计算机集成制造

国内CIM取得的主要成绩
4）高校、企业培养大批掌握CIM技术及相 关技术的人才 5）开发建立了若干具有自主版权、且已初 步形成商品的软件产品 6）建立了一批CIM工程技术研究中心、实 验网点和培训中心，为CIM技术的研究、 试验、人员培训打下基础
我国推行CIM技术的思考
（1）确定基础与提高 （2）做好CIMS的试点与推广 （3）处理好企业局部集成与整体集成关系 （4）CIM与CIMS 概念仍在发展
第三章
计算机集成制造的理论
第一部分 CIM系统的分类和组成
CIM体系结构类别
轮形体系结构 ESPRIT/CIM-OSA立方体结构 PERA体系结构 GERAM体系结构
ARIS体系结构
阶梯型体系结构（SLA）
CIM的系统构成
管理信息应用分系统（MIS）
技术信息应用分系统（CAD&CAPP） 制造自动化应用分系统（CAM） 计算机辅助质量管理分系统（CAQ） 数据管理支持分系统 网络支持分系统
（5）运行及维护 运行及维护阶段的主要任务就是对 系统进行改正性的、完善性的、适应性 的和发展性的维护与升级。需要强调的 是系统运行及维护工作是一个长期的过 程，不仅需要业务人员的参与，还需要 建立专门的机构，对于中小企业也可以 外包给专业公司。
开发CIM应注意的问题
开发CIM是一项长期而复杂的工作，
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。
实施CIM的生命周期
提高产品质量；
减少生产准备时间； 增加员工满足感；
增加用户满意度。
实施CIM的效益（定量）
缩短产品研制周期
30%--50% 提高产品质量 200%--500% 降低设计成本 15%--30% 提高工程分析能力 300%--3500% 提高生产设施产出输出 40%--70% 增加设备的可使用时间 200%--300% 降低工作人员的成本 5%--20%
第二章
CIM的国内外现状
1 、国外概况
世界上许多国家和企业都将CIM 纳入国家或企业的发展战略来考虑， 如美国的自动化制造研究实验基地 (AMRF)计划、集成计算机辅助制造 (ICAM)计划，日本的智能制造系统 (IMS)计划，欧共体的欧洲信息技术 研究发展战略(ESPRIT-CIM)计划等。
美国CIM发展现状
第二部分 CIM的技术构成
CIM发展过程中的新技术

精益生产 敏捷制造 虚拟制造 并行工程 智能制造 先进制造技术
精益生产(LP—Lean Production)
精益生产方式JIT源于丰田生产 方式，精，即少而精，不投入多余 的生产要素，只是在适当的时间生 产必要数量的市场急需产品(或下道 工序急需的产品)；益，即所有经营 活动都要有益有效，具有经济效益。
集成的范围
功能集成 组织集成
CIM控制结构
层次型的控制结构
特点：上层系统控制下层系统，易 于形成模块化结构，层次分明，易扩展 和维护 分布式的控制结构 特点：各层处于平等的地位，各系 统间互相协作，灵活，易于改变反应快
CIM在企业中的分类
从生产工艺方面分 ◊离散型制造业 ◊连续性制造业 ◊混合型制造业
（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。
精益生产的目标
追求完美
追求卓越
精益求精
尽善尽美
敏捷制造（AM－Agile Manufacturing） 敏捷制造是以竞争力和信誉度 为基础，选择合作者组成虚拟公司， 分工合作，为同一目标共同努力来 增强整体竞争能力，对用户需求作 出快速反应，以满足用户的需要。
精益生产的内涵
精益制造包含了及时响应 (Just-inTime, JIT)、约束理论 (Theory of Constraints, TOC)、精益生产及敏捷制 造的概念，同时也与以减少错误为目的 的六标准差 (Six Sigma) 互相补足。精益 制造主要专注在客户的增值项目上、减 少生产的废弃物以及提倡不断改进生产 过程的方法。
美国通用汽车公司、IBM公司等
已实施了信息集成和过程集成， 但小型企业多数还未实现整个企 业范围的集成，CIM应用进展比 较缓慢；DEC和IBM公司推出了 各种框架集成产品。
美国制造企业应用CIM单项技术的分布情况
德国的CIM发展现状
德国的CIM研究与推广应用侧重
于底层技术，包括制造技术、车 间层的管理与控制技术、物流管 理与控制技术、数控技术及机器 人技术等，共建立了16个CIM技 术研究与开发中心(CIM－TT)。
实施CIM的生命周期
CIM的生命周期可分为五个阶段 （1）项目准备 这个阶段要对是否要投资开发CIM 进行决策。其主要任务是要在理解企业 战略目标和了解内部外部现实环境的基 础上，确定本企业实施CIM的总体目标 和主要功能，拟定集成的方案，比较选 定实施的技术路线，并从技术、经济和 社会条件等方面论证集成方案的可行性， 制定投资规划和开发计划，编写可行性 论证报告
CIM的主要技术特征
集成化 信息集成--过程集成--企业集成 网络化 局域网--广域网-internet/intranet 数字化 零件的数字化模型--部件
--产品的全数字化的模型 虚拟化 2D，3D仿真--基于仿真的VM --基于VR的VM 智能化 专家系统等分布式人工智能DAI
国外CIM发展的侧重点
* 侧重于CIM体系结构的开发和设计 * 侧重于数家标准化、连接性和联网 工作 * 侧重于各项“自动化孤岛” 集成， 形成各种不同规模的集成化单元。
国外CIM的发展趋势
１、进一步开发和扩展现有体系结构及模型； ２、在CIM环境下，更加强调人的作用； ３、市场信息、产品设计及工业设计活动进一 步集成； ４、继续改进和发展用于CIM开发的方法和工 具，并趋于集成化的开发平台； ５、广泛用于CIM及其单元设计； ６、积极发展特征造型技术，建立统一的产 品 数据模型； ７、更加注重市场信息(MKT)的集成。
2、国内CIM发展现状
我国在1987年开始实施“863高 技术计划”的CIM主题，这一时期 国外正强调CIM的核心是“集成系 统体系结构”，我国在实施中不可 避免受其影响，经过10年多的努力 实施，有成绩、有教训。
国内CIM取得的主要成绩
1）企业具有了应用高技术、提高综合竞争 能力的意识,取得了明显的经济效益 2）推动了企业应用信息技术，提高了生产 率和经营管理水平 3）为探索在我国条件下发展高技术及其产 业化的道路，提供了可借鉴的经验和教 训
计算机集成制造
郭顺生 武汉理工大学机电学院
计算机集成制造的内涵 计算机集成制造的国内外现状 计算机集成制造的理论 计算机集成制造的经典案例
第一章 计算机集成制造的内涵
1、计算机集成制造的概念
计算机集成制造(CIM)是一种运用系统 工程的整体化观点,在以人为核心的作用下 将现代信息技术与生产技术结合起来,从信 息技术和组织上将全部生产过程的各项工 作系统和信息系统联接起来,以便有效地提 高企业对市场需求的响应能力和生产率,从 而保持企业生存和发展的生产策略; 它包括 各项单元技术 (如CAD、CAM、CAQ、 FMS等)和集成技术(如网络等)。 CIM---Computer Integrated
精益生产的实践

汽车行业内，几乎所有的大型 汽车制造厂商都开始吸收精益生产 的思想，推行“准时化（JIT）”生 产
精益生产管理方法上的特点
（1）拉动式准时化生产 （2）全面质量管理 （3）团队工作法（Teamwork）
精益生产的主要特征
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) 品质--寻找和解决问题； 柔性--小批量； 投放市场时间--开发时间减至最小； 产品多元化--减小规模效益影响； 效率--提高生产率、减少浪费； 适应性--标准尺寸总成、协调合作； 学习--不断改善。
CIM的技术体系
总体技术
设计自动化技术
加工生产自动化技术
经营管理与决策技术
支撑平台技术和流程企业生产过程
控制技术ຫໍສະໝຸດ Baidu
CIM功能层分类
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
CIM的集成
集成的内容
组织集成 信息集成 功能集成 过程集成
从体系结构来分 ◊集中性 ◊分散性 ◊混合型
支持企业集成的CIM平台
微软的Biztalk平台
BEA的WEBLogic平台 IBM的WEBSphere平台 Tibco公司的ActiveEnterprise 3.0 Vitria 公司的Businessware3.1 WebMethods公司的Enterprise4.1
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 (Computer Integrated Manufacturing Systems，CIMS)。
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。
实施CIM的生命周期
（4）系统开发与实施 根据总体设计对分系统的划分，对 分系统进行详细设计，并将详细设计的 内容进行物理实现，产生一个可运行的 系统。该阶段各项工作最终都要达到可 运行的程度，在实施过程中可能会发现 很多设计中的错误与漏洞，必须及时修 正，其最后衡量标准就是用户接受。
实施CIM的生命周期
CIM哲理
1973年，J.Harrinton博士提出CIM概 念
人/组织
经营管理
技术
CIM的思想基础
企业中各个部门，包括市场分析、经营
管理、工程设计、加工制造、装配、仓 库管理、质量管理、服务等，是不可分 割的整体，需要统一考虑。

整个生产过程实质上是一个数据的采集、 传递、加工处理和利用的过程。
CIM的发展
企业间集成
过程集成
信息集成
现代制造企业环境的变化
大市场和大竞争；
产品生命周期缩短；
交货期成为主要竞争因素；
用户需求个性化, 多品种小批量
生产 比例增大。
现代的制造企业须解决的难题
最快的上市速度(T--Time to Market)
最好的质量(Q--Quality)
最低的成本(C--Cost) 最优的服务(S--Service)

一 般要4—10年的周期 做好开放式CIM总体规划 简化贯穿在生产全过程中的信息流 标准化的通信网络和接口 做好计算机选型 数据库建设和局域网选型的问题等
实施CIM的效益（非定量）
降低成本；
提高生产力； 提高柔性（灵捷性）；
提高产品可制造性；
实施CIM的效益（非定量）
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将“自动化孤岛”集成在一起
将“自动化孤岛”集成在一起
CIM的意义与作用
1. 提高企业的管理效益 新产品开发周期缩短1/2-1/3；
管理工作效率提高1倍； 库存压缩20%； 生产周期缩短20%-50%
2. 改善企业的竞争地位,是进入WTO的需要 3. 促进生产方式的转变:市场经济和集约化生产
现代制造系统的模式和哲理
成组技术 (相似性)
CIM (集成) 并行工程 (同步)
JIT (准确)
智能制造系统 (智能) 敏捷制造 (灵活)
精益生产 (简化)
合理化工程 (重组、标准化) 业务过程重组BPR(重组)
T Q C S F E
“自动化孤岛”
1+1=2