计算机集成制造技术
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
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。
2.4 仓储物流与供应链管理计算机集成制造系统可以实现对仓储物流和供应链的管理。
系统可以自动进行库存管理和物料调度，统计物料的出入库情况，并进行预警和补货。
系统还可以与供应链的其他环节进行信息交互和调度，实现供应链的整体优化和协同管理，提高供应链的效率和灵活性。
计算机集成制造系统
计算机集成制造系统一、引言计算机集成制造系统（Computer Integrated Manufacturing，简称CIM）是在计算机技术的支持下，将技术、管理、组织等各个方面的资源进行整合，实现制造整体流程管理和控制的一种技术体系。
CIM从原材料采购到成品出库，实现了全过程的自动化控制和优化管理，极大提高了制造企业的生产效率和质量，是现代制造业的核心竞争力之一。
本文将就CIM的结构、功能和发展趋势等方面进行详细介绍。
二、CIM系统结构CIM系统结构主要由三个层次组成：工厂制造层、计算机集成层和管理决策层。
每个层次的功能不同，但又相互衔接、互为依存，构成了一个完整的CIM体系。
（一）工厂制造层工厂制造层是真正进行物质生产的层次，包括原材料、设备、工人和产品等资源。
在这个层次中，CIM主要是通过物联网技术和自动化设备来实现对生产过程的控制和监控。
物联网技术可以将生产现场的各种设备、传感器和仪器连接起来，实现数据的共享和协同，从而保证生产过程的实时、准确和可控；自动化设备则是通过PLC、传感器和执行机构等模块化组件来实现物质生产自动化。
这些设备可以通过CIM系统的中央控制台来进行程序编排和指令下发，实现生产过程的智能化控制，减少生产过程出错和质量问题的风险。
（二）计算机集成层计算机集成层主要是通过计算机技术来实现对工厂制造层的控制和监控。
在这个层次中，CIM包括了多种计算机技术：计算机辅助设计（Computer Aided Design，简称CAD）、计算机辅助制造（Computer Aided Manufacturing，简称CAM）、计算机辅助生产（Computer Aided Production，简称CAP）和计算机集成管理（Computer Integrated Management，简称CIM）。
这些技术可以在设计、加工、生产和管理过程中，实现数据共享、数字化建模、自动化编程和信息集成等功能，从而加强了制造企业内部不同业务之间的协同和协作。
计算机集成制造系统简介
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-AidedProduction 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软件用于生成加工路径和指导机床的加工操作。
CAPP软件用于生成工艺计划和顺序控制。
CAPC软件用于生产调度和控制。
3.3 网络计算机集成制造系统通过网络连接各个子系统。
网络可以是局域网或广域网，用于数据的传输和共享。
通过网络，各个环节的信息可以实时反馈和交流，提高生产效率和响应速度。
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(CIM)
目录
1.引言 2.CIM发展历史 3.CIM轮图 4.CIM的优势 5.CIM的相关标准 6.CIM和成组技术 7.计算机辅助工艺规划（CAPP） 8.CIM和制造资源规划（MRPⅡ） 9.总结
引言
CIM(Computer Integrated Manufacturing)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。
总结
借助于CIM技术使我们的机械设计制造过程更 加简单快速，实现对组织各种资源的最大限度地集 成，提高效率。
CIM发展历史
CIM最早由美国约瑟夫·哈林顿（Joseph Harrington）博士于1974年在其论文《 Computer Integrated Manufacturing》中提出。在CIM被认同时 ，制造业已经历了四个不同的阶段 ： 1.手工制造 2. 机械化/专业化 3. 自动化 4. 集成化
手工制造
使用简单手工工具。 也是集成制造。 提出质量控制。 优点：互换性、不同层次的精 度和均匀性。 缺点：缺乏集成，导致浪费。 提高产品性能和人的工作能力。
机械化/专业 化
自动化 （CAD/CNC）
集成化工程师学会计算机与自动化系统协会 （CASA/SME）提出了CIM轮图，包括7个内容。 制造管理/人力资源管理 市场 战略计划 资金 产品设计/工艺规划 制造计划与控制 工厂自动化
拥有相似设计的零件
6.2零件族 根据设计因素和加工工艺对零件分组——零件 族。同一零件族可以用相似的工艺过程来加工。通 常在柔性制造单元（FMC）上加工制造。设计或制 造工艺相似的一组零件，设计可能相似，但需求领 域可能截然不同，反之亦然。
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。
cim技术导则
cim技术导则CIM技术导则CIM（计算机集成制造）是一种将计算机技术与制造业相结合的技术，它可以帮助企业实现生产流程的数字化和自动化。
本文将从CIM的概念、体系结构、关键技术和应用等方面进行详细介绍。
一、CIM的概念1.1 定义CIM是指在制造过程中运用计算机集成技术，将各种不同的信息系统进行整合和协调，形成一个统一的、无缝衔接的信息网络系统，以实现产品设计、生产计划、生产控制、质量管理等各个环节之间的无缝衔接和协同作业。
1.2 特点CIM具有以下特点：（1）全面性：涉及到企业内部所有生产活动的控制和管理；（2）集成性：将不同领域中各种信息资源整合起来，形成一个统一管理和控制的系统；（3）自动化：通过自动化设备和软件实现生产流程中各个环节的自动化控制；（4）灵活性：能够适应不同规模和类型企业的需求；（5）高效性：提高了企业生产效率和产品质量，降低了生产成本。
二、CIM的体系结构2.1 CIM体系结构的层次结构CIM体系结构可以分为以下几个层次：（1）企业管理层：包括企业战略规划、市场营销、人力资源管理等；（2）生产管理层：包括生产计划、生产调度、物料管理等；（3）制造执行层：包括工艺设计、工艺规划、工艺控制等；（4）自动化控制层：包括设备控制和监测、数据采集和处理等。
2.2 CIM体系结构的功能模块CIM体系结构的功能模块主要包括以下几个方面：（1）产品设计与开发模块：包括产品设计和开发过程中所需的各种计算机辅助工具；（2）生产计划与调度模块：通过对订单信息和库存信息进行分析，实现生产计划和调度；（3）物料管理模块：实现对原材料和半成品等物料的采购、仓储和配送等管理；（4）质量管理模块：实现对产品质量进行检测和控制，保证产品符合质量标准；（5）设备控制模块：实现对生产设备的控制和监测，保证设备正常运行。
三、CIM的关键技术3.1 CAD/CAM技术CAD（计算机辅助设计）和CAM（计算机辅助制造）是CIM中最基本的技术之一。
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。
计算机集成制造及其应用技术
计算机集成制造及其应用技术现代工业生产已经进入了智能化、自动化、集成化时代，而计算机集成制造(CIM)技术正是实现这些目标的重要手段之一。
作为一种全新的数字化制造模式，CIM技术可以将不同的生产系统集成到同一平台上，实现全局化生产过程控制和数据管理。
下面我们将从计算机集成制造的定义、基本特征、应用范围以及研究现状等方面来谈论这一重要的现代制造技术。
一、CIM技术的定义CIM即计算机集成制造，是以计算机技术为支撑的生产制造模式，它包括从设计、加工、检测、装配、管理等全过程中所涉及的计算机辅助技术和计算机集成系统。
这种技术，在产品制造的全过程中实现了数据和信息的自动化、数字化、集成化处理和传递，提高了生产的质量、效益和灵活性，满足了市场对于个性化、多样化、高品质产品的需求。
二、CIM技术的基本特征1.全数字化化。
CIM技术将整个生产过程中的各个环节进行了数字化处理，并通过计算机平台实现了数据交换和共享，从而实现了生产过程的全数字化。
2.全集成化。
CIM技术使不同的软件、设备、数据信息集成在同一个系统中，并实现了信息共享、共用，从而实现了生产流程的全局化控制。
3.全自动化。
CIM技术实现了过程的自动化控制和数据的实时处理，减少了人为干预和误操作，提高了生产效率和产品质量。
4.全智能化。
CIM技术通过引入人工智能和专家系统，对生产流程进行了优化和调控，提高了整个系统的智能化水平。
三、CIM技术的应用范围CIM技术广泛应用于航空航天、汽车制造、电子、机械、化工等各个领域的生产制造过程中。
比如，在设计阶段，CIM技术可以提供3D模型、虚拟现实等手段，加速产品的设计、试制和确认。
在制造阶段，CIM技术可以通过数控机床、机器人等设备实现生产过程的自动化控制，减少了人为干预，提高了生产效率和产品质量。
在质量检测阶段，CIM技术可以通过数据采集和分析，提高产品的质量和稳定性。
在管理阶段，CIM技术可以通过ERP和MES系统，实现生产计划、物料管理、制造执行等管理任务，提高生产的协作性和灵活性。
CIM简介介绍
CIM在企业中的重要性
提升竞争力
通过CIM技术的实施，企业能够加快产品上市速度，提高 产品质量，降低成本，从而在激烈的市场竞争中取得优势 。
实现智能制造
CIM为企业提供了实现智能制造的基础，通过自动化技术 、物联网技术等手段，提高生产线的智能化水平，减少人 工干预，提高生产效率。
促进企业转型升级
CIM简介介绍
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目 录
• CIM概述 • CIM系统架构 • CIM主要功能 • CIM的应用与实践 • CIM未来发展趋势
01
CIM概述
CIM的定义
• CIM（Computer-Integrated Manufacturing，计算机集成制造）是一种先进的制造理念和技术，它通过将企业中各个独 立的制造环节通过计算机技术进行集成，以优化整个制造过程，提高生产效率，降低成本，并实现高质量的产品生产。
THANK YOU
05
CIM未来发展趋势
CIM未来发展趋势
• CIM（Computer Integrated Manufacturing，计算机集 成制造）是一种先进的制造理念和技术，它致力于通过计算 机技术和信息技术将制造过程中的各个环节紧密地集成在一 起，以实现高效、高质量、低成本的制造。CIM涵盖了产品 设计、工艺规划、生产调度、物流管理等多个领域，是现代 制造业不可或缺的重要组成部分。
04
CIM的应用与实践
CIM的应用与实践
• CIM（Computer Integrated Manufacturing，计 算机集成制造）是一种先进的制造理念和技术，它 将企业中各个独立的制造环节通过计算机技术进行 集成和协调，以实现高效、高质量、低成本的制造 过程。CIM的实施需要综合运用计算机技术、自动 化技术、信息技术和现代管理技术，对企业内部的 制造流程进行全方位的优化和改造。
我国计算机集成制造系统
我国计算机集成制造系统计算机集成制造系统是一种先进的生产制造方式，它是利用计算机技术、网络技术和先进的制造技术集成而成的一种全新的生产方式。
它将各种生产工艺流程和设备集成到一起，形成一个全面、智能的制造系统。
我国的计算机集成制造系统发展迅速，尤其是在近几年得到了高速发展。
根据国家的政策，我国正大力推进“中国制造2025”战略，计算机集成制造系统作为重要基础设施之一，将在“中国制造2025”中得到应用。
因此，本文将从以下三个方面探讨我国的计算机集成制造系统的发展现状及未来发展趋势。
一、我国计算机集成制造系统的发展现状我国计算机集成制造系统自20世纪90年代开始研究开发，经过20多年的发展，已经取得了一定的成果。
目前，我国的计算机集成制造系统已经在钢铁、石化、机械、航空、航天等工业领域得到广泛应用，并且不断推广到其他领域。
1、技术发展水平和产业规模目前，我国计算机集成制造系统的技术水平和产业规模已经达到了一定的水平。
在技术上，我国已经研发出了自主知识产权的计算机集成制造系统软件和硬件，各类技术指标已经和国际先进水平有了较大的差距。
在产业规模上，我国已经形成了以华为、中兴、海尔、科大讯飞、中航工业等企业为代表的行业龙头，初步形成了一定的规模。
2、应用领域我国计算机集成制造系统已经广泛应用于机械制造、汽车制造、医疗器械、电子信息、建筑、冶金、照明等领域。
例如，在机械制造领域，通过网络化、自动化、智能化等技术手段，可以实现生产信息化管理、生产自动控制、生产过程监控和产品质量控制等功能；在医疗器械领域，计算机集成制造系统不仅实现了医学图像的数字化、网络化，还实现了医学图像的多模态融合和三维可视化，为临床疾病诊断和治疗提供了更准确、更直观的依据。
3、国家政策支持我国政府对计算机集成制造系统的发展非常重视，加大了对该领域的资金支持和政策扶持。
例如，在2015年，国家发改委发布了《关于加快推进信息技术和工业化深度融合的指导意见》，提出了进一步加强计算机集成制造系统建设和应用的目标。
计算机集成制造技术-柔性制造系统(ppt 53页)
FMS的总投资
投资回收期
Y = 1/ROR(年)
本系统: Y = 1/ROR = 1/0.313 = 3.19年
综合评介结论
综合各项分析，本FMS方案 是可以接受的。
谢 谢！
计算机集成制造技术（CIMT）
（Computer Integrated Manufacturing Technology）
第三讲 柔性制造系统（FMS）
柔性制造系统（FMS） （Flexible Manufacturing System）
FMS定义
FMS是一种在中央计算机控制下由两台以上 配有自动刀具交换及自动工件托盘交换装置的 数控机床以及自动化物料运送装置组成的、具 有生产负荷平衡、生产调度、对制造过程实时 控制与监控功能的,可加工多族零件的柔性自 动化生产系统。
FMS的夹具系统的组成
机床夹具； 托盘（Pallet）； 自动上下料装置(APC、机器人)。
物料运送小车
（1）有轨小车（RGV) Rail Guided Vehicle
（2）自动导向小车（AGV) Automatic Guided Vehicle
自动导向小车
刀具管理系统框图
FMS刀具系统组成
采用FMS预计配置及投资如表3-5所示。 FMS的总投资如表3-9所示: USD 1640650.00
FMS的配置与投资
系统成本：USD 1797195.00 （从表3-5中扣除C项）
确定FMS总经济效益计算项目
直接劳动工时费 调整工时费 间接劳动费用 生产准备费 场地费 生产维持费 库存费 工装夹具费用 废品损失费用
1、直接劳动工时费计算
计算机集成制造系统(CIM
VS
详细描述
CIM系统的应用能够显著提高制造业的生 产效率、降低成本、提高产品质量和缩短 产品上市时间。CIM的应用领域非常广泛 ，包括汽车、航空航天、电子、机械制造 等高端制造业领域，同时也适用于食品、 化工等传统制造业领域。通过应用CIM系 统，企业能够实现智能化生产，提高市场 竞争力，促进产业升级和转型。
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
CHAPTER 05
CIM系统的挑战与未来发展
CIM系统面临的挑战
技术更新快速
随着技术的快速发展，CIM系统需要不断 升级和更新，以适应新的制造需求和工艺
要求。
系统集成与协同
CIM系统需要与各种设备和软件进行集成 ，实现信息的共享和协同工作，这需要解
决不同系统间的兼容性和互操作性。
数据安全与隐私保护
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。
THANKS
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规划目标
明确CIM系统的建设目标，包括提高生产效率、降低成本、优化资源 配置等。
需求分析
全面分析企业的生产需求，了解企业的工艺流程、设备状况、人员配 置等情况。
系统架构设计
根据需求分析结果，设计CIM系统的整体架构，包括硬件和软件配置 、网络拓扑结构等。
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。
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4.1自造自动化协议（MAP）
MAP是为了促进不同供应商生产的自动化制造 系统间的兼容性而提出的通信协议。它能够让不同 的机器之间实现相互通信。最初它是由大众汽车公 司为了提高生产率和外国汽车公司竞争而提出来的。 MAP总的目标是实现制造中自动化孤岛的完全 集成。当MAP得到充分发展和应用，用户就能够从 系统的一台计算机进入到制造系统内的任何一台计 算机。
生产什么？
主生产计划 MPS
需要什么？ 物料清单 BOM 生产 ① 每项加工件的建议计划 ② 开始生产和完工日期 ③ 生产量 物料需求计划 MRP 有什么？ 库存信息
采购 ① 每项采购件的建议计划 ② 订货日期和到货日期 ③ 采购量
MRP的基本原理
当制造技术从自动化发展到集成化时，MRP发展成为 MRPⅡ（Manufacturing Resources Planning）。这个概 念范围更广，不再仅仅是确定材料的需求，还包括了还将 与之相关的能力需求、车间生产作业计划、采购和财务功 能。 主生产计划 库存信息 物料需求计划 平衡 能力需求计划 BOM
MAP为CIM环境下运行有以下 好处： （1）更好的车间通信 （2）减少设备安装时的风险 （3）降低成本 （4）减少安装时间 （5）更简单的保养和扩展 除了这些好处，MAP还使工 厂能进行不同层面系统间的通信。 生产型企业把他们的职能分为六 个不同的层次 。
这六个层次从低到高依次是： • 机器级 传感器、电机速度控制器和限位开关 • 工作站级 • 单元级 • 车间级 • 工厂级 • 企业级
CAPP工作原理：CAD/CAM中的数学模型以电子方式传 到CAPP系统→计算机匹配零件特性和车间可用的机器→ CAPP系统打印出工艺规划的工艺流程图和加工路线图。 下图所示是CAPP系统与CIM其他子系统的信息流。
CAD
可制造性评价 检验规程 设计数据 工艺规划 资源清单
CAQ
可检验性 评价
CAPP系统机床Biblioteka 据 夹具数据 刀具 数据 切削数据
零件 信息 输入 模块
零件加 工顺序 生成模 块
机床 选择 模块
夹具 选择 模块
刀具 选择 模块
切削参 数选择 模块
工艺生 成及输 出模块
决策逻辑程序 了 了
7.CIM和制造资源规划（MRPⅡ）
材料需求规划(MRP)是与CIM有直接关系的一个重要概 念，用来计算为了制造特定数量的某产品必须获得的原材 料的数量的一个过程。 材料需求计划是运用材料清单、生产计划表和库存记 录来生成工件所需的原材料和组件的一个综合而又详细的 计划表。
4.CIM的相关标准
要实现制造系统的计算机集成就面临着不同子系统和 设备之间的通信的兼容性问题。兼容性是CIM发展的面临 一个障碍。为了克服兼容性问题，人们提了出来一些标准。 特别是其中的前三个产生了积极的影响： 自造自动化协议（MAP） 技术与办公协议（TOP） 原始图形的交换说明（IGES） 产品数据交换说明（STEP）
成组技术是一种使能技术。它使设计、制造和其他描 述性数据可以用一语言进行采集和交流。它在CIM环境中 的应用包括以下几个方面： （1）设计检索 （2）工艺规划 （3）数字控制 （4）制造资源规划 （5）机床选择 （6）车间布局
6.计算机辅助工艺设计（CAPP）
一个工艺过程设计师有五个工件要经过六台机器加工， 可能的安排将达到一个无法处理的数目。然而有了CIM， 计算机就把它变成了一个容易完成的任务。计算机在工艺 规程中的应用被称为计算机辅助工艺设计（ CAPP ）。 CAPP系统是一个收集和存储了关于某一特定制造环 境所有已知信息以及许多制造和工程的一般原则的计算机 专家系统。它可以根据这些信息确定生产一给定零件的最 佳计划。这个计划将说明生产该零件要用的机器、操作的 顺序、所用的机床、机床最优速度和进给的设定和生产该 零件需要的其他数据。CAPP的核心概念是CAD和成组技 术。
5.3零件分类编码
零件分类编码是一种对零件的设计或制造特征进行认定、 分级和编号的方法。目前已经开发出了多种分类编码系统， 但都没有成为标准。
分类编码系统
设计属性组
制造属性组
联合属性组
尺寸 公差 形状 表面处理 材料
生产工艺 操作顺序 生产时间 所用机床 固定装置 批量大小
两者优点 的结合
5.4成组技术的应用
3.CIM的构成和优点
计算机和自动化协会（CASA）和制造工程师协会 （SME）提出了CIM轮作为一种综合而简洁地说明CIM概念 的方式。CASA/SME提出的CIM轮包括以下几个不同的部分： 制造管理/人力资源管理 销售 战略规划 产品和过程的设计与规划 制造规划与控制 工程自动化
CIM的优点： 提高产品质量 缩短产品周期 降低直接劳动力成本 减少库存 提高整体生产率 提高设计质量
产品设计、 生产和交付所 需要的全部信 息都是现成的 集中在手工业 者的大脑。 人工制造实际 上就是集成制 造。 工人和机器 只执行特定任 务，提出了质 量控制。 优点：零件具 有互换性、不 同的精度等级 和均匀性。 缺点：缺乏集 成，导致浪费。 产品性能 和人的工作 能力得到提 高。 自动化孤岛 限制自动化 提高生产率 的潜力。 现代集成的 工具是计算机。 现代制造环 境下加工过程 仍然是专业化 和自动化的。
可编程逻辑控制器（ＰＬＣ）、微机控制器和视觉系统 微机控制器、ＰＬＣ、小型计算机控制器和视觉系统 小型计算机 小型计算机和大型计算机 大型计算机
4.2技术与办公协议（TOP）
技术与办公协议是用来促进与办公环境集成的一个标准。 MAP用来促进制造部分的集成，TOP用来促进商业和办公 部分的集成。 TOP不仅要使在CIM轮图中商业部分下的自动化孤岛在 其内部进行交互和交流，还要与CIM轮图制造部分所包含的 其他孤岛间进行交互和通信。技术与办公协议也是以七层模 型为基础的。 技术与办公协议的发展经过了三个阶段。第一个阶段的 标准包括文件传递和一定程度上的文件管理。第二阶段的标 准覆盖文件存取、信息处理和更多的文件管理功能。最后一 个阶段标准包括文件修正、文件互换、目录服务、制图和数 据资料。
现代版本的MRPⅡ特别适合于CIM所代表的集成方法。 通过这种方法，可以成为高效的库存管理和控制工具。 MRPⅡ相关的重要概念 ： （1）独立需求和相关需求 （2）提前时间 （3）共用项 实现MRPⅡ有以下优势： （1）减少库存 （2）快速回应需求变化 （3）降低成本 （4）提高机器利用率 （5）对主计划的变化做出快速反应
生产计划 工艺规划 刀具清单 刀位文件
MRPⅡ
CAM
CAPP系统由两种类型：变异型系统和生成型系统。 其中中衍生型系统的应用的更为广泛。 变异型：以成组技术为基础，以已经生产过的其他相 似零件的工艺规程为基础来形成新零件的工艺规程。
零件簇矩阵 文件 典型工艺 切削数据 文件 变异规则 应用程序
零件GT编 码及辅助 信息输入
2.CIM发展历史
计算机集成制造这一术语是由1974年Joseph Harrington 写的关于通过计算机的使用把自动化孤岛联系起来的一本 书的书名发展而来的。虽然CIM经过许多年的发展才成为一 个概念，但集成制造却不是真的第一次出现。事实上当制 造业实际上开始的时候就伴随着集成。制造业的发展经过 了四个截然不同的阶段： 人工制造 机械化 自动化 集成化
4.3原始图形的交换说明（IGES）
原始图形互换规范是为了促进不同供应商制造的CAD 系统间的通信。IGES的核心技术是安排两个进行通信的 CAD系统间的翻译器。 系统A把要送到系统B的数据传递给翻译器，在翻译器 中数据被转变成IGES格式。然后它再把IGES格式转换成 CAD系统B所能理解的格式。
计算机集成制造技术
主要内容
1.CIM的概念 2.CIM发展历史 3.CIM的构成和优势 4.CIM的相关标准 5.CIM和成组技术 6.计算机辅助工艺规划（CAPP） 7.CIM和制造资源规划（MRPⅡ） 8.总结
1.CIM的概念
CIM( Computer Integrated Manufacturing）是在信 息技术自动化技术与制造结合的基础上，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。 CIM涵盖CNC,CAD/CAM, robotics ,JIT(just-in-time delivery)等技术，包括产品设计、生产、销售和售后服 务等所有过程。具体包括：确定产品需求、产品设计、获 取原材料、产品生产加工、产品的销售和售后服务等。
每一个工作单元经过专门配置来生产给定的零件簇， 这样可以就可以减少工件安装的次数、材料处理量、生产 周期的时间长度和生产中的库存量。
零件划分簇所用的标准是设计相似性和制造相似性， 但具体分簇需要经验丰富专业制造人员来进行。具体的 分簇方法有三种： （1）视觉查看：（零件、照片、图纸）简单，精度低。 根据设计属性分类时简单。 （2）查看工艺路线：需要工艺流图；比方法1精确。 （3）零件分类编码：最难，最费时；最精密，应用最广 泛。
8.总结
CIM从系统工程的整体优化观点从发，利用信息技术 和制造技术及两者的结合，对生产过程涉及的各个分散的 自动化系统进行了有机的集成，适合于多品种、中小批量 生产的制造系统，能够提高生产的灵活性和整体效率。
IGES的一个关键弱点是它不能处理三维实体模型、 电路设计以及非图形数据管理。 美国标准与技术协会正在发展一个叫做产品数据互 换标准（PDES）的新标准。
5.成组技术与CIM
成组技术（Group Technology，GT），是CIM核心 的一个概念，是CIM广义结构中一个关键的组成部分，它 为CIM的实现的重要基础。 成组技术是将企业生产的多种产品、部件和零件，按 照特定的分类准则（分类系统）分类归组，并在分类的基 础上完成产品的各个环节，从而实现产品设计、制造工艺 和生产管理的合理化。 成组技术包括根据设计特性进行零件分组和根据加工 所用工艺进行分组，或者是两者结合。同一零件组的零件 可以用相似的工艺在一个柔性制造单元中进行生产，使批 量生产更加经济。