第3章計算機(jī)集成制造系統(tǒng)

2025/3/21第3章計算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）技術(shù)2025/3/2中南大學(xué)2什么是CIMS？CIMS－計算機(jī)集成制造系統(tǒng)（ComputerIntegratedManufacturingSystems）CIMS－現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)（ContemporaryIntegratedManufacturingSystems）C是手段M是指大制造（制造業(yè)）S是指整個系統(tǒng)I是核心，即通過集成提高制造企業(yè)的市場競爭能力2025/3/2中南大學(xué)3為什么要學(xué)習(xí)CIMS?了解相關(guān)知識從事企業(yè)軟件開發(fā)CAD/CAE/CAPPPDM/PLMERPCRM專用、高附加值的軟件從事企業(yè)信息化工作企業(yè)的技術(shù)主管CIO從事企業(yè)信息化項(xiàng)目實(shí)施金碟、用友浪潮、華天2025/3/2中南大學(xué)4課程主要內(nèi)容理念篇CIMS的基本概念、基本原理、基本方法、應(yīng)用背景CIMS的方法體系技術(shù)篇CIMS總體設(shè)計技術(shù)CIMS關(guān)鍵技術(shù)管理、設(shè)計、制造、集成實(shí)踐篇企業(yè)信息化我國的制造業(yè)信息化工程戰(zhàn)略2025/3/2中南大學(xué)53.1信息時代的制造業(yè)制造業(yè)的發(fā)展歷史信息化帶動工業(yè)化是必由之路2025/3/2中南大學(xué)6制造業(yè)的內(nèi)涵制造業(yè)是指對原材料(采掘業(yè)的產(chǎn)品和農(nóng)產(chǎn)品)進(jìn)行加工或再加工，以及對零部件裝配的工業(yè)的總稱。制造業(yè)一般有消費(fèi)品制造業(yè)和資本品制造業(yè)、輕型制造業(yè)和重型制造業(yè)、民用制造業(yè)和軍工制造業(yè)、傳統(tǒng)制造業(yè)和現(xiàn)代制造業(yè)之分，其中裝備制造業(yè)越來越重要。工業(yè)化國家：約1/4的人口從事制造業(yè)，約70%～80%的物質(zhì)財富來自制造業(yè)。2025/3/2中南大學(xué)7物質(zhì)生產(chǎn)貫穿人類歷史材料、能源和信息是人類社會經(jīng)濟(jì)的三大重要支柱。人類社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的歷史，就是人類利用材料、能源和信息進(jìn)行物質(zhì)生產(chǎn)的歷史。材料、能源和信息領(lǐng)域的任何技術(shù)革命，必然導(dǎo)致生產(chǎn)方式的革命和生產(chǎn)力發(fā)展的飛躍。物質(zhì)生產(chǎn)材料產(chǎn)品信息能源2025/3/2中南大學(xué)8制造業(yè)發(fā)展史制造業(yè)創(chuàng)造了人類人與猿相分離，是由于人學(xué)會了雙足行走和用手制造并使用工具，這是人類進(jìn)化的關(guān)鍵一步。隨著狩獵和采集技術(shù)的改進(jìn)，人們制造的工具日趨精細(xì)，種類越來越多，出現(xiàn)了有組織的石料開采和加工，形成了原始制造業(yè)。使用工具、制造工具，即原始的制造技術(shù)和生產(chǎn)方式的改變引發(fā)了古猿進(jìn)化的改轍，驅(qū)引他們用腦思維，腦容量增大，經(jīng)選擇遺傳而與猿類分離，變成堂堂直立的人類。毛主席1964年有一首詞《賀新郎·讀史》，頭幾句是：“人猿相揖別，只幾個石頭磨過，小兒時節(jié)?！痹嫉墓ぞ咧圃焓侨祟惿鐣圃鞓I(yè)的最早萌芽。2025/3/2中南大學(xué)9制造業(yè)發(fā)展史制造業(yè)是產(chǎn)業(yè)革命的主力軍18世紀(jì)的產(chǎn)業(yè)革命和接踵而來的電氣化運(yùn)動，從1765年瓦特發(fā)明蒸汽機(jī)算起已延續(xù)了240年。這場波瀾壯闊的工業(yè)革命使人類的生產(chǎn)和生活方式發(fā)生了不可逆轉(zhuǎn)的偉大變化。產(chǎn)業(yè)革命的標(biāo)志———瓦特蒸汽機(jī)的發(fā)明工業(yè)革命的第二個高潮———電氣化發(fā)生在19世紀(jì)后半葉和20世紀(jì)初。以1948年美國貝爾實(shí)驗(yàn)室的巴丁、布拉頓和肖克利發(fā)明晶體管，1958年制成第一臺固體元件計算機(jī)為開端，晶體管的發(fā)明和微電子制造技術(shù)的飛速發(fā)展，開創(chuàng)了全新的信息時代。2025/3/2中南大學(xué)10制造業(yè)發(fā)展史的啟示蒸汽機(jī)和電機(jī)的應(yīng)用，延伸了人的體力勞動，催生了工業(yè)革命，使人類社會通過工業(yè)化從農(nóng)業(yè)社會發(fā)展到工業(yè)社會。以計算機(jī)為核心的現(xiàn)代信息技術(shù)的應(yīng)用，則延伸了人的腦力勞動，引發(fā)了新的工業(yè)革命，使人類社會通過信息化從工業(yè)社會發(fā)展到信息社會，信息化是信息時代的工業(yè)革命。農(nóng)業(yè)社會工業(yè)社會信息社會工業(yè)化工業(yè)革命信息化新的工業(yè)革命2025/3/2中南大學(xué)11從工業(yè)化到信息化的里程碑2025/3/2中南大學(xué)12機(jī)械制造業(yè)發(fā)展的幾個階段第一階段－－手工單件生產(chǎn)第二階段－－大批量重復(fù)生產(chǎn)第三階段－－自動化生產(chǎn)第四階段－－現(xiàn)代集成制造2025/3/2中南大學(xué)13單件手工生產(chǎn)（第1階段）法國巴黎P&L汽車制造公司的汽車制造過程(1890年)年產(chǎn)量800臺有許多獨(dú)立的工匠手工完成單件制造方式生產(chǎn)流程幾個主要伙伴討論用戶需求，確定汽車規(guī)格定購主要零件、各個承包商制造零件、匯總安裝特點(diǎn)勞動力在設(shè)計、制造工藝水平上較高，組織十分分散產(chǎn)量低、價格高、產(chǎn)品維護(hù)費(fèi)用高追求的目標(biāo)全面滿足客戶的要求較高的制造裝配工藝水平2025/3/2中南大學(xué)14大批量重復(fù)生產(chǎn)（第2階段）Ford生產(chǎn)線方式的引入（1908年）－零件互換、標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)的引入－裝配線（固定線－>流動線）－結(jié)果：生產(chǎn)成本大量下降、生產(chǎn)率提高、產(chǎn)品的維護(hù)費(fèi)用下降、維護(hù)方法簡化－當(dāng)生產(chǎn)量達(dá)200萬量時，價格降低了2/3。特點(diǎn)－勞動力專業(yè)化分工、培訓(xùn)時間縮短－組織結(jié)構(gòu)一體化、大而全，計劃管理，由上而下協(xié)調(diào)生產(chǎn)組織－>官僚主義，對市場的響應(yīng)能力下降－機(jī)床的能力不斷提高大批量生產(chǎn)追求的目標(biāo)（50年代前）－大量生產(chǎn)－低成本－提高勞動生產(chǎn)率2025/3/2中南大學(xué)15自動化生產(chǎn)（第三階段，50-70年代）新的生產(chǎn)組織模式制造資源計劃（MRPII，美國）精益生產(chǎn)（日本）Siemag粗計劃系統(tǒng)（德國）制造設(shè)備水平提高數(shù)控機(jī)床（50年代）FMS（70年代）計算機(jī)輔助設(shè)計技術(shù)應(yīng)用CAD、CAPP、CAM、CAE單元技術(shù)應(yīng)用2025/3/2中南大學(xué)16自動化生產(chǎn)特點(diǎn)計算機(jī)應(yīng)用水平提高CAD、CAPP、CAM、CAE技術(shù)應(yīng)用MRPII技術(shù)應(yīng)用管理信息系統(tǒng)應(yīng)用車間控制技術(shù)局部集成技術(shù)MRPII（計劃、物料、庫存、生產(chǎn)能力、財務(wù)、銷售信息集成）CAD/CAPP/CAM集成FMS、獨(dú)立制造島（加工設(shè)備、物料傳送、倉庫存儲設(shè)備的集成〕優(yōu)化MRPII系統(tǒng)優(yōu)化了物料供應(yīng)和生產(chǎn)計劃FMS應(yīng)用優(yōu)化了生產(chǎn)調(diào)度和控制策略車間作業(yè)計劃與調(diào)度系統(tǒng)的應(yīng)用優(yōu)化了制造資源分配2025/3/2中南大學(xué)17現(xiàn)代集成制造（20世紀(jì)80年代以后以信息技術(shù)為基礎(chǔ)，系統(tǒng)集成與優(yōu)化為手段，以提高企業(yè)的市場競爭能力為目標(biāo)，致力于全面提高企業(yè)的T、Q、C、S水平?！白詣踊聧u”問題：片面提高自動化水平并不能夠帶來企業(yè)效益的提高“信息孤島”問題：孤立的信息單元作用有限集成成為現(xiàn)代制造業(yè)發(fā)展的主旋律2025/3/2中南大學(xué)18現(xiàn)代集成制造的代表模式計算機(jī)集成制造并行工程虛擬制造精良生產(chǎn)敏捷制造協(xié)同制造網(wǎng)絡(luò)化制造2025/3/219自然經(jīng)濟(jì)

商品經(jīng)濟(jì)科技生產(chǎn)力經(jīng)濟(jì)形態(tài)19102000奴隸社會封建社會資本主義、社會主義共產(chǎn)主義200年差距作坊式生產(chǎn)自然經(jīng)濟(jì)

大量流水和成批生產(chǎn)

多品種小批量

商品經(jīng)濟(jì)產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)蒸汽機(jī)

電動機(jī)信息技術(shù)19001980產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)科學(xué)管理，系統(tǒng)管理，現(xiàn)代管理計劃經(jīng)濟(jì)科學(xué)管理系統(tǒng)管理現(xiàn)代管理t傳統(tǒng)管理中國2025/3/2中南大學(xué)20信息技術(shù)引發(fā)了制造業(yè)的深刻變革信息技術(shù)促使工業(yè)產(chǎn)品知識化，制造業(yè)信息化產(chǎn)品信息化設(shè)計制造過程信息化管理信息化資源信息化服務(wù)信息化信息技術(shù)推動了新技術(shù)經(jīng)濟(jì)體系的形成產(chǎn)生了新的生產(chǎn)管理和組織形式形成了當(dāng)代最先進(jìn)的生產(chǎn)力為制造業(yè)注入了新的活力增強(qiáng)了制造業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新和管理創(chuàng)新能力。信息技術(shù)促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)全球化與制造全球化2025/3/2中南大學(xué)21信息時代制造業(yè)新的工業(yè)革命信息技術(shù)促進(jìn)了敏捷制造的發(fā)展，形成了以虛擬制造和動態(tài)聯(lián)盟為特征的新型制造模式。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)促進(jìn)了全球化制造的發(fā)展，引發(fā)了制造業(yè)的重新分工和資源的重新配置。計算機(jī)技術(shù)促進(jìn)設(shè)計制造數(shù)字化，提高了產(chǎn)品創(chuàng)新能力，縮短了設(shè)計周期，降低了產(chǎn)品開發(fā)成本。電子商務(wù)技術(shù)促進(jìn)了全球化采購/銷售，降低了采購與銷售成本，提高了服務(wù)質(zhì)量。2025/3/2中南大學(xué)22數(shù)字BOEING技術(shù)趨勢虛擬設(shè)計制造全生命周期設(shè)計制造PLM并行工程CE全球化的協(xié)作平臺EXSTAR美國B777的應(yīng)用效果開發(fā)周期：9年－>4.5年成本降低：25％100％整機(jī)數(shù)字化設(shè)計世界壟斷與霸主地位制造業(yè)發(fā)生的深刻變革數(shù)字化飛機(jī)2025/3/2中南大學(xué)23技術(shù)趨勢數(shù)字化設(shè)計制造虛擬樣機(jī)全球采購和分銷大規(guī)模定制通用公司應(yīng)用狀況開發(fā)周期（48月－>24月－>12月）碰撞試驗(yàn)（100次－>50次）個性化定單－>3小時通過在線采購降低成本10％產(chǎn)品概念設(shè)計產(chǎn)品詳細(xì)設(shè)計制造業(yè)發(fā)生的深刻變革數(shù)字化轎車2025/3/2中南大學(xué)242025/3/2中南大學(xué)25中國的進(jìn)步2025/3/2262025/3/2中南大學(xué)27數(shù)字化設(shè)計/制造創(chuàng)我國梟龍飛機(jī)研制周期最短的奇跡梟龍/FC-1型飛機(jī)從凍結(jié)技術(shù)狀態(tài)到首飛成功，只用了23個月的時間，這是采用了數(shù)字化設(shè)計/制造/管理技術(shù)創(chuàng)造的奇跡。建立梟龍/FC-1型飛機(jī)全機(jī)結(jié)構(gòu)數(shù)字樣機(jī)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)共享全機(jī)工藝規(guī)程編制計算機(jī)化實(shí)現(xiàn)梟龍/FC-1飛機(jī)主要結(jié)構(gòu)件數(shù)字化設(shè)計/工藝/加工/檢測，突破結(jié)構(gòu)件制造瓶頸2025/3/228

超七全機(jī)結(jié)構(gòu)數(shù)字樣機(jī)

數(shù)字化技術(shù)在超七飛機(jī)研制中的應(yīng)用來源：成都飛機(jī)公司2025/3/2中南大學(xué)29數(shù)字化技術(shù)在超七飛機(jī)研制中的應(yīng)用來源：成都飛機(jī)公司

超七全機(jī)結(jié)構(gòu)分析模型

2025/3/230新支線飛機(jī)虛擬樣機(jī)數(shù)字化定義來源：中國航空工業(yè)第一集團(tuán)公司2025/3/231全機(jī)外形前機(jī)身理論數(shù)據(jù)駕駛艙駕駛員座椅安裝中央操縱臺機(jī)械系統(tǒng)登機(jī)門機(jī)構(gòu)壁板STA148.550-229.000長桁和接頭壁板連接件前起落架支撐梁前機(jī)身結(jié)構(gòu)登機(jī)門來源：中國航空工業(yè)第一集團(tuán)公司新支線飛機(jī)虛擬樣機(jī)數(shù)字化定義2025/3/232鐵路機(jī)車車輛虛擬樣機(jī)系統(tǒng)來源：中國鐵路機(jī)車車輛北方集團(tuán)公司大連鐵道學(xué)院清華大學(xué)2025/3/2中南大學(xué)33滬東造船廠以自行開發(fā)產(chǎn)品“中國滬東型”74500噸散貨輪作為主要應(yīng)用對象，設(shè)計效率提高40%以上,生產(chǎn)準(zhǔn)備周期縮短了131天。年增加新產(chǎn)品舯艦1

2艘（每艘船價平均為1.7億）2025/3/2中南大學(xué)34深海載人潛器示意圖2025/3/2中南大學(xué)35深海載人潛器的工作原理和效果圖2025/3/2中南大學(xué)36機(jī)床2025/3/2373.2計算機(jī)集成制造系統(tǒng)——CIMS的基本概念2025/3/238CIM概念1973年，J.Harrinton博士提出CIM概念基本思想系統(tǒng)的觀點(diǎn)：企業(yè)的各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)是不可分割的，應(yīng)該加以統(tǒng)一處理信息的觀點(diǎn)：整個生產(chǎn)過程實(shí)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(yùn)動過程，而物流又是受信息流控制的。2025/3/239為什么要提出CIM？在20世紀(jì)70年代，美國產(chǎn)業(yè)政策過分夸大了第三產(chǎn)業(yè)的作用，而將制造業(yè)貶低為“夕陽工業(yè)”、“生了銹的皮帶”，導(dǎo)致美國制造業(yè)優(yōu)勢的衰退。20世紀(jì)80年代初開始的世界性石油危機(jī)，暴露出美國制造業(yè)的優(yōu)勢多數(shù)已被日本所取代，美國報紙說：“十個高技術(shù)產(chǎn)品中的七個，其市場已為日本所占有”、“日本產(chǎn)品在美國人心目中已經(jīng)成為質(zhì)量好、價格便宜的同義詞”。美國要用其信息技術(shù)的優(yōu)勢奪回制造業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)地位，認(rèn)為“對CIMS，不要再猶豫了?。–IMS，nolongerachoice!）”2025/3/2中南大學(xué)40“自動化孤島”2025/3/2中南大學(xué)411+1=2?2025/3/2中南大學(xué)42將“自動化孤島”集成在一起2025/3/2中南大學(xué)43早期CIM的定義CIM是一種組織、管理與運(yùn)行企業(yè)生產(chǎn)的新哲理，它藉助計算機(jī)硬軟件，綜合運(yùn)用現(xiàn)代管理技術(shù)、制造技術(shù)、信息技術(shù)、自動化技術(shù)、系統(tǒng)工程技術(shù)，將企業(yè)生產(chǎn)全部過程中有關(guān)人、技術(shù)、經(jīng)營管理三要素及其信息流與物流有機(jī)地集成并優(yōu)化運(yùn)行，以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品高質(zhì)、低耗、上市快，從而使企業(yè)贏得市場競爭經(jīng)營管理人/組織技術(shù)T、Q、C、S2025/3/2中南大學(xué)44幾層含義CIM是一種組織、管理與運(yùn)行企業(yè)生產(chǎn)的哲理，其宗旨是使企業(yè)的產(chǎn)品高質(zhì)量、低成本、上市快，從而使企業(yè)贏得競爭力企業(yè)生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)，是一個不可分割的有機(jī)整體企業(yè)生產(chǎn)的要素包括人、技術(shù)及經(jīng)營管理，其中，尤其重視發(fā)揮人在現(xiàn)代化企業(yè)生產(chǎn)中的主導(dǎo)作用。企業(yè)生產(chǎn)活動中包括信息流（采集、傳遞和加工處理）和物流兩大部分?，F(xiàn)代企業(yè)中尤其重視信息流的管理運(yùn)行及信息流與物流間的集成。CIM技術(shù)是基于現(xiàn)代管理技術(shù)、制造技術(shù)、信息技術(shù)、自動化技術(shù)、系統(tǒng)工程技術(shù)的一門綜合性技術(shù)。2025/3/2中南大學(xué)45CIMS定義

CIMS（ComputerIntegratedManufacturingSystem）是基于CIM哲理而組成的系統(tǒng)，定義為：“CIMS是通過計算機(jī)硬軟件，并綜合運(yùn)用現(xiàn)代管理技術(shù)、制造技術(shù)、信息技術(shù)、自動化技術(shù)、系統(tǒng)工程技術(shù)，將企業(yè)生產(chǎn)全部過程有關(guān)的人、技術(shù)、經(jīng)營管理三要素及其信息與物流有機(jī)物有機(jī)集成并優(yōu)化運(yùn)行的復(fù)雜的大系統(tǒng)?！?025/3/2中南大學(xué)463.3計算機(jī)集成制造系統(tǒng)——CIMS的基本概念2025/3/2中南大學(xué)47提出1986年提出了863/CIMS主題計劃。它以“發(fā)展高科技、實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化”為宗旨，在國家科委(科技部)直接領(lǐng)導(dǎo)和各有關(guān)部門的大力支持下，經(jīng)過近10000名專家、技術(shù)人員和管理人員不懈的努力，立足國情，創(chuàng)新發(fā)展，從早期的以信息集成為特征的計算機(jī)集成制造系統(tǒng)（ComputerIntegratedManufacturingSystem）開始，發(fā)展到以信息集成和企業(yè)優(yōu)化為特征的現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)（ContemporaryIntegratedManufacturingSystem），走出了一條具有中國特色的CIMS之路，取得重大進(jìn)展，并在國際上取得了一席之地。2025/3/2中南大學(xué)48時代背景1.全球化趨勢2.以客戶為中心的市場3.競爭新環(huán)境和新形式4.知識經(jīng)濟(jì)初露端倪5.因特網(wǎng)的沖擊6.環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的呼聲日盛2025/3/2中南大學(xué)49CIM新定義“CIM是一種組織、管理和運(yùn)行現(xiàn)代制造類企業(yè)的理念。它將傳統(tǒng)的制造技術(shù)與現(xiàn)代化信息技術(shù)、管理技術(shù)、自動化技術(shù)、系統(tǒng)工程技術(shù)等有機(jī)結(jié)合，使企業(yè)產(chǎn)品全生命周期（從市場需求分析到最終報廢處理）各階段活動中有關(guān)的人（組織、管理）、經(jīng)營管理和技術(shù)三要素及其信息流、物流和價值流三流有機(jī)集成并優(yōu)化運(yùn)行，以達(dá)到產(chǎn)品（P）上市快（T）、高質(zhì)（Q）、低耗（C）、服務(wù)好（S）、環(huán)境清潔（E），進(jìn)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。”2025/3/2中南大學(xué)50信息集成過程集成企業(yè)間集成51四個功能分系統(tǒng)，兩個支撐分系統(tǒng)組成

3.4CIMS的基本組成、體系結(jié)構(gòu)及其關(guān)鍵技術(shù)521、管理信息分系統(tǒng)（MIS)

MIS是CIMS的神經(jīng)中樞信息處理包括信息的收集、傳輸、加工和查詢；事務(wù)管理包括計劃管理、物料管理、生產(chǎn)管理、財務(wù)管理、人力資源管理等；輔助決策根據(jù)現(xiàn)有信息，利用數(shù)學(xué)分析手段預(yù)測未來，提供企業(yè)經(jīng)營管理決策。核心工具：制造資源計劃MRPII，將企業(yè)內(nèi)各個管理環(huán)節(jié)進(jìn)行集成，縮短生產(chǎn)周期、減少庫存、降低成本、提高企業(yè)市場應(yīng)變能力。532、工程設(shè)計信息分系統(tǒng)(EDIS)（CAD/CAPP/CAM）CAD計算機(jī)繪圖、有限元分析、產(chǎn)品造型、圖像分析處理、優(yōu)化設(shè)計、動態(tài)分析與仿真、物料清單（BOM）生成等；CAPP毛坯設(shè)計、工藝方法選擇、工序設(shè)計、工藝路線制定、工時定額計算等；CAM刀具路徑確定、刀位文件生成、刀具軌跡仿真、NC代碼的生成等作業(yè)。

54CAPP系統(tǒng)的分類

檢索式：事先把零件的工藝規(guī)程按零件圖號或成組編碼儲存在計算機(jī)中編制新零件的工藝規(guī)程時，檢索—調(diào)出—編輯修改檢索不到時，另行編制并儲存在計算機(jī)中

派生式：例如美國國際計算機(jī)輔助制造公司開發(fā)的CAM-I系統(tǒng)按零件結(jié)構(gòu)和工藝的相似性，將零件分為若干零件加工族對每一族零件制定優(yōu)化加工方案編制新零件的工藝規(guī)程時，根據(jù)輸入信息編制零件的成組代碼，根據(jù)代碼識別它所屬的零件加工族，調(diào)出該族的典型工藝，自動搜索零件的型面和尺寸參數(shù)，確定需要的工序和工步。

55綜合零件實(shí)際零件【例】56零件組矩陣零件編碼查找零件組輸入表頭信息工藝規(guī)程格式工藝規(guī)程打印輸出標(biāo)準(zhǔn)工藝路線文件標(biāo)準(zhǔn)工序文件工作要素處理應(yīng)用程序工藝路線檢索/編輯標(biāo)準(zhǔn)工序檢索/編輯工藝規(guī)程存儲器CAM-I推出的派生式CAPP系統(tǒng)框圖57標(biāo)準(zhǔn)工藝規(guī)程文件特征矩陣文件零件圖×××××××××××××××編碼第×零件組零件組形成工藝過程設(shè)計a）準(zhǔn)備階段零件圖標(biāo)準(zhǔn)工藝檢索編碼×××××第×零件組零件組搜索工藝規(guī)程（編輯）b）使用階段派生式CAPP系統(tǒng)工作的兩個階段58派生式CAPP的特點(diǎn)：程序簡單，易于實(shí)現(xiàn)。目前多用于回轉(zhuǎn)體類零件CAPP系統(tǒng)。需人工參與決策，自動化程度不高。具有濃厚的企業(yè)色彩，局限性較大。59創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)（GenerativeCAPPSystem）從無到有生成（工藝決策算法和邏輯推理）

零件信息描述零件工藝過程要求較高，目前還處于實(shí)驗(yàn)研究階段。603、制造自動化分系統(tǒng)(MAS)MAS地位:位于企業(yè)底層，是企業(yè)信息流和物料流的結(jié)合點(diǎn)，是最終產(chǎn)生效益聚集地。MAS組成:機(jī)械加工系統(tǒng)-CNC、MC、FMC、FMS加工設(shè)備；物流系統(tǒng)—對工件和工具存儲、搬運(yùn)、裝卸等操作；控制系統(tǒng)-實(shí)現(xiàn)對加工設(shè)備和物流系統(tǒng)的控制；MAS目標(biāo):實(shí)現(xiàn)多品種、小批量生產(chǎn)柔性自動化；實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、低成本、短周期、高效率生產(chǎn)；創(chuàng)造舒適安全勞動環(huán)境。Real614、質(zhì)量保證信息分系統(tǒng)（QIS)

質(zhì)量計劃--建立質(zhì)量技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，制定檢測計劃、檢測規(guī)程和規(guī)范；

質(zhì)量檢測管理--包括進(jìn)出廠材料檢測、產(chǎn)品質(zhì)量檢測管理，設(shè)計質(zhì)量指標(biāo)管理，生產(chǎn)質(zhì)量數(shù)據(jù)管理；

質(zhì)量分析評價--對各類質(zhì)量問題進(jìn)行分析，評價各種影響因素，查明主要原因。

質(zhì)量信息綜合與控制--報表生成，質(zhì)量綜合查詢，采取各種質(zhì)量控制措施。625、數(shù)據(jù)庫管理分系統(tǒng)

對各類數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲和調(diào)用，滿足各分系統(tǒng)信息的交換和共享。

數(shù)據(jù)的分布：采用分布式異型數(shù)據(jù)庫技術(shù)，通過互連網(wǎng)絡(luò)體系，完成全局?jǐn)?shù)據(jù)調(diào)用和分布式事務(wù)處理。

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)類型：工程數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對圖形數(shù)據(jù)和非圖形數(shù)據(jù)處理。6、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分系統(tǒng)

是CIMS信息集成工具，常用局域網(wǎng)，對地理范圍大的企業(yè)，可通過遠(yuǎn)程網(wǎng)進(jìn)行互連，使CIMS同時兼有局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)的特點(diǎn)。

63工廠加工車間裝配車間1#單元N#單元銑削工作站檢驗(yàn)工作站物料運(yùn)儲工作站機(jī)器人銑床零件存儲器機(jī)器人檢驗(yàn)機(jī)零件存儲器機(jī)器人機(jī)器人小車傳感器……….…..CIMS五層遞階控制結(jié)構(gòu)

64

工廠層-最高決策層，制定長期生產(chǎn)計劃、確定資源需求、產(chǎn)品開發(fā)、成本核算，規(guī)劃周期幾個月/幾年時間車間層-協(xié)調(diào)車間作業(yè)和資源配置，作用周期幾周/幾個月單元層-完成本單元作業(yè)調(diào)度，包括作業(yè)順序和指令發(fā)放、進(jìn)行任務(wù)分配調(diào)度、協(xié)調(diào)物料運(yùn)輸，規(guī)劃時間幾小時/幾周工作站層-負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)設(shè)備小組活動，規(guī)劃時間幾分鐘/幾小時設(shè)備層-各種設(shè)備控制器，執(zhí)行上層控制命令，完成加工、測量、運(yùn)輸?shù)热蝿?wù)，響應(yīng)時間幾毫秒/幾分鐘

CIMS遞階控制結(jié)構(gòu)

651、CIMS決非無人化工廠。

在CIMS研究初期，人們曾認(rèn)為全盤自動化和無人化工廠或車間是其主要特征。隨著CIMS實(shí)踐的深入和一些無人化工廠實(shí)施的失敗，人們對無人制造自動化問題進(jìn)行反思，并對于人在CIMS中的重要作用進(jìn)行重新認(rèn)識。近年來，我國實(shí)施的CIMS早已突破無人化和高度自動化的局限，而主要強(qiáng)調(diào)信息集成和功能集成。CIMS研究和應(yīng)用中值得注意的幾個問題662、CIMS沒有統(tǒng)一模式。

CIMS的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)僅針對一般情況，不同的企業(yè)類型，不同的生產(chǎn)方式，其CIMS的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)亦不一樣。實(shí)際應(yīng)用中不應(yīng)求全和統(tǒng)一，而應(yīng)根據(jù)企業(yè)實(shí)際決定其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。3、CIMS在應(yīng)用工程中應(yīng)強(qiáng)調(diào)結(jié)合實(shí)際，總體規(guī)劃，分步實(shí)施

CIMS是一個復(fù)雜的制造系統(tǒng)工程，工程投資大，投入人員多，開發(fā)周期長，因此，必須在總體規(guī)劃的基礎(chǔ)上，根據(jù)企業(yè)的財力和物力，分步實(shí)施，重點(diǎn)突破，既要保證系統(tǒng)的實(shí)用有效，又要保證系統(tǒng)的集成。CIMS國外發(fā)展簡況美國——不僅企業(yè)重視，國家也極為重視，認(rèn)為CIM是奪回失去市場、取得競爭成功的關(guān)鍵技術(shù)，并將不可逆轉(zhuǎn)地成為21世紀(jì)占主導(dǎo)地位的新的生產(chǎn)方式。20世紀(jì)80年代初，美國國家標(biāo)準(zhǔn)局（NBA）所屬AMRF（自動化研究實(shí)驗(yàn)基地）建立了世界上第一個CIMS實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)歐共體——1984年開始實(shí)施ESPRIT（歐洲信息技術(shù)研究戰(zhàn)略計劃），在130個合作項(xiàng)目中，關(guān)于CIM項(xiàng)目占28項(xiàng)日本——CNC、DNC、FMS已處于世界領(lǐng)先地位，1985年通產(chǎn)省主持開發(fā)“筑波綜合實(shí)驗(yàn)工廠”，相當(dāng)于CIMS實(shí)驗(yàn)基地。新加坡、以色列、韓國、巴西、南非等——也在積極跟蹤和發(fā)展CIM技術(shù)3.5CIMS的應(yīng)用實(shí)例CIMS國內(nèi)發(fā)展簡況三個階段1989-1992年,典型應(yīng)用工廠的選點(diǎn)、可行性論證、初步設(shè)計和詳細(xì)設(shè)計階段；1993-1995年,典型應(yīng)用企業(yè)實(shí)施的突破階段:

北京一機(jī)床、沈陽鼓風(fēng)機(jī)、成飛(集團(tuán))公司1997年-2000年,實(shí)踐深度、廣度步入更高、更新的階段，如主題重大項(xiàng)目：哈電機(jī)、科龍、金誠摩托實(shí)施效果成都飛機(jī)工業(yè)公司：麥道機(jī)頭生產(chǎn)周期12個月→6個月，庫存下降20%，競標(biāo)成功獲得1億波音757尾段訂單沈陽鼓風(fēng)機(jī)廠：產(chǎn)品報價6周→2周，成本下降79.7%，市場占有率達(dá)51%科龍、華寶：百元銷售資金下降51%，人均產(chǎn)值提高70%，98年達(dá)202萬元/人·年經(jīng)緯紡機(jī)廠：流動資金下降60%北京第一機(jī)床廠：CIMS的意義與作用提高企業(yè)的管理效益

新產(chǎn)品開發(fā)周期縮短1/2-1/3；管理工作效率提高1倍；庫存壓縮20%；生產(chǎn)周期縮短20%-50改善企業(yè)的競爭地位,是進(jìn)入WTO的需要促進(jìn)我國CIMS技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進(jìn)生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變:市場經(jīng)濟(jì)和集約化生產(chǎn)CIMS存在問題CIMS工程成功實(shí)施的關(guān)鍵因素是前期需求分析與診斷，但目前缺乏一套完整有效的分析診斷的程序、模式和支持軟件工具系統(tǒng)，加上主觀