CIMS和CIPS技术与应用课程_1
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
(2) CIM是人-机系统 (3) 不断完善的过程，实施CIM没有最优解，只有满意解 (4) 集成并不意味着集中，集成是多方位、多层次的集成，分布
控制的CIM比集中控制的CIM有更强的生命理和更高的柔性
德国
瑞士
2021/7/1
CIMS和CIPS技术与应用
37
C) 日本
柔性制造系统 (FMS) 工厂自动化 (FA) d) 我国
(2) 半连续过程
生产运行采用类似连续过程的方式进行产品加工， 通过切换操作可以利用生产装置生产多种产品。造纸、 轧钢、特殊化工生产等是该种方式进行的。
2021/7/1
CIMS和CIPS技术与应用
23
(3) 批量(间歇)过程
主要特征是物料加入某个生产装置后，按一定的工 艺条件，并经历一定时间(在这一时间中往往没有物料 流出)在达到某要求指标后，再排出物料进行后续过程。 制药过程的生物反应发酵罐，高分子化工中的聚合过 程，涂料生产过程、炼钢等过程,这一类企业通常是按 一定批量，有间断、周期地进行生产，故又称之为批 处理过程。
1996年超重龙门铣床德交货期，已从原来的36个月缩短到18个月………….. 获得美国制造工程师学会的SME企业领先奖。
例2 沈阳鼓风机厂
单件生产，产品的设计、制造周期为18个月，国外企业为10-12个月，不精确 的手工产品报价需要6周时间，国外企业计算机报价只需要2周。
CIMS的计算机报价系统在2周内提供符合国际API标准的技术报价、财务报价、 商务报价，产品的设计、制造周期从18个月缩短到10-12个月。
2021/7/1
CIMS和CIPS技术与应用
38
CIM工程研究中心、研究基地建设
北京第一机床厂、沈阳鼓风机厂、成都飞机制造厂、上海二纺机、广东华 宝、杭州三联电子有限公司等一批企业分别针对各自的实际需要，实施了 CIM工程
例1 北京第一机床厂
40-60个产品，1994年我国铁道部通过国际招标工作求购4台铣床，性能价格比 优于外国的企业，交货期比参加竞标德日本、法、德企业晚6个月。
2021/7/1
CIMS和CIPS技术与应用
39
1.7 先进制造技术发展
a) 精良(益)生产(Lean Production LP)
起源于日本，1950在丰田公司汽车制造过程推行的的生产方式(美国麻省 理工学院投入500万美元进行为期5年的研究项目提出的，《改变世界的机 器》，1990，James P. Womack, Daniel T. Jones等 )
(1) 企业生产的各个环节，从市场分析、产品设计、 加工制造、经营管理及售后服务的全部经营活动，是 一个不可分割的整体，要紧密连接，统一考虑
(2) 整个经营过程实质是一个数据的采集、传递 和加工处理的过程，最后形成的产品可以看作是数 据的物质表现
2021/7/1
CIMS和CIPS技术与应用
19
CIMS概念的完善
(1) 离散制造工业
企业竞争的推动力 成本
市场和销售
产品质量
时间，顾客服务
成组技术
物料需求计划 (MRP)
制造资源计划 (MRPII)
CIMS 精益生产
数控编程系统 (APT)
CAD CAPP CAD/CAM
软件工程 并行工程 智能制造
PDES/STEP
敏捷制造
50年代
60年代
70年代
80年代
90年代
国家863高新技术发展计划
精良生产(Lean Production)
CIM工程研究中心、研究基地建设 多家企业的典型应用工程建设
CIM工程研究中心、研究基地建设
清华大学、上海交大、华中理工大学 跟踪国际技术发展，总体技术、 关键技术的研究，培养骨干技术队伍
美国制造工程师学会SME大学领先奖 (2次)
集中管理/分散控制
强度低随机的、不确定的来自扰情况普遍存在调整生产计划，分配负荷，优化排序
调整工艺参数，达到最优工况
一般通过选择不同的加工设备及夹具进行 柔性操作，主要以时间为代价，时间较短 代价低
流程切换后需进行设备及管线的清洗、再次 开车周期较长，生产在稳定未达标前，原料、 能量存在浪费，柔性切换操作时间较长，切 换成本大
经典控制理论现代控过 制程 理建 论模与控多制变 制系 量 进统 控 控优制化 生 调 策与 产 度 略先 计 与生 划 管 控产、 理 一过体专 模 人 程化家 糊 工 管系 控 神智统 制 经能、 、 元控 CI智 制 PS能生 绿产 色生产 网络
70年代
80年代
90年代
常规仪表(气动、 液动、电动)
数控机床 电子计算机问世
直(接 DN数 C)控柔性(制 FM造 S)系机统电一体微 化型计数工 算据业 机库机器局人域网多工媒作体 网站络系开统放式光平信 纤台息 网高 络速公路
2021/7/1
CIMS和CIPS技术与应用
29
(2) 连续流程工业过程
企业竞争 的推动力
安全、平稳
优质、高产、低消耗产 益、 品环 质保 量、企业生产总体市 效场、时间，顾客服务
正式形成CIM计划，投资1亿美元 道格拉斯飞机制造公司建成CIMS系统 HP、DEC信息网络为基础的开放式结构平台 波音公司，777制造过程采用并行工程思想实施，组织了238个 不同的工作组，采用数字化定义、数字化预装配(可装配)技术， 实现无图纸生产，达到了无样机一次制造成功
2021/7/1
CIMS和CIPS技术与应用
一般为物理几何参数，状态可以由人工观 以热工参数、组分参数为主，状态不能直接
测
观测，操作参数量很大
缩短供货周期，提高设备利用率
强调操作整体性，实现均衡、安全、长周期、 高效、低能耗生产，保证产品质量
生产重要环节，通过并行工程，在生产过 程中进行
比重很小，通常与生产过程分离，单独进行
递阶分层管理与控制
中间环节，压缩库存，加速资金周转，实现生产过程、 管理和经营过程整体优化
服务(service) 不断更新产品，加强与客户的联系
2021/7/1
CIMS和CIPS技术与应用
18
1.2 CIM与CIP概念的形成
Joseph Harrington(1973年，美国)， Computer Integrated Manufacturing 一书中首先提出的，包括两个最基本的观点：
人们在CIM实践过程中提出了多种不同的定义，表达了不同 的认识和看法，CIM的概念也由此不断得到完善和发展
共同点
覆盖范围实际整个企 业的全部活动，分析和设 计系统时必须站在企业的 高度，全局观点
差异点 - 全盘自动化 - 计算机是集成主体/工具 - 人在CIMS中处于什么地位
CIM 不等于全盘自动化，计算机只是工具、手 段，系统集成包括人的集成
35
美国普渡大学、里海等高校建立计算机智能集成和制造自 动化研究中心、先进制造技术研究中心：生产管理模式、理念、 总体技术、关键技术
CIMS
虚拟制造
敏捷制造
b) 欧洲
1982年初， 欧洲信息技术研究和发展计划ESPRIT
1984年
实施
达到共识: (1) CIM不是企业的最终目标，而是实现企业目标的一中手段
2021/7/1
CIMS和CIPS技术与应用
27
(3) 自动化技术水平比较
比较因素 自动化程度
离散制造过程
流程生产过程
普遍实现了单机自动化，中小企业处 于机械化阶段，少数大企业处于生产 自动化阶段
DCS系统普遍应用于生产过程中完 成生产过程的监控、管理工作，部 分企业完成计算机信息管理系统工 作，自动化孤岛现象普遍存在，自 动化基础水平好
比较因素 操作工况 缓冲单元 操作监控要求 操作参数 操作经济目标 产品设计 控制方式 操作干扰 优化手段
柔性操作代价
离散制造过程 常规环境
生产线存在某些缓冲单元
流程生产过程
通常在高温、高压、低温、真空、易燃、易 爆、有毒的恶劣工况下
一般没有中间缓冲单元，设备启停、正常操 作和紧急处理步骤复杂
一般
很强的实时性要求
精简生产过程中一切不产生附加价值的活动和投资，精简管理层次和组织 结构，简化开发过程和生产过程，采用JIT生产方式，追求零废品，零库存
(1) 以人为中心的人机系统
- 创造工作条件，不断提高职工的技能，充分发挥他们的创造性 - 强调工作者及时发现生产质量问题和解决问题的能力
(2) 简化一切过程
-不断排除一切非生产性的费用，采用准时制， 合理安排物流过程，消 除中间库存 - 拆除无用的工作位置与中间层的管理人员
2021/7/1
CIMS和CIPS技术与应用
24
(4) 离散过程
其主要特征是产品生产以件/次的模式进行的，产 品以单件或流水线上成批进行生产。在使用生产线方 式的情况下，组成产品的部件在生产线的不同加工设 备上依次加工装配完成；在产品加工地点相对静止的 情况下，产品的不同处理工序在同一地点完成。机械 加工、汽车飞机制造、家电生产过程等
a) 美国
把保障国家安全，提高其工业在国际上的竞争力作为科 技发展的战略方针，国防部、能源部、陆军器材部、航空航天 部等政府部门都极为关注和重视CIM的进展状况，指定自身的 CIM发展战略计划
1975年
美国空军制定空军计算机辅助制造计划AFCAM
1976年 1985年 1990年
美国工程师学会制定计算机辅助计划ICAM
微型计算机 简单反馈控制
数据库现代检测技局术域网多媒体
信息高速公路
集散控制计算机先进控制系统 工作站 网络系统光纤网络
电子计算机问世 系统(DCS) PLC、现场总线、智能仪表开放式平台
自动化孤岛问题
管理孤岛问题
2021/7/1
CIMS和CIPS技术与应用
30
1.6 离散制造过程中CIM的发展状况
自动化基础技术 CAD、CAM、FMS、数控加工设备 DCS、PLC、控制仪表、现场总线
数据库
工程数据库，集中分布式数据库
实时数据库、发布式数据库、海量 存储数据库
计算机网络
开放异构网络互连，递阶结构
开放异构网络互连、实时性、可靠 性要求很高
2021/7/1
CIMS和CIPS技术与应用
28
1.5 离散制造工业与连续流程工业生产过程的自动化技术发展
机械加工汽车飞机制造家电生产过程等2015111cims和cips技术与应用2614离散制造过程与流程生产过程生产模式比较比较因素离散制造过程流程生产过程产品生产大批量小批量单件以大批量为主物料流离散连续加工线路灵活动态可变工艺线路单一基本不变上下游工序关系松弛相当强的耦合关联制约产品加工种类多变稳定产品设计根据要求经常进行投产后几乎没有产品加工时间可变装置投产后同样处理量情况下不变加工过程一般为物理过程伴随着化学物理变化机理复杂生产柔性以刚性系统为主环境问题排污问题严重需要全面治理2015111cims和cips技术与应用27操作模式比较比较因素离散制造过程流程生产过程操作工况常规环境通常在高温高压低温真空易燃易爆有毒的恶劣工况下缓冲单元生产线存在某些缓冲单元一般没有中间缓冲单元设备启停正常操作和紧急处理步骤复杂操作监控要求一般很强的实时性要求操作参数一般为物理几何参数状态可以由人工观以热工参数组分参数为主状态不能直接观测操作参数量很大操作经济目标缩短供货周期提高设备利用率强调操作整体性实现均衡安全长周期高效低能耗生产保证产品质量产品设计生产重要环节通过并行工程在生产过程中进行比重很小通常与生产过程分离单独进行控制方式递阶分层管理与控制集中管理分散控制操作干扰强度低随机的不确定的干扰情况普遍存在优化手段调整生产计划分配负荷优化排序调整工艺参数达到最优工况柔性操作代价一般通过选择不同的加工设备及夹具进行柔性操作主要以时间为代价时间较短代价低流程切换后需进行设备及管线的清洗再次开车周期较长生产在稳定未达标前原料能量存在浪费柔性切换操作时间较长切换成本大2015111cims和cips技术与应用28自动化技术水平比较比较因素离散制造过程流程生产过程自动化程度普遍实现了单机自动化中小企业处于机械化阶段少数大企业处于生产自动化阶段dcs系统普遍应用于生产过程中完成生产过程的监控管理工作部分企业完成计算机信息管理系统工作自动化孤岛现象普遍存在自动化基础水平好自动化基础技术cadcamfms数控加工设备dcsplc控制仪表现场总线数据库工程数据库集中分布式数据库实时数据库发布式数据库海量存储数据库计算机网络开放异构网络互连递阶结构开放异构网络互连实时性可靠性要求很高2015111cims和cips技术与应用2915离散制造工业与连续流程工业生产过程的自动化技术发展离散制造工业50年代60年代70年代80年代90年代成组技术电
2021/7/1
CIMS和CIPS技术与应用
25
1.4 离散制造过程与流程生产过程
(1) 生产模式比较
比较因素 产品生产 物料流 加工线路 上下游工序关系 产品加工种类 产品设计
产品加工时间
加工过程 生产柔性 环境问题
离散制造过程 大批量/小批量/单件
离散 灵活、动态可变
松弛 多变 根据要求经常进行
CIMS和CIPS技术与应用
工作总结 商务报告 商务展
您的内容打在这里，或者通过复制您的文本后，在此框中
企业的竞争要素
时间(Time) 加快新产品的研制和开发周期(科研、设计、制造、
测试、交货)
质量(Quality)
提高产品质量、顾客的满意度
成本(Cost) 降低生产消耗，控制污染，确保生产安全，减少
2021/7/1
CIMS和CIPS技术与应用
20
CIM定义
CIM是一种概念，一种哲理，它指出了制造 业应用计算机技术的更高阶段，在企业中将市场 分析、经营决策、产品设计、制造过程各个环节 乃至到销售和售后服务，包括原材料、生产和库 存管理、财务资源管理等全部运营活动，在一种 全局集成规划指导下，在更充分发挥人的集体智 慧和合作精神的氛围中，关联起来集合成一个整 体，逐步实现全企业的计算机化
2021/7/1
CIMS和CIPS技术与应用
2021/7/1
CIMS和CIPS技术与应用
22
1.3 工业生产过程的分类
连续过程、半连续过程、批量(间歇)过程、离散过程
(1) 连续过程
原料的物料流及能量流持续进入由一系列生产装置 序贯组成的固定生产流程后，连续经过反应、换热、 分离、流体输送等各类环节，直至生成最后产品，如 炼油、化肥、硝酸等。
可变
一般为物理过程 强 轻
流程生产过程 以大批量为主
连续 工艺线路单一，基本不变 相当强的耦合、关联、制约
稳定 投产后几乎没有 装置投产后，同样处理量情况下，
不变 伴随着化学、物理变化，机理复杂
以刚性系统为主
排污问题严重，需要全面治理
2021/7/1
CIMS和CIPS技术与应用
26
(2) 操作模式比较
2021/7/1
CIMS和CIPS技术与应用
21
CIMS系统 在CIM思想指导下，逐步实现企业全过程计算
机和的综合人-机系统。
离散机械制造行业 CIMS 计算机集成制造系统(Computer Integrated Manufacturing system)
连续流程生产行业 CIPS 计算机集成生产系统(Computer Integrated Production system) (流程工业CIMS)
控制的CIM比集中控制的CIM有更强的生命理和更高的柔性
德国
瑞士
2021/7/1
CIMS和CIPS技术与应用
37
C) 日本
柔性制造系统 (FMS) 工厂自动化 (FA) d) 我国
(2) 半连续过程
生产运行采用类似连续过程的方式进行产品加工， 通过切换操作可以利用生产装置生产多种产品。造纸、 轧钢、特殊化工生产等是该种方式进行的。
2021/7/1
CIMS和CIPS技术与应用
23
(3) 批量(间歇)过程
主要特征是物料加入某个生产装置后，按一定的工 艺条件，并经历一定时间(在这一时间中往往没有物料 流出)在达到某要求指标后，再排出物料进行后续过程。 制药过程的生物反应发酵罐，高分子化工中的聚合过 程，涂料生产过程、炼钢等过程,这一类企业通常是按 一定批量，有间断、周期地进行生产，故又称之为批 处理过程。
1996年超重龙门铣床德交货期，已从原来的36个月缩短到18个月………….. 获得美国制造工程师学会的SME企业领先奖。
例2 沈阳鼓风机厂
单件生产，产品的设计、制造周期为18个月，国外企业为10-12个月，不精确 的手工产品报价需要6周时间，国外企业计算机报价只需要2周。
CIMS的计算机报价系统在2周内提供符合国际API标准的技术报价、财务报价、 商务报价，产品的设计、制造周期从18个月缩短到10-12个月。
2021/7/1
CIMS和CIPS技术与应用
38
CIM工程研究中心、研究基地建设
北京第一机床厂、沈阳鼓风机厂、成都飞机制造厂、上海二纺机、广东华 宝、杭州三联电子有限公司等一批企业分别针对各自的实际需要，实施了 CIM工程
例1 北京第一机床厂
40-60个产品，1994年我国铁道部通过国际招标工作求购4台铣床，性能价格比 优于外国的企业，交货期比参加竞标德日本、法、德企业晚6个月。
2021/7/1
CIMS和CIPS技术与应用
39
1.7 先进制造技术发展
a) 精良(益)生产(Lean Production LP)
起源于日本，1950在丰田公司汽车制造过程推行的的生产方式(美国麻省 理工学院投入500万美元进行为期5年的研究项目提出的，《改变世界的机 器》，1990，James P. Womack, Daniel T. Jones等 )
(1) 企业生产的各个环节，从市场分析、产品设计、 加工制造、经营管理及售后服务的全部经营活动，是 一个不可分割的整体，要紧密连接，统一考虑
(2) 整个经营过程实质是一个数据的采集、传递 和加工处理的过程，最后形成的产品可以看作是数 据的物质表现
2021/7/1
CIMS和CIPS技术与应用
19
CIMS概念的完善
(1) 离散制造工业
企业竞争的推动力 成本
市场和销售
产品质量
时间，顾客服务
成组技术
物料需求计划 (MRP)
制造资源计划 (MRPII)
CIMS 精益生产
数控编程系统 (APT)
CAD CAPP CAD/CAM
软件工程 并行工程 智能制造
PDES/STEP
敏捷制造
50年代
60年代
70年代
80年代
90年代
国家863高新技术发展计划
精良生产(Lean Production)
CIM工程研究中心、研究基地建设 多家企业的典型应用工程建设
CIM工程研究中心、研究基地建设
清华大学、上海交大、华中理工大学 跟踪国际技术发展，总体技术、 关键技术的研究，培养骨干技术队伍
美国制造工程师学会SME大学领先奖 (2次)
集中管理/分散控制
强度低随机的、不确定的来自扰情况普遍存在调整生产计划，分配负荷，优化排序
调整工艺参数，达到最优工况
一般通过选择不同的加工设备及夹具进行 柔性操作，主要以时间为代价，时间较短 代价低
流程切换后需进行设备及管线的清洗、再次 开车周期较长，生产在稳定未达标前，原料、 能量存在浪费，柔性切换操作时间较长，切 换成本大
经典控制理论现代控过 制程 理建 论模与控多制变 制系 量 进统 控 控优制化 生 调 策与 产 度 略先 计 与生 划 管 控产、 理 一过体专 模 人 程化家 糊 工 管系 控 神智统 制 经能、 、 元控 CI智 制 PS能生 绿产 色生产 网络
70年代
80年代
90年代
常规仪表(气动、 液动、电动)
数控机床 电子计算机问世
直(接 DN数 C)控柔性(制 FM造 S)系机统电一体微 化型计数工 算据业 机库机器局人域网多工媒作体 网站络系开统放式光平信 纤台息 网高 络速公路
2021/7/1
CIMS和CIPS技术与应用
29
(2) 连续流程工业过程
企业竞争 的推动力
安全、平稳
优质、高产、低消耗产 益、 品环 质保 量、企业生产总体市 效场、时间，顾客服务
正式形成CIM计划，投资1亿美元 道格拉斯飞机制造公司建成CIMS系统 HP、DEC信息网络为基础的开放式结构平台 波音公司，777制造过程采用并行工程思想实施，组织了238个 不同的工作组，采用数字化定义、数字化预装配(可装配)技术， 实现无图纸生产，达到了无样机一次制造成功
2021/7/1
CIMS和CIPS技术与应用
一般为物理几何参数，状态可以由人工观 以热工参数、组分参数为主，状态不能直接
测
观测，操作参数量很大
缩短供货周期，提高设备利用率
强调操作整体性，实现均衡、安全、长周期、 高效、低能耗生产，保证产品质量
生产重要环节，通过并行工程，在生产过 程中进行
比重很小，通常与生产过程分离，单独进行
递阶分层管理与控制
中间环节，压缩库存，加速资金周转，实现生产过程、 管理和经营过程整体优化
服务(service) 不断更新产品，加强与客户的联系
2021/7/1
CIMS和CIPS技术与应用
18
1.2 CIM与CIP概念的形成
Joseph Harrington(1973年，美国)， Computer Integrated Manufacturing 一书中首先提出的，包括两个最基本的观点：
人们在CIM实践过程中提出了多种不同的定义，表达了不同 的认识和看法，CIM的概念也由此不断得到完善和发展
共同点
覆盖范围实际整个企 业的全部活动，分析和设 计系统时必须站在企业的 高度，全局观点
差异点 - 全盘自动化 - 计算机是集成主体/工具 - 人在CIMS中处于什么地位
CIM 不等于全盘自动化，计算机只是工具、手 段，系统集成包括人的集成
35
美国普渡大学、里海等高校建立计算机智能集成和制造自 动化研究中心、先进制造技术研究中心：生产管理模式、理念、 总体技术、关键技术
CIMS
虚拟制造
敏捷制造
b) 欧洲
1982年初， 欧洲信息技术研究和发展计划ESPRIT
1984年
实施
达到共识: (1) CIM不是企业的最终目标，而是实现企业目标的一中手段
2021/7/1
CIMS和CIPS技术与应用
27
(3) 自动化技术水平比较
比较因素 自动化程度
离散制造过程
流程生产过程
普遍实现了单机自动化，中小企业处 于机械化阶段，少数大企业处于生产 自动化阶段
DCS系统普遍应用于生产过程中完 成生产过程的监控、管理工作，部 分企业完成计算机信息管理系统工 作，自动化孤岛现象普遍存在，自 动化基础水平好
比较因素 操作工况 缓冲单元 操作监控要求 操作参数 操作经济目标 产品设计 控制方式 操作干扰 优化手段
柔性操作代价
离散制造过程 常规环境
生产线存在某些缓冲单元
流程生产过程
通常在高温、高压、低温、真空、易燃、易 爆、有毒的恶劣工况下
一般没有中间缓冲单元，设备启停、正常操 作和紧急处理步骤复杂
一般
很强的实时性要求
精简生产过程中一切不产生附加价值的活动和投资，精简管理层次和组织 结构，简化开发过程和生产过程，采用JIT生产方式，追求零废品，零库存
(1) 以人为中心的人机系统
- 创造工作条件，不断提高职工的技能，充分发挥他们的创造性 - 强调工作者及时发现生产质量问题和解决问题的能力
(2) 简化一切过程
-不断排除一切非生产性的费用，采用准时制， 合理安排物流过程，消 除中间库存 - 拆除无用的工作位置与中间层的管理人员
2021/7/1
CIMS和CIPS技术与应用
24
(4) 离散过程
其主要特征是产品生产以件/次的模式进行的，产 品以单件或流水线上成批进行生产。在使用生产线方 式的情况下，组成产品的部件在生产线的不同加工设 备上依次加工装配完成；在产品加工地点相对静止的 情况下，产品的不同处理工序在同一地点完成。机械 加工、汽车飞机制造、家电生产过程等
a) 美国
把保障国家安全，提高其工业在国际上的竞争力作为科 技发展的战略方针，国防部、能源部、陆军器材部、航空航天 部等政府部门都极为关注和重视CIM的进展状况，指定自身的 CIM发展战略计划
1975年
美国空军制定空军计算机辅助制造计划AFCAM
1976年 1985年 1990年
美国工程师学会制定计算机辅助计划ICAM
微型计算机 简单反馈控制
数据库现代检测技局术域网多媒体
信息高速公路
集散控制计算机先进控制系统 工作站 网络系统光纤网络
电子计算机问世 系统(DCS) PLC、现场总线、智能仪表开放式平台
自动化孤岛问题
管理孤岛问题
2021/7/1
CIMS和CIPS技术与应用
30
1.6 离散制造过程中CIM的发展状况
自动化基础技术 CAD、CAM、FMS、数控加工设备 DCS、PLC、控制仪表、现场总线
数据库
工程数据库，集中分布式数据库
实时数据库、发布式数据库、海量 存储数据库
计算机网络
开放异构网络互连，递阶结构
开放异构网络互连、实时性、可靠 性要求很高
2021/7/1
CIMS和CIPS技术与应用
28
1.5 离散制造工业与连续流程工业生产过程的自动化技术发展
机械加工汽车飞机制造家电生产过程等2015111cims和cips技术与应用2614离散制造过程与流程生产过程生产模式比较比较因素离散制造过程流程生产过程产品生产大批量小批量单件以大批量为主物料流离散连续加工线路灵活动态可变工艺线路单一基本不变上下游工序关系松弛相当强的耦合关联制约产品加工种类多变稳定产品设计根据要求经常进行投产后几乎没有产品加工时间可变装置投产后同样处理量情况下不变加工过程一般为物理过程伴随着化学物理变化机理复杂生产柔性以刚性系统为主环境问题排污问题严重需要全面治理2015111cims和cips技术与应用27操作模式比较比较因素离散制造过程流程生产过程操作工况常规环境通常在高温高压低温真空易燃易爆有毒的恶劣工况下缓冲单元生产线存在某些缓冲单元一般没有中间缓冲单元设备启停正常操作和紧急处理步骤复杂操作监控要求一般很强的实时性要求操作参数一般为物理几何参数状态可以由人工观以热工参数组分参数为主状态不能直接观测操作参数量很大操作经济目标缩短供货周期提高设备利用率强调操作整体性实现均衡安全长周期高效低能耗生产保证产品质量产品设计生产重要环节通过并行工程在生产过程中进行比重很小通常与生产过程分离单独进行控制方式递阶分层管理与控制集中管理分散控制操作干扰强度低随机的不确定的干扰情况普遍存在优化手段调整生产计划分配负荷优化排序调整工艺参数达到最优工况柔性操作代价一般通过选择不同的加工设备及夹具进行柔性操作主要以时间为代价时间较短代价低流程切换后需进行设备及管线的清洗再次开车周期较长生产在稳定未达标前原料能量存在浪费柔性切换操作时间较长切换成本大2015111cims和cips技术与应用28自动化技术水平比较比较因素离散制造过程流程生产过程自动化程度普遍实现了单机自动化中小企业处于机械化阶段少数大企业处于生产自动化阶段dcs系统普遍应用于生产过程中完成生产过程的监控管理工作部分企业完成计算机信息管理系统工作自动化孤岛现象普遍存在自动化基础水平好自动化基础技术cadcamfms数控加工设备dcsplc控制仪表现场总线数据库工程数据库集中分布式数据库实时数据库发布式数据库海量存储数据库计算机网络开放异构网络互连递阶结构开放异构网络互连实时性可靠性要求很高2015111cims和cips技术与应用2915离散制造工业与连续流程工业生产过程的自动化技术发展离散制造工业50年代60年代70年代80年代90年代成组技术电
2021/7/1
CIMS和CIPS技术与应用
25
1.4 离散制造过程与流程生产过程
(1) 生产模式比较
比较因素 产品生产 物料流 加工线路 上下游工序关系 产品加工种类 产品设计
产品加工时间
加工过程 生产柔性 环境问题
离散制造过程 大批量/小批量/单件
离散 灵活、动态可变
松弛 多变 根据要求经常进行
CIMS和CIPS技术与应用
工作总结 商务报告 商务展
您的内容打在这里，或者通过复制您的文本后，在此框中
企业的竞争要素
时间(Time) 加快新产品的研制和开发周期(科研、设计、制造、
测试、交货)
质量(Quality)
提高产品质量、顾客的满意度
成本(Cost) 降低生产消耗，控制污染，确保生产安全，减少
2021/7/1
CIMS和CIPS技术与应用
20
CIM定义
CIM是一种概念，一种哲理，它指出了制造 业应用计算机技术的更高阶段，在企业中将市场 分析、经营决策、产品设计、制造过程各个环节 乃至到销售和售后服务，包括原材料、生产和库 存管理、财务资源管理等全部运营活动，在一种 全局集成规划指导下，在更充分发挥人的集体智 慧和合作精神的氛围中，关联起来集合成一个整 体，逐步实现全企业的计算机化
2021/7/1
CIMS和CIPS技术与应用
2021/7/1
CIMS和CIPS技术与应用
22
1.3 工业生产过程的分类
连续过程、半连续过程、批量(间歇)过程、离散过程
(1) 连续过程
原料的物料流及能量流持续进入由一系列生产装置 序贯组成的固定生产流程后，连续经过反应、换热、 分离、流体输送等各类环节，直至生成最后产品，如 炼油、化肥、硝酸等。
可变
一般为物理过程 强 轻
流程生产过程 以大批量为主
连续 工艺线路单一，基本不变 相当强的耦合、关联、制约
稳定 投产后几乎没有 装置投产后，同样处理量情况下，
不变 伴随着化学、物理变化，机理复杂
以刚性系统为主
排污问题严重，需要全面治理
2021/7/1
CIMS和CIPS技术与应用
26
(2) 操作模式比较
2021/7/1
CIMS和CIPS技术与应用
21
CIMS系统 在CIM思想指导下，逐步实现企业全过程计算
机和的综合人-机系统。
离散机械制造行业 CIMS 计算机集成制造系统(Computer Integrated Manufacturing system)
连续流程生产行业 CIPS 计算机集成生产系统(Computer Integrated Production system) (流程工业CIMS)