CIMS(计算机集成制造系统)

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CIMS简介

分系统
（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。

CIMS介绍

CIMS介绍刘博清华大学自动化系2005-7-4什么是CIMS？CIMS－计算机集成制造系统（ComputerIntegrated Manufacturing Systems ）CIMS－现代集成制造系统（ContemporaryIntegrated Manufacturing Systems）C是手段M是指大制造（制造业）S是指整个系统I是核心，即通过集成提高制造企业的市场竞争能力CIMS－－通过计算机硬件、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人，技术，经营管理三要素及其信息流、物料流与资金流有机地集成并优化运行的一个复杂大系统。

CIMS的理想运行--得到在正确的时间以正确的方式,将正确的信息传送给正确的人员, 使其作出正确的决策.集成－－CIMS的核心实施CIMS的关键在于集成.企业实施CIMS的目的在于取得总体效益, 而企业能否获得最大的效益又取决于企业各种功能的协调.一般来说,企业集成的程度越高,这些功能就越协调,竞争取胜的机会也就越大. 因为只有各种功能有机地集成在一起才可能共享信息,才能在较短的时间里作出高质量的经营决策, 才能提高产品的质量,降低成本,缩短交货期.内容提纲制造业企业面临的竞争与挑战机械制造业发展的几个阶段企业建模的需求与应用前景工作流技术简介制造业企业面临的竞争与挑战自20世纪70年代以来，世界市场已经由传统的相对稳定逐步演变成动态多变的市场，企业之间的竞争也由过去的局部竞争演变成全球范围内的竞争。

同行业之间、跨行业之间相互渗透、相互竞争日趋激烈。

在企业间竞争国际化、白热化的同时，当今企业所面临的社会、经济、制造环境与客户需求也已经发生了巨大的变化，形成了全球化的经济。

当今制造企业面临的竞争形势可以从市场、产品、技术、知识和环境五个方面进行描述。

1.动态变化的全球竞争市场Internet的普及和应用，促进了全球生产、全球销售体系的形成全球化已经成为许多跨国公司的经营战略利用地理优势占领市场的机会越来越小跨国经济已经成为21世纪的主导经济，跨国公司已经成为大企业生存的主要形式市场的快速动态变化产品更新换代的速度企业采用新技术新工艺的速度保持产品优势越来越难除了极个别的产品的市场被少数公司垄断以外，大部分产品的市场都被许多公司在动态地分割通过垄断来独占市场或者通过大批量生产的方式获得高额利润的机会已经越来越小2.复杂产品的全生命周期管理产品生命周期与交货期缩短20世纪70年代以前, 产品的生命周期很长, 产品的销售时间也很长当今产品的生命周期已经显著地缩短，产品的更新换代速度在显著加快企业在每个产品上的利润回报时间也大大缩短以汽车为例20世纪50-60年代，15∼20年的生命周期 20世纪90年代后期，5∼7年21世纪初，3~5年国际上某个著名的生产工程运输机械的公司为了加强其市场竞争能力，制定的其产品（工程车辆）发展战略为：3周设计、3个月试制与3年的生命周期交货期成为重要竞争要素用户对交货期的要求甚至超过了对价格的要求简单装配型产品：解决生产组织和物料及时供应问题复杂产品：缩短设计过程并且提高产品的设计质量，减少由于设计不合理而造成的在产品制造过程中出现加工困难、废品增加、返工次数增加、甚至不得不重新修改设计等已经成为缩短产品交货期最迫切需要解决的问题产品的复杂性增加产品已经变得越来越复杂最早的汽车设计主要考虑机械设计问题，而当今的汽车除了机械部件越来越复杂外，还需要考虑电子点火系统、安全保护装置、空调系统、无线电系统、乃至全球定位系统产品复杂性增加直接导致产品研制费用和产品开发周期的增加，尤其是制造用来进行试验和分析的产品原型的时间和费用迅速增加如何降低产品的研制费用，尤其是原型制造费用，是降低产品成本的关键问题（以777为例）数字BOEING数字化飞机技术趋势虚拟设计制造全生命周期设计制造PLM 并行工程CE 全球化的协作平台EXSTAR美国B777的应用效果开发周期：9年－>4.5年成本降低：25％ 100％整机数字化设计世界垄断与霸主地位产品概念设计数字化轿车技术趋势数字化设计制造虚拟样机全球采购和分销大规模定制通用公司应用状况开发周期（48月－>24月－> 12 月）碰撞试验（100次－> 50次）个性化定单－> 3小时通过在线采购降低成本10％产品详细设计并行工程技术传统的产品研制是一种串行的过程前一个部门完成某个功能后将设计结果移交给下一个部门进行下一步的设计工作存在问题：不同部门之间缺乏交流，仅考虑其局部要求，局部的优化未考虑后续部门的要求和产品设计制造周期中的各种因素导致最终设计出来的产品的可制造性和可装配性差、产品制造周期长、废品率高、产品成本高 1998年美国国防分析研究所（IDA）提交了题为“并行工程在武器系统采购中的作用”的研究报告，提出了并行工程的概念并行工程的定义：集成地、并行地设计产品及其相关的各种过程（包括制造过程和支持过程）的系统方法。

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)

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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
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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。
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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(CIMS)

基本构成：计算机系统（服务器、客户机）网络通讯设备（交换机、集线器hub)、网络软件（防火墙）、计算机操作系统软件（WINDOW、UNIX等等）一般网络协议：TCP/IP
硬件配置的核心是：服务器和交换机服务器：小型机、大型机、微机
网络的覆盖范围根据企业大小有局域网、广域网。
支撑系统
INTERNET 防火墙
CIM是一种组织、管理与运行企业生产的新哲理，它借助计算机硬软件，综合运用现代化管理技术、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人、技术和经营管理三要素及其信息流、物流有机集成并优化运行，以实现产品高质、低耗、上市快，从而使企业赢得竞争。
CIMS：按照CIM哲理和技术具体实现的便是计算机集成制造系统（Computer Intergrated Manufaturing System CIMS)
现代集成制造
我国863专家对CIM的定义：
“CIM是一种组织、管理与运行企业的理念与哲理，它综合了现代管理技术、制造技术、信息技术、自动化技术、系统工程技术，并将它们有机的结合起来，运用计算机技术，通过信息集成、过程集成、企业间集成及资源优化，实现企业的经营过程以及产品整个生命周期全过程中三要素（人、技术、经营管理）和信息流、物流、价值流的均衡运作, 提高企业TQCSE（上市快、质量好、成本低、售后服务好、环境清洁）特性，增强企业对市场的应变能力。”
计算机集成制造系统 (CIMS)
2021年8月5日星期四
课程基本信息
第一章 CIMS概论第二章 CIMS体系结构及系统分析方法第三章质量控制第四章 CIMS环境下的生产经营管理系统第五章 CIMS信息集成支撑环境第六章 CAD/CAM集成技术第七章 CIMS环境下制造自动化信息集成技术

计算机集成制造系统

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

（3）总体解决方案设计根据企业CIM的需求、目标和发展模式，设计总体集成方案和各分系统方案，建立目标系统的功能模型、确定信息模型的实体和联系，提出CIM系统实施的主要技术方案，形成支持企业业务流程的基础技术体系、应用系统和集成平台解决方案，确定实施CIM的集成与共性支撑关键技术问题，为开发与实施 CIM系统打下基础。
计算机集成制造的内涵
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计算机集成制造系统。
计算机集成制造的内涵
CIM这一概念最早由美国的约瑟夫· 哈林顿(J.Harrington)博士于1973年提出。哈林顿认为，企业的生产组织和管理应该强调两个观点，即： ①企业的各种生产经营活动是不可分割的，需要统一考虑； ②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。
计算机集成制造系统
CIMS一般结构
计算机集成制造系统主要由设计与工艺模块、制造模块、管理信息模块和存储运输模块构成。
计算机集成制造系统（CIMS）
各模块的主要功能：
设计与工艺模块 CAD、CAE、CAPP、CAM等
制造模块
DNC、CNC、车间生产计划、作业调度、刀具管理、质量检测与控制、装配、自动化仓库、FMC/FMS等市场预测、物料需求计划、生产计算、成本核算及销售等
实施CIM的生命周期
（2）需求分析调查分析企业的内部和外部环境、企业现状、业务模式及现行的信息系统，结合企业的发展战略，分析企业发展过程中的瓶颈问题，并对企业现状模型进行分析、优化和重组，建立企业未来业务过程模型，明确技术、市场、软件产品、信息技术的支撑环境和应用需求。

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)

将“自动化孤岛”集成在一起
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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

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。

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
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
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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

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

Fra bibliotek仿真数值表
该研究从随机服务系统的角度,运用排队论的知识，分析了CIMS物流调度系统的一些性能和调度规则,建立了系统的数学模型,探讨了该类系统的仿真策略与仿真算法。最后,通过对真实系统的仿真分析和数值计算,获得系统运行的各项仿真指标及相应的理论指标,验证了系统模型的正确性。
CIMS 物流调度系统的建模与仿真
朱清清
CIMS是英文Computer/contemporary Integrated Manufacturing Systems的英文缩写，就是计算机/ 现代集成制造系统。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。
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堆垛机的相关性能指标
AGV 的相关性能指标
AGV系统的平均逗留时间为：
CR系统的平均逗留时间为：
出库任务在整个物流调度的平均逗留时间为：
CIMS物流调度系统的仿真
华宝空调厂柜机车间是一个自动化水平很高的CIMS车间, 里面配置了自动化物流调度系统作为我国第十个CIMS应用工程,HBCIMS 物流系统包括6辆 AGV小车、15辆SKYRAV天车、3 座自动化立体仓库(共7400多个货位)和近50个CIMS型缓冲站。此外, 还有两条积放链专门运输冷凝器和蒸发器。该系统不仅规模大、设备多, 信息集成和监控管理系统也十分复杂。本研究仅对六号立体库进行仿真，六号库系统主要负责柜机大体积部件的存储和调度, 配有3台堆垛机、6台 AGV 小车、20个AGV 缓冲站以及其他相关设备。对每种出、入库流组合, 分别进行30次仿真, 每次仿真的运行周期为5000个任务。

什么是 CIM和CIMS

什么是 CIM和CIMS？CIM是英文Computer Integrated Manufacturing的缩写，译为计算机集成制造。

这一概念最早由美国的约瑟夫·哈林顿(J.Harrington)博士于1973年提出。

哈林顿认为，企业的生产组织和管理应该强调两个观点，即：①企业的各种生产经营活动是不可分割的，需要统一考虑；②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。

哈林顿强调的一是整体观点，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计算机集成制造系统(CIMS棗Computer Integrated Manufacturing Systems)。

对于CIM和CIMS，至今还没有一个公认的定义。

不同的国家在不同时期对CIMS有各自的认识和理解。

美国制造工程师学会计算机与自动化系统协会(SME/CASA)采用轮图形象地表示他们对CIMS的理解。

SME在1985年前提出CIMS 的轮图如图1所示。

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(如CAD、CAM、FMC、MRPII等)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。

”我国的这一认识比前述定义发展之处在于：一是考虑了人的集成，二是将CIMS的目标明确地表达出来。

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。

”欧共体CIM/OSA研究组认为：“CIM是信息技术和生产技术的综合应用，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、信息和组织管理都是集成进来的整体的各个部分。

现代集成制造系统CIMS

管理水平的提高将促进CIMS工程的发展达到一个更高的水平
三、CIMS与管理创新模式 2．两种管理创新模式分析
以美国为代表的西方的技术—设计型管理创新模式
美国企业科学管理的基础雄厚，泰勒的管理思想
开始就是强调以工程技术为基础来规划设计企业的资源（包括人的行为），以计划、控制为手段来实现企业的高效率、低成本的经营运作，实现企业目标（见图5）。
造传统制造业，支持新兴制造业，提高企业市场竞争能力的
一种高技术。
二、中国的CIMS之路
1.现代集成制造系统 (Contemporary Integrated Manufacturing System) 2.大制造的概念
空间尺度：市场→产品开发→生产装配→市场知识→技术→产品，更新周期缩短，如汽车等。产品批量：多品种、小批量、顾客需求、环保
技术--设计型模式特点
从整体上考虑企业进步发展，要求企业管
理基础程度较高。
技术--改善型模式特点
有利于企业从内部向外部的管理基础和积累的提高，发挥员工的主动性和创造性。
成功企业的共性特点
(1)在机制创新上是先行者主动按市场经济规律改造企业管理机制，无论在公司机制、人事机制、分配机制等都进行了较大规模的创新。 (2)始终坚持提高企业管理基础
三、CIMS与管理创新模式
企业
设备规划物料产品设计人员计划控制高效率经营运行低成本企业
技术
目标
图5. 技术-设计型管理创新模式
三、CIMS与管理创新模式
以日本为代表的东方的技术—改善型管理创新模式
企业技术改善设备物料创新产品
准时化
高效率经营运行低成本企业目标