第四章計算機集成制造系統（CIMS）4.1CIMS產生原因計算機集成制造系統CIMS--ComputerIntegratedManufacturingSystemCIPS--ComputerIntegratedProcessSystem是計算機應用技術在工業生產領域的主要分支技術之一，是當代生產自動化領域的前沿學科，是集多種高技術為一體的現代化制造技術。CIMS產生的背景主要基于以下幾點：現狀：市場競爭，生產經營難度大原因：不適應市場經濟的要求經營機制不活債務和社會負擔過重技術創新能力不強生產粗放，非集約、精細管理落后，傳統管理（報表、電話、經驗）問題：如何提高企業競爭能力，使企業獲得最大經濟效益出路：戰略性改造建立現代化企業制度技術進步科學管理（充分利用信息，科學決策，網絡）解決：方法之一——CIMS，流程工業發展的必由之路4.2CIMS的基本概念1974年，美國JosephHarrington博士首次提出CIMS。80年代中期以來，以CIMS為標志的綜合生產自動化日漸成為制造工業的熱點。美國制造工程師學會的計算機和自動化系統首先使用了計算機集成制造系統（CIMS）這個術語。目標：整體最大效益（出發點）特性：全局性、集成性、復雜性特點：信息化、網絡化、集成化、智能化CIMS的兩個基本觀念

（1）整體觀念

企業生產經營的各個環節，包括市場分析、產品設計、加工、經營管理及售后服務等全部生產經營活動，是不可分的整體，要緊密連接，統一考慮（2）信息觀念企業整個經營生產過程實質上是一個數據（信息）的加工處理和傳遞的過程。企業形成的最終產品可以看作是信息的物質的表現。物質流：原料——產品信息流：物性、數量——不同產品、數量、質量

資金流：價值——增值（過程）CIMS的特征1.在功能上，CIMS包含了一個工廠的全部生產經營活動，即從市場預測、產品設計、加工制造、質量管理到售后服務的全部活動。2.CIMS涉及的自動化不是工廠各個環節的自動化或計算機及其網絡（即“自動比孤島”）的簡單相加，而是有機的集成。3.CIM是企業進行組織、管理生產過程的一種哲理、思想和方法，而CIMS則是這種思想的具體體現，理解CIM的關鍵是基于信息的集成。CIMS的構成

從功能角度看，CIMS包含了一個制造工廠的設計、制造及經營管理三方面的功能。要使這三者集成起來，還需要有一個支撐環境，即分布式數據庫和計算機網絡，以及指導集成運行的系統技術。CIMS一般可以劃分為如下四個功能子系統和兩個支撐子系統：工程設計自動化子系統、管理信息子系統、制造自動化子系統、質量保證子系統以及計算機網絡子系統和數據庫子系統。CIMS的組組成框圖（1）四個功能子系系統管理信息子系系統，以MRPII為核核心，包括預預測、經營決決策、各級生生產計劃、生生產技術準備備、銷售、供供應、財務、、成本、設備備、人力資源源的管理信息息功能。產品設計與制制造工程自動動化子系統，，通過計算機機來輔助產品品設計、制造造準備以及產產品測試，即即CAD/CAPP/CAM階段。。制造造自自動動化化或或柔柔性性制制造造子子系系統統，，是是CIMS信信息息流流和和物物料料流流的的結結合合點點，，是是CIMS最最終終產產生生經經濟濟效效益益的的聚聚集集地地，，由由數數控控機機床床、、加加工工中中心心、、清清洗洗機機、、測測量量機機、、運運輸輸小小車車、、立立體體倉倉庫庫、、多多級級分分布布式式控控制制計計算算機機等等設設備備及及相相應應的的支支持持軟軟件件組組成成。。根根據據產產品品工工程程技技術術信信息息、、車車間間層層加加工工指指令令，，完完成成對對零零件件毛毛坯坯的的作作業業調調度度及及制制造造。。質量量保保證證子子系系統統，，包包括括質質量量決決策策、、質質量量檢檢測測、、產產品品數數據據的的采采集集、、質質量量評評價價、、生生產產加加工工過過程程中中的的質質量量控控制制與與跟跟蹤蹤功功能能。。系系統統保保證證從從產產品品設設計計、、產產品品制制造造、、產產品品檢檢測測到到售售后后服服務務全全過過程程的的質質量量。。（2））兩個個輔輔助助子子系系統統計算算機機網網絡絡子子系系統統，，即即企企業業內內部部的的局局域域網網，，支支持持CIMS各各子子系系統統的的開開放放型型網網絡絡通通信信系系統統。。采采用用標標準準協協議議可可以以實實現現異異機機互互聯聯、、異異構構局局域域網網和和多多種種網網絡絡的的互互聯聯。。系系統統滿滿足足不不同同子子系系統統對對網網絡絡服服務務提提出出的的不不同同需需求求，，支支持持資資源源共共享享、、分分布布處處理理、、分分布布數數據據庫庫和和適適時時控控制制。。數據據庫庫子子系系統統，，支支持持CIMS各各子子系系統統的的數數據據共共享享和和信信息息集集成成，，覆覆蓋蓋了了企企業業全全部部數數據據信信息息，，在在邏邏輯輯上上是是統統一一的的，，在在物物理理上上是是分分布布式式的的數數據據管管理理系系統統。。4.3CIMS的的功功能能模模塊塊CIMS的的功功能能模模塊塊圖圖CAD在CIMS中中，，進進行行工工程程設設計計時時需需要要調調用用各各種種不不同同的的數數據據庫庫中中的的數數據據，，譬譬知知工工廠廠管管理理中中的的某某些些數數據據；；加加工工后后，，坐坐標標測測量量機機對對零零件件檢檢測測的的數數據據。。而而且且各各種種CADI作作變變中中圖圖形形或或數數據據應應該該構構成成一一個個聯聯合合設設計計環環境境。。CAD進進一一步步發發展展還還可可能能包包括括產產品品設設計計的的專專家家系系統統及及仿仿真真技技術術。。CAE包括對對零件件的機機械應應力、、熱應應力進進行有有限元元分析析以及及考慮慮到產產品本本身成成本因因素的的優化化設計計等功功能。。CAPP對機械械產品品及加加工零零件需需要合合理地地選擇擇工藝藝參數數，將將產品品設計計信息息轉換換成加加工指指令，，以便便制造造零件件或產產品。。這意意味著著工藝藝過程程設計計直接接與工工件圖圖紙和和材料料清單單相聯聯系。。利用用集成成制造造系統統中的的計算算機和和公用用數據據庫，，這種種聯系系是可可能的的。CAM按照零零件的的形狀狀及CAPP生生成的的NC代碼碼，并并考慮慮刀具具補償償等因因素進進行后后處理理。控控制器器任務務是利利用幾幾何圖圖形和和制造造工藝藝數據據，產產生并并運行行有效效的控控制程程序。。FMS柔性制制造系系統（（FlexibleManufacturingSystem））是CIMS的的加工工制造造子系系統。。CAPM計算機機輔助助生產產管理理，管管理方方面的的年、、月或或周生生產計計劃制制定，，物料料需求求計劃劃（MRP）制制定、、生產產能力力（資資源））的平平衡以以及財財務、、倉庫庫等各各種管管理功功能相相結合合。此此外，，還包包括經經營方方面的的市場場預測測，制制定長長期發發展戰戰略計計劃等等功能能。4.4國國內外外CIMS的發發展現現狀國外1984年年，歐歐共體體提出出“信信息息技術術研究究發展展戰略略計劃劃(ESPRIT））”，，對CIM提出出形成成一種種環境境，采采用開開放式式系統統互聯聯標準準，實實現系系統集集成；；1986年年，提提出把把CIMS觀念念拓寬寬到CIPS，，倡導導在石石化、、能源源等連連續生生產過過程實實施CIPS計計劃；；1993年年，初初具規規模，，實驗驗室走走向工工廠，，在中中小型型企業業實施施成功功。國內“863計計劃””把CIMS列列為自自動化化領域域的主主題之之一；；90年年代初初，建建成研研究環環境，，包括括CIMS實實驗過過程中中心，，七個個開放放實驗驗室；；“七五五”、、“八八五””計劃劃先后后安排排了近近200個個研究究課題題；1993年年，建建成第第一套套CIMS實實驗工工程（（CIMS-ERC）；；目前，，投資資很大大，是是發展展趨勢勢。4.5CIMS的的實施施CIMS系系統是是企業業經營營過程程、人人的作作用發發揮和和新技技術的的應用用三方方面集集成的的產物物。因因此，，CIMS的實實施要要點也也要從從這幾幾方面面來考考慮：：首先要要改造造原有有的經經營模模式、、體制制和組組織，，以適適應市市場競競爭的的需要要。因因為CIMS是是多技技術支支持條條件下下的一一種新新的經經營模模式。。其次，，在企企業經經營模模式、、體制制和組組織的的改造造過程程中，，對于于人的的因素素要給給予充充分的的重視視，并并妥善善處理理，因因為其其中涉涉及到到了人人的知知識水水平、、技能能和觀觀念。。最后，，CIMS的實實施是是一個個復雜雜的系系統工工程，，整個個的實實施過過程必必須有有正確確的方方法論論指導導和規規范化化的實實施步步驟，，以減減少盲