当今世界已进入信息时代并迈向知识经济时代

当今世界已进入信息时代，并迈向知识经济时代。以信息技术为主导的高技术为制造业的发展提供了极大的支持，并推进着制造业的变革与发展，现代集成制造系统（Contemporary Integrated Manufacturing Systems，简称CIMS）技术的应用及其产业化是其中最重要的组成部分。

CIMS—现代集成制造系统，是基于CIM理念的集成优化的制造系统。将信息技术、现代管理技术和制造技术相结合，并应用于企业产品全生命周期（从市场需求分析到最终报废处理）的各个阶段。通过信息集成、过程优化及资源优化，实现物流、信息流、价值流的集成和优化运行，达到人（组织、管理）、经营和技术三要素的集成。以加强企业新产品开发的时间（T）、质量（Q）、成本（C）、服务（S）、环境（E），从而提高企业的市场应变能力和竞争能力。

一、CIMS的总体结构

CIMS建设的目标是在统一的数据库和网络支持下，建立生产经营管理分系统和工程技术（CAD/CAM/CAPP/PDM）分系统，实现企业信息的全面集成。为实现这个总体目标，CIMS 由两个功能分系统和两个支撑分系统组成。两个功能分系统为生产经营管理分系统和工程技术分系统；两个支撑分系统为计算机网络和数据库分系统。整个系统将以关系型数据库为核心，并由各应用系统通过INTERNET/INTRANET/EXTRANET访问数据库，这样就使得几个服务器上的数据在逻辑上成为一个整体，以保证整个系统的数据共享和数据的唯一性。CIMS的总体结构如图1.2-1所示。

图1 CIMS的总体结构

二、CIMS的技术构成

工程技术分系统：可简称为TIS分系统，即技术信息系统。通常包括CAD、CAPP、CAM 和PDM等部分。

CAD（计算机辅助设计）包括产品的结构设计、变形设计及模块化产品设计。可以实现计算机绘图、产品数字建模及真实图形显示、动态分析与仿真、生成材料清单（BOM）。

CAPP（计算机辅助工艺计划）通过计算机进行工艺路线制定、工序设计、加工方法选择、工时定额计算，包括工装、夹具设计、刀具和切削用量选择等，且能生成必要的工艺卡和工艺文件。

CAM（计算机辅助制造）指计算机在产品加工制造方面有关应用的总称。狭义CAM仅指数控程序的编制，可以进行刀具路径规划、刀位文件的生成、刀具轨迹仿真以及数控编程和数控后置处理等。

PDM（产品数据管理）管理产品全生命周期中各种数据和过程，实现从概念设计直到产品报废全过程中相关的数据定义、组织和管理，保证数据的一致、最新、共享和安全。PDM 支持并行工程，并且作为集成平台实现CAD/ CAPP/CAM的集成以及与MRPII/ERP系统的集成。

制造自动化系统：制造自动化系统（MAS）是CIMS中信息流与物流的结合点，CIMS

最终完成产品制造、创造效益的关键环节。系统一般由数控机床、加工中心、清洗机、测量机、运输小车、自动化立体仓库，以及柔性制造系统（FMS）等组成。主要功能有协调、控制工作流、刀具流、夹具流、分配和管理数控程序，监控作业状态和故障诊断处理，以及生产数据的采集与反馈等。

生产经营管理分系统：可以简称MIS分系统，即管理信息系统。它是CIMS的一个重要分系统，主要作用是：

加强生产经营计划与控制加强财务预算与控制最大限度缩短产品生产周期，采购提前期降低库存资金占用合理安排生产，提高企业生产效率降低产品的生产成本提高对客户的服务水平，提高企业的管理水平和管理素质增加企业的应变能力和竞争能力

MIS分系统当前体现在ERP（企业资源计划）的实施，通常由经营决策、生产计划管理、销售管理、财务管理、库存管理、车间任务和作业管理、物资供应、设备管理、人事劳资管理等模块组成，指挥和控制CIMS其他分系统的运行，使企业各部门工作协调一致，完成企业的生产经营任务。

根据CIMS建设的目标，生产计划管理、车间管理、物流管理、通过PDM与

CAD/CAM/CAPP的信息集成是目前生产经营管理系统的建设重点。

支撑分系统：包括计算机网络、数据库、中间件、集成平台以及协同工作环境等。计算机网络和数据库实现计算机系统互连，作为CIMS信息交换和共享的主要支撑。其计算机网络子系统支持CIMS开放型网络通信，采用国际标准和协议，满足各分系统的网络支持服务。数据库子系统则支撑各分系统及覆盖企业全部信息的数据存储和管理，保证数据的完整性、一致性和安全性，实现全企业数据共享。

三、CIMS的总体要求

思想基础

实施CIMS是企业进行现代管理的一场革命，它绝不仅仅是企业实施一套计算机系统，而是基于新的管理思想和哲理，运用各种先进技术对企业物流、资金流、信息流进行全面集成的一项系统工程。CIMS涉及到企业的各个部门，工作量巨大而复杂，企业由领导到相关的普通员工，对此须有明确的思想认识。牢固的思想基础是信息化工程成功的关键。

组织基础

因为CIMS是一项需严密组织实施的浩大工程，因而必须要有相应的企业领导（一把手）亲自任职的有权威的组织机构；建立CIMS领导小组、办公机构及相应的课题项目领导小组。这些组织在各自的职责范围内领导和组织CIMS工程的实施。

管理基础

要实施好CIMS工程，企业必须有良好的管理基础：岗位责任明确，各项管理规范、标准。从较深层次的角度看，CIMS工程是对人、技术和经营管理的集成，管理基础好的企业才能在实施CIMS工程中有望成功。

计算机应用基础

CIMS工程的功能是以计算机技术为支撑来实现的，随着企业CIMS工程的实施，与计算机打交道的人会越来越多，这就要求企业抓好计算机应用的前期培训，使企业中不同层次的人员掌握相应的计算机操作和维护技术，改变工作和行为习惯，适应计算机应用的要求。

人才基础

CIMS工程是将传统的制造技术与现代信息技术、管理技术、自动化技术、系统工程技术等有机结合的复杂工程，因而对实施CIMS的人员有较高的技术要求，需要对他们进行相关知识的更新和有关技能的培训，培养一批具有一定的软件开发和实施理论水平和技能的人才。

信息的规范化

CIMS工程中MIS项目的实施先期阶段，应授权某一部门（如计算机中心），对信息进行分类编码的标准化、规范化，统一协调和规范各职能部门、经营部门的数据收集和信息分类编码，使之既符合系统整体要求，又能满足各部门的需要，以避免数据的重复采集、加工与存储，消除因对数据的命名、描述、分类和编码不一致所造成的误解和分歧，杜绝一名多物、一物多名和对其属性的重复描述等混乱现象，做到所描述的事物名称和术语含义标准、统一和规范，以准确地确立代码与事物或概念之间的一一对应关系。

四、CIMS的实现途径

国外发达工业化国家CIMS的发展和应用强调生产制造层的设备高度自动化。我国制造业企业当前不可能走这条技术发展路线，企业生产经营的瓶颈是新产品的开发设计能力薄弱，管理粗放，且车间层只能适度自动化。因此CIMS的技术发展路线是首先加强设计和管理，并实现企业的（或企业部分的）信息集成，从信息集成向过程重构和优化（过程集成）及企业间集成的方向发展。

1、信息集成

如何处理在设计、管理和加工制造中大量存在的自动化孤岛，解决其信息的正确、高效的共享和交换，是改善企业技术和管理水平必须首先解决的。信息集成是改善企业时间（T）、质量（Q）、成本（C）、服务（S）所必需的，其主要内容有：

（一）企业建模、系统设计方法、软件工具和规范

这是系统总体设计的基础。没有企业的模型就很难科学地分析和综合企业各部分的功能关系、信息关系以至动态关系。企业建模及设计方法解决了一个制造企业的物流、信息流、资金流和决策流的关系，这是企业信息集成的基础。

（二）异构环境下的信息集成

异构是指系统中包含了不同的操作系统、控制系统、数据库及应用软件。如果各个部分的信息不能自动地交换，则很难保证信息传送和交换的效率和质量。异构信息集成主要解决下面三个问题：

（1）不同通讯协议的共享及向ISO/OSI的过渡。

建议采用今天越来越普遍使用的TCP/IP，又保证了可以同时与MAP/TOP共享，为CIMS 的网络通信技术选择一条正确的发展道路。

（2）不同数据库的相互访问。