计算机集成制造(CIM)

计算机集成制造(CIM)

作者：冯娟杨承涛

来源：《价值工程》2011年第16期

摘要：计算机集成制造（CIM）是上世纪八十年代以来工业化国家为实现制造业的现代化倾全力开发的重点项目。本文简要介绍了CIM的内涵、发展概况、存在问题及解决对策等，并着重指出他是我国制造业步入世界先进行列，提高竞争能力，实现企业现代化的必由之路。

Abstract: Computer integrated manufacturing (CIM) is the key project to make industrialized countries realize the modernization of manufacturing in the 1980s. This paper briefly introduced the connotation, development situation, problems and countermeasures of CIM, etc., and emphatically pointed out that it is the way to make Chinese manufacturing into advanced ranks, improve the competition ability, and realize enterprise modernization.

关键词：CIM；制造业；现代化

Key words: CIM；manufacturing industry；modernization

中图分类号：TP3文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）16-0023-02

作者简介：冯娟（1977-），女，陕西泾阳人，工学学士，讲师，主要研究方向为数控技术等。

0 引言

在严酷、激烈的国际竞争中，世界各国的制造业都在努力寻找企业更新改造的途径，以提高生产和经营的灵活性，实现生产的合理化，使企业获得最大限度的经济效益，在竞争中立于不败之地。上世纪八十年代以来随着计算机技术、信息技术及各项自动化制造技术的发展，工业化国家的科技界倾全力开发的计算机集成制造（Computer Intergrate Manufacturing，简称CIM）为实现这一目标创造了良好的条件而备受人们的重视。

我国为了追踪国外的先进技术而实施的国家863高科技发展计划，也将CIM列为重点追踪的项目之一，进行了开发应用的试点和推广应用工作。他对我国制造业的现代化有着极为重要的意义。本文试图就CIM的基本概念、组成、目标、发展现状、存在问题及解决对策作如下简要介绍，供我国制造业中从事有关工作的决策及科技人员之参考。

1 CIM的基本概念

1.1 CIM的定义 CIM是应用计算机技术将企业中的各种信息统一并集成起来，以实现生产的合理化，使企业具有持续发展的能力和较强的竞争能力，从而获得最大限度的经济效益。

1.2 CIM的构成从我国上世纪八十年代推广应用CIM的情况来看，CIM大体由四个功能分系统和两个支持系统组成。

1.2.1 工程信息分系统（CAD、CAPP、CAM）相比于模仿性设计来讲，计算机辅助设计（CAD）实现绘图主要是通过绘图软件。计算机辅助设计的内容在创新性设计中有以下几点：结构动态和有限元分析、可循环使用设计以及可靠性设计，以计算机软件与设计方法学对产品进行优化设计，刚度和强度计算，节约能源和材料的设计等，以此开发出新的同市场相一致并且和时代发展相吻合的产品。计算机辅助工艺设计（CAPP）是将已经设计好的产品零件的工艺规程利用创成式或派生式方法编制出实际生产的工艺。计算机辅助制造（CAM）是将产品零件的生产工艺转换成数控机床或加工中心、FMS等设备的加工位移指令，进行零件的生产、加工、装配或检验。

1.2.2 制造自动化分系统（MAS）在CIM系统中的制造自动化系统包括传统的生产设备，自动化的刚性流水线，柔性流水线（FML），数控机床、加工中心、柔性制造系统（FMS），今后的发展趋势为在计算机控制下由FMS、无人小车、立体仓库、工业机器人、自动检测装置和自动装配线等组成的自动化车间和自动化工厂。

1.2.3 管理信息分系统（MIS）该系统包括物料需求计划MRPⅠ，制造资源计划MRPⅡ，企业资源计划ERP，生产计划和调度控制（PPS）等还包括企业经营管理的各种理念如精益生产、敏捷制造、虚拟制造、准时生产、无停泄的物料流，零库存等。企业生产管理策略。

1.2.4 计算机辅助质量保证分系统（CAQ）它包括从产品设计到生产准备、技术准备、产品零件的制造装配以及售后质量跟踪的生产全过程的计算机辅助质量决策、质量监控、质量评价、统计，报表以及质量事故的分析和预测系统，它还包括对设备及工艺装备状态及完好率，量具的计量检定的计算机辅助控制和管理系统。

1.2.5 数据库和网络支持系统（DB/NT）数据库是支持各个分系统以及对企业的部信息进行覆盖的系统。其在逻辑上具有统一性；在物理上，它是分布的全局数据库管理系统，旨在达到企业数据的共享与集成的目的。

作为支持各系统的开放性系统——网络系统，其通过局域网各客户服务器以及主网构成全厂的网络系统。使用国际标准规定的网络协议，能够实现异种机互联、异构局域网以及许多不同种类的网络支持服务的多种需要。

1.3 CIM的目标在当前，我国的主要流行提法为，经过实施CIM，进而实现T（准时交货，确保交货期）、Q（提高并且确保产品的质量）、C（使生产成本得到降低）、S（提高了售后服务水平）。需要指出的是经过实施CIM，加大了企业的生产灵活性，解决了原先企业在

生产批量新产品时所需时间相对长，竞争力差以及响应市场变化缓慢等问题，这对我国的企业来讲，有着至关重要的作用。

1.4 实施CIM的任务实施CIM工程对应进行的工作为：①将各个自动化岛集成到CIM的环境中；②设计企业的数据模型；③寻找一个低成本实施CIM的途径；④保证CIM的各分析系统和子系统具有开放性和可扩充性；⑤CIM各分系统之间应保证能进行交换和通讯；⑥将用户及供货厂商之间的信息流统一和集成起来；⑦信息流的净化和结构化。

2 开发应用CIM时存在的困难及问题

2.1 人的集成、人与管理及技术的集成从国外应用CIM的经验和教训来看，影响CIM不能获得预期经济效益的主要来自于人，美国杨基公司的调查结果表明75.6%与人的原因有关。德国学者也认为CIM的应用中人的集成是最难的。在我国由于决策层及技术、管理部门的领导对CIM缺乏正确的认识导致不能很好推行也是一个重要原因。大多数领导对推行CIM技术上的艰巨性认识不足，认为先进技术只要投资引进即可见效，加之各级管理及技术人员、操作工人的素质、责任心等因素造成错误信息的输入给科学管理带来混乱，这些都有别于国外的情况。

其次推行CIM后组织机构的变化势必引起人为的阻力，加之传统习惯势力为新的管理机构带来一些困难，这些困难通常不是技术上的困难，但是造成的影响很大，而且新的组织机构之间的合作协调工作也是十分重要的，这在我国却往往是出现问题的地方。

2.2 新的生产、经营、管理模式的开发在推行CIM时，如何开发出适应本企业特点的生产、经营、管理模式是一个比较难的问题。需要充分调研、了解该企业的生产特点、市场环境、传统的经营、管理方式等，照搬硬套国外先进企业的模式往往不能奏效，必须要结合我国本企业的情况，开发出一种适合于推行CIM的模式，这是推行中的难点之一。

2.3 制造层面的自动化问题计算机集成制造CIM最终要涉及到制造问题，在国外由于数控机床、FMS的普及率已很高，制造自动化问题比较容易解决，而我国现阶段数控机床的普及率很低，FMC、FMS较少，工业机器人、无人小车、立体仓库等物流系统的自动化技术差距较大。要实现制造层面高质量、高效率、低成本、灵活地制造有一定的难度，只有在条件具备时适度投入关键设备和相应装备，要实现全面自动化条件尚不具备。

2.4 单元控制器或电子指挥台的建立对制造自动化系统而言，一般要利用单元控制器对生产设备进行控制。在德国普遍应用电子设备指挥台对生产过程和生产设备进行实时调度和控制。在我国由于条件有限，大部分设备为手工操作机床，对信息的接受和反馈要经过一定的实验和一定的适应阶段，因此单元控制器和电子指挥台的建立对我国CIM的应用也是难点之一。