1-现代集成制造系统导论ppt课件

1、先进制造系统Advanced Manufacturing System.一、计算机集成制造系统和现代集成制造系统 二、 CIMS的技术体系概述 三、 CIMS技术的开展趋势及前沿问题 现代集成制造系统.一、计算机集成制造系统和现代集成制造系统 1.1 概述1.2 计算机集成制造系统内涵的变化1.3 从系统实际看现代集成制造系统CIMS 1.3.1 系统的复杂性 1.3.2 复杂问题求解的根本框架1.4 现代集成制造系统实现技术内涵的开展 1.4.1 信息集成 1.4.2 过程集成并行工程 1.4.3 企业集成矫捷制造1.5 现代集成制造系统的组成1.6 CIMS与企业信息化 .一、计算机集成制

2、造系统和现代集成制造系统 1.1 概述 从1986年立项，1987年开场实施至今，曾经在我国的机械、电子、航空、 航天、轻工、纺织、石油、化工和冶金等主要制造行业中的二百多家企业中运用。 1999年华中理工大学获得SME的“大学领先奖; 1995年北京第一机床厂获SME的CIMS“工业领先奖。 1994年清华大学获得美国SME制造工程师学会)CIMS “大学领先奖 普通每年在世界范围内只评一所大学或一家企业。 .一、计算机集成制造系统和现代集成制造系统 1.2 计算机集成制造系统内涵的变化 CIM最早是英文Computer Integrated Manufacturing的缩写，直译为计算机集

3、成制造，由美国人约瑟夫哈灵顿(J. Harrington)于1973年提出来的7。哈灵顿以为企业消费的组织和管理应该强调两个观念，即：第一，企业的各种消费运营活动是不可分割的，需求一致思索。第二，整个消费制造过程本质上是信息的采集、传送和加工处置的过程。 实践上,哈灵顿强调的一是整体观念，即系统观念，二是信息观念。二者都是信息时代组织、管理消费最根本的，也是最重要的观念。 .早期CIMS组成框图2022/7/96.一、计算机集成制造系统和现代集成制造系统 1.2 计算机集成制造系统内涵的变化 我国863方案在1998年提出的新定义为910： “将信息技术、现代管理技术和制造技术相结合，并运用于

4、企业产品全生命周期从市场需求分析到最终报废处置的各个阶段。经过信息集成、过程优化及资源优化，实现物流、信息流、价值流的集成和优化运转，到达人组织、管理、运营和技术三要素的集成。以加强企业新产品开发的T时间、Q质量、C本钱、S效力和E环境，从而提高企业的市场应变才干和竞争才干。 本质上已将计算机集成制造开展到现代集成制造。 .一、计算机集成制造系统和现代集成制造系统 1.3 从系统实际看现代集成制造系统CIMS 现代集成制造系统是信息时代的一种先进消费系统，这是一种普遍存在的系统：凡是人造物，都离不开设计、制造及相应的管理，这是一种对国家经济、平安至关重要的系统，这是一种复杂的人机大系统，提出了

5、大量的尚待处理的新问题，包括许多实际问题。 1.3.1 系统的复杂性 1功能的复杂性 系统包含了产品从规划设计到最终交付用户运用的一切活动。如产品设计开发过程、加工制造过程和运营管理过程包括销售及效力等。不仅有物流，还有大量的人的活动。2对象的复杂性 相当一部分过程和活动很难完全用普通的动力学系统模型、离散事件系统模型及混杂系统模型来描画。3随机性 影响系统性能的随机要素大量、经常存在，如：市场、原资料、零部件的供应、合同、价钱、设备的损坏，人员的流动等等。.一、计算机集成制造系统和现代集成制造系统 1.3 从系统实际看现代集成制造系统CIMS4目的/约束的多样性 企业市场竞争力的提高，表如今

6、多个方面，如TTime上市时间、QQuality质量、CCost本钱、SService效力、KKnowledge产品创新、EEnvironment环境等可继续开展等等。 处理这样的复杂系统的实际进展还大大落后于实践运用的需求。 图2.1制造企业的总体模型.一、计算机集成制造系统和现代集成制造系统 1.3 从系统实际看现代集成制造系统CIMS 1.3.2 复杂问题求解的根本框架根本框架如下： 管理包括消费组织方式理念与方式； 方法论； 实现技术； 数学等实际工具； .一、计算机集成制造系统和现代集成制造系统 1.3 从系统实际看现代集成制造系统CIMS 1.3.2 复杂问题求解的根本框架1管理包

7、括消费组织方式理念与方式 大量的先进的管理理念，如计算机集成制造；“推式方案的消费组织MRP-II；精良消费与“拉式消费组织；运营过程重组；协作消费的组织方式不是“小而全“大而全等等。 这些管理理念对企业的影响是至关重要的。2方法论 体系构造的概念系统构造；开放系统的概念以及规范化；企业建模的方法论，如功能模型、信息模型、决策模型、组织模型、资源模型和动态模型等等。 方法论不在数学层次处理问题，但重要的在于将问题纳入一个正确的方向。多数情况下，方法论主要还在定性阶段，但对某些问题，如大型软件开发采用功能模型便非常有效，对数据库系统的设计与实现，信息模型是主要工具。.一、计算机集成制造系统和现代

8、集成制造系统 1.3 从系统实际看现代集成制造系统CIMS 1.3.2 复杂问题求解的根本框架3实现技术 如何建立一个现代集成制造系统？ “现代包含了当今信息技术的最新成果：数字化、网络化、虚拟化、智能化、绿色化与集成化。 信息集成：异构环境下的信息集成，包括了协议的共存与转换；异种数据库的数据共享；运用软件的数据交换等。 过程重组和优化并行工程：过程建模及优化串行过程并行过程，上游过程思索下游过程的设计工具DFX、虚拟制造装配、性能评价技术和计算机协同任务环境等。 资源优化矫捷制造是资源优化更快的呼应市场：网络化设计制造的支持工具、使能技术、网络平安、供需链管理，从物流logistics到电

9、子物流e-logistics、电子商务以及协同产品商务CPCCollaborative Product Commerce等等。 .一、计算机集成制造系统和现代集成制造系统 1.3 从系统实际看现代集成制造系统CIMS 1.3.2 复杂问题求解的根本框架4数学等实际工具1消费线的调度优化实际机器不可靠有限缓冲器情况下的串行、并行、混合等消费线的调度问题 如最小化完工时间，最小化拖期义务数，带特殊工艺约束以及提早/拖期等调度问题。多数情况下数学方法很难获得闭合解，数学计算和智能算法的结合往往是有效的。2推/拉结合的消费方案与调度 MRP-是美国制造业管理技术的精华，它把对最终产品的需求经过BOM展

10、开为对零部件和原资料的需求，用物料投入的方式推进系统运转，故称推式控制战略。JIT是日本丰田的管理思想，用产品或废品的取出来拉动系统运转，因此称拉式控制战略。.一、计算机集成制造系统和现代集成制造系统 1.3 从系统实际看现代集成制造系统CIMS 1.3.2 复杂问题求解的根本框架4数学等实际工具 3并行产品开发过程的调度优化问题 产品的开发过程由一系列活动组成，传统的串行过程由于上游设计过程不思索下游的制造工艺及装配，往往呵斥经常性的返工，使产品开发时间大大添加，本钱提高。变串行的活动为尽能够多的并行活动，资源设备、人员需求优化配置，其中需求思索信息的约束和活动中能够存在的反响。因此问题成为

11、：在思索信息约束条件下，经过资源的优化配置，极小化产品设计开发时间。 .一、计算机集成制造系统和现代集成制造系统 1.3 从系统实际看现代集成制造系统CIMS 1.3.2 复杂问题求解的根本框架4数学等实际工具 4供需链管理中的优化问题 供需链是描画商品需、产、供过程中各实体的活动及其相互关系的动态变化的网络。 企业必然会从“小而全“大而全的消费构造调整为协作化产品制造的消费构造。这便构成了供需链。由于多种缘由，企业在物料获取、加工和产品零部件配送过程中存在提早期的不确定性，因此平安库存和平安提早期可以缓解提早期变动的影响。围绕供需链的越来越广泛的运用，相关的优化问题也很多。例如思索运输时间服

12、从一定的概率分布的前提下，如何在满足一定顾客效力程度的同时，实现库存费用极小化等。 .一、计算机集成制造系统和现代集成制造系统 1.3 从系统实际看现代集成制造系统CIMS 1.3.2 复杂问题求解的根本框架4数学等实际工具 5智能方法，如人工神经网络、遗传算法、多智能体技术等 这些智能方法在处理上述运用问题时是有效的。实际参数计算与智能方法相结合是处理不少复杂问题的一种行之有效的方法。.一、计算机集成制造系统和现代集成制造系统 1.4 现代集成制造系统实现技术内涵的开展 1.4.1 信息集成1企业建模、系统设计方法、软件工具和规范 这是系统总体设计的根底。没有企业的模型就很难科学地分析和综合

13、企业各部分的功能关系、信息关系以致动态关系。企业建模及设计方法处理了一个制造企业的物流、信息流、以致资金流、决策流的关系，这是企业信息集成的根底。2异构环境下的信息集成 所谓异构是指系统中包含了不同的操作系统、控制系统、数据库及运用软件。假设各个部分的信息不能自动地交换，那么很难保证信息传送和交换的效率和质量。异构信息集成主要处理下面三个问题：1不同通讯协议的共存及向ISO/OSI的过渡 2不同数据库的相互访问3不同商用运用软件之间的接口 .一、计算机集成制造系统和现代集成制造系统 1.4 现代集成制造系统实现技术内涵的开展 1.4.2 过程集成并行工程并行工程的关键技术： 1产品设计开发过程

14、的重构和建模，即将原来的串行作业过程，尽能够地转变为并行作业。 串行作业：.一、计算机集成制造系统和现代集成制造系统 1.4 现代集成制造系统实现技术内涵的开展 1.4.2 过程集成并行工程 并行作业： .一、计算机集成制造系统和现代集成制造系统 1.4 现代集成制造系统实现技术内涵的开展 1.4.2 过程集成并行工程并行工程的关键技术： 2支持并行作业的多学科的协同任务小组，以及计算机网络往往是广域网支持下的协同任务环境CSCW和PDM，它可以提供异地设计人员在同一时间对设计的评价和修正，进而支持实现异地互操作。 3并行工程的工具，如DFA，DFMDesign For Assembly, D

15、esign For Manufacturing等并行工程是在信息集成的根底上，实现了过程的重构、集成和优化。.一、计算机集成制造系统和现代集成制造系统 1.4 现代集成制造系统实现技术内涵的开展 1.4.2 过程集成并行工程 并行工程的技术攻关是严密结合航天工业复杂机械构造件的设计、开发进展的。经过2年多的攻关，获得了明显的效益。使产品开发时间缩短了1/3，设计过程中的反复减少了70%，废品率减少了50%。.一、计算机集成制造系统和现代集成制造系统 1.4 现代集成制造系统实现技术内涵的开展 1.4.3 企业集成矫捷制造矫捷制造的关键技术有： 1支持矫捷制造的使能技术，支持协同设计的工具，电子

16、商务平台。 2资源优化，包括供应链的建模和管理。 3网络平台，Internet/Intranet/Extranet。.一、计算机集成制造系统和现代集成制造系统 1.5 现代集成制造系统的组成 虚拟制造 绿色制造并行工程 矫捷制造CIMS全球 企业 部门制造根底信息化集成优化：过程重组CE 企业集成AM虚拟技术 技术 + 管理 + 组织.一、计算机集成制造系统和现代集成制造系统 1.6 CIMS与企业信息化企业信息化大致可分为下面四个阶段。第一阶段为单机的计算机运用： 如采用CAD以提高工程设计及绘图的效率和质量，采作会计、工资、合同等单项管理等等。与传统的手任务业方式相比，可以提高任务效率。第

17、二阶段为局域网支持下的计算机运用： 如基于网络和数据库的产品设计部门的CAD、CAPP、CAE以及MRP等运用。其技术程度和收到的效益比前者提高了一步。第三阶段为网络数据库支持下的计算机运用综合系统： 把企业的各个单元的计算机运用，如CAD、CAE、CAPP、CAM、MRP、车间管理与控制、质量保证以致办公、辅助决策等集成起来，实现信息资源共享、优化运转，使企业开发产品开发上市更快T、质量更好Q、本钱更低C、效力更好S，以使有更强的企业竞争才干。第四阶段为因特网支持下的企业之间的信息集成和资源优化： 企业信息化曾经突破企业的界限，是矫捷制造阶段的企业信息化。 现代集成制造系统，实践上包含了企业

18、信息化的第三第四两个阶段。 .2022/7/925.2022/7/926.二、CIMS的技术体系概述 2.1 总体技术 2.2 设计自动化技术 2.3 制造自动化技术 2.4 集成化管理与决策技术 2.5 支撑技术 2.6 流程工业CIMS技术.二、CIMS的技术体系概述 2.1 总体技术 2.1.1 企业运转摸式 2.1.2 CIMS体系构造 2.1.3 CIMS方法论 2.1.4 建模、仿真和优化 2.1.5 集成技术 2.1.6 规范化技术.二、CIMS的技术体系概述 2.1 总体技术 总体技术的义务是从全局出发，思索构成CIMS各部分之间的关系，并将它们组成有机的整体，实现信息共享和资

19、源共享，协调各分系统的运转，提出的系统整体集成的处理方案。 2.1.1 企业运转摸式 企业运转方式是从战略的高度思索企业的开展方式。企业应根据本身的条件和运转环境的特点选择并推行精良消费、矫捷制造、并行工程、大规模定制消费或矫捷虚拟企业等企业运转方式。 不同运转方式的选择，在详细设计时会影响CIMS单元技术的选择和实施，而CIMS的实施，也必然对企业组织构造和运转机制提出调整的要求。 .2022/7/930图2.2传统制造业的消费组织方式图2.3现代制造业的消费组织方式.二、CIMS的技术体系概述 2.1 总体技术 2.1.2 CIMS体系构造 CIMS体系构造是一组代表系统各个方面的多视图、

20、多层次的模型的集合。由于CIMS系统的复杂性，要正确全面了解这一系统，必需从各个不同方面、不同阶段进展建模分析。 目前最有代表性的CIMS体系构造当属欧共体ESPRIT方案中的CIM-OSA的三维构造。它的三个坐标轴分别为：生命周期维、视图维和通用维。生命周期维指的是CIM系统开发的整个生命周期中，从需求定义到设计阐明到实施描画的三个阶段；视图维指的是系统需求建模的各个方面及其相互关系；通用维那么是一个由普通到特殊的开展过程。.二、CIMS的技术体系概述 2.1 总体技术 2.1.3 CIMS方法论 CIMS的实施需求有一套正确实施CIMS的方法，这一组方法的集合，就称为CIMS方法论。详细来

21、说，CIMS方法论包含如下内容：1从企业诊断出发，对企业运营目的与实施CIMS的需求进展分析。2实施CIMS技术上应采用的方法。3实施CIMS的组织队伍及其构成方法。4CIMS的工程管理方法。5CIMS的质量控制方法。 .二、CIMS的技术体系概述 2.1 总体技术 2.1.4 系统建模 CIM-OSA中的模型主要有功能模型、信息模型、资源模型和组织模型。 由于CIMS的复杂性，CIMS模型的主要方式是图形、表格和文字表达。 .二、CIMS的技术体系概述 2.1 总体技术 2.1.5 集成技术 信息集成、过程集成、企业间集成。1. 信息集成 指CIMS中不同运用系统之间实现数据共享，这些运用系

22、统分布在网络环境下异构计算机系统中，它们所管理和操作的数据格式和存储方式各异，实现信息集成就是要实现数据的转换、数据源的一致、数据一致性的维护、异构环境下不同运用系统之间的数据传送。 企业的信息集成还处理了企业由于各部门之间信息不共享、信息反响速度慢、信息不全等呵斥的企业决策因难、方案不正确、库存量大、产品制造周期长、资金积压等问题，提高了企业的现代化管理程度和整体经济效益。.二、CIMS的技术体系概述 2.1 总体技术 2.1.5 集成技术 2. 过程集成 是指高效、实时地实现CIMS的数据、资源共享及其协同任务，将孤立的运用过程集成起来构成一个协调的企业CIMS运转系统。过程集成涉及到不同

23、的过程之间的交互和协同任务，它比信息集成具有更高的集成度，其集成难度也更高。 为了实现过程集成，需求采用过程建模方法来建立企业的业务过程模型。 过程集成需求有更先进的软件集成支持工具，如集成平台、集成框架等。 .二、CIMS的技术体系概述 2.1 总体技术 2.1.5 集成技术3. 企业集成 是指企业间的集成。 企业要提高市场竞争力，不能走小而全、大而全的道路，而必需面对全球经济、全球制造的新情势，充分利用全球的制造资源，以更快、更好、更省的方式呼应市场。 从组织层面上说，现代企业提倡扁平式的企业组织构造，提倡企业动态联盟。 产品型企业应该是两头大、中间小，即新产品设计开发才干和市场开辟才干大

24、，加工制造设备才干可以小。多数零、部件可以靠协作处理，这样企业可以在全球采购价钱最廉价、质量最好的零、部件。 企业间的集成是企业优化的新台阶。 .二、CIMS的技术体系概述 2.1 总体技术 2.1.6 规范化技术 CIMS规范化技术的主要作用是保证CIMS实施的规范性、开放性、可移植性和互操作性。详细表如今： 制定或选用CIMS信息分类编码 产品数据交换 网络通讯协议 CIMS分系统间的接口等有关规范 制定并贯彻执行一系列有关的规范、规范或商定，来一致整个系统部件的接口、通讯和与外部的衔接，使系统能包容不同厂家制造的设备，同时又能顺应未来新技术的开展。 .二、CIMS的技术体系概述 2.2

25、设计自动化技术 2.2.1 CAD计算机辅助设计 2.2.2 CAE计算机辅助工程 2.2.3 CAPP计算机辅助工艺设计 2.2.4 CAM计算机辅助制造 2.2.5 PDM产品数据管理 2.2.6 DFx并行设计 2.2.7 异地、协同、虚拟设计 2.2.8 并行工程.二、CIMS的技术体系概述 2.2 设计自动化技术 2.2.1 CAD计算机辅助设计 CAD是指工程技术人员以计算机为工具，对产品和工程进展总体设计、绘图、分析和编写技术文档等设计活动的总称。CAD的功能可归纳为四大类：数字建模、工程分析、动态模拟和自动绘图。一个完好的CAD系统应由人机交互接口、科学计算、图形系统和工程数据

26、库等组成。.二、CIMS的技术体系概述 2.2 设计自动化技术 2.2.2 CAE计算机辅助工程 CAE是用计算机辅助求解复杂工程和产品的计算分析，例如：构造强度、刚度、屈曲稳定性、动力呼应、热传导、三维多体接触、弹塑性等力学性能的分析计算以及构造性能的优化设计等问题的一种近似数值分析方法。已广泛运用于航空、航天、机械和土木构造等领域。随着计算机技术的普及和不断提高，CAE系统的功能和计算精度都有很大提高，各种基于产品数字建模的CAE系统应运而生，并已成为构造分析和构造优化的重要工具，同时也是计算机辅助4C系统CAD/CAE/CAPP/CAM的重要环节。 .二、CIMS的技术体系概述 2.2

27、设计自动化技术 2.2.3 CAPP计算机辅助工艺设计 工艺设计是机械制造消费过程技术预备任务的一个重要内容，是产品设计与车间实践消费的纽带，是阅历性很强且随环境变化而多变的决策过程。随着机械制造消费技术的开展和多种类小批量的要求，特别是CIMS的开展与运用，传统的工艺设计方法，曾经远远不能满足自动化和集成化要求。计算机辅助工艺设计抑制了传统工艺设计的上述缺陷，它可以借助计算机技术，按照产品设计实现从原资料加工成产品所需的一系列加工动作，及其对资源需求的数字化描画。 .二、CIMS的技术体系概述 2.2 设计自动化技术 2.2.4 CAM计算机辅助制造 CAM的主要功能是根据零件的工艺道路和工

28、序内容，规划刀具途径，生成刀位文件，进展刀具轨迹仿真，并生成NC代码。它是衔接设计自动化系统和制造自动化系统的桥梁。 .二、CIMS的技术体系概述 2.2 设计自动化技术 2.2.5 PDM产品数据管理 PDMProduct Data Management是一门管理一切与产品相关的信息包括电子文档、数字化文件、数据库记录等和一切与产品相关的过程包括审批/发放过程、工程更矫正程等的技术。 它是一门集数据库的数据管理才干、网络通讯才干与过程控制才干于一体的工程数据管理综合技术。 .二、CIMS的技术体系概述 2.2 设计自动化技术 2.2.6 DFx面向产品全生命周期的设计 利用DFx技术，可以在

29、设计阶段尽早地思索产品的性能、质量、可制造性、可装配性、可测试性、产品效力和价钱等要素，对产品进展优化设计或再设计。最常见的DFx技术有： 面向装配的设计是一种针对零件配合关系进展分析的设计技术。它为产品设计在早期提供一种确定装配所用的定量方法。其原那么包括最小零件数、最少接触面和易装配。 面向制造的设计那么引入诸如零件最少原那么和易制造原那么等指点产品的设计。 面向性能的设计中，设计团队从产品整个生命周期的角度审查有关产品的一切独立的规那么集，从而完成产品界面及功能设计、零件特征设计、加工方法选用、工艺性设计和工艺方案的选择等。.二、CIMS的技术体系概述 2.2 设计自动化技术 2.2.6

30、 DFx面向产品全生命周期的设计 面向方案的设计是为了从不同设计方案中选择破费最小的方案，它涉及产品设计方案的数量、产品设计阶段和产品设计更改的代价等要素。 面向环境的设计是指在产品设计时从对环境的影响角度出发，思索产品在全生命中的运用。 面向后勤的设计是指设计人员在设计时利用不同的约束进展产品设计，如费用驱动约束、最小时间约束等。.二、CIMS的技术体系概述 2.2 设计自动化技术 2.2.7 异地、协同、虚拟设计 随着计算机技术、网络技术的开展以及全球性市场的构成，异地设计、协同设计和虚拟设计日益成为CIMS设计自动化领域的研讨热点。 异地设计是指处于不同地理位置同一单位或不同单位的设计人

31、员各自发扬优点，共同完成某一设计义务；协同设计是指同一单位或不同单位的设计人员同时同地、同时异地、异时同地或异时异地共同完成某一设计义务；虚拟设计是借助计算机等工具，在计算机上模拟设计出新产品，以供有关各方分析、评价、参考。异地设计、协同设计和虚拟设计均涉及Internet/Intranet支持环境下的产品需求定义与建模、产品数据管理、产品数据交换、产品开发过程模型、集成方式、体系构造及支持工具等相关技术。 .二、CIMS的技术体系概述 2.2 设计自动化技术 2.2.8 并行工程 并行工程的详细内涵主要有：1并行工程是一种系统化的任务方式。它强调产品全生命周期的市场需求分析、产品定义、研讨开

32、发、设计、制造、支持包括质量、销售、采购、发送、效力及产品报废等各相关阶段过程的集成、并发与优化；人们在产品生命周期的上游阶段任务时，就要充分思索下游任务的可实现性，尤其是在产品设计阶段，要进展可制造性、可装配性、可测试性、可维护性、可靠性、可支持性和本钱合理性等方面的设计。它要求产品生命周期各阶段任务间能及时交流、协调，尽量防止跨阶段的大返工。.二、CIMS的技术体系概述 2.2 设计自动化技术 2.2.8 并行工程 并行工程的详细内涵主要有：2并行工程以产品为中心，组成由有关部门代表参与的多学科小组进展团队任务。这种任务方式不仅加强了部门间的协调，而且集成了多学科人员的智慧。根据产品复杂程

33、度不同，可组成有层次的团队任务小组群。假设条件允许，期望用户也成为团队的成员。3并行工程采用新型的信息化的先进设计、制造技术，以支持产品及其过程的数字化定义、计算机辅助设计与制造如CAD/CAE/CAM等、计算机辅助下游可实现性设计如DFA/DFM/DFT等、计算机辅助团队协同任务及各阶段部门间的信息集成等。.二、CIMS的技术体系概述 2.3 制造自动化技术 2.3.1 自动化制造设备和控制技术 2.3.2 消费方案与消费调度 2.3.3 自动化物流技术 2.3.4 制造过程监控 2.3.5 制造执行系统.二、CIMS的技术体系概述 2.3 制造自动化技术 制造自动化系统主要由制造设备系统、

34、物料运输与存储系统、制造信息系统等组成。 制造设备系统主要包括： 公用自动化机床 组合机床自动线 数控机床、加工中心、分布式数字控制(DNC) 柔性制造单元(FMC)、柔性制造系统(FMS) 柔性消费线(FML)等加工设备 丈量设备、辅助设备(如刀具系统)、夹具安装等 .二、CIMS的技术体系概述 2.3 制造自动化技术 物料运输与存储系统包括： 传送带 有轨小车 自动导向小车 立体仓库 搬运机器人 托盘站等.二、CIMS的技术体系概述 2.3 制造自动化技术 制造信息系统： 计算机控制系统 数据库管理系统 网络通讯系统 制造信息的获取、分析、处置以及各种信息交换 物料流管理 制造过程监视与控

35、制 消费方案与消费调度等 .二、CIMS的技术体系概述 2.3 制造自动化技术 2.3.1 自动化制造设备和控制技术 自动化制造设备和控制技术主要有数控技术、DNC、FMC、FMS以及快速成型技术等。.二、CIMS的技术体系概述 2.3 制造自动化技术 2.3.2 消费方案与消费调度 消费方案处理做什么(What to do)的问题，即消费什么消费多少的问题； 消费调度那么处理怎样做(How to do)的问题，即按什么次序消费和何时消费的问题。 消费方案与调度优化的目的不仅仅要处理如何缩短等待时间问题，而且要处理如何提高设备利用率、满足用户需求、紧缩库存与在制品、降低消费本钱和提高经济效益等

36、问题。 据有关资料统计：在消费过程中工件在现场、缓冲区和仓库中等待加工的等待时间占了工件总流通时间的95%，而真正用在工件加工上的时间缺乏5%。由此可见，在大大缩短等待时间以最终缩短产品消费流通时间和消费周期方面大有潜力可挖。 .二、CIMS的技术体系概述 2.3 制造自动化技术 2.3.3 自动化物流技术 物流技术主要涉及： 物流的装卸、保送、识别控制、存取等环节，物流自动化就是要实现物流各个环节的综合自动化。 制造自动化系统中可以采用的物流技术有多种，目前较为先进的有自动导向小车、机器人、自动化立体仓库、空中自动运输车等，此外还有保送辊道、传送带、悬挂链、地链小车、升降机、带真空吸盘的转移

37、安装以及平衡吊，叉车和工位缓冲站等。.二、CIMS的技术体系概述 2.3 制造自动化技术 2.3.4 制造过程监控 制造过程监控是利用传感检测技术、信号处置、方式识别、信息实际、人工智能、预告决策、控制工程、电子技术、计算机技术及有关专业领域的研讨成果，以制造过程的设备含刀具、流程及产质量量为研讨对象，根据制造过程中的二次效应(如热力参数、电磁参数、机械力学参数、各种性能参数等)及其动态变化，在不影响制造过程正常任务的前提下，在线识别制造过程形状，分析制造过程中的问题，经过参数调理，提供稳定的消费条件。.二、CIMS的技术体系概述 2.3 制造自动化技术 2.3.4 制造过程监控 1. 对制造

38、过程的设备形状进展监测，做出能否有缺点、缺点种类、缺点部位、缺点严重程度、缺点开展变化趋势等诊断结果，判别设备性能劣化趋势，并制定出相应对策和处置结果，对设备进展自动控制； 2. 对制造过程的流程进展监控； 3. 对制造过程的产质量量进展监控。设备监控是流程监控的根底，设备监控和流程监控是质量监控的重要保证。设备监控、流程监控和质量监控互为支撑，相互浸透。 .二、CIMS的技术体系概述 2.3 制造自动化技术 2.3.5 制造执行系统 MES是位于企业上层消费方案MRPII/ERP和底层工业控制之间，面向车间层的消费管理技术与实时信息系统。MES强调制造方案的执行，它在方案管理层和底层控制之间

39、架起了一座桥梁，填补了两者之间的鸿沟89。 MES的主要研讨内容： MES研讨车间实践信息环境下的建模、决策及信息处置； 车间资源配置、消费调度与控制中的决策模型与决策机制； 车间的信息集成、信息搜索与自组织、数据发掘及知识发现等智能信息处置方法； 构建矫捷化可重构的MES集成信息模型。.二、CIMS的技术体系概述 2.4 集成化管理与决策技术 2.4.1 企业管理方式 2.4.2 管理支持系统 2.4.3 CIM管理系统方法论 2.4.4 企业过程重组 2.4.5 全面质量管理.二、CIMS的技术体系概述 2.4 集成化管理与决策技术 2.4.1 企业管理方式 企业管理方式是企业为实现其运营

40、目的，而组织其资源、运营消费活动的根本框架和方式，典型的现代企业管理方式与方法有：制造资源方案、企业资源方案、准时消费、供应链管理等。先进企业管理方式是实现CIMS管理与决策信息系统的实际根底。 .二、CIMS的技术体系概述 2.4 集成化管理与决策技术 2.4.1 企业管理方式 1制造资源方案 制造资源方案即MRPIIManufacturing Resource Planning是美国在20世纪70年代提出的一种现代企业消费管理方式和组织消费的方式。它是以物料需求方案MRPMaterial Requirement Planning为中心的企业消费管理方案系统。其根本思想是：基于企业运营目的制

41、定消费方案，围绕物料转化，组织制造资源，实现按需求按时消费。 MRPII系统分为五个方案层次：运营规划、消费方案大纲、主消费方案、物料需求方案和车间作业方案。MRPII方案层次表达了由宏观到微观，由战略到战术，由粗到细的深化过程。.二、CIMS的技术体系概述 2.4 集成化管理与决策技术 2.4.1 企业管理方式 2企业资源方案 普通而言，除了MRPII的主要功能外，ERP系统还包括以下功能：供应链管理、销售与市场、分销、客户效力、财务管理、制造管理、库存管理、工厂与设备维护、人力资源、报表、制造执行系统、任务流效力和企业信息系统等方面。此外，还包括金融投资管理、质量管理、运输管理、工程管理、

42、法规与规范和过程控制等补充功能。.二、CIMS的技术体系概述 2.4 集成化管理与决策技术 2.4.1 企业管理方式 3准时消费 准时消费JIT，Just in Time是20世纪70年代末由日本丰田汽车制造公司设立并实施的一种东方式现代企业消费管理方式。 JIT的根本概念是指在所需求的准确时间，按所需求的质量和数量，消费所需求的产品。它的理想目的是六个“零“和一个“一，即零缺陷、零预备、零库存、零搬运、零缺点停机、零提早期和批量为一。JIT的构成主要包括：基于看板的消费控制、全面质量管理、全体雇员参与决策、供应商的协作关系等。 此外，JIT还强调消除消费中的一切浪费，包括消除过量消费、消除部

43、件与操作者的挪动和等待时间、物料积压储存和消费次品等等。.二、CIMS的技术体系概述 2.4 集成化管理与决策技术 2.4.1 企业管理方式 3准时消费 JIT是一种提高整个消费管理程度和消除浪费的严谨方法。其目的是运用最少量设备、安装、物料和人力资源，在规定的时间、地点，提供必要数量的零部件，到达以最低本钱、最高效益、最好的质量、零库存进展消费和完成交货的目的。 与MRPII的“推式消费管理方式相对照，JIT是一种“拉式消费管理方式。.二、CIMS的技术体系概述 2.4 集成化管理与决策技术 2.4.1 企业管理方式 4供应链管理 供应链或供需链Supply Chain作为跨企业中多个职能部

44、门活动的集合，包括从定单的发送和获取、原资料的获得、产品的制造到产品分配发放给用户的整个过程。它是描画商品需、产、供过程中各实体、活动及其相互关系动态变化的网络。它包括的主要环节有：顾客、制造、分发、运输、库存方案、预估和供应方案等。供应链管理是经过前馈的信息流需方向供方流动，如订货合同、加工单、采购单等和反响的物料流和信息流供方向需方的物料流及伴随的供应信息流，如提货单、入库单、完工报告等，将供应商、制造商、分销商、零售商直到最终用户连成一个整体的方式。 供应链既是一条从供应商到用户的物流链，又是一条价值的增值链。 .二、CIMS的技术体系概述 2.4 集成化管理与决策技术 2.4.2 管理

45、支持系统 CIM管理支持系统MSS是指在CIMS环境下，以先进的管理技术与方式为中心，与CIMS其它分系统亲密配合并充分集成，管理与控制全企业运营消费活动的集成化管理决策信息系统。 MSS包括： 管理信息系统MIS 决策支持系统DSS 指点信息系统EIS等。其中，MIS主要涉及运营销售管理、方案管理、物料管理、消费管理、车间作业管理、财务管理、人力资源管理、采购与供应管理、库存管理、设备管理、能源管理、人事劳资管理、质量信息管理等方面。DSS是协助管理者就消费运营管理问题进展决策与选择的辅助支持工具系统。EIS那么是专门为企业顶层指点效力的战略级综合信息查询与处置系统。.二、CIMS的技术体系

46、概述 2.4 集成化管理与决策技术 2.4.2 管理支持系统其中： MIS主要涉及运营销售管理、方案管理、物料管理、消费管理、车间作业管理、财务管理、人力资源管理、采购与供应管理、库存管理、设备管理、能源管理、人事劳资管理、质量信息管理等方面； DSS是协助管理者就消费运营管理问题进展决策与选择的辅助支持工具系统； EIS那么是专门为企业顶层指点效力的战略级综合信息查询与处置系统。.二、CIMS的技术体系概述 2.4 集成化管理与决策技术 2.4.3 CIM管理系统方法论 CIM管理系统方法论涉及CIMS管理系统方法指南、企业建模和计算机支撑环境，如面向管理的企业模型与建模技术、企业管理系统分

47、析、设计方法及计算机辅助工具和面向管理的人机交互技术等。.二、CIMS的技术体系概述 2.4 集成化管理与决策技术 2.4.4 企业过程重组 企业过程重组BPR，Business Process Engineering是以企业过程为改造对象，从顾客的需求出发，对企业过程进展根本性的思索和分析，根据企业的战略目的和思想过程方式，对过程进展彻底的重新设计，以信息技术、人与组织管理为使能器，使企业的性能目的和业绩得到宏大的改善。 BPR被称为“现代管理的一场革命，一些大公司如福特、IBM、通用汽车等，纷纷报道了BPR所带来的宏大效果。 .二、CIMS的技术体系概述 2.4 集成化管理与决策技术 2.

48、4.4 企业过程重组 BPR的根本内容包括人的重构、运营过程重构、技术重构、组织构造重构和企业文化的重构。 在我国，BPR也引起了企业管理实际研讨者的关注。在我国当前国有企业“机制改革、构造改组、技术改造和加强企业管理、建立现代企业制度的过程中，研讨先进的BPR实际，结合我国企业的实践情况进展实施，以过程的观念重构科学的运营管理方式、吊销不增值的企业过程，简化组织机构，削减管理层次，面向市场，关怀客户，以顾客为导向，推行信息技术的运用，充分发扬信息技术的潜能，注重人力资源。加强观念教育和培训，提倡发明性和革新精神，提高企业对变化的接受才干，将为我国企业管理程度、员工素质以及综合竞争实力的提高起

49、到重要的作用。 .二、CIMS的技术体系概述 2.4 集成化管理与决策技术 2.4.5 全面质量管理 企业为了确保能以高质量的产品在猛烈的市场竞争中取胜，必需运用信息技术、计算机技术等先进技术提高企业质量管理的程度，加强质量保证和质量控制的有效性。CIMS中的质量保证系统在网络数据库的支持下，从产品设计、开发、直到售后效力全生命周期中对与质量有关的数据进展有效的采集、处置、评价和决策，对质量管理、质量保证、质量控制活动进展有效的管理，实现企业质量管理的整体优化，以到达全面满足顾客需求、提高市场竞争才干的目的。 CIMS质量保证系统分布在企业的各个层次，它涉及底层的各个消费工序的质量检测与控制、

50、检验实验设备的管理，也涉及上层的质量问题决策，既覆盖产品制造过程，也覆盖产品开发过程和效力过程。 .二、CIMS的技术体系概述 2.4 集成化管理与决策技术 2.4.5 全面质量管理 1质量功能配置 质量功能配置QFD，Quality Function Deployment是从质量保证的角度出发，经过一定的市场调查方法获取顾客需求，并采用矩阵图解法将顾客需求分解到产品开发的各个阶段和各职能部门中，经过协调各部门的任务以保证最终产质量量，使得设计和制造的产品能真正地满足顾客的需求。 QFD是一种顾客驱动的产品开发方法，是一种在产品设计阶段进展质量保证的方法，也是使产品开发各职能部门协调任务的方法

51、。其目的是使产品能以最快的速度、最低的本钱和最优的质量占领市场。质量功能配置包括调查和分析顾客需求、顾客需求的瀑布式分解等阶段。.二、CIMS的技术体系概述 2.4 集成化管理与决策技术 2.4.5 全面质量管理 2面向质量的设计 DFQ(Design for Quality)是指在产品的开发和设计过程中，要根据一定的准那么和方法将各种需求转化为产质量量特性，即性能、可信性、平安性、适宜性、经济性和时间性的设计。 QFD是一种顾客驱动的产品开发方法，DFQ使产品开发由单纯满足性能目的的设计，进入在总体优化的前提下进展诸多特性和全生命周期的综合权衡设计的新阶段；使产品开发和设计过程以一系列系统的

52、、科学的设计工具为根底，从而提高企业产品开发的程度和才干。.二、CIMS的技术体系概述 2.4 集成化管理与决策技术 2.4.5 全面质量管理 2面向质量的设计 DFQ涉及的方法和工具可以分为面向目的的工具、综合工具、验证工具三大类： 面向目的的工具协助产品开发小组系统地将需求转化为产品的技术特征和技术规范； 综合工具协助设计者在进展概念设计和详细设计时综合思索多方面的要素等； 验证工具用来评价和验证已设计的产品构造、性能、规范能否符合质量要求，包括缺点方式及效应分析、缺点树分析、设计评审等。.二、CIMS的技术体系概述 2.4 集成化管理与决策技术 2.4.5 全面质量管理 3集成质量系统

53、集成质量系统IQS，Integrated Quality System是计算机辅助质量系统CAQ开展的新阶段。集成质量系统的开展主要表达在以下四个方面： 1集成程度的提高 计算机辅助质量系统实现系统信息集成，而集成质量系统在信息集成的根底上进一步实现功能集成和过程集成。 2过程的延伸 计算机辅助质量系统主要涉及产品制造过程中的质量管理、质量保证和质量控制。集成质量系统那么不仅涉及产品制造过程，而且延伸到产品设计开发阶段和售后效力，即实现产品生命周期全过程的质量控制和质量保证，顺应并行工程的方式。.二、CIMS的技术体系概述 2.4 集成化管理与决策技术 2.4.5 全面质量管理 3集成质量系统

54、3范围的扩展 计算机辅助质量系统以企业内局域网为支持，实现企业内部质量信息的集成。随着矫捷虚拟企业的出现，对集成质量系统提出了直接获取国际性质量信息的需求，集成质量系统在Internet的支持下实现企业间质量信息的集成和质量监控。4智能程度的提高 人工智能技术在集成质量系统诸多方面的运用，包括质量问题决策质量分析诊断、质量方案生成、过程监控等，使集成质量系统的智能程度提高并更为有效。.二、CIMS的技术体系概述 2.4 集成化管理与决策技术 2.4.5 全面质量管理 3集成质量系统3范围的扩展 计算机辅助质量系统以企业内局域网为支持，实现企业内部质量信息的集成。随着矫捷虚拟企业的出现，对集成质

55、量系统提出了直接获取国际性质量信息的需求，集成质量系统在Internet的支持下实现企业间质量信息的集成和质量监控。4智能程度的提高 人工智能技术在集成质量系统诸多方面的运用，包括质量问题决策质量分析诊断、质量方案生成、过程监控等，使集成质量系统的智能程度提高并更为有效。.二、CIMS的技术体系概述 2.5 支撑技术 2.5.1 CIMS的网络类型 2.5.2 CIMS的网络管理 2.5.3 CIMS的数据库类型 2.5.4 异构数据库的集成 2.5.5 数据仓库.二、CIMS的技术体系概述 2.5 支撑技术 2.5.1 CIMS的网络类型 CIMS的支撑技术包括计算机网络和数据库系统。 CI

56、MS涉及的网络概念主要有企业网、内联网Intranet、外联网Extranet和因特网Internet。计算机网络的根本功能是突破地理限制，实现资源信息、软件、硬件和效力共享，作为支撑技术之一的计算机网络保证了在正确的时候、将正确的信息、以正确的方式、送到正确的地方，以便执行正确的操作。 数据库系统的根本功能是对数据进展组织、存储和管理。企业在消费控制过程和运营管理过程中必然会产生大量的数据，对这些数据进展有效的管理和合理运用，并从大量的数据中提取出最有效的信息以支持企业的决策，是数据库的根本目的。 .二、CIMS的技术体系概述 2.5 支撑技术 2.5.2 CIMS的网络管理 网络管理是保证

57、网络平安、可靠、高效和稳定运转的必要手段。CIMS网络管理，就是经过监视、分析和控制CIMS网络，保证CIMS网络效力的有效实现。随着网络规模的扩展和网络复杂性的添加，网络管理已成为整个网络系统中必不可少的一部分。从运用角度，一个网络管理系统应该满足以下要求：同时支持网络监视和控制两方面的才干；可以管理一切的网络协议；尽能够大的管理范围；尽能够小的系统开销；可以管理不同厂家的连网设备；包容不同的网管系统。.二、CIMS的技术体系概述 2.5 支撑技术 2.5.3 CIMS的数据库类型 在一个计算机集成制造系统中，能够含有多个数据库，甚至是多个不同种类的数据库，这就需求采用数据库的互联技术，确保

58、用户能正确、一致地共享有关数据，所以，数据库及数据库技术是CIMS实现信息集成的根底。目前适用于CIMS的数据库类型可按以下三种方法进展分类：1按存放数据性质分类2按数据模型性质分类3按数据分布方式分类.二、CIMS的技术体系概述 2.5 支撑技术 2.5.3 CIMS的数据库类型 1按存放数据性质分类在CIMS中常用的数据库主要有： 一类是存放运营管理数据的管理型数据库； 一类是存放产品数据的工程数据库； 在决策支持系统中还需专门存放决策模型的决策知识的特殊库称为模型库和知识库。 .二、CIMS的技术体系概述 2.5 支撑技术 2.5.3 CIMS的数据库类型 2按数据模型性质分类 有层次数

59、据库、网状数据库、关系型数据库、面向对象数据库、多媒体数据库及演绎数据库等。.二、CIMS的技术体系概述 2.5 支撑技术 2.5.3 CIMS的数据库类型 3按数据分布方式分类 有集中式与分布式两种。在集中式数据库系统中，数据集中存放在一个结点上，供有关用户共享。在分布式数据库系统中，按数据的来源及需求，将它们分布在不同结点上的多个物理数据库中，而从逻辑上看，为单一数据库。.二、CIMS的技术体系概述 2.5 支撑技术 2.5.4 异构数据库的集成 CIMS是一个综合的计算机运用系统，由多个不同的功能系统组成，如ERP、PDM等，这些系统因数据对象的不同有能够运用了不同的数据库管理系统。另外

60、，企业实施CIMS工程普通都要阅历几个开展阶段，由于技术或市场等缘由，在不同时期配置的数据库管理系统能够会不一样。这样，在一个企业的CIMS中，难免会包含几种不同的数据库管理系统 。.二、CIMS的技术体系概述 2.5 支撑技术 2.5.4 异构数据库的集成 1数据的迁移和转换 利用数据转换程序，对数据格式进展转换，从而能被其它的系统接纳。这种方法处置简单，已为大多数用户了解和接受。许多数据库管理系统DBMS都自带有一些数据转换程序，也为用户提供了方便。但这种方式当数据更新时会带来不同步的问题，即使人工定时运转转换程序也只能到达短期同步，这对于数据更新频繁而实时性要求很高的场所不太适用。 .二