现代制造管理模式课件

第十一章现代制造管理模式第一部分准时生产（JIT）和精细生产（LP)第二部分计算机集成制造系统（CIMS)第三部分企业业务流程重构（BPR)第四部分敏捷制造（AM）和单元生产（CM）第五部分大量定制（MC)第六部分供应链管理第七部分约束管理（TOC）1第十一章现代制造管理模式第一部分准时生产（JIT）导入案例美国婴儿车公司美国婴儿车公司是在美国生产和销售婴儿车方面的“领导企业”。它一直生产价格适中且高质量的婴儿车。公司因设计富有创意、销售系统良好而出名。公司将产品卖给主要的百货商店、折扣店、婴儿设施商店。美国总共有2000家不同的场所在销售该公司的产品。公司在过去的50年里一直处于市场的领先地位。目前占美国市场40％的份额。公司2导入案例美国婴儿车公司2的总裁朱迪（JudyHawkins），参加完北卡罗来纳州大学一个关于准时制生产的会议后认为：我们必须得想办法来解决高存货、低服务和高成本的问题。运用准时制可以减少周转时间、提高质量、最大限度地减少存货和成本，准时制的方法对公司的生产会起作用。目前，日本人的攻势很猛，日本公司似乎是卖低价格的婴儿车，但更强调质量、成本和设计的可靠性。除非我们现在开始行动，否则我们就会失去市场份额和利润。3的总裁朱迪（JudyHawkins），参加完北卡罗来纳州大①不能准时供应②零部件生产不配套，积压零部件多③产品生产周期长，劳动生产率低资金积压严重，周转率低市场需求的多样化带来产品更新速度加快使企业经营、计划系统难以适应制造业的生产管理技术就是在解决上述矛盾（问题）的过程中不断发展的传统制造业面临的生产管理问题4①不能准时供应传统制造业面临的生产管理问题4产生背景

制造业的生产方式经历了3个发展阶段：用机器代替手工，从作坊形成工厂；从单件生产方式发展到大量生产方式；从大批量生产方式到多品种小批量的柔性、集成化、智能化生产方式。近年来在美国、日本，有关制造的新概念层出不穷，例如：精益生产、敏捷制造、虚拟制造、智能制造、虚拟企业、全球制造等

(2)多品种小批量生产时代将成为生产方式的主流

(3)计算机技术和现代化管理技术在生产管理中得到广泛运用5产生背景

制造业的生产方式经历了3个发展阶段：用机器代替手工第一部分准时生产和精细生产6第一部分准时生产和精细生产6

7788991010111112121313141415151616171718181919202021212222232324242525262627272828292930303131拉动系统和物料运动当操作根据节拍时间平衡后，在工艺流程中使用看板来作为工作与拉动零件的信号32拉动系统和物料运动当操作根据节拍时间平衡后，在工艺流程中使用33333434353536363737制造单元涂刷机加焊接冲压我们的流动线可随时满足顾客的要求.我们的员工是多技能的，因为实施单件流，WIP不断降低因为实行快速换型，我们可以每天生产所有的型号制造单元涂刷机加焊接冲压我们的流动线可随时我们的员工是多技能3839391234561098712109348567为什么设计成“U”型单元布局具有柔性生产能力有利于单件流便于员工沟通节约场地401234561098712109348567为什么设计成“41414242434344444545464647474848（1）手工生产方式工厂组织机构分散工人的培养方式是师傅带徒弟、工人操作技能高、手工操作进行生产采用通用机械、实行单件生产产量低、质量差、成本高1、从手工生产方式到大量生产方式一精益生产方式的起源49（1）手工生产方式1、从手工生产方式到大量生产方式一精（2）大量生产方式的兴起

1908年，世界著名的T型汽车诞生。福特设想像生产别针和火柴那样生产T型车。因此为生产技术进行了一系列的改型,并将改进后的生产方式称为大量生产方式。其特点：●产品、零部件标准化，装配的简单化●在劳动组织上，最大限度地采用分工的原则●采用流水生产线生产方式，总装每辆轿车的工时由750分下降到93分，减少88％；每台发动机所需要的工时由750分下降到226分，减少62％。●在组织结构上，纵向一体化。50（2）大量生产方式的兴起50重要成果：●大幅度地降低汽车成本（T型车刚出现的1908年，价格是850$，1926年为290$）●社会需求的猛增，又进一步刺激了汽车工业的飞速发展1903年——第一年生产汽车——产量1700辆1908年——T型车投产——上升到一万辆1914年——装配线满负荷时——猛增到30万辆1923年——本国总产量达190万辆，占世界汽车总产量44％●劳动生产率大幅度提高1908年——514分钟（8.56小时）/每辆车1913年——2.3分钟/每辆车1914年——流水生产线1.19分钟/每辆车●推动了世界汽车工业的进步51重要成果：51(1)大量生产方式的衰落缺乏柔性是MP致命的缺陷纵向一体化的组织结构形成了臃肿官僚的“大而全”体制以过量的库存、过多的供应厂家、过多的工人和过大的生产场地作为连续生产所必须的缓冲2、从大量生产方式到精益生产方式52(1)大量生产方式的衰落2、从大量生产方式到精益生产方式52精益生产方式的产生第二次世界大战后，日本汽车工业开始起步。1950年春，丰田汽车公司的新一代领导人丰田喜一郎一行到世界最大而且效率最高的汽车制造厂——福特公司鲁奇工厂进行了为期三个月的认真考察。回国后，经研究，得出了结论——MP不适合于日本。丰田的管理者将精力集中于生产过程的整体优化——改进技术、理顺物流、杜绝超量生产、消除无效劳动和浪费、有效利用资源、降低成本、改善质量，达到以最少的投入实现最大产出的目的。53精益生产方式的产生53精益生产方式起源于日本丰田汽车公司，因此被称为“丰田生产方式”。1984年，美国麻省理工学院集中了一批各国的高级专家，研究了日本汽车工业的做法。1990年，美国MIT发表了一个“国际汽车共同研究报告”，将丰田生产方式命名为LP。1990年该报告编写成为《改变世界的机器》著作。LP逐渐被世界制造业所认识并掀起一股变革方式的热潮。精益生产方式简介54精益生产方式起源于日本丰田汽车公司，因此被称为《改变世界的机器》将LP与欧美传统的大量生产方式(MP)进行比较。对LP的优越性表述如下：①所需要的人力资源——无论是产品开发、生产系统和其他部门比大量生产（MP）均能减少至1/2②新产品开发周期——可减少至1/2到1/3③生产过程中的在制品库存——可减少至MP一般水平的1/10④工厂占用空间——可减少至MP的1/2⑤成品库存——可减少至平均库存水平的1/4⑥产品质量——可提高三倍

精益生产方式简介55《改变世界的机器》将LP与欧美传统的大量生产方式精益生产既是一种原理、一种新的管理理念，又是一个新的生产方式，它是继MP之后，对人类社会和人们的生活方式影响最大的一种生产方式。美国人认为：精益生产会真正改变世界的生产和经营形势，它将改变整个世界，对人类社会产生深远的影响。精益生产方式简介56精益生产方式简介565757585859596060二精益生产的传播及对现代制造业的重大影响1给世界汽车工业带来了巨大变革（1）对日本汽车工业的发展起到了不容忽视的作用（2）带给世界汽车工业一场深刻的变革2对现代制造业具有重大的影响和意义，丰富和发展了现代生产管理理论日本公司采用LP效果表公司推行JIT的时间库存减少（％）制造周期缩短（％）劳动生产率提高A3年454050B3年162080C4年302560D2年20505061二精益生产的传播及对现代制造业的重大影响1给世美国防部2000－2004财年制造技术五年计划投资战略把“精益”的概念集成到所有的采办与延长使用寿命项目中，战斗机的精益生产是9项国防技术目标之一。波音公司“V－22飞机零部件和其它有关国防直升机项目的精益生产”项目（1993－2002年投资210万$），计划在两年内，缩短研制周期50％，改善计划准时率50％，提高库存周转率40％。美国人认为：不能保持世界水平的制造能力必将危及国家在国内外市场竞争能力，制造业是一个国家国民经济的支柱，美国在世界各国中的威望不仅取决于强大的国防势力，而且取决于强大的制造能力。美国已提出敏捷制造——一种新的制造方式。它将使美国在2006年以前重新恢复其在制造业中的领导地位，并将在21世纪的竞争中占主导地位。62美国防部2000－2004财年制造技术五年计划投资战略把“精

指运用多种现代管理方法和手段，以社会需求为依据、以充分发挥人的作用为根本，有效配置和合理使用企业资源，最大限度地为企业谋求经济效益的一种新型生产方式。它是重新塑造一个企业，使之成为精干的、高度柔性的、低成本的、世界级竞争者的战略武器。精益生产方式是企业资源的配置方式LP的资源配置是以社会需求为依据，最大限度满足市场多元化需求LP的资源配置以彻底消除无效劳动和浪费为目标，最大限度地为企业谋求经济效益LP的资源配置自始至终把人力资源的开发放在首位LP的资源配置要综合运用各种现代管理技术和手段三精益生产的概念及特点1）精益生产方式概念63指运用多种现代管理方法和手段，以社会需求为依据、1）精益生产方式特点（1）强调人的作用，推行“以人为中心”的管理，赋予工人一定的作业管理决策权企业把雇员看作比机器更重要的固定资产充分发挥职工的创造性、主动性，不断提高职工素质强调协同工作与沟通协力工作使协调工作简化、机构简化集中不同职业和专长人员的意见，提高工作质量和工作效率组成产品开发项目组、缩短产品开发时间与供应厂家、顾客协力工作对市场做出快速响应加强沟通重视培养和发扬集体主义的团队精神641）精益生产方式特点64（2）改变传统观念，永无休止地、无情地消除浪费，以尽善尽美做为追求目标①消除浪费

企业现有生产能力＝产出＋浪费

其中浪费包括：①材料库存和在制品库存②长距离运输在制品③作业更换时间④废品及窝工⑤一切不增加产品价值的活动⑥一切治标不治本的措施和活动⑦多余的人员生产周期＝加工时间运输时间＋＋＋＋＋停放时间等待时间设备调整时间检验时间不增加附加价值的时间（应尽量缩短或省去）虽必要，也不增加产品价值增加附加价值的时间65（2）改变传统观念，永无休止地、无情地消除浪费，以尽善尽美做②追求完美目标：零废品零库存零订货时间——生产批量极小化提前期最短要缩短提前期，首先要减少批量从产品设计、工艺设计入手认真分析提前期的组成减少零件的搬运消除多余的人员维修人员过剩——等待上的浪费冗员造成超量生产——无效劳动无效动作的浪费——冗员消除66②追求完美目标：66（3）实现生产过程的同步化缩短作业更换时间（快换工装）生产过程同步化（同步节拍生产）发现和克服瓶颈环节使生产同步化就要稳定日产出率采用成组加工中心和成组流水线采用“拉动式”的管理方法：“看板管理”

67（3）实现生产过程的同步化67传统的生产方式：由生产计划部门计算每种零部件的需要量和各生产阶段的生产提前期，确定每个零部件的投入生产计划，按计划发出生产和订货指令，每个车间按指令进行生产，并将实际完成反馈到计划部门，不管后车间和后工序是否需要，均将生产完的零部件送到后车间和后工序。JIT：实现将必要的材料和零件，以必要的数量，在必要的时间，送达必要的地点，即一切生产活动包括制造、搬运、交货、供应，只有在需要产生时才发生，是用需求触发和推动生产活动。“推动式”“拉动式”（4）将“推动式”生产控制系统变为“拉动式”生产控制系统68传统的生产方式：由生产计划部门计算每种零部件的需要量和各生产3精益生产的基本原理1）不断改进，以尽善尽美为目标。企业持续不断地改进生产，消除废品，降低成本，和使产品多样化，以尽善尽美为追求的方向。2）取消一切不增值的工作，彻底消除浪费。精益生产把生产中的无效劳动和提前进入库存的过剩劳动视为浪费。3）协同工作，充分发挥人的潜力。将不同职业和专长的人员组织在一起，以小组的方式完成特定任务。4）加强沟通，促使相互了解。企业内部各部门，人员，企业与顾客，供应商之间及时传递信息，相互了解。693精益生产的基本原理694JIT的战略优势现代企业经营战略强调建立一种持久的竞争优势。LP是能最好的体现和最能实现这一思想的生产方式。LP要求生产过程不断改进，从根本上改进和完善产品质量持续地消除浪费，使成本不断降低，取得价格竞争优势降低库存——成本降低且缩短生产周期，比竞争对手更迅速地响应顾客需求的变化长期投资于工人培训和教育，极大地提高工人责任心和技能，提高工作质量704JIT的战略优势70第二部分计算机集成制造系统技术

——CIMS

ComputerIntegratedManufacturingSystem黄河科技学院于善甫71第二部分计算机集成制造系统技术

——CIMS

ComputCIM和CIMS的概念

CIM是1974年首先由美国JosephHarrington博士在《ComputerIntegratedManufacturing》一书中提出，基本观点为：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；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。

72CIM和CIMS的概念CIM是1974年首先由美国JoseCIM的定义是一种组织、管理、企业生产的新哲理，它借助计算机软硬件，综合应用现代管理技术、制造技术、信息技术、自动化技术、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，以实现产品的高质量、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。73CIM的定义是一种组织、管理、企业生产的新哲理，它借助计算机CIMS是在CIM哲理指导下建立的人机系统，是一种新型制造模式。它从企业的经营战略目标出发，将传统的制造技术与现代信息技术、管理技术、自动化技术、系统工程技术等有机结合，将产品从创意策划、设计、制造、储运、营销到售后服务全过程中有关的人和组织、经营管理和技术三要素有机结合起来，使制造系统中的各种活动、信息有机集成并优化运行，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。74CIMS是在CIM哲理指导下建立的人机系统，是一种新型制造模CIMS产生的背景

CIMS在20世纪80年代中期开始重视并大规模实施，其原因是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”，这导致美国制造业优势的急剧衰退，并在20世纪80年代初开始的世界性的石油危机中暴露无遗，此时，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。自此，CIMS的理念、技术也随之有了很大的发展。

75CIMS产生的背景CIMS在20世纪80年代中期开始重视并CIMS的发展概况

系统集成优化是CIMS技术与应用的核心技术，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，由此产生了并行工程、敏捷制造、虚拟制造等新的生产模式

76CIMS的发展概况系统集成优化是CIMS技术与应用的核心技信息集成

是改善企业时间（T）、质量（Q）、成本（C）、服务（S）所必需的，其主要内容有：（l）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基础。（2）异构环境下的信息集成。异构信息集成主要解决三个问题：①不同通信协议的共存及向ISO／OSI的过渡；②不同数据库的相互访问；③不同商用应用软件的接口。77信息集成

是改善企业时间（T）、质量（Q）、成本（C）、服务过程集成

企业为改善产品的T、Q、C、S，除了信息集成这一技术手段之外，还可对过程进行重构。传统的产品开发模式采用串行产品开发流程、设计与加工生产是两个独立的功能部门，往往造成产品开发过程经常反复，这无疑使产品开发周期变长，成本增加。如果对产品开发设计中的各个串行过程尽可能多地转变为并行过程，在早期设计阶段采用CAX、DFX工具考虑可制造性（DFM）、可装配性（DFA），考虑质量（质量功能分配），则可以减少反复，缩短开发时间。78过程集成

企业为改善产品的T、Q、C、S，除了信息集企业集成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，这便是敏捷制造的由来。敏捷制造的组织形式是企业针对某一特定产品，建立企业动态联盟（即所谓虚拟企业，VirtualEnterprise）。企业间集成的关键技术包括信息集成技术，并行工程的关键技术，虚拟制造，支持敏捷工程的使能技术系统，基于网络（如Internet／Intranet／Extranet）的敏捷制造，以及资源优化（如ERP、供应链、电子商务）。

79企业集成企业提高自身的市场竞争力，不能走“小而全”、“大而四、CIMS发展趋势

集成化数字化／虚拟化网络化柔性化智能化绿色化80四、CIMS发展趋势集成化80第二节CIMS的基本组成、体系结构及其关键技术

CIMS的基本组成81第二节CIMS的基本组成、体系结构及其关键技术CIMSCIMS是一个大型的复杂系统，包括人、经营、技术三要素82CIMS是一个大型的复杂系统，包括人、经营、技术三要素82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；③设置人员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。目前，CIMS并不过分强调物流自动化，而是侧重于以人为中心的适度自动化，即强调人、经营、技术三者的有机集成，充分发挥人的作用。83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CIMS的基本组成CIMS由管理信息系统、工程设计系统、制造自动化系统和质量保证系统四个功能分系统，以及计算机通讯网络和数据库两个支撑分系统组成

84CIMS的基本组成CIMS由管理信息系统、工程设计系统、制管理信息系统

管理信息系统是CIMS的神经中枢，指挥与控制着其它各个部分有条不紊地工作。管理信息系统通常是以制造资源计划（ManufacturingResourcePlanning，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、人力资源等各项管理信息功能。85管理信息系统管理信息系统是CIMS的神经中枢，指挥与控制着8686工程设计系统工程设计系统实质上是指在产品开发过程中引用计算机技术，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(计算机辅助设计)

、CAPP(计算机辅助工艺过程设计)

、CAM(计算机辅助制造)三大部分。87工程设计系统工程设计系统实质上是指在产品开发88888989制造自动化系统是CIMS的信息流和物料流的结合点，是CIMS最终产生经济效益的聚集地，通常由CNC机床、加工中心、FMC或FMS等组成。其主要组成部分有：（1）加工单元由具有自动换刀装置（ATC）、自动更换托盘装置（APC）的加工中心或CNC机床组成；（2）工件运送子系统有自动引导小车（AGV）、装卸站、缓冲存储站和自动化仓库等；（3）刀具运送子系统有刀具预调站、中央刀库、换刀装置、刀具识别系统等；（4）计算机控制管理子系统通过主控计算机或分级计算机系统的控制，实现对制造系统的控制和管理。90制造自动化系统是CIMS的信息流和物料流的结合点，是CIM制造自动化系统的目标①实现多品种、小批量产品制造的柔性自动化；②实现优质、低成本、短周期及高效率生产，提高企业的市场竞争能力；③为作业人员创造舒适而安全的劳动环境。

*：CIMS不等于全盘自动化，其关键是信息集成，制造系统并不要求去追求完全自动化。91制造自动化系统的目标①实现多品种、小批量产品制造的柔性自动CIMS传输系统92CIMS传输系统92质量保证系统

（1）质量计划子系统用来确定改进质量目标，建立质量标准和技术标准，计划可能达到的途径和预计可能达到的改进效果，并根据生产计划及质量要求制定检测计划及检测规程和规范。（2）质量检测子系统采用自动或手工对零件进行检验，对产品进行试验，采集各类质量数据并进行校验和预处理。（3）质量评价子系统包括对产品设计质量评价、外购外协件质量评价、供货商能力评价、工序控制点质量评价、质量成本分析及企业质量综合指标分析评价。（4）质量信息综合管理与反馈控制子系统包括质量报表生成，质量综合查询，产品使用过程质量综合管理以及针对各类质量问题所采取的各种措施及信息反馈。93质量保证系统（1）质量计划子系统用来确定改进质量目标，建立计算机通讯网络系统——支撑分系统之一计算机网络是用通信线路将分散在不同地点、并具有独立功能的多个计算机系统互相连接，按照网络协议进行数据通信，并实现共享资源（如网络中的硬件、软件、数据等）的计算机以及线路与设备的集合。具体的硬件组成部分包括：数据处理的主机、通讯处理机、集中器、多路复用器、调制解调器、终端、通信线路、异步通信适配器、网络适配器、以及网桥和网间连接器（又称网关、信关）等。再和各种功能的网络软件相结合，就能实现不同条件下的通信以支持系统集成。

94计算机通讯网络系统——支撑分系统之一计算机网络是用通信线路CIMS数据库系统——支撑分系统之二数据库管理系统是一个支撑系统，它是CIMS信息集成的关键之一。CIMS环境下的管理信息、工程技术、制造自动化、质量保证四个功能系统的信息数据都要在一个结构合理的数据库系统里进行存储和调用，以满足各系统信息的交换和共享。CIMS的数据库系统通常是采用集中与分布相结合的体系结构，以保证数据的安全性、一致性和易维护性。

95CIMS数据库系统——支撑分系统之二数据库管理系统是一个支CIMS的体系结构

就是一组代表整个CIMS各个方面的多视图多层次的模型的集合。欧共体ESPRIT计划中的AMICE专题所提出的CIMS-OSA体系结构具有一定的代表性。CIMS-OSA体系结构为制造工业的CIMS提供了一种参考模型，已作为对CIMS进行规划、设计、实施和运行的系统工具。96CIMS的体系结构就是一组代表整个CIMS各个方面的多视图CIM－OSA体系结构

97CIM－OSA体系结构97我国学者提出的“阶梯形多视图多领域CIMS体系结构”（stair-likeCIMSarchitecture，简称SLA）98我国学者提出的“阶梯形多视图多领域CIMS体系结构”（sta实施CIMS的关键技术

1、系统集成2、单元技术99实施CIMS的关键技术99第三节CIMS工程的设计与实施

先设计、后实施100第三节CIMS工程的设计与实施先设计、后实施100CIMS总体方案设计CIMS是面向整个企业的大系统。CIMS总体方案设计应以面向全局、面向未来来、保证系统的开放性、充分利用现有资源、与企业的技术改造相结合、与企业的机制转换相结合为指导思想。总体方案设计主要包括以下几方面：CIMS体系结构设计、CIMS功能设计、CIMS信息设计、CIMS资源设计、CIMS组织设计和关键技术分析。101CIMS总体方案设计CIMS是面向整个企业的大系统。CIMCIMS功能设计在CIMS功能设计中，常采用功能树、功能模型图和过程图来描述CIMS的功能。功能树是把CIMS中各种功能逐层分解展开，形成一种树状结构。功能树只能表示系统所具有的功能，无法表达各功能之间的信息联系。要表达各功能之间的信息联系，就应采用功能模型图来描述。在CIMS设计中较为普遍采用的方法是IDEF0方法。102CIMS功能设计在CIMS功能设计中，常采用功能树、功能模型TIS分系统功能树103TIS分系统功能树103CIMS信息设计CIMS任何功能的实现都需要信息的支撑，信息的有机集成在CIMS中特别重要。要实现信息的加工处理与集成，就必须建立系统的信息模型和对信息进行分类编码。这就是CIMS信息设计的内容。在CIMS设计中常用的信息建模方法有实体联系图（E－R），IDEF1及IDEF1x。104CIMS信息设计CIMS任何功能的实现都需要信息的支撑，信息CIMS资源设计CIMS中的资源包括硬件资源、软件资源和人力资源。CIMS资源设计包括硬件资源配置、软件资源配置和人力资源配置三个方面。105CIMS资源设计CIMS中的资源包括硬件资源、软件资源和人力CIMS组织设计在CIMS环境下，企业的各组织机构应把它的各种资源（包括人员、软件、硬件）统一管理起来。组织设计应完成的任务包括：（l）功能的组织。（2）信息的组织。（3）资源的组织。106CIMS组织设计在CIMS环境下，企业的各组织机构应把它的各关键技术分析（1）关键技术的介绍说明关键技术的实质性问题，包括它在整个CIMS工程中的地位和作用、关键技术的技术难点等。（2）提出关键技术的解决途径在初步设计阶段，可根据现有的认识水平，对每一关键技术绘出拟采用的解决途径、并说明其可行性。（3）提出关键技术的解决方案，并论证其可行性。107关键技术分析（1）关键技术的介绍说明关键技术的实质性问题，包二、CIMS工程实施CIMS工程的实施阶段是设计阶段的延续。863/CIMS专家组针对CIMS工程实施过程中所要遵循的技术原则和方法，提出了“效益驱动，总体规划，重点突破，分步实施”的方针。这一原则适用于CIMS的设计阶段，也适用于系统实施阶段，可供企业制定CIMS技术路线时参考。108二、CIMS工程实施CIMS工程的实施阶段是设计阶段的延续。CIMS实施原则具体体现在四个方面1、贯彻“效益驱动”的原则2、充分利用企业现有资源3、与企业技术改造紧密结合4、分步实施，重点突破

CIMS工程实施周期长、工程复杂、项目组织管理难度大，应制定详细的实施进度计划。109CIMS实施原则具体体现在四个方面1、贯彻“效益驱动”的原则第四节CIMS应用实例（1）在工程设计自动化方面，可提高产品的研制和生产能力，便于开发技术含量高和结构复杂的产品，保证产品设计质量，缩短产品设计与工艺设计的周期，从而加速产品的更新换代速度，满足顾客需求，从而占领市场。（2）在制造自动化或柔性制造方面，加强了产品制造的质量和柔性，提高了设备利用率，缩短了产品制造周期，增强了生产能力，加强了产品供货能力。（3）在经营管理方面，使企业的经营决策和生产管理趋于科学化，使企业能够在市场竞争中，快速、准确地报价，赢得时间，同时，降低库存资金的占用，提高资金的周转效率。110第四节CIMS应用实例（1）在工程设计自动化方面，可提高产品国外成功案例1985年，美国科学院对美国在CIMS方面处于领先地位的五家公司——麦克唐纳道格拉斯飞机公司、迪尔拖拉机公司、通用汽车公司、英格索尔铣床公司和西屋公司进行调查和分析，采用CIMS可以获得如下收益：产品质量提高200%～500%；生产率提高40%～70%；设备利用率提高200%～300%；生产周期缩短30%～60%。

111国外成功案例1985年，美国科学院对美国在CI国内案例成都飞机工业公司1989年开始开展CIMS工程，经过10年的发展完善，使得企业在产品制造能力和公司管理水平方面上了一个新台阶，从而赢得了国外航空产品转包生产的订单，经济效益十分明显。10年来，企业仅在网络和数据库方面累计投资就超过2000万元，但是当初的投资在今天得到了回报。企业目前很好地实现了信息共事和集成，并且利用开放系统避免建设信息孤立岛，省去了大量的重复性劳动。112国内案例成都飞机工业公司1989年开始开展CIMS工程，经113113沈阳鼓风机厂（生产大型涡轮压缩机）CIMS案例实施CIMS之前，用户从订货到交货需要18个月，而国外厂商一般仅需10～12个月；国外厂商在2周之内便可提供精确的报价，而“沈鼓”需要6周才能提供粗略的报价，连参与国际投标的资格都不具备。实施CIMS工程之后，交货周期缩短到了10～12个月，技术报价、财务报价和商务报价也缩短为2周。由于设计周期、生产准备周期和制造装配周期的缩短，生产能力大大提高。114沈阳鼓风机厂（生产大型涡轮压缩机）CIMS案例实施CIMS之东方电机股份有限公司CIMS案例分析是我国大型发电设备开发、设计与制造的三大重要企业之一，在产品设计、制造、生产经营管理方面迫切需要与国际先进技术水平接轨，参与国际市场竞争，需要运用CIMS环境的先进制造技术与生产经营管理思想来指导。为此，东方电机股份有限公司与技术依托单位四川大学于1997年初组建东方电机计算机集成制造系统（简称DFEM-CIMS）联合设计组，在深入调研和分析东方电机生产实际的基础上，得出了东方电机实施CIMS工程的必要性、迫切性和可行性。针对东方电机产品技术密集、结构复杂、制造周期长的特点，设计DFEM-CIMS的体系结构，创建了在计算机网络和分布式数据库支持环境下，集技术信息分系统、管理信息分系统、计算机辅助质量信息分系统和制造自动化分系统为一体的DFEM-CIMS。115东方电机股份有限公司CIMS案例分析是我国大型发电设备开发、一、DFEM－CIMS的组成DFEM-CIMS划分为四个功能应用分系统和一个支撑分系统，即技术信息分系统（TIS）、管理信息分系统（MIS）、计算机辅助质量信息分系统（CAQ）、制造自动化分系统（MAS）以及网络和数据库分系统（NET／DB）。DFFM-CIMS四个功能分系统是在网络和数据库构成的支撑环境下建立的，而网络和数据库支撑环境又建立在计算机系统硬件平台及操作系统软件平台上，由此构成的DFEM－CIMS体系结构。116一、DFEM－CIMS的组成DFEM-CIMS划分为四个功能DFEM-CIMS的总体结构117DFEM-CIMS的总体结构117二、管理信息分系统（MIS）DFEM-CIMS/MIS分系统建立了相关的辅助企业管理的物理平台，包括公司的INTERNET节点（对外互联网）及INTRANET网络（企业信息网），完善了电子信息系统的使用和管理模式，可充分利用MIS分系统获取信息，服务于企业的生产，加强企业经营管理。MIS分系统现已建成物料管理子系统、企业信息网、设备管理了系统、科研管理子系统、决策支持子系统、计划管理子系统、财务管理子系统、工具生产管理子系统、工装生产及库存管理子系统、人事管理子系统、总经办管理信息子系统等11个子系统，取得了显著的社会经济效益。118二、管理信息分系统（MIS）DFEM-CIMS/MIS分系统三、技术信息分系统（TIS）DFEM-CIMS/TIS分系统建立在以19台图形工作站、250台微机、3个小型机服务器和5台子网服务器等构成的硬件平台和由操作系统、UG、IDEAS等CAD/CAE/CAM一体化软件，CAD软件包、ANSYS，COSMOS，TASCFLOW，ICEM工程分析软件，IMAN工程数据库软件和大量自行开发及合作开发的工程应用软件组成的软件平台上，在开放式计算机网络和分布式数据库的支持下，建立起贯穿产品设计、分析、工艺过程的开放性CAD/CAE/CAPP/CAM集成的技术信息系统.119三、技术信息分系统（TIS）DFEM-CIMS/TIS分系统技术信息分系统TIS体系结构图120技术信息分系统TIS体系结构图120TIS分系统功能分解图121TIS分系统功能分解图121四、制造自动化分系统（MAS）DFEM-CIMS/MAS分系统由叶片CAD/CAM子系统、模型转轮CAD/CAM子系统、蜗壳CAD/CAM子系统、焊接分厂下料生产管理子系统、计算机辅助测试子系统组成。122四、制造自动化分系统（MAS）DFEM-CIMS/MAS分系叶片数控加工编程过程123叶片数控加工编程过程123大型水轮机模型转轮数控加工流程124大型水轮机模型转轮数控加工流程124计算机下料综合管理及套裁系统由焊接分厂生产作业管理、材料管理、工程数据库和套料四个基本功能模块组成。系统层结构功能树如下图。125计算机下料综合管理及套裁系统由焊接分厂生产作业管理、材料管理五、计算机辅助质量信息分系统（CAQ）该系统由用户权限管理、产品质量信息综合管理、材质质量信息管理、产品工序质量检测信息管理、产品质量信息统计分析管理、计量器具信息管理、系统维护等7模块组成。数据处理采用典型的客户机/服务器方式。为了确保整个系统有良好的开放性、可扩展性和可移植性，客户机应采用ODBC（开放数据库互连）的方式和SybaseSQL数据库服务器相连接。126五、计算机辅助质量信息分系统（CAQ）该系统由用户权限管理、六、网络和数据库分系统（NET／DB）127六、网络和数据库分系统（NET／DB）127128128第三部分

企业业务流程重构企业业务流程重构（BusinessProcessReengineering，简称BPR）由美国学者M.Hammer教授于1990年在HarvardBusinessReview上发表“ReengineeringWork:Don’tAutomateObliterate”一文时首次提出的。BPR基本观点是：面对一个快速变化、竞争激烈、以顾客为中心的市场，按照劳动分工论组织经营的企业，无论采用何种先进技术和管理方法都难以求得绩效的显著改善，只有抛弃旧的模式，利用现代先进的信息技术，彻底地重新设计企业的业务流程，才能使企业绩效得到显著改善。129第三部分企业业务流程重构企业业务流程重构（BusineBPR的概念关于BPR，尽管有许多观点，但有一点是共同的，即“流程”和“变革”的观点。M.Hammer对BPR（BusinessProcessReengineering）的定义：BPR是对企业业务流程进行根本的重新思考和彻底的重新设计，以求得在那些衡量现代企业绩效的关键因素上（如成本、质量、服务和速度）取得显著改善。T.H.Davenport把BPR定义为组织内或组织间工作流或各种业务流程的分析与重新设计。130BPR的概念关于BPR，尽管有许多观点，但有一点是共BPR的本质特征对现有的业务流程进行根本性的反思和彻底的重新设计131BPR的本质特征对现有的业务流程进行根本性的反思和彻底的重实施BPR的基本原则要有一幅BPR工程的远景蓝图高层领导的支持与参与将几项活动组织成一个流程，采用项目经理或项目小组的管理形式实施业务流程的并行作业树立打破常规的思想以顾客为中心简化流程，消除不增值的活动充分利用信息技术充分授权132实施BPR的基本原则要有一幅BPR工程的远景蓝图132BPR的方法论描绘变革蓝图确定实施BRP的人员与机构BPR指导委员会BPR项目组总体规划BPR工程企业建模与需求分析业务流程的剖析与评估确定业务流程重构的目标确定信息系统开发策略设计业务流程重构方案实施重构的方案133BPR的方法论描绘变革蓝图133

BPR关键技术基准研究（Benchmarking）建模与仿真技术工作流系统技术实施BPR给企业带来的收益与变化关键指标得到巨大改进企业文化氛围发生改变组织结构核组织功能发生变化企业的竞争力得到提高134BPR关键技术1第十一章现代制造管理模式第一部分准时生产（JIT）和精细生产（LP)第二部分计算机集成制造系统（CIMS)第三部分企业业务流程重构（BPR)第四部分敏捷制造（AM）和单元生产（CM）第五部分大量定制（MC)第六部分供应链管理第七部分约束管理（TOC）135第十一章现代制造管理模式第一部分准时生产（JIT）第十一章现代制造管理模式第一部分准时生产（JIT）和精细生产（LP)第二部分计算机集成制造系统（CIMS)第三部分企业业务流程重构（BPR)第四部分敏捷制造（AM）和单元生产（CM）第五部分大量定制（MC)第六部分供应链管理第七部分约束管理（TOC）136第十一章现代制造管理模式第一部分准时生产（JIT）导入案例美国婴儿车公司美国婴儿车公司是在美国生产和销售婴儿车方面的“领导企业”。它一直生产价格适中且高质量的婴儿车。公司因设计富有创意、销售系统良好而出名。公司将产品卖给主要的百货商店、折扣店、婴儿设施商店。美国总共有2000家不同的场所在销售该公司的产品。公司在过去的50年里一直处于市场的领先地位。目前占美国市场40％的份额。公司137导入案例美国婴儿车公司2的总裁朱迪（JudyHawkins），参加完北卡罗来纳州大学一个关于准时制生产的会议后认为：我们必须得想办法来解决高存货、低服务和高成本的问题。运用准时制可以减少周转时间、提高质量、最大限度地减少存货和成本，准时制的方法对公司的生产会起作用。目前，日本人的攻势很猛，日本公司似乎是卖低价格的婴儿车，但更强调质量、成本和设计的可靠性。除非我们现在开始行动，否则我们就会失去市场份额和利润。138的总裁朱迪（JudyHawkins），参加完北卡罗来纳州大①不能准时供应②零部件生产不配套，积压零部件多③产品生产周期长，劳动生产率低资金积压严重，周转率低市场需求的多样化带来产品更新速度加快使企业经营、计划系统难以适应制造业的生产管理技术就是在解决上述矛盾（问题）的过程中不断发展的传统制造业面临的生产管理问题139①不能准时供应传统制造业面临的生产管理问题4产生背景

制造业的生产方式经历了3个发展阶段：用机器代替手工，从作坊形成工厂；从单件生产方式发展到大量生产方式；从大批量生产方式到多品种小批量的柔性、集成化、智能化生产方式。近年来在美国、日本，有关制造的新概念层出不穷，例如：精益生产、敏捷制造、虚拟制造、智能制造、虚拟企业、全球制造等

(2)多品种小批量生产时代将成为生产方式的主流

(3)计算机技术和现代化管理技术在生产管理中得到广泛运用140产生背景

制造业的生产方式经历了3个发展阶段：用机器代替手工第一部分准时生产和精细生产141第一部分准时生产和精细生产6

14271438144914510146111471214813149141501515116152171531815419155201562115722158231592416025161261622716328164291653016631拉动系统和物料运动当操作根据节拍时间平衡后，在工艺流程中使用看板来作为工作与拉动零件的信号167拉动系统和物料运动当操作根据节拍时间平衡后，在工艺流程中使用1683316934170351713617237制造单元涂刷机加焊接冲压我们的流动线可随时满足顾客的要求.我们的员工是多技能的，因为实施单件流，WIP不断降低因为实行快速换型，我们可以每天生产所有的型号制造单元涂刷机加焊接冲压我们的流动线可随时我们的员工是多技能173174391234561098712109348567为什么设计成“U”型单元布局具有柔性生产能力有利于单件流便于员工沟通节约场地1751234561098712109348567为什么设计成“1764117742178431794418045181461824718348（1）手工生产方式工厂组织机构分散工人的培养方式是师傅带徒弟、工人操作技能高、手工操作进行生产采用通用机械、实行单件生产产量低、质量差、成本高1、从手工生产方式到大量生产方式一精益生产方式的起源184（1）手工生产方式1、从手工生产方式到大量生产方式一精（2）大量生产方式的兴起

1908年，世界著名的T型汽车诞生。福特设想像生产别针和火柴那样生产T型车。因此为生产技术进行了一系列的改型,并将改进后的生产方式称为大量生产方式。其特点：●产品、零部件标准化，装配的简单化●在劳动组织上，最大限度地采用分工的原则●采用流水生产线生产方式，总装每辆轿车的工时由750分下降到93分，减少88％；每台发动机所需要的工时由750分下降到226分，减少62％。●在组织结构上，纵向一体化。185（2）大量生产方式的兴起50重要成果：●大幅度地降低汽车成本（T型车刚出现的1908年，价格是850$，1926年为290$）●社会需求的猛增，又进一步刺激了汽车工业的飞速发展1903年——第一年生产汽车——产量1700辆1908年——T型车投产——上升到一万辆1914年——装配线满负荷时——猛增到30万辆1923年——本国总产量达190万辆，占世界汽车总产量44％●劳动生产率大幅度提高1908年——514分钟（8.56小时）/每辆车1913年——2.3分钟/每辆车1914年——流水生产线1.19分钟/每辆车●推动了世界汽车工业的进步186重要成果：51(1)大量生产方式的衰落缺乏柔性是MP致命的缺陷纵向一体化的组织结构形成了臃肿官僚的“大而全”体制以过量的库存、过多的供应厂家、过多的工人和过大的生产场地作为连续生产所必须的缓冲2、从大量生产方式到精益生产方式187(1)大量生产方式的衰落2、从大量生产方式到精益生产方式52精益生产方式的产生第二次世界大战后，日本汽车工业开始起步。1950年春，丰田汽车公司的新一代领导人丰田喜一郎一行到世界最大而且效率最高的汽车制造厂——福特公司鲁奇工厂进行了为期三个月的认真考察。回国后，经研究，得出了结论——MP不适合于日本。丰田的管理者将精力集中于生产过程的整体优化——改进技术、理顺物流、杜绝超量生产、消除无效劳动和浪费、有效利用资源、降低成本、改善质量，达到以最少的投入实现最大产出的目的。188精益生产方式的产生53精益生产方式起源于日本丰田汽车公司，因此被称为“丰田生产方式”。1984年，美国麻省理工学院集中了一批各国的高级专家，研究了日本汽车工业的做法。1990年，美国MIT发表了一个“国际汽车共同研究报告”，将丰田生产方式命名为LP。1990年该报告编写成为《改变世界的机器》著作。LP逐渐被世界制造业所认识并掀起一股变革方式的热潮。精益生产方式简介189精益生产方式起源于日本丰田汽车公司，因此被称为《改变世界的机器》将LP与欧美传统的大量生产方式(MP)进行比较。对LP的优越性表述如下：①所需要的人力资源——无论是产品开发、生产系统和其他部门比大量生产（MP）均能减少至1/2②新产品开发周期——可减少至1/2到1/3③生产过程中的在制品库存——可减少至MP一般水平的1/10④工厂占用空间——可减少至MP的1/2⑤成品库存——可减少至平均库存水平的1/4⑥产品质量——可提高三倍

精益生产方式简介190《改变世界的机器》将LP与欧美传统的大量生产方式精益生产既是一种原理、一种新的管理理念，又是一个新的生产方式，它是继MP之后，对人类社会和人们的生活方式影响最大的一种生产方式。美国人认为：精益生产会真正改变世界的生产和经营形势，它将改变整个世界，对人类社会产生深远的影响。精益生产方式简介191精益生产方式简介5619257193581945919560二精益生产的传播及对现代制造业的重大影响1给世界汽车工业带来了巨大变革（1）对日本汽车工业的发展起到了不容忽视的作用（2）带给世界汽车工业一场深刻的变革2对现代制造业具有重大的影响和意义，丰富和发展了现代生产管理理论日本公司采用LP效果表公司推行JIT的时间库存减少（％）制造周期缩短（％）劳动生产率提高A3年454050B3年162080C4年302560D2年205050196二精益生产的传播及对现代制造业的重大影响1给世美国防部2000－2004财年制造技术五年计划投资战略把“精益”的概念集成到所有的采办与延长使用寿命项目中，战斗机的精益生产是9项国防技术目标之一。波音公司“V－22飞机零部件和其它有关国防直升机项目的精益生产”项目（1993－2002年投资210万$），计划在两年内，缩短研制周期50％，改善计划准时率50％，提高库存周转率40％。美国人认为：不能保持世界水平的制造能力必将危及国家在国内外市场竞争能力，制造业是一个国家国民经济的支柱，美国在世界各国中的威望不仅取决于强大的国防势力，而且取决于强大的制造能力。美国已提出敏捷制造——一种新的制造方式。它将使美国在2006年以前重新恢复其在制造业中的领导地位，并将在21世纪的竞争中占主导地位。197美国防部2000－2004财年制造技术五年计划投资战略把“精

指运用多种现代管理方法和手段，以社会需求为依据、以充分发挥人的作用为根本，有效配置和合理使用企业资源，最大限度地为企业谋求经济效益的一种新型生产方式。它是重新塑造一个企业，使之成为精干的、高度柔性的、低成本的、世界级竞争者的战略武器。精益生产方式是企业资源的配置方式LP的资源配置是以社会需求为依据，最大限度满足市场多元化需求LP的资源配置以彻底消除无效劳动和浪费为目标，最大限度地为企业谋求经济效益LP的资源配置自始至终把人力资源的开发放在首位LP的资源配置要综合运用各种现代管理技术和手段三精益生产的概念及特点1）精益生产方式概念198指运用多种现代管理方法和手段，以社会需求为依据、1）精益生产方式特点（1）强调人的作用，推行“以人为中心”的管理，赋予工人一定的作业管理决策权企业把雇员看作比机器更重要的固定资产充分发挥职工的创造性、主动性，不断提高职工素质强调协同工作与沟通协力工作使协调工作简化、机构简化集中不同职业和专长人员的意见，提高工作质量和工作效率组成产品开发项目组、缩短产品开发时间与供应厂家、顾客协力工作对市场做出快速响应加强沟通重视培养和发扬集体主义的团队精神1991）精益生产方式特点64（2）改变传统观念，永无休止地、无情地消除浪费，以尽善尽美做为追求目标①消除浪费

企业现有生产能力＝产出＋浪费

其中浪费包括：①材料库存和在制品库存②长距离运输在制品③作业更换时间④废品及窝工⑤一切不增加产品价值的活动⑥一切治标不治本的措施和活动⑦多余的人员生产周期＝加工时间运输时间＋＋＋＋＋停放时间等待时间设备调整时间检验时间不增加附加价值的时间（应尽量缩短或省去）虽必要，也不增加产品价值增加附加价值的时间200（2）改变传统观念，永无休止地、无情地消除浪费，以尽善尽美做②追求完美目标：零废品零库存零订货时间——生产批量极小化提前期最短要缩短提前期，首先要减少批量从产品设计、工艺设计入手认真分析提前期的组成减少零件的搬运消除多余的人员维修人员过剩——等待上的浪费冗员造成超量生产——无效劳动无效动作的浪费——冗员消除201②追求完美目标：66（3）实现生产过程的同步化缩短作业更换时间（快换工装）生产过程同步化（同步节拍生产）发现和克服瓶颈环节使生产同步化就要稳定日产出率采用成组加工中心和成组流水线采用“拉动式”的管理方法：“看板管理”

202（3）实现生产过程的同步化67传统的生产方式：由生产计划部门计算每种零部件的需要量和各生产阶段的生产提前期，确定每个零部件的投入生产计划，按计划发出生产和订货指令，每个车间按指令进行生产，并将实际完成反馈到计划部门，不管后车间和后工序是否需要，均将生产完的零部件送到后车间和后工序。JIT：实现将必要的材料和零件，以必要的数量，在必要的时间，送达必要的地点，即一切生产活动包括制造、搬运、交货、供应，只有在需要产生时才发生，是用需求触发和推动生产活动。“推动式”“拉动式”（4）将“推动式”生产控制系统变为“拉动式”生产控制系统203传统的生产方式：由生产计划部门计算每种零部件的需要量和各生产3精益生产的基本原理1）不断改进，以尽善尽美为目标。企业持续不断地改进生产，消除废品，降低成本，和使产品多样化，以尽善尽美为追求的方向。2）取消一切不增值的工作，彻底消除浪费。精益生产把生产中的无效劳动和提前进入库存的过剩劳动视为浪费。3）协同工作，充分发挥人的潜力。将不同职业和专长的人员组织在一起，以小组的方式完成特定任务。4）加强沟通，促使相互了解。企业内部各部门，人员，企业与顾客，供应商之间及时传递信息，相互了解。2043精益生产的基本原理694JIT的战略优势现代企业经营战略强调建立一种持久的竞争优势。LP是能最好的体现和最能实现这一思想的生产方式。LP要求生产过程不断改进，从根本上改进和完善产品质量持续地消除浪费，使成本不断降低，取得价格竞争优势降低库存——成本降低且缩短生产周期，比竞争对手更迅速地响应顾客需求的变化长期投资于工人培训和教育，极大地提高工人责任心和技能，提高工作质量2054JIT的战略优势70第二部分计算机集成制造系统技术

——CIMS

ComputerIntegratedManufacturingSystem黄河科技学院于善甫206第二部分计算机集成制造系统技术

——CIMS

ComputCIM和CIMS的概念

CIM是1974年首先由美国JosephHarrington博士在《ComputerIntegratedManufacturing》一书中提出，基本观点为：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；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。

207CIM和CIMS的概念CIM是1974年首先由美国JoseCIM的定义是一种组织、管理、企业生产的新哲理，它借助计算机软硬件，综合应用现代管理技术、制造技术、信息技术、自动化技术、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，以实现产品的高质量、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。208CIM的定义是一种组织、管理、企业生产的新哲理，它借助计算机CIMS是在CIM哲理指导下建立的人机系统，是一种新型制造模式。它从企业的经营战略目标出发，将传统的制造技术与现代信息技术、管理技术、自动化技术、系统工程技术等有机结合，将产品从创意策划、设计、制造、储运、营销到售后服务全过程中有关的人和组织、经营管理和技术三要素有机结合起来，使制造系统中的各种活动、信息有机集成并优化运行，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。209CIMS是在CIM哲理指导下建立的人机系统，是一种新型制造模CIMS产生的背景

CIMS在20世纪80年代中期开始重视并大规模实施，其原因是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”，这导致美国制造业优势的急剧衰退，并在20世纪80年代初开始的世界性的石油危机中暴露无遗，此时，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。自此，CIMS的理念、技术也随之有了很大的发展。

210CIMS产生的背景CIMS在20世纪80年代中期开始重视并CIMS的发展概况

系统集成优化是CIMS技术与应用的核心技术，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，由此产生了并行工程、敏捷制造、虚拟制造等新的生产模式

211CIMS的发展概况系统集成优化是CIMS技术与应用的核心技信息集成

是改善企业时间（T）、质量（Q）、成本（C）、服务（S）所必需的，其主要内容有：（l）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基础。（2）异构环境下的信息集成。异构信息集成主要解决三个问题：①不同通信协议的共存及向ISO／OSI的过渡；②不同数据库的相互访问；③不同商用应用软件的接口。212信息集成

是改善企业时间（T）、质量（Q）、成本（C）、服务过程集成

企业为改善产品的T、Q、C、S，除了信息集成这一技术手段之外，还可对过程进行重构。传统的产品开发模式采用串行产品开发流程、设计与加工生产是两个独立的功能部门，往往造成产品开发过程经常反复，这无疑使产品开发周期变长，成本增加。如果对产品开发设计中的各个串行过程尽可能多地转变为并行过程，在早期设计阶段采用CAX、DFX工具考虑可制造性（DFM）、可装配性（DFA），考虑质量（质量功能分配），则可以减少反复，缩短开发时间。213过程集成

企业为改善产品的T、Q、C、S，除了信息集企业集成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，这便是敏捷制造的由来。敏捷制造的组织形式是企业针对某一特定产品，建立企业动态联盟（即所谓虚拟企业，VirtualEnterprise）。企业间集成的关键技术包括信息集成技术，并行工程的关键技术，虚拟制造，支持敏捷工程的使能技术系统，基于网络（如Internet／Intranet／Extranet）的敏捷制造，以及资源优化（如ERP、供应链、电子商务）。

214企业集成企业提高自身的市场竞争力，不能走“小而全”、“大而四、CIMS发展趋势

集成化数字化／虚拟化网络化柔性化智能化绿色化215四、CIMS发展趋势集成化80第二节CIMS的基本组成、体系结构及其关键技术

CIMS的基本组成216第二节CIMS的基本组成、体系结构及其关键技术CIMSCIMS是一个大型的复杂系统，包括人、经营、技术三要素217CIMS是一个大型的复杂系统，包括人、经营、技术三要素82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；③设置人员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。目前，CIMS并不过分强调物流自动化，而是侧重于以人为中心的适度自动化，即强调人、经营、技术三者的有机集成，充分发挥人的作用。218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CIMS的基本组成CIMS由管理信息系统、工程设计系统、制造自动化系统和质量保证系统四个功能分系统，以及计算机通讯网络和数据库两个支撑分系统组成

219CIMS的基本组成CIMS由管理信息系统、工程设计系统、制管理信息系统

管理信息系统是CIMS的神经中枢，指挥与控制着其它各个部分有条不紊地工作。管理信息系统通常是以制造资源计划（ManufacturingResourcePlanning，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、人力资源等各项管理信息功能。220管理信息系统管理信息系统是CIMS的神经中枢，指挥与控制着22186工程设计系统工程设计系统实质上是指在产品开发过程中引用计算机技术，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(计算机辅助设计)

、CAPP(计算机辅助工艺过程设计)

、CAM(计算机辅助制造)三大部分。222工程设计系统工程设计系统实质上是指在产品开发2238822489制造自动化系统是CIMS的信息流和物料流的结合点，是CIMS最终产生经济效益的聚集地，通常由CNC机床、加工中心、FMC或FMS等组成。其主要组成部分有：（1）加工单元由具有自动换刀装置（ATC）、自动更换托盘装置（APC）的加工中心或CNC机床组成；（2）工件运送子系统有自动引导小车（AGV）、装卸站、缓冲存储站和自动化仓库等；（3）刀具运送子系统有刀具预调站、中央刀库、换刀装置、刀具识别系统等；（4）计算机控制管理子系统通过主控计算机或分级计算机系统的控制，实现对制造系统的控制和管理。225制造自动化系统是CIMS的信息流和物料流的结合点，是CIM制造自动化系统的目标①实现多品种、小批量产品制造的柔性自动化；②实现优质、低成本、短周期及高效率生产，提高企业的市场竞争能力；③为作业人员创造舒适而安全的劳动环境。

*：CIMS不等于全盘自动化，其关键是信息集成，制造系统并不要求去追求完全自动化。226制造自动化系统的目标①实现多品种、小批量产品制造的柔性自动CIMS传输系统227CIMS传输系统92质量保证系统

（1）质量计划子系统用来确定改进质量目标，建立质量标准和技术标准，计划可能达到的途径和预计可能达到的改进效果，并根据生产计划及质量要求制定检测计划及检测规程和规范。（2）质量检测子系统采用自动或手工对零件进行检验，对产品进行试验，采集各类质量数据并进行校验和预处理。（3）质量评价子系统包括对产品设计质量评价、外购外协件质量评价、供货商能力评价、工序控制点质量评价、质量成本分析及企业质量综合指标分析评价。（4）质量信息综合管理与反馈控制子系统包括质量报表生成，质量综合查询，产品使用过程质量综合管理以及针对各类质量问题所采取的各种措施及信息反馈。228质量保证系统（1）质量计划子系统用来确定改进质量目标，建立计算机通讯网络系统——支撑分系统之一计算机网络是用通信线路将分散在不同地点、并具有独立功能的多个计算机系统互相连接，按照网络协议进行数据通信，并实现共享资源（如网络中的硬件、软件、数据等）的计算机以及线路与设备的集合。具体的硬件组成部分包括：数据处理的主机、通讯处理机、集中器、多路复用器、调制解调器、终端、通信线路、异步通信适配器、网络适配器、以及网桥和网间连接器（又称网关、信关）等。再和各种功能的网络软件相结合，就能实现不同条件下的通信以支持系统集成。

229计算机通讯网络系统——支撑分系统之一计算机网络是用通信线路CIMS数据库系统——支撑分系统之二数据库管理系统是一个支撑系统，它是CIMS信息集成的关键之一。CIMS环境下的管理信息、工程技术、制造自动化、质量保证四个功能系统的信息数据都要在一个结构合理的数据库系统里进行存储和调用，以满足各系统信息的交换和共享。CIMS的数据库系统通常是采用集中与分布相结合的体系结构，以保证数据的安全性、一致性和易维护性。

230CIMS数据库系统——支撑分系统之二数据库管理系统是一个支CIMS的体系结构

就是一组代表整个CIMS各个方面的多视图多层次的模型的集合。欧共体ESPRIT计划中的AMICE专题所提出的CIMS-OSA体系结构具有一定的代表性。CIMS-OSA体系结构为制造工业的CIMS提供了一种参考模型，已作为对CIMS进行规划、设计、实施和运行的系统工具。231CIMS的体系结构就是一组代表整个CIMS各个方面的多视图CIM－OSA体系结构

232CIM－OSA体系结构97我国学者提出的“阶梯形多视图多领域CIMS体系结构”（stair-likeC