计算机集成制造系统
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。
计算机集成制造系统
第六节计算机集成制造系统1.什么是CIM ？CIM 是英文Computer Integrated Manufacturing 的缩写，译为计算机集成制造，由美国的约瑟夫·哈林顿(J.Harrington)博士于1973年提出。
哈林顿认为：企业的各种生产经营活动是不可分割的，需要统一考虑——整体(系统)观点；整个生产制造过程实质上是信息的采集、传递和加工处理的过程——信息观点。
哈林顿强调的两个观点都是信息时代组织、管理生产最基本、最重要的观点(Computer Integrated Manufacturing Systems CIM 和CIMS 的理解。
CIMS 是通过计算机硬件和软件，并综合运用现代管理阶段，为了使这一计划切实可行，将风险减少到最低限度，在此后的半年时间里，中共中央、国务院组织 ２００多位专家，研究部署高技术发展的战略，经过三轮极为严格的科学和技术论证后，中共中央、国 务院批准了《高技术研究发展计划（“８６３”计划）纲要》。
辨析：1.CIMS 有固定的运行模式和不变的组成吗？2.企业都可以引进和采用CIM 的思想吗?3.企业是否可以购买现成的适合本企业的CIMS ？6.CIMS 由哪些部分组成？ CIMS 组成：管理信息分系统 设计自动化分系统制造自动化分系统计算机网络分系统数据库分系统CIMS 即人／机构、经营与技术，如下图所示。
（课本P123图4-17）在三要素的相交部分需解决四类集成问题：1)使用技术以支持经营。
2)使用技术以支持人员工作和组织机构的运行。
3)人员设岗／机械设置协调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。
(1)CIMS管理信息分系统含义----是指以CIM为指导思想、使用计算机和信息技术管理企业生产经营活动的应用系统。
制造业的管理信息系统(MIS)含义：从“物料需求计划(MRP) ”、“制造资源计划(MRPⅡ)”到“企业资源计划(ERP)”，经历了管理思想和技术手段逐渐发展的过程。
浅论对计算机集成制造系统的认识
浅论对计算机集成制造系统的认识计算机集成制造（ComputerIntegrated Manufacturing，CIM）这一新的制造理论，是随着计算机网络和数据库技术的发展而产生的，其主张将生产的全过程集成起来，协调并提高企业对市场需求的劳动生产率和响应能力，以获得更多的经济价值，使企业的生存能力不断加强、生产不断发展。
CIM 理论被制造业接受，并形成一种可以实际操作的模式——计算机集成制造系统（CIMS）。
标签：计算机；集成；制造系统1 概述一个制造企业的功能组成，各功能既相互联系，又相互制约，并可分为企业层（负责处理企业外部和工厂内部环境的相互关系与战略规划）、分厂层（涉及生产过程、资源管理和产品设计的各项计划）和车间层（涉及实际生产产品的各项活动）3 个层次。
如果车间已经采用了柔性制造系统（FMS），技术部门已经采用了计算机辅助设计（CAD）、、计算机辅助编制工艺（CAPP）、计算机辅助制造一体化（CAM）、计算机辅助质量管理（CAQ）等技术，各职能部门也将计算机和信息处理技术（MIS）应用到了每个环节，那么借助局部网络（LAN）和公用数据库将整个工厂连成的整体，工厂即成为一个自动化水平很高的CIMS。
2 计算机集成制造系统（CIMS）的系统组成计算机集成制造系统由管理信息系统（Management Informat ion System，MIS）、技术信息系统（Technological Informat ion System，TIS）、制造自动化系统（Manufacturing Automat ion System，MAS）和质量保证系统（Computer Aided Quality Assurance，CAQ）这4 个分系统以及计算机通信网络和数据库系统这两个支撑分系统组成，为6 个分系统以及与外部的信息联系。
2.1 管理信息系统（MIS）CIMS 中“职能部门”的管理工作是由被称作“管理信息系统”的计算机软件系统完成的。
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
4
• 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。
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9.2
信息集成
一.信息集成 1.概念 对CIMS系统中各种类型的数据进行统一处理，避免数据冗余， 为用户提供统一、友好而透明的界面，从而有效地实现信息 交流和信息共享。 所谓透明是不同子系统的用户在调用非本地数据时就像在本地 调用一样。 2.信息集成重要性 是CIMS建设首要问题之一，由于CIMS中存在大量异构子系统， 其数据类型和格式等差别很大，故不同系统的用户很难调用 其他子系统的数据，更谈不上信息交流与共享。 信息集成不简单，涉及到不同的软件平台、不同的应用软件、 不同的应用模式以及不同的数据类型和格式。例如同一实体 可能在不同的子系统中使用不同的名称、不同的数据结构和 格式，有的子系统使用WWW，有的子系统使用文件系统， 有的使用数据库系统，而同一实体又可能使用不同的媒体来 6 表示，例如图形、图像、视频、语音和数据等。
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
现代集成制造系统——CIMS的 PT文档演模板
提出
n 1986年提出了863/CIMS主题计划。它以 “发展高科技、实现产业化”为宗旨，在国 家科委(科技部)直接领导和各有关部门的大 力支持下，经过近10000名专家、技术人员 和管理人员不懈的努力，立足国情，创新发 展，从早期的以信息集成为特征的计算机集 成制造系统（Computer Integrated Manufacturing System）开始，发展到以 信息集成和企业优化为特征的现代集成制造 系统（Contemporary Integrated Manufacturing System），走出了一条具 有中国特色的CIMS之路，取得重大进展， 并在国际上取得了一席之地。
计算机集成制造系统
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• 2．工程设计自动化系统 • 工程设计自动化系统实质上是指在产品开发过程中引 入计算机技术，使产品开发活动更高效、更优质、更自动 地进行。产品开发活动包含产品的概念设计、工程与结构 分析、详细设计、工艺设计以及数控编程等设计和制造准 备阶段的一系列工作，即通常所说的CAD、CAPP、CAM三大 部分。 • CAD系统应该包括产品结构的设计、定型产品的变型 设计以及模块化结构的产品设计，通常应具有计算机绘图、 有限元分析、产品造型、图像分析处理、优化设计与仿真、 物料清单的生成等功能。
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CIMS体系结构
n 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(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。
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。
在90年代，人们基于这一新的认识，产生了制造系统运作的新观点，即培养并使用制造业的人的能力，进而开发的提供制造技术，以这样的方法来支持那些人的能力。
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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35
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
计算机集成制造系统
人/组织
经营管理
技术
几层含义
CIM是一种组织、 CIM是一种组织、管理与运行企业生产的哲 是一种组织 其宗旨是使企业的产品高质量、低成本、 理，其宗旨是使企业的产品高质量、低成本、 上市快， 上市快，从而使企业赢得竞争力 企业生产的各个环节， 企业生产的各个环节，是一个不可分割的有 机整体 企业生产的要素包括人、技术及经营管理， 企业生产的要素包括人、技术及经营管理， 其中， 其中，尤其重视发挥人在现代化企业生产中 的主导作用。 的主导作用。 企业生产活动中包括信息流（采集、 企业生产活动中包括信息流（采集、传递和 加工处理）和物流两大部分。 加工处理）和物流两大部分。现代企业中尤 其重视信息流的管理运行及信息流与物流间 的集成。 的集成。 CIM技术是基于现代管理技术 制造技术、 CIM技术是基于现代管理技术、制造技术、 技术是基于现代管理技术、 信息技术、自动化技术、 信息技术、自动化技术、系统工程技术的一 门综合性技术。 门综合性技术。
企业模型理论与方法
理解模型
现实世界是复杂的，人们所要面临和解 现实世界是复杂的， 决的大部分问题也是复杂的。 决的大部分问题也是复杂的。 人们可以通过一些办法和手段提炼出这 个世界的某些本质特征和规律， 个世界的某些本质特征和规律，用来把 握一些复杂的系统和解决一些复杂的问 题。这些方法和手段需要某种形式的中 这个中介就是所谓的模型 模型。 介，这个中介就是所谓的模型。 模型是对复杂系统及问题的一种简化和 抽象，它将复杂系统的特征、 抽象，它将复杂系统的特征、行为和规 律等通过比较简单明了的形式表达出来， 律等通过比较简单明了的形式表达出来， 帮助人们抓住问题的主要矛盾， 帮助人们抓住问题的主要矛盾，认识问 研究问题和解决问题。 题、研究问题和解决问题。
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。
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。
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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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《先进制造系统》期末考查班级：工业11-3班姓名：易康添学号：_^41 ____________指导老师：黄永生机电工程学院计算机集成制造系统【摘要】计算机集成制造系统（CIMS是企业自动化的发展趋势，它综合应用系统工程、计算机技术、管理技术、制造技术和自动化技术, 使企业的所有资源集成于一体, 优化运行, 生产出优质、低耗、适应市场需要的产品, 从而使企业赢得市场竞争。
CIMS乍为一种先进的集成制造系统，不仅可以提高企业对多变的市场需求的响应速度, 而且可以有效地提高企业的创新能力和竞争能力。
本文对CIMS概念的发展、CIMS勺组成、关键技术、开发应用CIMS勺主要方法、我国CIMS 的现状进行了介绍，从而中国企业应大力推广和应用计算机集成制造系统。
【关键词】计算机集成制造系统（CIMS ;概念发展；功能组成；关键技术；主要方法；综合体现；CIMS的现状；未来发展一、引言计算机集成制造系统（CIMS，是随着计算机辅助设计与制造的发展而产生的，是在信息技术、自动化技术和制造的基础上，通过计算机技术把分散在产品设计与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。
同其他具体的制造技术不同，CIMS着眼于从整个系统的角度来考虑生产和管理，强调制造系统整体的最优化，它像个巨大的中枢神经网络，将企业的各个部门紧密联系起来，使企业的各个部门紧密联系起来，使企业的生产经营活动更加协调、有序、高效。
实践证明，CIMS的正确实施将给企业带来巨大的经济效益和社会效益。
二、CIMS概念的发展计算机集成制造系统（Computer Integrated Manufacturing System 简称CIMS）最早由美国的约瑟夫•哈林顿博士于1973年提出的，哈林顿强调，一是整体观点，即系统观点，二是信息观点，二者都是信息时代组织、管理生产最基本、最重要的观点。
可以说，CIM是信息时代组织、管理企业生产的一种哲理，是信息时代新型企业的一种生产模式。
按照这一哲理和技术构成的具体实现便是CIMS。
1987年我国863计划CIMS主题专家组认为：“ CIMS是未来工厂自动化的一种模式。
它把以往企业内相互分离的技术和人员通过计算机有机地综合起来，使企业内部各种活动高速度、有节奏、灵活和相互协调地进行，以提高企业对多变竞争环境的适应能力，使企业经济效益持续稳步地增长。
”1991年日本能源协会提出：“ CIMS是以信息为媒介，用计算机把企业活动中多种业务领域及其职能集成起来，追求整体效益的新型生产系统”。
1992年ISO TC184/SC5/WG提出：“ CIM是把人、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，将企业所有的人员、功能、信息和组织诸方面集成为一个整体”。
1993年美国SME S出CIM的新版轮图。
轮图将顾客作为制造业一切活动的核心，强调了人、组织和协同工作，以及基于制造基础设施、资源和企业责任之下的组织、管理生产的全面考虑。
经过十多年的实践，我国863计划CIMS主题专家组在1998年提出的新定义为“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T （时间）、Q （质量）、C （成本）、S （服务）、E （环境），从而提高企业的市场应变能力和竞争能力。
最后CIMS概念的总结：CIMS是利用计算机技术,将企业的生产、经营、管理、计划、产品设计、加工制造、销售及服务等环节和人力、财力、设备等生产要素集成起来, 进行统一控制, 求得生产活动最优化的思想方法。
CIMS 一般由集成工程设计系统、集成管理信息系统、生产过程实时信息系统、柔性制造工程系统及数据库、通讯网络等组成, 学科跨度大, 技术综合性强, 它跨越与覆盖了制造技术、信息技术、自动化及计算机技术、系统工程科学、管理和组织科学等学科与专业。
早期的CIMS 研究主要是针对离散工业的, 相应的生产体现为决策支持、计划调度、虚拟制造、数字机床、质量管理等, 核心技术难题在于计划调度和虚拟制造等。
而随着CIMS 研究的进一步发展, 人们将CIMS 系统集成的思想应用到了流程工业中, 也获得了良好的设计效果, 而由于流程工业区别与离散工业的特征, 使得流程工业CIMS 技术主要体现在决策析、计划调度、生产监控、质量管理、安全控制等, 其中核心技术难题在于生产监控和质量管理等。
CIMS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。
网络集成分系统和三、CIMS 的功能组成按我国企业的实践经验，CIMS 一般由六部分组成：管理信息集成分系统、工程设计集成分系统、制造自动划集成分系统、质量保证集成分系统、计算机3.1管理信息集成分系统管理信息集成分系统它的核心是 MRP 物料需求计划，ERP 企业资源计划。
MRP 物料需求计划是根据物料清单、库存数据和生产计划计算物料需求的一套技术。
MRP 物料需求计划把主生产计划、物料清单和库存量分别存储在计算机中， 经过计算，就可以输出一份完整的物料需求计划了。
除此之外，它还可以预测未来一段时间里会有什么物料短缺。
ERP 具有很多的功能，①它有超越 MPR||范围的基础功能。
②支持混合范式 的制造环境③支持能动的监控能力④支持开放的客户机 /服务器计算环境。
除此 之外还有主生产计划（NPS 物料清单（BOM 等等。
管理信息集成分系统如下图：管理信息集成分系统基本结构3.2工程设计集成分系统工程设计集成分系统涉及到CAD/CAPP/CA集成系统，特征建模技术产品数据交换标准，CAD/CAPP/CA集成数据管理，组成技术，并行工程以及EDIS分系统外部接口。
计算机集成制造技术的发展综述我们重点谈论的是CAD/CAPP/CAM.CAD/CAPP/CA集成系统是有CAD/CAPP/CAM等子系统在分布式数据和计算机网络系统支持下组成。
CAD子系统及功能：CAD完成产品的方案设计工程分析及优化和详细设计，通过设计评价决策在设计的有限次迭代，不断优化设计，直到获得满意的设计结果。
其主要功能包括：三维几何造型：对设计对象用计算机能够识别的方式进行描述。
有限元分析：在产品几何模型的基础上，通过单元网络划分确定载荷及约束条件，自动生成有限元模型，并用有限元方法对产品结构的静，动态特性，强度振动热变形磁场强度，流场等进行计算分析，用不同的颜色描述结构应力，磁力热的分布情况，为设计人员精确研究产品结构的受力变形提供一个重要手段。
优化设计：按设计对象建立优化的数学模型，包括目标函数和约束条件，然后选择合适的优化方法对产品的设计参数，方案或结构行进优化设计。
这也是保证现代化产品设计达到周期短质量高的重要技术手段。
CAD的鲜明特征主要有以下：(1)强调产品设计过称中计算机的参与和支持。
(2)强调计算机的辅助作用。
（3）不可能也没有必要设计设计产品的所有环节。
CAD勺关键技术的实现涉及到以下的关键技术：（1）产品的造型建模技术。
（2）单一数据库与相关性设计。
（3）NURB曲面造型技术。
（4）CAD与其他CAX系统的集成技术。
（5）标准化技术。
CAPP子系统及功能：CAPR4行产品中各种领个的加工过程设计，完成工艺线路与工艺设计，产生工序图和工艺文件，向MIS QIS、MAS各分系统提供所需要的工艺信息。
CAM F系统及功能：CAM$照CAD产生的产品的几何信息和CAPP产生的工艺信息，完成零件的数控加工编程及刀具轨迹模拟，为车间提供数据加工指令文件和切屑加工时间等信息，以及人机交互方式，对机器人的动作编程，并进行仿真，以检查机器人的动作和实现机器人的在线控制。
CAM技术的联线应用时将计算机与制造过程直接相连接用以控制、监视和协调物料的流动过程。
3.3 制造自动划集成分系统制造自动划分系统是制造系统地硬件主体。
主要包括：专用自动化机床，分布式数控系统（DNC，柔性制造单元（FMC ,柔性制造系统（FMS等，它主要有以下几部分组成：控制及信息处理部分；伺服装置部分；机械本体部分；传感检测部分。
先进制造设备优越性在于提高了劳动生产率，提高加工精度和产品质量，易于实现生产过程的柔性化，改善了劳动条件。
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言息转换为实际产品的。
3.4 质量保证集成分系统质量保证集成分系统的功能主要有：（1）质量计划功能。
而其又包含检测计划生成，检测规则生成以及检测程序的生成。
(2)质量检测功能。
(3)质量评价与控制功能。
(4)质量信息管理功能。
企业CIMS的建立，不仅是通过质量保证分系统，提高产品的质量，通过其他分系统也会改善工作，提高产品质量。
质量保证集成分系统结构如下图所示娩别层1质屋険划£紈筠3.5计算机网络集成分系统CIMS网络也是计算机网络，他又有其自身的特殊性，他并非是计算机网络公司售出的一种网络产品，而是一种用户根据企业的特点在总体设计的前提下适用当今的网络产品并予以实施的网络系统，没有一个标准的规范的CIMS网络产品，只有结合各企业目标和具体情况的特定CIMS网络。
CIMS网络特点首先CIMAS网络是在一个企业内部运行的计算机网络，它应归属计算机局部网络的范畴。
其次，CIMS集成的子系统包含工程设计、制造过车企业管理与决策三类职能性质不同的领域，他们对通信的要求，如吞吐量、时延，实时性、可靠性等都是不同的，相应的通信协议、拓扑结构、局网存取控制方法和网络介质等也往往都是各异的。
第三，由于CIMS是一个多层体系结构，子网和通信网的选择还要考虑适应系统结构层次上的更具体的需求。
第四，即使在同一服务类型，同一系统结构层次上，CIMS用户也面临着各种各样局网和通信产品的选择。
最后一点就是在各子网本身的组织上也面临倚重机连接的问题。
它的组建应同企业的其他通信设施和今后的综合业务数字网(ISDN)的发展统筹兼顾。
计算机集成制造CIMS网络包含了CIMS的子网单元技术，CIMS网络的工厂主干网。
网络系统的分析与设计方法以及CIMS网络协议软件，CIMS网络协议软件主要是适于生产环境的MAP/TO协议，我国的上海交通大学计算机系历时7年开发的Min MAP/EA助、议是我国具有自主版权的网络协议软件。