生产特点分析与CIMS问题系统集成指南43473.docx

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1、系统集成指南 企业生产特点分析与CIMS分类问题 东北大学控制仿仿真中心徐徐心和教授 一、引言 CIMS计计算机集成制制造系统(CComputter Inntegraated MManufaacturiing Syystem),10年前前还是一个鲜鲜为人知的英英语词组缩写写。10年来来,在国家8863计划的的推动下,CCIMS已经经唤起越来越越多的专家学学者和工程技技术人员的参参与,引起越越来越多的企企业的关注,一批试点企企业已经取得得可喜的成果果和显著的经经济效益,一一个CIMSS推广开发的的热潮正在各各行各业悄然然兴起。准确确地讲,19974年约瑟瑟夫哈林顿顿博士提出的的CIM(计计算机集

2、成制制造)是企业业组织生产的的先进哲理理(phiilosopphy)。他他的基本观点点是: (1) 企业的的多个生产环环节是不可分分割的,需要要统一考虑。 (2) 整个制制造过程实质质上是信息采采集、传递和和加工处理的的过程。 按照CIM哲理理构成的企业业生产与管理理的自动化系系统可称之谓谓CIMS。显显然,由于生生产企业的不不同,CIMMS不会具有有统一的模式式。 值得注意的是,目前出版的的有关CIMMS的图书资资料几乎都属属于同一种模模式,即CIIMS由以下下五大分系统统组成: (1) 以MRRP-为核核心的管理信信息系统; (2) 产品设设计与制造工工程设计自动动化系统(CCAD/CAA

3、PP/CAAM); (3) 制造自自动化或柔性性制造系统(FMS); (4) 质量保保证系统; (5) 计算机机网络与数据据库系统。 显然,这种CIIMS模式比比较适合于离离散型的机械械制造型企业业。 CIMS模式的的这种局限性性有其历史原原因和现实原原因,从其被被提出到实现现这10多年年时间里,CCIMS主要要集中在机械械制造行业,而我国8663计划的示示范工厂也是是集中在机制制行业。这种种局限性还有有其行业上的的原因,那就就是机械制造造行业比其它它行业在信息息集成方面要要面临更多的的困难,即除除了有面向管管理的数据流流外,还有面面向几何的数数据流。几何何图形的表示示、存储、转转换、控制和和

4、检测等过程程在设计、制制造和管理之之间造成了巨巨大的信息鸿鸿沟,成为信信息集成的难难点。CIMMS的中心议议题是集成成,其道理理也在于此。 如今,CIMSS已经走向各各个行业,有有人将企业粗粗略分为离散散型、流程型型和混合型。显显然,其相应应的CIMSS也将是不同同的模式与类类别。 二、CIMS分分类的本质要要素 面对各种各样的的企业和形形形色色的CIIMS方案,目前还缺少少一种科学简简明的分类方方法。有人采采用离散型、连连续型(流程程型)、混合合型CIMSS的分类方法法,但除了使使人认识到企企业生产的区区别外,很难难感觉到CIIMS的内涵涵差别。 CIMS分类的的本质要素应应是实现系统统功能

5、集成的的技术难点所所在,是影响响CIMS发发挥整体效益益的技术关键键所在。 前面谈到,CIIM是一种哲哲理。CIMMS是在这一一哲理指导下下,通过物理理集成、信息息集成和功能能集成,将企企业的各种生生产与经营活活动集成起来来的一个高度度自动化的整整体。目的是是将质量好、成成本低的产品品适时地推向向市场,从而而获得显著的的经济效益。 所谓物理集成,是要求各种种自动化设备备的合理配置置与到位。信信息集成则要要求通过计算算机网络与数数据库实现信信息传递与共共享,让各种种信息在各种种控制、信息息管理与决策策中发挥其应应有的作用。功功能集成则是是要将企业主主要的生产经经营活动通过过计算机协调调实现。显然

6、然功能集成是是目的,而物物理与信息集集成是实现功功能集成的基基础。 一般说来,如果果企业具有一一定的财力,实现物理集集成与信息集集成是不困难难的,因为世世界上各大计计算机公司都都在开发新产产品和抢占各各种市场。即即使对于某些些自动化孤岛岛难以实现数数据交换,那那么,这种技技术上的障碍碍也决非是企企业本身可以以逾越的。 企业面临的最大大困难是功能能集成的实现现,也就是如如何设计与开开发适合本企企业特点的应应用系统。即即使是世界著著名的计算机机公司也无法法提供普遍适适用的应用系系统(而不是是应用平台),如果可以以购得这样的的应用系统(主要是软件件系统),厂厂商的开价也也将是难以接接受的。 三、企业

7、特点与与CIMS分分类 笔者从实现企业业功能集成的的难点与关键键技术的角度度,以很粗的的线条勾划出出三类企业的的特点,并提提出三种类型型的CIMSS。 1.离散型企业业与CAD/CAM型CCIMS 所谓离散型生产产企业主要是是指一大类机机械加工企业业。它们的基基本生产特征征是机器(机机床)对工件件外形的加工工,再将不同同的工件组装装成具有某种种功能的产品品。由于机器器和工件都是是分立的,故故称之为离散散型生产方式式。如汽车制制造、飞机制制造、电子企企业和服装企企业等。为了了提高企业产产品在市场上上的竞争能力力,人们早就就注意到实现现企业生产经经营中各个环环节的自动化化与计算机化化。如加工过过程

8、采用数控控机床(NCC)和柔性加加工中心(FFMC),工工件的运送采采用自动导引引小车(AGGV),还有有产品设计与与编程(CAAD/CAPPP/CAMM)、材料资资源规划(MMRP)、企企业的生产管管理与经营决决策(MISS/DSS)也都可用计计算机实现。为为了提高整个个系统的运行行效率,取得得显著的经济济效益,通过过计算机网络络与数据库将将以上这些功功能集成起来来,便形成了了典型的计算算机集成制造造系统(CIIMS),这这也是多年来来人们取得统统一认识的CCIMS模式式。 由于机械加工企企业是以产品品的功能、外外型与成本为为主要竞争内内容,面对多多品种小批量量的买方市场场和越来越挑挑剔的顾

9、客,产品的设计计与制造成为为生产的关键键与核心。是是否具有强大大的适于本企企业生产、研研究与改型的的CAD/CCAM软、硬硬件,便成为为企业能否适适时推出新颖颖实用商品的的关键。许多多企业在产品品结构调整中中陷于困境,很大程度上上也是受制于于拿不出适销销对路、开拓拓市场的产品品。 鉴于此,可以将将这类传统的的CIMS称称之为CADD/CAM型型CIMS,以便与其它它类型的CIIMS相区别别。 2.流程型企业业与过程数模模型CIMSS 所谓流程型生产产企业是指被被加工对象不不间断地通过过生产设备,如化工厂、炼炼油厂、水泥泥厂、发电厂厂等,这里基基本的生产特特征是通过一一系列的加工工装置使原材材料

10、进行规定定的化学反应应或物理变化化,最终得到到满意的产品品。由于生产产过程是244小时连续不不断的,人们们也称此类生生产为过程型型或连续型。 不难看出,许多多流程型企业业都是重要的的能源和原材材料工业,产产品品种稳定定,生产量大大。它们的产产品常常不是是以新取胜,而是以质和和价取胜。因因此,企业的的自动化目标标是如何有效效地监测和控控制生产过程程,使生产过过程处于最佳佳状态,节省省原材料,降降低能耗与其其它消耗,提提高产品的收收得率与优质质品率,提高高设备的寿命命等。由于全全线设备的启启动过程复杂杂,因此,除除大中修外,很少中断生生产过程。对对于原材料等等外部条件的的随机变化,系统应有良良好的

11、抗干扰扰能力和性能能鲁棒性。 流程型系统的控控制管理已经经有了大量成成功的典型,普遍采用的的是集散控制制系统(DCCS),由334级(测测量执行级、回回路控制级、单单元控制级及及过程控制级级)实现全过过程的自动控控制。显然,此系统正常常而高质量的的运行要借助助于完好的过过程模型,其其中多数为数数学模型,有有时也可以是是图模型、网网络模型或非非结构化模型型。一般说来来,只要有了了良好的过程程数模型,便便可以实现系系统的优化控控制。 鉴于此,可以将将此类CIMMS称之为过过程数模型CCIMS。显显然,产品的的设计(CAAD)在这里里并不主要。企企业为了获取取更好的经济济效益,根据据市场价格的的变化

12、及时调调整产品结构构是完全必要要的。为此,建立企业的的最优产品结结构模型也应应是功能集成成的重要内容容。有人也将将这类CIMMS称之为CCIPS(CComputter Inntegraated PProcesssing Systeem)。 3.混合型企业业与计划调度度型CIMSS 所谓混合型企业业是指其生产产活动中既有有流程型特征征,又有离散散型特征,如如钢铁企业等等。在这里,高炉炼铁或或转(电)炉炉炼钢、连续续铸造、热带带连轧或冷带带连轧等每道道工序本身都都可以看作是是一个连续生生产过程,但但在各个工序序间的衔接是是靠分离的铁铁(钢)水罐罐、铸坯、铸铸锭、钢卷等等实现的。作作为企业的宏宏观运

13、行不仅仅存在物流平平衡和资源(设备等)平平衡问题,而而且由于是高高温作业,还还存在温度平平衡和时间平平衡(列车时时刻表)问题题。因此,这这类企业实现现CIMS时时,不仅要解解决好每道工工序的自动化化问题,而且且要解决好各各工序间的所所有平衡问题题。 钢铁生产的产品品一般是规范范化的。根据据用户的订货货规格,只需需从已有的工工艺档案中找找出其加工工工艺方案即可可,一般不需需要CAD系系统。如果各各工序自动化化系统稳定可可靠,产品质质量可以保证证,那在系统统功能集成中中遇到的最大大难题便是如如何面向多品品种小批量的的大量订货合合同而组织生生产。这里包包括按钢种、规规格和交货期期的聚类组批批;轧制计

14、划划、连铸计划划与炼钢计划划的各种平衡衡;如何将几几个不同的工工序视为一个个整体,实现现一体化管理理,做到前后后工序计划同同步化,物流流运行准时化化;充分运用用高温坯的潜潜热,取消或或减少再加热热过程,降低低能耗,减少少烧损,缩短短生产周期,增加企业效效益和市场竞竞争力。 由此可见,工序序的过程控制制是系统功能能集成的基础础与前提。而而系统功能集集成的技术难难点与关键是是如何取代或或基本取代人人的计划与调调度功能,这这一点已经引引起世界各国国钢铁行业的的关注。鉴于于此,可以称称此类CIMMS为计划调调度型CIMMS。 应该承认混合型型企业也是各各种各样的,集成的难点点与关键也会会不尽相同。因因

15、此,也不好好一概而论混混合型企业的的CIMS都都应归属为计计划调度型CCIMS。 四、大型企业的的CIMS分分类问题 大型企业常常是是综合性企业业。总厂下面面设有若干分分厂,分厂中中又有许多车车间。随着功功能的分工,一般都有不不同类型的生生产工艺,也也必然遇到不不同的技术难难点与关键。这这时,如果把把一个总的CCIMS分解解成几个局部部的CIMSS,那就可能能在上层的计计划调度型CCIMS中含含有下层的过过程数模型或或CAD/CCAM型CIIMS。随着着企业的千变变万化,CIIMS的属性性也会错综复复杂。 总之,多种多样样的CIMSS虽然有着相相同的哲理,却在内容与与核心上存在在着相当大的的差

16、异。承认认和深刻认识识这些差异,给出科学的的分类方法,对于我国的的CIMS推推广工作将具具有十分重要要的意义。 SDAICCIMS工程程数据交换的的关键技术 华北计算技术研研究所娄勤勤俭马应章章 一、SDAI的的技术背景 SDAI(Sttandarrd Datta Acccess IInterfface)是是基于STEEP(Staandardd for the EExchannge offProduuct Moodel DData)的的产品数据交交换规范(PProducct Datta Excchangee Usinng STEEP,PDEES)标准(ISO 110303 Produuct D

17、aata Reepreseentatiion annd Excchangee)系列的一一个重要的技技术组成部分分。PDESS规定了产品品从设计到制制造完成的全全过程中,能能够表示并提提供通信交换换的数据形式式, 这种形形式完整地表表示产品数据据,并适合中中性的文件交交换,且能达达到产品数据据共享及持久久存档保存的的目的。这样样,产品数据据一方面能在在企业间或企企业生产的各各部分活动之之间交换,以以提高产品数数据资源的应应用效率;同同时,另一方方面,由于其其描述的独立立性和完整性性,使该数据据独立于应用用它的软件系系统,并能广广泛支持涉及及产品数据应应用的各个方方面。 这里,产品数据据是适合于人

18、人或自动化作作业进行识别别、通信和处处理的关于一一个或一组产产品的事实、概概念及要求的的形式化描述述。在CIMMS领域中,通常把基于于计算机辅助助的产品生命命周期的某些些工程过程,如CAD、CCAPP、CCAE、CAAQ、CAMM等(可统称称为CAX),所产生和和应用的数据据称工程数据据。工程数据据实际上是产产品数据的一一个子集。工工程数据的交交换是CAXX数据应用中中要解决的中中心环节,这这种数据交换换不仅发生在在不同的CAAX之间,而而且也发生在在同一CAXX的不同设计计版本或不同同产品型号之之间,甚至在在产品的装配配与零部件之之间等。因此此,工程数据据交换在CIIMS中占有有特别重要的的

19、地位,是CCIMS数据据集成、实现现数据交换共共享的一个关关键性的技术术组成部分。 STEP支持CCIMS工程程数据的描述述,提供了EExpresss数据描述述语言,并为为实现数据交交换操作提供供了SDAII实施方法,使得所描述述和管理的工工程数据能在在不同的工程程环境中通过过数据交换达达到共享和应应用数据资源源的目的。目目前,Exppress语语言已较普遍遍地被装配在在一些计算机机系统上,SSDAI在国国内CIMSS领域中的研研究和开发工工作已展开,它的应用对对实现工程数数据库将很有有意义。 二、数据描述语语言Exprress PDES提供了了在产品设计计、制造和使使用的整个生生命周期内,用

20、于完全描描述产品数据据,并能保证证其一致性而而无二义性的的统一的方法法和工具,即即Expreess语言。这这是一种具有有面向对象特特征,可对产产品数据描述述的语言,它它能容易地被被人和计算机机系统理解和和识别,是一一种便于定义义系统数据资资源和支持开开发应用的语语言。Exppress语语言有很强的的表达能力,适用于CAAX系统中所所需要的各种种工程数据的的描述,含有有丰富的数据据类型及语言言元素。Exxpresss语言是实施施产品数据交交换的基础。 Expresss是基于模式式的语言。模模式是Exppress语语言为一致性性的实现方法法所提供的一一种作用域,它是相关实实体类型与用用户定义类型型

21、的集合。模模式不仅能定定义其中的实实体及实体之之间的?叵?而且还能定定义对实体及及其属性所施施加的约束和和操作。同时时,模式还可可以包括函数数、过程、全全局规则或常常数说明等其其它一些语言言成分。模式式可以通过接接口实现一个个模式对另一一模式的一些些成份的使用用或引用。使使用是对模式式中说明的实实体所定义的的数据类型而而言,引用则则是对?胶凸嬖蛑獾钠渌蠩xpreess说明的的项的引用。 实体类型是Exxpresss语言的重要要数据类型,它以ENTTITY语句句定义且赋予予标识符,并并可通过此标标识符对其引引用。实体类类型表示了一一类具有共同同特征的对象象,共同特征征是通过属性性和约束来表表示的

22、。实体体类型也可以以被嵌套使用用,即可以作作为上层实体体类型的一个个属性。 Expresss提供了表示示实体属性的的各种简单、聚聚合和命名的的数据类型。应应用这些数据据类型及语言言提供的函数数、过程、规规则、常数等等语言元素,通过相关的的语句,可以以完整地描述述在CAX工工程系统中所所需要的数据据。这些数据据可以组织成成相应的数据据库或数据文文件,系统中中各CAX之之间的数据可可交换共享,由SDAII来实现。 三、SDAI结结构设施 SDAI规定了了实现数据交交换标准的实实施方法,是是对使用Exxpresss语言所定义义的数据进行行交换操作的的接口,它定定义了对交换换数据进行操操作的一个操操作

23、集。接口口所涉及的一一些设施及体体系结构可用用简化的图形形表示,如图图1所示。图图中描述了应应用数据、词词典、会话数数据、应用程程序及SDAAI操作之间间的关系。 存储仓(Reppositoory)是一一个很重要的的数据存储设设施,它是能能在内存中实实现的单个或或多个数据库库、单个文件件或文件集合合,也可以是是以任何其它它方法实现的的数据存储设设施。存储仓仓中存储和管管理着词典及及应用数据,SDAI的的所有数据的的交换处理完完全是在它的的支持下进行行的。它是数数据库技术在在新的应用环环境中的一个个新概念,其其形成的内存存数据管理系系统在未来CCIMS数据据集成的应用用中将发挥重重要的作用。 S

24、DAI的数据据访问操作过过程是在其会会话状态下进进行的。系统统进入会话状状态之后,须须打开存储仓仓,然后才能能启动事务。事事务提供读写写和只读两种种访问方式。事事务访问的对对象是模式实实例,它是系系统中实体实实例的逻辑集集合。实体实实例按照特征征分成若干个个SDAI模模型,每个模模型与一个存存储仓相联系系。如SDAAI模型可包包含一个具体体产品描述数数据的某个分分组。SDAAI存储结构构如图2所示示。 图2 SDAII存储结构 事务由一系列操操作组成,操操作的效果可可作为一个单单位被保存或或者被反做。在在事务开始后后,其读写方方式允许应用用访问和改变变SDAI模模型中的实例例,而只读方方式只允

25、许应应用访问,却却不允许改变变它们。 四、SDAI支支持的数据模模式 SDAI所操作作的数据都是是用Exprress语言言所描述的一一系列模式定定义的。模式式包括词典模模式、会话模模式、集居(Popullationn)模式、抽抽象数据类型型模式和数据据类型模式。这这些模式共同同构成了SDDAI实现数数据交换的程程序设计环境境。 词典模式定定义了数据词词典,它存储储着由SDAAI所操作的的实例的模式式信息,包括括类型定义、实实体定义和数数据定义的有有关信息。 会话模式提提供对SDAAI会话管理理的结构。它它定义会话、访访问方式及会会话事件。基基于会话模式式的SDAII模型中的实实体实例描述述了一

26、个SDDAI会话的的当前状态。SSDAI会话话模式中所申申明的项应该该都集居于用用接口规范引引用的SDAAI词典中。SSDAI会话话模式的内容容有类型定义义(访问类?秃褪迪掷嘈嘈?及实体定定义,实体定定义包括SDDAI会话、实实现、SDAAI存储仓、存存储仓内容、事事务、SDAAI事件、事事件及错误事事件。 集居模式提提供管理和创创建Exprress实体体实例的结构构。该模式定定义了SDAAI模型和模模式实例。通通过SDAII会话模式接接口,当该模模式中所有的的项集居于SSDAI词典典模式时,都都被分解进入入SDAI会会话模式中。SSDAI集成成模式只有实实体定义,包包括模式实例例、SDAII

27、模型、模型型内容、实体体范围及作用用域等。 抽象数据类型型模式提供供通过SDAAI操作的数数据的一般描描述。该描述述连同SDAAI操作一起起定义了数据据的习性。SSDAI抽象象数据类型模模式不需要SSDAI服务务实现,而它它的存在本身身支?侄許DDAI操作的的描述和其中中存在实例的的SDAI环环境的定义,具体实现是是通过引用SSDAI模型型的实体定义义。该模式假假定软件系统统提供整数、实实数、字符、二二进制位以及及其它逻辑数数据类型的表表示。类型定定义包括对基基本数据、字字串值、二进进制值、整数数值、实数值值、数值值、布布尔值及逻辑辑值等的定义义。实体定义义包括对迭代代算符、实体体实例、应用用

28、实例、SDDAI实例、词词典实例、会会话实例、属属性值、选择择值、枚举值值、聚合实例例、无序集合合、集实例、数数袋实例、列列表实例和数数组实例等的的定义。 数据类型模式式描述通过过SDAI操操作可管理的的实体数据类类型之间的继继承关系。这这些关系用于于对该模式实实体数据类型型的操纵实例例中可用的操操作分类。对对于作为SDDAI操作的的参数或返回回值使用的实实体实例类型型,这种分类类也要求其所所有SDAII实现的具体体习性。 SDAI的语言言联编应该为为这些实体提提供数据类型型,相当于语语言实现了在在该模式中定定义的继承关关系。在语言言联编中,代代表具体应用用实例的类型型应该是SDDAI中每个个

29、应用实体的的祖先;代表表实体词典实实例的类型应应该是词典模模式中每个实实体的祖先;代表实体会会话实例的类类型应该是会会话模式中每每个实体的祖祖先。 SDAI数据类类型模式唯一一的目的是定定义允许语言言联编的各种种实体数据类类型之间的继继承关系,并并在对SDAAI操作的行行为规范中使使用这些关系系。 该继承关系在用用于任何应用用模式的SDDAI词典模模式的集居中中不应该出现现,也不应出出现在SDAAI词典模式式或SDAII会话模式中中。 SDAI数据类类型模式有实实体定义,其其中定义了实实体实例、应应用实例、SSDAI实例例、词典实例例、会话实例例。 五、SDAI操操作 SDAI操作应应该是在语

30、言言联编中定义义的。这里介介绍在语言联联编中SDAAI操作的一一些最基本的的功能。 一个特定的SDDAI操作能能以某种联编编映射成一个个或多个函数数,这些函数数可以有一个个或多个隐式式传递的输入入、输出或错错误参数。 在SDAI操作作中,实体实实例的操作可可以应用在SSDAI中定定义的任一实实体数据类型型的所有实例例或对SDAAI可用的应应用模式的所所有实例,而而应用实例操操作只能应用用在SDAII可用的应用用模式中定义义的实体数据据类型的所有有实例。当一一个操作需要要访问在当前前会话中未打打开的SDAAI模型中的的一个实体实实例时,对该该SDAI模模型的只读访访问应该自动动启动,且如如果需要

31、的话话,包含SDDAI模型的的存储仓也应应自动打开。当当一个操作因因不成功而终终止时,输入入参数的值应应该不变,而而对输出参数数的影响依赖赖于实现,这这样,当出现现错误时,应应用会忽略输输出参数。 SDAI的操作作只能在确定定的不同状态态中进行。其其中有会话状状态、存储仓仓状态、读写写事务状态、只只读事务状态态、只读SDDAI模型状状态和读写SSDAI模型型状态。状态态之间会由于于某些操作而而引起状态过过渡,即从一一个状态变到到另一个状态态。 SDAI操作分分为以下若干干类: 环境操作包包括打开会话话,初始化SSDAI服务务,记录会话话事件。 会话操作包包括启动和停停止SDAII会话的事件件记

32、录,打开开存储仓,启启动事务的只只读或读写访访问及交付或或夭折,结束束事务访问、交交付和夭折,SDAI查查询,关闭会会话等。 模式实例操作作包唇蜕境绞绞道?增加和和取消SDAAI模型,确确认全局规则则和唯一性规规则,确认实实例引用域等等。 存储仓操作包括创建SSDAI模型型,关闭存储储仓。 SDAI模型型操作包括括删除或重命命名SDAII模型,启动动和结束只读读访问,升级级SDAI模模型为读写访访问,启动和和结束读写方方式,取得实实体定义,创创建实体实例例,保存变化化和反做等操操作。 作用域操作包括增加、取取得和测试作作用域,把应应用实例添入入、移出输入入列表或作用用域,删除作作用域,复制制同

33、一或不同同的SDAII模型中的作作用域,确认认作用域引用用的限制等。 类型操作包包括取得复杂杂实体,确定定子类型、SSDAI子类类型以及是否否可互操作等等。 实体实例操作作包括取得得和测试属性性,寻找包含含实体实例的的SDAI模模型,取得实实例类型,测测试确定实例例、类型种类类、SDAII的类型种类类等。 应用实例操作作在同一个个或向其它的的SDAI模模型复制及删删除应用实例例,设置属性性,创建聚合合实例,确认认检验规则、显显式属性、反反相属性、显显式属性引用用、聚合大小小、聚合的唯唯一性、数组组不稀疏、实实数精度及串串和二进制位位的长度等。 实体实例聚合合操作包括括取得成员的的计数,测试试是

34、否是聚合合成员,创建建和删除迭代代算符,取得得当前的成员员,对迭代算算符定位在开开头或下一个个等操作。 应用实例聚合合操作包括括通过迭代算算符创建嵌套套的聚合实例例,设置和移移去当前的聚聚合成员等。 应用实例无序序的集合操作作包括对集集合增加值,创建嵌套的的聚合实例。 实体实例有序序的集合操作作按索引取取得集合元素素,对迭代算算符在集合中中的定位进行行操作。 应用实体有序序的集合操作作包括按索索引设置集合合元素,按索索引创建嵌套套的聚合实例例。 实体实例数组组操作包括括按索引测试试值和迭代算算符测试值。 应用实例数组组操作按索索引和用迭代代算符的不设设置值操作。 应用实例列表表操作用迭迭代算符

35、在引引用的列表成成员之前或之之后插入新成成员,以及在在列表的头和和尾增加成员员。 SDAI操作约约有17类近近百个操作,它能满足实实现数据交换换的全部操作作要求。 三、企业应用系系统的体系结结构 1.CIM和CCIMS CIM一词最早早在19799年由美国JJosephh Harrringtoon博士提出出的。直到880年代初,这一术语才才被人们广泛泛接受。美国国制造工程师师学会的计算算机和自动化化系统(CAASA/SMME)首先使使用了计算机机集成制造系系统(CIMMS)这个术术语。但目前前对于CIMM和CIMSS尚没有一个个确切的且被被普遍接受的的定义。比较较流行的一种种说法为:CCIM是

36、指使使工厂集成生生产自动化。在在这样的工厂厂中,每个生生产过程都在在计算机控制制下完成,并并且每个过程程之间仅有数数字化信息相相互联系。CCIMS是一一个闭合回路路的反馈系统统,它的主要要输入是产品品需求概念,主要输出是是完全装配的的、检测合格格的、可以使使用的成品。 目前,大多数人人认为CIMMS定义中应应包含下列要要素: CIMS适用用于各种中、小小批量的离散散生产过程的的制定工厂; 该系统应将制制造工厂的生生产经营活动动都纳入到多多模式、多层层次、人机交交互的自动化化系统之中; CIMS是多多个自动化子子系统的有机机集成; 该系统的目的的是提高经济济效益、提高高柔性、追求求动态总体优优化

37、。 对于CIM的概概念,有两种种观点: 企业的各个环环节,即从市市场分析、产产品设计、加加工制造、经经营管理到售售后服务的生生产活动是一一个不可分割割的、彼此紧紧密相关的统统一整体。 整个生产过程程实质上是一一个数据采集集、传递和加加工处理的过过程。最终形形成的产品可可以看作是数数据的物质表表现。 虽然,CIM的的概念是Haarringgton博士士根据计算机机技术在工业业生产中的应应用及其必然然发展趋势而而提出的,但但当时并未引引起人们广泛泛地注意。直直到19811年,这一概概念才作为制制造工业的新新一代生产方方式而为人们们广泛接受。毫毫无疑问,这这一结果并不不是偶然的,它是科学技技术的发展

38、和和市场需求的的变化共同推推动的结果。 计算机集成制造造系统(CIIMS),简简单地说,是是工厂集成生生产自动化的的发展方向,是未来工厂厂的生产模式式。但在CIIMS的具体体实现过程中中,应该结合合企业的具体体情况和特点点,因地制宜宜地加以实现现,因此在实实现CIMSS的过程中,可有多种模模式。由于众众多实现模式式不断涌现,对CIMSS的确切定义义也就可以从从不同角度加加以理解。在在这里列举一一二,以飨读读者。 一种说法认为,CIM是连接独立的的计算机系统统技术应用,将CIMM定义为一一种借助于信信息系统技术术实现各种技技术集成的体体系结构。他他们认为,从从本质上讲,CIM应用用系统的基本本点

39、就是互连连计算机系统统,用以发送送、接收、传传输和处理信信息。 也有人将CIMM描述为将将分布式计算算、网络和公公共数据库结结合起来并互互相地构成一一个具有产品品设计、安排排、购买、生生产、检验、装装配、处理、管管理和对分散散的消费者或或生产者货源源进行市场调调查等功能的的和谐的整体体系统。它它表明,CIIMS不是一一件工具或一一个软件,可可以购买,而而更像一种策策略和思想,一种生产方方式。正如有有的专家指出出的:CIIM是一种新新型的企业范范围内的工业业自动化管理理过程,它好好像一个特殊殊的程序。在在其环境内可可以规划、执执行和集成工工业自动化工工程。 CIM就是这样样一个复杂的的、令人着迷

40、迷的、对工业业化世界有重重大意义的哲哲理。 CIMS系统的的宗旨是使一一个工业企业业的整体获益益,而不是企企业或公司通通过某项技术术,或生产中中某一环节和和管理机制的的改进而局部部地得到。集集成之所以有有效,关键就就在于视企业业为一个整体体,一个有机机的、统一的的系统,而不不是各自独立立的若干个单单项功能的简简单集合。集成在CCIMS中是是一个重要的的概念。集成成的是什么呢呢?一言以蔽蔽之,集成的的是信息。由由于目前CIIMS的概念念较多,为了了统一认识,我们认为CCIMS必须须包含下述两两个特征: 在功能上,CCIMS包含含了一个工厂厂的全部生产产经营活动,即从市场预预测、产品设设计、加工制

41、制造、质量管管理到售后服服务的全部活活动。CIMMS比传统的的工厂自动化化范围大得多多,是一个复复杂的大系统统。 CIMS涉及及的自动化不不是工厂各个个环节的自动动化或计算机机及其网络(即自动化化孤岛)的的简单相加,而是有机地地集成。这里里的集成,不不仅是物料、设设备的集成,更主要的是是体现以信息息集成为特征征的技术集成成,当然也包包括人的集成成。 因此,我们认为为CIMS是是在自动化技技术、信息技技术及制造技技术的基础上上,通过计算算机及其软件件,将制造工工厂全部生产产活动所需的的各种分散的的自动化系统统有机地集成成起来,是适适合于多品种种、中小批量量生产的总体体高效益、高高柔性的智能能制造

42、系统。 CIM是企业进进行组织、管管理生产过程程的一种哲理理、思想和方方法,而CIIMS则是这这种思想的具具本体现。CCIM不同于于传统的机器器制造过程,CIM的关关键是基于信信息的集成。机机器制造过程程可以进行物物理划分;而而信息则像液液体一样可流流动、可溢出出。因此,在在理解CIMM模块及其相相互作用时,信息流及其其分析是一个个重要线索。 综合以上各种观观点,我们认认为CIMSS是利用计算算机网络技术术,将CADD/CAM、FFMS、DSSS、MISS等系统集成成为一个有机机的整体,以以实现产品的的订贷、设计计、制造、管管理和销售过过程的高度自自动化和总体体最优化。在在CIMS中中尽量减少

43、人人在制造过程程中的干预,从而大大提提高了生产效效率和减少人人为差错。 换句话说,所谓谓计算机集成成制造系统(Compuuter IInte-ggratedd Manuufactuuring Systeem,CIMMS)是以集集成数据库(Integgratedd dataabase)为中心,借借助计算机系系统和计算机机网络把数据据传送到各个个自动化设备备上,并能有有效地控制和和监督这些自自动化设备运运行,形成一一个包括整个个企业的设计计、测试、制制造、监控、生生产管理、经经营管理等全全部活动的集集成自动化系系统。 如果对计算机集集成制造系统统用拟人法来来说明的话,那么可形象象地对比如下下: 人

44、_CIMSS 记忆_集成数据库库 大脑_计算机系统统 神经_计算机网络络 血液_物料流 动作_信息流 由此可见,贯穿穿于CIMSS的信息流的的载体是计算算机及其网络络,物料流的的载体是各种种自动化生产产线、自动搬搬运工具等,集成数据库库作为CIMMS的知识库库,整个系统统的活动受计计算机系统的的控制。所以以,CIMSS是一种集成成的、先进的的技术的融合合体。倘若没没有计算机技技术、网络技技术、通信技技术、人工智智能和各种制制造业自动化化技术的高度度发展,那么么CIMS只只能是一纸空空谈。 因此,我们总结结CIMS的的精髓为:不不是一套产品品(CNC、RRobot等等设备),也也不是一套硬硬件(

45、计算机机系统、网络络等),更不不是一套软件件(MRP-II、CAAD/CAMM等),而是是一种思想、观观念和哲理,是一种总体体的、有步骤骤的规划。 人们已普遍认识识到,CIMM是企业管理理现代化的一一个哲理,而而CIMS是是具体的实现现。 这里应强调指出出的是,随着着CIM和CCIMS技术术的发展,人人们对它们的的认识也将逐逐步深化,其其真实的含义义和概念也必必将逐步清晰晰起来。更何何况CIM的的概念和CIIMS技术也也将随着现代代生产技术的的发展而发展展。在这种情情况下,并不不妨碍人们努努力实现规模模不同、模式式互异的CIIMS。重要要的是,不要要总是纠缠CCIM的概念念,而是应该该努力地去

46、实实施。 2.中国软件产产业潜在的危危机 软件危机是西方方发达国家660、70年年代信息产业业的教训,应应用软件的开开发和维护不不能满足用户户日益增长的的需求。为解解决软件危机机问题,提出出了软件工程程方法。但是是,现在人们们已经意识到到,传统的软软件工程方法法,如结构化化生命周期法法、战略数据据规划法等,并没有根本本解决软件危危机。80、990年代,新新的方法(如如RAD法和和面向对象方方法)在西方方流行起来。人人们还意识到到,软件危机机是产业危机机,光靠软件件制造商是无无法解决的。 中国的软件危机机始于80年年代初,当时时企业各自为为战,封闭开开发。其特点点是定点专用用,低水平重重复现象严

47、重重,软件通用用性、应变性性差。企业这这样搞信息系系统,往往感感到后劲不足足,软件维护护困难,既适适应不了需求求的变化,也也跟不上技术术的发展,更更不可能形成成产业规模。 80年代末至今今,中国软件件产业走上商商品化、通用用化、专业化化和规模化的的道路。会计计电算化、字字处理和中文文化等软件产产品迅速普及及,制造业MMRP-III、零售业物物流和POSS、金融电子子化、电信业业以及政府部部门等领域的的大型信息系系统纷纷建立立,逐渐形成成了以软件供供应商或行业业为中心的客客户群范围的的资源共享。 但新的危机接踵踵而至:这一一次是软件供供应商以及一一些行业各自自为战,高高水平重复复开发,造成成新的更严重重的资源浪费费。有人估计计,中国目前前财会软件供供应商的增长长速度已经超超过了客户群群的增长,这这还不包括西西方发达国家家软件供应商商的入侵。买买方市场的形形成,对最终终用户来说是是好事,然而而,国内主要要供应商的产产品功能大同同小异,有相相当一部分甚甚至近亲繁繁殖,服务务水平也旗鼓鼓相当,闻不不到一点分工工协作、共享享市场的声息息。因此,虽虽然大多数供供应商眼下还还拥有一个不不断增长的客客户群,但潜潜在的危机是是必然的: 一方面,中国的的主要供应商商面临内部的的挑战,随着着业务规模的的发展和应用用规模的大型型化,产品和和技术积累较较多,企业资资源失去控制制,需要进