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。

（三）管理决策层

管理决策层则是对整个CIM系统进行维护、管理和优化

的层次。在这个层次中，CIM主要是通过企业资源计划（Enterprise Resource Planning，简称ERP）、生产计划与

控制（Production Planning and Control，简称PPC）和质

量管理（Quality Management，简称QM）等模块，对生产过

程进行规划、控制和监督。通过ERP系统，CIM可以实现对企

业各项资源的统一管理，包括各种物资、人力、财务和信息等，从而大幅提高企业运营的效率；通过PPC系统，CIM可以实现

生产过程的自动化调度和优化，减少生产过程中的瓶颈和浪费；通过QM系统，CIM可以对产品的质量和生产过程进行监控和

测量，保证产品的质量符合企业自身的要求和市场的需求。

三、CIM系统的功能

CIM系统的功能主要包括了制造企业内部的业务管理、生产过程控制和质量管理三个方面。

（一）业务管理

业务管理主要是指对企业内部各种业务流程的协同和协作。CIM系统主要通过ERP模块来实现各业务流程之间的信息

共享和协同，从而优化企业内部管理和决策。ERP系统可以将各项资源、财务、人员和信息等集成起来，实现资源的共享和调配，减少了企业内部管理环节的重复和浪费，提升了企业运营效率。

（二）生产过程控制

生产过程控制是CIM系统中最核心的功能之一。通过自动化设备和计算机辅助制造技术，CIM系统可以实现对生产过程的自动化控制和智能化调度，从而实现了生产过程的准确、稳定和高效。CIM系统可以通过PLC、CAD、CAM等技术对生产过程进行全程控制和监控，实现了对生产过程的全方位管理和优化。

（三）质量管理

质量管理是CIM系统中最终目标之一。CIM系统通过QM 和CAP模块，对整个生产和质量管理过程进行监测和评估，从而实现对产品质量的掌控和提升。CIM系统可以通过自动化设备来对产品进行质量检测和测量，可以通过信息化系统来进行生产过程的质量控制，减少了生产过程中的浪费和不必要的损失，降低了不良品率和客诉率。

四、CIM系统的发展趋势

CIM系统在制造业中的应用已经十分广泛，但其发展依然呈增长态势。未来几年，CIM系统将会呈现出以下几个发展趋势：

（一）以产业互联网为核心的CIM

产业互联网是工业互联网的重要组成部分，CIM系统将会越来越向产业互联网方向发展。CIM系统中的物联网技术和人工智能技术将会不断向产业互联网方向发展，实现对整个供应链的数字化协同和智能化管理。

（二）个性化定制的CIM

随着消费者需求不断变化和多样化，制造企业需要通过CIM系统来实现灵活和定制化的生产。CIM系统将会逐渐发展出多样化的生产组织和制造模式，实现对小批量订单的高效生产和交付。

（三）加强数据安全和隐私保护

CIM系统中涉及大量的企业敏感信息和客户隐私数据，因此数据安全和隐私保护问题也越来越受到重视。未来的CIM系统中，数据安全和隐私保护措施将会更加严格和完善。

（四）AI技术的颠覆性应用

AI技术的发展将再次颠覆传统制造业的生产方式和模式。CIM系统将会引入更多的AI技术，如机器学习、深度学习、自然语言处理等，实现对生产过程的更加智能化和自动化。这将会推动制造业实现全面的智能化升级和转型升级。

五、结论

CIM系统是现代制造业不可缺少的核心技术之一。通过物联网技术、自动化设备和计算机技术的完美结合，CIM系统实现了对制造全过程的智能化管理和控制。CIM系统的应用不仅提高了制造企业的竞争力，也极大地推动了整个制造行业的发展和转型。未来的CIM系统将会越来越趋向于智能化、数字化和定制化，实现更加高效和优质的制造服务。