计算机集成制造(CIMS)-PDM
计算机集成制造系统CIMS(计算机系统集成)
9.3 CIMS体系结构
一.CIMS体系结构平面图
由美国制造业工程师计算机自动化协会发布；1993年发布的第3版 共分6个层次。
层次
说明
顾客
满足顾客的需求是企业的最高原则
员工和组织机构 知识共享 经营活动
高度重视企业员工与组织机构的集成 是企业CIMS系统的重要目标之一 顾客支持，产品工艺，产品制造
第九章计算机集成制造系统CIMS
9.1 CIMS概述 9.2 信息集成 9.3 CIMS体系结构 9.4 CIMS总体设计 9.5 CIMS的应用实例
1
9.1 CIMS概述
一.CIMS概念
英文Computer Integrated Manufacturing Systems缩写，中文译 为计算机集成制造系统。
资源和责任 基础设施
资源--人力、物力、信息、技术、用户、品牌 等
责任--企业理念、规章制度、企业文化、外部 环境等
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
表示，例如图形、图像、视频、语音和数据等。
5
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。
计算机集成制造
5、 CIMS的组成 CIMS的组成
CIMS由六个分系统组成，分别是功能分系统、经营管理信息分系统、 工程设计自动化分系统、制造自动化分系统、质量保证分系统和支撑 分系统（数据库分系统、计算机网络分系统）。CIMS的基本组成结构如 下图…
信息
信息
分系统 经 营 管 理 信 息 分 系 统 工程设计自动化分系统 质 量 保 证 分 系 统 售 后 服 务 信 息
息101 109094285 谢伟
（2）由于每个企业原有的基础不同，各自所处的环境不同， 因此，他们在使用CIMS时，不会都同时实现所有的六个 分系统，他们会根据企业的具体需求和条件，在CIM的思 （3）各个企业在实施CIM生产模式时，必须要充分发挥 想指导下进行局部实施或分布实施，逐步延伸，最终实现 人的主观能动性、调动人的积极性，这样将更有利于企 CIMS的建设目标。在CIMS制造分系统中，CIMS不等于 业经营思想的贯彻和先进制造技术的发展。 全盘自动化，其关键是信息的集成，制造系统并不需要去 追求完美自动化。
4、CIMS三要素 CIMS三要素
经营
人/机构
技术
由于三要素之间的相互作用、相互制约，从而构成了 企业内部的4类集成： • （1）经营管理与技术的集成，即利用计算机技术、自动 化技术、制造技术及信息技术等各种工程技术，支持企业 达到最大的工作效率； • （2）人/机构与技术的集成，即利用各种工程技术支持企 业中各类人员的工作，使之相互配合，协调一致，发挥最 大的工作效率； • （3）人/机构与技术的集成，即通过人员素质的提高和组 织机构的改进来支持企业的经营和管理； • （4）CIMS三要素的综合集成，使企业达到整体优化。
返回
企业为了提高产品的F、T、Q、C、S（即功 能、效率、质量、成本、服务），除了信息集成 这一手段之外，还可以对过程进行重构（Process Reengineering）。 传统的串行作业设计和开发过程往往造成产品 开发过程经常反复，使产品开发周期增加、成本 增加。如果将产品设计开发中的各串行过程尽可 能多地转变为并行过程，在设计时考虑到后续工 作中的可制造性、可装配性质量，把设计开发中 的信息大循环变成多个小循环，可以减少反复， 缩短开发时间。
计算机集成制造技术概论
湖南理工学院题目：计算机集成制造技术概论系部：机电系专业：机械设计制造及其自动化班级：姓名：序号：学号：2012年12 月18 日计算机集成制造技术概论摘要：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关键字：计算机；集成制造；PDM；CIMS一、CIMS 基本概念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）(Computer Integrated Manufacturing Systems)是计算机集成制造系统，简称为CIMS。
CIMS系统的实施属于高科技应用范畴，它涉及到企业现代管理、应用数学、计算机科学、通信技术、自动化信息处理。
CIMS是我国科学家和工程技术人员在传统的计算机集成制造系统的基础上，结合实际国情和制造业的特点，并借鉴当今先进制造技术的最新成果和发展趋势，经过863／CIMS十几年的研究、开发、实施的实践而提出的新一代CIMS的理念。
是一种在市场经济环境中帮助企业赢得竞争的理念。
其核心是从市场需求分析、产品定义、研究开发、设计生产、支持(包括质量、销售、采购、发送和服务)到产品最后报废、环境处理等产品全生命周期中各阶段活动的有关的人／组织、经营管理和技术三要素，及其信息流、物流和价值流的有机集成和优化运作，并以此达到产品上市快(T)、高质(Q)、低耗(C)、服务好(S)和环境清洁(E)，进而提高企业的柔性、健壮性、敏捷性。
PDM与我国制造业的信息化
PDM与我国制造业的信息化第1章 PDM技术产生的背景与基本概念随着计算机技术和网络技术的发展进步，当今世界已进入了信息时代，并迈向知识经济时代。
以信息技术为主导的高技术为制造业的发展提供了极大的支持，并推动着制造业的变革与发展，计算机集成制造系统（简称CIMS）技术的应用及其产业化是其中最重要的组成部分。
现代集成制造系统是信息时代提高企业竞争力的综合性高技术。
它将信息技术、现代管理技术和制造技术相结合，并应用于企业产品全生命周期（从市场需求分析到最终报废处理）的各个阶段。
通过信息集成、过程优化及资源优化，实现物流、信息流、资金流的集成和优化运行，达到人（组织、管理）、经营和技术三要素的集成，以缩短企业新产品开发的时间、提高产品质量、降低成本、改善服务、有益于环保，从而提高企业的市场应变能力和竞争能力。
我国发展CIMS，是为了提高企业竞争力。
在技术路线上，从国情出发，我们走了一条与美国等国有较大差别的创新发展之路。
80年代中期，以通用汽车为代表的美国制造业，把CIMS的重点放在车间设备的信息集成上，以实现制造设备的互联和柔性自动化为目标，提出了耗资几十亿美元的计划。
而从我国企业的实际情况看，企业经营生产中的瓶颈是产品开发能力，特别是新产品的开发能力弱，管理粗放。
因此，我国研究、应用和实施CIMS的重点放在加强产品的设计和企业管理上，车间只能是适度自动化。
无论是产品的设计还是企业管理，都离不开产品数据管理（Product data management，PDM）。
产品数据管理出现于20世纪80年代初期，目的是为了解决大量工程图纸、技术文档以及CAD文件的计算机管理问题，然后逐渐扩展到产品开发过程中的三个主要领域：设计图纸和电子文档的管理，材料明细表的管理及与工程文档的集成，工程变更请求/指令的跟踪与管理。
产品数据管理（PDM）以软件为基础，是一门管理所有与产品相关的信息（包括电子文档、数字化文件、数据库记录等）和所有与产品相关的过程（包括工作流程和更改流程）的技术。
企业信息化常用名词解释汇总
企业信息化常用名词解释汇总HRM人力资源管理——Human Resource Management，企业管理人员和人才的方法探讨。
CC协同商务——Collaborative Commerce，企业内部、企业与其业务伙伴之间或者贸易社区的参与者之间协同交互的基于互联网技术的新型商务模式。
ASPASP全称为Application Service Provider，意即应用效劳提供商。
按照字面上的意义来理解，可以解释为“通过网络为用户提供托管、管理应用程序及相关效劳的网络效劳商〞。
现也用来描述信息化建设的外包。
CIM(S)CIM(S)理念大致有三个阶段的变化。
在1973年，美国人约瑟夫·哈灵顿博士提出了计算机集成制造〔CIM - Computer Integrated Manufacturing〕这个术语。
CIM最初的定义是：借助计算机信息技术，提供一个通用的基于方法的系统，将企业中各种与制造有关的技术系统集成起来，形成未来高效的、有竞争力的工厂。
在80年代初，基于CIM理念的计算机集成制造系统〔CIMS - Computer Integrated Manufacturing System〕在国外曾经流行了5~10年的时间，随后逐渐淡出。
自1987年起，CIMS在中国开始得到重视，作为国家级的工程开始了大规模的研究与推广，并曾经一度形成“CIMS热〞，但是同时伴有学术界的争议。
这时CIMS的定义是：一个有效的信息集成平台，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。
[ISO：TC184／SC5／WG1，1992]在90年代后期，CIMS原有的含义已经不能准确地诠释制造业企业信息化的飞速开展的实际情况。
经过CIMS专家组的研讨，“传统CIMS〞演变为“现代CIMS〞理念：现代集成制造系统〔Contemporary Integrated Manufacturing System〕，其定义也改变为：“CIMS是一种组织、管理和运行现代制造类企业的理念。
计算机集成制造(CIMS)-PDM
什么是PDM 管理产品数据之间的关系
装配、引用、版本关系等 在任何时刻可以访问到正确的和相关的数据 产品数据或过程上任何变化对下游的影响可预见 和可测量 识别问题的起源及责任
什么是PDM
追踪变化(动态环境，信息多向流动)
使不同部门的产品信息保持一致 通过产品结构或文档之间的引用关系有序地组织 产品数据，方便信息的查找和分发 产品记录和产品变更管理的规范化
支持:
信息集成
功能集成
过程集成 人的集成
在正确的时间,把正确的信息,以正确的方式, 传给正确的人,作出正确的决策
产品数据管理
什么是PDM 为什么需要PDM PDM的应用实施
PDM的应用实施
组织PDM领导班子，认真学习调研 更新文化观念，发扬团队精神 克服经费困扰，把资金用在刀刃上 典型引路，分步实施
什么是PDM
(1)管理与产品相关的所有信息
PDM的定义
技术 软件系统
(2)管理与产品相关的所有过程
什么是PDM
产品 设计
CAPP
MRPII
CAM
网络
产品数据库
什么是PDM
产品数据管理（PDM）的原理
M-CAD E-CAD
CAP FEM DTP PPS
PDM
Client
PDM
Client
PDM
Client
用户化功能
数据和文档管理：
电子仓库、查询与检索、版本管理
生命周期管理：
项目管理、工作流管理、工程变更管理
产品结构与配置管理 零部件的分类与检索
PDM的功能
什么是PDM
系统化功能
分布式通讯功能 数据传输和交换 浏览与圈阅 权限管理 应用系统集成功能
机械行业专业名词解释
企业信息化 企业以企业流程(优化)重组为基础，在一定的深度和广度上利用计算机技术、网络技术和数据库技术，控制和集成化管理企业生产经营活动中的所有信息，实现企业内外部信息的共享和有效利用，以提高企业的经济效益和市场竟争能力。
CAM (Computer Aided Manufacture)计算机辅助制造
CAPP Computer Aided Process Planning,简称CAPP。计算机辅助工艺规程设计
CAE (Computer Aided Engineering,简称CAE) 计算机辅助工程分析
快速成型 是个由三维转换成二维(软件离散化)，再由二维到三维(材料堆积)的工作过程。
三维造型 CAD的三维造型有三种层次的建立方法，即线框、曲面和实体，也就是分别对应于用一维的线，二维的面D世界
绿色制造 绿色制造是一种综合考虑环境影响和资源效率的现代制造模式，其目标是使产品从设计、制造、运输、使用到报废处理的整个产品生命周期中，对环境的影响(负作用)最小，资源利用效率最高。绿色制造是可持续发展战略在制造业中的体现，换句话说，绿色制造是现代制造业的可持续发展模式。显然实施可持续发展战略与制造业的产业结构调整及企业的振兴与发展是密不可分的。
有限元分析 将物体划分成有限个单元，这些单元之间通过有限个节点相互连接，单元看作是不可变形的刚体，单元之间的力通过节点传递，然后利用能量原理建立各单元矩阵；在输入材料特性、载荷和约束等边界条件后，利用计算机进行物体变形、应力和温度场等力学特性的计算，最后对计算结果进行分析，显示变形后物体的形状及应力分布图。
行业专业名词解释
第10章 现代集成制造系统(CIMS)
10.1 CIMS概述
10.2 CIMS的构成
10.3 CIMS的演变
10.4 CIMS与ERP、PDM
10.5 我国CIMS的开发与实施
本章重点
1、CIM哲理 ； 2、CIMS的概念、发展 DM的关系 ；
二、中国的CIMS之路
信息化 + 管理基础提高 企业竞争力的提高
1.信息化对企业产生深刻的影响,是发展趋势 2.管理基础与管理创新能力的提高是当前我国企业 亟待解决的问题：
两元经济与错差理论（图1、图2、图3）
管理上的差距(图4)
知识经济 农业经济 工业经济 发达国家
两元经济结构
知识经济 工业经济
生产经营管理分系统、 工程设计分系统、制造 自动化分系统、质量保 证分系统、办公自动化 分系统、综合信息查询、 决策分系统等六个功能 分系统以及网络和数据 库两个支撑分系统共八 个分系统组成。
计算机网络支撑分系统
图 CIMS系统体系结构图
综合信息查询、决策分系统
生 产 经 营 管 理 分 系 统 制 造 自 动 化 分 系 统
例向大家作一介绍。 ●第三个台阶（“九五”期间）——工作重点：大力促成中国
CIMS产业；使应用示范工程在广度、深度上有新的、更大的发展；
技术重点：突破（部分）以敏捷工程为代表的企业间系统集成技术， 并发展形成现代集成制造系统的理论、方法、技术与工具，建成具 有中国特色的CIMS研究、开发、应用、推广体系。
不在一个起跑线上 工业化未完成 管理基础薄弱 技术水平较低 企业管理基础雄厚 管理技术扎实， 信息技术接受能力强
管理积累不同
中国CIMS之路与西方国家不同
三、CIMS与管理创新模式 1.管理创新对CIMS工程的重要意义
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功能图 材料表
管理产品数据
什么是PDM
数据类型
项目计划 设计数据 产品模型 工程图纸 技术规范 工艺资料 NC文件 电子表格 多媒体信息 . . . . . .
存储方式
图纸 报告 文件 CAD模型 电子文件. . . . . .
涉及的部门
计划 设计 生产 材料 采购 财务 质量 销售
文档管理 零件管理 零件分类 产品结构管理
BOM生成
2D / 3D - CAD FEM DTP
文档保存
企业的外部环境
企业面临的问题：
为什么需要PDM
市场竞争与效益
产品数据的共享和一致性维护 如何解决多品种、小批量 如何缩短产品生产周期、提高质量、降低成本 如何提高企业的综合管理水平，实现管理规范化
阶段4：配置管理
定义产品结构 BOM与MRP、ERP的接口 企业级的产品配置定义
树立质量法制观念、提高全员质量意 识。20. 12.1120 .12.11Friday, December 11, 2020 人生得意须尽欢，莫使金樽空对月。1 3:02:31 13:02:3 113:02 12/11/ 2020 1:02:31 PM 安全象只弓，不拉它就松，要想保安 全，常 把弓弦 绷。20. 12.1113 :02:311 3:02De c-2011 -Dec-2 0 加强交通建设管理，确保工程建设质 量。13: 02:3113 :02:311 3:02Friday, December 11, 2020 安全在于心细，事故出在麻痹。20.12. 1120.1 2.1113: 02:3113 :02:31 Decem ber 11, 2020 踏实肯干，努力奋斗。2020年12月11 日下午1 时2分2 0.12.11 20.12.1 1 追求至善凭技术开拓市场，凭管理增 创效益 ，凭服 务树立 形象。2 020年1 2月11 日星期 五下午1 时2分3 1秒13: 02:3120 .12.11 严格把控质量关，让生产更加有保障 。2020 年12月 下午1时 2分20. 12.1113 :02Dec ember 11, 2020 作业标准记得牢，驾轻就熟除烦恼。2 020年1 2月11 日星期 五1时2 分31秒1 3:02:31 11 December 2020 好的事情马上就会到来，一切都是最 好的安 排。下 午1时2 分31秒 下午1时 2分13: 02:3120 .12.11 一马当先，全员举绩，梅开二度，业 绩保底 。20.12. 1120.1 2.1113: 0213:02 :3113:0 2:31De c-20 牢记安全之责，善谋安全之策，力务 安全之 实。202 0年12 月11日 星期五1 时2分3 1秒Friday, December 11, 2020 相信相信得力量。20.12.112020年12月 11日星 期五1 时2分31 秒20.1 2.11
严格执行企业的各项规定，有效利用各种工程标准，并 有利于与国际标准接轨 减少产品投放市场时间、减少设计修改和制造返工
产品信息数字化并有序地存储于数据库中，便于实 现全面质量管理
PDM的的分类
什么是PDM
与商业CAD系统紧密集成的PDM系统 第三方软件开发商开发的PDM系统
产品数据管理
什么是PDM 为什么需要PDM PDM的应用实施
为什么需要PDM
产品数据管理
开会 13%
数据查找/ 发送 25%
假期 6% 其他活动
5% 休息 1%
工程设计 30%
重复工作 20%
Source:IBM
为什么需要PDM
利用PDM可以大大简化开发和设计工作
重要工作
– 查找
基于PDM的系统解决方案
– 通知
图纸管理
– 检查 – 归档 – 分类 – 设计 – 计算 – 绘图 – 建立零件表 – 修改
阶段2：电子文档建库
•
建立分布式电子仓库
•
确立需管理的产品数据源
－CAD模型、工程图、工艺文件、NC程序 ...
建立可重用的零部件库
PDM的应用实施
PDM实施方法
阶段3：过程与工作流管理
• 创建自动化的数据流程 • 建立电子协作平台 • 创建以任务为中心的流程管理
－时间约束、任务描述、资源约束、权限分配 ...
支持:
信息集成
功能集成
过程集成 人的集成
在正确的时间,把正确的信息,以正确的方式, 传给正确的人,作出正确的决策
产品数据管理
什么是PDM 为什么需要PDM PDM的应用实施
PDM的应用实施
组织PDM领导班子，认真学习调研 更新文化观念，发扬团队精神 克服经费困扰，把资金用在刀刃上 典型引路，分步实施
谢谢大家！
用户化功能
数据和文档管理：
电子仓库、查询与检索、版本管理
生命周期管理：
项目管理、工作流管理、工程变更管理
产品结构与配置管理 零部件的分类与检索
PDM的功能
什么是PDM
系统化功能
分布式通讯功能 数据传输和交换 浏览与圈阅 权限管理 应用系统集成功能
PDM的概念层次
什么是PDM
Released
MIS/MRP/... PDM
企业级 产品级
Un-released
项目级
CAD/CAPP/CAM/CAE/... 任务级
产品 配置管理
BOM 产品结构管 理
零件仓库管理
过程和工作流管理
企业信息集成平台
什么是PDM
PDM的目标
方便地查找分布式环境中的产品信息，实行并行工程 方便实现开发过程的跟踪和报告，减少产品报废、重复 工作和多余部件 实现工程设计、制造系统和管理系统的信息集成
为什么需要PDM
企业内部的变革
新的管理模式和企业文化
战略性企业计划(以产品为核心的企业集成)
外部压力
时间、质量、成本、服务
成果
企业目标
企业策略
关键因素
为什么需要PDM
企业内部的变革
新的管理模式和企业文化
新的生产组织模式
计算机辅助系统 CAD/CAPP/CAM (孤岛)
计算机集成制造系统 CIMS
谢谢大家！
生活中的辛苦阻挠不了我对生活的热 爱。20. 12.1120 .12.11Friday, December 11, 2020 人生得意须尽欢，莫使金樽空对月。1 3:02:31 13:02:3 113:02 12/11/ 2020 1:02:31 PM 做一枚螺丝钉，那里需要那里上。20. 12.1113 :02:311 3:02De c-2011 -Dec-2 0 日复一日的努力只为成就美好的明天 。13:02: 3113:0 2:3113: 02Frida y, December 11, 2020 安全放在第一位，防微杜渐。20.12.11 20.12.1 113:02: 3113:0 2:31De cember 11, 2020 加强自身建设，增强个人的休养。202 0年12 月11日 下午1时 2分20. 12.1120 .12.11 精益求精，追求卓越，因为相信而伟 大。202 0年12 月11日 星期五 下午1时 2分31 秒13:02: 3120.1 2.11 让自己更加强大，更加专业，这才能 让自己 更好。2 020年1 2月下 午1时2 分20.12. 1113:0 2Dece mber 11, 2020 这些年的努力就为了得到相应的回报 。2020 年12月1 1日星 期五1时 2分31 秒13:02: 3111 December 2020 科学，你是国力的灵魂；同时又是社 会发展 的标志 。下午1 时2分3 1秒下 午1时2 分13:02: 3120.1 2.11 每天都是美好的一天，新的一天开启 。20.12. 1120.1 2.1113: 0213:02 :3113:0 2:31De c-20 相信命运，让自己成长，慢慢的长大 。2020 年12月1 1日星 期五1时 2分31 秒Frida y, December 11, 2020 爱情，亲情，友情，让人无法割舍。2 0.12.11 2020年 12月11 日星期 五1时2 分31秒 20.12.1 1
CAD
PDM
MRP II/ERP
CAPP
销售 计划
CAM
财务
CAE
人事
CAT
物资
采购计划 发货计划 生产计划
PDM与其它应用 系统的集成
物流控制系统
• 信息流 • 物流 • 资金流
为什么需要PDM
企业内部的变革
新的管理模式和企业文化
计算机支持环境
计算机、网络和数据库技术的发展
CSCW(Computer Supported Cooperative Work)
PDM
Server
DB
Server
数据库
文件系统
Metadaten
文档
PDM的功能
生命周期管理 产品结构管理
文档管理 权限管理 圈阅工具
CAX系统 产品数据
接口
什么是PDM
项目与用户管理
动态编码管理
海量存储管理
集中输入输出
通讯服务
电子数据仓
通用件管理
管理信息系统 MRPII 接口
什么是PDM
PDM的功能
PDM争
能
力
企业产品配置 扩展的PDM
提
技术实施
高
项目管理
MRP/ERP集成
可重用零件库 电子协作
过程重构
电子仓库
工作流程
配置管理
典型的PDM 技术实施
阶段1 阶段2 阶段3
阶段4
时间 (18~24个月)
PDM的应用实施
PDM实施方法
阶段1：过程重构
消除不增值的产品开发活动 简化产品开发流程 扁平化产品开发的层次结构