制造信息化总体技术
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PΒιβλιοθήκη BaiduS
PDM ERP
质量控制
车间调度
资源需求、工艺设计
NC 指令 生成仿真
生产作业 计划
2 制造信息学
一、概念 制造信息： 制造确定性的表征，反映了制造系统
的有序化过程。 包括：实施制造过程中的经验法则
客观规律等技术措施 协调生产环节相互关系的逻辑决策知识 制造信息学： 研究与制造活动有关的信息的本质、 特征、计量、采集、传递、交换和储存的基本理论 和方法。
? 分布式制造信息系统。
制造信息学体系结构 制制制制制 造造造造造 信信信信信 息息息息息 的学表存共 分理示储享 类论与与与
基建管交 础模理换
2 制造信息学
二、体系结构
2 、制造信息的特点 ? 多态性
结构化信息（工艺文件、产品结构、产品零件表、生产计划） 非结构化信息（图形文件、实体模型、 NC 程序、文本文件、专家知识、 设计经验） ? 结构复杂性（难以用模型表示形式存储和处理） ? 分布性和异构性（分布在各分系统；时间、环境、应用目的的差异） ? 实时性（实时加工和监控） ? 集成性
2 制造信息学
二、体系结构
1 、研究内容：
? 制造过程的信息集成、流动和
利用；
? 制造活动中人的经验、技能、
诀窍和知识的表达、传递和变 换； ? 非符号信息表达；
制 造 信
? 海量制造信息的获取、分析、 息
规范、存储和保真机制；
学
? 非完整制造信息状态下的生产 决策；
定 义
? 数据仓库、知识库和知识发现；
88年-89年863/CIMS 专家组认为： “CIM 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 …）和人员（各部门、各级别），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，使企业经济效益取得持续稳步的发展”
知识
决策
利润
1 概述
? 信息化、知识化制造
能量
产品
物资
制造过程 信息
废品
硬件：物料/ 设备/ 工具/ 能源 软件：制造理论/ 加工工艺/ 管理理论/ 信息 人：技术人员、生产人员、管理人员
制造过程是将制造信息物化在原材料或毛坯上并使之转化为产 品信息的过程，采用不同的制造知识和工艺方法，将导致不同的材
1、企业的各个生产环节是不可分割的，需要统一考虑 2、整个生产过程实质上也是对信息的采集、传递和加工处理的过程，在
企业中主要存在信息流和物流这两种运动过程，而物流又是受信息流控 制的。
我们把此提升为：系统（整体）观点和信息观点
因此，通俗解释为：
用计算机通过信息集成实现现代化的生产制造，求得企业的总体效益
计 装性 划
技术信息系统
制造 自动化 系统
1 概述
? 信息流
产品开发 过程信息流
资源需求 与分析
工艺 设计
生产经 营决策
设计流管理 PDM ERP
市场客户需求信息
概念设计 方案决策
总体结 构决策
过程 仿真
结构设计 与分析
设计任务 规划
1 概述
? 信息流
产品制造 过程信息流
资源需求 与分析
工装规划 与设计
服务目的 决策信息 服务信息
4 、制造信息学的理论基础 制造科学、信息科学、系统科学、控制科学、管理科学、数学建模理论
3 现代集成制造的概念
一、CIM 的提出： 1973 年美国Dr. Joseph ?Harrington 提出CIM哲理（Computer Integrated Manufacturing) ，2个要点：
管理 信息 系统
质量信息 质量管理信息 生产、物料、维护计划 生产、物料、设备信息 库存、技术准备计划 设备变更信息 产品设计工艺信息
网络系统 数据库系统
零件、NC、工艺、工装 工艺/设备/可制造分析
产品质量要求 质量控制信息 生产、物料、维护计划 生产、物料、设备信息
供
订 单
求 信 息
质产库设零工 量品存计件艺 控 质 技 工 NC设 制量术艺工备 信要准信艺制 息求备息工造
3 计算机集成制造的概念
90年IBM ： “应用信息技术提高组织的生产率和响应能力” 91年日本能率协会提出： “为实现企业适应今后企业环境的经营战略，有必要从销售市场开始，对
开发、生产、物流、服务进行整体优化组合，CIMS 是以信息作为媒介， 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 ： “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、信息和组织管理方面都是集成起 来的整体的各个部分”。
3 现代集成制造的概念
85年德国经济生产委员会（AWF ）提出CIM的推荐定义： “CIM 是指在所有与生产有关的企业部门中集成地采用电子数据处理。CIM 包括了
在生产计划与控制（PPC ）、计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助工艺规划 （CAPP ）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助质量管理（CAQ）之间信 息技术上的协同工作，其中为生产产品所必需的各种技术功能和管理功能应实 现集成。”
2 制造信息学
二、体系结构
3 、制造信息分类
制造信息
表征对象 设计信息 加工信息 管理信息
表征形式 数字信息 文字信息 图形信息
时间特征 动态信息 静态信息 瞬态信息
空间特征 全局信息 局部信息 公有信息 专有信息
生成方式 手工输入 自动生成 半自动生成
结构特征 结构化信息 半结构化信息 非结构化信息
研究生课程：先进制造技术专题
制造信息化
总体技术
清华大学制造工程研究所 郁鼎文
制造信息化
总体技术
1 概述 2 制造信息学 3 现代集成制造的概念
4 现代集成制造的体系结构 5 现代集成制造的发展 6 信息系统建模工具
1 概述 蒸气机/电机 人的体力劳动
工业革命
信息技术 人的脑力劳动 制造信息化
信息
料和能量的转换方式和利用效益。
1 概述
? 制造业信息化
将信息技术、现代管理技术和制造技术结合，并应用 到企业产品生命周期全过程和企业运行管理的各个环节， 提高企业市场竞争能力的过程。 特征：
制造信息数字化 制造过程数控化
1 概述 质量信息管理系统
? 信息流
物
物
料
料
采
采
购
购
信
合
息
同
质产质产质质 量品量品量量 控质控质信管 制量制量息理 信要信要 信 息求息求 息
PDM ERP
质量控制
车间调度
资源需求、工艺设计
NC 指令 生成仿真
生产作业 计划
2 制造信息学
一、概念 制造信息： 制造确定性的表征，反映了制造系统
的有序化过程。 包括：实施制造过程中的经验法则
客观规律等技术措施 协调生产环节相互关系的逻辑决策知识 制造信息学： 研究与制造活动有关的信息的本质、 特征、计量、采集、传递、交换和储存的基本理论 和方法。
? 分布式制造信息系统。
制造信息学体系结构 制制制制制 造造造造造 信信信信信 息息息息息 的学表存共 分理示储享 类论与与与
基建管交 础模理换
2 制造信息学
二、体系结构
2 、制造信息的特点 ? 多态性
结构化信息（工艺文件、产品结构、产品零件表、生产计划） 非结构化信息（图形文件、实体模型、 NC 程序、文本文件、专家知识、 设计经验） ? 结构复杂性（难以用模型表示形式存储和处理） ? 分布性和异构性（分布在各分系统；时间、环境、应用目的的差异） ? 实时性（实时加工和监控） ? 集成性
2 制造信息学
二、体系结构
1 、研究内容：
? 制造过程的信息集成、流动和
利用；
? 制造活动中人的经验、技能、
诀窍和知识的表达、传递和变 换； ? 非符号信息表达；
制 造 信
? 海量制造信息的获取、分析、 息
规范、存储和保真机制；
学
? 非完整制造信息状态下的生产 决策；
定 义
? 数据仓库、知识库和知识发现；
88年-89年863/CIMS 专家组认为： “CIM 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 …）和人员（各部门、各级别），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，使企业经济效益取得持续稳步的发展”
知识
决策
利润
1 概述
? 信息化、知识化制造
能量
产品
物资
制造过程 信息
废品
硬件：物料/ 设备/ 工具/ 能源 软件：制造理论/ 加工工艺/ 管理理论/ 信息 人：技术人员、生产人员、管理人员
制造过程是将制造信息物化在原材料或毛坯上并使之转化为产 品信息的过程，采用不同的制造知识和工艺方法，将导致不同的材
1、企业的各个生产环节是不可分割的，需要统一考虑 2、整个生产过程实质上也是对信息的采集、传递和加工处理的过程，在
企业中主要存在信息流和物流这两种运动过程，而物流又是受信息流控 制的。
我们把此提升为：系统（整体）观点和信息观点
因此，通俗解释为：
用计算机通过信息集成实现现代化的生产制造，求得企业的总体效益
计 装性 划
技术信息系统
制造 自动化 系统
1 概述
? 信息流
产品开发 过程信息流
资源需求 与分析
工艺 设计
生产经 营决策
设计流管理 PDM ERP
市场客户需求信息
概念设计 方案决策
总体结 构决策
过程 仿真
结构设计 与分析
设计任务 规划
1 概述
? 信息流
产品制造 过程信息流
资源需求 与分析
工装规划 与设计
服务目的 决策信息 服务信息
4 、制造信息学的理论基础 制造科学、信息科学、系统科学、控制科学、管理科学、数学建模理论
3 现代集成制造的概念
一、CIM 的提出： 1973 年美国Dr. Joseph ?Harrington 提出CIM哲理（Computer Integrated Manufacturing) ，2个要点：
管理 信息 系统
质量信息 质量管理信息 生产、物料、维护计划 生产、物料、设备信息 库存、技术准备计划 设备变更信息 产品设计工艺信息
网络系统 数据库系统
零件、NC、工艺、工装 工艺/设备/可制造分析
产品质量要求 质量控制信息 生产、物料、维护计划 生产、物料、设备信息
供
订 单
求 信 息
质产库设零工 量品存计件艺 控 质 技 工 NC设 制量术艺工备 信要准信艺制 息求备息工造
3 计算机集成制造的概念
90年IBM ： “应用信息技术提高组织的生产率和响应能力” 91年日本能率协会提出： “为实现企业适应今后企业环境的经营战略，有必要从销售市场开始，对
开发、生产、物流、服务进行整体优化组合，CIMS 是以信息作为媒介， 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 ： “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、信息和组织管理方面都是集成起 来的整体的各个部分”。
3 现代集成制造的概念
85年德国经济生产委员会（AWF ）提出CIM的推荐定义： “CIM 是指在所有与生产有关的企业部门中集成地采用电子数据处理。CIM 包括了
在生产计划与控制（PPC ）、计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助工艺规划 （CAPP ）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助质量管理（CAQ）之间信 息技术上的协同工作，其中为生产产品所必需的各种技术功能和管理功能应实 现集成。”
2 制造信息学
二、体系结构
3 、制造信息分类
制造信息
表征对象 设计信息 加工信息 管理信息
表征形式 数字信息 文字信息 图形信息
时间特征 动态信息 静态信息 瞬态信息
空间特征 全局信息 局部信息 公有信息 专有信息
生成方式 手工输入 自动生成 半自动生成
结构特征 结构化信息 半结构化信息 非结构化信息
研究生课程：先进制造技术专题
制造信息化
总体技术
清华大学制造工程研究所 郁鼎文
制造信息化
总体技术
1 概述 2 制造信息学 3 现代集成制造的概念
4 现代集成制造的体系结构 5 现代集成制造的发展 6 信息系统建模工具
1 概述 蒸气机/电机 人的体力劳动
工业革命
信息技术 人的脑力劳动 制造信息化
信息
料和能量的转换方式和利用效益。
1 概述
? 制造业信息化
将信息技术、现代管理技术和制造技术结合，并应用 到企业产品生命周期全过程和企业运行管理的各个环节， 提高企业市场竞争能力的过程。 特征：
制造信息数字化 制造过程数控化
1 概述 质量信息管理系统
? 信息流
物
物
料
料
采
采
购
购
信
合
息
同
质产质产质质 量品量品量量 控质控质信管 制量制量息理 信要信要 信 息求息求 息