计算机集成制造系统

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计算机集成制造系统

1. 概述

计算机集成制造系统（Computer Integrated Manufacturing System, CIM）是指利用计算机和先进的信息技术来集成和控制整个制造过程的系统。它是现代制造业发展的重要趋势之一，通过建立统一的信息平台和自动化设备来实现生产计划、产品设计、工艺流程、仓储物流、供应链管理等各个环节的信息化和自动化。本文将介绍计算机集成制造系统的概念、功能和应用，以及相关技术和发展趋势。

2. 功能

计算机集成制造系统的主要功能包括：

2.1 生产计划与调度

计算机集成制造系统可以实现对生产计划、生产任务的制定和调度。通过对市场需求和生产资源的分析，系统可以自动进行生产计划的制定，并根据实际情况进行动态调整。在生产过程中，系统可以根据设

备状态和生产任务的紧急程度，自动进行任务分配和调度，提高生产

效率和资源利用率。

2.2 产品设计与工艺规划

计算机集成制造系统可以与计算机辅助设计（Computer Aided Design, CAD）和计算机辅助工艺规划（Computer Aided Process Planning, CAPP）系统集成，实现产品设计和工艺规划的信息共享和自

动化。通过建立产品的三维模型和工艺数据库，系统可以自动生成产

品结构、工艺路线和加工参数，提高设计和工艺规划的效率，并保证

产品质量的一致性。

2.3 设备控制与监控

计算机集成制造系统可以实现对生产设备的集中控制和监控。通过与设备的接口和控制系统进行集成，系统可以实时监测设备状态和生产数据，并进行远程控制和调整。系统还可以使用传感器和仪表对设备运行进行监控，及时发现故障和异常，并进行故障诊断和预测，提高设备的稳定性和可靠性。

典型计算机集成制造系统的组成

以典型计算机集成制造系统的组成为标题，下面将详细介绍计算机集成制造系统的组成。

一、计算机集成制造系统的概述

计算机集成制造系统是指利用计算机技术对制造过程中的各个环节进行整合和优化，实现生产过程的自动化和信息化管理的系统。它由多个功能模块组成，每个模块都承担着特定的任务，相互之间通过网络进行数据交换和协调，实现对制造过程全程的监控和控制。

二、计算机集成制造系统的组成

1. 生产计划与调度模块

生产计划与调度模块是计算机集成制造系统的核心模块，它负责制定生产计划、派工任务和调度生产资源。该模块可以根据市场需求和生产能力进行生产计划的制定，并将计划下达给各个生产单元。同时，它还可以根据实际生产情况进行实时调度，保证生产进度的合理安排和资源的最优利用。

2. 设备控制与监控模块

设备控制与监控模块负责对生产设备进行实时监控和控制。它通过传感器和执行机构与生产设备进行连接，实时采集设备状态和参数信息，并根据生产计划和调度要求对设备进行控制。该模块可以实现设备故障的自动检测和报警，以及对设备运行状态的实时监控，

确保设备的正常运行和生产的稳定进行。

3. 过程控制与优化模块

过程控制与优化模块负责对生产过程进行控制和优化。它可以根据生产需求和工艺要求对生产过程中的各个环节进行控制和调整，确保产品质量的稳定和生产效率的提高。同时，该模块还可以通过优化算法对生产过程进行优化，提高生产效率和资源利用率，降低生产成本。

4. 信息管理与集成模块

信息管理与集成模块负责对生产过程中的各种信息进行管理和集成。它可以实现对生产数据的采集、存储和分析，以及对生产过程中的各种信息进行集成和共享。该模块可以为决策者提供准确的数据和信息支持，帮助其做出科学的决策。

cim概念

CIM是Computer Integrated Manufacturing的缩写，中文意为计算机集成制造。CIM是一种把计算机技术与制造业生产过程紧密集成的制造管理系统。它的目的是通过整合信息技术、工程学和管理学的方法，实现制造过程的自动化和优化，提高企业的生产效率和质量水平。

CIM主要包括以下几个概念：

1. 产品设计与工艺规划：使用计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助工艺规划（CAPP）软件来协助产品设计和制造工艺规划，实现产品设计和制造过程的一体化。通过CIM系统，设计师可以在计算机上进行产品模型的设计和模拟，同时与制造工艺规划人员进行协同工作。

2. 生产过程控制：采用计算机数控（CNC）机床、自动化生产线和机器人等设备来实现对生产过程的自动化控制。通过CIM系统，可以对生产过程进行实时监控、调度和优化，提高生产效率和产品质量。

3. 资源管理：通过计算机网络和数据库管理系统，对企业的物流、仓储和人力资源等进行集中管理和调度。CIM系统可以帮助企业实现对库存、生产计划和人员安排的实时监控和优化，提高资源利用率和响应能力。

4. 信息集成和共享：CIM系统通过计算机网络和数据库等技术，实现企业内部

各个部门以及供应商和客户之间的信息共享和协同工作。通过CIM系统，不同部门的人员可以实时查看和共享生产过程中的关键信息，提高沟通效率和决策准确性。

总之，CIM是一种基于计算机集成的、全面整合制造过程的管理系统，旨在提高制造业的生产效率、质量和灵活性。

计算机集成制造系统CIMS(计算机系统集成)

20
9.5
CIMS应用实例
一.CIMS网络 CIMS系统的“中枢神经”，CIMS信息均通过其网络传输和交换。其特点是它由异质、异构子网组成，CIMS系统中各个子系统使用不同的设备、数据格式和接口。设计中使用的CAD系统要求传输速度快，生产车间自动控制系统对数据传输速度要求不高，两者相差很大，即使同一子系统内也是如此。因此如何将这些异构，异质子系统有效地集成起来是CIMS网络集成的关键。 1.CIMS主干网设计既考虑企业目前信息传输/也着眼于企业信息化未来的需求，通常选用高速网络技术： 100Base-T 100VG-AnyLAN 100MbpsFDDI ATM 21 千兆以太网交换
第九章计算机集成制造系统CIMS
9.1 9.2 9.3 9.4 9.5 CIMS概述信息集成 CIMS体系结构 CIMS总体设计 CIMS的应用实例
1
9.1
CIMS概述
一.CIMS概念英文Computer Integrated Manufacturing Systems缩写，中文译为计算机集成制造系统。 CIMS代表信息时代制造企业的生产、经营和管理模式。它将制造业中的人、机构、管理、经营和技术有机地集成起来，围绕企业生产、销售、决策等过程中的各个环节，广泛采用先进的信息技术，实现资源的最佳组合和利用，从而大幅度提高工作效率，降低成本，提高经济效益和企业的市场竞争力。二.CIMS组成由于制造业千差万别，各有千秋，因此不可能有通用标准模式。 CIMS本身内涵要求其系统与企业的生产、经营、管理和组织模式相结合。CIMS建设既有共性又有个性，企业的性质不同、规模不同、所处的地理文化环境不同、应用也不相同，决定企业在CIMS建设中考虑问题的角度不尽相同，因此CIMS的系统结构模式也不同。评价CIMS的优劣标准在于系统是否体现企业生产、经营和管理特色。

计算机集成制造系统简介

1. 引言

计算机集成制造系统是一种集成了计算机技术和制造工艺的智能化

生产系统。它可以实现计划、设计、生产、管理等一系列制造过程的

有机结合，提高生产效率和产品质量，降低生产成本，并增强企业竞

争力。本文将详细介绍计算机集成制造系统的概念、架构和应用场景。

2. 概念

计算机集成制造系统（Computer Integrated Manufacturing System，CIMS）是指通过计算机技术将制造企业的各个环节紧密连接起来，形

成一个整体化的制造系统。它集成了计算机辅助设计（Computer-Aided Design，CAD）、计算机辅助制造（Computer-Aided Manufacturing，CAM）、计算机辅助工艺规划（Computer-Aided Process Planning，CAPP）、计算机辅助生产控制（Computer-Aided

Production Control，CAPC）等多个子系统，通过网络和数据库的支持，实现信息的共享和实时交流。

3. 架构

计算机集成制造系统的架构主要包括硬件、软件、网络和数据库等

组成部分。

3.1 硬件

计算机集成制造系统的硬件主要包括计算机设备、工控设备和传感

器等。计算机设备包括计算机服务器、工作站和个人电脑等，用于数

据处理和系统控制。工控设备用于控制生产设备和机器人等。传感器

用于采集生产过程中的各种数据，如温度、压力、速度等。

3.2 软件

计算机集成制造系统的软件主要包括CAD、CAM、CAPP和CAPC 等。CAD软件用于产品设计和工程图纸的生成。CAM软件用于生成加

计算机集成制造系统

• 现在CIMS还没有确切的定义，但有几点是公认的： CIMS将制造企业的全部经营活动，即从市场分析、产品设计、生产规划、制造、质量保证、经营管理至售后服务等，通过数据驱动形成一个有机的整体，使企业内部各种活动互相协调地进行。CIMS不是各种自动化系统的简单叠加，而是通过计算机网络和数据管理技术实现各单元技术的集成。CIMS能有效地实现柔性生产。因此，数据驱动、集成、柔性是CIMS的三大特征。如图4-42所示，CIMS中人/机构、经营管理和技术三要素之间相互作用、相互制约，构成企业内如下4类集成：
计算机集成制造系统
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CIMS定义
n CIMS（Computer Integrated Manufacturing System）是基于 CIM哲理而组成的系统，
n 定义为：“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有关的人、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的大系统。”
计算机集成制造系统
• 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。

CIMS简介

两个支撑平台是：企业主干网〔硬件支撑平台〕和企业集成(jíchénɡ)信息平台〔软件支撑平台〕
第十七页，共30页。
CIMS的实施(shíshī)进程
实施班子的落实实施纲要(gāngyào)及相
应制度确实定对企业各级人员的培训
第十八页，共30页。
子课题名称硬件投资软件投资
工程总体设计 15.6 企业主干网 99.5
CIMS是英文Computer Integrated Manufacturing Systems或contemporary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---CIM的概念最早是由美国学者哈林顿博士提出的。
CIMS 定义：CIMS是经过(jīngguò)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，将企业消费全部进程中有关的人、技术、运营管理三要素及其信息与物流无机集成并优化运转的复杂的大系统。
1)市场剖析市场剖析是对与产品及效劳有关效果的数据停止系统的采集和记载，停止市场临时开展趋向研讨，如市场扫描、市场潜力预测、销售预测、市场活动、产品寿命周期、产品更新换代周期、顾客行为与未来需求等等。
2)久远规划和预测预测任务包括对公司以往表现和未来目的的估量，规划与预测活动包括：年销售预测、消费量的预测、利润目的制定 (zhìdìng)、公司和工厂预算预备、产品规范费用预测、运营赢亏方案草案、投资时间进程、资金需求估量、资源和劳务市场预测等。这些活动依赖建模技术、统计计算、商业计算等。

CIMS

CIMS是英文Computer Integrated Manufacturing Systems或contemporary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----CIM的概念最早是由美国学者哈林顿博士提出的，其基本出发点是：1）企业的各种生产经营活动是不可分割的，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。

CIMS 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。

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。

未来工厂中的操作工人将会由这些机器人来代替，实现工厂无人化。从CIM的概念的提出到现在已有20余年了。20多年来，CIM的概念已从美国等发达国家传播到发展中国家，已从典型的离散型机械制造业扩展到化工、冶金等连续或半连续制造业。CIM概念已被越来越多的人所接受，成为指导工厂自动化的哲理，有越来越多的工厂按CIM哲理，采用计算机技术实现信息集成，建成了不同水平的计算机集成制造系统。CIMS与计算机综合自动化制造系统是同义词，后者是CIMS在中国早期的另一种叫法，虽然通俗些，但因此无法表达集成的内涵，使用得较少。

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。

CIMS(计算机集成制造系统)

然而，人们同时发现，如果局部发展这些自动化单元技术，会产生“自动化孤岛”现象。“自动化孤岛”具有较大封闭性，相互之间难以实现信息的传递与共享，从而降低系统运行的整体效率，甚至造成资源浪费。
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5
CIMS的产生背景
“自动化孤岛”
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6
CIMS的产生背景
1+1≠2
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7
CIMS的产生背景
例：离散制造业
将“自动化孤岛”集成在一起
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9
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":
2、信息的观点整个生产过程实质上是一个数据的采集、传递和加工处理的过程。最终形成的产品可以看作是 “数据”的体现。
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12
CIMS的基本概念与组成
CIM定义（国内）：
是一种组织、管理、企业生产的新哲理，它借助计算机软硬件，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质流有机地集成并优化运行，以实现产品的高质量、低成本、短交货期，提高企业对市场变化的应变能力和综合竞争能力。

计算机集成制造系统的简称

计算机集成制造系统简称CIMS，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。

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。

计算机集成制造系统

计算机集成制造系统(Computer Integrated Manufacturing System 简称CIMS)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。

先进制造技术是传统制造技术不断吸收机械、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果的制造技术的总称

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竞争能力，对用户需求作出快速反应，以满足用户的需要。

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，以发现制造中可能出现的问题，在产品实际生产前就采取预防措施，从而达到产品一次性制造成功，来达到降低成本、缩短产品开发周期，增强产品竞争力的目的。

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。它要求产品开发人员在一开始就考虑产品整个生命周期中从概念形成到产品报废的所有因素，包括质量、成本、进度计划和用户要求，并行工程的发展为虚拟制造技术的诞生创造了条件，虚拟制造技术将是以并行工程为基础的，并行工程的进一步发展就是虚拟制造技术。

RP&M全称为快速成形技术又称快速原型制造技术，它集机械工程、CAD、逆向工程技术、分层制造技术、数控技术、材料科学、激光技术于一身，可以自动、直接、快速、精确地将设计思想转变为具有一定功能的原型或直接制造零件，从而为零件原型制作、新设计思想的校验等方面提供了一种高效低成本的实现手段。

计算机集成制造系统

计算机集成制造系统的意义及其应用领域

近年来，随着科技的快速发展，计算机集成制造系统在工业生产中起到了关键的作用。这项技术的出现，极大地提高了生产效率和质量，并且为企业节省了人力、物力以及时间成本。本文将介绍计算机集成制造系统的意义以及其在不同领域的应用。

首先，计算机集成制造系统的意义在于将生产过程中的各个环节有机地结合在一起，形成一个高度智能化的制造系统。通过引入计算机技术和自动化设备，可以实现生产过程的自动化和精细化管理。这将使企业能够快速响应市场需求，提高产品质量，降低制造成本，从而增强竞争力。

其次，计算机集成制造系统在制造业中的应用领域非常广泛。首先是汽车制造业。在现代汽车制造过程中，计算机集成制造系统可以发挥重要作用，从产品设计到生产流程的优化，再到质量控制和售后服务，都能借助这一系统实现高效率和高精度的生产。此外，计算机集成制造系统还广泛应用于机械制造、航空航天、电子电器、纺织服装等行业。

在机械制造领域，计算机集成制造系统可以协调控制不同机器设备的工作，实现生产过程的自动化。通过对生产数据进行实时监测和分析，可以提高工作效率和产品质量，并且可以根据需求快速调整生产线。这对于机械制造企业来说，可以显著提高生产能力和市场竞争力。

在航空航天领域，计算机集成制造系统的应用可以帮助制造商快速设计和制造出符合航空航天要求的产品。这些系统可以模拟飞行环境、进行结构和性能分析，从而优化设计方案和生产流程。此外，计算机集成制造系统还可以对航空零部件进行可追溯性管理，确保产品的完整性和安全性。

计算机集成制造系统(CIM

ABCD
与增材制造的结合
利用增材制造技术，实现复杂结构和个性化产品的制造。
与虚拟现实/增强现实的结合
通过虚拟现实和增强现实技术，提供沉浸式的生产监控和管理体验。
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CIM的发展历程与趋势
总结词
CIM的发展经历了多个阶段，未来将朝着更加智能化、数字化、网络化、绿色化的方向发展。
详细描述
CIM的发展历程可以分为多个阶段，从早期的计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助制造（CAM）到后来的制造资源计划（MRP II）和柔性制造系统（FMS），再到现代的智能制造和工业互联网。未来，CIM将朝着更加智能化、数字化、网络化、绿色化的方
案例二：电子制造企业的CIM应用
总结词
精细化管理、快速响应市场、提高竞争力
详细描述
电子制造企业通过应用CIM系统，实现了精细化管理，提高了生产效率和质量。同时，CIM系统还能够帮助企业快速响应市场需求，及时调整生产计划，提高企业的竞争力。
案例三：机械制造企业的CIM应用
总结词
优化工艺流程、降低能耗、提高环保性能
定制化与个性化
满足不同行业和企业的个性化需求，提供定制化的CIM解决方案。
绿色制造
将环保理念融入CIM系统，实现资源的高效利用和减少对环境的影响。
CIM系统与其他先进制造技术的融合发展

计算机集成制造

企业视图维分为4个视图:功能视图、信息视图、资源视图和组织视图。
先进制造模式
1.4 计算机集成制造的应用
市场竞争和计算机技术的发展,引起了企业对计算机集成制造的强烈需求。由于计算机集成制造对广大制造业企业的生存和发展具有战略意义,而制造业对一个国家的国民经济发展具有举足轻重的作用,因而工业发达国家十分重视计算机集成制造等制造系统集成技术的研究与开发,制定了长期发展规划,并采取切实有效的措施推进其在众多企业中的应用。
先进制造技术
先进制造模式
1.1 计算机集成制造与计算机集成制造系统
1. 计算机集成制造计算机集成制造(computer integrated manufacturing,CIM)是一种企业生产制造与生产管理进行优化的哲理,是针对企业所面临的激烈市场竞争形势而提出的组织企业生产的一种哲理。这种哲理首先在 1974 年由美国约瑟夫 ·哈林顿博士在其论文 Com puter Integrated Manufacturing 中提出的。 1)制造企业中的各个环节(即从市场分析、经营决策、工程设计、制造过程、质量控制、生产指挥到售后服务)是一个互相紧密相关的整体,需要统一考虑。 ┈2)企业的整个制造过程实质上是对信息的采集、传递、加工和利用的过程,最终形成的产品可以看成是信息的物化表现。
先进制造模式