计算机集成制造
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
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
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
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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
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(CIM)
目录
1.引言 2.CIM发展历史 3.CIM轮图 4.CIM的优势 5.CIM的相关标准 6.CIM和成组技术 7.计算机辅助工艺规划（CAPP） 8.CIM和制造资源规划（MRPⅡ） 9.总结
引言
CIM(Computer Integrated Manufacturing)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。
总结
借助于CIM技术使我们的机械设计制造过程更 加简单快速，实现对组织各种资源的最大限度地集 成，提高效率。
CIM发展历史
CIM最早由美国约瑟夫·哈林顿（Joseph Harrington）博士于1974年在其论文《 Computer Integrated Manufacturing》中提出。在CIM被认同时 ，制造业已经历了四个不同的阶段 ： 1.手工制造 2. 机械化/专业化 3. 自动化 4. 集成化
手工制造
使用简单手工工具。 也是集成制造。 提出质量控制。 优点：互换性、不同层次的精 度和均匀性。 缺点：缺乏集成，导致浪费。 提高产品性能和人的工作能力。
机械化/专业 化
自动化 （CAD/CNC）
集成化工程师学会计算机与自动化系统协会 （CASA/SME）提出了CIM轮图，包括7个内容。 制造管理/人力资源管理 市场 战略计划 资金 产品设计/工艺规划 制造计划与控制 工厂自动化
拥有相似设计的零件
6.2零件族 根据设计因素和加工工艺对零件分组——零件 族。同一零件族可以用相似的工艺过程来加工。通 常在柔性制造单元（FMC）上加工制造。设计或制 造工艺相似的一组零件，设计可能相似，但需求领 域可能截然不同，反之亦然。
计算机集成制造技术(CIMS)
计算机集成制造技术——机械CAD技术专业：班级：学号：姓名：计算机集成制造技术（CIMS）摘要：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。
其内容包括管理信息系统、工程设计集成系统、制造自动化系统和质量管理系统四个应用分系统及数据库和网络两个技术支持系统。
CIMS的关键技术及核心是集成。
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。
这里将重点介绍CIMS定义、内涵，技术构成及各分系统作用。
并利用具体的实例来说明CIMS在生产制造中的重要性，探讨一下CIMS在国内外的发展现状和趋势。
关键字：CIMS CAD/CAPP/CAM系统集成Abstract: CIMS is through the computer hardware, software and the integrated use of modern management technology, manufacturing technology, information technology, automation technology and system engineering. Its content includes the management information system, engineering design, manufacturing automation system integration system and quality management system four subsystem and database and web application two technical support system. The key technology of CIMS and the core is integrated. And the integrated use of modern management technology, manufacturing technology, information technology, automation technology and system engineering. Will in the process of enterprise production all related people, technology, management three elements, information and logistics organic integration and optimization operation of complex large system.Here focuses on CIMS definition, connotation, constitute and function of each subsystem. And using concrete examples to illustrate the importance of the CIMSapplication in manufacturing, to explore the development status and trend of CIMS application at home and abroad.Keywords: CIMS Integrated CAD/CAPP/CAM system正文：CIMS定义、内涵CIMS是英文Computer Integrated Manufacturing Systems的缩写，直译就是计算机/现代集成制造系统。
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。
先进制造技术计算机集成制造
7计算机集成制造计算机集成制造（CIM）是用来描述术语现代的方法来制造。
虽然C1M包括许多的等先进制造技术，如计算机数值控制（CNC），计算机辅助设计/计算机辅助制造（CAD/ CAM），机器人和刚刚在准时交货（JIT），它比新技术或一个新的概念。
计算机集成制造是完全新的方法来制造，做生意的新方式。
理解的CIM，就要开始与调制解调器的比较和传统制造业。
现代制造业包含了所有的活动和必要的原材料转化为成品的过程产品，提供他们的市场，并支持他们在现场。
这些活动包括以下内容：（Ⅰ）确定一个需要的产物。
（2）设计一个产品，以满足需求。
（3）获得需要生产的产品的原料。
（4）运用恰当的工艺改造原料进成品。
（5）输送的产品推向市场。
（6）产品维护，以确保在现场正确的性能。
制造这一广泛，调制解调器视图可以与更进行比较有限的传统观点，即几乎完全集中在转换过程。
旧的方法排除了这些关键的预转换元件作为市场分析研究，开发，设计，以及这样转换后的元素作为产品递送和产物maintenance.i1“。
换句话说，在旧的方法来制造，只有那些发生在流程车间被认为是制造业。
这种传统的方法分离的整体概念成无数独立的专门化元素不从根本上改变自动化的来临。
配合CIM，不仅是自动化的各种元件，但岛自动化都连接在一起，或集成。
整合意味着系统可以提供完整，即时的信息共享。
在现代制造，集成是通过电脑来完成。
CIM，然后，是涉及将原料全部组分的总积分成成品和得到的产品至市场，如图图7.1。
CIM7.1历史发展术语计算机集成制造是由1974年开发约瑟夫·哈林顿作为一本书的标题，他写了一篇关于搭售的岛屿自动化一起通过计算机的使用。
它已经采取了许多年CIM发展成为一个概念，而是集成制造是不是真正的新。
在事实上，整合就是制造真正开始。
制造具有通过四个不同的阶段发展：（1）手动的制造。
（2）机械化/专业化。
（3）自动化。
（4）集成。
使用简单的手工工具手工制造实际上是整合制造。
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。
THANKS
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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。
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。
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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
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
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
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
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)
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
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。
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。
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
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
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。
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
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
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。
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
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。
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。
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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
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)。
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）