计算机集成制造系统介绍

1、计算机集成制造系统介绍一、CIMS的产生及定义计算机集成制造系统（Computer Integrated Manufacturing System, CIMS）是1973年美国的约瑟 夫哈林顿博士在计算机集成制造XComputer Integrated Manufacturing） 一书中首次提出的。当时， 他提出了两个基本观点： 企业生产的各个环节，包括市场分析、产品设计、加工制造、经营管理以 至售后服务等全部经营活动，是一个不可分割的整体，要紧密连接，统一考虑；整个经营过程实质 上是一个数据的采集、传递和加工处理的过程，其最终形成的产品可以看作是数据的物质表现。因此， 企业作为一个统一的整

2、体，必须从系统的观点、全局的观点出发，广泛采用计算机等高新技术，加速 信息的采集、传递和加工处理过程，提高工作效率和质量，从而提高企业的总体水平。计算机集成制造是一 种理念，其实质就是用信息技术对制造系统进行全局优这是一种先进的理念其内涵是借I于以计算机为核心 的信息技术，将企业中各种与制造有关的技术系统集成起来，使企业得至|整体优化，从而提高企业适应市场竞争的 能力，CIMS已代表了当今工厂综合自动化的最高水平。从CIMS概念的提出到现在已有30余年了。30年来，CIMS的概念已从美国等发达国家传播到发 展中国家，已从典型的离散型机械制造业扩展到化工、冶金等连续或半连续制造业。CIMS概念已

3、被越 来越多的人所接受，成为指导工厂自动化的思想，有越来越多的工厂按、思想，采用计算机技术实现 信息集成，建成了不同水平的计算机集成制造系统。CIMS是自动化程度不同的多个子系统的集成。随着科学的发展和技术的进步，制造业中的计算机应 用水平在迅速提高出现了多种不同的自动化系统如管理信息系筑MIS）制造资源计划MRPII ）系统、计算 机辅助设计（CAD）系统、计算机辅助工艺设计（CAPP）系统、计算机辅助制造（CAM）系统、柔性 制造系统（FMS）以及数控机床（NC，CNC）机器人等。CIMS正是在这些自动化系统的基础上发展起 来的，它根据企业的需求和经济实力，把各种自动化系统通过计算机实现信

4、息集成和功能集成然，这些子 系统也使用了不同类型的计算机，有的子系统本身也是集成的，如MIS实现了多种管理功能的集成，FMS实现 了加工设备和物料输送设备的集成等。但这种集成是在较小的局部，WCIMS是针对整个企业的集成。二、CIMS的体系结构CIMS 一般由四个功能分系统和两个支撑分系统构成四个功能分系统分别是1、管理信息系统。其是以制造资源计戈MRPII为核心，包括预测、经营决策、各级生产计划、生产技术准备、销售、供应、财务、成本、设备、工具和人力资源等管理信息功能，通过信息集成，达到缩短产 品生产周期、降低流动资金占用，提高企业应变能力的目的。2、产品设计与制造工程设计自动化系统。其是用

5、计算机辅助产品设计、制造准备以及产品性能测 试等阶段的工作，通常成为CAD/CAPP/CAM系统。它可以使产品开发工作高效、优质地进行。3、制造自动化（柔性制造）系统。其是在计算的控制与调度下，按照NC代码将毛胚加工成合格的 零件并装配成部件或产品制造自动化系统的主要组成部分有加工中心、数控机床、运输小车、立体仓库、 及计算机控制管理系统等。4、质量保证系统。其是通过采集、存储、评价与处理存在于设计、制造过程中与质量有关的大量 数据，从而提高产品的质量。两个支撑系统分别是：1、网络系统。其是支持CIMS各个系统的开放型网络通讯系统，采用国际标准和工业标准规定的 网络协议（如MAP，TCP/IP

6、）等，可实际异种机互联，多种网络的互联，满足各应用系统对网络支持服 务的不同需求，支持资源共享、分布处理、分布数据库、分成递阶和实时控制。2、数据库系统。其是支持CIMS各分系统，覆盖企业全部信息，以实现企业的数据共享和信息集 成。通常采用集中与分布相结合的三层体系控制结构h主数据管理系统、分布数据管理系统、数据控制 系统，以保证数据的安全性、一致性、易维护性等。三、CIMS的发展计算机是CIMS的物质基础和技术支柱，1945年第一台计算机问世以来，对制造业而言，就产品 开发，制造和经营管理三大主要活动领域其单项独立应用已达到很高的水平在产品制造方面，1954年研制 出第一台数控机床，为CIM

7、S奠定了基础，为柔性自动化提供了条件。1967年建成了第一套柔性制造 系统，解决了柔性和生产率相互矛盾的问题是供了工业生产全面现代化的条件在产品开发设计方面，20世 纪50年代中后期诞生了CAD近年来又开发出了通用集成化的现代CAD，并向CIMS系统集成化方向迅 速发展。企业经营管理方面，1954年计算机进人管理业务领域，从信息流的管理上升到物料流的管理， 产生了一个新的飞跃，其代表是MRPII。上述各项技术，基本上只是单独地使制造业的各个局部环节。 在科技的发展和市场需求变化的共同推动下，许多专家和学者经分析研究认为，把前述各项技术加以 有机的集成，综合地应用起来，可以获得整体的最佳效益。这

8、就产生了一种崭新的，标志着新的一次 制造技术变革的组织和管理生产的思想和方法，即计算机集成制造CIM( Computer Integrated Manufacturing)，具体的体现是CIMS，而开始得到重视并大规模实施则是在十年之后。其根源是美国20 世纪70年代的产业政策发生偏差，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。这导致美国制造业优势的衰退，并在20世纪80年代初开始的世界性石 油危机中暴露无遗。此时，美国才开始重视制造业，并决心用其信息技术的优势夺回制造业的霸主地位， 并且认为CIMS是最优的选择。四、CIMS在我国企业中的应用我国开展CIMS研究与

9、应用已有10多年的历史。为了跟踪国外这一先进技术，我国在 1987年开始实施“863高技术计划”的CIMS主题，经过10多年的努力实施，取得的主要成 绩可概括如下：以少量的科技投入，鼓励大专院校科技人员与企业结合，在企业中推广高技术（CIMS 及有关单元技术），使企业具有了应用高技术、提高综合竞争能力的意识；通过CIMS计划 的实施，推动了企业应用信息技术，提高了生产率和经营管理水平；为探索在我国条件下发展高 技术及其产业化的道路提供了可借鉴的经验和教训通过CIMS计划的实施，有的企业取得了 明显的经济效益；在高校、企业培养了大批掌握IMS技术及相关技术的人才；开发建立了若 干具有自主版权、且

10、已初步形成商品的软件产品；建立DIMS工程技术研究中心、一批实验 网点和培训中心，为CIMS技术的研究、试验、人员培训打下了基础在清华大学设立了CIMS 工程中心，获得美SBME1994年度“大学领先奖”；华中理工大学CIMS研究中心，获得美国 SME1999年度“大学领先奖”；北京第一机床厂作为实施CIMS试点单位，获得美国SME1995 年度“工业领先奖”，为国家赢得了荣誉我国CIMS的最主要特点是，用“系统论”指导CIMS研 究与发展，强调集成与优化，多学科协同发展，理论与实践紧密结合。在CIMS产业化方面，国产CIMS产业已经崛起，初步形成了 11个系列的CIMS 目标产品，覆盖了企业信息化工程所需要软件产品的85%以上；863/CIMS目标产品已在 50%的CIMS应用示范企业得到应用，1999年CIMS主题支持的目标产品销售额已超 亿元；国内领先的CIMS目标产品开发单位联合形成了一支在市场上可与国外软件竞 争的生力军，在国内形成了一支约3000人的具有较高水平的CIMS研究和产品开发队 伍。CIMS总体技术的研究已处于国际上比较先进的水平。在企业建模、系统设计方法、 异构信息集成、基于STEP的CAD/CAP