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1、第11章计算机集成制造系统 CIMS 的组成与设计 辽宁工学院机械工程与自动化学院 概述11 1起源1973年 美国学者JosephHarrington博士在其所著 ComputerIntegratedManufacturing 一书中首次提出CIM的概念 11 2CIM概念CIM是组织和管理生产的一种思想方法 它涉及从市场分析 产品设计 加工制造 经营管理 直至售后服务的全部生产活动 并把全部生产活动看作是彼此相连 不可分割的一个整体 全部生产活动就是一个数据的采集 传递和加工处理的过程 评价 考核 基础课 新生 评价 考核 专业课 评价 考核 学生工作组 毕业生 综合评价 毕业证书 数据采
2、集 新生注册报到 登录考试成绩等数据传递 安排课程 颁发毕业证书等加工处理 考核 评价 综合评价等 按照学校规章制度 注册报到 11 3CIMSCIMS是按照CIM思想方法所建立的制造系统 ComputerIntegratedManufacturingSystem 11 3CIMS美国制造工程师学会的计算机与自动化系统协会 SME CASA 在1985年前曾发表过CIMS的最早轮图 含义 在计算机技术的支持下 实现企业经营 生产等主要环节的集成 11 3CIMS1985年德国经济生产委员会 AWF 提出CIMS的推荐定义 CIMS是指在所有与生产有关的企业部门中集成地采用电子数据处理 CIMS
3、包括了在生产计划与控制 PPC 计算机辅助设计 CAD 计算机辅助工艺规划 CAPP 计算机辅助制造 CAM 和计算机辅助质量管理 CAQ 之间信息技术上的协同工作 其中为生产产品所必需的各种技术功能和管理功能应实现集成 11 3CIMS美国制造工程师学会 SME 在1985年提出CIMS的第二版轮图结构 11 3CIMS1988年我国863计划CIMS主题专家组认为 CIMS是未来工厂自动化的一种模式 它把以往企业内相互分离的技术 如CAD CAM FMC MRP 和人员 各部门 各级别 通过计算机有机地综合起来 使企业内部各种活动高速度 有节奏 灵活和相互协调地进行 以提高企业对多变竞争环
4、境的适应能力 使企业经济效益取得持续稳步的发展 11 3CIMS1991年日本能率协会提出 为实现企业适应今后企业环境的经营战略 有必要从销售市场开始 对开发 生产 物流 服务进行整体优化组合 CIMS是以信息作为媒介 用计算机把企业活动中多种业务领域及其职能集成起来 追求整体效益的新型生产系统 11 3CIMS欧共体CIM OSA认为 CIM是信息技术和生产技术的综合应用 旨在提高制造型企业的生产率和响应能力 由此 企业的所有功能 信息和组织管理方面都是集成进来的整体的各个部分 11 3CIMS1992年国际标准化组织ISO认为 CIM是把人的经营知识及能力与信息技术 制造技术综合应用 以提
5、高制造企业的生产率和灵活性 由此将企业所有的人员 功能 信息和组织诸方面集成为一个整体 11 3CIMS美国SME于1993年提出了CIMS的第三版轮图 顾客 组织 系统 制造 投资者 雇员 责任 社区 环境 人 协同工作 共享知识 产品 工艺 顾客支持 工具 人 材料 信息 技术 供应 资源 将顾客作为制造业一切活动的核心 强调了人 组织和协同工作 以及基于制造基础设施 资源和企业责任之下的组织 管理生产等的全面考虑 11 3CIMS我国863计划在1998年提出的CIMS新定义为 将信息技术 现代管理技术和制造技术相结合 并应用于企业产品全生命周期 从市场需求分析到最终报废处理 的各个阶段
6、 通过信息集成 过程优化及资源优化 实现物流 信息流 价值流的集成和优化运行 达到人 组织 管理 经营和技术三要素的集成 以加强企业新产品开发的T 时间 Q 质量 C 成本 S 服务 和E 环境 TQCS 从而提高企业的市场应变能力和竞争能力 将计算机集成制造发展到现代集成制造 11 4现代集成制造系统的组成 计算机集成制造 并行工程 绿色制造 敏捷制造 虚拟制造 11 5国内CIMS 全国已有200多家试点应用企业 行业 覆盖了机械 电子 航空 航天 轻工 纺织 石油 化工 冶金 兵器 农业等 地域 覆盖了除新疆 青海 西藏外的各省市 除极少数特殊原因的企业外 绝大多数企业都取得了明显的经济
7、效益 产品开发时间 缩短1 3时间以上 库存压缩20 以上 流动资金减少30 以上 产品质量有明显提高 企业管理水平进步显著 11 6CIMS与企业信息化企业信息化是企业利用信息技术 包括计算机技术 通信技术和自动化技术等 改善企业的经营 管理和生产的各个环节 以提高效率 质量 降低消耗 提高企业的综合实力 企业信息化大致可分为下面四个阶段 第一阶段为单机的计算机应用第二阶段为局域网支持下的计算机应用第三阶段为网络数据库支持下的计算机应用综合系统第四阶段为广域网 因特网支持下的企业之间的信息集成和资源优化 11 6CIMS与企业信息化第一阶段为单机的计算机应用如采用CAD以提高工程设计及绘图的
8、效率和质量 采作会计 工资 合同等单项管理等等 与传统的手工作业方式相比 可以提高工作效率 第二阶段为局域网支持下的计算机应用如基于网络和数据库的产品设计部门的CAD CAPP CAE以及MRP 等应用 其技术水平和收到的效益比前者提高了一步 化已经突破企业的界线 这是敏捷制造 参见相关条目 阶段的企业信息化 11 6CIMS与企业信息化第三阶段为网络数据库支持下的计算机应用综合系统这是CIMS的早期阶段 这时把企业的各个单元的计算机应用 如CAD CAE CAPP CAM MRP 车间管理与控制 质量保证以至办公 辅助决策等集成起来 实现信息资源共享 优化运行 使企业开发产品开发上市更快 T
9、 质量更好 Q 成本更低 C 服务更好 S 以使有更强的企业竞争能力 第四阶段为广域网 因特网支持下的企业之间的信息集成和资源优化这一阶段企业的信息化已经突破企业的界线 这是敏捷制造阶段的企业信息化 11 6CIMS与企业信息化CIMS实际上包含了企业信息化的第三 第四两个阶段 可以说 CIMS是一体化的企业信息化 是企业信息化的高级阶段 企业信息化的第一 第二阶段为CIMS的实施创造了技术和人才的基础 11 7CIMS体系结构 支撑环境 服务器 交换机 光纤 通信协议 网络接口和软件等构成网络 C S分布式DB 集中式DB BWD 应用环境 计算机 工作站 操作系统 DBMS等应用软件 CA
10、DCAECAPPCAMPDM 销售采购仓储MRP II财务人力资源 质量标准质量数据采集质量分析评价质量控制策略 制造装备物料运输和存储设备搬运机器人立体仓库 C4P系统 ERP系统 CAQ系统 计算机辅助质量管理分系统 MAS系统 制造自动化系统 11 7CIMS体系结构 生产管理 数据统计 技术文档分发 任务安排 资源分配 任务分配 排队 调度 指挥一个设备小组的生产活动 完成一项具体的工作 AMRF AutomatedManufacturingResearchFacility自动化制造研究基地 11 8支撑环境 网络数据库 网络组成 服务器 光纤 交换机 网关 网桥 路由器 通信协议等软
11、硬件构成 数据库 DB2 ORACLE SYBASE IMFOMIX SQL SEVER分布式数据库 可以通过浏览器等多种方式对数据库进行访问 EMIS 企业管理信息系统 11 9MAS 制造自动化分系统 1 制造装备 加工设备 自动线 数控机床 FMS等 测量设备 三坐标测量机 各种量仪等 辅助设备 刀具 夹具等 2 物料运输和存储设备 运输物料小车上下物料装置搬运机器人自动化立体仓库等3 车间作业计划生产计划分解任务分配车间物料需求计划加工能力平衡等 11 10C4P CAD CAE CAPP CAM PDM分系统 CAD 计算机辅助设计CAE 计算机辅助工程分析CAPP 计算机辅助工艺设
12、计CAM 计算机辅助制造PDM 产品数据管理 统一的产品数据 含工艺文件 管理系统 PDM 数据管理 数据查询 数据共享 安全 版本 更改 发放 工作流程 电子邮件 网络 CAD 电子文档 电子文档 电子文档 电子文档 CAPP CAM 相关部门 产品数据管理 PDM 11 11MRP MRP II ERP 管理信息分系统 MRP 物料需求计划MRP II 制造资源计划ERP 企业资源计划主要功能 1 信息处理 采集 传输 加工 查询 2 事务处理 经营计划 物料 生产 财务 人力资源管理等 3 辅助决策 预测未来 11 12CAQ 质量控制与管理分系统 应用实例 计算机集成制造系统组成与设计 计算机集成制造系统组成与设计 计算机集成制造系统组成与设计 计算机集成制造系统组成与设计 计算机集成制造系统组成与设计 思考题 1 并行工程 概念 原理 意义 应用示例 2 绿色制造 3 敏捷制造 4 虚拟制造
