現(xiàn)代集成制造分系統(tǒng)的總體設(shè)計

第4章當代集成制造系統(tǒng)總體設(shè)計技術(shù)4.3分系統(tǒng)總體設(shè)計1山東大學(xué)計算機學(xué)院現(xiàn)代集成制造分系統(tǒng)的總體設(shè)計第1頁分系統(tǒng)總體設(shè)計在CIMS總體設(shè)計中作用因為CIMS復(fù)雜性，CIMS總體方案設(shè)計還須深入到各分系統(tǒng)。1．分系統(tǒng)總體設(shè)計是CIMS總體設(shè)計組成部分不對各分系統(tǒng)進行總體設(shè)計，不足以充分說明CIMS系統(tǒng)總體方案。2．分系統(tǒng)總體設(shè)計是確保CIMS系統(tǒng)集成需要CIMS關(guān)鍵是集成，CIMS集成包含分系統(tǒng)間集成份系統(tǒng)內(nèi)部集成，而分系統(tǒng)間集成往往表現(xiàn)為一個分系統(tǒng)內(nèi)子系統(tǒng)與另一個分系統(tǒng)子系統(tǒng)間集成，不對分系統(tǒng)進行深入分析和設(shè)計就難以確保這些集成。3．分系統(tǒng)設(shè)計更能表達一個CIMS工程特點2山東大學(xué)計算機學(xué)院現(xiàn)代集成制造分系統(tǒng)的總體設(shè)計第2頁分系統(tǒng)總體設(shè)計普通標準1）分系統(tǒng)設(shè)計必須在CIMS總體框架下，即以CIM哲理為指導(dǎo)，在CIMS環(huán)境下考慮本分系統(tǒng)設(shè)計問題。2）作為分系統(tǒng)，不但要從本分系統(tǒng)所包括企業(yè)經(jīng)營過程需要出發(fā)，進行功效、信息、資源和組織設(shè)計，處理本分系統(tǒng)內(nèi)部集成問題，還要考慮與其它分系統(tǒng)分工和聯(lián)絡(luò)，處理和其它分系統(tǒng)集成問題。3）要認清分系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)是CIMS系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)一部分。3山東大學(xué)計算機學(xué)院現(xiàn)代集成制造分系統(tǒng)的總體設(shè)計第3頁分系統(tǒng)總體設(shè)計注意事項1．深入分析企業(yè)特點和需求，從全局出發(fā)，確定分系統(tǒng)目標2．注意分系統(tǒng)之間及分系統(tǒng)與總體一致性3．采取正確設(shè)計方法和技術(shù)路線4．把握總體，預(yù)防陷入技術(shù)細節(jié)5．防止重復(fù)4山東大學(xué)計算機學(xué)院現(xiàn)代集成制造分系統(tǒng)的總體設(shè)計第4頁CIMS各分系統(tǒng)總體設(shè)計生產(chǎn)經(jīng)營管理分系統(tǒng)工程設(shè)計分系統(tǒng)制造自動化分系統(tǒng)質(zhì)量確保分系統(tǒng)計算機支持分系統(tǒng)5山東大學(xué)計算機學(xué)院現(xiàn)代集成制造分系統(tǒng)的總體設(shè)計第5頁1.生產(chǎn)經(jīng)營管理分系統(tǒng)覆蓋范圍覆蓋企業(yè)全部管理部門。1）在層次上覆蓋廠級決議層和管理層。2）在職能范圍上包含經(jīng)營決議、計劃、生產(chǎn)、設(shè)備、物資、勞資、人事、后勤等各部門職能及廠級領(lǐng)導(dǎo)職能。3）假如質(zhì)量管理不單獨設(shè)置分系統(tǒng)，則本分系統(tǒng)也覆蓋廠級質(zhì)量管理功效。4）對一些流程行業(yè)，如不單獨設(shè)工程設(shè)計分系統(tǒng)，普通也將技術(shù)管理功效納入本分系統(tǒng)。6山東大學(xué)計算機學(xué)院現(xiàn)代集成制造分系統(tǒng)的總體設(shè)計第6頁1.生產(chǎn)經(jīng)營管理分系統(tǒng)功效范圍：與普通企業(yè)管理信息系統(tǒng)（MIS）基本一致1）生產(chǎn)預(yù)測；2）銷售管理；3）物資供給；4）主生產(chǎn)計劃；5）財務(wù)管理；6）成本核實；7）庫存管理；8）人事管理；9）設(shè)備管理；10）經(jīng)營及生產(chǎn)規(guī)劃；11）物資需求計劃；12）能力需求計劃；13）技術(shù)和生產(chǎn)數(shù)據(jù)管理。7山東大學(xué)計算機學(xué)院現(xiàn)代集成制造分系統(tǒng)的總體設(shè)計第7頁1.生產(chǎn)經(jīng)營管理分系統(tǒng)改造MRP-Ⅱ軟件，使其適應(yīng)CIMS集成需要現(xiàn)有MRP-Ⅱ軟件因為是按單獨運行而開發(fā)出來，當用于CIMS工程中時，需進行適當改造：1）車間作業(yè)管理（SFC）MRP-Ⅱ作為企業(yè)管理軟件，如獨立運行，當然要給出車間作業(yè)計劃供車間執(zhí)行。但在CIMS中，我們已經(jīng)有專門分系統(tǒng)一車間自動化分系統(tǒng)來完成車間各項功效。所以可將SFC功效從生產(chǎn)經(jīng)營管理分系統(tǒng)中去掉。2）技術(shù)和生產(chǎn)數(shù)據(jù)管理模塊它包含企業(yè)技術(shù)標準和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)清單等，在單獨運行MRP-Ⅱ中這是必不可少模塊，數(shù)據(jù)經(jīng)過手工輸入系統(tǒng)。但在CIMS系統(tǒng)中，通常在工程設(shè)計分系統(tǒng)中處理技術(shù)標準，生成產(chǎn)品結(jié)構(gòu)清單，然后提供給管理系統(tǒng)使用，屬于全局共享數(shù)據(jù)，不再是管理信息系統(tǒng)專用。所以在系統(tǒng)總體設(shè)計時必須處理好這一關(guān)系。8山東大學(xué)計算機學(xué)院現(xiàn)代集成制造分系統(tǒng)的總體設(shè)計第8頁1.生產(chǎn)經(jīng)營管理分系統(tǒng)在MRP-Ⅱ基礎(chǔ)上深入提升普通CIMS工程中增加主要功效模塊有：1）綜合信息查詢功效它可及時提供企業(yè)經(jīng)營管理綜合性信息，供廠級領(lǐng)導(dǎo)使用和參考。2）生產(chǎn)動態(tài)追蹤功效它能及時提供生產(chǎn)過程及物料流動動態(tài)跟蹤信息，為生產(chǎn)調(diào)度、生產(chǎn)控制服務(wù)。3）生產(chǎn)優(yōu)化功效，針對不一樣生產(chǎn)過程特點，在管理中采取優(yōu)化模塊能夠加緊生產(chǎn)進程、降低生產(chǎn)成本。4）決議支持功效，利用集成環(huán)境提供企業(yè)內(nèi)外部信息，建立決議支持系統(tǒng)，將各種可行決議提供給決議者。5）產(chǎn)品報價功效，利用信息集成，借助工程設(shè)計分系統(tǒng)提供技術(shù)報價，基于成本核實功效實現(xiàn)財務(wù)報價，最終給出商務(wù)報價，可大大提升報價質(zhì)量和速度。9山東大學(xué)計算機學(xué)院現(xiàn)代集成制造分系統(tǒng)的總體設(shè)計第9頁1.生產(chǎn)經(jīng)營管理分系統(tǒng)設(shè)計關(guān)鍵點1）.分系統(tǒng)需求分析和目標制訂從整體和戰(zhàn)略高度出發(fā)，企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)直接參加并起指導(dǎo)作用，找出影響企業(yè)競爭力主要原因及生產(chǎn)經(jīng)營管理系統(tǒng)能夠處理問題。10山東大學(xué)計算機學(xué)院現(xiàn)代集成制造分系統(tǒng)的總體設(shè)計第10頁1.生產(chǎn)經(jīng)營管理分系統(tǒng)2）.詳細需求和系統(tǒng)設(shè)計依據(jù)企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營特點，明確企業(yè)生產(chǎn)銷售環(huán)境和生產(chǎn)方式，并進而提出對MRP-Ⅱ軟件詳細要求，把選擇軟件工作做細：軟件必須能夠正確描述企業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和工藝流程確定自行開發(fā)與購置商品軟件。MRP-Ⅱ軟件進行改造和擴充，經(jīng)過二次開發(fā)使之用戶化要考慮與其它分系統(tǒng)集成要求：與車間自動化分系統(tǒng)集成與工程設(shè)計分系統(tǒng)集成軟件應(yīng)有擴展功效，能夠?qū)崿F(xiàn)更大范圍信息集成，包含管理范圍擴展，企業(yè)間集成。要進行投資效益分析，確定投資規(guī)模，在可用資金約束下，選擇性能價格比高軟件。引進先進管理軟件同時，也將引進先進管理思想11山東大學(xué)計算機學(xué)院現(xiàn)代集成制造分系統(tǒng)的總體設(shè)計第11頁2.工程設(shè)計分系統(tǒng)覆蓋范圍企業(yè)全部工程設(shè)計部門，覆蓋產(chǎn)品設(shè)計過程，包含產(chǎn)品設(shè)計、零部件設(shè)計、工藝設(shè)計、數(shù)控編程以及工裝設(shè)計等。1)產(chǎn)品設(shè)計產(chǎn)品設(shè)計過程包含了從產(chǎn)品構(gòu)思到最終形成圖樣文件全部活動。設(shè)計過程可分為下述四個階段：1）功效分析；為了尋找最優(yōu)設(shè)計，需要對不一樣對象、不一樣處理問題方法，進行調(diào)查和分析，對概念進行周密敘述和評價。2）產(chǎn)品定義；對功效分析結(jié)果深入精煉，并仔細研究幾個可供選擇工作原理，從中選擇最優(yōu)方案。3）總體設(shè)計；在產(chǎn)品定義基礎(chǔ)上，深入在實用性、經(jīng)濟性甚至美觀上給予提升。4）詳細繪圖；產(chǎn)生詳細工件圖和物料清單，幾乎能夠全部由計算機完成。產(chǎn)品設(shè)計可分為三種類型：新設(shè)計、修改設(shè)計、變型設(shè)計。12山東大學(xué)計算機學(xué)院現(xiàn)代集成制造分系統(tǒng)的總體設(shè)計第12頁2.工程設(shè)計分系統(tǒng)

設(shè)計階段功效分析產(chǎn)品定義總體設(shè)計詳細繪圖新設(shè)計

修改設(shè)計變型設(shè)計√√√√

√√√

√√13山東大學(xué)計算機學(xué)院現(xiàn)代集成制造分系統(tǒng)的總體設(shè)計第13頁2.工程設(shè)計分系統(tǒng)2)工藝過程設(shè)計工藝過程設(shè)計（又稱工藝過程規(guī)劃或工藝計劃、工藝設(shè)計）任務(wù)是將產(chǎn)品設(shè)計信息轉(zhuǎn)換為工藝規(guī)程，方便制造零件或產(chǎn)品，指導(dǎo)工件經(jīng)過各個制造階段，包含從選擇原材料開始到制造成零件、形成產(chǎn)品為止全過程。主要功效1）選擇原材料或毛坯，包含形狀、尺寸、重量、材料2）選擇機械加工方法和次序，包含選擇：①總體加工方法及次序一工藝路線；②在一給定工位上局部加工方法和次序一工步。3）選擇機床。4）輔助功效：①選擇夾具；②選擇刀具；③確定制造技術(shù)要求；④選擇測量儀器。5）計算制造時間：①進給量和切削速度；②安裝時間；③準備時間；④加工時間。6）產(chǎn)生文本，輸出工藝規(guī)程，包含輸出：①工藝規(guī)程標題；②工藝規(guī)程參數(shù)。14山東大學(xué)計算機學(xué)院現(xiàn)代集成制造分系統(tǒng)的總體設(shè)計第14頁2.工程設(shè)計分系統(tǒng)3)數(shù)控編程數(shù)控編程包含對全部采取數(shù)控設(shè)備如數(shù)控機床、數(shù)控檢測儀器、數(shù)控機器人等進行程序設(shè)計。為生成數(shù)控程序，必須完成以下三項基本工作：1）編譯以確定語言格式書寫零件程序；2）依據(jù)刀具、材料和加工信息，計算刀位軌跡和各種幾何、工藝數(shù)據(jù)；3）由后置處理器將通用刀位信息轉(zhuǎn)換成NC代碼，用以操縱選定機床。15山東大學(xué)計算機學(xué)院現(xiàn)代集成制造分系統(tǒng)的總體設(shè)計第15頁2.工程設(shè)計分系統(tǒng)4)工裝設(shè)計工藝裝備（刀具、夾具、量具、輔具、磨具）設(shè)計從本質(zhì)上講，工裝設(shè)計與產(chǎn)品設(shè)計性質(zhì)是相同，工裝作為一個裝置了可看成為一個不出廠產(chǎn)品，要經(jīng)歷相同設(shè)計過程完成相同工作。工裝設(shè)計與工裝所服務(wù)產(chǎn)品、部件、零件親密相關(guān)，有工裝可能很復(fù)雜、龐大，有僅是一些零件。為了完成工裝設(shè)計，建立工裝CAD系統(tǒng)，必須獲取相關(guān)產(chǎn)品信息和工藝信息，實現(xiàn)與產(chǎn)品CAD、CAPP等集成。16山東大學(xué)計算機學(xué)院現(xiàn)代集成制造分系統(tǒng)的總體設(shè)計第16頁2.工程設(shè)計分系統(tǒng)設(shè)計關(guān)鍵點(1)深入分析企業(yè)特點，明確需求和目標1）行業(yè)影響2）企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計能力及對外合作方式影響3）企業(yè)本身條件影響4）市場競爭環(huán)境影響(2)努力提升產(chǎn)品自主開發(fā)能力(3)加強產(chǎn)品開發(fā)過程管理和產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理(4)提升產(chǎn)品“三化”水平（通用化、標準化和系列化）水平(5)吸收并行工程思想，改進設(shè)計過程17山東大學(xué)計算機學(xué)院現(xiàn)代集成制造分系統(tǒng)的總體設(shè)計第17頁2.工程設(shè)計分系統(tǒng)選型設(shè)計針對企業(yè)工程設(shè)計需要，當前已經(jīng)有各種成熟CAD/CAM軟件及一些CAPP軟件可供企業(yè)選取。工程設(shè)計分系統(tǒng)總體設(shè)計應(yīng)完成選型設(shè)計。1）實用標準系統(tǒng)選型應(yīng)滿足企業(yè)實用要求，既滿足當前要求，又能適當考慮以后需求。2）可集成標準3）開放性標準4）充分利用企業(yè)現(xiàn)有資源為使企業(yè)已經(jīng)有工程設(shè)計資源，能充分利用，應(yīng)優(yōu)先選擇與企業(yè)原有資源易于集成系統(tǒng)。5）經(jīng)濟性標準要考慮企業(yè)經(jīng)濟實力，量力而行18山東大學(xué)計算機學(xué)院現(xiàn)代集成制造分系統(tǒng)的總體設(shè)計第18頁例子：某機床廠CIMS工程設(shè)計分系統(tǒng)選型設(shè)計1）硬件：以高中等工作站為主，輔以微機硬件環(huán)境，它應(yīng)能運行性能優(yōu)越，價格合理CAD/CAM一體化軟件，能運行各種數(shù)據(jù)庫，便于開發(fā)面向?qū)ο蠊こ虜?shù)據(jù)管理軟件，便于建立工程設(shè)計計算機局域網(wǎng)，便于與CIMS主機進行通信；2）CAD/CAM-體化軟件：1）應(yīng)能滿足參數(shù)化、特征化3維造型要求；2）經(jīng)過3D實體造型生成2D零件圖，作到信息雙向關(guān)聯(lián)；3）含有一體化有限元分析軟件，或提供與標準有限元軟件前后處理接口，并作到雙向尺寸關(guān)聯(lián)；4）提供2—5軸數(shù)控加工及檢測編程能力；5）提供便于使用通用或?qū)Ｓ贸绦蜷_發(fā)語言，提供使各種用戶易于掌握和使用用戶界面；6）提供關(guān)系數(shù)據(jù)庫，便于開發(fā)工程數(shù)據(jù)庫和實現(xiàn)產(chǎn)品工程管理，提供點隊和矢量漢字庫，便于圖形和元件漢字輸出；7）支持產(chǎn)品自上而下設(shè)計方，便于生成裝配圖，于涉檢測及零件明細表；8）便于工藝特征生成與抽取，為CAPP開發(fā)提供文體條件，滿足機床設(shè)計特殊要求，如箱體類零件展開圖生成。另外還考慮了軟件所需內(nèi)存空間，軟件價格等等。3）自行開發(fā)CAPP系統(tǒng)。19山東大學(xué)計算機學(xué)院現(xiàn)代集成制造分系統(tǒng)的總體設(shè)計第19頁3.制造自動化分系統(tǒng)自動化分系統(tǒng)應(yīng)覆蓋企業(yè)全部車間及各種與車間功效相近各類部門，覆蓋車間內(nèi)全部生產(chǎn)經(jīng)營活動。因為車間之間差異很大，詳細車間自動化系統(tǒng)組成內(nèi)容也有很大差異。20山東大學(xué)計算機學(xué)院現(xiàn)代集成制造分系統(tǒng)的總體設(shè)計第20頁3.制造自動化分系統(tǒng)1）車間差異企業(yè)依據(jù)其生產(chǎn)需要和企業(yè)詳細情況設(shè)置若干個車間，或與車間功效相近部門。一個企業(yè)各個車間是不一樣，不一樣企業(yè)車間之間差異更大。規(guī)模不一樣職能權(quán)限不一樣車間自動化程度不一樣車間組織方式不一樣車間性質(zhì)不一樣

在CIMS工程總體設(shè)計中普通關(guān)心車間下述性質(zhì)：1）生產(chǎn)過程離散性，對離散性不一樣車間，需采取不一樣計劃調(diào)度方法。2）過程復(fù)雜性：離散型車間因為工件數(shù)量多，工序數(shù)量多，因而計劃調(diào)度復(fù)雜。流程性車間車間級計劃調(diào)度相對簡單，但設(shè)備（裝置）級控制功效也是很復(fù)雜。21山東大學(xué)計算機學(xué)院現(xiàn)代集成制造分系統(tǒng)的總體設(shè)計第21頁3.制造自動化分系統(tǒng)2）車間功效及層次結(jié)構(gòu)車間（分廠）功效分為以下兩大類：直接完成物料運輸、儲存、加工處理以及測試檢驗等生產(chǎn)制造活動。在車間范圍內(nèi)圍繞生產(chǎn)制造過程所進行管理、調(diào)度和控制活動，也包含與其它分系統(tǒng)進行雙向信息交換活動。按經(jīng)典企業(yè)5層遞階結(jié)構(gòu)模型，車間占有4層功效（對不一樣性質(zhì)車間，其功效會有所不一樣）：車間層：生產(chǎn)管理、資源管理、質(zhì)量管理、車間匯報單元層：柔性制造系統(tǒng)FMS、分布式數(shù)控單元DNC工作站層：常見有各種加工工作站、物流工作站、刀具工作站以及各種輔助工作站設(shè)備層：主要是各種數(shù)控機床、可編程控制器、工業(yè)機器人、及其它各種可控設(shè)備和裝置。

22山東大學(xué)計算機學(xué)院現(xiàn)代集成制造分系統(tǒng)的總體設(shè)計第22頁3.制造自動化分系統(tǒng)3）自動化分系統(tǒng)總體設(shè)計指導(dǎo)思想(1)從企業(yè)全局出發(fā)進行車間需求分析

(2)全方面規(guī)劃，突出重點，以點帶面

(3)抓住車間共性，提升設(shè)計效率

(4)與企業(yè)技術(shù)改造緊密結(jié)合(5)充分發(fā)揮非自動化設(shè)備和人作用(6)結(jié)合車間特點進行設(shè)計

23山東大學(xué)計算機學(xué)院現(xiàn)代集成制造分系統(tǒng)的總體設(shè)計第23頁4.質(zhì)量確保分系統(tǒng)企業(yè)實施CIMS系統(tǒng)主要目標之一，是提升企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量。產(chǎn)品質(zhì)量問題貫通于產(chǎn)品生命周期全過程，它與企業(yè)經(jīng)營管理，工程設(shè)計和生產(chǎn)制造等各項活動都有親密關(guān)系。必須有專業(yè)質(zhì)量部門來確保產(chǎn)品質(zhì)量。

24山東大學(xué)計算機學(xué)院現(xiàn)代集成制造分系統(tǒng)的總體設(shè)計第24頁4.質(zhì)量確保分系統(tǒng)1)質(zhì)量體系按照ISO9000-9004國際標準，企業(yè)應(yīng)依據(jù)本身特點和詳細情況以及主管部門對質(zhì)量考評要求，組成本企業(yè)質(zhì)量體系。質(zhì)量體系是確保產(chǎn)品質(zhì)量、滿足要求和潛在要求，由組織機構(gòu)、職責、程序、活動、能力和資源等組成有機整體，質(zhì)量體系貫通于產(chǎn)品質(zhì)量形成全過程，

25山東大學(xué)計算機學(xué)院現(xiàn)代集成制造分系統(tǒng)的總體設(shè)計第25頁4.質(zhì)量確保分系統(tǒng)2)質(zhì)量確保分系統(tǒng)功效按企業(yè)內(nèi)質(zhì)量活動性質(zhì)，質(zhì)量確保分系統(tǒng)需完成4大類不一樣功效。1）質(zhì)量計劃功效2）質(zhì)量檢測功效

3）質(zhì)量評價與控制功效

4）質(zhì)量信息管理功效

26山東大學(xué)計算機學(xué)院現(xiàn)代集成制造分系統(tǒng)的總體設(shè)計第26頁4.質(zhì)量確保分系統(tǒng)3)質(zhì)量確保分系統(tǒng)總體設(shè)計關(guān)鍵點深入分析企業(yè)對質(zhì)量確保功效真實需求，確定質(zhì)量確保分系統(tǒng)總目標確定質(zhì)量確保分系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)（1）單一集成質(zhì)量系統(tǒng)采取支持分布式數(shù)據(jù)管理網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實現(xiàn)質(zhì)量系統(tǒng)集成。（2）將上述集成質(zhì)量系統(tǒng)在一個結(jié)點上與CIMS中其它分系統(tǒng)集成這種集成能夠處理質(zhì)量活動與企業(yè)其它活動聯(lián)絡(luò)問題。（3）將質(zhì)量確保功效進行分塊處理

（4）將全部質(zhì)量確保功效全部就近納入其它分系統(tǒng)甚至子系統(tǒng)中它是自上而下、逐層集成，而不單獨設(shè)置質(zhì)量確保分系統(tǒng)，這是處理資源共享較理想方案，但需配置合格質(zhì)量管理教授，加強質(zhì)量方面總體工作，同時需注意質(zhì)量活動授權(quán)問題。（5）在邏輯上仍設(shè)置質(zhì)量確保分系統(tǒng)由專業(yè)人員負責對質(zhì)量確保功效進行總體設(shè)計，但在物理實現(xiàn)上采?。?）中提出分散方式。顯然，采取后三種方式很好

27山東大學(xué)計算機學(xué)院現(xiàn)代集成制造分系統(tǒng)的總體設(shè)計第27頁4.質(zhì)量確保分系統(tǒng)3)質(zhì)量確保分系統(tǒng)總體設(shè)計關(guān)鍵點結(jié)合企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量標準體系進行技術(shù)設(shè)計不一樣類型企業(yè)有不一樣產(chǎn)品質(zhì)量標準體系。產(chǎn)品質(zhì)量指標不一樣,對產(chǎn)品檢測要求不一樣,產(chǎn)品質(zhì)量要求不一樣；質(zhì)量確保分系統(tǒng)技術(shù)設(shè)計應(yīng)表達質(zhì)量標準體系提出要求。與企業(yè)其它活動結(jié)合，共同處理產(chǎn)品質(zhì)量問題質(zhì)量確保分系統(tǒng)對產(chǎn)品質(zhì)量只起監(jiān)督確保作用，不能獨立處理產(chǎn)品質(zhì)量問題，必須有企業(yè)其它部門配合。如工程設(shè)計質(zhì)量問題需工程設(shè)計分系統(tǒng)來處理，制造質(zhì)量問題需車間來處理等等。

28山東大學(xué)計算機學(xué)院現(xiàn)代集成制造分系統(tǒng)的總體設(shè)計第28頁5.計算機支撐分系統(tǒng)CIMS關(guān)鍵技術(shù)是信息集成。須要以操作系統(tǒng)為基礎(chǔ)，利用包含計算機語言、數(shù)據(jù)文件、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫管理、字處理、圖形圖像處理、窗口、用戶界面等在內(nèi)計算機環(huán)境，形成開放式體系結(jié)構(gòu)，來支持CIMS系統(tǒng)中各種應(yīng)用軟件開發(fā)和集成運行。

29山東大學(xué)計算機學(xué)院現(xiàn)代集成制造分系統(tǒng)的總體設(shè)計第29頁5.計算機支撐分系統(tǒng)1)計算機支撐分系統(tǒng)覆蓋范圍本分系統(tǒng)覆蓋了CIMS系統(tǒng)中信息系統(tǒng)維下4層，即；計算機系統(tǒng)層、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)庫層及集成平臺層。

30山東大學(xué)計算機學(xué)院現(xiàn)代集成制造分系統(tǒng)的總體設(shè)計第30頁5.計算機支撐分系統(tǒng)1)計算機系統(tǒng)作為計算機集成環(huán)境基礎(chǔ)，計算機系統(tǒng)不但支持其上應(yīng)用軟件開發(fā)和運行，也經(jīng)過計算機網(wǎng)絡(luò)等支持集成運行。因為CIMS覆蓋企業(yè)步驟不一樣，不一樣企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營特點也不相同，對計算機系統(tǒng)要求也各不相同。計算機系統(tǒng)包括以下內(nèi)容：(1)工作環(huán)境(2)主機系統(tǒng)(3)外部存放器系統(tǒng)(4)外部設(shè)備(5)計算機軟件(6)系統(tǒng)物理安全

(7)漢字信息處理

31山東大學(xué)計算機學(xué)院現(xiàn)代集成制造分系統(tǒng)的總體設(shè)計第31頁5.計算機支撐分系統(tǒng)2)計算機通信網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)層

網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)管理網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用接口

32山東大學(xué)計算機學(xué)院現(xiàn)代集成制造分系統(tǒng)的總體設(shè)計第32頁5.計算機支撐分系統(tǒng)3）數(shù)據(jù)庫層CIMS信息集成是經(jīng)過數(shù)據(jù)驅(qū)動來實現(xiàn)，即經(jīng)過各種數(shù)據(jù)傳輸、交換和處理，完成企業(yè)各種生產(chǎn)經(jīng)營活動。所以，對CIMS中包括各種數(shù)據(jù)進行全方面管理，既要確保這些數(shù)據(jù)正確性、一致性與完整性，又要使各分系統(tǒng)、子系統(tǒng)能夠及時取得相關(guān)數(shù)據(jù)，共享信息資源CIMS與普通簡單信息系統(tǒng)最大差異是它更強調(diào)系統(tǒng)總體信息集成，而不是某個部門、某個子系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)或文件管理系統(tǒng)。

33山東大學(xué)計算機學(xué)院現(xiàn)代集成制造分系統(tǒng)的總體設(shè)計第33頁5.計算機支撐分系統(tǒng)CIMS環(huán)境下數(shù)據(jù)管理特點1）復(fù)雜多樣數(shù)據(jù)類型非結(jié)構(gòu)化性質(zhì)如數(shù)控程序、工程圖形等；超長文本如設(shè)計或測試規(guī)范，數(shù)據(jù)量很大；包括復(fù)雜工程實體，有復(fù)雜語義交換，描述困難；有動態(tài)改變實時數(shù)據(jù)。抽象數(shù)據(jù)類型，如各種教授系統(tǒng)中使用教授經(jīng)驗、規(guī)則、知識等，這些都對數(shù)據(jù)管理提出了更高要求。2）分布數(shù)據(jù)管理因為企業(yè)本身地理分散性，以及CIMS各分系統(tǒng)之間功效差異，包括到數(shù)據(jù)類型差異3）數(shù)據(jù)管理軟件功效差異，CIMS工程設(shè)計一項主要任務(wù)是怎樣對待這些已經(jīng)有系統(tǒng)，包含取舍、改造和提升，從而提升整個CIMS系統(tǒng)信息集成水平。對CIMS設(shè)計過程中擬引進計算信息系統(tǒng)如CAD、MIS等，也要考慮其數(shù)據(jù)管理軟件功效及標準化程度。

34山東大學(xué)計算機學(xué)院現(xiàn)代集成制造分系統(tǒng)的總體設(shè)計第34頁5.計算機支撐分系統(tǒng)CIMS集成平臺計算機系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和分布式數(shù)據(jù)庫為CIMS開發(fā)和運行提供了基本集成平臺。為了滿足CIMS高度信息集成要求，不停出現(xiàn)新高級集成平臺。集成框架可提供企業(yè)集成基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和支持工具，實現(xiàn)企業(yè)集成與全局優(yōu)化，它是一個使能器，可降低集成實施復(fù)雜度，提供系統(tǒng)開放性及標準化水平，可在各種操作系統(tǒng)及硬件支持下，使用單一接口提供多用戶應(yīng)用，它既保護原有投資，又能快速引進新應(yīng)用，降低維護原支持費用，使企業(yè)集成事半功倍。這是一個高級集成平臺，代表集成平臺發(fā)展方向。35山東大學(xué)計算機學(xué)院現(xiàn)代集成制造分系統(tǒng)的總體設(shè)計第35頁5.計算機支撐分系統(tǒng)計算機支撐環(huán)境特點

1）服務(wù)性計算機支撐環(huán)境是為各應(yīng)用分系統(tǒng)服務(wù)，應(yīng)依據(jù)各應(yīng)用系統(tǒng)要求來進行設(shè)計。2）先進性CIMS擴展性也主要表達在計算機支撐環(huán)境上，而計算機技術(shù)發(fā)展又非?？焖?，所以支撐環(huán)境設(shè)計應(yīng)含有一定前瞻性，即設(shè)計誚含有一定先進性。3）統(tǒng)一性集成支持環(huán)境是由計算機系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，以及集成平臺共同組成，它們之間應(yīng)是能集成，能實現(xiàn)自下而上支持，所以在設(shè)計時對計算機、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫要統(tǒng)一給予考慮，使之相互匹配。

36山東大學(xué)計算機學(xué)院現(xiàn)代集成制造分系統(tǒng)的總體設(shè)計第36頁5.計算機支撐分系統(tǒng)計算機支撐環(huán)境設(shè)計還應(yīng)注意：（1）盡可能利用現(xiàn)有資源對企業(yè)現(xiàn)有軟、硬件資源進行深入調(diào)查，研究其可用性。（2）以購置為主，因為計算機技術(shù)發(fā)展很快，并形成了各種層次軟硬件產(chǎn)品，可供用戶選取，同時鑒于支撐環(huán)境技術(shù)難度大，企業(yè)不可能自行開發(fā)出來，所以基本上應(yīng)以采購引進為主；（3）要盡可能降低異構(gòu)現(xiàn)象，為了降低集成難度，應(yīng)盡可能防止或降低異構(gòu)現(xiàn)象；（4）設(shè)計和二次開發(fā)盡管市場上提供各種計算機軟件產(chǎn)品含有很強通用性，但對一個特定企業(yè)，仍需結(jié)合企業(yè)詳細情況進行設(shè)計，而且二次開發(fā)也是不可防止。在設(shè)計和二次開發(fā)時要求設(shè)計人員含有很高支持水平、技巧和經(jīng)驗。

37山東大學(xué)計算機學(xué)院現(xiàn)代集成制造分系統(tǒng)的總體設(shè)計第37頁5.計算機支撐分系統(tǒng)計算機系統(tǒng)選型應(yīng)注意下述要求：1）滿足應(yīng)用環(huán)境要求主要包含字長、計算速度、存放容量、使用環(huán)境，以及圖形、漢字處理能力等。2）標準化。

計算機通信網(wǎng)絡(luò)總體設(shè)計依據(jù)CIMS中網(wǎng)絡(luò)特點和企業(yè)詳細情況設(shè)計出含有開放性、標準化、實時性通信網(wǎng)絡(luò)，為CIMS運行提供豐富網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。1）準確定位，確定先進合理網(wǎng)絡(luò)方案；2）統(tǒng)一結(jié)構(gòu)、降低異構(gòu)；3）選擇先進、通用標準。

數(shù)據(jù)管理總體設(shè)計數(shù)據(jù)庫管理是數(shù)據(jù)管理主要形式，設(shè)計過程通常分成概念設(shè)計、邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計及物理設(shè)計等3個階段。總體設(shè)計主要針對前兩個階段，在初步設(shè)計階段進行數(shù)據(jù)庫概念模式設(shè)計，詳細階段進行數(shù)據(jù)庫邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計。

38山東大學(xué)計算機學(xué)院現(xiàn)代集成制造分系統(tǒng)的總體設(shè)計第38頁案例1.

成都飛機工業(yè)企業(yè)CIMS應(yīng)用工程

39山東大學(xué)計算機學(xué)院現(xiàn)代集成制造分系統(tǒng)的總體設(shè)計第39頁概述

成都飛機工業(yè)企業(yè)（簡稱成飛，CAC）是國家重點大型骨干企業(yè)，是中國最大飛機出口基地。1989年，成都飛機工業(yè)企業(yè)被列為國家高技術(shù)發(fā)展（863）計劃每一個CIMS應(yīng)用工廠；1990年完成總體設(shè)計可行性論證，1991年完成初步設(shè)計，1992年完成詳細設(shè)計，1994年CIMS一期工程（突破口項目）經(jīng)過863計劃自動化領(lǐng)域組織驗收，1996年經(jīng)過了二期工程驗收。

40山東大學(xué)計算機學(xué)院現(xiàn)代集成制造分系統(tǒng)的總體設(shè)計第40頁分析（1）當初企業(yè)擁有一批“孤島式”單項技術(shù)軟件。系統(tǒng)沒有集成，資源不能共享，整體效益差。（2）計算機輔助管理不能滿足麥道機頭轉(zhuǎn)包生產(chǎn)、批生產(chǎn)飛機改型和新機研制需要。（3）已擁有輔助設(shè)計/制造軟件雖有較強功效，但缺乏計算機輔助工藝設(shè)計（CAPP）及工藝文件管理功效。不能適應(yīng)多機型生產(chǎn)試制技術(shù)準備工作需求。（4）飛機機加結(jié)構(gòu)件車間數(shù)控機床已初具規(guī)模，靠常規(guī)計劃管理和以單臺機床為單元組織生產(chǎn)，綜合生產(chǎn)能力不能充分發(fā)揮。

41山東大學(xué)計算機學(xué)院現(xiàn)代集成制造分系統(tǒng)的總體設(shè)計第41頁需求

處理以下幾個主要問題：（1）新品研制周期長；（2）不適應(yīng)多品種、小批量生產(chǎn)要求；（3）信息管理不適應(yīng)生產(chǎn)經(jīng)營需求；（4）機加結(jié)構(gòu)件需要處理瓶頸問題和提升質(zhì)量。

42山東大學(xué)計算機學(xué)院現(xiàn)代集成制造分系統(tǒng)的總體設(shè)計第42頁工程總體技術(shù)方案總指導(dǎo)思想是以CIM概念框架為指導(dǎo)，確定總體集成方案。實施技術(shù)路線要力爭穩(wěn)妥可靠，從關(guān)鍵技術(shù)預(yù)研開始，從分系統(tǒng)集成著手，抓應(yīng)用促進和帶動CIMS發(fā)展，逐步掌握技術(shù)，取得經(jīng)驗，增養(yǎng)隊伍，實現(xiàn)成都飛機工業(yè)企業(yè)CIMS。1.依據(jù)總體技術(shù)方案，充分利用企業(yè)現(xiàn)有能力，經(jīng)完善與提升，逐步實現(xiàn)成都飛機工業(yè)企業(yè)CIMS。利用原有IBM計算機等主機上CAE/CAD/CAM軟件，利用現(xiàn)有數(shù)控機床17臺（包含DNC系統(tǒng)），三坐標數(shù)控測量機，大型精密平板工數(shù)控繪圖機等資源，納入成都飛機工業(yè)企業(yè)CIMS，降低新開發(fā)項目，節(jié)約投資約2億元。在此基礎(chǔ)上，緊密結(jié)合實踐應(yīng)用，逐步完善提升，形成較完整集成制造工程系統(tǒng)。2.以系統(tǒng)集成技術(shù)需要和發(fā)展促進成都飛機工業(yè)企業(yè)管理信息系統(tǒng)（MIS）發(fā)展3.以關(guān)鍵集成技術(shù)試點經(jīng)驗來帶動機加結(jié)構(gòu)件自動化車間（FA）發(fā)展。

43山東大學(xué)計算機學(xué)院現(xiàn)代集成制造分系統(tǒng)的總體設(shè)計第43頁CIMS應(yīng)用工程體系結(jié)構(gòu)由四個應(yīng)用系統(tǒng)，即管理信息系統(tǒng)（CIS）、工程信息系統(tǒng)（CAD/CAM）、車間自動化系統(tǒng)（FA）和質(zhì)量信息系統(tǒng)（QIS），以及兩個支持系統(tǒng)即數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（DB）和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（NET）組成，

44山東大學(xué)計算機學(xué)院現(xiàn)代集成制造分系統(tǒng)的總體設(shè)計第44頁工程總體結(jié)構(gòu)計算機網(wǎng)絡(luò)和分布式數(shù)據(jù)庫支持下，由管理信息、質(zhì)量信息、工程信息和自動化車間四個應(yīng)用分集成系統(tǒng)組成，將企業(yè)計算機輔助經(jīng)營、管理、設(shè)計和制造主要功效、信息及設(shè)備初步集成起來。1管理信息分集成系統(tǒng)（MIS），包含經(jīng)營管理（BM）、物料管理（MM）、生產(chǎn)管理（PM）、人員信息管理（LM）、財務(wù)管理（FM）等系統(tǒng)。其中MM和PM在引進MRP-Ⅱ（MM/PM）軟件基礎(chǔ)進行二次開發(fā)。2質(zhì)量信息分集成系統(tǒng)（QIS），包含制造過程、使用過程、無損檢測、人員印章、器材器具、綜合統(tǒng)計、標準化信息等質(zhì)量信息管理系統(tǒng)。3工程信息分集成系統(tǒng)（CAD/CADM），包含計算機輔助工程（CAE）、設(shè)計（CAD）、工藝設(shè)計（PPS）、飛機裝配、鈑金和機加零件工藝文件設(shè)計（CAPP）、機加工數(shù)控編程（CAM）以及型架、夾具和沖裁、壓延模設(shè)計與制造（TD-CAD/CAM）等系統(tǒng)。4車間自動化分集成系統(tǒng)（FA），包含兩條直接數(shù)控生產(chǎn)線（FDNC）和兩個自動化立體庫，含有車間控制、單元控制、工作站控制以及設(shè)備控制四層遞階控制結(jié)構(gòu)。

45山東大學(xué)計算機學(xué)院現(xiàn)代集成制造分系統(tǒng)的總體設(shè)計第45頁案例2.

開封空分集團信息化工程

46山東大學(xué)計算機學(xué)院現(xiàn)代集成制造分系統(tǒng)的總體設(shè)計第46頁立項背景我國空分市場80年代已對世界開放，國際上一流空分企業(yè)紛紛打入中國市場。我國生產(chǎn)空分設(shè)備與國外產(chǎn)品相比，生產(chǎn)周期長、質(zhì)量穩(wěn)定性差、產(chǎn)品創(chuàng)新能力低、生產(chǎn)管理粗放?？辗中袠I(yè)面臨巨大市場壓力，經(jīng)濟效益大幅下滑，企業(yè)經(jīng)營和資金運轉(zhuǎn)十分困難。為使企業(yè)能夠生存下去，于1999年6月毅然決定開啟KF-CIMS工程，7月與國家863/CIMS主題簽署了委托研究與開發(fā)協(xié)議書。47山東大學(xué)計算機學(xué)院現(xiàn)代集成制造分系統(tǒng)的總體設(shè)計第47頁案例分析目標：分析一個詳細企業(yè)MIE是怎樣針對本身特點、需求和約束來進行MIE建設(shè)。開封空分集團信息化工程（KF-CIMS應(yīng)用示范工程），年5月經(jīng)過省級判定，認為“在企業(yè)知識集成，復(fù)雜產(chǎn)品設(shè)計，流程型成套設(shè)備報價，支持復(fù)雜設(shè)備生產(chǎn)過程并行工程等方面，含有創(chuàng)新性，到達國內(nèi)領(lǐng)先水平。48山東大學(xué)計算機學(xué)院現(xiàn)代集成制造分系統(tǒng)的總體設(shè)計第48頁產(chǎn)品特點空氣分離設(shè)備流程型成套設(shè)備完整“工廠”模式產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜，含有經(jīng)典單件、小批、多品種、定制性生產(chǎn)特點。(某空分設(shè)備全景)49山東大學(xué)計算機學(xué)院現(xiàn)代集成制造分系統(tǒng)的總體設(shè)計第49頁(1)必須大幅度壓縮設(shè)計周期并保持優(yōu)良設(shè)計質(zhì)量?！霸谑袌龈偁幹?，不能滿足