1、補充：現代制造系統技術發展趨勢Advanced Manufacturing System1基本要求與知識點：基本概念：CIM;CIMS31 CIMS的基本概念 32 CIMS的體系結構12345內容提要：31 CIMS的基本概念 北京科技大學物流工程311 CIMS的產生背景及意義關鍵機構:美國里海大學關鍵人物:約瑟夫哈林頓(Joseph Harrington)博士 關鍵概念:CIM企業生產的各個環節是一個不可分割的整體，從市場分析、產品設計、加工制造、經營管理到售后服務的全部生產過程要統一考慮?！薄罢麄€制造過程實質上是一個數據采集、傳遞和加工處理的過程，最終形成的產品可看作是數據的物質表現。

2、 計算機集成制造CIM概念北京科技大學物流工程Computer Integrated Manufacture提出：1974年約瑟夫哈林頓博士提出的CIM(計算機集成制造)是企業組織生產的先進哲理(phil osophy)。他的基本觀點是: (1) 企業的多個生產環節是不可分割的,需要統一考慮。 (2) 整個制造過程實質上是信息采集、傳遞和加工處理的過程。 計算機集成制造CIM概念北京科技大學物流工程Computer Integrated ManufactureCIM是一種組織、管理和運行企業的理念將傳統的制造技術與現代信息技術、管理技術、自動化技術、系統工程技術等有機地結合，借助計算機，使企業

3、產品全生命周期，即市場需求分析、產品定義、研究開發、設計、生產、支持（包括質量、銷售、采購、發送、服務）及產品最后報廢、環境處理等各階段活動中有關的人/組織、經營管理和技術三要素及其信息流、物流和價值流（以產品T(Time)、Q(Quality)、C(Cost)、S(Serve)、E(Environment)等價值指標所體現的企業業務過程流，如成本流等）有機集成，并優化運行，以達到產品上市快、高質、低耗、服務好、環境清潔，進而提高企業的柔性、健壯性、敏捷性，使企業贏得市場競爭。 31 CIMS的基本概念北京科技大學物流工程CIMS基本概念組織概念:CIMS是一種組織、管理與運行企業生產的現代制

4、造系統，其宗旨是使企業的產品質量好、成本低、上市快和服務好，從而提高企業的市場競爭力；全局概念:CIMS強調企業生產的各個環節，即市場分析、經營決策、管理、產品設計、工藝規劃、加工制造、銷售、售后服務等全部活動過程，是一個不可分割的有機整體，要從系統的觀點進行協調，進而實現全局優化；人的作用:企業生產的要素包括人、技術及經營管理。實施CIMS更應重視發揮人在現代化企業生產中的主導作用；信息集成:企業生產活動中包括信息流(采集、傳遞和加工處理)、物料流、能量流三大部分?，F代企業中尤其應重視信息的管理運行及信息流與物料流間的集成；現代技術:CIM是基于現代管理技術、制造技術、信息技術、自動化技術、

5、系統工程技術的一門綜合性技術，它綜合并發展了企業生產各環節有關的計算機應用技術，即計算機輔助經營管理與決策技術(MRPII、ERP等)、計算機輔助設計與制造技術 (CADCAPPCAM)、計算機輔助制造過程與控制技術(CNC、DNC、FMC、FMS等)、自動化物流儲運技術(工業機器人、自動導向小車、立體倉庫等)、信息集成技術(網絡、數據庫、標準化等)、計算機仿真和實驗技術、計算機輔助質量管理與控制技術等。 CIMS的產生與發展北京科技大學物流工程產生：電子計算機技術的產生、發展以及計算機在生產和管理領域越來越廣泛的應用孕育著一個新的高技術的產生，從局部自動化走向全面自動化；即由原來局限于產品制

6、造過程的自動化擴展到腦力勞動領域的產品設計和經營管理自動化。產生的技術基礎及關鍵技術先進的管理科學和方法MRP、MRP、LP、OPT、 TQC生產過程的自動化NC、FMS、CAD、CAPP、傳感 技術、自動化倉庫、自動化物料傳輸信息技術計算機工程、信息處理技術、通信技術、計 算機數據庫技術、網絡系統發展: 將整個生產過程的有關單元技術、自動化孤島有機的集成起來，有效地利用信息資源，實現系統的優化，即將CIM的各項技術綜合應用所形成的一個實現具體目標的生產系統。31 CIMS的基本概念312 CIMS技術內涵的發展1信息集成(1)企業建模、系統設計方法、軟件工具和規范 (2)異構環境下的信息集成

7、 2過程集成:并行工程 的應用 3企業集成北京科技大學物流工程32 CIMS的體系結構北京科技大學物流工程CIMS：復雜系統！如何認識？任何規劃？如何設計？如何建設？整個CIMS各個方面的多視圖多層次的模型的集合逐步推導、逐步具體化和逐步生成 圖4.3 ICM-OSA建模層次和過程計算機集成制造技術體系框架北京科技大學物流工程CIM產品設計制造工藝計劃系統管理機器人FMSNC/CNC/DNC自動檢測AGV,ASRSJIT/看板DSS/ES/AITQM條碼,EDIMRPII/ERPGTCAECAD產品數據管理DFM單元制造CAD/CAMCAPP計算機集成制造系統概念北京科技大學物流工程CIMS是

8、一種基于CIM理念構成的計算機化、信息化、智能化、綠色化、集成優化的制造系統。 計算機集成制造系統(CIMS)網絡由各個方面的子網絡組成，每一子網絡都有一整套保證制造過程實現的設備儀器和與之相應的服務系統，此外，還包括操作系統、數據庫、通信、用戶界面服務、采集和報告系統等輔助子系統。CIMS提供的服務包括工廠管理、工廠計劃、工廠調度、規范管理、模型試驗和工廠模擬、機器和加工過程的控制等方面，從而形成了具有對生產變化或新環境作出快速響應能力的網絡，適應當代市場競爭的需要。 CIMS系統構成北京科技大學物流工程制造自動化系統知識創新自動化系統管理自動化系統質量監控自動化系統管理自動化系統（MIS）

9、北京科技大學物流工程（1）生產計劃與控制子系統（PPC）生產計劃功能主生產進度計劃與MRP生產活動控制（PAC）（2）其他有關的企業管理子系統經營決策子系統銷售管理子系統財務管理子系統采購管理子系統企業現代管理ERP北京科技大學物流工程通過企業內外部管理的數字化，實現制造資源的最優化配置制造ERPPDMCRMERPPDMSCMERPSCMWCSERPWCSCRM工程供應商用戶知識創新自動化系統北京科技大學物流工程（1）計算機輔助設計（CAD)（2）計算機輔助工藝規程編制（CAPP）（3）數控程序編制（NCP）產品創新設計北京科技大學物流工程知識創新體系數字化：縮短新產品開發周期，提高企業的產品

10、創新能力 。管路設計強度分析結構分析數字預裝配CAM裝配過程仿真裝配過程仿真制造自動化系統北京科技大學物流工程（1）數控加工（NC）（2）計算機數控系統（CNC）（3）計算機群控系統（DNC）（4）柔性制造系統（FMS）4 計算機輔助質量管理自動化系統北京科技大學物流工程（1）制定質量規劃質量目標質量指標計劃檢測規程和計劃（2）質量監控和檢測利用計算機自動控制設備，進行實時、動態的質量監控選擇恰當抽樣檢查方法（3）質量分析與評價產品質量分析工序能力分析質量成本分析（4）質量信息管理: 質量信息包括：質量法規信息；從產品實際使用過程、制造過程和輔助過程收集的有關工作質量和產品質量方面的信息；國內

11、外同行業的產品質量信息以及質量發展的新技術、新水平和新動向。北京科技大學物流工程CIMS的相關的技術 北京科技大學物流工程 (1)總體技術系統總體模式包括柔性制造、集成制造、敏捷制造、智能制造及綠色制造等模式；系統集成方法論包括信息集成、過程集成、企業間集成及知識集成等方法論；系統集成技術包括設計、生產、管理及后勤等子系統間的集成技術，企業三要素及三流的集成技術等；標準化技術包括產品信息標準、過程信息標準、數據交換與格式標準、圖形標準及零件庫標準等技術；企業建模和仿真技術包括企業功能、信息、工作流、資源及組織模型等的建立、確認及其仿真技術；CIMS系統開發與實施技術。 CIMS的相關的技術 北

12、京科技大學物流工程 (2)支撐技術包括網絡、數據庫、集成平臺/框架、計算機輔助軟件工程、產品數據管理（PDM）、計算機支持協同工作及人/機接口等技術。 (3)設計自動化技術包括CAD、CAPP、CAM、CAE、DFX（面向下游工作的設計）及虛擬樣機（VP）等。 (4)加工生產自動化技術包括DNC、CNC、FMC、FMS、虛擬制造（VM）及快速成形制造（RPM）技術等。 CIMS的相關的技術北京科技大學物流工程(5)經營管理與決策系統技術包括MIS、OA、MRP、CAQ、供應鏈、BPR及ERP等技術。(6)生產過程控制技術過程檢測、先進控制、故障診斷和面向生產目標的建模、優化集成控制技術等。 C

13、IMS關鍵技術北京科技大學物流工程產品數據管理PDM數控技術機器人技術自動化物流系統AS/RSAGV產品數據管理北京科技大學物流工程產品數據、PDM概念產品數據交換標準STEPIGESDWGSTLPDM關鍵技術數據倉庫、數據挖掘EDIPDM系統結構CIMS總體規劃北京科技大學物流工程圖2-1 CIMS工程開發過程可行性論證 北京科技大學物流工程任務 了解企業的戰略目標及內外現實環境，確定CIMS的總體目標和主要功能，擬定初步的總體方案和實施的技術路線，從技術，經濟和社會條件等方面論證總體方案的可行性，制定投資規劃和初步開發計劃，編寫可行性論證報告。 圖2-2 可行性論證的工作步驟可行性論證北京

14、科技大學物流工程了解企業的市場環境，生產經營特點，經營目標及采取的策略；調查和分析企業當前的生產經營活動流程，物流、信息流、資金流、生產設備及計算機資源情況，計算機應用情況，組織機構及人員情況；明確企業的需求，確定CIMS的目標及主要功能；提出CIMS的初步總體方案和采取的技術路線；指出CIMS的關鍵技術，提出可行的解決途徑；提出CIMS對組織機構變化的需求及其可能造成的影響；提出CIMS系統的初步開發計劃；圖2-2 可行性論證的工作步驟提出投資規劃并進行初步的成本效益分析；編寫可行性論證報告。 可行性論證 北京科技大學物流工程流程圖2-2 可行性論證的工作步驟初步設計階段 北京科技大學物流工

15、程任務確定CIMS的系統需求，建立目標系統的功能模型初步的信息模型，提出CIMS系統的總體方案，擬定實施計劃，提出投資預算，進行經濟效益分析，編寫初步設計報告等。 初步設計階段 北京科技大學物流工程任務初步設計的工作內容如下：系統需求分析；系統總體結構設計；系統的功能及技術性能設計；確定信息模型的實體和聯系；提出系統集成的內部和外部接口要求；找出關鍵技術，逐一提出每個關鍵技術的解決途徑；圖2-3 初步設計的工作步驟確定系統配置；確定實施進度計劃；規劃CIMS環境下的組織機構；提出經費預算；進行技術經濟效益分析；編寫初步設計報告；編輯功能模型和信息模型圖表。初步設計階段北京科技大學物流工程圖2-

16、3 初步設計的工作步驟詳細設計階段 北京科技大學物流工程任務:細化和完善初步設計得出的系統和分系統方案完善業務過程重組和工作流設計完成系統界面設計數據庫邏輯設計計算機網絡的邏輯與物理設計。詳細設計階段北京科技大學物流工程工作內容1）系統詳細需求分析；2）規定系統運行環境及限制條件；3）確定系統性能指標；4）確定各分/子系統的詳細功能界面、信息界面、資源界面和組織界面；5）定義實體的鍵和屬性，建立系統的總體信息模型；6）完成數據庫的邏輯設計，確定數據類型，共享方式，訪向頻度和流量，進行數據安全與保密設計，編寫全局信息數據字典；7)完成網絡的邏輯設計與物理設計，確定網絡協議及服務；8)擬定編碼方案，給出代碼表；9)確定軟硬件配置及采購開發工作需求；10）確定實施計劃和要求；11）制定系統測試計劃和質量保證措施；圖2-5 詳細設計的工作步驟12）編寫詳細設計報告；13）提出實施任務書。 詳細設計階段北京科技大學物流工程流程圖2-5 詳細設計的工作步驟系統實施和測試階段 北京科技大學物