计算机集成制造系统简介
典型计算机集成制造系统的组成
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。
5. 质量控制与检测模块质量控制与检测模块负责对产品质量进行控制和检测。
它可以通过在线检测和离线检测等手段对产品进行质量检测，及时发现和处理质量问题。
同时，该模块还可以对生产过程中的各个环节进行质量控制，确保产品质量的稳定和提高。
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。
CIMS简介
（3）制造自动化或柔性制造分系统 （4）质量保证分系统 2.两个支撑分系统 （1）计算机网络分系统 （2) 数据库分系统
CIMS的集成
机器人等 数控机床（CN） 柔性制造系统（FMS） 计算机辅助制造系统（CAM）
计算机辅助工艺设计系统（CAPP） 计算机辅助设计系统（CAD） 制造资源计划系统（MRPII） 管理信息系统（MIS）
基于CIMS的自动化工厂示例
基于CIMS的工厂自动化活动
4)顾客订货服务
该活动是经过工厂快速高效地处理某项订货。该活动包括：订货单核对， 特殊定货与实施工程(工程设计、原料清单、加工流程、生产计划)的确认 商品库存量查询，制造进程安排，交货期确定、订货变动信息处理等等。
5)工程设计
工程设计是指对要投入市场的产品进行构思、设计和测试，其内容包括： 产品定义、工作原理设计、详细设计及制图。工程部门要处理原材料清单、 工艺过程设计、所用机床设备说明。有关产品制造的文件包括：工程图纸、 材料清单、工艺规程、工艺设备、零件加工程序、机器负荷计划、生产线 平衡表及质量控制计划等等。
CIMS应用工程典型案例
江苏淮阴卷烟厂CIMS工程
淮阴卷烟厂 CIMS 工程共 分为五个分系统：生产与经 营分系统、产品开发分系统、计算机辅助质量管理分系统、 制造自动化分系统和综合信息管理分系统。
1.生产与经营分系统以 ERP 思想为指导，以 MRPII 为核心，围绕该卷烟厂从市场预测、计划制定、资金管理、 采购供应、车间作业调度、 库存控制的生产经营主线， 将全过程按功能分为五个子系统：生产子系统、采购子系
我国CIMS的现状及前景展望
我国从1986年开始实施“高技术研究和发展 计划(即863计划)”，CIMS是其中的一个主题。 863/CIMS的任务是促进我国CIMS的发展和应用。
cim概念
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
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
CIMS是英语Computer Integrated Manufacturing System的缩写，意思是计算机集成制造系统。
它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。
集成化反映了自动化的广度，它把系统的范围扩展到了市场预测、产品设计、加工制造、检验、销售及售后服务等的全过程。
智能化则体现了自动化的深度，它不仅涉及物资流控制的传统体力劳动自动化，还包括信息流控制的脑力劳动的自动化。
小型计算机集成制造系统当前，我国的CIMS已经改变为“现代集成制造（Contemporary Integrated Ma nufacturing）与现代集成制造系统（Contemporary Integrated Manufacturing Syst em）”。
它已在广度与深度上拓展了原CIM/CIMS的内涵。
其中，“现代”的含义是计算机化、信息化、智能化。
“集成”有更广泛的内容，它包括信息集成、过程集成及企业间集成等三个阶段的集成优化；企业活动中三要素及三流的集成优化；CIMS有关技术的集成优化及各类人员的集成优化等。
CIMS不仅仅把技术系统和经营生产系统集成在一起，而且把人（人的思想、理念及智能）也集成在一起，使整个企业的工作流程、物流和信息流都保持通畅和相互有机联系，所以，CIMS是人、经营和技术三者集成的产物。
一、CIMS体系结构CIMS体系结构是用来描述研究对象整个系统的各个部分和各个方面的相互关系和层次结构，从大系统计算机集成制造系统CIMS构成框图理论角度研究，将整个研究对象分为几个子系统，各个子系统相对独立自治、分布存在、并发运行和驱动等。
我们可以从功能结构和逻辑结构来认识CIMS体系结构。
从功能层方面分析，CIMS大致可以分为六层：生产/制造系统，硬事务处理系统，技术设计系统，软事务处理系统，信息服务系统，决策管理系统。
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。
CIMS(计算机集成制造系统)
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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":
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CIMS的基本概念与组成
CIMS三要素关系： • 经营管理与技术:技术支持企业达到预期的经营目标； • 人与技术:技术支持各类人员互相配合、协调一致工作； • 人与经营管理:人员素质提高支持企业的经营管理；
• 在三要素的相交部分需 解决四类集成问题： • ①用技术支持经营； • ②用技术支持人员工作； • ③人员协调的工作,以支持经营活动； • ④统一管理并实现经营、人员、技术的集成优化运行。
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1.面向系统局部的CIMS体系结构
1.1 面向功能构成的体系结构(SME)
组成
➢ 用户 ➢ 人、技术和组织 ➢ 共享的知识和系统 ➢ 功能与过程 ➢ 资源和职责 ➢ 制造基础结构
用户是CIMS的核心，满足 用户的需求是成功实施 CIMS的关键。
资资源源
共享知识
顾客 组织
系统 制造
责任
图 CASA/SME的“制造企业轮图”（1993）
是一种组织管理企业生产的是一种组织管理企业生产的新哲理新哲理它借它借助计算机软硬件综合应用现代管理技术制造技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产全部过程中有关人技术经营管理三要素人技术经营管理三要素及其及其信息流与物质流信息流与物质流有机地有机地集成集成并优化运行以实现产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品的高质量低成本短交货期提高企业对市场
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。
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。
计算机集成制造系统CIMS(计算机系统集成)
2.可行性研究主要内容 项目环境--外部环境，内容环境。 项目必要性--信息时代的要求，制造业的发展趋势，制造业面临 的机遇与挑战等。 企业现状与问题--现状包括：业务、经营、管理、开发、生产、 销售、经济效益，发展战略等，问题包括：实现经营发展目标 还存在哪些问题等。 企业需求--对需求调查进行分析，得到企业对CIMS的需求情况， CIMS有助于企业解决哪些问题。 建设目标和条件--建设CIMS的具体目标，已具备哪些条件，还 要创造哪些条件。 初步总体方案--CIMS功能与信息业务，子系统划分，系统性能 指标，系统技术方案与技术路线，技术可行性等。 实施计划--CIMS建设分哪几个阶段，先做什么，后做什么，人 力、财力、物力如何保证等。 投资分析—包括设计费用，设备费用，施工费用，培训费用，维 护费用，管理费用等 16 经济评价—指经济效益分析等
3.CIMS初步设计主要内容 原信息系统分析--系统概况，系统组成，系统业 务，运行情况，存在的问题等。 CIMS系统需求分析--系统功能与业务，信息要 求，系统性能指标，总目标等。 系统方案设计--系统框架，分系统设计，信息分 类与编码，接口要求，技术实现，信息模型， 关键技术及其解决方案等。 组织实施-- CIMS组织机构、人员安排、培训计 划，实施进度计划，投资计划，投资预算，资 金筹措计划。 编制初步设计报告--根据上面的设计，编写初步 设计报告，为详细设计打基础。
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• CAPP子系统主要功能:
完成产品零件的加工过程设计、工艺流程与工序设计，生产过 程工序图和工艺文件，向MIS、MAS等提供工艺信息。 • CAM子系统主要功能: 根据CAD的产品设计信息和CAPP的工艺信息完成产品零部件 的数据加工编程和刀具轨迹模拟，提供数据加工指令和加工 时间等信息，并可提供仿真功能。 • CAD／CAPP／CAM集成 形成一个从产品设计到制造的完整自动化系统，以工程数据库 （公用）为核心，实现产品设计制造全过程的信息交流和共 享，从而提高劳动生产率、降低成本。 • CIMS关键问题 实现人、管理、经营和技术的有机地集成，必须依靠信息集成， 因为信息是粘合剂，信息是企业最重要的资源。信息集成需 要使用网络技术和数据库技术。
计算机集成制造系统(CIMS)及其他先进制造模式简介
第 13 章 计算机集成制造系统（CIMS）及 其他先进制造模式简介
本章关键词
制造执行系统（Manufacturing Execution System, MES ） 并行工程 CE（Concurrent Engineering，CE）
但由于不同企业可能会从不同的软件供应商购买适合自己的 MES 模块，或将现有系统 （legacy system）集成为 MES 功能的一部分，其结果导致许多企业的 MES 系统实际上是往
13-4
第 13 章 计算机集成制造系统（CIMS）及其他先进制造模式简介
往各自的处理逻辑、数据库、数据模型和通信机制。又因为 MES 应用常常是要满足关键任 务的系统，系统就很难随技术的更新而进行升级。为了实现与外部系统的集成，往往采用 API 技术，OLAP 技术和相应的通信机制，这些技术在某种意义上说，也是 MES 功能的核 心部分。其中，外部应用系统的调用和插入使用 API 的方式，而应用 EDI 技术和外部环境 进行数据交换。当前 MES 的技术模型，见图 13.5。
理层与底层控制之间架起了一座桥梁。 ● 控制层。一线操作人员使用的，以 SCADA（数据采集与监视）、HMI(Human Machine
Interface)为代表的生产过程监控软件。
13.1.3 MES 的功能
MES 是利用现场实时的数据提供从可以最佳化产品的订货到生产完成的生产活动的信 息。通过减少没有价值的活动，有效的工厂运营得到可能。具体来讲，MES 具有以下功能， 见图 13.2：
上个世纪 90 年代初期，美国先进制造研究机构（AMR）通过对大量企业的调查发现， 完善的企业生产管理系统，普遍由以下三种软件构成：以 ERP/MRPⅡ为代表的企业管理软 件，以 SCADA（数据采集与监视）、HMI(Human Machine Interface)为代表的生产过程监控 软件，以及实现操作过程自动化、支持企业全面集成的 MES 软件。根据调查结果，AMR 于 1992 年提出了三层的企业集成模型，见图 13.1。
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。
CIMS计算机集成制造系统介绍
计算机集成制造系统（CIMS）1 CIMS的介绍英文全称Computer Integrated Manufacturing Systems或contemporary的缩写，直译就是计算机/现代集成制造系统。
2 CIMS的定义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。
3 CIMS的特点⑴CIMS强调企业生产的各个环节，即市场分析、经营决策、管理、产品设计、工艺规划、加工制造、销售、售后服务等全部活动过程是一个不可分割的整体，要从系统的观点进行协调，进而实现全局优化。
⑵企业生产的要素包括人、技术及经营管理，尤其要继续重视发挥人在现代化企业生产中的主导作用。
⑶企业生产活动包括信息流及物料流两大部分，信息流的管理尤其重要，而且要重视信息流与物料流之间的集成。
⑷CIMS是一门综合性技术，它综合并发展了与企业生产各环节有关的各种计算机辅助技术。
4 CIMS的重要性因此，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。
5 CIMS的目标⑴缩短产品开发生产周期，快速响应市场，以时间求效益，以速度求竞争，占领市场⑵降低产品成本，减小库存，以成本求效益，以价格求竞争，占领市场。
⑶提高产品质量，以质量求效益，以质量求竞争，赢得信誉占领市场。
增加产品柔性⑷提高设备利用率，以最小的资源获取最大的效益，向设备要效益。
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（Purdue）大学、杨百翰（Brigham Young）大学和俄亥俄（ Ohio）州立大学分别建立了“计算机集成和制造自动化中心（ CIDMAC）”、“CIM研究中心和研究多种CIM技术的杰出研 究中心”，有效地推动了CIM技术的发展与应用。
CIM的概念和主要单元技术如NC、CAD、制造资源规划 （MRP-II）、FMS等都来源于美国，并且美国在这些领域的 研究上仍保持着总体优势。
在CIMS环境下，除自身子系统之间需要实现集 成外，还要与其它分系统实现集成，通过数据交换实 现信息共享。如图12.12所示为EDIS与MIS、MAS和 CAQ之间的接口主要信息传递关系。
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3．制造自动化分系统
该分系统的目标是使产品制造活动最优化。它
包括各种不同自动化程度的制造系统，如NC机床、 柔性制造单元（FMC）、柔性制造系统（FMS）以 及其他制造单元，用以实现信息流对物流的控制并 完成物流的转换，是CIMS信息流和物流结合部，也 是CIMS最终产生经济效益的聚集地。
(3) CIMS是一种管理企业和组织生产的新哲理，也 是在新的生产组织原理和概念下形成的一种新生产模式 。
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§12.2 CIM和CIMS的基本概念
12.2.1 CIMS的由来
计算机集成制造（CIM——Computer Integrated Manufacturing ） 技 术 是 美 国 乔 赛 夫 ·哈 林 顿 博 士 （ Joseph. Harrington）1973年提出的组织企业生产的一 种哲理。哈林顿博士提出的CIM概念的基本论点为：
厂，为发展CIM产品提供实际考核环境。
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2．CIMS的发展趋势
纵观国外CIMS研究和应用工程的开发，大致经历了3 个发展阶段：
(1) 以信息集成为特征的阶段（20世纪70～80年代） 这一阶段企业发展的需求是产品生产的自动化，随着电子 信息技术的发展，相应的各种单元技术，如CAD、CAM 、工业机器人、FMS、MRP-II得到了广泛的应用。
(3) 功能集成 产品生命周期中，企业各部门功能集 成，以及产品开发与外部协作企业间功能的集成。
(4) 技术集成 产品开发全过程中，涉及的多学科知 识以及各种技术、方法的集成。
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12.3.2 CIMS技术的集成关系
集成的定义：集成是指基于信息技术的资源及应用集 聚成一个协同工作的整体。集成包含功能交互（FI）、信 息共享（IS）及数据通信（DC），如图12.1所示，也就 是说在一个集成系统的各子系统之间，需要对信息共享、 信息交互以及信息通信进行管理与控制。
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图12.5 CIMS的层次集成关系
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§12.4 CIMS的体系结构
12.4.1 CIMS体系功能构成
CIMS的功能构成如图12.6所示。
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图12.6 CIMS的功能构成
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12.4.2 CIMS体系分系统 根据CIMS的功能构成，CIMS是由4个功能分系统和两个支撑分系 统组成。即CIMS通常是由管理信息系统（MIS）、产品设计与工程设 计自动化系统（EDIS）、制造自动化（柔性自动化）系统（MAS）、 计算机辅助质量保证系统（CAQ）以及计算机网络（NETS）和数据管 理系统（DBS）等6个部分有机地集成起来的。 1．管理信息系统(CIMS/MIS—Management Information System) 目标是通过信息集成，缩短产品生产周期，降低流通资金占用，
实践中合理而有效地加以应用，根据具体情况发展适用
于日本企业的CIMS.
1983年5月，日本美浓加茂（Minokamo）工厂建立
了CIM-FMS-21系统，这是一个实现了物流和信息流自动
化的车间，它包括5套FMS。
1989年末建成的具有先进的CIMS的筑波电加工机床
装配工厂，此工厂可看做是FANUC公司的CIMS试验工
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§12.1 CIMS的提出
20世纪80年代中期以来，以CIMS为标志的综合生产 自动化日趋成为制造工业的热点，其主要原因是：
(1) CIMS具有提高生产率、缩短生产周期、减少废 品、适应市场竞争的需要等一系列优点。
(2) 一些大公司由于采用CIMS取得了显著的经济效 益，展示了这一技术的潜在优势。
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12.2.2 CIM与CIMS的意义
CIM是组织现代化生产的一种哲理，是一种指导 思想，CIMS是这种哲理的实现。
日 本 能 源 协 会 在 1991 年 提 出 CIM 的 定 义 是 ： “CIM是以信息作为媒介，用计算机把企业活动中业 务领域及其职能集成起来，追求整体效率的新型生产 系统。”
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二.我国CIMS的发展状况
我国从80年代后期引入CIMS技术并在清华大学 、西安交通大学等高校成立了CIMS研究中心。
1994年，清华大学国家CIMS工程研究中心获得 了美国SME（制造工程师学会）的CIMS“大学领先奖 ”，这标志着我国CIMS的研究水平进入了国际先进 行例。
IBM公司1990年提出CIM的定义是：“应用信息 技术提高组织的生产率和响应能力。”
欧共体CIM—OSA课题委员会也提出了被认为是 最权威最科学的定义：“CIM是信息技术和生产技术 d的综合应用，旨在提高制造型企业的生产率和响应 能力，由此，企业的所有功能、信息、管理方面都是 一个集成起来的整体的各个部分。”
在CIMS环境中，MAS分系统运行过程的本质 是产品的物化（形成）过程，MAS中的数据是连接 产品设计、生产过程控制和实际产品加工制造之间 的桥梁，即CIMS中的产品设计方案和工艺规划等工 程信息是通过MAS信息转换为实际产品的。
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4．计算机辅助质量保证分系统
该分系统的目标是保证从产品设计、制造、检验到
(2) 以过程集成为特征的阶段（进入20世纪80年代后 ） 市场竞争的焦点集中到以更新更快的手段开发并上市
新产品，以争取更多的用户。其制造需求是使产品设计和 相关过程并行进行。
(3) 以企业集成为特征的阶段（20世纪80年代末到90 年代初） CIMS进入了一个着重求实，讲究解决实际问题 、提高竞争力的迅速发展阶段，在其内涵与概念上都有了 新的内容。
1995年，北京第一机床厂荣获SME的CIMS“世界 工业领先奖”，这标志着我国一些试点企业的CIMS 应用达到了国际先进水平。
我国863/CIMS研究已形成了一个健全的组织和一 支研究队伍，实现了我国CIMS研究和开发的基本框 架，建立了研究环境和工程环境，包括国家CIMS实 验工程研究中心和七个单元技术开放实验室。
(1) 企业生产的各个环节，即从市场分析、产品设 计、加工制造、经营管理到售后服务的全部生产活动 ，是一个不可分割的整体，要紧密连接、统一考虑。
(2) 整个生产过程实质上是一个数据采集、传递和 加工处理的过程。最终形成的产品，可以看作数据的 物质表现。
直到20世纪80年代，这一概念才被普遍接受。
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西欧发展CIM的战略有两个层次：第一层次是西欧
多国群体的共同合作战略；第二层次是各国国内的CIM
战略。
尤里卡即欧洲研究协调组织，主要开发的项目有：
(1) 大型生产过程管理系统：
(2) 柔性自动化工厂：
自20世纪80年代中期以来，日本逐渐加强了CIM的
应用开发，很快吸收了美国提出的CIM思想，并在生产
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§12.3 CIMS中的集成及集成关系
12.3.1 CIMS中的集成
CIMS涉及到自动化的许多单项技术，而更为重要的 是将这些技术综合集成，其集成特性主要包括：
(1) 人员集成 管理者、设计者、制造者、保障者以 及用户应集成为一个协调整体。
(2) 信息集成 产品生产周期中各类信息的获取、表 达、处理和操作工具集成为一体，组成统一的管理控制 系统。
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图12.1 集成的概念
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1．全局集成和局部集成 全局集成是指信息技术的生产技术在整个企业业 务范围内综合应用的集成； 局部集成是指一个分系统或企业一个部门内的集 成。 全局集成进一步细化可分为：工作流程集成、物 流集成和信息（流）集成。 CIMS信息集成包括三个层次：物理集成、应用 集成和经营集成。 物理集成是一切信息集成工作的基础。 应用集成又称应用软件集成，它可提供某些机制 ，能使过程之间共享公共数据和公共资源。 经营集成又称业务集成，它可支持稳定的决策过
5．数据管理分系统 该分系统的目标是管理整个CIMS的数据，实现 数据的集成和共享。DBS既是CIMS信息流的载体， 又对信息进行控制和管理，并为CIMS提供集成的手 段。 6．网络分系统（CIMS/NETS—Net System） 该分系统的目标是传递CIMS各个分系统之间和 内部的信息，实现的数据传递和系统通信功能。通 过计算机网络系统，可完成动态控制和管理的各功 能分系统的互联，实现信息传输和交流，使互联系 统共享工程资源、数据库和存贮空间。
提高企业应变能力。CIMS/MIS的基本结构如图12.9所示。
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图12.9 CIMS/MIS基本结构
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2．工程设计集成分系统
该分系统的目标是使产品开发活动能够高效、优
质、自动地进行。工程设计集成分系统是CIMS中的 一个核心分系统，它包括CAD（计算机辅助设计） 、CAPP（计算机辅助工艺规划）、CAM（计算机辅 助制造）和NCP（数控程序编制）等子系统，用以支 承产品的设计和工艺准备等功能，处理有关产品结构 方面的信息。