计算机集成制造系统(CIMS)技术.pptx
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华南农业大学 工程学院 刘天湖
第一节 概述 一、CIM概念
• 约瑟夫·哈林顿基本观点为：
• 一是企业的各个生产环节是一个不可分隔的整体，需
要统一考虑；
• 二是整个生产制造过程实质上是 对信息的采集、传递
和加工处理的过程，最终形成的产品可看作是信息的
物质表现。
CIM的概念
• 定义：
• CIM是一种组织、管理、企业生产
立企业动态联盟（即所谓虚拟企业， Virtual Enterprise）。
第三阶段：企业集成
• 从组织层面上说，敏捷制造提倡“扁平式”企业，提
倡企业动态联盟。
第三阶段：企业集成
• 产品型企业应该是“两头大、中间小”，即强大的新
产品设计、开发能力和强大的市场开拓能 力。
CIMS为现代制造企业追求在激烈变化中、动 态市场条件下，具有快速灵活响应的竞争优 势提供所要求的战略性系统技术。
CIMS发展可以实现整个机械制造厂的全盘自 动化，是自动化制造技术的发展方向。
自动化工厂与CIMS比较
Factory automation CIM
philosophy target example
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
管理信息 模块
市场预测、物料需求计划、生产计算、成 本核算及销售等
存储运输 模块
存储运输模块的主要功能有仓库管理、自动搬 运等。
element
target focus human origin
automation unmanned factory FMC, FMS
processing, material flow, measurement, inspection, assembly,
factory hardware replacing human Japan
第三阶段：企业集成
• 企业集成的思路: • 企业提高自身的市场竞争力，不能走“小而全”、
“大而全”的封建庄园经济的道路，
• 而必须面对全球经济、全球制造的新形势，充分利
用全球的制造资源（包括智力资源），更快、更好、 更省地响应市场，
• 这也是敏捷制造的由来。
第三阶段：企业集成
• 敏捷制造的组织形式是企业针对某一特定产品，建
经营理念的发展与C、Q、T等
二、CIMS产生的背景
• CIMS：CIMS在20世纪80年代中期
才开始重视并大规模实施
二、CIMS产生的背景
• 产生的背景大背景: • 20世纪70年代的美国产业政策中过分夸大了第三产业
的作用，而将制造业，特别是传统产业，贬低为“夕 阳工业”.
• ---导致:美国制造业优势的急剧衰退，并在20世纪80
CIMS硬件结构示例
CIMS结构示例
CIMS局部：数控车间自动化集成管理系统
CIMS示例 CIMS局部：数控车间集成系统
CIMS示例 CIMS局部：国产数控机床车间示范工程
第一节 概述 一、CIM的概念
• 计算机集成制造（CIM）的概念是1974年首先由美国
约瑟夫·哈林顿（Joseph Harrington）博士在 《Computer Integrated Manufacturing》一书中 提出的
optimization rationalize Linking CAD, CAM, MRP
CAD, CAM, CAPP, CAQ, MRP
enterprise software reorganization USA, Europe
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）技术
几个相关的概念
自动化工厂:经自动化 “通信网络”连接工厂 的各个子系统，可构成一个有机联系的整体，即自 动化工厂。
CIM:计算机集成制造，它反映了制造系统新的 发展方向。
CIMS:计算机集成制造系统，则是CIM思想技 术上的具体实现.
计算机集成制造系统（CIMS）
年代初开始的世界性的石油危机中暴露无遗.
• ---美国才开始重视并决心用其信息技术的优势夺回制
造业的霸主地位。于是美国及其他各国纷纷制订并执 行发展计划。
• ---CIMS的理念、技术也随之有了很大的发展。
CIMS的发展轨迹
• 系统集成优化是CIMS技术与应用的核心技术，
因此我们认为，可将CIMS技术的发展从系统集 成优化发展的角度来划分为三个阶段：
的新哲理
CIM的概念
• 手段：它借助计算机软硬件，综合应用
• (1)现代管理技术; • (2)制造技术; • (3)信息技术; • (4)自动化技术; • (5)系统技术，
• 将企业生产全部过程 中有关
• ----人 • ----技术 • ----经营管理
• 三要素及其信息流与物质流有机地集成并
优化运行，
CIM的概念
• CIM目标：实现产品
的
• --高质量 • ---低成本 • ---交货期短， • 提高企业对市场变化
的应变能力和综合竞 争能力。
I know the goal.
CIMS的概念
• CIMS是在CIM哲理指导下建立的人机系统 • 以达到降低成本C（Cost）、提高质量
Q(Quality)、缩短交货周期T（Time）等目 的，从而提高企 业的创新设计能力和市场竞 争力。
信息集成其主要内容有
• 早期信息集成的实现方法主要通过局域网和数据 库来实现。
• 近期采用企业网、外联网、产品数据管理（PDM）、
集成平台和框架技术来实施。
• 值得指出，基于面向对象技术、软构件技术 和WEB技术的集成框架已成为系统信息集成的
重要支撑工具。
第二阶段：过程集成
• 就是对过程进行重构。 • 目标是尽量实现并行工程.
• 信息集成 • 过程集成 • 企业集成
集
成
企业集成:VM
化
过程集成:CE
程Fra Baidu bibliotek
度
信息基础:CIMS
组织与人员集成
过去
现在
未来
第一阶段：信息集成
• 解决的根本问题是:解决设计、管理和加工制造中大
量存在的自动化孤岛问题
• 使信息正确、高效的共享和交换。
• 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。
第一节 概述 一、CIM概念
• 约瑟夫·哈林顿基本观点为：
• 一是企业的各个生产环节是一个不可分隔的整体，需
要统一考虑；
• 二是整个生产制造过程实质上是 对信息的采集、传递
和加工处理的过程，最终形成的产品可看作是信息的
物质表现。
CIM的概念
• 定义：
• CIM是一种组织、管理、企业生产
立企业动态联盟（即所谓虚拟企业， Virtual Enterprise）。
第三阶段：企业集成
• 从组织层面上说，敏捷制造提倡“扁平式”企业，提
倡企业动态联盟。
第三阶段：企业集成
• 产品型企业应该是“两头大、中间小”，即强大的新
产品设计、开发能力和强大的市场开拓能 力。
CIMS为现代制造企业追求在激烈变化中、动 态市场条件下，具有快速灵活响应的竞争优 势提供所要求的战略性系统技术。
CIMS发展可以实现整个机械制造厂的全盘自 动化，是自动化制造技术的发展方向。
自动化工厂与CIMS比较
Factory automation CIM
philosophy target example
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
管理信息 模块
市场预测、物料需求计划、生产计算、成 本核算及销售等
存储运输 模块
存储运输模块的主要功能有仓库管理、自动搬 运等。
element
target focus human origin
automation unmanned factory FMC, FMS
processing, material flow, measurement, inspection, assembly,
factory hardware replacing human Japan
第三阶段：企业集成
• 企业集成的思路: • 企业提高自身的市场竞争力，不能走“小而全”、
“大而全”的封建庄园经济的道路，
• 而必须面对全球经济、全球制造的新形势，充分利
用全球的制造资源（包括智力资源），更快、更好、 更省地响应市场，
• 这也是敏捷制造的由来。
第三阶段：企业集成
• 敏捷制造的组织形式是企业针对某一特定产品，建
经营理念的发展与C、Q、T等
二、CIMS产生的背景
• CIMS：CIMS在20世纪80年代中期
才开始重视并大规模实施
二、CIMS产生的背景
• 产生的背景大背景: • 20世纪70年代的美国产业政策中过分夸大了第三产业
的作用，而将制造业，特别是传统产业，贬低为“夕 阳工业”.
• ---导致:美国制造业优势的急剧衰退，并在20世纪80
CIMS硬件结构示例
CIMS结构示例
CIMS局部：数控车间自动化集成管理系统
CIMS示例 CIMS局部：数控车间集成系统
CIMS示例 CIMS局部：国产数控机床车间示范工程
第一节 概述 一、CIM的概念
• 计算机集成制造（CIM）的概念是1974年首先由美国
约瑟夫·哈林顿（Joseph Harrington）博士在 《Computer Integrated Manufacturing》一书中 提出的
optimization rationalize Linking CAD, CAM, MRP
CAD, CAM, CAPP, CAQ, MRP
enterprise software reorganization USA, Europe
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）技术
几个相关的概念
自动化工厂:经自动化 “通信网络”连接工厂 的各个子系统，可构成一个有机联系的整体，即自 动化工厂。
CIM:计算机集成制造，它反映了制造系统新的 发展方向。
CIMS:计算机集成制造系统，则是CIM思想技 术上的具体实现.
计算机集成制造系统（CIMS）
年代初开始的世界性的石油危机中暴露无遗.
• ---美国才开始重视并决心用其信息技术的优势夺回制
造业的霸主地位。于是美国及其他各国纷纷制订并执 行发展计划。
• ---CIMS的理念、技术也随之有了很大的发展。
CIMS的发展轨迹
• 系统集成优化是CIMS技术与应用的核心技术，
因此我们认为，可将CIMS技术的发展从系统集 成优化发展的角度来划分为三个阶段：
的新哲理
CIM的概念
• 手段：它借助计算机软硬件，综合应用
• (1)现代管理技术; • (2)制造技术; • (3)信息技术; • (4)自动化技术; • (5)系统技术，
• 将企业生产全部过程 中有关
• ----人 • ----技术 • ----经营管理
• 三要素及其信息流与物质流有机地集成并
优化运行，
CIM的概念
• CIM目标：实现产品
的
• --高质量 • ---低成本 • ---交货期短， • 提高企业对市场变化
的应变能力和综合竞 争能力。
I know the goal.
CIMS的概念
• CIMS是在CIM哲理指导下建立的人机系统 • 以达到降低成本C（Cost）、提高质量
Q(Quality)、缩短交货周期T（Time）等目 的，从而提高企 业的创新设计能力和市场竞 争力。
信息集成其主要内容有
• 早期信息集成的实现方法主要通过局域网和数据 库来实现。
• 近期采用企业网、外联网、产品数据管理（PDM）、
集成平台和框架技术来实施。
• 值得指出，基于面向对象技术、软构件技术 和WEB技术的集成框架已成为系统信息集成的
重要支撑工具。
第二阶段：过程集成
• 就是对过程进行重构。 • 目标是尽量实现并行工程.
• 信息集成 • 过程集成 • 企业集成
集
成
企业集成:VM
化
过程集成:CE
程Fra Baidu bibliotek
度
信息基础:CIMS
组织与人员集成
过去
现在
未来
第一阶段：信息集成
• 解决的根本问题是:解决设计、管理和加工制造中大
量存在的自动化孤岛问题
• 使信息正确、高效的共享和交换。
• 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。