计算机集成制造(CIMS)-MRP资料
4第四章 计算机集成制造系统(CIMS)
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安全象只弓，不拉它就松，要想保安 全，常 把弓弦 绷。20.10.1604:17:5404:17O ct-2016-Oct-20
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加强交通建设管理，确保工程建设质 量。04: 17:5404:17:5404:17F riday, October 16, 2020
1986年，提出把CIMS观念拓宽到CIPS， 倡导在石化、能源等连续生产过程实施 CIPS计划；
1993年，初具规模，实验室走向工厂， 在中小型企业实施成功。
• 国内
“863计划”把CIMS列为自动化领域的 主题之一；
90年代初，建成研究环境，包括CIMS 实验过程中心，七个开放实验室；
“七五”、“八五”计划先后安排了近 200个研究课题；
谢谢大家！
• CAE 包括对零件的机械应力、热应力进
行有限元分析以及考虑到产品本身成本因 素的优化设计等功能。
• CAPP 对机械产品及加工零件需要合理地
选择工艺参数，将产品设计信息转换成加 工指令，以便制造零件或产品。这意味着 工艺过程设计直接与工件图纸和材料清单 相联系。利用集成制造系统中的计算机和 公用数据库，这种联系是可能的。
• CAM 按照零件的形状及CAPP生成的NC
代码，并考虑刀具补偿等因素进行后处理。 控制器任务是利用几何图形和制造工艺数 据，产生并运行有效的控制程序。
• FMS 柔性制造系统（Flexible
Manufacturing System）是CIMS的加工制 造子系统。
• CAPM 计算机辅助生产管理，管理方面
分支技术之一，
• 是当代生产自动化领域的前沿学科， • 是集多种高技术为一体的现代化制造技术。
计算机集成制造系统(CIMS)的介绍
计算机集成制造系统(CIMS)的介绍摘要:介绍了计算机集成制造系统（CIMS）产生背景和基本概念，给出了CIMS体系结构、控制系统结构和集成的三个阶段，以及CIMS的发展趋势。
关键词:计算机集成系统；背景；概念；体系结构；控制结构；阶段；趋势Abstract: This is an essay that introduces the conception and the producing background of Computer Integrated Manufacturing System(CIMS),then three stages of CIMS-the system structure, control system structure and its integration are given. And the development of CIMS is also introduced.Key word: Computer Integrated Manufacturing; Background; Concept; System structure; Control structure; Stage; Trend1、背景从20世纪60年代，计算机和数字控制技术领域在制造企业中得到广泛的应用。
早期的计算机应用是从设计、制造、管理等领域独立发展起来的，等他们发展到一定程度后，却形成了一个个相互独立的“自动化孤岛”。
虽然能取得孤岛的局部效益，但孤岛之间的相互通信和数据交换却很难进行，难以达到信息共享和整体最优的目的。
[1]在这种形式的背景下，计算机集成制造（CIM）概念受到重视并被普遍接受。
2、概述1973年美国约瑟夫·哈林顿（Joseph Harrington）博士提出计算机集成制造（Computer Integrated Manufacturing，CIM ）概念，在《Computer Integrated Manufacturing》一书中阐述了两个基本观点：①企业生产活动的各环节是密不可分的整体，从市场调研、产品设计、加工制造、经营管理到售后服务的全部生产活动要统一考虑；②整个制造过程实质上是一个数据采集、传递、加工和利用的过程，最终产品可以看作是数据的物质化表现。
CIMS简介
（3）制造自动化或柔性制造分系统 （4）质量保证分系统 2.两个支撑分系统 （1）计算机网络分系统 （2) 数据库分系统
CIMS的集成
机器人等 数控机床（CN） 柔性制造系统（FMS） 计算机辅助制造系统（CAM）
计算机辅助工艺设计系统（CAPP） 计算机辅助设计系统（CAD） 制造资源计划系统（MRPII） 管理信息系统（MIS）
基于CIMS的自动化工厂示例
基于CIMS的工厂自动化活动
4)顾客订货服务
该活动是经过工厂快速高效地处理某项订货。该活动包括：订货单核对， 特殊定货与实施工程(工程设计、原料清单、加工流程、生产计划)的确认 商品库存量查询，制造进程安排，交货期确定、订货变动信息处理等等。
5)工程设计
工程设计是指对要投入市场的产品进行构思、设计和测试，其内容包括： 产品定义、工作原理设计、详细设计及制图。工程部门要处理原材料清单、 工艺过程设计、所用机床设备说明。有关产品制造的文件包括：工程图纸、 材料清单、工艺规程、工艺设备、零件加工程序、机器负荷计划、生产线 平衡表及质量控制计划等等。
CIMS应用工程典型案例
江苏淮阴卷烟厂CIMS工程
淮阴卷烟厂 CIMS 工程共 分为五个分系统：生产与经 营分系统、产品开发分系统、计算机辅助质量管理分系统、 制造自动化分系统和综合信息管理分系统。
1.生产与经营分系统以 ERP 思想为指导，以 MRPII 为核心，围绕该卷烟厂从市场预测、计划制定、资金管理、 采购供应、车间作业调度、 库存控制的生产经营主线， 将全过程按功能分为五个子系统：生产子系统、采购子系
我国CIMS的现状及前景展望
我国从1986年开始实施“高技术研究和发展 计划(即863计划)”，CIMS是其中的一个主题。 863/CIMS的任务是促进我国CIMS的发展和应用。
计算机集成制造系(CIMS)统精品文档
企业间集成 过程集成 信息集成
现代集成制造系统的特征
以系统论思想为核心 具有集成化、数字化、网络化、
敏捷化、智能化和绿色化等特征。
从“计算机集成制造系统” 到 “现代集成制造系统”
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。
2、敏捷制造
敏捷制造是以竞争力和信誉度为基础，选择合作者组
CIMS分类
从生产工艺方面分，CIMS可大致分为离散 型制造业、连续性制造业和混合型制造业三 种；从体系结构 计算机集成制造系统 CIMS系统的分系统关联来分，CIMS也可以 分成集中性、分散性和混合型三种
CIMS效益评价
CIMS是企业管理运作的一种手段，是一种战略思想 的应用，其初期投资大，涉及面广，资金回笼周期长， 短期内很难见到效益，因此在对CIMS作效益评价时 不能单凭货币标准来衡量其效益，要多方面综合考虑 其效益指标。所谓综合效益指CIMS系统对企业和社 会所能带来的各种效益。可以从下面几个方面来理解： (1) 应用CIMS提高了劳动生产力为企业带来的利润， 为国家增加国民收入所做出的贡献。 (2) 应用 CIMS提高了企业对市场的应变能力和抗风险能力， 对企业实现经营战略所做出的贡献；提高企业市场竞 争力，促进技术进步所作的贡献。 (3) 为提高整 个企业员工素质和技术水平作的贡献。 (4) 为节 约天然资源所做出的贡献。 (5) 通过应用和推广 CIMS技术，为国家优化产业结构，发展新产业，提 高造国际市场上的竞争力所作的贡献。
计算机集成制造(CIMS)-MRP
MRP的基础信息
2
3
处理逻辑的7个关键变量 1.毛需求/总需求
(Gross Requirement, GR)
2.在途量SR 3.预计在库量(POH) 4.净需求
(Net Requirement, NR) 5.计划定单收料
(Planned Order
Receipts, PORC) 6.预计可用量(Projected
交易文 件资料
交易执行信 息反馈
制造业的核心任务及管理问题
工业时代前期
总体环境：商品供不应求 竞争方式：企业之间竞争 核心任务：企业内部成本管理
管理幅度、 深度与难度 日益增加
制造业的问 题越来越多
信息社会
总体环境：商品供大于求 需求快速多变
竞争方式：供应链之间竞争
核心任务：成本管理，时间、 信息以及关系的管理
对产品的要求 价格
可以预测 事先确定
难以预测 订货时确定
交货期
不重要，由成品 库存随时供应
很重要，订货 时决定
设备
多采用专用 高效设备
多采用通用设备
人员
专业化人员
多种操作技能人员
BTO与MTO区别？
❖MTO零件强调都由本企业制造 ❖BTO零件是由外部采购（电脑组装）
单件生产
大学教育
4、按工作地 成批生产 专业化程度分
产品结构与物料计划的关系
交货期 计 划 倒 排
E
E 购 买
B 装 配
F 购 买
A
装 配
A
C
装配C
H
K
购
买
购
买
K
D 购 买
D
H
F B
时间倒序
计算机集成制造系统(cims)-20210708021731
计算机集成制造系统（CIMS）：赋能制造业转型升级智能化生产流程CIMS通过智能化改造，使得生产流程更加灵活和高效。
生产线上的设备不再是孤立的单元，而是通过网络紧密相连，形成一个有机的整体。
这样的智能化流程能够实时监控生产状态，快速响应市场需求变化，从而缩短产品从设计到上市的时间。
数据驱动的决策支持在CIMS的框架下，企业可以收集和分析大量的生产数据，这些数据成为了决策的重要依据。
通过对数据的深入挖掘，企业能够发现生产过程中的潜在问题，及时调整策略，提高资源利用率，降低成本。
协同作业的优化CIMS促进了企业内部各部门之间的协同作业。
设计、生产、物流、销售等环节通过系统集成，实现了信息共享和业务协同。
这种协同不仅提高了工作效率，还减少了沟通成本，增强了团队协作能力。
客户服务的个性化借助CIMS，企业能够更好地理解客户需求，提供更加个性化的服务。
系统可以根据客户订单和偏好，快速配置生产资源，实现定制化生产。
这种以客户为中心的服务模式，极大地提升了客户满意度和忠诚度。
绿色制造的践行计算机集成制造系统（CIMS）正成为制造业转型升级的强大引擎。
它以其独特的优势，帮助企业打破传统生产模式的束缚，迈向更加高效、智能、环保的未来。
对于企业而言，拥抱CIMS，就是拥抱一个更加广阔的发展空间。
人才培养与知识传承随着CIMS的融入，企业对于人才的需求也发生了变化。
新型的制造环境要求员工不仅要掌握传统的制造技能，还要具备信息技术和数据分析的能力。
因此，CIMS的实施促进了企业对人才的培养，通过定期的培训和学习，员工能够不断提升自己，适应智能制造的要求。
同时，CIMS也推动了知识管理的进程，将隐性知识显性化，确保了企业知识的积累和传承。
供应链整合与优化CIMS的影响力不仅仅局限于企业内部，它还延伸到了供应链管理。
通过集成供应链信息系统，企业能够实时监控供应商的库存、生产进度和物流状态，从而实现供应链的优化。
这种整合不仅提高了供应链的响应速度，还降低了库存成本，增强了整条供应链的竞争力。
计算机集成制造系统(CIMS)技术
第一节 概述 一、CIM概念
• 约瑟夫·哈林顿基本观点为：
• 一是企业的各个生产环节是一个不可分隔的整体，需
要统一考虑；
• 二是整个生产制造过程实质上是 对信息的采集、传递
和加工处理的过程，最终形成的产品可看作是信息的
物质表现。
CIM的概念
•定义：
• CIM是一种组织、管理、企业生产
有自律、分布、智能、敏捷等特点的新一代制造系 统。
6、绿色化
• 包括绿色制造、环境意识的设计与制造、生态工
厂、清洁化生产等
• 它是全球可持续发展战略在制造业中的体现，是摆
在现代制造业面前的一个崭新课题。
第二节CIMS的基本组成、体系结构及其关键技术
• 一、CIMS的基本组成 • CIMS是一个大型的复
未经集成化处理的 计算机应用,形成了多个
“自动化孤岛”
CAD
CAPP
robot
FMS
FAS
CAE MIS
CAM MRPII
OA
自动化 立体仓库
销售系统
DSS
Database
Network
流程制造业CIMS
DSS
MIS
OA
营销管理分系统 M&S_S
生产管理分系统 PMS
化验室分系统 LIMIS
物流工程分系统 LOES
• 1、管理信息系统 • 2、工程设计系统 • 3、制造自动化系统 • 4、质量保证系统 • 5、--a)计算机通讯网络 • 6、--b)数据库。
1、管理信息系统
• 管理信息系统通常是
以制造资源计划 （Manufacturing Resource Planning， MRPⅡ）为核心.
计算机集成制造系统简介
计算机集成制造系统简介1. 引言计算机集成制造系统是一种集成了计算机技术和制造工艺的智能化生产系统。
它可以实现计划、设计、生产、管理等一系列制造过程的有机结合，提高生产效率和产品质量，降低生产成本，并增强企业竞争力。
本文将详细介绍计算机集成制造系统的概念、架构和应用场景。
2. 概念计算机集成制造系统（Computer Integrated Manufacturing System，CIMS）是指通过计算机技术将制造企业的各个环节紧密连接起来，形成一个整体化的制造系统。
它集成了计算机辅助设计（Computer-Aided Design，CAD）、计算机辅助制造（Computer-Aided Manufacturing，CAM）、计算机辅助工艺规划（Computer-Aided Process Planning，CAPP）、计算机辅助生产控制（Computer-AidedProduction Control，CAPC）等多个子系统，通过网络和数据库的支持，实现信息的共享和实时交流。
3. 架构计算机集成制造系统的架构主要包括硬件、软件、网络和数据库等组成部分。
3.1 硬件计算机集成制造系统的硬件主要包括计算机设备、工控设备和传感器等。
计算机设备包括计算机服务器、工作站和个人电脑等，用于数据处理和系统控制。
工控设备用于控制生产设备和机器人等。
传感器用于采集生产过程中的各种数据，如温度、压力、速度等。
3.2 软件计算机集成制造系统的软件主要包括CAD、CAM、CAPP和CAPC 等。
CAD软件用于产品设计和工程图纸的生成。
CAM软件用于生成加工路径和指导机床的加工操作。
CAPP软件用于生成工艺计划和顺序控制。
CAPC软件用于生产调度和控制。
3.3 网络计算机集成制造系统通过网络连接各个子系统。
网络可以是局域网或广域网，用于数据的传输和共享。
通过网络，各个环节的信息可以实时反馈和交流，提高生产效率和响应速度。
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FTO
fabrication
PTO 客 purchase
ＥTO engineer ＤTO develop
备货型生产和订货型生产的比较
企业资源计划
比较项目
MTS
MTO
产品
标准产品
按用户要求生产，无标准产品， 大量的变形产品与新产品
对产品的要求 价格
可以预测 事先确定
难以预测 订货时确定
按工艺特性分：
加工装配型 流程型
按组织生产的特点分：
备货型（Make to Stock, MTS） 订货型（Make to Order, MTO）
• 订货组装 ATO Assembly • 订货制造 MTO Make • 订货工程 ETO Engineering
企业资源计划
设计 采购 加工 装配
3）单件和小批量生产 工作地经常变动地完成很不固定的工作的生 产，同一产品只生产一件或数件，工作地专 业化程度很低。产量很低，多根据用户要求 生产，虽然，具有灵活性，但效率低。成本 高，多采用通用型设备
大量大批、成批、单件小批生产类型的比较
项目 产品品种
产量
工作地专业化程度
设备 设备布置
劳动分工
工人技术水平 生产效率 适应性 成本
订货型生产流程图 订单
•产品/工艺图 •材料表 •生产程序单 •机器负荷表 •人力记录
销售部
生管部
人力需求
物料需求
人事部门
采购部门
•人工、机器设 备计划 •材料需求计划 •工作进度计划 •前期准备工作
制造命令
制造部门
备货型与订货型企业指标：
生产周期
R＝
交货期
企业资源计划
什么时候是备货型生产？什么时候是 订货型生产？
交货期
不重要，由成品 库存随时供应
很重要，订货 时决定
设备
多采用专用 高效设备
多采用通用设备
Байду номын сангаас人员
专业化人员
多种操作技能人员
BTO与MTO区别？
企业资源计划
MTO零件强调都由本企业制造 BTO零件是由外部采购（电脑组装）
企业资源计划
单件生产
大学教育
4、按工作地 成批生产 专业化程度分
中小学教育
R≥1，面向库存生产 R≤1，面向订货生产
企业资源计划
备货型生产（MTS）与订货型 生产（MTO）的分离点（CODP ）
Customer order decoupling point
研发 设计 采购 加工 装配
制
造
decoupling
企
业
库存哪个要求高？
生产效率哪个快？
订货周期哪个长？
STO sale
第七章 物料需求计划MRP
主要内容
1 制造业与制造管理 2 物料需求计划的产生 3 物料需求计划的生成 4 批量法则LSR与安全库存SS 5 冲销时间与安全时间 6 MRP静态逻辑模型与服务业案例
企业资源计划
一、制造业与制造管理
企业资源计划
制造业
泛指所有除采购和销售等必备活动外，还有将低价值 材料转换成高价值产品过程的企业。
单件小批
繁多、不稳定 单件或少量 基本不重复 万能通用设备
工艺原则 机群式布置
粗 多面手
较低 强 较高
成批
大量大批
较多，较稳定
少、稳定
较多 定期轮番 部分专用设备
大 重复生产 多数专用设备
混合原则、对象 或成组生产单元
中
对象原则、流 水线或自动线
细
专业操作（多工序） 中
专业操作 高
较差
差
中
低
生产类型－－回顾
制造管理主要过程
企业资源计划
资源主 文件资料
MTS
ATO
制
顾
造
企
MTO
业
客
decoupling
分离点：从此点开始企 业的生产是为满足特定 的客户订单需求。
ＥTO
制造业资源
企业资源计划
材料 (Material)
人力
(Manpower)
机器 (Machine)
制造业资源
资金 (Money)
信息资源
信息资源涵盖四项传 统资源的主文件、计 划文件与交易文件
企业资源计划
主文件（Master File）
记录各项资源的基本属性，包括材料主文件、 工艺路线表、会计资料……
计划文件（Planning File）
记录管理者对各项资源运用的计划，包括物流 需求计划，能力需求计划，……
交易文件（Transaction File）
记录各项资源的实际异动状况，包括所有与作 业相关的信息，如顾客订单、调拨单、生产工 单、外包单,……
轴承、家用电器
企业资源计划
订货型生产（Make-to-order，MTO） ：
按用户订单要求组织生产，确保按期交货，不 形成产成品存货。
生产管理的重点：按“期”组织生产过程，按 需求预测采购主要原材料，按订单要求定制和 按期交货。为缩短交货期有时需要储存半成品。
锅炉、船舶 按订单装配 (assembly-to-order) 按订单制造 (make-to-order) 按订单设计制造 (engineering-to-order)
1）大量生产
大量生产
研究生教育
工作地固定地完成一道或几道工序，工作地专业
化程度很高。便于采用流水生产，生产效率高，
生产周期短，成本低，但缺少灵活性。
企业资源计划
2）成批生产 指工作地轮换地加工成批零件，一批相同的 零件加工完以后，调整设备，再加工另一批 零件。产量低、品种多、需要工人掌握较多 的技术和技能，效率较大量生产低。
流程型：石油化工、造纸
加工装配型生产：产品由零部件组合装配而成， 零部件可以在不同的地方分别制造，加工过程呈 相对独立状态，物料运动呈离散状态。
机床、汽车、计算机
流程型生产：生产过程中物料是均匀、连续地按 一定工艺顺序运动的。
化工、炼油、造纸、水泥
3、按组织生产 的特点分
备货型 订货型
1
依流程特征可分为 装配式生产与流程 式生产
2
依批量大小可分为 重复式生产、间歇 式生产以及项目式 生产
3
依生产环境则又可 分为计划生产和定 单生产。 其中，定单生产又 包含定单组装与定 单设计
制造业分类
制造业分类
制造业分类
加工装配型：汽车制造、机械制造
按工艺特性分
注意点： 加工装配型生产是生产管理研究的重点
订货组装型 订货制造型 订货工程型
备货型生产（Make-to-stock，MTS）：
在没有接到用户订单时，根据市场需求预测，按已有 的产品标准或产品系列，有计划地生产出产成品存货， 以存货满足顾客需求。
生产管理重点：按“量”组织生产过程，准确预测市 场需求，在满足顾客需求的前提下，保持合理的期末 成品库存水平，使总生产成本最小。