計算機集成制造系統(tǒng)在機械制造業(yè)的應(yīng)用

計算機集成制造系統(tǒng)在機械制造業(yè)的應(yīng)用在日趨激烈的競爭市場和科研發(fā)展的不斷推動下，機械加工制造業(yè)不斷吸收機械、電子、信息材料、能源及現(xiàn)代管理技術(shù)的最新成果，將其綜合應(yīng)用于機械制造全過程，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔無污染和靈活的柔性生產(chǎn)。一、計算機集成制造系統(tǒng)及其特征1?計算機集成制造系統(tǒng)定義計算機集成制造系統(tǒng)（ComputerIntegratedMakingSystem簡稱CIMS）又稱計算機綜合制造系統(tǒng)。在產(chǎn)品生命周期中，各項作業(yè)都己有了其相應(yīng)的計算機輔助系統(tǒng)，如計算機輔助設(shè)計（CAD）、計算機輔助制造（CAM）、計算機輔助工藝規(guī)劃（CAPP）、計算機輔助測試（CAT）、計算機輔助質(zhì)量控制（CAQ）等。2.計算機集成制造系統(tǒng)特征與傳統(tǒng)機械制造技術(shù)相比，計算機集成技術(shù)具有如下特征：（1）傳統(tǒng)機械制造技術(shù)的學(xué)科、專業(yè)單一，界限分明，而計算機集成制造系統(tǒng)技術(shù)的引入及與傳統(tǒng)機械制造技術(shù)的結(jié)合，形成能駕馭生產(chǎn)過程的物質(zhì)流、能量流和信息流的多學(xué)科交叉的生產(chǎn)制造系統(tǒng)。（2）傳統(tǒng)制造技術(shù)一般僅指加工制造過程的工藝方法，而計算機制造系統(tǒng)技術(shù)則貫穿了從產(chǎn)品設(shè)計、加工制造到產(chǎn)品銷售及使用維修的全過程，強調(diào)了“市場一產(chǎn)品設(shè)計一制造一市場”的一體化，以實現(xiàn)TQCS"生產(chǎn)的綜合指標(biāo)為宗旨，進(jìn)而滿足不斷的多樣化需求。（3）生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大及最佳技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果的追求，使計算機集成制造系統(tǒng)技術(shù)更加重視技術(shù)與管理的結(jié)合，重視制造過程的組織和管理體制的簡化及合理化，產(chǎn)生了一系列技術(shù)與管理相結(jié)合的新的生產(chǎn)方式。二、計算機集成制造系統(tǒng)組成及應(yīng)用計算機集成制造系統(tǒng)的主要技術(shù)基礎(chǔ)是柔性制造系統(tǒng)，是集成化的柔性制造系統(tǒng)。作為一個復(fù)朵系統(tǒng)的集成，計算機集成制造系統(tǒng)必須是有層次的。其組成如圖2所示，一般分為五層：第一層為工廠層，它是決策工廠的整體資源、生產(chǎn)活動和經(jīng)營管理的最高層。第二層為車間層，又稱為區(qū)間層，這里的車間并不是目前工廠中“車間”概念，車間層僅表示它要執(zhí)行工廠整體活動中的某部分功能，進(jìn)行資源調(diào)配和任務(wù)管理。第三層為單元層，這一層將支配一個產(chǎn)品的加工或裝配過程。第四層為工作站層，這將協(xié)調(diào)站內(nèi)的一組設(shè)備。第五層為設(shè)備層，這是一些具體的設(shè)備，如機床、測量機等，將執(zhí)行具體的加工，裝配或測量任務(wù)。按照上述層級原理組成的計算機集成制造系統(tǒng)，一般可看成是由管理信息系統(tǒng)、計算機輔助工程系統(tǒng)、生產(chǎn)過程控制和管理系統(tǒng)及物料的儲存、運輸和保障系統(tǒng)等四個子系統(tǒng)和一個數(shù)據(jù)庫組成的大系統(tǒng)。如圖2所示：2?計算機集成制造系統(tǒng)的應(yīng)用管理信息系統(tǒng)。這是生產(chǎn)系統(tǒng)的最高層次，是企業(yè)的靈魂，它將對生產(chǎn)進(jìn)行戰(zhàn)略決策和宏觀管理。它根據(jù)市場需求和物質(zhì)供應(yīng)等信息，從全局和長遠(yuǎn)的觀點出發(fā)，通過決策模型來決定投資策略和生產(chǎn)計劃。同時，將決策結(jié)果的信息和數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)庫和通信網(wǎng)絡(luò)與各子系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)系和交換，對各子系統(tǒng)進(jìn)行管理。計算機輔助工程系統(tǒng)。這是企業(yè)產(chǎn)品研究的開發(fā)系統(tǒng)，并能進(jìn)行生產(chǎn)技術(shù)的準(zhǔn)備工作。能根據(jù)決策信息進(jìn)行產(chǎn)品的計算機輔助設(shè)計，對零件、產(chǎn)品的使用性能、結(jié)構(gòu)、強度等進(jìn)行分析計算，利用成組技術(shù)的方法對零件、刀具和其他信息進(jìn)行分類和編碼，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行零件加工的計算機輔助工藝設(shè)計和編制數(shù)控加工程序，以及進(jìn)行相應(yīng)的工、夾具設(shè)計等生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備工作。生產(chǎn)過程控制與管理系統(tǒng)。它從數(shù)據(jù)庫中取出由管理信息系統(tǒng)和計算機輔助工程系統(tǒng)中傳出的相應(yīng)的信息數(shù)據(jù)，對生產(chǎn)過程進(jìn)行實時控制和管理，并把生產(chǎn)中出現(xiàn)的新信息通過數(shù)據(jù)庫反饋給有關(guān)的子系統(tǒng)，如產(chǎn)品質(zhì)量問題，生產(chǎn)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，廢次品率等，以便決策機構(gòu)作出相應(yīng)的反應(yīng)，及時調(diào)整生產(chǎn)。物料的儲存、運輸和保障系統(tǒng)。這是組織原材料和配件的供應(yīng)，成品和半成品的管理與輸送及各功能部門與車間之間的物流系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫。計算機集成制造系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫涉及的部門繁多，含有不同類型、不同邏輯結(jié)構(gòu)和物理結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)及不同語言和不同定義等。因此，除各部門經(jīng)常使用的某些信息可由中央數(shù)據(jù)庫統(tǒng)一管理夕卜，一般都在各部門或地區(qū)內(nèi)建立專用的數(shù)據(jù)庫，即在整個系統(tǒng)中建立一個分布或數(shù)據(jù)庫。三、計算機輔助制造利用計算機分析結(jié)構(gòu)將產(chǎn)品的設(shè)計信息自動地轉(zhuǎn)換成制造信息，以控制產(chǎn)品的加工、裝配、檢驗、試驗、包裝等全過程，以及與這些過程有關(guān)的全部物流系統(tǒng)和初步的生產(chǎn)調(diào)度，這就是計算機輔助制造。計算機輔助制造的應(yīng)用可以概括為兩大類。一類是計算機直接與制造過程連接，對制造過程及其設(shè)備實施監(jiān)視和控制，這是計算機輔助制造的直接應(yīng)用。另一類是計算機不直接與制造過程連接，而是用計算機提供生產(chǎn)計劃、進(jìn)行技術(shù)準(zhǔn)備和發(fā)出各種指令和信息，以便使生產(chǎn)資源和管理更為有效，從而對制造過程進(jìn)行支持，這是計算機輔助制造的間接應(yīng)用。目前，計算機集成制造系統(tǒng)己經(jīng)實現(xiàn)了在計算機網(wǎng)絡(luò)及分布式數(shù)據(jù)庫支持下，將不同類型的計算機及設(shè)備控制器按信息共享，柔性生產(chǎn)的目的集成起來，從而形成了從工程設(shè)計、生產(chǎn)調(diào)度與控制加工制造的集成