CAD12CIMS简介

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第12章 CIMS简介,计算机集成制造系统（CIMSComputer Integrated Manufacturing System）是当代生产自动化领域的前沿学科，也是集多种高新技术为一体的现代化制造技术。,12.1 CIMS的提出,20世纪80年代中期以来，以CIMS为标志的综合生产自动化日趋成为制造工业的热点，其主要原因是：,(1)CIMS具有提高生产率、缩短生产周期、减少废品、适应市场竞争的需要等一系列优点。,(2)一些大公司由于采用CIMS取得了显著的经济效益，展示了这一技术的潜在优势。,(3)CIMS是一种管理企业和组织生产的新哲理，也是在新的生产组织原理和概念下形成的一种新生产模式。,12.2 CIM和CIMS的基本概念,12.2.1CIMS的,由,由来,计算机集成制,造,造（CIM,Computer Integrated Manufacturing）技,术,术是美国乔赛,夫,夫哈林顿博,士,士（Joseph.Harrington）1973年提出的组,织,织企业生产的,一,一种哲理。哈,林,林顿博士提出,的,的CIM概念,的,的基本论点为,：,：,(1)企业,生,生产的各个环,节,节，即从市场,分,分析、产品设,计,计、加工制造,、,、经营管理到,售,售后服务的全,部,部生产活动，,是,是一个不可分,割,割的整体，要,紧,紧密连接、统,一,一考虑。,(2)整个,生,生产过程实质,上,上是一个数据,采,采集、传递和,加,加工处理的过,程,程。最终形成,的,的产品，可以,看,看作数据的物,质,质表现。,直到20世纪80年代，这,一,一概念才被普,遍,遍接受。,12.2.2CIM与CIMS的意义,CIM是组织,现,现代化生产的,一,一种哲理，是,一,一种指导思想,，,，CIMS是,这,这种哲理的实,现,现。,日本能源协会,在,在1991年,提,提出CIM的,定,定义是：“CIM是以信息,作,作为媒介，用,计,计算机把企业,活,活动中业务领,域,域及其职能集,成,成起来，追求,整,整体效率的新,型,型生产系统。,”,”,IBM公司1990年提出CIM的定义,是,是：“应用信,息,息技术提高组,织,织的生产率和,响,响应能力。”,欧共体CIM,OSA课题,委,委员会也提出,了,了被认为是最,权,权威最科学的,定,定义：“CIM是信息技术,和,和生产技术和,综,综合应用，旨,在,在提高制造型,企,企业的生产率,和,和响应能力，,由,由此，企业的,所,所有功能、信,息,息、管理方面,都,都是一个集成,起,起来的整体的,各,各个部分。”,综合已提出的,各,各种有关的定,义,义和理解，CIMS是现代,制,制造企业的一,种,种生产、经营,和,和管理模式。,对CIMS的,理,理解可进一步,阐,阐述如下：,(1)CIMS是一种组,织,织、管理与企,业,业运行生产的,现,现代制造系统,。,。,(2)CIMS强调企业,生,生产的各个环,节,节、进而实现,全,全局优化,(3)实施CIMS要更加,重,重视发挥人在,现,现代化企业生,产,产中的主导作,用,用。,(4)现代企,业,业中尤其要重,视,视信息的管理,、,、运行以及信,息,息流与物流间,的,的集成。,(5)CIMS是基于现,代,代管理技术、,制,制造技术、信,息,息技术、自动,化,化技术、系统,工,工程技术的一,门,门综合性技术,。,。,12.2.3CIMS基,本,本特点,在CIMS中,主,主要包含四个,要,要素及两个特,征,征。,四个要素如下,：,：,(1)CIMS适用于各,种,种中、小批量,的,的离散生产过,程,程型制造厂。,(2)CIMS应将制造工,厂,厂的生产经营,活,活动都纳入到,多,多模式、多层,次,次、人机交互,的,的自动化系统,之,之中。,(3)CIMS由多个自,动,动化子系统有,机,机综合而成。,(4)CIMS的目的是,提,提高经济效益,、,、提高柔性、,追,追求总体动态,优,优化。,两个特征为：,(1)在功,能,能上，CIMS包含了一个,工,工厂的全部生,产,产经营活动。,(2)CIMS涉及的自动,化,化不是工厂各,个,个环节的自动,化,化、计算机及,网,网络的简单相,加,加，而是有机,的,的集成。,12.3 CIMS中的集,成,成及集成关系,12.3.1CIMS中,的,的集成,CIMS涉及,到,到自动化的许,多,多单项技术，,而,而更为重要的,是,是将这些技术,综,综合集成，其,集,集成特性主要,包,包括：,(1)人员,集,集成 管理,者,者、设计者、,制,制造者、保障,者,者以及用户应,集,集成为一个协,调,调整体。,(2)信息,集,集成 产品,生,生产周期中和,类,类信息的获取,、,、表达、处理,和,和操作工具集,成,成为一体，组,成,成统一的管理,控,控制系统。,(3)功能,集,集成 产品,生,生命周期中，,企,企业各部门功,能,能集成，以及,产,产品开发与外,部,部协作企业间,功,功能的集成。,(4)技术,集,集成 产品,开,开发全过程中,，,，涉及的多学,科,科知识以及各,种,种技术、方法,的,的集成。,12.3.2CIMS技,术,术的集成关系,集成的定义：,集,集成是指基于,信,信息技术的资,源,源及应用集聚,成,成一个协同工,作,作的整体。集,成,成包含功能交,互,互（FI）、,信,信息共享（IS）及数据通,信,信（DC），,如,如图12.1,所,所示，也就是,说,说在一个集成,系,系统的各子系,统,统之间，需要,对,对信息共享、,信,信息交互以及,信,信息通信进行,管,管理与控制。,图12.1,集,集成的概念,1全局集成,和,和局部集成,全局集成是指,信,信息技术的生,产,产技术在整个,企,企业业务范围,内,内综合应用的,集,集成；,局部集成是指,一,一个分系统或,企,企业一个部门,内,内的集成。,全局集成进一,步,步细化可分为,：,：工作流程集,成,成、物流集成,和,和信息（流）,集,集成。,CIMS信息,集,集成包括三个,层,层次：物理集,成,成、应用集成,和,和经营集成。,物理集成是一,切,切信息集成工,作,作的基础。,应用集成又称,应,应用软件集成,，,，它可提供某,些,些机制，能使,过,过程之间共享,公,公共数据和公,共,共资源。,经营集成又称,业,业务集成，它,可,可支持稳定的,决,决策过程。,2纵向集成,和,和横向集成,CIMS的集,成,成，如果按企,业,业组织的层次,划,划分，则可分,为,为纵向集成和,横,横向集成。,纵向集成又称,为,为垂直集成，,是,是指日常运用,系,系统、计划、,检,检查直至最高,领,领导层在业务,、,、组织和信息,方,方面的集成。,横向集成又称,水,水平集成，它,是,是指各日常运,用,用系统的集成,。,。,如图12.5,所,所示为CIMS的层次集成,关,关系。,图12.5CIMS的,层,层次集成关系,12.4 CIMS的体系,结,结构,12.4.1CIMS体,系,系功能构成,CIMS的功,能,能构成如图12.6所示。,图12.6CIMS的,功,功能构成,12.4.2CIMS体,系,系分系统,根据CIMS,的,的功能构成，CIMS是由4个功能分系,统,统和两个支撑,分,分系统组成。,即,即CIMS通,常,常是由管理信,息,息系统（MIS）、产品设,计,计与工程设计,自,自动化系统（EDIS）、,制,制造自动化（,柔,柔性自动化）,系,系统（MAS,）,）、计算机辅,助,助质量保证系,统,统（CAQ）,以,以及计算机网,络,络（NETS,）,）和数据管理,系,系统（DBS,）,）等6个部分,有,有机地集成起,来,来的。,1管理信息,系,系统(CIMS/MISManagement Information System),目标是通过信,息,息集成，缩短,产,产品生产周期,，,，降低流通资,金,金占用，提高,企,企业应变能力,。,。CIMS/MIS的基本,结,结构如图12.9所示。,图12.9CIMS/MIS基本结,构,构,2工程设计,集,集成分系统（CIMS/EDISEngineering Design Integrated System）,该分系统的目,标,标是使产品开,发,发活动能够高,效,效、优质、自,动,动地进行。工,程,程设计集成分,系,系统是CIMS中的一个核,心,心分系统，它,包,包括CAD（,计,计算机辅助设,计,计）、CAPP（计算机辅,助,助工艺规划）,、,、CAM（计,算,算机辅助制造,）,）和NCP（,数,数控程序编制,）,）等子系统，,用,用以支承产品,的,的设计和工艺,准,准备等功能，,处,处理有关产品,结,结构方面的信,息,息。,在CIMS环,境,境下，除自身,子,子系统之间需,要,要实现集成外,，,，还要与其它,分,分系统实现集,成,成，通过数据,交,交换实现信息,共,共享。如图12.12所示,为,为EDIS与MIS、MAS和CAQ之,间,间的接口主要,信,信息传递关系,。,。,3制造自动,化,化分系统（CIMS/MASManufacturing Automation System）,该分系统的目,标,标是使产品制,造,造活动最优化,。,。它包括各种,不,不同自动化程,度,度的制造系统,，,，如NC机床,、,、柔性制造单,元,元（FMC）,、,、柔性制造系,统,统（FMS）,以,以及其他制造,单,单元，用以实,现,现信息流对物,流,流的控制并完,成,成物流的转换,，,，是CIMS,信,信息流和物流,结,结合部，也是CIMS最终,产,产生经济效益,的,的聚集地。,在CIMS环,境,境中，MAS,分,分系统运行过,程,程的本质是产,品,品的物化（形,成,成）过程，MAS中的数据,是,是连接产品设,计,计、生产过程,控,控制和实际产,品,品加工制造之,间,间的桥梁，即CIMS中的,产,产品设计方案,和,和工艺规划等,工,工程信息是通,过,过MAS信息,转,转换为实际产,品,品的。,4计算机辅,助,助质量保证分,系,系统（CIMS/CAQ,Computer Aided Quality）,该分系统的目,标,标是保证从产,品,品设计、制造,、,、检验到售后,服,服务整个过程,的,的质量。CIMS/CAQ,的,的组织结构分,规,规划层、管理,层,层和执行层三,层,层，如图12.14所示。,CIMS支持,的,的CAQ分系,统,统将贯穿质量,管,管理的全过程,，,，覆盖全企业,各,各主要处、室,、,、分厂，并逐,步,步实现与MIS、MAS和EDIS分系,统,统的集成。,图12.14CAQ分,系,系统结构,5数据管理,分,分系统（CIMS/DBS,DataBase System,）,该分系统的目,标,标是管理整个CIMS的数,据,据，实现数据,的,的集成和共享,。,。DBS既是CIMS信息,流,流的载体，又,对,对信息进行控,制,制和管理，并,为,为CIMS提,供,供集成的手段,。,。,6网络分系,统,统（CIMS/NETSNet System）,该分系统的目,标,标是传递CIMS各个分系,统,统之间和内部,的,的信息，实现,的,的数据传递和,系,系统通信功能,。,。通过计算机,网,网络系统，可,完,完成动态控制,和,和管理的各功,能,能分系统的互,联,联，实现信息,传,传输和交流，,使,使互联系统共,享,享工程资源、,数,数据库和存贮,空,空间。,12.4.3,面,面向功能和,控,控制的体系结,构,构,图12.20,所,所示为美国制,造,造工程学会（SME）提出,的,的轮式结构。,其,其“核”为集,成,成系统体系结,构,构；内层为支,撑,撑分系统；中,层,层可“水平”,分,分解为工程设,计,计（产品/过,程,程）、制造计,划,划与控制以及,工,工厂自动化3,个,个分系统；外,层,层则有市场、,战,战略规划、财,务,务及制造管理,和,和人力资源管,理,理等分系统。,图12.20,面,面向功能,构,构成的