達到人（組織、管理）、經(jīng)營和技術(shù)三要素的集成。以加強企業(yè)新產(chǎn)品開發(fā)的T（技術(shù)）、Q（質(zhì)量）、C（成本）、S（服務(wù)）、E（環(huán)境），從而提高企業(yè)的市場應(yīng)變能力和競爭能力?！盋IMS的定義：

基于CIM哲理組成的系統(tǒng)，是CIM哲理的實現(xiàn)。第四章計算機集成制造系統(tǒng)CIM是一種組織、管理與運行企業(yè)的哲理。其目的是使企業(yè)達到產(chǎn)品上市快、高質(zhì)、低耗、服務(wù)好、環(huán)境清潔，進而提高企業(yè)的柔性、健壯性、敏捷性，使企業(yè)贏得市場競爭。因此，CIM/CIMS不是企業(yè)的目標(biāo)，而是達到企業(yè)目標(biāo)的手段之一；企業(yè)生產(chǎn)過程中的各個環(huán)節(jié)是一個不可分的整體，要以系統(tǒng)的觀點進行優(yōu)化。此處的優(yōu)化是指對企業(yè)生產(chǎn)過程各階段活動中有關(guān)人/組織、經(jīng)營管理和技術(shù)三要素及其信息流、物流和價值流有機集成并優(yōu)化；CIM技術(shù)是傳統(tǒng)的制造技術(shù)與現(xiàn)代信息技術(shù)、管理技術(shù)、自動化技術(shù)、系統(tǒng)工程技術(shù)等的有機結(jié)合，其包括總體技術(shù)、支撐技術(shù)、設(shè)計自動化技術(shù)、制造自動化技術(shù)和管理自動化技術(shù)；CIMS的主要特點是計算機化、信息化、智能化、集成優(yōu)化，CIM哲理和相關(guān)技術(shù)既可用于離散型制造業(yè)，也可用于流程和混合型制造業(yè)；CIM是生產(chǎn)力發(fā)展的必然結(jié)果；CIM不是排他的，如CIM與LP。3、CIM/CIMS的進一步說明：第四章計算機集成制造系統(tǒng)二、CIMS的產(chǎn)生背景

1、從制造業(yè)發(fā)展的角度近年來，制造業(yè)進的競爭日趨激烈。制造業(yè)市場已從傳統(tǒng)的“相對穩(wěn)定”逐步演變“動態(tài)多變”的局面。競爭的范圍從局部到全球范圍。制造企業(yè)間激烈競爭的核心是產(chǎn)品（Product）。

第四章計算機集成制造系統(tǒng)產(chǎn)品競爭要素

成本（Cost）

質(zhì)量（Quality）

交貨期（Time）服務(wù)（Service）

環(huán)境Environment）

知識（Knowledge）

以信息技術(shù)為主導(dǎo)的高技術(shù)

制造業(yè)發(fā)生了深刻的變革信息時代的先進制造模式第四章計算機集成制造系統(tǒng)2、從產(chǎn)品競爭要素的演變過程角度“CIMS，nolongerachoice!”美國人約瑟夫·哈林頓（JosephHarrington）博士1973年《ComputerIntegratedManufacturing》

CIMS在80年代中期才開始得到重視并大規(guī)模實施。

原因：70年代的美國產(chǎn)業(yè)政策中，過分地夸大了第三產(chǎn)業(yè)的作用，而將制造業(yè)，特別是傳統(tǒng)制造業(yè)，貶低為“夕陽工業(yè)”，這導(dǎo)致美國制造業(yè)優(yōu)勢的急劇衰退，并在80年代初開始的世界性的石油危機中暴露無遺。第四章計算機集成制造系統(tǒng)3、70年代美國制造業(yè)的背景

美國、歐洲、日本等先進工業(yè)國家都制定了長期的CIMS發(fā)展規(guī)劃，CIM成了當(dāng)前自動化制造領(lǐng)域中關(guān)注的熱點。美國政府已將CIMS列為影響國家安全和經(jīng)濟繁榮的22項重要技術(shù)之一，并列為制造技術(shù)領(lǐng)域中四項關(guān)鍵技術(shù)的首位；

歐洲信息技術(shù)研究發(fā)展計劃（ESPRIT）中制定了專門的CIMS規(guī)劃。

世界各國都相繼投入了大量人力物力進行CIMS項目的研究，并采取各種切實有效的措施，在許多企業(yè)中進行應(yīng)用和推廣。第四章計算機集成制造系統(tǒng)4、CIMS在各國的地位5、我國發(fā)展高技術(shù)計劃（863計劃）１９８６年３月３日，王大珩、王淦昌、楊嘉墀、陳芳允四位老科學(xué)家給中共中央寫信，提出要跟蹤世界先進水平，發(fā)展我國高技術(shù)的建議。這封信得到了小平同志的高度重視，小平同志親自批示：此事宜速決斷，不可拖延。小平同志的這個批示，是一個具有深遠意義的偉大決策。８６３計劃從世界高技術(shù)發(fā)展趨勢和中國的需要與實際可能出發(fā)，堅持＂有限目標(biāo)，突出重點＂的方針，選擇生物技術(shù)、航天技術(shù)、信息技術(shù)、激光技術(shù)、自動化技術(shù)、能源技術(shù)和新材料７個領(lǐng)域１５個主題作為我國高技術(shù)研究與開發(fā)的重點、組織一部分精干的科技力量，希望通過１５年的努力，力爭達到目標(biāo)。第四章計算機集成制造系統(tǒng)5、我國發(fā)展高技術(shù)計劃（863計劃）七個領(lǐng)域：航天、核能、微電子、計算機、生物、材料、自動化（CIMS、ROBOT）八五計劃：一個中心（清華等10余單位）七個單元技術(shù)網(wǎng)點（上交大、西交大、北航、東南、密云機床所、沈陽自動化所）10個重點應(yīng)用工廠（北一機床、成飛、沈鼓、上海二紡機……）九五計劃：應(yīng)用示范工程、目標(biāo)產(chǎn)品發(fā)展、重大關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)、應(yīng)用基礎(chǔ)研究四個層次應(yīng)用示范工程（50-200家）95-98年共12省市和部委：京、滬、蘇、湖北、遼寧、四川、山西、廣東、浙江、黑龍江、電子工業(yè)部、航空總公司十個培訓(xùn)中心：95-97：北京、上海、西安、南京、武漢、沈陽、哈爾濱、重慶、杭州、廣州目標(biāo)產(chǎn)品發(fā)展

……第四章計算機集成制造系統(tǒng)國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃（863計劃）－1986年CIMS作為自動化領(lǐng)域研究主題四個層次應(yīng)用工程產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)攻關(guān)應(yīng)用基礎(chǔ)研究第四章計算機集成制造系統(tǒng)5、我國發(fā)展高技術(shù)計劃（863計劃）十個專題CIMS總體設(shè)計與實施CIMS發(fā)展戰(zhàn)略及體系結(jié)構(gòu)CIMS總體集成技術(shù)集成產(chǎn)品設(shè)計自動化系統(tǒng)集成工藝設(shè)計自動化系統(tǒng)集成制造自動化系統(tǒng)CIMS管理與決策支持系統(tǒng)集成質(zhì)量控制系統(tǒng)計算機網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)CIMS系統(tǒng)技術(shù)與方法第四章計算機集成制造系統(tǒng)國家863/CIMS培訓(xùn)中心（哈爾濱）依托單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)現(xiàn)代生產(chǎn)技術(shù)中心第四章計算機集成制造系統(tǒng)5、我國發(fā)展高技術(shù)計劃（863計劃）十五計劃：將繼續(xù)瞄準(zhǔn)世界高技術(shù)發(fā)展前沿，加強創(chuàng)新，實現(xiàn)從重點跟蹤到突出跨越的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)變。著重解決事關(guān)國家中長期發(fā)展和安全的戰(zhàn)略性、前沿性和前瞻性高技術(shù)問題，發(fā)展具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高技術(shù)，培育高技術(shù)產(chǎn)業(yè)生長點。將以鼓勵創(chuàng)新、國家目標(biāo)和市場需求為導(dǎo)向，完成以下重點任務(wù)：攻克支撐我國信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)。發(fā)展以提高人民生活質(zhì)量為目標(biāo)的生物、農(nóng)業(yè)及醫(yī)藥關(guān)鍵技術(shù)。掌握以提高產(chǎn)業(yè)競爭力為目標(biāo)的新材料和先進制造關(guān)鍵技術(shù)。突破以社會可持續(xù)發(fā)展為宗旨的資源、環(huán)保和能源關(guān)鍵技術(shù)。863計劃選擇了信息技術(shù)、生物和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)、新材料、先進制造與自動化技術(shù)、能源技術(shù)、資源環(huán)境技術(shù)等6個高技術(shù)領(lǐng)域的19個主題和若干個重大專項作為發(fā)展重點。主題項目：以鼓勵創(chuàng)新，攻克重大關(guān)鍵技術(shù)，掌握知識產(chǎn)權(quán)為導(dǎo)向。重大專項：以市場和應(yīng)用為導(dǎo)向，重大產(chǎn)品、系統(tǒng)或工程為核心組織實施。第四章計算機集成制造系統(tǒng)5、我國發(fā)展高技術(shù)計劃（863計劃）十一五計劃：863計劃將繼續(xù)堅持戰(zhàn)略性、前沿性和前瞻性，以增強我國在關(guān)鍵高技術(shù)領(lǐng)域的自主創(chuàng)新能力為宗旨，重點研究開發(fā)《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020年）》確定的前沿技術(shù)和部分重點領(lǐng)域中的重大任務(wù)，并積極開展前沿技術(shù)的集成和應(yīng)用示范，培育新興產(chǎn)業(yè)生長點，發(fā)揮高技術(shù)引領(lǐng)未來發(fā)展的先導(dǎo)作用。863計劃將以信息技術(shù)、生物和醫(yī)藥技術(shù)、新材料技術(shù)、先進制造技術(shù)、先進能源技術(shù)、資源環(huán)境技術(shù)、海洋技術(shù)、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)、現(xiàn)代交通技術(shù)和地球觀測與導(dǎo)航技術(shù)等關(guān)鍵高技術(shù)領(lǐng)域為重點，按照專題和項目兩種方式，組織開展對技術(shù)的研究開發(fā)。863計劃將在上述高技術(shù)領(lǐng)域安排38個專題和一批重大、重點項目。

第四章計算機集成制造系統(tǒng)5、我國發(fā)展高技術(shù)計劃（863計劃）十一五計劃：專題是將探索性強、代表世界高技術(shù)發(fā)展方向、對國家未來新興產(chǎn)業(yè)的形成和發(fā)展具有引領(lǐng)作用，并有望獲得原始性創(chuàng)新成果的前沿技術(shù)作為研究開發(fā)任務(wù)，以增強原始性創(chuàng)新能力和獲取自主知識產(chǎn)權(quán)為目標(biāo)，支持科研人員在確定的前沿技術(shù)方向，進行新概念、新方法，以及概念模型和原理樣機的探索研究。鼓勵科研人員開展探索性強、風(fēng)險較大，但研究思路科學(xué)合理性、具有鮮明的創(chuàng)新性的研究，激發(fā)科研人員的首創(chuàng)精神。項目是將集成性強、有望形成未來戰(zhàn)略產(chǎn)品和技術(shù)系統(tǒng)、可以進行應(yīng)用示范、有利于產(chǎn)業(yè)技術(shù)更新?lián)Q代，并具備較好的人才隊伍和研究開發(fā)基礎(chǔ)的高技術(shù)作為研究開發(fā)任務(wù)，以增強集成創(chuàng)新能力和形成戰(zhàn)略產(chǎn)品原型或技術(shù)系統(tǒng)為目標(biāo)，以國家戰(zhàn)略需求為背景，進行組織實施。項目遵循“成熟一個、啟動一個，成熟一批、啟動一批”的原則，分次分批啟動。項目任務(wù)通過不定期公開發(fā)布指南、招標(biāo)（邀標(biāo)）、定向發(fā)布指南、定向委托等方式落實。第四章計算機集成制造系統(tǒng)CIMS－國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃（863計劃）主題之一

1994年，設(shè)在清華大學(xué)的國家CIMS實驗工程中心獲得國際著名權(quán)威學(xué)術(shù)機構(gòu)——美國制造工程師學(xué)會（SME）的“大學(xué)領(lǐng)先獎”1999年，華中理工大學(xué)又獲該年度的同一獎項1995年，北京第一機床廠榮獲SME的“工業(yè)領(lǐng)先獎”第四章計算機集成制造系統(tǒng)5、我國發(fā)展高技術(shù)計劃（863計劃）三、CIMS的發(fā)展階段1、集成的概念

計算機集成系統(tǒng)的核心是集成。

集合不等于集成，集成要比集合更高一個層次。集成不是將各種計算機和設(shè)備簡單地連接和拼湊，而是要通過信息集成將原來沒有聯(lián)系或聯(lián)系不緊密的單元有機地組合成為功能協(xié)調(diào)的，互相緊密聯(lián)系的新系統(tǒng)。集成的特征：

1、人員和組織集成：管理者、設(shè)計者、制造者、保障者（質(zhì)量、銷售、服務(wù)）2、信息集成：產(chǎn)品生命周期中各類信息的獲取、表示、處理和操作工具集成為一體。（產(chǎn)品信息模型PIM，產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型PDM）3、技術(shù)集成：產(chǎn)品開發(fā)全過程中涉及的多學(xué)科知識，以及各種技術(shù)、方法、知識庫、方法庫。4、功能集成：企業(yè)各部門功能、產(chǎn)品開發(fā)與外部協(xié)作企業(yè)間功能。第四章計算機集成制造系統(tǒng)

物理系統(tǒng)互連數(shù)據(jù)交換規(guī)則與慣例系統(tǒng)內(nèi)部通訊物理系統(tǒng)集成公共（共享）數(shù)據(jù)資源公共服務(wù)執(zhí)行環(huán)境可移式應(yīng)用與分布系統(tǒng)應(yīng)用系統(tǒng)集成生產(chǎn)和過程仿真自動化的經(jīng)營過程監(jiān)控基于知識的決策支持人的集成經(jīng)營集成2、CIMS集成的層次單項技術(shù)（自動化孤島）聯(lián)系起來相互交換信息和數(shù)據(jù)整個系統(tǒng)內(nèi)部各種應(yīng)用軟件的集成CIMS的最高階段即人的集成。CIMS阻力的70%來源于人，11%對成本的評估，9%的技術(shù)元件。第四章計算機集成制造系統(tǒng)3、集成發(fā)展階段19851995199921世紀(jì)信息集成企業(yè)集成制造網(wǎng)絡(luò)過程集成第四章計算機集成制造系統(tǒng)3、集成發(fā)展階段

（1）信息集成自動化孤島CAD生產(chǎn)管理CAPP/CAM財務(wù)管理第四章計算機集成制造系統(tǒng)（1）信息集成解決企業(yè)中各個自動化孤島之間的信息交換與共享

A、企業(yè)建模、系統(tǒng)設(shè)計方法、軟件工具和規(guī)范。解決了一個制造企業(yè)的物流、信息流、價值流（如資金流）、決策流的關(guān)系，這是企業(yè)信息集成的基礎(chǔ)。

B、異構(gòu)環(huán)境下的信息集成?！舨煌ㄐ艆f(xié)議的共存及向ISO／0SI的過渡?！舨煌瑪?shù)據(jù)庫的相互訪問?！舨煌逃脩?yīng)用軟件之間的接口。第四章計算機集成制造系統(tǒng)將“自動化孤島”集成在一起第四章計算機集成制造系統(tǒng)應(yīng)用應(yīng)用服務(wù)功能系統(tǒng)服務(wù)功能應(yīng)用應(yīng)用服務(wù)功能系統(tǒng)服務(wù)功能應(yīng)用應(yīng)用服務(wù)功能系統(tǒng)服務(wù)功能操

作

系

統(tǒng)硬

件

平

臺(a)傳統(tǒng)的軟件編程方式應(yīng)用應(yīng)用應(yīng)用應(yīng)用使能器系統(tǒng)使能器操

作

系

統(tǒng)硬

件

平

臺特定應(yīng)用編程接口與工具通用編程接口通信服務(wù)信息服務(wù)功能服務(wù)異構(gòu)分布計算環(huán)境異構(gòu)操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議中件(b)早期集成平臺結(jié)構(gòu)(c)當(dāng)今集成平臺結(jié)構(gòu)應(yīng)用應(yīng)用應(yīng)用第四章計算機集成制造系統(tǒng)(2)過程集成

解決產(chǎn)品設(shè)計過程的重建，過程優(yōu)化技術(shù)：

◆過程重建及建模：產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)過程的重構(gòu)和建模，即將原來的串行作業(yè)過程，盡可能地轉(zhuǎn)變?yōu)椴⑿凶鳂I(yè)，建立模型。

規(guī)劃車型設(shè)計產(chǎn)品設(shè)計生產(chǎn)準(zhǔn)備生產(chǎn)財務(wù).會計Finance/Accounting開發(fā)期LengthofDevelopmentTime規(guī)劃Planning

車形設(shè)計

Stylingdesign

Engineering產(chǎn)品設(shè)計DesignPrototypeFabrication&Testing試制評價

Productionengineering生產(chǎn)準(zhǔn)備生產(chǎn)

Production零部件廠家Partssuppliers

ProductionengineeringProduction規(guī)劃Planning車形設(shè)計Stylingdesign產(chǎn)品設(shè)計EngineeringDesign試制.評價PrototypeFabrication&Testing生產(chǎn)準(zhǔn)備生產(chǎn)試制評價豐田汽車公司的并行工程系統(tǒng)第四章計算機集成制造系統(tǒng)

(2)過程集成◆組織重建及建模：組成支持并行作業(yè)的多學(xué)科的協(xié)同工作小組，以及計算機網(wǎng)絡(luò)（往往是廣域網(wǎng)）支持下的協(xié)同工作環(huán)境（CSCW）和PDM，它可以提供異地設(shè)計人員在同一時間一對設(shè)計的評價和修改，進而支持異地互操作。

◆并行工程的工具：如基于CAX（CAD、CAPP、CAM）的DFA、DFM（DesignForAssembly，DesignForManufacturing）等。第四章計算機集成制造系統(tǒng)傳統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)面向功能的組織結(jié)構(gòu)銷售部門制造部門技術(shù)部門第四章計算機集成制造系統(tǒng)現(xiàn)代的組織結(jié)構(gòu)面向過程的組織結(jié)構(gòu)Teamwork第四章計算機集成制造系統(tǒng)(3)企業(yè)集成

兩頭大、中間小小而全、大而全兩頭小、中間大動態(tài)企業(yè)聯(lián)盟企業(yè)敏捷性第四章計算機集成制造系統(tǒng)3、企業(yè)集成

企業(yè)外部資源的優(yōu)化利用，適應(yīng)知識經(jīng)濟、全球經(jīng)濟、全球制造的新形勢.

◆支持敏捷制造的使能技術(shù)。美國的

TEAM計劃（即TechnologyEnablingAgileManufacturing）針對航天、電子、機械三類行業(yè)的敏捷制造提供使能技術(shù)。使能技術(shù)包括了資源共享、信息服務(wù)虛擬制造、并行工程、建模／仿真和人工智能等。

◆資源優(yōu)化，包括供應(yīng)鏈的建模和管理。集成化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、虛擬化以及智能化是改變傳統(tǒng)制造系統(tǒng)，使之成為信息時代、知識經(jīng)濟時代的先進制造系統(tǒng)的最主要的內(nèi)容。

集成化：經(jīng)歷了信息集成--過程集成--企業(yè)集成；網(wǎng)絡(luò)化：經(jīng)歷了局域網(wǎng)--廣域網(wǎng)--Internet／Intranet／Extranet；

數(shù)字化：從部件的數(shù)字化定義到產(chǎn)品的全數(shù)字化模型；

虛擬化：從二維的仿真到三維的動畫仿真。

智能技術(shù)：從一開始便被引人到CIMS的設(shè)計、管理、調(diào)度等知識表示和決策優(yōu)化中。第四章計算機集成制造系統(tǒng)第二節(jié)CIMS的組成、體系結(jié)構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)

一、CIMS的組成二、CIMS的基本結(jié)構(gòu)輪圖三、CIMS的主要功能分系統(tǒng)四、CIMS的關(guān)鍵技術(shù)五、CIMS的體系結(jié)構(gòu)第四章計算機集成制造系統(tǒng)一、CIMS的組成第四章計算機集成制造系統(tǒng)管理信息分系統(tǒng)MIS質(zhì)量保證分系統(tǒng)CAQ工程設(shè)計分系統(tǒng)CAD/CAE/CAM制造自動化分系統(tǒng)MAS數(shù)據(jù)庫分系統(tǒng)DBS網(wǎng)絡(luò)分系統(tǒng)NETS支撐分系統(tǒng)應(yīng)用分系統(tǒng)市場信息技術(shù)信息服務(wù)信息原材料產(chǎn)品圖2-2CIMS輪圖第二層第一層第三層第四層第五層第六層第四章計算機集成制造系統(tǒng)二、CIMS的基本結(jié)構(gòu)輪圖第一層是驅(qū)動輪子的軸心——顧客。潛在的顧客就是市場。企業(yè)任何活動的最終目的應(yīng)該是為顧客服務(wù)，快速而圓滿地滿足顧客的愿望和要求。市場是企業(yè)獲得利潤和求得發(fā)展的基點，也是從計劃經(jīng)濟體制轉(zhuǎn)向市場經(jīng)濟體制的核心。二、CIMS的基本結(jié)構(gòu)輪圖第四章計算機集成制造系統(tǒng)第二層是企業(yè)組織中的人員和群體工作方法。傳統(tǒng)的管理概念，認(rèn)為僅有供銷人員是面向用戶和市場的，但是，在多變的、競爭激烈的市場中，企業(yè)中的每個人都必須具有市場意識，每個職工都要了解市場的變化以及企業(yè)在市場中的地位、本職工作和市場競爭能力的關(guān)系。企業(yè)的成敗關(guān)鍵不只是技術(shù)，而更重要的是人和組織。二、CIMS的基本結(jié)構(gòu)輪圖第四章計算機集成制造系統(tǒng)第三層是信息(知識)共享系統(tǒng)。

信息是企業(yè)的主要資源?，F(xiàn)代企業(yè)的生產(chǎn)活動是依靠信息和知識來組織的。傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式中，各個部門都有自己的信息處理方式，所采用的知識各不相關(guān)。因此信息冗余量大，傳遞速度慢，共享程度很低?，F(xiàn)代制造企業(yè)一定要建立一個信息和知識共享系統(tǒng)，它是以計算機網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的，并有可參與的、使用操作方便和可靠的系統(tǒng)，使信息流動起來，形成一個連續(xù)的信息流，才有可能大大提高企業(yè)的生產(chǎn)和工作效率。二、CIMS的基本結(jié)構(gòu)輪圖第四章計算機集成制造系統(tǒng)第四層是企業(yè)的活動層。產(chǎn)品定義系統(tǒng)設(shè)計零件設(shè)計產(chǎn)品改進技術(shù)文件產(chǎn)品規(guī)劃用戶支持加工制造銷售經(jīng)營地區(qū)代理國際聯(lián)營售后服務(wù)報廢回收生產(chǎn)計劃作業(yè)計劃零件制造裝配試驗物料管理二、CIMS的基本結(jié)構(gòu)輪圖第四章計算機集成制造系統(tǒng)第五層是企業(yè)管理層。它的功能是合理配置資源，承擔(dān)企業(yè)經(jīng)營的責(zé)任。這一層應(yīng)該是很薄的但卓有成效的一層，是企業(yè)內(nèi)部活動和企業(yè)所在環(huán)境的接口。企業(yè)管理層是把原料、半成品、資金、設(shè)備技術(shù)信息和人力資源作為投入，去組織和管理生產(chǎn)，并將產(chǎn)品推出到市場銷售。企業(yè)管理層還要承擔(dān)一系列責(zé)任，如員工的利益和安全、投資者的合理回報、社團公共關(guān)系、政府法規(guī)和行業(yè)道德以及環(huán)境保護等。二、CIMS的基本結(jié)構(gòu)輪圖第四章計算機集成制造系統(tǒng)第六層是企業(yè)的外部環(huán)境。企業(yè)是社會中的經(jīng)濟實體，受到用戶、競爭者、合作者和其他市場因素的影響。例如老用戶和新用戶的各種需求，原料和外購件的供應(yīng)渠道，推銷和代理商的組織，能源、交通和通信基礎(chǔ)設(shè)施的好壞，勞動力和金融市場的變動，大專院校和研究所的支持，政府的經(jīng)濟法規(guī)和政治形勢的變化等。企業(yè)管理人員不能孤立地只看到企業(yè)內(nèi)部，必須置身于市場環(huán)境中對企業(yè)發(fā)展做出決策。二、CIMS的基本結(jié)構(gòu)輪圖第四章計算機集成制造系統(tǒng)圖CIMS組成計算機網(wǎng)和數(shù)據(jù)庫支撐分系統(tǒng)市場信息質(zhì)量要求質(zhì)量文檔成品原材料、能源管理信息分系統(tǒng)物料管理、成本管理、財務(wù)管理人事管理、經(jīng)營決策、生產(chǎn)管理銷售管理、辦公自動化工程分析與設(shè)計分系統(tǒng)計算機輔助設(shè)計（CAD）計算機輔助工藝設(shè)計（CAPP）計算機輔助制造（CAM）產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（PDM制造自動化分系統(tǒng)加工設(shè)備、控制系統(tǒng)、檢測設(shè)備輔助設(shè)備、裝配設(shè)備、儲運設(shè)備工業(yè)機器人質(zhì)量信息分系統(tǒng)質(zhì)量計劃、質(zhì)量檢測、質(zhì)量評價質(zhì)量控制、質(zhì)量信息綜合管理技術(shù)文檔資料三、CIMS的主要功能分系統(tǒng)1、CIMS組成第四章計算機集成制造系統(tǒng)管理信息系統(tǒng)作為CIMS的神經(jīng)中樞，用于收集、整理及分析各種管理數(shù)據(jù)，向企業(yè)和組織的管理人員提供所需要的各種管理及決策信息，必要時還可以提供決策支持。

其核心為制造資源計劃MRPⅡ或企業(yè)資源計劃ERP。

（1）管理信息系統(tǒng)

三、CIMS的主要功能分系統(tǒng)2、CIMS各分系統(tǒng)的功能第二章計算機集成制造系統(tǒng)

它是CIMS中的主要信息源，根據(jù)管理信息系統(tǒng)下達的產(chǎn)品開發(fā)要求，通過計算機技術(shù)來完成產(chǎn)品的概念設(shè)計、工程與結(jié)構(gòu)分析、詳細設(shè)計、工藝設(shè)計以及數(shù)控編程等一系列工作，并通過工程數(shù)據(jù)庫和產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫PDM實現(xiàn)內(nèi)外部的信息集成。

核心為CAD/CAPP/CAM的3C一體化。（2）工程分析與設(shè)計系統(tǒng)

三、CIMS的主要功能分系統(tǒng)2、CIMS各分系統(tǒng)的功能第四章計算機集成制造系統(tǒng)

制造自動化系統(tǒng)是CIMS中信息流與物流的結(jié)合點，是CIMS最終產(chǎn)生經(jīng)濟效益的所在。它將能源、原材料、配套件和技術(shù)信息作為輸入，完成加工和裝配，最后輸出合格的產(chǎn)品。通常由數(shù)控機床、加工中心、清洗機、測量機、運輸小車、立體倉庫、多級分布式控制計算機等設(shè)備及相應(yīng)的支持軟件組成。（3）制造自動化系統(tǒng)

三、CIMS的主要功能分系統(tǒng)2、CIMS各分系統(tǒng)的功能第四章計算機集成制造系統(tǒng)

在企業(yè)內(nèi)部各個部門之間也有大量的質(zhì)量信息需要交換。所以，只有從系統(tǒng)工程學(xué)的觀點去分析所有活動和信息，使全部質(zhì)量活動構(gòu)成一個有機的整體，質(zhì)量系統(tǒng)才能有效地發(fā)揮效能。質(zhì)量信息系統(tǒng)的功能包括質(zhì)量計劃、質(zhì)量檢測、質(zhì)量評價、質(zhì)量控制和質(zhì)量信息綜合管理。

（4）質(zhì)量信息系統(tǒng)

三、CIMS的主要功能分系統(tǒng)2、CIMS各分系統(tǒng)的功能第四章計算機集成制造系統(tǒng)

計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是CIMS各個分系統(tǒng)重要的信息集成工具。在網(wǎng)絡(luò)軟、硬件的支持下，將物理上分布的CIMS各個功能分系統(tǒng)的信息聯(lián)系起來實現(xiàn)信息的共享和集成。計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)滿足4R（Right）要求，即：在正確的時間、將正確的信息，以正確的方式，傳遞給正確的對象。（5）計算機網(wǎng)絡(luò)

三、CIMS的主要功能分系統(tǒng)2、CIMS各分系統(tǒng)的功能第四章計算機集成制造系統(tǒng)

數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是CIMS信息集成的關(guān)鍵之一，用集成和分布相結(jié)合的體系結(jié)構(gòu)來保證數(shù)據(jù)存儲的準(zhǔn)確一致性、及時性、安全性、完整性，以及使用和維護的方便性。集成的核心是信息共享，對信息共享的最基本要求是數(shù)據(jù)存儲及使用格式的一致性。（6）數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)三、CIMS的主要功能分系統(tǒng)2、CIMS個分系統(tǒng)的功能第四章計算機集成制造系統(tǒng)

實現(xiàn)信息正確、高效的共享和交換，是改善企業(yè)技術(shù)和管理水平必須首先解決的問題。信息集成的主要內(nèi)容有：企業(yè)建模、系統(tǒng)設(shè)計方法、軟件工具和規(guī)范

異構(gòu)環(huán)境下的信息集成

1、信息集成四、CIMS的關(guān)鍵技術(shù)CIMS的關(guān)鍵技術(shù)就是集成，而集成從宏觀上包括以下幾部分：第四章計算機集成制造系統(tǒng)

即對過程進行重構(gòu)（Processreengineering）。產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計中的各個串行過程盡可能多地轉(zhuǎn)變?yōu)椴⑿羞^程，在設(shè)計時考慮到下游工作中的可制造性、可裝配性，設(shè)計時考慮質(zhì)量（質(zhì)量功能展開），則可以減少反復(fù)，縮短開發(fā)時間。2、過程集成四、CIMS的關(guān)鍵技術(shù)第四章計算機集成制造系統(tǒng)為充分利用全球制造資源，把企業(yè)調(diào)整成適應(yīng)全球經(jīng)濟、全球制造的新模式，CIMS必須解決資源共享、信息服務(wù)、虛擬制造、并行工程、資源優(yōu)化、網(wǎng)絡(luò)平臺等關(guān)鍵技術(shù)，以更快、更好、更省地響應(yīng)市場。3、企業(yè)集成四、CIMS的關(guān)鍵技術(shù)第四章計算機集成制造系統(tǒng)五、CIMS體系結(jié)構(gòu)1、CIM體系結(jié)構(gòu)定義

CIM體系結(jié)構(gòu)：為一組不同層次的各種視圖模型的集合。

CIM-OSA就是歐洲ESPRIT計劃中一個由來自多個國家的22個公司、研究所和大學(xué)組成的集團AMICE所開發(fā)的，它由一個三個座標(biāo)的立方體表示。逐步具體化：描述了從形成基本建造塊到建立用于各種類型工業(yè)的部分通用模型，再到最后建立特定企業(yè)的專用模型的建模過程。逐步推導(dǎo)：提供了CIM開發(fā)的生命周期中不同階段的模型描述。逐步生成：用四個視圖，即功能、信息、資源和組織，來建立了總系統(tǒng)各個方面的模型。

第四章計算機集成制造系統(tǒng)組織模型信息視圖組織模型組織模型組織模型資源視圖資源視圖資源視圖信息視圖信息視圖信息視圖通用設(shè)計結(jié)構(gòu)模塊功能視圖通用企業(yè)需求結(jié)構(gòu)模塊功能視圖部分通用企業(yè)需求模塊功能視圖專用企業(yè)需求模塊部分通用設(shè)計模塊專用設(shè)計說明模塊通用實施結(jié)構(gòu)模塊部分通用實施模塊專用實施描述模塊實施描述層設(shè)計說明層需求定義層組織模型組織模型組織模型資源視圖資源視圖資源視圖信息視圖信息視圖信息視圖通用設(shè)計結(jié)構(gòu)模塊功能視圖通用企業(yè)需求結(jié)構(gòu)模塊功能視圖部分通用企業(yè)需求模塊功能視圖專用企業(yè)需求模塊部分通用設(shè)計模塊專用設(shè)計說明模塊通用實施結(jié)構(gòu)模塊部分通用實施模塊專用實施描述模塊資源視圖功能視圖通用建模層部分通用建模層專用建模層逐步推導(dǎo)逐步具體化逐步生成體系結(jié)構(gòu)模型中是面向CIMS開發(fā)過程，按生命周期法展開的第四章計算機集成制造系統(tǒng)五、CIMS體系結(jié)構(gòu)

2、CIM開放式體系結(jié)構(gòu)1、CIM-OSA結(jié)構(gòu)層次

通用建模層部分通用建模層專用建模層通用層是CIM-OSA基本結(jié)構(gòu)構(gòu)成成分（通用構(gòu)構(gòu)造模塊）的一種參考目錄，包括元件、約束規(guī)則、術(shù)語、服務(wù)功能和協(xié)議等。部分通用層是CIM-OSA建立工業(yè)需求集的主要手段，也是建立各種專用結(jié)構(gòu)的實用工具。部分通用層有一整套適用于各類制造企業(yè)的部分通用結(jié)構(gòu)模型，包括按照工業(yè)類型、不同行業(yè)、企業(yè)規(guī)模等不同類的各類典型結(jié)構(gòu)。專用結(jié)構(gòu)層的專用結(jié)構(gòu)是參考結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，根據(jù)企業(yè)的特定要求，在部分通用層的各種參考結(jié)構(gòu)中進行選擇或具體化（instantiation）來構(gòu)成的。第四章計算機集成制造系統(tǒng)1、CIM-OSA

結(jié)構(gòu)層次圖4.2參考結(jié)構(gòu)和專用結(jié)構(gòu)通用層結(jié)構(gòu)和宏大的部分通用層結(jié)構(gòu)構(gòu)成了一個參考結(jié)構(gòu)庫，庫內(nèi)參考結(jié)構(gòu)的多少很大程度上取決于部分通用層中結(jié)構(gòu)模型的多少，這些根據(jù)不同類別劃分的模型和以企業(yè)加工產(chǎn)品類型劃分得到的模型，就其數(shù)據(jù)量來說是很大的，因此CIM-OSA的研究中，建立部分通用層參考結(jié)構(gòu)模型物工作量是十分巨大的。第四章計算機集成制造系統(tǒng)1、CIM-OSA實施描述建模層次圖4.3ICM-OSA建模層次和過程需求定義模型包括了許多以視圖表示的基本經(jīng)營內(nèi)容（目標(biāo)、功能、規(guī)則、約束、信息和材料、資源和組織等），所有這些內(nèi)容都要準(zhǔn)確地反映在最后的實施描述模型中。設(shè)計說明建模層提供了對在企業(yè)需求定義模型中收集到的需求通過CIM系統(tǒng)設(shè)計進行優(yōu)化和邏輯重構(gòu)的描述方法，這是一個無冗余的、面向系統(tǒng)的經(jīng)營需求描述。實施描述建模層提供了各種方法，把設(shè)計說明建模層的內(nèi)容轉(zhuǎn)變成CIM系統(tǒng)中所有被選定的元個的完整的系統(tǒng)說明。第四章計算機集成制造系統(tǒng)1、CIM-OSA實施描述建模層次圖4.3ICM-OSA建模層次和過程

功能視圖——指功能和特性結(jié)構(gòu)；

信息視圖——指信息結(jié)構(gòu)（從經(jīng)營用戶的觀點所需的信息）；

資源視圖——指資源組織；組織視圖——指組織結(jié)構(gòu)。

功能視圖——經(jīng)營過程和企業(yè)活動的組成及優(yōu)化組合；

信息視圖——住處的組成及非冗余的組合；

資源視圖——資源的邏輯組成；組織視圖——經(jīng)營職責(zé)的邏輯組合。功能視圖——經(jīng)營過程和企業(yè)活動工能的運行結(jié)構(gòu)；信息視圖——企業(yè)信息的運行結(jié)構(gòu)；資源視圖——企業(yè)資源的運行結(jié)構(gòu)（包括實施元件的規(guī)格說明）；組織視圖——企業(yè)職責(zé)的運行結(jié)構(gòu)。第四章計算機集成制造系統(tǒng)1、CIM-OSA實施描述建模層次

信息技術(shù)：用于企業(yè)所有活動的數(shù)據(jù)據(jù)處理和分配。它包括應(yīng)用程序和CIM-OSA集成基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，和所有支持應(yīng)用軟件運行的CIM-OSA服務(wù)。它在保持應(yīng)用程序和硬件相互獨立的同時，允許應(yīng)用軟件在主機硬件上運行。制造技術(shù)：用以處理物料、裝配產(chǎn)品、包裝和運輸產(chǎn)品。同時它還包手人及其工作計劃、機器及其所需的控制程序。圖4.4實施描述模型的內(nèi)容圖4.5實施描述模型技術(shù)的元件第四章計算機集成制造系統(tǒng)1、CIM-OSA視圖層

CIM-OSA結(jié)構(gòu)構(gòu)成第四章計算機集成制造系統(tǒng)1、CIM-OSA功能視圖結(jié)構(gòu)關(guān)系第四章計算機集成制造系統(tǒng)1、CIM-OSA需求定義建模層上信息視圖結(jié)構(gòu)第四章計算機集成制造系統(tǒng)1、CIM-OSA設(shè)計說明建模層上的信息視圖結(jié)構(gòu)實施描述建模層上的信息視圖結(jié)構(gòu)第四章計算機集成制造系統(tǒng)工廠加工車間裝配車間1#單元N#單元銑削工作站檢驗工作站物料儲運工作站機器人銑床存儲器機器人檢驗機存儲器機器人小車傳送器工廠層車間層單元層工作站層設(shè)備層第四章計算機集成制造系統(tǒng)圖2-AMRF-CIMS遞接控制結(jié)構(gòu)工廠層車間層單元層工作站層設(shè)備層決策層管理層調(diào)度層過程控制層設(shè)備控制層決策層管理層執(zhí)行層離散制造流程制造普遍結(jié)構(gòu)企業(yè)的管理控制職能一般都是按遞階層次展開的自上而下，涉及范圍越來越小，工作內(nèi)容越來越細，時標(biāo)越來越短，實時性要求越來越高。上層傳給下層的是控制信息或指令信息，下層傳給上層的是狀態(tài)反饋信息或指令執(zhí)行情況匯報信息。按遞階結(jié)構(gòu)，信息不能越級傳遞。第四章計算機集成制造系統(tǒng)應(yīng)用軟件的運行依次在集成平臺、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、計算機系統(tǒng)支持下實現(xiàn)。集成則是通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實現(xiàn)計算機系統(tǒng)間的互聯(lián)，在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的支持下，實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的互聯(lián)，形成分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，再支持集成平臺實現(xiàn)應(yīng)用軟件間的集成。集成平臺IntegratedPlatform應(yīng)用軟件應(yīng)用軟件分布數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)計算機系統(tǒng)計算機系統(tǒng)應(yīng)用軟件層集成平臺層數(shù)據(jù)庫層網(wǎng)絡(luò)層計算機層第四章計算機集成制造系統(tǒng)工廠層車間層單元層工作站層設(shè)備層CAD/CAPP/CAM分系統(tǒng)制造自動化分系統(tǒng)質(zhì)量信息分系統(tǒng)使能器數(shù)據(jù)庫網(wǎng)絡(luò)計算機使能器層是在網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)上增加的集成平臺。如沒有集成平臺層亦可直接在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫上進行系統(tǒng)集成。

第四章計算機集成制造系統(tǒng)第三節(jié)案例分析

一、北京第一機床廠實施的CIMS

二、美國波音777客機成功案例

三、昆明機床股份公司實施的CIMS第四章計算機集成制造系統(tǒng)北京第一機床廠是我國機械制造骨干企業(yè)，早在1989年就從國外引進MRPII（制造資源計劃）軟件包，90年開始實施CIMS，用信息技術(shù)全面支持企業(yè)的設(shè)計、管理和制造。該廠作為實施CIMS試點單位于1995年榮獲了美國SME的CIMS“工業(yè)領(lǐng)先獎”。

1、總體目標(biāo)2、工程內(nèi)容3、信息集成方案4、總體結(jié)構(gòu)5、各分系統(tǒng)功能及應(yīng)用軟件

一、北京第一機床廠實施的CIMS第四章計算機集成制造系統(tǒng)圍繞北京第一機床廠的生產(chǎn)經(jīng)營目標(biāo)，從提高全廠整體效益著眼，通過CIMS的開發(fā)與實施，實現(xiàn)從產(chǎn)品設(shè)計、工藝、制造到經(jīng)營、生產(chǎn)、財務(wù)、設(shè)備、人力資源管理、質(zhì)量管理的總體集成，建成一個具有高度現(xiàn)代化管理和以成組技術(shù)為基礎(chǔ)，以柔性制造為手段的、具有較高自動化水平、能批量生產(chǎn)數(shù)控機床和加工中心的機床制造廠。

1、總體目標(biāo)

第四章計算機集成制造系統(tǒng)一、北京第一機床廠實施的CIMS

該項目是信息技術(shù)、先進的管理技術(shù)和制造技術(shù)在企業(yè)中的綜合應(yīng)用，內(nèi)容包括管理信息系統(tǒng)（MIS）、工程設(shè)計集成系統(tǒng)（EDIS）、制造自動化系統(tǒng)（MAS）、計算機輔助質(zhì)量管理系統(tǒng)（QMS）四個應(yīng)用分系統(tǒng)及數(shù)據(jù)庫（DB）、網(wǎng)絡(luò)（NET）兩個技術(shù)支持系統(tǒng)。2、工程內(nèi)容

3、信息集成方案

為了便于各分系統(tǒng)間信息集成，在總體設(shè)計時盡可能減少異構(gòu)環(huán)境，應(yīng)用方案是各分系統(tǒng)都歸集到Oracle數(shù)據(jù)庫后信息共享。

第四章計算機集成制造系統(tǒng)一、北京第一機床廠實施的CIMS4、總體結(jié)構(gòu)制造自動化系統(tǒng)（MAS）網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)外部信息數(shù)據(jù)工程設(shè)計集成系統(tǒng)（EDIS）管理信息系統(tǒng)（MIS）計算機輔助質(zhì)量管理系統(tǒng)（CAQ）產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（PDM）CIMS工程管理機制圖3-北京第一機床廠CIMS的體系結(jié)構(gòu)第四章計算機集成制造系統(tǒng)一、北京第一機床廠實施的CIMS管理信息系統(tǒng)5、各分系統(tǒng)功能及應(yīng)用軟件

圖3-30管理信息系統(tǒng)的功能財務(wù)綜合計劃、價格管理、總帳、資金管理、成本、財務(wù)結(jié)算市場預(yù)測、經(jīng)營決策、銷售管理技術(shù)準(zhǔn)備計劃、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理、物料管理、主生產(chǎn)計劃、物料需求計劃、車間作業(yè)排序和控制設(shè)備管理子系統(tǒng)勞資人事管理子系統(tǒng)經(jīng)營管理子系統(tǒng)生產(chǎn)管理子系統(tǒng)財務(wù)管理子系統(tǒng)管理信息系統(tǒng)第四章計算機集成制造系統(tǒng)一、北京第一機床廠實施的CIMS工程設(shè)計集成系統(tǒng)圖3-31工程設(shè)計集成系統(tǒng)的功能總體方案、布局和選型、成本分析、方案評價數(shù)控編程（NCP）計算機輔助檢測編程（CAI）CAMCAPP夾具設(shè)計工藝設(shè)計機加工工藝、裝配工藝、熱加工工藝的制訂刀具準(zhǔn)備自動生成刀具預(yù)調(diào)圖CAD產(chǎn)品設(shè)計部件設(shè)計結(jié)構(gòu)方案及造型設(shè)計、成本分析、性能評價零件設(shè)計圖形生成、工程分析、特征處理工程設(shè)計集成系統(tǒng)第四章計算機集成制造系統(tǒng)制造自動化系統(tǒng)

圖3-32制造自動化系統(tǒng)的功能箱體類和雜件類零件的柔性加工軸套成組生產(chǎn)系統(tǒng)軸、套類零件的柔性加工制造自動化系統(tǒng)FMS車間半自動化立體倉庫第四章計算機集成制造系統(tǒng)質(zhì)量管理信息系統(tǒng)

圖3-33計算機輔助質(zhì)量管理系統(tǒng)的功能設(shè)計及工藝質(zhì)量信息采集、計量工裝設(shè)備質(zhì)量信息采集、零部件及成品質(zhì)量信息采集、特殊工序質(zhì)量信息采集、質(zhì)管活動信息采集計算機輔助質(zhì)量管理系統(tǒng)質(zhì)量規(guī)劃與決策質(zhì)量信息采集質(zhì)量評價分析與控制質(zhì)量信息管理工廠質(zhì)量規(guī)劃與決策、質(zhì)量技術(shù)規(guī)程制定、質(zhì)量管理組織機構(gòu)建立質(zhì)量狀況評價分析、產(chǎn)品質(zhì)量分析、質(zhì)量問題及事故處理、質(zhì)量經(jīng)濟分析質(zhì)量記錄管理、報表生成與查詢、質(zhì)量文件管理、方法庫管理第四章計算機集成制造系統(tǒng)產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理PDM目前已采用的功能有：從CAD系統(tǒng)中自動生成產(chǎn)品的物料清單BOM（東南大學(xué)為主開發(fā)）；設(shè)計過程權(quán)限管理和版本管理（自行開發(fā)）；用在網(wǎng)絡(luò)上傳遞和批答電子通知的方式控制工作流（自行開發(fā)）。CIMS工程管理機制為了實施CIMS，成立了以廠長為首的領(lǐng)導(dǎo)小組及以總工程師為首的總師組，把CIMS計劃與技改計劃、雙加工程計劃、工藝突破口計劃等有機結(jié)合起來，圍繞企業(yè)經(jīng)營目標(biāo)統(tǒng)一考慮，主管生產(chǎn)的廠長對實施MRP--Ⅱ負責(zé)，產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫的建立納入廠生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備計劃考核。第四章計算機集成制造系統(tǒng)案例總結(jié)

CIMS工程對于企業(yè)實行的跨部門組織并行交叉作業(yè)方式的新產(chǎn)品開發(fā)機制進行了很好的支持。即：以開發(fā)某一新產(chǎn)品目標(biāo)，組織集設(shè)計、工藝、生產(chǎn)、供應(yīng)、檢驗人員為一體的承包組，打破部門界線，實行團隊管理。在借助CAD進行了總體方案設(shè)計后，強化以部件為單元的設(shè)計和制造，將產(chǎn)品設(shè)計、工藝設(shè)計和采購、生產(chǎn)制造進行并行交叉的作業(yè)管理，極大地縮短了新產(chǎn)品開發(fā)周期。第四章計算機集成制造系統(tǒng)波音777雙發(fā)動機大型客機是先進制造的典型成果。美國波音公司開發(fā)波音777投資40多億美元，基于分布式CAD/CAM系統(tǒng)，在8臺IBM大型計算機ES/9000和2000個IBM5080、5086圖形終端的支持下，實現(xiàn)了產(chǎn)品全數(shù)字化定義，用數(shù)字樣機取代原型機的研制，發(fā)現(xiàn)零件的干涉2500處，減少工程更改50%以上。第四章計算機集成制造系統(tǒng)二、美國波音777客機成功案例波音777由包括設(shè)計、工藝、制造以及供應(yīng)商和潛在用戶在內(nèi)的共7000多人參加研制，采用了并行工程的模式，按飛機的部件組成了238個協(xié)同工作小組，大量應(yīng)用仿真技術(shù)與虛擬現(xiàn)實技術(shù)。還采用了網(wǎng)絡(luò)化制造的模式，由波音公司龐大的計算機網(wǎng)絡(luò)把三家發(fā)動機供應(yīng)商GE、惠普和諾依斯羅斯聯(lián)在一起進行數(shù)據(jù)交換和異地設(shè)計制造。第四章計算機集成制造系統(tǒng)二、美國波音777客機成功案例

波音777飛機研制的合作者們先對飛機的每一部件進行設(shè)計，再用計算機軟件將設(shè)計的零部件“組裝”成一個三維飛機模型，接著讓設(shè)計者和邀請的“顧客”在計算機虛擬環(huán)境中“步入”飛機或“操縱”飛機，以便檢測它的各個部分，提出修改意見，直到幾乎沒有問題為止，最后由波音公司著手準(zhǔn)備實物零部件的組裝。波音777在航空工業(yè)發(fā)展史上首次把飛機研制可能出現(xiàn)的問題解決在裝配前和試飛前，63m長的波音777裝配誤差為0.58mm，確保按時研制成功。第四章計算機集成制造系統(tǒng)二、美國波音777客機成功案例先進制造系統(tǒng)使波音公司由757、767研制周期9-10年時間縮短為波音777研制周期為3年8個月時間（從1990年10月開始設(shè)計到1994年6月試飛成功），真正實現(xiàn)了無圖紙生產(chǎn)，實現(xiàn)了從設(shè)計到一次試飛成功的目標(biāo)，給波音公司創(chuàng)造了顯著經(jīng)濟效益和市場競爭能力。

第四章計算機集成制造系統(tǒng)二、美國波音777客機成功案例北京機電研究院CIMS體系結(jié)構(gòu)第四章計算機集成制造系統(tǒng)清華大學(xué)精密儀器與機械學(xué)系制造工程研究所TsinghuaUniversity網(wǎng)絡(luò)分系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫分系統(tǒng)MIS分系統(tǒng)EDS分系統(tǒng)QAS分系統(tǒng)MAS分系統(tǒng)IM分系統(tǒng)嘉陵CIMS體系結(jié)構(gòu)第四章計算機集成制造系統(tǒng)清華大學(xué)精密儀器與機械學(xué)系制造工程研究所TsinghuaUniversity昆明機床股份公司CIMS體系結(jié)構(gòu)第四章計算機集成制造系統(tǒng)三、昆明機床股份公司實施的CIMS昆明機床股份公司CIMS層次結(jié)構(gòu)第四章計算機集成制造系統(tǒng)三、昆明機床股份公司實施的CIMS昆明機床股份公司CIMS計算機層次結(jié)構(gòu)第四章計算機集成制造系統(tǒng)三、昆明機床股份公司實施的CIMS電子模塊CIMS計算機體系結(jié)構(gòu)PDM環(huán)境用戶界面（PDM分系統(tǒng)）網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫分系統(tǒng)（NDS）共享數(shù)據(jù)庫分系統(tǒng)局部數(shù)據(jù)庫PDM數(shù)據(jù)庫接口工具（PDM分系統(tǒng)）PDM分系統(tǒng)生產(chǎn)管理分系統(tǒng)（PMS）產(chǎn)品設(shè)計分系統(tǒng)(DS)產(chǎn)品制造分系統(tǒng)(MS)質(zhì)量保證分系統(tǒng)(QS)工藝人員設(shè)計人員管理人員。。。。第四章計算機集成制造系統(tǒng)電子模塊CIMS計算機邏輯結(jié)構(gòu)產(chǎn)品設(shè)計（DS）分系統(tǒng)生產(chǎn)調(diào)度與控制生產(chǎn)設(shè)備產(chǎn)品制造（MS）分系統(tǒng)質(zhì)量管理與控制檢測設(shè)備質(zhì)量保證(QS)分系統(tǒng)生產(chǎn)管理（PMS）分系統(tǒng)經(jīng)營管理層技術(shù)層執(zhí)行層設(shè)備層第四章計算機集成制造系統(tǒng)第四章計算機集成制造系統(tǒng)第四章計算機集成制造系統(tǒng)第四章計算機集成制造系統(tǒng)第四章計算機集成制造系統(tǒng)第四章計算機集成制造系統(tǒng)1)基于網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計和制造2)協(xié)同工作技術(shù)3)基于虛擬現(xiàn)實的虛擬制造4)敏捷制造的使能技術(shù)5)各種新的制造模式和管理模式（如大批量定制生產(chǎn)模式等）6)多代理系統(tǒng)、分布人工智能技術(shù)7)快速原型制造技術(shù)8)PDM技術(shù)及應(yīng)用集成平臺和框架9)企業(yè)建模和優(yōu)化運行技術(shù)（動態(tài)企業(yè)建模、敏捷企業(yè)建模等）10)可持續(xù)發(fā)展的產(chǎn)品設(shè)計、制造及回收技術(shù)11)新型數(shù)控和工業(yè)機器人系統(tǒng)及其產(chǎn)業(yè)化12)CAD/CAM、ERP的產(chǎn)業(yè)化第四章計算機集成制造系統(tǒng)1、IDEF方法

IDEF：是1981年美國空軍公布的ICAM（integratedcomputeraidedmanufacturing）工程中用了名為“IDEF”的方法，是ICAMDEFinitionmethod的縮寫。IDEF0功能模型IDEF9經(jīng)營約束的發(fā)現(xiàn)IDEF1X數(shù)據(jù)模型場景驅(qū)動信息系統(tǒng)設(shè)計IDEF2仿真模型設(shè)計IDEF10信息制品建模IDEF3過程描述獲取實施體系結(jié)構(gòu)建模IDEF4面向?qū)ο笤O(shè)計IDEF11信息工具建模IDEF5本體論描述獲取IDEF12組織設(shè)計IDEF6設(shè)計原理獲取組織建模IDEF7信息系統(tǒng)審定IDEF13三模式映射設(shè)計IDEF8人與系統(tǒng)接口設(shè)計IDEF14網(wǎng)絡(luò)設(shè)計用戶接口建模第四章計算機集成制造系統(tǒng)2、IDEF0方法

系統(tǒng)12341234活動輸入I控制C輸出O機制MA0圖A3圖第四章計算機集成制造系統(tǒng)2、IDEF0方法

毛坯藍圖成品零件工人調(diào)度表工單切屑刀機床制造零件雞蛋時間油溫美味荷包蛋爐鍋煎雞蛋油、調(diào)料第四章計算機集成制造系統(tǒng)

2、IDEF0方法以嘉陵摩托CIMS工程為例：

A-0圖A0圖

A1圖A2圖A3圖A4圖A5圖第四章計算機集成制造系統(tǒng)3、IDEF1X方法信息組成：數(shù)據(jù)管理的著眼點應(yīng)該放在與數(shù)據(jù)有關(guān)的含義上；信息是為某個特定目的或在一定范圍內(nèi)聚合起來的數(shù)據(jù)集；管理信息資源的策略應(yīng)該放在管理數(shù)據(jù)被應(yīng)用于事件的含義上。信息數(shù)據(jù)含義事實外部模式（用戶視圖）內(nèi)部模式（計算機視圖）第四章計算機集成制造系統(tǒng)3、IDEF1X方法數(shù)據(jù)三模式：外部模式（用戶視圖）內(nèi)部模式（計算機視圖）