计算机集成制造系统(CIMS)技术.pptx
计算机集成制造系统
第六节计算机集成制造系统1.什么是CIM ？CIM 是英文Computer Integrated Manufacturing 的缩写，译为计算机集成制造，由美国的约瑟夫·哈林顿(J.Harrington)博士于1973年提出。
哈林顿认为：企业的各种生产经营活动是不可分割的，需要统一考虑——整体(系统)观点；整个生产制造过程实质上是信息的采集、传递和加工处理的过程——信息观点。
哈林顿强调的两个观点都是信息时代组织、管理生产最基本、最重要的观点(Computer Integrated Manufacturing Systems CIM 和CIMS 的理解。
CIMS 是通过计算机硬件和软件，并综合运用现代管理阶段，为了使这一计划切实可行，将风险减少到最低限度，在此后的半年时间里，中共中央、国务院组织 ２００多位专家，研究部署高技术发展的战略，经过三轮极为严格的科学和技术论证后，中共中央、国 务院批准了《高技术研究发展计划（“８６３”计划）纲要》。
辨析：1.CIMS 有固定的运行模式和不变的组成吗？2.企业都可以引进和采用CIM 的思想吗?3.企业是否可以购买现成的适合本企业的CIMS ？6.CIMS 由哪些部分组成？ CIMS 组成：管理信息分系统 设计自动化分系统制造自动化分系统计算机网络分系统数据库分系统CIMS 即人／机构、经营与技术，如下图所示。
（课本P123图4-17）在三要素的相交部分需解决四类集成问题：1)使用技术以支持经营。
2)使用技术以支持人员工作和组织机构的运行。
3)人员设岗／机械设置协调工作以支持经营活动。
4)统一管理并实现经营、人员、技术的集成优化运行。
(1)CIMS管理信息分系统含义----是指以CIM为指导思想、使用计算机和信息技术管理企业生产经营活动的应用系统。
制造业的管理信息系统(MIS)含义：从“物料需求计划(MRP) ”、“制造资源计划(MRPⅡ)”到“企业资源计划(ERP)”，经历了管理思想和技术手段逐渐发展的过程。
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培训(ppt 30页)
• 2、“拉动式”方式：从市场需求出发， 由市场需求信息拉动产品装配，再由产 品装配拉动零部件加工。每一道工序、 每个车间都向前一道工序、上游车间提 出要求，发出工作指令，上游工序、车 间完全按这些指令进行生产。
• 特点：物料流和信息流是结合在一起的。
• （二）看板管理
先进生产方式
• 第一节 现代生产管理发展趋势 • 第二节 计算机集成制造系统 • 第三节 准时生产制 • 第四节 再造工程
第一节 现代生产管理发展趋势
• 一、当今制造业面临的环境形势 • 1、产品更新换代加快 • 2、以消费者为导向的市场机制 • 3、企业经营国际化 • 4、经济发展的高科技化
• 二、现代生产管理的发展趋势 • 1、增强生产系统的适应性 • 2、企业生产经营目标的重新定位
• CIMS功能组成示意图
• （二）CIMS集成的内涵
• 集成与连接不同，它不是简单地把多个单元连 在一起，而是将原来没有联系或联系不紧密的 单元组成为有一定功能、紧密联系的新系统。
• 1、系统运行环境的集成 • 2、信息的集成 • 3、应用功能的集成 • 4、技术的集成 • 5、人和组织的集成
露问题---
二、JIT的起源及进一步升华
• （一）从手工生产到大量生产 • 1、手工生产方式 • 19世纪末，法国巴黎Panhard-Levassor
(P&L)机床公司开始制造汽车。 • 特点：几乎没有两辆汽车是相同的；制
作成本高，且易出故障；要求工人具有 高超技术。
• 2、大量生产方式
• 1908年，亨利·福特推出了他的T型车。 • ①大量生产的技术关键
• （三）建立JIT制造单元 • 1、把库房搬到厂房里 • 2、不断减少工序间的在制品库存 • 为此，需要对车间进行重新布置与整理 • （四）准时采购 • 思路：选择尽量少的、合格的供应厂家。 • 选择条件：质量、合作的愿望、技术上的竞争
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。
计算机集成制造系统CIMS(计算机系统集成)
2.可行性研究主要内容 项目环境--外部环境，内容环境。 项目必要性--信息时代的要求，制造业的发展趋势，制造业面临 的机遇与挑战等。 企业现状与问题--现状包括：业务、经营、管理、开发、生产、 销售、经济效益，发展战略等，问题包括：实现经营发展目标 还存在哪些问题等。 企业需求--对需求调查进行分析，得到企业对CIMS的需求情况， CIMS有助于企业解决哪些问题。 建设目标和条件--建设CIMS的具体目标，已具备哪些条件，还 要创造哪些条件。 初步总体方案--CIMS功能与信息业务，子系统划分，系统性能 指标，系统技术方案与技术路线，技术可行性等。 实施计划--CIMS建设分哪几个阶段，先做什么，后做什么，人 力、财力、物力如何保证等。 投资分析—包括设计费用，设备费用，施工费用，培训费用，维 护费用，管理费用等 16 经济评价—指经济效益分析等
4
• CAPP子系统主要功能:
完成产品零件的加工过程设计、工艺流程与工序设计，生产过 程工序图和工艺文件，向MIS、MAS等提供工艺信息。 • CAM子系统主要功能: 根据CAD的产品设计信息和CAPP的工艺信息完成产品零部件 的数据加工编程和刀具轨迹模拟，提供数据加工指令和加工 时间等信息，并可提供仿真功能。 • CAD／CAPP／CAM集成 形成一个从产品设计到制造的完整自动化系统，以工程数据库 （公用）为核心，实现产品设计制造全过程的信息交流和共 享，从而提高劳动生产率、降低成本。 • CIMS关键问题 实现人、管理、经营和技术的有机地集成，必须依靠信息集成， 因为信息是粘合剂，信息是企业最重要的资源。信息集成需 要使用网络技术和数据库技术。
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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。 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 6 表示，例如图形、图像、视频、语音和数据等。
计算机集成制造系统技术
计算机集成制造系统技术引言计算机集成制造系统（Computer Integrated Manufacturing System，CIMS）是指利用计算机技术对整个制造过程进行全面集成和自动化控制的一种现代化生产制造方式。
它通过将计算机技术与传统制造业相结合，实现生产过程的高效化、智能化和柔性化。
本文将介绍计算机集成制造系统的技术原理、应用场景和未来发展趋势。
技术原理计算机集成制造系统的核心技术包括计算机-控制系统集成、计算机-设计系统集成、计算机-制造系统集成和计算机-管理系统集成等方面。
具体原理如下：计算机-控制系统集成计算机-控制系统集成是指将计算机技术与自动控制技术相结合，实现对生产设备的自动化控制。
通过使用传感器和执行器等设备，将生产过程中的物理量转换为数字信号，然后经过计算机处理后控制设备的运行，实现生产过程的自动化控制和优化。
计算机-设计系统集成计算机-设计系统集成是指将计算机技术与产品设计技术相结合，实现对产品的数字化设计和仿真。
通过使用计算机辅助设计（CAD）软件，设计师可以在计算机上进行三维建模、工程分析和性能优化等操作，减少了传统手工设计的时间和成本，提高了产品设计的精度和效率。
计算机-制造系统集成计算机-制造系统集成是指将计算机技术与生产制造技术相结合，实现对生产过程的数字化控制和优化。
通过使用计算机数控机床（CNC）和自动化装备，可以实现对生产过程的精确控制和自动化操作。
同时，通过计算机技术的应用，对生产过程进行实时监测和优化，提高了生产效率和质量。
计算机-管理系统集成计算机-管理系统集成是指将计算机技术与生产管理技术相结合，实现对生产过程的实时监控和管理。
通过使用计算机网络和信息管理系统，可以实现对生产过程的全面监控和调度。
通过实时获取生产数据和管理信息，可以及时发现生产过程中存在的问题并采取相应的措施，提高生产的管理水平和效率。
应用场景计算机集成制造系统技术在各个领域都有广泛的应用。
计算机集成系统CIMS
计算机集成系统CIMS简介计算机集成系统（Computer Integrated Manufacturing System，CIMS）是指通过计算机技术实现企业内部生产各个环节的集成化、信息化和自动化。
CIMS系统整合了计算机技术、信息技术和自动化技术，可以提高企业的生产效率、降低生产成本、改善产品质量、加强管理等方面的能力。
CIMS的特点1.集成化：CIMS系统将企业内部各个生产环节进行集成，包括计划、设计、制造、物流、质量控制等。
通过各个环节之间的数据传递和协作，实现全面的生产流程控制。
2.信息化：CIMS系统将企业内部生产过程中的信息进行收集、存储、处理、分析、应用等，使得相关的信息能够成为决策的依据。
同时，CIMS系统还可以提供实时监测和反馈，帮助企业管理人员全面掌握生产情况。
3.自动化：CIMS系统借助计算机和自动化设备，实现生产过程的自动化控制和操作。
这样可以提高生产效率、降低人力成本、减少生产误差、提高产品质量。
4.灵活性：CIMS系统可以根据市场需求和企业自身情况进行灵活调整和优化。
它可以支持多品种、小批量、快速更换的生产模式，帮助企业应对市场的变化。
CIMS的主要功能1.制造资源管理：包括企业的物料管理、设备管理、人员管理等。
CIMS系统可以帮助企业实现物料的采购、库存管理、供应商管理，设备的维护、保养、调度，人员的计划、考勤、培训等。
2.生产计划与调度：CIMS系统可以协助企业进行生产计划的制定和调度安排。
它可以根据订单数量、交货期限、生产能力等因素，自动生成生产计划并进行合理的调度。
同时，CIMS系统可以根据实际生产情况进行动态调整和优化。
3.过程监控与控制：CIMS系统可以实时监控生产过程中的各个环节，并进行相应的控制。
它可以监测设备的运行状态、产品的质量参数、生产进度等，及时发现和解决潜在问题，保证生产的正常进行。
4.质量管理：CIMS系统可以协助企业进行质量管理工作。
计算机集成制造系统
现代集成制造系统——CIMS的 PT文档演模板
提出
n 1986年提出了863/CIMS主题计划。它以 “发展高科技、实现产业化”为宗旨，在国 家科委(科技部)直接领导和各有关部门的大 力支持下，经过近10000名专家、技术人员 和管理人员不懈的努力，立足国情，创新发 展，从早期的以信息集成为特征的计算机集 成制造系统（Computer Integrated Manufacturing System）开始，发展到以 信息集成和企业优化为特征的现代集成制造 系统（Contemporary Integrated Manufacturing System），走出了一条具 有中国特色的CIMS之路，取得重大进展， 并在国际上取得了一席之地。
计算机集成制造系统
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• 2．工程设计自动化系统 • 工程设计自动化系统实质上是指在产品开发过程中引 入计算机技术，使产品开发活动更高效、更优质、更自动 地进行。产品开发活动包含产品的概念设计、工程与结构 分析、详细设计、工艺设计以及数控编程等设计和制造准 备阶段的一系列工作，即通常所说的CAD、CAPP、CAM三大 部分。 • CAD系统应该包括产品结构的设计、定型产品的变型 设计以及模块化结构的产品设计，通常应具有计算机绘图、 有限元分析、产品造型、图像分析处理、优化设计与仿真、 物料清单的生成等功能。
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CIMS体系结构
n 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。
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target focus human origin
automation unmanned factory FMC, FMS
processing, material flow, measurement, inspection, assembly,
factory hardware replacing human Japan
的新哲理
CIM的概念
• 手段：它借助计算机软硬件，综合应用
• (1)现代管理技术; • (2)制造技术; • (3)信息技术; • (4)自动化技术; • (5)系统技术，
• 将企业生产全部过程 中有关
• ----人 • ----技术 • ----经营管理
• 三要素及其信息流与物质流有机地集成并
优化运行，
年代初开始的世界性的石油危机中暴露无遗.
• ---美国才开始重视并决心用其信息技术的优势夺回制
造业的霸主地位。于是美国及其他各国纷纷制订并执 行发展计划。
• ---CIMS的理念、技术也随之有了很大的发展。
CIMS的发展轨迹
• 系统集成优化是CIMS技术与应用的核心技术，
因此我们认为，可将CIMS技术的发展从系统集 成优化发展的角度来划分为三个阶段：
• 信息集成 • 过程集成 • 企业集成
集
成
企业集成:VM
化
过程集成:CE
程
度
信息基础:CIMS
组织与人员集成
过去
现在
未来
第一阶段：信息集成
• 解决的根本问题是:解决设计、管理和加工制造中大
量存在的自动化孤岛问题
• 使信息正确、高效的共享和交换。
• 信息集成是改善企业时间（T）、质量（Q）、成
本（C）、服务（S）所必需的。
第三阶段：企业集成
• 企业集成的思路: • 企业提高自身的市场竞争力，不能走“小而全”、
“大而全”的封建庄园经济的道路，
• 而必须面对全球经济、全球制造的新形势，充分利
用全球的制造资源（包括智力资源），更快、更好、 更省地响应市场，
• 这也是敏捷制造的由来。
第三阶段：企业集成
• 敏捷制造的组织形式是企业针对某一特定产品，建
optimization rationalize Linking CAD, CAM, MRP
CAD, CAM, CAPP, CAQ, MRP
enterprise software reorganization USA, Europe
CIMS一般结构
计算机集成制造系统主要由设计与工艺 模块、制造模块、管理信息模块和存储运输 模块构成 。
CIMS为现代制造企业追求在激烈变化中、动 态市场条件下，具有快速灵活响应的竞争优 势提供所要求的战略性系统技术。
CIMS发展可以实现整个机械制造厂的全盘自 动化，是自动化制造技术的发展方向。
自动化工厂与CIMS比较
Factory automation CIM
philosophy target example
CIMS硬件结构示例
CIMS结构示例
CIMS局部：数控车间自动化集成管理系统
CIMS示例 CIMS局部：数控车间集成系统
CIMS示例 CIMS局部：国产数控机床车间示范工程
第一节 概述 一、CIM的概念
• 计算机集成制造（CIM）的概念是1974年首先由美国
约瑟夫·哈林顿（Joseph Harrington）博士在 《Computer Integrated Manufacturing》一书中 提出的
计算机集成制造系统 （CIMS）技术
几个相关的概念
自动化工厂:经自动化 “通信网络”连接工厂 的各个子系统，可构成一个有机联系的整体，即自 动化工厂。
CIM:计算机集成制造，它反映了制造系统新的 发展方向。
CIMS:计算机集成制造系统，则是CIM思想技 术上的具体实现.
计算机集成制造系统（CIMS）
信息集成其主要内容有
• 早期信息集成的实现方法主要通过局域网和数据 库来实现。
• 近期采用企业网、外联网、产品数据管理（PDM）、
集成平台和框架技术来实施。
• 值得指出，基于面向对象技术、软构件技术 和WEB技术的集成框架已成为系统信息集成的
重要支撑工具。
第二阶段：过程集成
• 就是对过程进行重构。 • 目标是尽量实现并行工程.
CIM的概念
• CIM目标：实现产品
的
• --高质量 • ---低成本 • ---交货期短， • 提高企业对市场变化
的应变能力和综合竞 争能力。
I know the goal.
CIMS的概念
• CIMS是在CIM哲理指导下建立的人机系统 • 以达到降低成本C（Cost）、提高质量
Q(Quality)、缩短交货周期T（Time）等目 的，从而提高企 业的创新设计能力和市场竞 争力。
计算机集成制造系统（CIMS）
各模块的主要功能：
设计与工 艺模块
CAD、CAE、CAPP、CAM等
制造模块
DNC、CNC、车间生产计划、作业调度、 刀具管理、质量检测与控制、装配、自动 化仓库、FMC/FMS等
管理信息 模块
市场预测、物料需求计划、生产计算、成 本核算及销售等
存储运输 模块
存储运输模块的主要功能有仓库管理、自动搬 运等。
经营理念的发展与C、Q、T等
二、CIMS产生的背景
• CIMS：CIMS在20世纪80年代中期
才开始重视并大规模实施
二、CIMS产生的背景
• 产生的背景大背景: • 20世纪70年代的美国产业政策中过分夸大了第三产业
的作用，而将制造业，特别是传统产业，贬低为“夕 阳工业”.
• ---导致:美国制造业优势的急剧衰退，并在20世纪80
华南农业大学 工程学院 刘天湖
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：
•即所谓虚拟企业， Virtual Enterprise）。
第三阶段：企业集成
• 从组织层面上说，敏捷制造提倡“扁平式”企业，提
倡企业动态联盟。
第三阶段：企业集成
• 产品型企业应该是“两头大、中间小”，即强大的新
产品设计、开发能力和强大的市场开拓能 力。