计算机集成制造课件chapter

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1、CIMSCIMS陈白帆2010年秋季2024/7/271什么是CIMS？CIMS 计算机集成制造系统（计算机集成制造系统（ Computer Integrated Manufacturing Systems ）CIMS 现代集成制造系统（现代集成制造系统（ Contemporary Integrated Manufacturing Systems）C是手段是手段M是指大制造（是指大制造（ 制造业）制造业）S是指整个系统是指整个系统I是核心，是核心， 即通过集成提高制造企业的市场竞争能即通过集成提高制造企业的市场竞争能力力2024/7/272为什么要学习CIMS?了解相关知识了解相关知识从事企业

2、软件开发从事企业软件开发CAD/CAE/CAPPPDM/PLMERPCRM专用、高附加值的软件专用、高附加值的软件从事企业信息化工作从事企业信息化工作企业的技术主管企业的技术主管CIO从事企业信息化项目实施从事企业信息化项目实施金碟、用友金碟、用友浪潮、华天浪潮、华天2024/7/273课程主要内容理念篇理念篇CIMS的基本概念、基本原理、基本方法、应用背景的基本概念、基本原理、基本方法、应用背景CIMS的方法体系的方法体系技术篇技术篇CIMS总体设计技术总体设计技术CIMS关键技术关键技术管理、设计、制造、集成管理、设计、制造、集成实践篇实践篇企业信息化企业信息化我国的制造业信息化工程战略我

3、国的制造业信息化工程战略2024/7/274教学方式课堂教学讲授为主课堂教学讲授为主 报告型作业（逐步深入，启发对课程内容的思考，报告型作业（逐步深入，启发对课程内容的思考，通过作业来掌握原理）通过作业来掌握原理） 考试方式开卷考试考试方式开卷考试 平时成绩占平时成绩占30（出勤（出勤+作业）期末考试占作业）期末考试占702024/7/275课程难点涉及多学科的综合知识有一定的难度涉及多学科的综合知识有一定的难度 原理性、方法性的课程数学推导少，哲理和概原理性、方法性的课程数学推导少，哲理和概念比较多，相对比较抽象念比较多，相对比较抽象 新兴、发展的学科还有许多问题有待解决，探新兴、发展的学科

4、还有许多问题有待解决，探索性比较强索性比较强 需要投入，进行深入思考和必要的实践需要投入，进行深入思考和必要的实践2024/7/276第第1 1章章 信息时代的制造信息时代的制造业与业与CIM/CIMSCIM/CIMS概念概念2024/7/2771.1 1.1 信息时代的制造业信息时代的制造业制造业的发展历史制造业的发展历史 信息化带动工业化是必由之路信息化带动工业化是必由之路2024/7/278制造业的内涵 制造业是指对原材料制造业是指对原材料(采掘业的产品和农产品采掘业的产品和农产品)进行进行加工或再加工，以及对零部件装配的工业的总称。加工或再加工，以及对零部件装配的工业的总称。制造业一般

5、有消费品制造业和资本品制造业、轻型制造业一般有消费品制造业和资本品制造业、轻型制造业和重型制造业、民用制造业和军工制造业、制造业和重型制造业、民用制造业和军工制造业、传统制造业和现代制造业之分，其中装备制造业越传统制造业和现代制造业之分，其中装备制造业越来越重要。来越重要。 工业化国家工业化国家 ：约：约 1 / 4的人口从事制造业，约的人口从事制造业，约 70 % 80 %的物质财富来自制造业。的物质财富来自制造业。2024/7/279物质生产贯穿人类历史材料、能源和信息是人类社会经济的三大重要支柱。材料、能源和信息是人类社会经济的三大重要支柱。人类社会经济发展的历史，就是人类利用材料、能人

6、类社会经济发展的历史，就是人类利用材料、能源和信息进行物质生产的历史。源和信息进行物质生产的历史。材料、能源和信息领域的任何技术革命，必然导致材料、能源和信息领域的任何技术革命，必然导致生产方式的革命和生产力发展的飞跃。生产方式的革命和生产力发展的飞跃。 物质生产物质生产材料材料产品产品信息信息能源能源2024/7/2710制造业发展史制造业创造了人类制造业创造了人类人与猿相分离，是由于人学会了双足行走和用手制造并人与猿相分离，是由于人学会了双足行走和用手制造并使用工具，这是人类进化的关键一步。使用工具，这是人类进化的关键一步。 随着狩猎和采集技术的改进，人们制造的工具日趋精随着狩猎和采集技术

7、的改进，人们制造的工具日趋精细，种类越来越多，出现了有组织的石料开采和加工，细，种类越来越多，出现了有组织的石料开采和加工，形成了原始制造业。形成了原始制造业。 使用工具、制造工具，即原始的制造技术和生产方式的使用工具、制造工具，即原始的制造技术和生产方式的改变引发了古猿进化的改辙，驱引他们用脑思维，脑容改变引发了古猿进化的改辙，驱引他们用脑思维，脑容量增大，经选择遗传而与猿类分离，变成堂堂直立的人量增大，经选择遗传而与猿类分离，变成堂堂直立的人类类 。毛主席毛主席1964年有一首词贺新郎年有一首词贺新郎读史，头几句是：读史，头几句是： “人猿相揖别，只几个石头磨过，小儿时节。人猿相揖别，只几

8、个石头磨过，小儿时节。”原始的工具制造是人类社会制造业的最早萌芽。原始的工具制造是人类社会制造业的最早萌芽。 2024/7/2711制造业发展史制造业是产业革命的主力军制造业是产业革命的主力军 18世纪的产业革命和接踵而来的电气化运动，从世纪的产业革命和接踵而来的电气化运动，从1765年瓦特发明蒸汽机算起已延续了年瓦特发明蒸汽机算起已延续了240年。这场波年。这场波澜壮阔的工业革命使人类的生产和生活方式发生了不可澜壮阔的工业革命使人类的生产和生活方式发生了不可逆转的伟大变化逆转的伟大变化 。产业革命的标志产业革命的标志瓦特蒸汽机的发明瓦特蒸汽机的发明 工业革命的第二个高潮工业革命的第二个高潮电

9、气化发生在电气化发生在19世纪后世纪后半叶和半叶和20世纪初。世纪初。 以以1948年美国贝尔实验室的巴丁、布拉顿和肖克利发年美国贝尔实验室的巴丁、布拉顿和肖克利发明晶体管，明晶体管，1958年制成第一台固体元件计算机为开端，年制成第一台固体元件计算机为开端，晶体管的发明和微电子制造技术的飞速发展，开创了全晶体管的发明和微电子制造技术的飞速发展，开创了全新的新的信息时代信息时代。2024/7/2712制造业发展史的启示蒸汽机和电机的应用，蒸汽机和电机的应用，延伸了人的体力劳动延伸了人的体力劳动，催生，催生了工业革命，使人类社会通过工业化从农业社会发了工业革命，使人类社会通过工业化从农业社会发展

10、到工业社会。展到工业社会。以计算机为核心的现代信息技术的应用，则以计算机为核心的现代信息技术的应用，则延伸了延伸了人的脑力劳动人的脑力劳动，引发了新的工业革命，使人类社会，引发了新的工业革命，使人类社会通过信息化从工业社会发展到信息社会，信息化是通过信息化从工业社会发展到信息社会，信息化是信息时代的工业革命。信息时代的工业革命。 农业社会农业社会工业社会工业社会信息社会信息社会工业化工业化工业革命工业革命信息化信息化新的工业革命新的工业革命2024/7/2713从工业化到信息化的里程碑1765年年蒸汽机的发明拉开工业化革命序幕；蒸汽机的发明拉开工业化革命序幕；20世纪上半叶世纪上半叶一批发达国

11、家完成工业化革命；一批发达国家完成工业化革命；1948年年晶体管发明；晶体管发明；1958年年第一台固体元件计算机第一台固体元件计算机 ；1959年年第一个集成电路；第一个集成电路；1960年年ALGOL和和COBOL计算机语言；计算机语言；1964年年大型电子计算机大型电子计算机IBM360系列；系列；1969年年 互联网诞生；互联网诞生；1971年年用大规模集成电路组成的微处理机；用大规模集成电路组成的微处理机；1977年年个人计算机；个人计算机；1989年年万维网（万维网（WWW）诞生；诞生；在短短的在短短的50年时间内，信息技术使我们的生活发生年时间内，信息技术使我们的生活发生了质的变

12、化，世界全面转向信息化时代。了质的变化，世界全面转向信息化时代。 2024/7/2714机械制造业发展的几个阶段第一阶段手工单件生产第一阶段手工单件生产第二阶段大批量重复生产第二阶段大批量重复生产第三阶段自动化生产第三阶段自动化生产第四阶段现代集成制造第四阶段现代集成制造2024/7/2715单件手工生产（第1阶段）法国巴黎法国巴黎P&L汽车制造公司的汽车制造过程汽车制造公司的汽车制造过程(1890年年)年产量年产量800台台有许多独立的工匠手工完成有许多独立的工匠手工完成单件制造方式单件制造方式 生产流程生产流程几个主要伙伴讨论用户需求，确定汽车规格几个主要伙伴讨论用户需求，确定汽车规格定购

13、主要零件、各个承包商制造零件、汇总安装定购主要零件、各个承包商制造零件、汇总安装特点特点劳动力在设计、制造工艺水平上较高，组织十分分散劳动力在设计、制造工艺水平上较高，组织十分分散产量低、价格高、产品维护费用高产量低、价格高、产品维护费用高 追求的目标追求的目标全面满足客户的要求全面满足客户的要求较高的制造装配工艺水平较高的制造装配工艺水平2024/7/2716大批量重复生产（第2阶段）Ford生产线方式的引入（生产线方式的引入（1908年）年）零件互换、标准化技术的引入零件互换、标准化技术的引入装配线（固定线装配线（固定线流动线）流动线）结果：生产成本大量下降、生产率提高、产品的维护结果：生

14、产成本大量下降、生产率提高、产品的维护费用下降、维护方法简化费用下降、维护方法简化当生产量达当生产量达200万量时，价格降低了万量时，价格降低了2/3。特点特点劳动力专业化分工、培训时间缩短劳动力专业化分工、培训时间缩短组织结构一体化、大而全，计划管理，由上而下协调组织结构一体化、大而全，计划管理，由上而下协调生产组织生产组织官僚主义，对市场的响应能力下降官僚主义，对市场的响应能力下降机床的能力不断提高机床的能力不断提高 大批量生产追求的目标（大批量生产追求的目标（50年代前）年代前）大量生产大量生产低成本低成本提高劳动生产率提高劳动生产率2024/7/2717自动化生产（第三阶段，50-70

15、年代）新的生产组织模式新的生产组织模式制造资源计划（制造资源计划（MRPII，美国）美国）精益生产（日本）精益生产（日本）Siemag粗计划系统（德国）粗计划系统（德国） 制造设备水平提高制造设备水平提高数控机床（数控机床（50年代）年代）FMS（70年代）年代） 计算机辅助设计技术应用计算机辅助设计技术应用CAD、CAPP、CAM、CAE单元技术应用单元技术应用2024/7/2718自动化生产特点计算机应用水平提高计算机应用水平提高CAD、CAPP、CAM、CAE技术应用技术应用MRPII技术应用技术应用管理信息系统应用管理信息系统应用车间控制技术车间控制技术 局部集成技术局部集成技术MRP

16、II（计划、物料、库存、生产能力、财务、销售计划、物料、库存、生产能力、财务、销售信息集成）信息集成）CAD/CAPP/CAM集成集成FMS、独立制造岛（加工设备、物料传送、仓库存储独立制造岛（加工设备、物料传送、仓库存储设备的集成设备的集成优化优化 MRPII系统优化了物料供应和生产计划系统优化了物料供应和生产计划 FMS应用优化了生产调度和控制策略应用优化了生产调度和控制策略 车间作业计划与调度系统的应用优化了制造资源分配车间作业计划与调度系统的应用优化了制造资源分配2024/7/2719现代集成制造（20世纪80年代以后以信息技术为基础，系统集成与优化为手段，以提以信息技术为基础，系统集

17、成与优化为手段，以提高企业的市场竞争能力为目标，致力于全面提高企高企业的市场竞争能力为目标，致力于全面提高企业的业的T、Q、C、S 水平。水平。“自动化孤岛自动化孤岛”问题：片面提高自动化水平并不能问题：片面提高自动化水平并不能够带来企业效益的提高够带来企业效益的提高 “信息孤岛信息孤岛”问题：孤立的信息单元作用有限问题：孤立的信息单元作用有限集成成为现代制造业发展的主旋律集成成为现代制造业发展的主旋律2024/7/2720现代集成制造的代表模式计算机集成制造计算机集成制造 并行工程并行工程 虚拟制造虚拟制造 精良生产精良生产 敏捷制造敏捷制造 协同制造协同制造 网络化制造网络化制造2024/

18、7/2721自然经济自然经济 商品经济商品经济科科技技生生产产力力经经济济形形态态19102000奴隶社会封建社会资本主义、社会主义共产主义200年差距作作作作 坊坊坊坊 式式式式生生生生 产产产产自然经济自然经济 大量流水和大量流水和 成批生产成批生产 多品种多品种 小批量小批量 商品经济商品经济产品经济产品经济蒸汽机蒸汽机蒸汽机蒸汽机 电电电电 动动动动 机机机机信息信息 技术技术19001980产品产品经济经济科学管理，系统管理，现代管理计划计划经济经济科学管理 系统管理 现代管理t传统管理中中国国2024/7/2722信息技术引发了制造业的深刻变革信息技术促使工业产品知识化，制造业信息

19、化信息技术促使工业产品知识化，制造业信息化产品信息化产品信息化设计制造过程信息化设计制造过程信息化管理信息化管理信息化资源信息化资源信息化服务信息化服务信息化信息技术推动了新技术经济体系的形成信息技术推动了新技术经济体系的形成产生了新的生产管理和组织形式产生了新的生产管理和组织形式形成了当代最先进的生产力形成了当代最先进的生产力为制造业注入了新的活力为制造业注入了新的活力增强了制造业的技术创新和管理创新能力。增强了制造业的技术创新和管理创新能力。信息技术促进了经济全球化与制造全球化信息技术促进了经济全球化与制造全球化2024/7/2723信息时代制造业新的工业革命信息技术促进了信息技术促进了敏

20、捷制造敏捷制造的发展，形成了以虚拟制的发展，形成了以虚拟制造和动态联盟为特征的新型制造模式。造和动态联盟为特征的新型制造模式。网络技术促进了网络技术促进了全球化制造全球化制造的发展，引发了制造业的发展，引发了制造业的重新分工和资源的重新配置。的重新分工和资源的重新配置。计算机技术促进计算机技术促进设计制造数字化设计制造数字化，提高了产品创新，提高了产品创新能力，缩短了设计周期，降低了产品开发成本。能力，缩短了设计周期，降低了产品开发成本。电子商务技术促进了电子商务技术促进了全球化采购全球化采购/ /销售销售，降低了采购，降低了采购与销售成本，提高了服务质量。与销售成本，提高了服务质量。2024

21、/7/2724数字数字BOEING技术趋势技术趋势虚拟设计制造虚拟设计制造全生命周期设计制造全生命周期设计制造PLM并行工程并行工程CE全球化的协作平台全球化的协作平台EXSTAR美国美国B777的应用效果的应用效果开发周期：开发周期：9年年4.5年年成本降低：成本降低：25100整机数字化设计整机数字化设计世界垄断与霸主地位世界垄断与霸主地位制造业发生的深刻变革制造业发生的深刻变革数字化飞机数字化飞机2024/7/2725技术趋势技术趋势数字化设计制造数字化设计制造虚拟样机虚拟样机全球采购和分销全球采购和分销大规模定制大规模定制通用公司应用状况通用公司应用状况开发周期（开发周期（48月月24

22、月月 12月）月）碰撞试验（碰撞试验（100次次 50次）次）个性化定单个性化定单 3小时小时通过在线采购降低成本通过在线采购降低成本10产品概念设计产品概念设计产品详细设计产品详细设计制造业发生的深刻变革制造业发生的深刻变革数字化轿车数字化轿车2024/7/27262024/7/2727中国的进步2024/7/2728数字化设计/制造创我国枭龙飞机研制周期最短的奇迹枭龙枭龙/FC-1型飞机从冻结型飞机从冻结技术状态到首飞成功，只技术状态到首飞成功，只用了用了23个月的时间，这是个月的时间，这是采用了数字化设计采用了数字化设计/制造制造/管理技术创造的奇迹。管理技术创造的奇迹。 建立枭龙建立枭

23、龙/FC-1型飞机全型飞机全机机 结构数字样机，实现结构数字样机，实现产品数据共享产品数据共享 全机工艺规程编制计算机全机工艺规程编制计算机化化 实现枭龙实现枭龙/FC-1飞机主要飞机主要结构件数字化设计结构件数字化设计/工艺工艺/加工加工/检测，突破结构件检测，突破结构件制造瓶颈制造瓶颈2024/7/2729深海载人潜器示意图深海载人潜器示意图 2024/7/2736深海载人潜器的工作原理深海载人潜器的工作原理和效果图和效果图2024/7/2737机床2024/7/27381.2 1.2 计算机集成制造系计算机集成制造系统统CIMSCIMS的基本概念的基本概念2024/7/2739CIM概念

24、1973年，年，J.Harrinton博士提出博士提出CIM概念概念基本思想基本思想系统的观点：企业的各个生产环节是不可分割的，应该系统的观点：企业的各个生产环节是不可分割的，应该加以统一处理加以统一处理信息的观点：整个生产过程实质上也是对信息的采集、信息的观点：整个生产过程实质上也是对信息的采集、传递和加工处理的过程，在企业中主要存在信息流和物传递和加工处理的过程，在企业中主要存在信息流和物流这两种运动过程，而物流又是受信息流控制的。流这两种运动过程，而物流又是受信息流控制的。2024/7/2740为什么要提出CIM？在在20世纪世纪70年代，年代， 美国产业政策过分夸大了第美国产业政策过分

25、夸大了第三产业的作用，三产业的作用， 而将制造业贬低为而将制造业贬低为“夕阳工业夕阳工业”、“生了锈的皮带生了锈的皮带”， 导致美国制造业优势的衰导致美国制造业优势的衰退。退。20世纪世纪80年代初开始的世界性石油危机，年代初开始的世界性石油危机， 暴露暴露出美国制造业的优势多数已被日本所取代，出美国制造业的优势多数已被日本所取代， 美国美国报纸说：报纸说： “十个高技术产品中的七个，十个高技术产品中的七个， 其市场已其市场已为日本所占有为日本所占有”、“日本产品在美国人心目中已经日本产品在美国人心目中已经成为质量好、价格便宜的同义词成为质量好、价格便宜的同义词”。美国要用其信息技术的优势夺回

26、制造业的领导地位，美国要用其信息技术的优势夺回制造业的领导地位， 认为认为“对对CIMS， 不要再犹豫了！不要再犹豫了！ （ CIMS， no longer a choice!） ” 2024/7/2741“ “自动化孤岛自动化孤岛” ”2024/7/27421+1=2 ?2024/7/2743将将“ “自动化孤岛自动化孤岛” ”集成在一集成在一起起2024/7/2744早期CIM的定义CIM是一种组织、管理与运行企业生产的新哲理，是一种组织、管理与运行企业生产的新哲理，它藉助计算机硬软件，综合运用现代管理技术、制它藉助计算机硬软件，综合运用现代管理技术、制造技术、信息技术、自动化技术、系统工

27、程技术，造技术、信息技术、自动化技术、系统工程技术，将企业生产全部过程中有关人、技术、经营管理三将企业生产全部过程中有关人、技术、经营管理三要素及其信息流与物流有机地集成并优化运行，要素及其信息流与物流有机地集成并优化运行，以实现产品高质、低耗、上市快，从而使企业赢得以实现产品高质、低耗、上市快，从而使企业赢得市场竞争市场竞争 经营管理人/组织技术2024/7/2745几层含义CIM是一种组织、管理与运行企业生产的哲理，其是一种组织、管理与运行企业生产的哲理，其宗旨是使企业的产品高质量、低成本、上市快，从宗旨是使企业的产品高质量、低成本、上市快，从而使企业赢得竞争力而使企业赢得竞争力企业生产的

28、各个环节，是一个不可分割的有机整体企业生产的各个环节，是一个不可分割的有机整体企业生产的要素包括人、技术及经营管理，其中，企业生产的要素包括人、技术及经营管理，其中，尤其重视发挥人在现代化企业生产中的主导作用。尤其重视发挥人在现代化企业生产中的主导作用。企业生产活动中包括信息流（采集、传递和加工处企业生产活动中包括信息流（采集、传递和加工处理）和物流两大部分。现代企业中尤其重视信息流理）和物流两大部分。现代企业中尤其重视信息流的管理运行及信息流与物流间的集成。的管理运行及信息流与物流间的集成。CIM技术是基于现代管理技术、制造技术、信息技技术是基于现代管理技术、制造技术、信息技术、自动化技术、

29、系统工程技术的一门综合性技术。术、自动化技术、系统工程技术的一门综合性技术。2024/7/2746CIMS定义 CIMS（Computer Integrated Manufacturing System）是基于）是基于CIM哲理而哲理而组成的系统，组成的系统，定义为：定义为：“CIMS是通过计算机硬软件，并综合运用是通过计算机硬软件，并综合运用现代管理技术、制造技术、信息技术、自动化技术、现代管理技术、制造技术、信息技术、自动化技术、系统工程技术，将企业生产全部过程有关的人、技系统工程技术，将企业生产全部过程有关的人、技术、经营管理三要素及其信息与物流有机物有机集术、经营管理三要素及其信息与物

30、流有机物有机集成并优化运行的复杂的大系统。成并优化运行的复杂的大系统。” 2024/7/27471.3 1.3 现代集成制造系统现代集成制造系统CIMSCIMS的基本概念的基本概念2024/7/2748提出1986年提出了年提出了863/CIMS主题计划。它以主题计划。它以“发发展高科技、实现产业化展高科技、实现产业化”为宗旨，在国家科委为宗旨，在国家科委(科科技部技部)直接领导和各有关部门的大力支持下，经过直接领导和各有关部门的大力支持下，经过近近10000名专家、技术人员和管理人员不懈的努名专家、技术人员和管理人员不懈的努力，立足国情，创新发展，从早期的以信息集成为力，立足国情，创新发展，

31、从早期的以信息集成为特征的计算机集成制造系统（特征的计算机集成制造系统（Computer Integrated Manufacturing System）开始，）开始，发展到以信息集成和企业优化为特征的现代集成制发展到以信息集成和企业优化为特征的现代集成制造系统（造系统（Contemporary Integrated Manufacturing System），走出了一条具有），走出了一条具有中国特色的中国特色的CIMS之路，取得重大进展，并在国际之路，取得重大进展，并在国际上取得了一席之地。上取得了一席之地。2024/7/2749时代背景1.全球化趋势全球化趋势2.以客户为中心的市场以客户为

32、中心的市场3.竞争新环境和新形式竞争新环境和新形式4.知识经济初露端倪知识经济初露端倪5.因特网的冲击因特网的冲击6.环境保护和可持续发展的呼声日盛环境保护和可持续发展的呼声日盛2024/7/2750CIM新定义“CIM是一种组织、管理和运行现代制造类企业的是一种组织、管理和运行现代制造类企业的理念。它将传统的制造技术与现代化信息技术、管理念。它将传统的制造技术与现代化信息技术、管理技术、自动化技术、系统工程技术等有机结合，理技术、自动化技术、系统工程技术等有机结合，使企业使企业产品全生命周期产品全生命周期（ 从市场需求分析到最终从市场需求分析到最终报废处理）报废处理） 各阶段活动中有关的人（

33、各阶段活动中有关的人（ 组织、管理）组织、管理） 、经营管理和技术三要素及其信息流、物流和价值、经营管理和技术三要素及其信息流、物流和价值流三流有机集成并优化运行，以达到产品（流三流有机集成并优化运行，以达到产品（P）上）上市快（市快（T）、高质（）、高质（Q）、低耗（）、低耗（C）、服务好）、服务好（S）、环境清洁（）、环境清洁（E），进而提高企业的柔性、），进而提高企业的柔性、健壮性、敏捷性，使企业赢得市场竞争。健壮性、敏捷性，使企业赢得市场竞争。 ”2024/7/2751信息集成过程集成企业间集成2024/7/2752现代集成制造系统的特征以系统论思想为核心以系统论思想为核心具有集成化、

34、数字化、网络化、敏捷化、智能化和具有集成化、数字化、网络化、敏捷化、智能化和绿色化等特征。绿色化等特征。2024/7/2753从“计算机集成制造系统” 到“现代集成制造系统”2024/7/27541.4 CIMS1.4 CIMS的设计与实的设计与实施要点施要点2024/7/2755CIMS的设计与实施如何加深对如何加深对CIM哲理的理解？哲理的理解？如何逐步的实现如何逐步的实现CIMS？CIMS不是买来的，是建起来的！不是买来的，是建起来的！CIM方法论。方法论。实施指导方针。实施指导方针。2024/7/2756企业模型理论与方法理解模型理解模型现实世界是复杂的，人们所要面临和解决的大部分问题

35、现实世界是复杂的，人们所要面临和解决的大部分问题也是复杂的。也是复杂的。人们可以通过一些办法和手段提炼出这个世界的某些本人们可以通过一些办法和手段提炼出这个世界的某些本质特征和规律，用来把握一些复杂的系统和解决一些复质特征和规律，用来把握一些复杂的系统和解决一些复杂的问题。这些方法和手段需要某种形式的中介，这个杂的问题。这些方法和手段需要某种形式的中介，这个中介就是所谓的中介就是所谓的模型模型。模型是对复杂系统及问题的一种简化和抽象，它将复杂模型是对复杂系统及问题的一种简化和抽象，它将复杂系统的特征、行为和规律等通过比较简单明了的形式表系统的特征、行为和规律等通过比较简单明了的形式表达出来，帮

36、助人们抓住问题的主要矛盾，认识问题、研达出来，帮助人们抓住问题的主要矛盾，认识问题、研究问题和解决问题。究问题和解决问题。2024/7/2757人们每天都在从事建模活动当人们开始试图理解一个事物的时候，已经不知不觉地开始当人们开始试图理解一个事物的时候，已经不知不觉地开始建模了。特别是面对一个不很直观的问题时候，通常在脑子建模了。特别是面对一个不很直观的问题时候，通常在脑子里、在纸面上或通过其它办法勾画一个里、在纸面上或通过其它办法勾画一个“草图草图”，这就是一，这就是一个简单粗略的模型。个简单粗略的模型。但是这种情况下建立的模型是零散的、不系统的、无序的、但是这种情况下建立的模型是零散的、不

37、系统的、无序的、模糊的、不容易为他人所理解的。而且对于同一事物，不同模糊的、不容易为他人所理解的。而且对于同一事物，不同的人由于理解的角度和深度的不同，所建立的模型也就不同，的人由于理解的角度和深度的不同，所建立的模型也就不同，或者说相互之间有一定偏差。或者说相互之间有一定偏差。那么当人们在共同探讨一个问题或研究一个系统的时候，就那么当人们在共同探讨一个问题或研究一个系统的时候，就需要一个彼此都能理解的模型来表达他们的研究对象，因此需要一个彼此都能理解的模型来表达他们的研究对象，因此在科学和工程意义上的建模就是用一个公共一致的模型把人在科学和工程意义上的建模就是用一个公共一致的模型把人们对同一

38、事物理解的偏差控制在最小范围内。们对同一事物理解的偏差控制在最小范围内。2024/7/2758模型有多种表现形式它们都是对某些对象的行为特征和活动规律的抽象和简化。它们都是对某些对象的行为特征和活动规律的抽象和简化。它们都是公共的表示方式，都有一定的适用范围。它们都是公共的表示方式，都有一定的适用范围。它们都可以帮助人们理解问题、研究问题和解决问题。它们都可以帮助人们理解问题、研究问题和解决问题。形象模型形象模型模拟模型模拟模型符号或数学模型符号或数学模型 y=f(x), a b c2024/7/2759企业模型是什么?企业模型是一种记载企业知识的系统结构，也可以说是一种企业模型是一种记载企业

39、知识的系统结构，也可以说是一种企业知识和经验的形式化表达方法。企业知识和经验的形式化表达方法。企业模型也是描述企业形态、特征、行为的一种蓝图。企业模型也是描述企业形态、特征、行为的一种蓝图。企业的业务流程、组织结构、资源构成、产品结构、信息联企业的业务流程、组织结构、资源构成、产品结构、信息联系、规章、制度、规程、计划、方案、建议、管理方法等都系、规章、制度、规程、计划、方案、建议、管理方法等都属于企业模型的范畴。属于企业模型的范畴。提供公共一致的企业知识表示形式，将企业的零散知识连接提供公共一致的企业知识表示形式，将企业的零散知识连接和整理成一个有机的整体。和整理成一个有机的整体。支持深入便

40、捷地理解企业，支持对企业及其生存环境的真实支持深入便捷地理解企业，支持对企业及其生存环境的真实面貌的探索，不断挖掘和积累企业的知识，将企业人员头脑面貌的探索，不断挖掘和积累企业的知识，将企业人员头脑中宝贵的经验以一定的形式固化下来。中宝贵的经验以一定的形式固化下来。2024/7/2760什么是企业建模？企业建模是一个通用的术语，它涉及一组活动、企业建模是一个通用的术语，它涉及一组活动、方法和工具，它们被用来建立描述企业不同侧面方法和工具，它们被用来建立描述企业不同侧面的模型。的模型。企业建模是根据关于建模企业的知识、以前的模企业建模是根据关于建模企业的知识、以前的模型、企业参考模型、领域的本体

41、论和模型表达语型、企业参考模型、领域的本体论和模型表达语言来完成建立全部或部分企业模型（过程模型、言来完成建立全部或部分企业模型（过程模型、数据模型、资源模型、新的本体，等等）的一个数据模型、资源模型、新的本体，等等）的一个过程。过程。2024/7/2761CIM企业参考模型系统分析和系统设计的有效工具例如：CIM-OSA通用层次通用层次 部分通用层次部分通用层次 专用层次专用层次 组织视图组织视图 资源视图资源视图 信息视图信息视图功能视图功能视图需求定义层需求定义层设计说明层设计说明层实施描述层实施描述层2024/7/2762企业参考模型的构成原则抽象化抽象化模块化模块化开放性开放性用户需

42、求与系统实施相分离用户需求与系统实施相分离2024/7/2763离散制造业CIMS体系结构生产管理分系统企业资源管理体系（管理作业、管理流程、管理组织）物流管理分系统工程信息分系统市场与客户关系管理分系统财务管理分系统企业决策支持系统计算机辅助质量保证与质量管理分系统办公自动化分系统人力管理分系统网络与数据库支撑环境分系统制造自动化分系统仓储自动化分系统2024/7/2764 监控层 决策层管理层计划层调度层控制层决策支持系统管理信息系统综合计划系统生产调度系统过程监控系统过程控制系统装置层装置控制层装置操作层生产管理层经营管理层决策支持层 装置；公用工程；罐区；等DCS；PLC；等计划优化、

43、调度优化；在线统计；等各种管理系统过程仿真；在线优化;APC; 安全监测；故障诊断；等流程制造业业CIMS层次结构2024/7/2765CIMS工程开发生命周期立项立项可行性论证可行性论证需求分析需求分析初步设计初步设计详细设计详细设计工程实施与应用工程实施与应用系统运行与维护系统运行与维护2024/7/2766实施CIMS的指导方针十六字方针十六字方针效益驱动效益驱动总体规划总体规划分步实施分步实施重点突破重点突破2024/7/2767作业1内容：内容： 以你了解的我国某个制造企业为例，说明它现在还主以你了解的我国某个制造企业为例，说明它现在还主要处于什么发展阶段，在企业的生产经营中面临的主要处于什么发展阶段，在企业的生产经营中面临的主要困难是什么？要困难是什么？ 你学习本门课希望的主要收获是什么？你学习本门课希望的主要收获是什么？对课程有什么建议和要求？对课程有什么建议和要求？ 2024/7/2768个人观点供参考，欢迎讨论