计算机集成制造系(CIMS)统27147.pptx

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1、计算机集成制造系统计算机集成制造系统（CIMS）计算机集成制造系统计算机集成制造系统CIMS的基本概念的基本概念CIM概念n n19731973年，年，年，年，J.HarrintonJ.Harrinton博士提出博士提出博士提出博士提出CIMCIM概念概念概念概念n n基本思想基本思想基本思想基本思想l l系统的观点：企业的各个生产环节是不系统的观点：企业的各个生产环节是不系统的观点：企业的各个生产环节是不系统的观点：企业的各个生产环节是不可分割的，应该加以统一处理可分割的，应该加以统一处理可分割的，应该加以统一处理可分割的，应该加以统一处理l l信息的观点：整个生产过程实质上也是信息的观点：

2、整个生产过程实质上也是信息的观点：整个生产过程实质上也是信息的观点：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，对信息的采集、传递和加工处理的过程，对信息的采集、传递和加工处理的过程，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流这两种在企业中主要存在信息流和物流这两种在企业中主要存在信息流和物流这两种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。运动过程，而物流又是受信息流控制的。运动过程，而物流又是受信息流控制的。运动过程，而物流又是受信息流控制的。为什么要提出CIM？n n在在在在2020世纪世纪世纪世纪7070年代，年代，年代，年

3、代，美国产业政策过分夸大美国产业政策过分夸大美国产业政策过分夸大美国产业政策过分夸大了第三产业的作用，了第三产业的作用，了第三产业的作用，了第三产业的作用，而将制造业贬低为而将制造业贬低为而将制造业贬低为而将制造业贬低为“夕夕夕夕阳工业阳工业阳工业阳工业”、“生了锈的皮带生了锈的皮带生了锈的皮带生了锈的皮带”，导致美国制导致美国制导致美国制导致美国制造业优势的衰退。造业优势的衰退。造业优势的衰退。造业优势的衰退。n n2020世纪世纪世纪世纪8080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，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，暴露出美国制造业的优势多数已被日本

4、所取暴露出美国制造业的优势多数已被日本所取暴露出美国制造业的优势多数已被日本所取暴露出美国制造业的优势多数已被日本所取代，代，代，代，美国报纸说：美国报纸说：美国报纸说：美国报纸说：“十个高技术产品中的十个高技术产品中的十个高技术产品中的十个高技术产品中的七个，七个，七个，七个，其市场已为日本所占有其市场已为日本所占有其市场已为日本所占有其市场已为日本所占有”、“日本产日本产日本产日本产品在美国人心目中已经成为质量好、价格便品在美国人心目中已经成为质量好、价格便品在美国人心目中已经成为质量好、价格便品在美国人心目中已经成为质量好、价格便宜的同义词宜的同义词宜的同义词宜的同义词”。n n美国要用

5、其信息技术的优势夺回制造业的领美国要用其信息技术的优势夺回制造业的领美国要用其信息技术的优势夺回制造业的领美国要用其信息技术的优势夺回制造业的领导地位，导地位，导地位，导地位，认为认为认为认为“对对对对CIMSCIMS，不要再犹豫了！不要再犹豫了！不要再犹豫了！不要再犹豫了！（CIMSCIMS，no longer a choice!no longer a choice!）”“自动化孤岛”将“自动化孤岛”集成在一起现现在在CIMSCIMS还还没没有有确确切切的的定定义义，但但有有几几点点是是公公认认的的：CIMSCIMS将将制制造造企企业业的的全全部部经经营营活活动动，即即从从市市场场分分析析、

6、产产品品设设计计、生生产产规规划划、制制造造、质质量量保保证证、经经营营管管理理至至售售后后服服务务等等，通通过过数数据据驱驱动动形形成成一一个个有有机机的的整整体体，使使企企业业内内部部各各种种活活动动互互相相协协调调地地进进行行。CIMSCIMS不不是是各各种种自自动动化化系系统统的的简简单单叠叠加加，而而是是通通过过计计算算机机网网络络和和数数据据管管理理技技术术实实现现各各单单元元技技术术的的集集成成。CIMSCIMS能能有有效效地地实实现现柔柔性性生生产产。因因此此，数数据据驱驱动动、集集成成、柔柔性性是是CIMSCIMS的的三三大大特特征征。如如图图4-424-42所所示示，CIM

7、SCIMS中中人人/机机构构、经经营营管管理理和和技技术术三三要要素素之之间间相相互互作作用、相互制约，构成企业内如下用、相互制约，构成企业内如下4 4类集成：类集成：(1)经营管理与技术的集成，利用计算机技术、自动经营管理与技术的集成，利用计算机技术、自动化技术、制造技术以及信息技术等各种工程技术，支持化技术、制造技术以及信息技术等各种工程技术，支持企业达到预期的经营目标。企业达到预期的经营目标。图4-42 CIMS的三要素(2)(2)人人/机机构构与与技技术术的的集集成成，利利用用各各种种工工程程技技术术支支持持企企业业中中各各类类人人员员的的工工作作，使使之之互互相相配配合合，协协调调一

8、一致致，发发挥最大的工作效率。挥最大的工作效率。(3)(3)人人/机机构构组组织织与与经经营营管管理理的的集集成成，通通过过人人员员素素质质的提高和组织机构的改进来支持企业的经营和管理。的提高和组织机构的改进来支持企业的经营和管理。(4)CIMS三要素的综合集成，使企业达到整体优化。三要素的综合集成，使企业达到整体优化。早期CIM的定义n nCIMCIM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，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，n n它藉助计算机硬软件，综合运用现代管理技术、制造它藉助计算机硬软件，综合运用现代

9、管理技术、制造它藉助计算机硬软件，综合运用现代管理技术、制造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、系统工程技术，技术、信息技术、自动化技术、系统工程技术，技术、信息技术、自动化技术、系统工程技术，技术、信息技术、自动化技术、系统工程技术，n n将企业生产全部过程中有关人、技术、经营管理三要将企业生产全部过程中有关人、技术、经营管理三要将企业生产全部过程中有关人、技术、经营管理三要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，素及其信息流与物流有机地集成并优化运行，素及其信息流与物流有机地集成并优化运行，素及其信息流与物

10、流有机地集成并优化运行，n n以实现产品高质、低耗、上市快，从而使企业赢得市以实现产品高质、低耗、上市快，从而使企业赢得市以实现产品高质、低耗、上市快，从而使企业赢得市以实现产品高质、低耗、上市快，从而使企业赢得市场竞争场竞争场竞争场竞争 经营管理人/组织技术几层含义n nCIMCIM是一种组织、管理与运行企业生产的哲是一种组织、管理与运行企业生产的哲是一种组织、管理与运行企业生产的哲是一种组织、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、理，其宗旨是使企业的产品高质量、低成本、理，其宗旨是使企业的产品高质量、低成本、理，其宗旨是使企业的产品高质量、低成本、上市快，从而使企业

11、赢得竞争力上市快，从而使企业赢得竞争力上市快，从而使企业赢得竞争力上市快，从而使企业赢得竞争力n n企业生产的各个环节，是一个不可分割的有企业生产的各个环节，是一个不可分割的有企业生产的各个环节，是一个不可分割的有企业生产的各个环节，是一个不可分割的有机整体机整体机整体机整体n n企业生产的要素包括人、技术及经营管理，企业生产的要素包括人、技术及经营管理，企业生产的要素包括人、技术及经营管理，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其中，尤其重视发挥人在现代化企业生产中其中，尤其重视发挥人在现代化企业生产中其中，尤其重视发挥人在现代化企业生产中的主导作用。的

12、主导作用。的主导作用。的主导作用。n n企业生产活动中包括信息流（采集、传递和企业生产活动中包括信息流（采集、传递和企业生产活动中包括信息流（采集、传递和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。现代企业中尤加工处理）和物流两大部分。现代企业中尤加工处理）和物流两大部分。现代企业中尤加工处理）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其重视信息流的管理运行及信息流与物流间其重视信息流的管理运行及信息流与物流间其重视信息流的管理运行及信息流与物流间的集成。的集成。的集成。的集成。n nCIMCIM技术是基于现代管理技术、制造技术、技术是基于现代管理技

13、术、制造技术、技术是基于现代管理技术、制造技术、技术是基于现代管理技术、制造技术、信息技术、自动化技术、系统工程技术的一信息技术、自动化技术、系统工程技术的一信息技术、自动化技术、系统工程技术的一信息技术、自动化技术、系统工程技术的一门综合性技术。门综合性技术。门综合性技术。门综合性技术。CIMS定义n n CIMS CIMS（Computer Integrated Computer Integrated Manufacturing SystemManufacturing System）是基于）是基于）是基于）是基于CIMCIM哲理而组成的系统，哲理而组成的系统，哲理而组成的系统，哲理而组成的

14、系统，n n定义为：定义为：定义为：定义为：“CIMSCIMS是通过计算机硬软件，是通过计算机硬软件，是通过计算机硬软件，是通过计算机硬软件，并综合运用现代管理技术、制造技术、并综合运用现代管理技术、制造技术、并综合运用现代管理技术、制造技术、并综合运用现代管理技术、制造技术、信息技术、自动化技术、系统工程技信息技术、自动化技术、系统工程技信息技术、自动化技术、系统工程技信息技术、自动化技术、系统工程技术，将企业生产全部过程有关的人、术，将企业生产全部过程有关的人、术，将企业生产全部过程有关的人、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技术、经营管理三要素及其信息与物技

15、术、经营管理三要素及其信息与物技术、经营管理三要素及其信息与物流有机物有机集成并优化运行的复杂流有机物有机集成并优化运行的复杂流有机物有机集成并优化运行的复杂流有机物有机集成并优化运行的复杂的大系统。的大系统。的大系统。的大系统。”现代集成制造系统CIMS的基本概念提出n n19861986年提出了年提出了年提出了年提出了863/CIMS863/CIMS主题计划。它以主题计划。它以主题计划。它以主题计划。它以“发展高科技、实现产业化发展高科技、实现产业化发展高科技、实现产业化发展高科技、实现产业化”为宗旨，在国家为宗旨，在国家为宗旨，在国家为宗旨，在国家科委科委科委科委(科技部科技部科技部科技

16、部)直接领导和各有关部门的大力直接领导和各有关部门的大力直接领导和各有关部门的大力直接领导和各有关部门的大力支持下，经过近支持下，经过近支持下，经过近支持下，经过近1000010000名专家、技术人员和名专家、技术人员和名专家、技术人员和名专家、技术人员和管理人员不懈的努力，立足国情，创新发展，管理人员不懈的努力，立足国情，创新发展，管理人员不懈的努力，立足国情，创新发展，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特征的计算机集成制从早期的以信息集成为特征的计算机集成制从早期的以信息集成为特征的计算机集成制从早期的以信息集成为特征的计算机集成制造系统（造系统（造系统（造系统（

17、Computer Integrated Computer Integrated Manufacturing SystemManufacturing System）开始，发展到以）开始，发展到以）开始，发展到以）开始，发展到以信息集成和企业优化为特征的现代集成制造信息集成和企业优化为特征的现代集成制造信息集成和企业优化为特征的现代集成制造信息集成和企业优化为特征的现代集成制造系统（系统（系统（系统（Contemporary Integrated Contemporary Integrated Manufacturing SystemManufacturing System），走出了一条具），走出

18、了一条具），走出了一条具），走出了一条具有中国特色的有中国特色的有中国特色的有中国特色的CIMSCIMS之路，取得重大进展，之路，取得重大进展，之路，取得重大进展，之路，取得重大进展，并在国际上取得了一席之地。并在国际上取得了一席之地。并在国际上取得了一席之地。并在国际上取得了一席之地。时代背景n n1.1.全球化趋势全球化趋势全球化趋势全球化趋势n n2.2.以客户为中心的市场以客户为中心的市场以客户为中心的市场以客户为中心的市场n n3.3.竞争新环境和新形式竞争新环境和新形式竞争新环境和新形式竞争新环境和新形式n n4.4.知识经济初露端倪知识经济初露端倪知识经济初露端倪知识经济初露端倪

19、n n5.5.因特网的冲击因特网的冲击因特网的冲击因特网的冲击n n6.6.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CIM新定义n n“CIM“CIM是一种组织、管理和运行现代制造类是一种组织、管理和运行现代制造类是一种组织、管理和运行现代制造类是一种组织、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企业的理念。它将传统的制造技术与现代化企业的理念。它将传统的制造技术与现代化企业的理念。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、系统工信息技术、管理技术、自动化技术、系统工信息技术、管理

20、技术、自动化技术、系统工信息技术、管理技术、自动化技术、系统工程技术等有机结合，使企业程技术等有机结合，使企业程技术等有机结合，使企业程技术等有机结合，使企业产品全生命周期产品全生命周期产品全生命周期产品全生命周期（从市场需求分析到最终报废处理）从市场需求分析到最终报废处理）从市场需求分析到最终报废处理）从市场需求分析到最终报废处理）各阶各阶各阶各阶段活动中有关的人（段活动中有关的人（段活动中有关的人（段活动中有关的人（组织、管理）组织、管理）组织、管理）组织、管理）、经营、经营、经营、经营管理和技术三要素及其信息流、物流和价值管理和技术三要素及其信息流、物流和价值管理和技术三要素及其信息流、

21、物流和价值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 P）上市快（）上市快（）上市快（）上市快（T T）、高质（）、高质（）、高质（）、高质（QQ）、低耗）、低耗）、低耗）、低耗（C C）、服务好（）、服务好（）、服务好（）、服务好（S S）、环境清洁（）、环境清洁（）、环境清洁（）、环境清洁（E E），进），进），进），进而提高企业的柔性、健壮性、敏捷性，使企而提高企业的柔性、健壮性、敏捷性，使企而提高企业的柔性、健壮性、敏捷性，使企而提高企业的柔性

22、、健壮性、敏捷性，使企业赢得市场竞争。业赢得市场竞争。业赢得市场竞争。业赢得市场竞争。”信息集成过程集成企业间集成现代集成制造系统的特征n n以系统论思想为核心以系统论思想为核心n n具有集成化、数字化、网络化、具有集成化、数字化、网络化、敏捷化、智能化和绿色化等特征。敏捷化、智能化和绿色化等特征。从“计算机集成制造系统”到“现代集成制造系统”CIMS体系结构n nCIMSCIMS体系结构是用来描述研究对象整个系体系结构是用来描述研究对象整个系统的各个部分和各个方面的相互关系和层次统的各个部分和各个方面的相互关系和层次结构，从大系统结构，从大系统 计算机集成制造系统计算机集成制造系统CIMSC

23、IMS构成框图理论角度研究，将整个研究构成框图理论角度研究，将整个研究对象分为几个子系统，各个子系统相对独立对象分为几个子系统，各个子系统相对独立自治、分布存在、并发运行和驱动等。我们自治、分布存在、并发运行和驱动等。我们可以从功能结构和逻辑结构来认识可以从功能结构和逻辑结构来认识CIMSCIMS体体系结构。从功能层方面分析，系结构。从功能层方面分析，CIMSCIMS大致可大致可以分为六层：生产以分为六层：生产/制造系统，硬事务处理系制造系统，硬事务处理系统，技术设计系统，软事务处理系统，信息统，技术设计系统，软事务处理系统，信息服务系统，决策管理系统。服务系统，决策管理系统。CIMS的构成框

24、图1 1管理信息系统管理信息系统管理信息系统通常以MRP为核心，从制造资源出发，考虑了企业进行经营决策的战略层、中短期生产计划编排的战术层以及车间作业计划与生产活动控制的操作层，它包括预测、经营决策、各级生产计划、生产技术准备、销售、供应、财务、成本、设备、工具、人力资源等各项管理信息功能。它是以经营生产计划、主生产计划、物料需求计划、能力需求计划、车间作业计划以及车间调度与控制为主体形成闭环的一体化生产经营与管理信息系统，是CIMS的神经中枢，指挥与控制着其他各个部分有条不紊地工作。它把企业内的各个管理环节有机地结合起来，各个功能模块可在统一的数据环境下工作，以实现管理信息的集成，从而达到缩

25、短产品生产周期、减少库存、降低流动资金、提高企业应变能力的目的。2 2工程设计自动化系统工程设计自动化系统工程设计自动化系统实质上是指在产品开发过程中引入计算机技术，使产品开发活动更高效、更优质、更自动地进行。产品开发活动包含产品的概念设计、工程与结构分析、详细设计、工艺设计以及数控编程等设计和制造准备阶段的一系列工作，即通常所说的CAD、CAPP、CAM三大部分。CAD系统应该包括产品结构的设计、定型产品的变型设计以及模块化结构的产品设计，通常应具有计算机绘图、有限元分析、产品造型、图像分析处理、优化设计与仿真、物料清单的生成等功能。CAPP系统是按照设计要求进行决策和规划，将原材料加工成产

26、品所需要的一系列加工活动和资源的描述。CAPP系统可进行毛坯设计、加工方法选择、工艺路线制定以及工时定额计算等工作，同时还具有加工余量分配、切削用量选择、工序图生成以及机床、刀具和夹具的选择等功能。CAM系统通常完成刀具路径的确定、刀位文件的生成、刀具轨迹仿真以及NC代码的生成等工作。3 3制造自动化系统制造自动化系统制造自动化系统是CIMS的信息流和物料流的结合点，是CIMS最终产生经济效益的聚集地，通常由数控机床、加工中心、清洗机、测量机、运输小车、立体仓库、多级分布式控制计算机等设备及相应支持软件组成。制造自动化系统在计算机控制和调度下，按照NC代码将一个毛坯加工成合格的零件，再装配成部

27、件以至产品，并将制造现场的各种信息实时地或经过相应处理后反馈到相应的部门，以便及时进行调度和控制。制造自动化系统的目的可归纳为：实现多品种、小批量产品制造的柔性自动化；实现优质、低成本、短周期及高效率生产，提高企业的市场竞争力；为作业人员创造舒适而安全的劳动环境。4 4质量保证系统质量保证系统质量保证系统主要采集、存储、评价和处理存在于设计、制造过程中与质量有关的大量数据，从而在产品质量控制环的作用下有效促进产品质量的提高，实现产品的高质量、低成本，提高企业的竞争力。因此，开发一套完整的质量保证体系非常重要。CIMS中的质量保证系统覆盖产品生命周期的各个阶段，它包括质量决策子系统、质量检测与数

28、据采集子系统、质量评价子系统和质量控制与跟踪子系统等。5 5CIMSCIMS数据库系统数据库系统数据库管理系统是一个支撑系统，它是CIMS信息集成的关键之一。组成CIMS的各个功能分系统的信息都要在一个结构合理的数据库系统里进行存储和调用，以实现整个企业数据的集成与共享。CIMS的数据库系统通常采用集中与分布相结合的体系结构，以保证数据的安全性、一致性和易维护性。此外，CIMS数据库系统往往还建立一个专用的工程数据库系统，用来处理大量的工程数据。工程数据库可以存储多种类型的数据，如图形数据、加工工艺规程、NC代码等。工程数据库系统中的数据与生产管理、经营管理等系统的数据均按统一数据标准进行交换

29、。6 6CIMSCIMS计算机通信网络系统计算机通信网络系统计算机通信网络技术是CIMS的又一主要支撑技术，是CIMS各个分系统重要的信息集成工具。采用国际标准和工业标准规定的网络协议，可以实现异种机互连、异构局部网络及多种网络的互连。通过计算机网络能将物理上分布的CIMS各个功能分系统的信息联系起来，以达到共享的目的。计算机通信网络系统以分布为手段，满足CIMS各应用分系统对网络支持服务的不同需求，支持资源共享、分布处理、分层递阶和实时控制。CIMS在数据库和计算机网络的支持下，可方便地实现各个功能分系统之间的通信，从而有效地完成全系统的集成。CIMS分类n n从生产工艺方面分，从生产工艺方

30、面分，CIMSCIMS可大致分为离散可大致分为离散型制造业、连续性制造业和混合型制造业三型制造业、连续性制造业和混合型制造业三种；从体系结构种；从体系结构 计算机集成制造系统计算机集成制造系统CIMSCIMS系统的分系统关联来分，系统的分系统关联来分，CIMSCIMS也可以也可以分成集中性、分散性和混合型三种分成集中性、分散性和混合型三种CIMS效益评价n nCIMSCIMS是企业管理运作的一种手段，是一种战略思想是企业管理运作的一种手段，是一种战略思想的应用，其初期投资大，涉及面广，资金回笼周期长，的应用，其初期投资大，涉及面广，资金回笼周期长，短期内很难见到效益，因此在对短期内很难见到效益

31、，因此在对CIMSCIMS作效益评价时作效益评价时不能单凭货币标准来衡量其效益，要多方面综合考虑不能单凭货币标准来衡量其效益，要多方面综合考虑其效益指标。所谓综合效益指其效益指标。所谓综合效益指CIMSCIMS系统对企业和社系统对企业和社会所能带来的各种效益。可以从下面几个方面来理解：会所能带来的各种效益。可以从下面几个方面来理解：(1)(1)应用应用CIMSCIMS提高了劳动生产力为企业带来的利润，提高了劳动生产力为企业带来的利润，为国家增加国民收入所做出的贡献。为国家增加国民收入所做出的贡献。(2)(2)应用应用CIMSCIMS提高了企业对市场的应变能力和抗风险能力，提高了企业对市场的应变

32、能力和抗风险能力，对企业实现经营战略所做出的贡献；提高企业市场竞对企业实现经营战略所做出的贡献；提高企业市场竞争力，促进技术进步所作的贡献。争力，促进技术进步所作的贡献。(3)(3)为提高整为提高整个企业员工素质和技术水平作的贡献。个企业员工素质和技术水平作的贡献。(4)(4)为节为节约天然资源所做出的贡献。约天然资源所做出的贡献。(5)(5)通过应用和推广通过应用和推广CIMSCIMS技术，为国家优化产业结构，发展新产业，提技术，为国家优化产业结构，发展新产业，提高造国际市场上的竞争力所作的贡献。高造国际市场上的竞争力所作的贡献。CIMS的技术构成简介n n1 1、先进制造技术、先进制造技术

33、n n 先进制造技术是传统制造技术不断吸先进制造技术是传统制造技术不断吸 嵌入式计算机嵌入式计算机集成制造系统收机械、电子、信息、材料、能源和现代管集成制造系统收机械、电子、信息、材料、能源和现代管理等方面的成果，并将其综合应用于产品设计、制造、检理等方面的成果，并将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务的制造全过程，以实现优质、测、管理、销售、使用、服务的制造全过程，以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活的生产，并取得理想技术经济效高效、低耗、清洁、灵活的生产，并取得理想技术经济效果的制造技术的总称。果的制造技术的总称。n n2 2、敏捷制造、敏捷制造n n敏捷制造是以竞争力和

34、信誉度为基础，选择合作者组敏捷制造是以竞争力和信誉度为基础，选择合作者组成虚拟公司，分工合作，为同一目标共同努力来增强整体成虚拟公司，分工合作，为同一目标共同努力来增强整体竞争能力，对用户需求作出快速反应，以满足用户的需要。竞争能力，对用户需求作出快速反应，以满足用户的需要。n n3 3、虚拟制造、虚拟制造n n虚拟制造利用信息技术、仿真技术、计算机技术对现虚拟制造利用信息技术、仿真技术、计算机技术对现实制造活动中的人、物、信息及制造过程进行全面的仿真，实制造活动中的人、物、信息及制造过程进行全面的仿真，以发现制造中可能出现的问题，在产品实际生产前就采取以发现制造中可能出现的问题，在产品实际生

35、产前就采取预防措施，从而达到产品一次性制造成功，来达到降低成预防措施，从而达到产品一次性制造成功，来达到降低成本、缩短产品开发周期，增强产品竞争力的目的。本、缩短产品开发周期，增强产品竞争力的目的。n n4 4、并行工程、并行工程n n并行工程是集成地、并行地设计产品及其相关过程并行工程是集成地、并行地设计产品及其相关过程（包括制造过程和支持过程）的系统方法。（包括制造过程和支持过程）的系统方法。CIMS CIMS的信息集成技术的信息集成技术如图4-44所示，CIMS的实现就是物流与信息流的有机结合。物流的实现是CIMS的物质基础(或称为硬件环境)，而信息流则是使所有物流得以集成为有机整体的关

36、键和保证。如果把CIMS比喻为身体健康而头脑聪明的人，则CIMS中的物流就可比喻成躯体，而信息流可比喻为使人充满智能和活力的神经系统、血液系统。在CIMS递阶结构的各个层次，即从厂级、车间级直至工作站和设备，各层次都布满了计算机、计算机网络及数据库，从事对全厂生产的规划、设计、加工制造、质量控制、底层自动化等一系列的管理与控制活动，这些信息通过计算机网络及时地相互交换、传送，遍布于整个物流的全过程，对物流的集成起着控制和保证的作用。图4-44 CIMS技术集成关系图 1 1CIMSCIMS环境下数据管理的特点环境下数据管理的特点CIMS环境下数据管理具有以下特点：(1)复杂多数据化。(2)数据

37、管理软件功能差异大及非标准化。(3)分布数据管理。2 2CIMSCIMS环境下计算机网络的特点环境下计算机网络的特点CIMS环境下的计算机网络具有以下特点：(1)广域网和局域网并存。(2)采用多层次、异机型、分布式的局域网络结构。(3)采用开放式的体系结构并进行了标准化。网络的体系结构是网络技术中最重要的概念，是指终端用户交换信息所需的功能、格式接口和协议。网络采用了层次化结构之后，将用户“做什么”的要求与系统具体“如何做”分隔开，从而使用户易于使用网络，并将不同厂家的网络相互连接成庞大复杂的网络系统。CIMS通常采用的网络模型有层次化协议、N层协议模型和开放系统互连(OSI/ISO)模型。现

38、代集成制造技术未来发展趋势n n1 1、以、以“数字化数字化”为发展核心为发展核心n n2 2、以、以“精密化精密化”将成为发展的关键将成为发展的关键n n3 3、突出、突出“极极”是发展的焦点是发展的焦点n n4 4、以、以“自动化自动化”技术为发展前提技术为发展前提n n5 5、以、以“集成化集成化”为发展的方法为发展的方法n n6 6、以、以“网络化网络化”为发展道路为发展道路n n7 7、“智能化智能化”是是CIMSCIMS未来发展的美好前景未来发展的美好前景n n8 8、“绿色绿色”是是CIMSCIMS未来发展的必然趋势未来发展的必然趋势n n9 9、CIMSCIMS的标准化的标准化

39、CIMS的设计与实施要点CIMS的设计与实施n n如何加深对如何加深对CIM哲理的理解？哲理的理解？n n如何逐步的实现如何逐步的实现CIMS？l lCIMSCIMS不是买来的，是建起来的！不是买来的，是建起来的！不是买来的，是建起来的！不是买来的，是建起来的！n nCIM方法论。方法论。n n实施指导方针。实施指导方针。企业模型理论与方法n n理解模型理解模型理解模型理解模型l l现实世界是复杂的，人们所要面临和解现实世界是复杂的，人们所要面临和解现实世界是复杂的，人们所要面临和解现实世界是复杂的，人们所要面临和解决的大部分问题也是复杂的。决的大部分问题也是复杂的。决的大部分问题也是复杂的。

40、决的大部分问题也是复杂的。l l人们可以通过一些办法和手段提炼出这人们可以通过一些办法和手段提炼出这人们可以通过一些办法和手段提炼出这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，用来把个世界的某些本质特征和规律，用来把个世界的某些本质特征和规律，用来把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杂的问握一些复杂的系统和解决一些复杂的问握一些复杂的系统和解决一些复杂的问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题。这些方法和手段需要某种形式的中题。这些方法和手段需要某种形式的中题。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介

41、，这个中介就是所谓的介，这个中介就是所谓的介，这个中介就是所谓的模型模型模型模型。l l模型是对复杂系统及问题的一种简化和模型是对复杂系统及问题的一种简化和模型是对复杂系统及问题的一种简化和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、行为和规抽象，它将复杂系统的特征、行为和规抽象，它将复杂系统的特征、行为和规抽象，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达出来，律等通过比较简单明了的形式表达出来，律等通过比较简单明了的形式表达出来，律等通过比较简单明了的形式表达出来，帮助人们抓住问题的主要矛盾，认识问帮助人们抓住问题的主要矛盾，认识问帮助人们抓住问题的主要矛盾，

42、认识问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。题、研究问题和解决问题。题、研究问题和解决问题。题、研究问题和解决问题。企业模型是什么企业模型是什么?n n企业模型是一种记载企业知识的系统结构，也可以说是一企业模型是一种记载企业知识的系统结构，也可以说是一企业模型是一种记载企业知识的系统结构，也可以说是一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知识和经验的形式化表达方法。种企业知识和经验的形式化表达方法。种企业知识和经验的形式化表达方法。种企业知识和经验的形式化表达方法。n n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

43、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。企业模型也是描述企业形态、特征、行为的一种蓝图。n n企业的业务流程、组织结构、资源构成、产品结构、信息企业的业务流程、组织结构、资源构成、产品结构、信息企业的业务流程、组织结构、资源构成、产品结构、信息企业的业务流程、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、管理方法联系、规章、制度、规程、计划、方案、建议、管理方法联系、规章、制度、规程、计划、方案、建议、管理方法联系、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。等都属于企业模型的范畴。等都属于企业模型的范畴。等都属于企业模型

44、的范畴。n n提供公共一致的企业知识表示形式，将企业的零散知识连提供公共一致的企业知识表示形式，将企业的零散知识连提供公共一致的企业知识表示形式，将企业的零散知识连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。接和整理成一个有机的整体。接和整理成一个有机的整体。接和整理成一个有机的整体。n n支持深入便捷地理解企业，支持对企业及其生存环境的真支持深入便捷地理解企业，支持对企业及其生存环境的真支持深入便捷地理解企业，支持对企业及其生存环境的真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，将企业人员实面貌的探索，不断挖掘和积

45、累企业的知识，将企业人员实面貌的探索，不断挖掘和积累企业的知识，将企业人员实面貌的探索，不断挖掘和积累企业的知识，将企业人员头脑中宝贵的经验以一定的形式固化下来。头脑中宝贵的经验以一定的形式固化下来。头脑中宝贵的经验以一定的形式固化下来。头脑中宝贵的经验以一定的形式固化下来。什么是企业建模？什么是企业建模？n n企业建模是一个通用的术语，它涉及企业建模是一个通用的术语，它涉及企业建模是一个通用的术语，它涉及企业建模是一个通用的术语，它涉及一组活动、方法和工具，它们被用来一组活动、方法和工具，它们被用来一组活动、方法和工具，它们被用来一组活动、方法和工具，它们被用来建立描述企业不同侧面的模型。建

46、立描述企业不同侧面的模型。建立描述企业不同侧面的模型。建立描述企业不同侧面的模型。n n企业建模是根据关于建模企业的知识、企业建模是根据关于建模企业的知识、企业建模是根据关于建模企业的知识、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、领域的以前的模型、企业参考模型、领域的以前的模型、企业参考模型、领域的以前的模型、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本体论和模型表达语言来完成建立全本体论和模型表达语言来完成建立全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、数据部或部分企业模型（过程模型、数据部或部分企业模型（过程模型、数据部或部分企业模型（过程模

47、型、数据模型、资源模型、新的本体，等等）模型、资源模型、新的本体，等等）模型、资源模型、新的本体，等等）模型、资源模型、新的本体，等等）的一个过程。的一个过程。的一个过程。的一个过程。CIM企业参考模型系统分析和系统设计的有效工具系统分析和系统设计的有效工具n n例如：n nCIM-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企业参考模型的构成原则n n抽象化抽象化n n模块化模块化n n开放性开放性n n用户需求与系统实施相分离用户需求与系统

48、实施相分离离散制造业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流程制造业业CIMS层次结构 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、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CIMS工程开发生命周期n n立项立项n n可行性论证可行性论证n n需求分析需求分析n n初步设计初步设计n n详细设计详细设计n n工程实施与应用工程实施与应用n n系统运行与维护系统运行与维护实施CIMS的指导方针n n十六字方针十六字方针l l效益驱动效益驱动效益驱动效益驱动l l总体规划总体规划总体规划总体规划l l分步实施分步实施分步实施分步实施l l重点突破重点突破重点突破重点突破 THE END演讲完毕，谢谢观看！