计算机集成制造 cims
4第四章 计算机集成制造系统(CIMS)
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安全象只弓，不拉它就松，要想保安 全，常 把弓弦 绷。20.10.1604:17:5404:17O ct-2016-Oct-20
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加强交通建设管理，确保工程建设质 量。04: 17:5404:17:5404:17F riday, October 16, 2020
1986年，提出把CIMS观念拓宽到CIPS， 倡导在石化、能源等连续生产过程实施 CIPS计划；
1993年，初具规模，实验室走向工厂， 在中小型企业实施成功。
• 国内
“863计划”把CIMS列为自动化领域的 主题之一；
90年代初，建成研究环境，包括CIMS 实验过程中心，七个开放实验室；
“七五”、“八五”计划先后安排了近 200个研究课题；
谢谢大家！
• CAE 包括对零件的机械应力、热应力进
行有限元分析以及考虑到产品本身成本因 素的优化设计等功能。
• CAPP 对机械产品及加工零件需要合理地
选择工艺参数，将产品设计信息转换成加 工指令，以便制造零件或产品。这意味着 工艺过程设计直接与工件图纸和材料清单 相联系。利用集成制造系统中的计算机和 公用数据库，这种联系是可能的。
• CAM 按照零件的形状及CAPP生成的NC
代码，并考虑刀具补偿等因素进行后处理。 控制器任务是利用几何图形和制造工艺数 据，产生并运行有效的控制程序。
• FMS 柔性制造系统（Flexible
Manufacturing System）是CIMS的加工制 造子系统。
• CAPM 计算机辅助生产管理，管理方面
分支技术之一，
• 是当代生产自动化领域的前沿学科， • 是集多种高技术为一体的现代化制造技术。
计算机集成制造系统
第六节计算机集成制造系统1.什么是CIM ？CIM 是英文Computer Integrated Manufacturing 的缩写，译为计算机集成制造，由美国的约瑟夫·哈林顿(J.Harrington)博士于1973年提出。
哈林顿认为：企业的各种生产经营活动是不可分割的，需要统一考虑——整体(系统)观点；整个生产制造过程实质上是信息的采集、传递和加工处理的过程——信息观点。
哈林顿强调的两个观点都是信息时代组织、管理生产最基本、最重要的观点(Computer Integrated Manufacturing Systems CIM 和CIMS 的理解。
CIMS 是通过计算机硬件和软件，并综合运用现代管理阶段，为了使这一计划切实可行，将风险减少到最低限度，在此后的半年时间里，中共中央、国务院组织 ２００多位专家，研究部署高技术发展的战略，经过三轮极为严格的科学和技术论证后，中共中央、国 务院批准了《高技术研究发展计划（“８６３”计划）纲要》。
辨析：1.CIMS 有固定的运行模式和不变的组成吗？2.企业都可以引进和采用CIM 的思想吗?3.企业是否可以购买现成的适合本企业的CIMS ？6.CIMS 由哪些部分组成？ CIMS 组成：管理信息分系统 设计自动化分系统制造自动化分系统计算机网络分系统数据库分系统CIMS 即人／机构、经营与技术，如下图所示。
（课本P123图4-17）在三要素的相交部分需解决四类集成问题：1)使用技术以支持经营。
2)使用技术以支持人员工作和组织机构的运行。
3)人员设岗／机械设置协调工作以支持经营活动。
4)统一管理并实现经营、人员、技术的集成优化运行。
(1)CIMS管理信息分系统含义----是指以CIM为指导思想、使用计算机和信息技术管理企业生产经营活动的应用系统。
制造业的管理信息系统(MIS)含义：从“物料需求计划(MRP) ”、“制造资源计划(MRPⅡ)”到“企业资源计划(ERP)”，经历了管理思想和技术手段逐渐发展的过程。
CIMS简介
（3）制造自动化或柔性制造分系统 （4）质量保证分系统 2.两个支撑分系统 （1）计算机网络分系统 （2) 数据库分系统
CIMS的集成
机器人等 数控机床（CN） 柔性制造系统（FMS） 计算机辅助制造系统（CAM）
计算机辅助工艺设计系统（CAPP） 计算机辅助设计系统（CAD） 制造资源计划系统（MRPII） 管理信息系统（MIS）
基于CIMS的自动化工厂示例
基于CIMS的工厂自动化活动
4)顾客订货服务
该活动是经过工厂快速高效地处理某项订货。该活动包括：订货单核对， 特殊定货与实施工程(工程设计、原料清单、加工流程、生产计划)的确认 商品库存量查询，制造进程安排，交货期确定、订货变动信息处理等等。
5)工程设计
工程设计是指对要投入市场的产品进行构思、设计和测试，其内容包括： 产品定义、工作原理设计、详细设计及制图。工程部门要处理原材料清单、 工艺过程设计、所用机床设备说明。有关产品制造的文件包括：工程图纸、 材料清单、工艺规程、工艺设备、零件加工程序、机器负荷计划、生产线 平衡表及质量控制计划等等。
CIMS应用工程典型案例
江苏淮阴卷烟厂CIMS工程
淮阴卷烟厂 CIMS 工程共 分为五个分系统：生产与经 营分系统、产品开发分系统、计算机辅助质量管理分系统、 制造自动化分系统和综合信息管理分系统。
1.生产与经营分系统以 ERP 思想为指导，以 MRPII 为核心，围绕该卷烟厂从市场预测、计划制定、资金管理、 采购供应、车间作业调度、 库存控制的生产经营主线， 将全过程按功能分为五个子系统：生产子系统、采购子系
我国CIMS的现状及前景展望
我国从1986年开始实施“高技术研究和发展 计划(即863计划)”，CIMS是其中的一个主题。 863/CIMS的任务是促进我国CIMS的发展和应用。
计算机集成制造系统
CIMS是英语Computer Integrated Manufacturing System的缩写，意思是计算机集成制造系统。
它是随着计算机辅助设计与制造的发展而产生的。
它是在信息技术自动化技术与制造的基础上，通过计算机技术把分散在产品设计制造过程中各种孤立的自动化子系统有机地集成起来，形成适用于多品种、小批量生产，实现整体效益的集成化和智能化制造系统。
集成化反映了自动化的广度，它把系统的范围扩展到了市场预测、产品设计、加工制造、检验、销售及售后服务等的全过程。
智能化则体现了自动化的深度，它不仅涉及物资流控制的传统体力劳动自动化，还包括信息流控制的脑力劳动的自动化。
小型计算机集成制造系统当前，我国的CIMS已经改变为“现代集成制造（Contemporary Integrated Ma nufacturing）与现代集成制造系统（Contemporary Integrated Manufacturing Syst em）”。
它已在广度与深度上拓展了原CIM/CIMS的内涵。
其中，“现代”的含义是计算机化、信息化、智能化。
“集成”有更广泛的内容，它包括信息集成、过程集成及企业间集成等三个阶段的集成优化；企业活动中三要素及三流的集成优化；CIMS有关技术的集成优化及各类人员的集成优化等。
CIMS不仅仅把技术系统和经营生产系统集成在一起，而且把人（人的思想、理念及智能）也集成在一起，使整个企业的工作流程、物流和信息流都保持通畅和相互有机联系，所以，CIMS是人、经营和技术三者集成的产物。
一、CIMS体系结构CIMS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结构，从大系统计算机集成制造系统CIMS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CIMS体系结构。
从功能层方面分析，CIMS大致可以分为六层：生产/制造系统，硬事务处理系统，技术设计系统，软事务处理系统，信息服务系统，决策管理系统。
计算机集成制造系统CIMS(计算机系统集成)
2.可行性研究主要内容 项目环境--外部环境，内容环境。 项目必要性--信息时代的要求，制造业的发展趋势，制造业面临 的机遇与挑战等。 企业现状与问题--现状包括：业务、经营、管理、开发、生产、 销售、经济效益，发展战略等，问题包括：实现经营发展目标 还存在哪些问题等。 企业需求--对需求调查进行分析，得到企业对CIMS的需求情况， CIMS有助于企业解决哪些问题。 建设目标和条件--建设CIMS的具体目标，已具备哪些条件，还 要创造哪些条件。 初步总体方案--CIMS功能与信息业务，子系统划分，系统性能 指标，系统技术方案与技术路线，技术可行性等。 实施计划--CIMS建设分哪几个阶段，先做什么，后做什么，人 力、财力、物力如何保证等。 投资分析—包括设计费用，设备费用，施工费用，培训费用，维 护费用，管理费用等 16 经济评价—指经济效益分析等
4
• CAPP子系统主要功能:
完成产品零件的加工过程设计、工艺流程与工序设计，生产过 程工序图和工艺文件，向MIS、MAS等提供工艺信息。 • CAM子系统主要功能: 根据CAD的产品设计信息和CAPP的工艺信息完成产品零部件 的数据加工编程和刀具轨迹模拟，提供数据加工指令和加工 时间等信息，并可提供仿真功能。 • CAD／CAPP／CAM集成 形成一个从产品设计到制造的完整自动化系统，以工程数据库 （公用）为核心，实现产品设计制造全过程的信息交流和共 享，从而提高劳动生产率、降低成本。 • CIMS关键问题 实现人、管理、经营和技术的有机地集成，必须依靠信息集成， 因为信息是粘合剂，信息是企业最重要的资源。信息集成需 要使用网络技术和数据库技术。
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9.2
信息集成
一.信息集成 1.概念 对CIMS系统中各种类型的数据进行统一处理，避免数据冗余， 为用户提供统一、友好而透明的界面，从而有效地实现信息 交流和信息共享。 所谓透明是不同子系统的用户在调用非本地数据时就像在本地 调用一样。 2.信息集成重要性 是CIMS建设首要问题之一，由于CIMS中存在大量异构子系统， 其数据类型和格式等差别很大，故不同系统的用户很难调用 其他子系统的数据，更谈不上信息交流与共享。 信息集成不简单，涉及到不同的软件平台、不同的应用软件、 不同的应用模式以及不同的数据类型和格式。例如同一实体 可能在不同的子系统中使用不同的名称、不同的数据结构和 格式，有的子系统使用WWW，有的子系统使用文件系统， 有的使用数据库系统，而同一实体又可能使用不同的媒体来 6 表示，例如图形、图像、视频、语音和数据等。
计算机集成制造系统技术
计算机集成制造系统技术引言计算机集成制造系统（Computer Integrated Manufacturing System，CIMS）是指利用计算机技术对整个制造过程进行全面集成和自动化控制的一种现代化生产制造方式。
它通过将计算机技术与传统制造业相结合，实现生产过程的高效化、智能化和柔性化。
本文将介绍计算机集成制造系统的技术原理、应用场景和未来发展趋势。
技术原理计算机集成制造系统的核心技术包括计算机-控制系统集成、计算机-设计系统集成、计算机-制造系统集成和计算机-管理系统集成等方面。
具体原理如下：计算机-控制系统集成计算机-控制系统集成是指将计算机技术与自动控制技术相结合，实现对生产设备的自动化控制。
通过使用传感器和执行器等设备，将生产过程中的物理量转换为数字信号，然后经过计算机处理后控制设备的运行，实现生产过程的自动化控制和优化。
计算机-设计系统集成计算机-设计系统集成是指将计算机技术与产品设计技术相结合，实现对产品的数字化设计和仿真。
通过使用计算机辅助设计（CAD）软件，设计师可以在计算机上进行三维建模、工程分析和性能优化等操作，减少了传统手工设计的时间和成本，提高了产品设计的精度和效率。
计算机-制造系统集成计算机-制造系统集成是指将计算机技术与生产制造技术相结合，实现对生产过程的数字化控制和优化。
通过使用计算机数控机床（CNC）和自动化装备，可以实现对生产过程的精确控制和自动化操作。
同时，通过计算机技术的应用，对生产过程进行实时监测和优化，提高了生产效率和质量。
计算机-管理系统集成计算机-管理系统集成是指将计算机技术与生产管理技术相结合，实现对生产过程的实时监控和管理。
通过使用计算机网络和信息管理系统，可以实现对生产过程的全面监控和调度。
通过实时获取生产数据和管理信息，可以及时发现生产过程中存在的问题并采取相应的措施，提高生产的管理水平和效率。
应用场景计算机集成制造系统技术在各个领域都有广泛的应用。
计算机集成制造系统cims
计算机集成制造系统（CIMS）1 CIMS的介绍英文全称Computer Integrated Manufacturing Systems或contemporary的缩写，直译就是计算机/现代集成制造系统。
2 CIMS的定义CIMS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、系统工程技术，将企业生产全部过程中有关的人、技术、经营管理三要素及其信息与物流有机集成并优化运行的复杂的大系统。
3 CIMS的特点⑴CIMS强调企业生产的各个环节，即市场分析、经营决策、管理、产品设计、工艺规划、加工制造、销售、售后服务等全部活动过程是一个不可分割的整体，要从系统的观点进行协调，进而实现全局优化。
⑵企业生产的要素包括人、技术及经营管理，尤其要继续重视发挥人在现代化企业生产中的主导作用。
⑶企业生产活动包括信息流及物料流两大部分，信息流的管理尤其重要，而且要重视信息流与物料流之间的集成。
⑷CIMS是一门综合性技术，它综合并发展了与企业生产各环节有关的各种计算机辅助技术。
4 CIMS的重要性因此，企业作为一个统一的整体，必须从系统的观点、全局的观点广泛采用计算机等高新技术，加速信息的采集、传递和加工处理过程，提高工作效率和质量，从而提高企业的总体水平。
制造业的各种生产经营活动，从人的手工劳动变为采用机械的、自动化的设备，并进而采用计算机是一个大的飞跃，而从计算机单机运行到集成运行是更大的一个飞跃。
作为制造自动化技术的最新发展、工业自动化的革命性成果，CIMS代表了当今工厂综合自动化的最高水平，被誉为是未来的工厂。
5 CIMS的目标⑴缩短产品开发生产周期，快速响应市场，以时间求效益，以速度求竞争，占领市场⑵降低产品成本，减小库存，以成本求效益，以价格求竞争，占领市场。
⑶提高产品质量，以质量求效益，以质量求竞争，赢得信誉占领市场。
增加产品柔性⑷提高设备利用率，以最小的资源获取最大的效益，向设备要效益。
计算机集成制造技术(CIMS)
计算机集成制造技术——机械CAD技术专业：班级：学号：姓名：计算机集成制造技术（CIMS）摘要：CIMS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、系统工程技术。
其内容包括管理信息系统、工程设计集成系统、制造自动化系统和质量管理系统四个应用分系统及数据库和网络两个技术支持系统。
CIMS的关键技术及核心是集成。
并综合运用现代管理技术、制造技术、信息技术、自动化技术、系统工程技术。
将企业生产全部过程中有关的人、技术、经营管理三要素及其信息与物流有机集成并优化运行的复杂的大系统。
这里将重点介绍CIMS定义、内涵，技术构成及各分系统作用。
并利用具体的实例来说明CIMS在生产制造中的重要性，探讨一下CIMS在国内外的发展现状和趋势。
关键字：CIMS CAD/CAPP/CAM系统集成Abstract: CIMS is through the computer hardware, software and the integrated use of modern management technology, manufacturing technology, information technology, automation technology and system engineering. Its content includes the management information system, engineering design, manufacturing automation system integration system and quality management system four subsystem and database and web application two technical support system. The key technology of CIMS and the core is integrated. And the integrated use of modern management technology, manufacturing technology, information technology, automation technology and system engineering. Will in the process of enterprise production all related people, technology, management three elements, information and logistics organic integration and optimization operation of complex large system.Here focuses on CIMS definition, connotation, constitute and function of each subsystem. And using concrete examples to illustrate the importance of the CIMSapplication in manufacturing, to explore the development status and trend of CIMS application at home and abroad.Keywords: CIMS Integrated CAD/CAPP/CAM system正文：CIMS定义、内涵CIMS是英文Computer Integrated Manufacturing Systems的缩写，直译就是计算机/现代集成制造系统。
计算机集成制造系统(CIMS)
计算机集成制造系统(CIMS)计算机集成制造系统(CIMS)计算机集成制造系统（CIMS）计算机集成制造（CIM）是随着计算机技术在制造领域中广泛应用而产生的一种生产模式。
CIM是一种概念、一种哲理，而计算机集成制造系统（CIMS）是指在CIM思想指导下，逐步实现的企业全过程计算机化的综合系统。
CIM和CIMS在国内外都经历了一定的发展过程，在实践过程中，随着技术的进步，人们的认识也在不断地深化。
1．CIM概念的发展（1）CIM的初始概念50年代出现了数字计算机及与其相关的新技术，并将之初步应用于制造业，导致数控机床的产生，接着陆续出现各种计算机辅助技术，如CAD、CAM等。
60年代早期随着制造业系统方法、概念的萌生，人们进而认识到计算机不仅可以使整个系统的每个生产环节实现颇具柔性的自动化，而且还具有把制造过程（产品设计、生产计划与控制、生产过程等等）的每一步集成为一个系统的潜力，以及对整个系统的运行加以优化。
这样，在60年代后期，制造业的系统方法概念上升为计算机集成制造（CIM）概念。
1969年，CIM系统的初始概念以模型来描述，如图1所示。
图1 计算机集成制造系统的初始概念（1969年）（2）以人和管理为核心的CIM概念的发展从70年代直至90年代初期，工业发达国家付出极大努力，将制造业的系统观点和CIM系统的概念和技术加以发展，并付诸实践，以期获得CIM的潜在效益。
然而，世界上只有少数几个公司在实施中取得示范性的潜在效益，大多数公司几乎失败了。
人们逐渐认识到，制造企业缺乏足够的合格工程师，人们进一步发现，CIMS技术对于忽视人力资源要素造成的影响特别敏感。
ISO标准（TC184／SC5／WG1，1992年）提出：CIM是把人及其经营知识和能力与信息技术、制造技术综合应用，以提高制造企业的生产率和灵活性。
由此，将一个企业所有的人员、功能、信息和组织方面集成为一个整体。
显然，ISO标准关于CIM的定义，将人及其能力与技术并重。
计算机集成制造系统(CIMS)技术
设施1 …… 设施n
罐区1 …… 罐区n
Database on time
Database
Network
国家CIMS工程的实施情况
1.实施过程(三个阶段) • 1989-1992年, 典型应用工厂的选点、可行性
论证、初步设计和详细设计阶段； • 1993-1995年,典型应用企业实施的突破阶段:
optimization rationalize Linking CAD, CAM, MRP
CAD, CAM, CAPP, CAQ, MRP
enterprise software reorganization USA, Europe
CIMS一般结构
计算机集成制造系统主要由设计与工艺 模块、制造模块、管理信息模块和存储运输 模块构成 。
经营理念的发展与C、Q、T等
二、CIMS产生的背景
• CIMS：CIMS在20世纪80年代中期
才开始重视并大规模实施
二、CIMS产生的背景
• 产生的背景大背景: • 20世纪70年代的美国产业政策中过分夸大了第三产业
的作用，而将制造业，特别是传统产业，贬低为“夕 阳工业”.
• ---导致:美国制造业优势的急剧衰退，并在20世纪80
信息集成其主要内容有
• 早期信息集成的实现方法主要通过局域网和数据 库来实现。
• 近期采用企业网、外联网、产品数据管理（PDM）、
集成平台和框架技术来实施。
• 值得指出，基于面向对象技术、软构件技术 和WEB技术的集成框架已成为系统信息集成的
重要支撑工具。
第二阶段：过程集成
• 就是对过程进行重构。 • 目标是尽量实现并行工程.
CIM的概念
• CIM目标：实现产品
CIMS(计算机集成制造系统)
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CIMS的产生背景
70年代后 信息技术促使全球市场的形成 T（时间）、Q（质量）、C（成本）、S（服务） — 制造业的难题 永恒的主题 促使 管理变革
技术进步 T Q C S的阻力— “自动化孤岛”
全社会进步 单元技术:不同的 单位、时期、标准、封闭系统
通信协议、软件、数据库 不能实现"五个正确":
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CIMS的基本概念与组成
CIMS三要素关系： • 经营管理与技术:技术支持企业达到预期的经营目标； • 人与技术:技术支持各类人员互相配合、协调一致工作； • 人与经营管理:人员素质提高支持企业的经营管理；
• 在三要素的相交部分需 解决四类集成问题： • ①用技术支持经营； • ②用技术支持人员工作； • ③人员协调的工作,以支持经营活动； • ④统一管理并实现经营、人员、技术的集成优化运行。
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1.面向系统局部的CIMS体系结构
1.1 面向功能构成的体系结构(SME)
组成
➢ 用户 ➢ 人、技术和组织 ➢ 共享的知识和系统 ➢ 功能与过程 ➢ 资源和职责 ➢ 制造基础结构
用户是CIMS的核心，满足 用户的需求是成功实施 CIMS的关键。
资资源源
共享知识
顾客 组织
系统 制造
责任
图 CASA/SME的“制造企业轮图”（1993）
是一种组织管理企业生产的是一种组织管理企业生产的新哲理新哲理它借它借助计算机软硬件综合应用现代管理技术制造技助计算机软硬件综合应用现代管理技术制造技术信息技术自动化技术系统技术将企业生术信息技术自动化技术系统技术将企业生产全部过程中有关产全部过程中有关人技术经营管理三要素人技术经营管理三要素及其及其信息流与物质流信息流与物质流有机地有机地集成集成并优化运行以实现产并优化运行以实现产品的高质量低成本短交货期提高企业对市场品的高质量低成本短交货期提高企业对市场
cims是什么
cims是什么CIMS是什么？CIMS是计算机集成制造系统（Computer Integrated Manufacturing System）的缩写，也称为计算机集成制造技术或计算机集成制造管理。
CIMS是一种集成化的生产管理系统，通过计算机技术来实现生产过程中的各个环节的自动化、智能化和高效化。
CIMS的目标是通过集成各种计算机技术和应用软件，来优化整个制造过程。
它不仅仅是一个单一的软件或机器设备，而是一个完整的系统，涵盖了计划、设计、生产、控制和管理等各个方面。
CIMS的基本特点之一是集成性。
它能够将不同的工作岗位和生产环节透明地连接起来，实现信息的共享和流通。
通过CIMS，各个部门之间可以实时地共享数据和信息，减少信息传递和沟通的时间，提高生产效率。
CIMS的另一个特点是自动化。
生产过程中的各个环节都可以通过计算机自动化来完成，从而减少人力劳动的参与。
CIMS可以实现自动化的生产规划、生产调度、物流控制、设备控制等，提高生产工作的精确度和稳定性。
CIMS还具有智能化的特点。
它可以通过各种算法和模型，对生产过程进行优化和预测。
CIMS可以根据不同的生产需求和条件，自动调整生产计划和资源分配，提高生产效率和质量。
CIMS的应用范围非常广泛。
它可以应用于制造业的各个领域，包括汽车制造、电子制造、航空航天等。
CIMS可以帮助企业实现生产成本的降低、生产周期的缩短、产品质量的提高和灵活生产的实现。
CIMS的实施离不开计算机技术和软件的支持。
它需要使用各种软件来实现数据的管理、分析和控制。
这些软件可以包括计划管理软件、生产调度软件、物流管理软件、设备控制软件等。
在实施CIMS的过程中，企业需要充分考虑人员培训和组织变革。
CIMS的实施会带来生产流程和工作流程的改变，需要培训员工适应新的工作环境和工作方式。
同时，企业还需要调整组织结构，建立跨部门协作的机制，以适应CIMS带来的管理变化。
CIMS的引入对企业来说具有重要的意义。
计算机集成制造
先进制造模式
1.3 计算机集成制造的体系结构
计算机集成制造系统是为获取制造型企业最佳的整体效益而设计和构建的系统。为保证 系统目标的实现,需要一套方法、工具及适合的参考模型,用以指导计算机集成制造系统的设计、 实施和运行。因此,世界各国都比较重视对计算机集成制造系统体系结构的研究,其中由欧共体 ESPRIT计划中AMICE专题提出的CIM-OSA 体系结构具有一定的代表性。CIM-OSA 是一个 开放式的体系结构,它为制造业的计算机集成制造系统提供了一种参考模型,已作为对计算机集 成制造系统进行规划、设计、实施和运行的系统工具。图所示的结构模型,被称为CIM-OSA 立方体。
先进制造模式
CAPP完成毛坯设计、加工方法选择、工序设计、工艺路线制定、工时定额计算等。其 中,工序设计又包括工装夹具选择或设计、加工余量分配、切削用量选择及机床、刀具的选择, 必要的工序图生成等功能。CAPP是工程设计自动化系统内部信息集成的关键环节,它是计算 机集成制造系统中设计信息与物料信息的交汇点,与生产计划、车间控制有着紧密联系,是工程 设计自动化系统与其他系统交换信息的主要信息源┈和信息处理核心。
CAM 完成刀具路径的规划、刀位文件的生成、刀具轨迹的仿真、数控代码的生成等,许 多商品化的CAM 软件都具有这些功能。
工程设计自动化系统是计算机集成制造系统的主要信息源头之一,它为管理信息系统和 制造自动化系统提供物料清单和工艺规程等信息。
先进制造模式
3. 制造自动化系统 制造自动化系统是计算机集成制造系统中信息流与物料流的结合点,它以柔性制造系统 为基础,是计算机集成制造系统最终产生效益的集聚地,其功能包括生成作业计划,进行优化作 业调度控制,生成工件、刀具、夹具需求计划,进行系统状态监控和故障诊断处理。 制造自动化系统的目标是实现多品种、中小批量产品生产的柔性化、自动化,实现高质 量、短周期、低成本、高效率生产,为生产人员创造舒适、安全的劳动环境。 4. 质量保证系统 质量保证系统主要是采集、存储、评价、处理存在于设计、制造过程中与质量有关的大 量数据,构成一系列控制环,并通过这些控制环有效地促进产品质量的提高,提高产品在市场中 的竞争能力。
CIMS计算机集成制造系统介绍
计算机集成制造系统（CIMS）1 CIMS的介绍英文全称Computer Integrated Manufacturing Systems或contemporary的缩写，直译就是计算机/现代集成制造系统。
2 CIMS的定义CIMS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、系统工程技术，将企业生产全部过程中有关的人、技术、经营管理三要素及其信息与物流有机集成并优化运行的复杂的大系统。
3 CIMS的特点⑴CIMS强调企业生产的各个环节，即市场分析、经营决策、管理、产品设计、工艺规划、加工制造、销售、售后服务等全部活动过程是一个不可分割的整体，要从系统的观点进行协调，进而实现全局优化。
⑵企业生产的要素包括人、技术及经营管理，尤其要继续重视发挥人在现代化企业生产中的主导作用。
⑶企业生产活动包括信息流及物料流两大部分，信息流的管理尤其重要，而且要重视信息流与物料流之间的集成。
⑷CIMS是一门综合性技术，它综合并发展了与企业生产各环节有关的各种计算机辅助技术。
4 CIMS的重要性因此，企业作为一个统一的整体，必须从系统的观点、全局的观点广泛采用计算机等高新技术，加速信息的采集、传递和加工处理过程，提高工作效率和质量，从而提高企业的总体水平。
制造业的各种生产经营活动，从人的手工劳动变为采用机械的、自动化的设备，并进而采用计算机是一个大的飞跃，而从计算机单机运行到集成运行是更大的一个飞跃。
作为制造自动化技术的最新发展、工业自动化的革命性成果，CIMS代表了当今工厂综合自动化的最高水平，被誉为是未来的工厂。
5 CIMS的目标⑴缩短产品开发生产周期，快速响应市场，以时间求效益，以速度求竞争，占领市场⑵降低产品成本，减小库存，以成本求效益，以价格求竞争，占领市场。
⑶提高产品质量，以质量求效益，以质量求竞争，赢得信誉占领市场。
增加产品柔性⑷提高设备利用率，以最小的资源获取最大的效益，向设备要效益。
什么是 CIM和CIMS
什么是 CIM和CIMS？CIM是英文Computer Integrated Manufacturing的缩写，译为计算机集成制造。
这一概念最早由美国的约瑟夫·哈林顿(J.Harrington)博士于1973年提出。
哈林顿认为，企业的生产组织和管理应该强调两个观点，即：①企业的各种生产经营活动是不可分割的，需要统一考虑；②整个生产制造过程实质上是信息的采集、传递和加工处理的过程。
哈林顿强调的一是整体观点，即系统观点，二是信息观点。
二者都是信息时代组织、管理生产最基本、最重要的观点。
可以说，CIM是信息时代组织、管理企业生产的一种哲理，是信息时代新型企业的一种生产模式。
按照这一哲理和技术构成的具体实现便是计算机集成制造系统(CIMS棗Computer Integrated Manufacturing Systems)。
对于CIM和CIMS，至今还没有一个公认的定义。
不同的国家在不同时期对CIMS有各自的认识和理解。
美国制造工程师学会计算机与自动化系统协会(SME/CASA)采用轮图形象地表示他们对CIMS的理解。
SME在1985年前提出CIMS 的轮图如图1所示。
1987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、MRPII等)和人员，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境的适应能力，使企业经济效益持续稳步地增长。
”我国的这一认识比前述定义发展之处在于：一是考虑了人的集成，二是将CIMS的目标明确地表达出来。
1991年日本能源协会提出：“CIMS是以信息为媒介，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。
”欧共体CIM/OSA研究组认为：“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、信息和组织管理都是集成进来的整体的各个部分。
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成果
质量保证技 术
产品质量和技术指标 均无法和国外厂商比 市场占有份额小。 拟，市场占有份额小。
改善产品质量， 提高技术含量。
工程设计自 动化和制造 自动化
传统的手工绘图设计， 老式机床生产线，手动 操作，生产强度大，产 品质量低。 品质量低。
生产效率高， 降低劳动强度， 质量提高。
CIMS的应用实例
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。
应用CIMS之前 之前 应用
国外厂商需要2周之 国外厂商需要 周之 内精确报价， 内精确报价，而“沈 需要6周才能粗 鼓”需要 周才能粗 略报价，连参与估计 略报价， 投标的资格都不具备。 投标的资格都不具备。
CIMS改善之后 改善之后
LOGO
先进制造模式
计算机集成制造 -——CIMS ——CIMS
王微 2010412058 机械制造及自动化专业
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：
产品质量提高
200%~500%
生产率提高
40%~70%
设备利用率
200%~300%
生产周期缩短
30%~60%
CIMS的应用案例
以波音777 飞机从 以波音 777飞机从 777 设计到投入市场 采 用 CIMS 的 进 展 情况为例，看看 CIMS的成功应用 的成功应用: CIMS的成功应用:
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，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
缩短生产周期， 提高产品可靠 性。
CIMS应用成果对比
“沈鼓” 沈鼓” 应用 CIMS之 CIMS之 前 “沈鼓” 沈鼓” 应用 CIMS成 CIMS成 果
18个月 个月 6周粗略报价 周粗略报价
6个月 个月 3个月 个月
10~11个月 个月
10至12个月 至 个月 2周精确报价 周精确报价
5~6个月 个月
成果
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。
建立产品报 价系统
并行优化 技术
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18 从订货到交货大概要 月，而国外厂商大概需 个月。 要10~12个月。 个月
CIMS的各部分相互作用
CIMS的体系结构
工厂层
车间层
单元层
工作站层
设备层
的最高一级控制， 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 和总公司” 和总公司”的职能
协调车间生产和辅助性工作及 资源配置
负责相似零件分批通过工作站 大人顺序和管理（ 大人顺序和管理（诸如物料储 检验） 运、检验）及其它有关辅助工 作 负责和协调车间中一个设备 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、 测量仪器、小车、传送装置 等各种设备的控制器
部分功能可做如下对比：
记忆 大脑 神经 血液 生物电波 能力
集成数据库 计算机系统 计算机网络 物质流 信息流 价值流
由此可见，贯穿于 的信息流的载体是计算机及其网络， 由此可见，贯穿于CIMS的信息流的载体是计算机及其网络，物质流的载体 的信息流的载体是计算机及其网络 是各种自动化生产线、自动化搬运工具等，集成数据作为CIMS的知识库， 的知识库， 是各种自动化生产线、自动化搬运工具等，集成数据作为 的知识库 整个系统的活动受计算机系统的控制。 整个系统的活动受计算机系统的控制。
成果
电子化信息 管理
产品按订单安排生产， 产品按订单安排生产， 单件小批量。 单件小批量。满足不 了市场需求， 了市场需求，效益低 微。
开阔了市场， 提高了效率， 增加了效益。
CIMS的应用实例
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。
应用CIMS之前 之前 应用
技术集合
多要素多流程集成优化
满足市场要求
CIM及CIMS的概念 CIM及CIMS的概念
数字化 信息化 智能化 绿色化 集成优化
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。
CIMS的构成及其相互作用
工厂层 控制系统
信息管理 模块
制造工程 模块
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。
车间层控制系统
任务管理 模块
资源分配 模块
负责安排生产能力计 划，对订单进行分批 ，把任务及资源分配 给各单元，跟踪订单 直到完成，跟踪设备 利用情况，安排所有 切削刀具、夹具、机 器人、机床及物料运 输设备的预防性维修 ，以及其他辅助性工 作。
CIMS一般可以划分为4个功能子系统和2个支撑子系统
市场信息
管理信息 功能子系 统
工程设计 自动化功 能子系统
技术信息
原材料
CIMS
制造自动 化功能子 系统 计算机网络支撑 子系统和数据库 支撑子系统
质量保证 功能子系 统
销售服务信息
产品
CIMS的构成及其相互作用 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
控制系统进行各项目 具体加工时所需的工 作站、储存区、托盘 、刀具及材料等。它 根据“按需分配”原 则，把一些工作暂分 配给特定的“虚拟” 单元，动态的改变其 组织结构。 组织结构。
CIMS的体系结构
工厂
加工车间 虚拟单元1 虚拟单元 切削工作站
机器人 （单元层） 虚拟单元n 虚拟单元 （工作站层） 物料储运工作站 （工设备层）
波音777 波音 777 飞机的研 制，是集当代信 息技术和现金管 理模式的大成。 理模式的大成。
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。
CIMS的应用实例
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。
交货期短（T：Time to Market） 质量优良（Q:Good Quality） 价格低廉（C:Low Cost） 服务优质（S:High Service） 环境清洁（ E:Clean Environment ） 知识创新（K:Knowledge Creation）
.
计算机集成制造—CIMS
制造自动化方或柔性化面 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。
CIMS
经营管理方面 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的应用案例
美国科学院对美国在CIMS处于领先地位的公司进行调查发现， 美国科学院对美国在CIMS处于领先地位的公司进行调查发现， CIMS处于领先地位的公司进行调查发现 应用CIMS CIMS可以带来如下效益 应用CIMS可以带来如下效益
CIM是一种组织、管理和运行现代制造企业的理念
使企业产品全生命周期各 以达到产品上市快（T）、 它将传统的制造技术与现 阶段活动中有关人/组织、 高质（Q）、低耗（C)、 代信息技术、管理技术、 经营管理和技术三要素及 服务好(S)、环境清洁(E)， 自动化技术、系统工程技 其信息流、物流和价值流 进而提高企业的柔性、健 术等有机集合 三流有机集成并优化运行 壮性、敏捷性，是企业赢 得市场竞争。
工厂层控制系统
生产管理 模块
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、库存估计、 用户订单处理、采购、认识管理以及工资 单处理等。
机器人 自动小车 传送器
虚拟单元2 虚拟单元 检验工作站
机器人 检验设备 零件仓库
… … …
CIMS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： 工程设计自动化方面 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
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 CIM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
CIM及CIMS的概念 CIM及CIMS的概念
我国的863/CIMS主题集合国际上先 我国的863/CIMS主题集合国际上先 863/CIMS 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“现代集成制造”的理念： 提出了“现代集成制造”的理念：