计算机集成制造cims.ppt

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1、LOGO先进制造模式先进制造模式计算机集成制造计算机集成制造-CIMS-CIMS 王微王微 2010412058 2010412058 机械制造及自动化专业机械制造及自动化专业引言引言随着信息时代的到来，全球统一市场的形成和全球经济一体化化进程的加速推进，最为国民经济支柱产业的制造业，国内及国际范围内的行业竞争更加激励，市场对制造业的要求也越来越严格，现代制造业如何满足市场的如下要求：交货期短（T：Time to Market）质量优良（Q:Good Quality）环境清洁（E:Clean Environment）价格低廉（C:Low Cost）知识创新（K:Knowledge Creati

2、on）.服务优质（S:High Service）计算机集成制造计算机集成制造CIMSCIM及CIMS的概念CIMS的构成及其相互作用CIMS的体系结构CIMS的应用实例小结为大家介绍一种先进制造模式，它可以帮助制造业解决这些问题CIMCIM及及CIMSCIMS的概念的概念它将传统的制造技术与现代信息技术、管理技术、自动化技术、系统工程技术等有机集合使企业产品全生命周期各阶段活动中有关人/组织、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上市快（T）、高质（Q）、低耗（C)、服务好(S)、环境清洁(E)，进而提高企业的柔性、健壮性、敏捷性，是企业赢得市场竞争。技术

3、集合技术集合技术集合技术集合多要素多流程集成优化多要素多流程集成优化多要素多流程集成优化多要素多流程集成优化满足市场要求满足市场要求满足市场要求满足市场要求我国的我国的863/CIMS863/CIMS主题集合国际上先主题集合国际上先进制造技术的发展同时基于实践，进制造技术的发展同时基于实践，提出了提出了“现代集成制造现代集成制造”的理念：的理念：CIM是一种组织、管理和运行现代制造企业的理念CIMCIM及及CIMSCIMS的概念的概念CIMS中的“制造”是“广义的制造”的概念，它包括产品周期各类活动，它是基于CIM理念构建的数字化、信息化、智能化、绿色化、集成优化的制造系统。数字化数字化集成优

4、化集成优化智能化智能化绿色化绿色化信息化信息化CIMS的构成及其相互作用的构成及其相互作用CIMSCIMS一般可以划分为4个功能子系统和2个支撑子系统计算机网络支撑子系统和数据库支撑子系统管理信息功能子系统工程设计自动化功能子系统制造自动化功能子系统质量保证功能子系统市场信息原材料产品技术信息销售服务信息CIMS的构成及其相互作用的构成及其相互作用记忆记忆大脑大脑集成数据库集成数据库若将一个具体的的CIMS工程同极为复杂的大系统人来相比，两这个部分功能可做如下对比：血液血液生物电波生物电波能力能力神经神经计算机系统计算机系统计算机网络计算机网络物质流物质流信息流信息流价值流价值流由此可由此可见

5、，贯穿于穿于CIMS的信息流的的信息流的载体是体是计算机及其网算机及其网络，物，物质流的流的载体是体是各种自各种自动化生化生产线、自、自动化搬运工具等，集成数据作化搬运工具等，集成数据作为CIMS的知的知识库，整个，整个系系统的活的活动受受计算机系算机系统的控制。的控制。CIMS的各部分相互作用的各部分相互作用CIMS的体系结构的体系结构工厂层工厂层车间层车间层单元层单元层工作站层工作站层设备层设备层为为CIMS的最高一级控制，的最高一级控制，进行生产管理。履行进行生产管理。履行“工厂工厂和总公司和总公司”的职能的职能 协调车间生产和辅助性工作及协调车间生产和辅助性工作及资源配置资源配置负责相

6、似零件分批通过工作站负责相似零件分批通过工作站大人顺序和管理（诸如物料储大人顺序和管理（诸如物料储运、检验）及其它有关辅助工运、检验）及其它有关辅助工作作负责和协调车间中一个设备负责和协调车间中一个设备小组的活动小组的活动 是机器人、各种加工机床、是机器人、各种加工机床、测量仪器、小车、传送装置测量仪器、小车、传送装置等各种设备的控制器等各种设备的控制器工厂层控制系统工厂层控制系统跟踪主要项目，制定长期生产计划，明确生产资源需求，确定所需的追加投资，计算出剩余生产能力，汇总质量性能数据。根据生产计划数据确定交给下一级的生产指令。通过用户数据接口实现必要的行政或经营的管理功能，如成本估算、库存估

7、计、用户订单处理、采购、认识管理以及工资单处理等。包括计算机辅助设计和工艺辅助设计模块，编辑设计产品的几何尺寸规格，材料及工艺工程等等。工厂层工厂层控制系统控制系统 生产管理生产管理模块模块 信息管理信息管理模块模块 制造工程制造工程模块模块负负责责安安排排生生产产能能力力计计划划，对对订订单单进进行行分分批批，把把任任务务及及资资源源分分配配给给各各单单元元，跟跟踪踪订订单单直直到到完完成成，跟跟踪踪设设备备利利用用情情况况，安安排排所所有有切切削削刀刀具具、夹夹具具、机机器器人人、机机床床及及物物料料运运输输设设备备的的预预防防性性维维修修，以及其他辅助性工作。以及其他辅助性工作。任务管理

8、任务管理模块模块控控制制系系统统进进行行各各项项目目具具体体加加工工时时所所需需的的工工作作站站、储储存存区区、托托盘盘、刀刀具具及及材材料料等等。它它根根据据“按按需需分分配配”原原则则，把把一一些些工工作作暂暂分分配配给给特特定定的的“虚虚拟拟”单单元元，动动态态的的改改变变其其组组织织结结构。构。资源分配资源分配模块模块车间层控制系统CIMS的体系结构的体系结构工厂工厂加工车间加工车间加工车间加工车间虚拟单元虚拟单元1虚拟单元虚拟单元2虚拟单元虚拟单元n 机器人机器人 机床机床零件仓库零件仓库 机器人机器人 检验设备检验设备 零件仓库零件仓库 机器人机器人自动小车自动小车 传送器传送器切

9、削工作站切削工作站检验工作站检验工作站物料储运工作站物料储运工作站（单元层）（工厂层）（工作站层）（工设备层）（车间层）CIMS的成功应用案例的成功应用案例成功应用CIMS的制造企业都不同程度上地提高了企业的整体效益，具体表现为：可以提高产品的研制和生产能力，便于开发技术含量高结构复杂的产品，保证产品质量，缩短产品设计和开发周期，从而满足客户需求，占领市场加强了产品制造的质量和柔性，提高了设备利用率，缩短了产品制造周期，增强了生产能力。使企业的经营决策和生产管理趋于科学化，使企业能够在市场竞争中，快速、准确报价，赢在时间，同时，降低库存，提高资金周转效率CIMS工程设计自动化方面制造自动化方或

10、柔性化面经营管理方面CIMS的的应用案例用案例产品质量提高生产率提高设备利用率生产周期缩短200%500%40%70%200%300%30%60%美国科学院对美国在美国科学院对美国在CIMSCIMS处于领先地位的公司进行调查发现，处于领先地位的公司进行调查发现，应用应用CIMSCIMS可以带来如下效益可以带来如下效益CIMS的的应用案例用案例以以波波音音777777飞飞机机从从设设计计到到投投入入市市场场采采用用CIMSCIMS的的进进展展情情况况为为例例，看看看看CIMSCIMS的的成功应用成功应用:无纸生产，整个设计、制造过程完全是数字量传递。无需样机和模型，通过数字化预装配等虚拟制造技术

11、，无需作出样机，一次成功。是飞机制造史的创举。采用并行工程和协同小组，在一家波音777飞机设计中工作的、由多专业人员协同工作小组达238个，因而是企业的管理发生重大变革。在一个连接美国、加拿大、日本、英国的广域网上实现异地设计和制造。每天传递5000个文件，每周（按5天计）传递6000本100玩汉字书的信息量。产品数据的交换过程按国际标准STEP标准进行。数字交换按照统一的准则，便于录库和记录。波波音音777777飞飞机机的的研研制制，是是集集当当代代信信息息技技术术和和现现金金管管理理模模式的大成。式的大成。CIMS的应用实例的应用实例电子化信息电子化信息电子化信息电子化信息管理管理管理管理

12、应用应用应用应用CIMSCIMS之前之前之前之前CIMSCIMS改善之后改善之后改善之后改善之后沈阳鼓风机厂1990年被国家科委批准为863/CIMS应用工厂，并于当年完成了可行性论证；1991年完成了初步设计；1992年完成了总体详细设计及部分实施；1993年初CIMS主题专家组根据“效益驱动，重点突破”的方针，确定沈阳鼓风风机厂为CIMS突破口应用工厂；1994年11月通过了国家科委“863”自动化领域CIMS主题专家组的预验收，10月通过国家863计划自动化领域组织的正式验收；同年12月机械部对该项目组织了由国家有关部委，中国科学院、辽宁省科委和沈阳市科委等专家参加的鉴定会。目前已有相当

13、一部分应用于技术与生产经营工作中，并取了较好的应用效果。产品按订单安排生产，产品按订单安排生产，单件小批量。满足不单件小批量。满足不了市场需求，效益低了市场需求，效益低微。微。应用现代信息管理技术，广应用现代信息管理技术，广泛使用计算机对市场预测，泛使用计算机对市场预测，集成数据库进行经营决策、集成数据库进行经营决策、各级生产管理、生产技术准各级生产管理、生产技术准备、销售、供应、财务。成备、销售、供应、财务。成本、设备、人力资源管理。本、设备、人力资源管理。开阔了市场，提高了效率，增加了效益。成果成果成果成果CIMS的应用实例的应用实例传传统统的的手手工工绘绘图图设设计计，老老式式机机床床生

14、生产产线线，手手动动操操作作，生生产产强强度度大大，产产品质量低。品质量低。质量保证技质量保证技质量保证技质量保证技术术术术工程设计自工程设计自工程设计自工程设计自动化和制造动化和制造动化和制造动化和制造自动化自动化自动化自动化应用应用应用应用CIMSCIMS之前之前之前之前CIMSCIMS改善之后改善之后改善之后改善之后沈阳鼓风机厂生产大型涡轮压塑机的案例。沈阳鼓风机厂生产大型涡轮压塑机的案例。产品质量和技术指标产品质量和技术指标均无法和国外厂商比均无法和国外厂商比拟，市场占有份额小。拟，市场占有份额小。应用计算机技术，进行质量应用计算机技术，进行质量跟踪保障。在制造过程全程跟踪保障。在制造

15、过程全程监视，预防次品和废品的产监视，预防次品和废品的产生。并以数据库技术收集整生。并以数据库技术收集整理市场对产品的要求和售后理市场对产品的要求和售后技术反馈，反馈给生产部门，技术反馈，反馈给生产部门，改进生产设计。改进生产设计。改善产品质量，提高技术含量。成果成果成果成果生产效率高，降低劳动强度，质量提高。以以计计算算机机辅辅助助，应应用用CATIACATIA、MATLABMATLAB等等大大型型软软件件进进行行CAD/CAPP/CAE/CAMCAD/CAPP/CAE/CAM过过程程。并并集集成成数数控控机机床床、加加工工中中心心、清清洗洗机机、测测量量机机、运运输输小小车车、立立体体仓仓

16、库库等等建建立立自自动动化化生生产产过过程程，根根据据作作业业指指令令完完成成作作业调度和制造。业调度和制造。CIMS的应用实例的应用实例建立产品报建立产品报建立产品报建立产品报价系统价系统价系统价系统应用应用应用应用CIMSCIMS之前之前之前之前CIMSCIMS改善之后改善之后改善之后改善之后沈阳鼓风机厂生产大型涡轮压塑机的案例。沈阳鼓风机厂生产大型涡轮压塑机的案例。国外厂商需要国外厂商需要2周之周之内精确报价，而内精确报价，而“沈沈鼓鼓”需要需要6周才能粗周才能粗略报价，连参与估计略报价，连参与估计投标的资格都不具备。投标的资格都不具备。按用户询价书的要求，进行产品按用户询价书的要求，进

17、行产品方案设计，给出主机系统、辅机方案设计，给出主机系统、辅机系统与仪控系统的分项报价，最系统与仪控系统的分项报价，最后完成产品技术报价书。根据技后完成产品技术报价书。根据技术报价，按产品组部给出产品价术报价，按产品组部给出产品价格；按期量标准给出产品的交货格；按期量标准给出产品的交货形成产品的商务报价书。从而达形成产品的商务报价书。从而达到精确快速报价。到精确快速报价。形成通用报价系统框架，使报价技术文档和报价周期达到国际同行业厂家水平。成果成果成果成果传统的流水式生产方式，传统的流水式生产方式，按部就班的设计生产，按部就班的设计生产，从订货到交货大概要从订货到交货大概要18月，而国外厂商大

18、概需月，而国外厂商大概需要要1012个月。个月。并行优化并行优化并行优化并行优化技术技术技术技术缩短生产周期，提高产品可靠性。并并行行各各步步生生产产过过程程，根根据据对对市市场场的的调调查查和和售售后后反反馈馈信信息息制制定定生生产产计计划划，并并应应用用计计算算机机进进行行设设计计，同同时时进进行行工工艺艺设设计计，并并通通过过在在线线仿仿真真系系统统对对加加工工过过程程进进行行模模拟拟，发发现现可可能能出出现现的的问问题题并并反反馈馈给给CAD/CAPPCAD/CAPP系系统统，改改进进设设计计和和工工艺艺，以以提提高高生生产产周周期期，满满足用户要求。足用户要求。CIMS应用成果对比应

19、用成果对比交货周期“沈鼓沈鼓”应用应用CIMSCIMS成成果果报价周期产品设计周期10至至12个月个月18个月个月2周精确报价周精确报价6周粗略报价周粗略报价6个月个月3个月个月“沈鼓沈鼓”应用应用CIMSCIMS之之前前产品技术准备周期1011个月个月56个月个月小小结计算机辅助制造是制造技术的重要组成部分，而制造技术是当代科学技术发展最为活跃的领域，是国际间产品革新、生产发展、经济竞争的重要手段。我国已经对CIMS给予高度重视，国家863/CIMS主题堆CIMS得研究规划提出了详细的发展战略。CIMS的应用不仅提高了我国制造技术的水平，而且提高了产品对市场需求的响应能力，形成了集成制造的体系。LOGO王微王微 2010412058