先进生产制造管理模式课件

第六章先进生产制造模式6.1计算机集成制造(CIM)6.2并行工程（CE）6.3精益生产(LP)6.4敏捷制造（AM）6.5智能制造系统（IMS）1第六章先进生产制造模式1

本节要点CIM和CIMS的定义CIMS的组成CIMS的递阶控制结构第一节计算机集成制造系统

ComputerIntegratedManufacturingSystem（CIMS）2本节要点第一节计算机集成制造系统

Computer一、CIMS产生的技术基础

计算机集成制造（CIMS）是20世纪80年代中期，在计算机技术、信息技术及自动化制造技术的基础上发展起来的一项高新技术。是制造业又一次新的技术革命，制造完全自动化。是未来制造业的发展趋势。

电子计算机的出现为CIMS的产生做了技术上的准备。计算机是在1946年诞生的。在工业生产中，计算机使产品制造由刚性制造自动化向柔性制造自动化发展。计算机主要用于产品设计、产品制造和经营管理中。3一、CIMS产生的技术基础计算机集成制造（C1.计算机在机械设计中的应用

1950年产生计算机辅助设计（CAD），主要功能是计算机绘图，设计计算和数据库处理。微型计算机可以完成产品设计、材料分析、优化设计以及工、模具和专用零部件设计等工作。可以大大节省设计时间，提高设计的效率，也提高设计的水平质量。41.计算机在机械设计中的应用4

2.计算机在机械制造中的应用

是从数控机床开始的。1952年，美国首先研制成功了数控机床，计算机应用在制造业中，成为CAM的开端。包括CAPP、CNC编程、工时定额的计算、生产计划的制定等。CAPP的研究是从60年代开始的，工艺路线设计、切削用量的选择和时间定额的制订。52.计算机在机械制造中的应用5

3.计算机在经营管理中的应用

应用在数据管理方面的应用。

现代生产管理信息系统，以计算机为手段，对生产管理信息收集、传输、加工、存储和使用的人机系统。例如：物料需求计划（MRP）:只在需要的时间，向需要的部门按照需要的数量提供该部门所需的物料，以最大限度地减少库存，降低库存成本。

制造资源计划（MRPⅡ）是将物料需求计划和企业的财务系统连接起来，形成一个集企业生产、财务、销售、工程技术、供应等各个子系统为一体的生产管理信息系统。63.计算机在经营管理中的应用6二、CIMS的提出

1973年美国人约瑟哈林顿博士在《ComputerIntegratedManufacturing》一书中提出了计算机集成制造（CIM）的概念。有两个重要的的观点。

（1）企业的各个生产环节是一个不可分割的整体，需要紧密连接，综合考虑；

（2）整个企业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，最终形成的产品可以看作是数据的物质表现。

用计算机通过信息集成实现现代化的生产制造，求得企业的总体效益CIM：是一种思想、模式、哲理，强调企业信息集成。7二、CIMS的提出1973年美国人约瑟三、CIMS的概念

根据CIM概念的含义出发，CIMS在功能上，包含了一个工厂的全部活动；涉及的自动化是工厂的各个环节的自动化有机地集成，是信息和人的集成。

CIMS是在自动化技术、信息技术和制造技术的基础上，通过计算机及其软件，将制造工厂全部生产活动所需的各种分散的自动化系统有机地集成，是适合多品种、中小批量生产的系统。8三、CIMS的概念CICIMS三要素关系：经营管理与技术:技术支持企业达到预期的经营目标；人与技术:技术支持各类人员互相配合、协调一致工作；人与经营管理:人员素质提高支持企业的经营管理；CIMS三要素集成CIMS:基于CIM哲理的一种工程集成系统。CIMS核心:是将企业内的人/组织、经营管理和技术三要素之间的集成，以保证企业内的工作流程、物质流和信息流畅通无阻。9CIMS三要素关系：CIMS三要素集成CIMS:基于通过信息集成将原来没有联系或联系不紧密的单元有机地组合成为功能协调的，互相紧密联系的新系统。

1.人员和组织集成:管理者、设计者、制造者、保障者（质量、销售、服务）

2.信息集成：产品生命周期中各类信息的获取、表示、处理和操作工具集成为一体。（产品信息模型PIM产品数据模型PDM）

3.技术集成：产品开发全过程中涉及的多学科知识，以及各种技术、方法、知识库、方法库。

4.功能集成：企业各部门功能、产品开发与外部协作企业间功能集成10通过信息集成将原来没有联系或联系不紧密的单元有机地组信息集成自动化孤岛CAD生产管理CAPP/CAM财务管理11信息集成自动化孤岛CAD生产管理CAPP/CAM财务管理11将“自动化孤岛”集成在一起12将“自动化孤岛”集成在一起12过程集成

规划车型设计产品设计生产准备生产财务.会计Finance/Accounting开发期LengthofDevelopmentTime规划Planning

车形设计Stylingdesign

Engineering产品设计DesignPrototypeFabrication&Testing试制评价Productionengineering生产准备生产Production零部件厂家PartssuppliersProductionengineeringProduction规划Planning车形设计Stylingdesign产品设计EngineeringDesign试制.评价PrototypeFabrication&Testing生产准备生产

试制评价丰田汽车公司的并行工程系统13过程集成规划车型设计产品设计生产准备生产财务.现代的组织结构面向过程的组织结构Teamwork14现代的组织结构Teamwork14企业集成

多个企业动态企业联盟企业敏捷性15企业集成多个企业动态企业联盟企业敏捷性15◆

CIM是一种哲理、思想、方法；◆CIMS是CIM哲理的具体体现；◆CIMS是一个计算机控制的闭环反馈系统，其输入是产品的需求和概念，输出的是合格的产品。16◆CIM是一种哲理、思想、方法；16管理信息分系统MIS质量保证分系统CAQ工程设计分系统CAD/CAE/CAM制造自动化分系统MAS数据库分系统DBS网络分系统NETS支撑分系统应用分系统市场信息技术信息服务信息四、CIMS的组成

由4个功能分系统：1.经营管理信息系统（MIS）2.工程设计自动化系统（EDIS）3.制造自动化系统(MAS)4.质量保证信息系统(CAQ)2个支撑系统：1.数据库管理(DBS)2.计算机网络(NETS)17管质工程设计分系统制造自动化分系统数据库分系统DBS网络分系

产、供、销、人、财、物。是CIMS的神经中枢。有3方面的基本功能：

（1）信息管理:包括信息的收集、传输、加工和查询；

（2）事务管理:包括计划管理、物料管理、生产管理、财务管理、人力资源管理等；（3）辅助决策:根据现有信息，利用数学分析手段预测未来，提供企业经营管理决策。1.经营管理信息分系统(MIS)18产、供、销、人、财、物。是CIMS的神经中枢。有3

核心工具：制造资源计划MRPⅡ，是一个集生产、供应、销售和财务为一体的信息管理系统，包括生产经营规划、产品数据、物料需求计划、生产作业计划、库存管理、财务管理以及采购销售等模块组成。将企业内的各个管理环节有机地结合起来，在统一的数据环境下实现管理信息的集成，达到缩短产品生产周期、减少库存、降低流动资金、提高企业的应变能力。19核心工具：制造资源计划MRPⅡ，是一个集生产管理信息系统（MIS）基本结构20管理信息系统（MIS）基本结构20

2.工程设计自动化分系统(EDIS)

指在产品设计开发过程中引用计算机技术。包含产品概念设计、工程结构分析、详细设计、工艺设计，以及数控编程等产品设计和制造准备阶段的系列工作。包括CAD/CAM/CAPP。

CAD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、动态分析与仿真、物料清单的生成功能。

212.工程设计自动化分系统(EDIS)21

CAPP是根据产品设计所给出的信息进行产品的加工方法和制造过程的设计技术。包括毛坯设计、加工方法选择、工序设计、工艺路线制订以及工时定额计算等。工序设计包括工装夹具的选择或设计、加工余量分配、切削用量选择、工序图生产，以及机床和刀具选择等。

CAM是指刀具路径的确定、刀位文件的生成、刀具轨迹仿真以及NC代码的生成等。CIM使CAD/CAPP/CAM集成技术得到快速的发展，并成为CIMS的重要性能指标。便于产品数据在各个系统中交换和共享。

22CAPP是根据产品设计所给出的信息进行产品的加

3.制造自动化分系统(MAS)

地位:

位于企业底层，是企业信息流和物料流的结合点，是最终产生效益聚集地。

作用：

是在计算机的控制与调度下，按照NC代码加工零件并装配成部件，完成设计和管理部门下达任务；并将制造现场的各种信息实时地或经过初步处理后反馈到相应部门，以便及时地进行调度和控制。

233.制造自动化分系统(MAS)23MAS组成:

（1）机械加工系统-CNC、MC、FMC、FMS加工设备；用于对零件或产品的各种加工和装配。（2）物流系统—对工件和工具存储、搬运、装卸等操作。（3）控制系统-实现对加工设备和物流系统的控制。24MAS组成:24MAS目标:实现多品种、小批量生产柔性自动化；实现优质、低成本、短周期、高效率生产；创造舒适安全劳动环境。25MAS目标:25

4.质量保证分系统(CAQ)

通过质量保证规划、工况监控采集、质量分析评价和控制，以达到预定的质量要求。覆盖了产品生命周期的各个阶段。

（1）质量计划子系统

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。264.质量保证分系统(CAQ)26

（2）质量检测管理子系统

建立成品出厂档案，改善售后服务工作质量；管理进厂材料、外购件和外协件的质量检验数据；管理生产过程中影响成品质量的数据；建立设计质量模块，做好项目决策、方案设计、结构设计、工艺设计的质量管理。

27（2）质量检测管理子系统27

（3）质量分析评价子系统

包括对产品设计质量、外购件和外协件质量、供货商能力、质量成本等进行分析，评价各种因素对造成质量问题的影响，查明主要原因。28（3）质量分析评价子系统28

（4）质量信息综合管理和反馈控制子系统

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。29（4）质量信息综合管理和反馈控制子系统29

5.数据库管理分系统(DBS)

管理整个CIMS的数据,实现数据集成和共享。CIMS环境下的4个功能分系统的信息数据都要在一个结构合理的数据库系统中进行存贮,并通过计算机网络将不同分系统中的数据联系起来,达到信息交换和共享的目的。

经营管理数据、工程技术数据、制造控制和质量保证数据。

305.数据库管理分系统(DBS)

6.CIMS计算机网络分系统(NETS)

由多台计算机、终端设备、数据传输设备以及通信控制处理等设备的集合，在统一的通信协议的控制下完成数据的共享。目标是实现CIMS的数据传递和系统通信功能。通过计算机网络系统,完成动态控制和管理。分系统的互联,实现信息传输和交流,使互联系统共享工程资源、数据库和存贮空间。是CIMS信息集成工具，常用局域网，对地理范围大的企业，可通过远程网进行互连。316.CIMS计算机网络分系统(NETS)

6.CIMS计算机网络分系统(NETS)

CIMS层次结构及数据流326.CIMS计算机网络分系统(NETS)五、CIMS的递阶控制体系

美国国家标准局提出了著名的五级递阶控制模型,五级分别是:工厂层、车间层、单元层、工作站层和设备层。

递阶控制：控制系统按功能分若干层，各层独立控制，层与层保持信息联系，上层对下层发出命令，下层向上层送命令执行结果。

33五、CIMS的递阶控制体系美国国家标准局提出了著工厂加工车间装配车间1#单元N#单元铣削工作站检验工作站物料运储工作站机器人铣床零件存储器机器人检验机零件存储器机器人机器人小车传感器……….…..1.工厂层控制系统

最高一级控制,履行“厂部”职能。完成的功能包括市场预测、制定生产计划、确定生产资源需求、制定资源规划、制定产品开发及工艺过程规划、厂级经营管理。规划周期一般从几个月到几年时间。34工厂加工车间装配车间1#单元N#单元铣削检验物料运储机器人铣工厂加工车间装配车间1#单元N#单元铣削工作站检验工作站物料运储工作站机器人铣床零件存储器机器人检验机零件存储器机器人机器人小车传感器……….…..2.车间层控制系统车间层控制主要有两个模块:作业管理：作业定单的制定、发放和管理，安排加工设备、刀具、夹具、机器人、物料运输设备的预防性维修工作。资源分配：将设备、托盘、刀具、夹具等根据作业计划分配给相应的工作站。

根据工厂层生产计划,负责协调车间的生产工作以及资源配制，决策周期为几周到几个月。35工厂加工车间装配车间1#单元N#单元铣削检验物料运储机器人铣工厂加工车间装配车间1#单元N#单元铣削工作站检验工作站物料运储工作站机器人铣床零件存储器机器人检验机零件存储器机器人机器人小车传感器……….…..3.单元层控制系统

完成本单元的作业调度，包括零件在各工作站的作业顺序、作业指令的发放和管理、协调工作站间的物料运输、进行机床和操作者的任务分配和调度。规划时间在几个小时到几周。36工厂加工车间装配车间1#单元N#单元铣削检验物料运储机器人铣工厂加工车间装配车间1#单元N#单元铣削工作站检验工作站物料运储工作站机器人铣床零件存储器机器人检验机零件存储器机器人机器人小车传感器……….…..4.工作站层控制系统负责协调一个设备小组活动，规划时间几分钟/几小时

一个加工工作站由一台机器人、一台机床、一个物料贮运器和一台控制计算机组成。它负责处理由物料贮运系统送来的零件托盘，完成加工工件的夹紧、切削加工、加工检验、拆卸工件以及清理工作等顺序的控制、协调与监控任务。37工厂加工车间装配车间1#单元N#单元铣削检验物料运储机器人铣工厂加工车间装配车间1#单元N#单元铣削工作站检验工作站物料运储工作站机器人铣床零件存储器机器人检验机零件存储器机器人机器人小车传感器……….…..5.设备层控制系统执行上层控制命令，完成加工、测量、运输等任务，响应时间几毫秒/几分钟

包括各种设备（机床、机器人、坐标测量机等）执行上层的控制命令，完成加工、测量、运输等任务。38工厂加工车间装配车间1#单元N#单元铣削检验物料运储机器人铣昆明机床股份公司CIMS计算机层次结构39昆明机床股份公司CIMS计算机层次结构394040CIMS发展简况（国外）欧共体——1984年开始实施ESPRIT（欧洲信息技术研究战略计划），在130个合作项目中，关于CIM项目占28项日本——CNC、DNC、FMS已处于世界领先地位，1985年通产省主持开发“筑波综合实验工厂”，相当于CIMS实验基地。美国——不仅企业重视，国家也极为重视，认为CIM是夺回失去市场、取得竞争成功的关键技术，并将不可逆转地成为21世纪占主导地位的新的生产方式。20世纪80年代初，美国国家标准局（NBA）所属AMRF（自动化研究实验基地）建立了世界上第一个CIMS实验系统新加坡、以色列、韩国、巴西、南非等——也在积极跟踪和发展CIM技术。41CIMS发展简况（国外）欧共体——1984年开始实施ESP

我国从1986年开始实施“高技术研究和发展计划(即863计划)”,CIMS是其中的一个主题863/CIMS的任务是促进我国CIMS的发展和应用。1994年,清华大学国家CIMS工程研究中心获得了美国SME(制造工程师学会)的CIMS“大学领先奖”,这标志着我国CIMS的研究水平进入了国际先进行列。

1995年,北京第一机床厂荣获SME的CIMS“世界工业领先奖”,这标志着我国一些试点企业的CIMS的应用达到了国际领先水平。CIMS发展简况（国内）42我国从1986年开始实施“高技术研究和发

目前,我国的CIM技术在发展,应用领域也在不断地拓宽。CIMS的进一步试点推广应用已扩展到机械、电子、航空、航天、轻工、纺织、石油化工、冶金、通信、煤炭等行业的60多家企业。

43目前,我国的CIM技术在发展,应用领域也在

在完成了一大批课题研究工作的基础上,陆续选定了一批CIMS典型应用工厂,其中包括成都飞机工业公司、沈阳鼓分机厂、济南第一机床厂、上海二纺机股份有限公司、北京第一机床厂、郑州纺织机械厂、东风汽车公司、广东华宝空调器厂、中国服装研究设计中心(集团)等。44在完成了一大批课题研究工作的基础上,陆续选定了一批C

6.2.1并行工程定义6.2.2并行工程运行模式6.2.3并行工程特征6.2.4并行工程关键技术6.2.5并行工程的支持工具第二节并行工程（CE）45第二节并行工程（CE）45

串行工程在前一工作环节完成之后才开始后一工作环节的工作，各工作环节作业时序上没有重叠和反馈，即使有反馈，也是事后的反馈。并行工程将时间上先后的知识处理和作业实施过程，转变为同时考虑，尽可能同时处理的一种作业方式。并行工程关键思想①是一种工作模式，而不是具体的工作方法；②从产品设计一开始就考虑产品全生命周期中所有因素，以保证产品设计一次成功。6.2.1并行工程定义46

串行工程在前一工作环节完成之后才开始后一工作环节的工作

串行工程工作方式并行工程工作方式

47串行工程工作方式并行工并行工程运行模式6.2.2并行工程运行模式48并行工程运行模式6.2.2并行工程运行模式48并行工程设计网络49并行工程设计网络49并行特征--在产品设计阶段并行考虑产品整个生命周期中的所有因素。注意：并行工程不能省去任一生产环节，不是将设计和生产环节重叠进行。整体特征--强调全局考虑问题，追求整体最优。6.2.3并行工程特征50并行特征--在产品设计阶段并行考虑产品整个生命6.2.3并协同特征协同组织形式：群体小组（Teamwork）工作方式，小组成员由设计、工艺、制造不同代表组成，有自己责、权、利，有自身的工作计划和目标；协同设计思想：强调一体化、并行地进行产品及其相关过程的协同设计；协同的效率：强调“1+1>2”，强调“工”字钢协同强度。集成特征人员集成：管理者、设计者、制造者以至用户集成；信息集成：信息获取、表示和操作工具的集成与管理；功能集成：企业内部及外部功能集成；技术集成：多学科知识以及各种技术、方法的集成。51协同特征51产品开发过程的重构从产品特征、开发活动、组织结构、资源配置、开发计划、调度策略等方面不断改进和提高。集成的产品信息模型应能够全面表达产品、工艺、制造以及产品生命周期内各环节的信息，能够使小组成员共享模型中的信息，这是并行作业的基础。并行设计过程的协调与控制--并行设计是一个反复迭代优化的过程，该过程的管理、协调与控制是实现并行设计关键。6.2.4并行工程关键技术52产品开发过程的重构从产品特征、开发活动、组织结构、资源配CAX工具：CAD、CAE、CAPP、CAM、CAT等；DFX工具：DFM、DFA、DFT、DFU等；产品数据管理（PDM）：对共享数据进行统一规范管理，保证全局共享数据的一致性，提供统一的数据库操纵界面。协同的网络通讯手段：

多媒体邮件-传送速率低，不适于解决期限紧迫设计问题；

电子公告板-是一种提供观察、修改公共信息的白板技术，仍不能保证在规定时间内得到同事的反应；

基于网络的视频会议系统（MONET）：基于网络的多媒体会议系统，可共商关心的问题，减少来往消耗的时间和精力。6.2.5并行工程的支持工具53CAX工具：CAD、CAE、CAPP、CAM、CAT等；6

6.3.1精益生产的历史背景6.3.2精益生产的内涵6.3.3精益生产的体系结构6.3.4精益生产方式的主要内容第三节精益生产(LP)54第三节精益生产(LP)54背景①二战后日本汽车业开始起步，丰田公司总产量不及福特公司一天的产量；②以福特为代表的大量生产方式，以规模带动低成本，有较强的竞争力；③日本面临需求不足、技术落后和资金困难。精益生产方式：丰田公司根据自身的特点，创立了一种独特的多品种、小批量、高质量和低消耗的生产方式，强调集体与协作，杜绝一切浪费，从50年代到70年代取得了显著的成就。6.3.1精益生产的历史背景55背景6.3.1精益生产的历史背景55丰田生产方式当时并未受到重视，仅在丰田公司及其配套商中实施；1973年石油危机，大批量生产弱点显现，精益生产方式开始真正为世人瞩目；1980年日本以其1100万辆产量全面超过美国，成为汽车制造第一大国。1985年美国MIT成立“国际汽车计划(IMVP)”机构，耗资500万$，历时5年调查日本、美国、西欧90多家汽车制造商；调查结果：造成差距原因不在于企业自动化程度、、生产批量、产品类型的，而在于生产方式的不同；IMVP于1990年命名丰田生产方式为“精益生产”。精益生产方式的命名56精益生产方式的命名56精益生产(LeanProduction,LP)消除一切无效劳动和浪费，少投入，多产出，合理配置资源，走内涵发展、集约式经营的“瘦型”生产方式。

精益生产思维特点逆向思维-把销售作为起点，把用户作为生产过程组成部分；由后道工序拉动前道工序；认为超前生产是无效劳动，是一种浪费。逆境拼搏-精益生产来自逆境拼搏精神，当时丰田公司产量不及福特公司一天产量条件下，敢于提出赶超美国。尽善尽美追求--精益生产目标追求尽善尽美，追求低成本、无废品、零库存，不允许出错。6.3.2精益生产的内涵57精益生产(LeanProduction,LP)消除一切无

以销售为生产起点，按订货合同组织生产；采用并行工程方法从事产品开发，确保开发一次成功；实行“拉动式”生产，杜绝超前、超量生产；以“人”为中心，充分调动人的潜能和积极性；追求无废品、零库存、零故障目标；消除“松弛点”，以最佳环境、最佳条件和最佳态度从事最佳工作，全面追求尽善尽美；主机厂与协作厂是“共存共荣”的“血缘关系”。精益生产方式的特征58精益生产方式的特征58

精益生产体系

精益生产基础：群体小组和并行工程；精益生产支柱：及时生产-零库存；成组技术-扩大批量；全面质量管理-零缺陷。6.3.3精益生产的体系结构59精益生产体系精益生产基础：6.3.3精益生产的体系

主查制开发组织、并行式开发程序主查对产品开发所需一切资源拥有支配权；对开发方向和计划有决定权和指挥权；对小组成员有评价权、推荐权。拉动式的生产管理以满足下道工序需要为前提，宁可中断生产决不超前生产，以看板为指令作为拉动式生产的手段。

①以市场需求拉动企业生产；

②企业内部，以后道工序拉动前道工序；

③以前方生产拉动后方，准时服务于生产现场；

④以主机厂拉动协作配套厂生产。人本管理的劳动组织体制

①雇员比机器更为重要的固定资产；

②在生产中享有充分的自主权；

③将任务责任托付工人，通过培训扩大知识面，提高技能。6.3.4精益生产方式的主要内容60主查制开发组织、并行式开发程序主查对产品开发所需一切资源简化产品检验环节质量是制造出来的，把保证产品质量责任交给直接生产人员，取消检验场所和修补加工区。相互依存的总装厂和协作厂的关系①组织协作厂协会，派高级经理人员去协作厂任职，采取参股、控股办法，建立起资金联合纽带的血缘关系；②协作厂参与产品开发，共同分析成本、合理分享利润；③直达供应和直送工位体制，协作厂就近就地选择，在50km半径范围内，定时、定量直接将配套件送到工位，取消了缓冲环节。以顾客为中心的销售策略经销人员登门拜访，主动销售，了解基本情况，满足用户特定要求，用真诚感动用户。61简化产品检验环节质量是制造出来的，把保证产品质量责任交给直

6.4.1敏捷制造提出的背景6.4.2敏捷制造的内涵6.4.3敏捷制造的关键因素及关键技术6.4.4敏捷制造对制造业影响第四节敏捷制造（AM）62第四节敏捷制造（AM）62全球市场形成商品竞争更趋激烈，市场多变，为及时捕捉市场机遇，必须有一个灵活反应的企业生产机制。美国制造业的衰退冷战时期，美国将制造业列为“夕阳产业”，致使美国经济严重衰退，如：汽车:55年市场份额为3/4，89年为1/4，而日本占30%；收音机:75年占本国市场96%，95年几乎为零；电视机:美国发明，87年美国厂家仅剩1家，占国内市场15%；机床:60年代最大出口国，80年代最大进口国，

85年进口50%。6.4.1敏捷制造提出的背景63全球市场形成商品竞争更趋激烈，市场多变，为及时捕捉市场机遇美国人对制造业再认识：不能保持世界水平的制造能力必将危急国家在国内外市场的竞争能力；制造业是一个国家国民经济的支柱；美国在世界事务中的威望不仅取决于强大的国防态势，而且取决于强大的制造能力，为了保持美国的领导地位，美国应实施各种策略，再重振其制造竞争力；敏捷制造策略繁荣提出为了重新夺回美国在制造业优势，由国防部资助，由里海大学牵头组织了调查，发现：面对突然出现的市场机遇，由于不能完成相应调整而痛失良机。因而提出敏捷制造策略，促使美国制造业发展，努力使美国能在2006年前重新恢复其在制造业中的领导地位。64美国人对制造业再认识：64敏捷制造：快速调整自己，增强市场多变能力，在“竞争-合作-协同”机制下，实现对市场作出灵活反应的一种生产制造模式。敏捷制造企业：快速响应市场/用户需求不断改进老产品，迅速开发高质量新产品，在整个产品生命周期内满足用户需求；快速应变能力采用具有高度柔性、可重组设备组织生产，使生产成本与批量无关，充分把握市场中每一个获利时机，使企业长期获取经济利益。强调“竞争与合作”一旦发现机遇，以最快速度从企业内部、外部选出优势群体，组成功能单一的动态组织结构经营实体。

6.4.2敏捷制造的内涵65敏捷制造：快速调整自己，增强市场多变能力，在“竞争-合作-协敏捷制造概念示意图

66敏捷制造概念示意图

661、企业的信息网企业信息网是实施敏捷制造的最基础结构；能够迅速明确自己的竞争环境，快速响应市场/用户需求；进行异地设计，并行进行产品开发；持续不断地为用户提供产品信息服务，使用户在整个产品寿命周期内对产品满意；将企业有关经营特点、资源、设备能力等信息上网，在不同企业间进行信息的交换和共享，便于选择合作伙伴，赢得竞争优势。6.4.3敏捷制造的关键因素及关键技术671、企业的信息网6.4.3敏捷制造的关键因素及关键技术67虚拟公司定义一种动态组织结构，为了赢得某个市场机遇，快速组成一个功能单一的临时性经营实体。虚拟公司目的是使企业长期获取经济利益。虚拟公司成员关系在竞争基础上相互信任、获取共同利益的合作关系，知识产权、技能、信息、资源有偿共享。虚拟公司优点：1）中小企业可分享合作者资源，大企业无需大量投资迅速扩大生产和市场占有率，降低失败风险；2）可以在经济和技术实力上容易超过它所有竞争对手；3）每个合作者有机会进入更广泛的市场，各自资源可以得到充分的利用，取得局部最优基础上的全局最优；4）可兼容竞争和合作，保存竞争活力，避免过度竞争。

2、虚拟公司68

2、虚拟公司68虚拟公司的生命周期69虚拟公司的生命周期69物理基础结构包括厂房、设备、实施、运输等物理设施；当机遇出现时，只需要添置少量必要设备，多数的物理设施可以通过选择合适的合作伙伴得到。法律基础结构国家法律和政策条文，在法律上承认虚拟公司，规定如何交易、利益分享、资本流动、纳税等，若虚拟公司破产如何还债、如何善后、人员如何流动等。社会基础结构需要社会为虚拟公司提供培训、中介等服务环境。信息基础结构包括企业信息网络、服务网点、中介机构等信息服务手段。3、敏捷制造的基础结构703、敏捷制造的基础结构70敏捷型员工的特征

一般员工敏捷员工基本技能阅读；书写；算数阅读和写作能力；计算；综合信息；沟通想法；掌握技术核心能力准确复制信息；听从命令；操作机器寻找方式，学习新技能；系统考虑；做决策；实验个人内在技能服从；守时；忍耐；遵守纪律合作；自定位；有效地相互依赖；从整体出发行动精神境界自主；不愿意共享；趋于不信任建设性的反崇拜；好奇/创造性强；崇尚多样化

4、敏捷型的员工

71敏捷型员工的特征

一般员工敏捷员工基本技能阅读；书写；算数阅①能够充分发挥主动性和创造性，积极有效地掌握信息和新技术；②反应迅速灵活，能快速地从一个项目转换到另一个项目；③得到授权后，能自己组织和管理项目，在各个层次上做出适当的决策；④具有协作精神，在虚拟公司中能与各种人员保持良好的合作关系。敏捷型员工优势72敏捷型员工优势72虚拟制造含义将现实制造系统映射为虚拟制造系统，借助三维可视交互环境，对产品从设计、制造到装配的全过程进行全面仿真的技术。虚拟制造系统特征：不消耗资源和能量，不生产现实世界产品，模拟产品制造过程，对系统效益及风险进行评估；功能一致性，忠实反映现实制造系统功能和特性；结构相似性，与现实制造系统在结构上是相似的；组织灵活性，虚拟制造系统是面向未来、面向市场、面向用户需求的系统，其组织与实现具有非常高的灵活性。集成化，包括信息集成、智能集成、串并行工作机制集成和人机集成等多种形式的集成。5、虚拟制造735、虚拟制造73联合竞争不同优势企业联合起来构成的敏捷制造集团具有强大的竞争力。技术和能力交叉敏捷制造将促进制造技术和管理模式的交流和发展，促进技术的转换和利用。环境意识加强采用绿色设计和绿色制造技术，自觉地保护生态环境。信息成为商品将出现各种信息中介服务机构，向企业和顾客提供各种咨询服务。6.4.4敏捷制造对制造业影响74联合竞争不同优势企业联合起来构成的敏捷制造集团具有强大的

6.5.1智能制造系统的含义与发展6.5.2智能制造系统的特征6.5.3智能加工与智能加工设备第五节智能制造系统（IMS）75第五节智能制造系统（IMS）75智能制造系统（IMS）含义：由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化系统；模拟人类专家的智能活动，进行分析、推理和决策；取代/延伸人部分脑力劳动，发展人类专家的制造智能。智能制造模式的发展：智能制造是影响未来经济发展的重要生产模式；制造系统将由能量驱动型转变为信息驱动型；智能制造被各国政府列为国家发展计划；智能制造特别是信息技术发展的必然，是自动化和集成技术纵向发展的结果。6.5.1智能制造系统的含义与发展76智能制造系统（IMS）含义：6.5.1智能制造系统的含义与自律（Holonic)能力搜集理解环境和自身信息，规划自身行为的能力，基于知识的模型是系统自律能力的基础。人机一体化智能机器只具有逻辑思维（专家系统和部分形象思维（神经网络），没有人的灵感思维，不可能全面取代人类专家智能；人机一体化突出人的核心地位，使二者各显其能。虚拟现实技术借助于音像和传感装置，虚拟展示现实生活中各种过程，虚拟未来产品及其制造过程，从感官和视觉上使人获得完全如同真实的感受。自组织与超柔性能够自行组成一种最佳结构，具有运行方式和结构形式的柔性，如同一群人类专家群体，具有生物特性。学习能力与自我维护能力在实践中不断充实知识库，具有自学习，自行进行故障诊断与排除功能。

6.5.2智能制造系统的特征77自律（Holonic)能力搜集理解环境和自身信息，规划自自律性智能制造系统78自律性智能制造系统78技术工人职责：①用感觉器官监视加工状况；②通过大脑判断加工状态，并作出决策；③用四肢实施相应的操作和处理。智能加工：应用传感处理、智能决策、实时控制技术，自主选取数据，积累经验，根据获取的状态信息创造新的知识。智能机床：应用传感器对切削过程进行在线监测，依据神经网络诊断异常状态；故障发生时，启动知识处理机，参照存储积累的知识，决策修正加工条件，排除机床故障。预测推理模块：事前对异常情况进行推理，提供处理对策表供检索调用。控制推理模块：对已发生的异常情况采取相应处理对策。6.5.3智能加工与智能加工设备79技术工人职责：①用感觉器官监视加工状况；②通过大脑判断加工状智能机床的基本结构80智能机床的基本结构80智能加工中心的主机结构81智能加工中心的主机结构81CIMS是企业内的人/组织、经营管理和技术三要素集成，以保证企业内的工作流程、物质流和信息流畅通无阻的企业信息集成系统。CIMS是由经营管理信息系统、工程设计自动化系统、制造自动化系统和质量保证信息系统四个功能分系统，以及计算机网络和数据库管理两个支撑分系统组成；并行工程是将时间上先后的知识处理和作业实施过程转变为同时考虑和尽可能的同时处理的一种生产组织管理方式。群体小组和并行工程是精益生产的基础，及时生产、成组技术和全面质量管理是精益生产的三大支柱。敏捷制造是在“竞争-合作-协同”机制下，实现对市场需求作出灵活快速反应的一种生产制造模式。本章小结82本章小结825、世上最美好的事是：我已经长大，父母还未老;我有能力报答，父母仍然健康。

6、没什么可怕的，大家都一样，在试探中不断前行。

7、时间就像一张网，你撒在哪里，你的收获就在哪里。纽扣第一颗就扣错了，可你扣到最后一颗才发现。有些事一开始就是错的，可只有到最后才不得不承认。

8、世上的事，只要肯用心去学，没有一件是太晚的。要始终保持敬畏之心，对阳光，对美，对痛楚。

9、别再去抱怨身边人善变，多懂一些道理，明白一些事理，毕竟每个人都是越活越现实。

10、山有封顶，还有彼岸，慢慢长途，终有回转，余味苦涩，终有回甘。

11、人生就像是一个马尔可夫链，你的未来取决于你当下正在做的事，而无关于过去做完的事。

12、女人，要么有美貌，要么有智慧，如果两者你都不占绝对优势，那你就选择善良。

13、时间，抓住了就是黄金，虚度了就是流水。理想，努力了才叫梦想，放弃了那只是妄想。努力，虽然未必会收获，但放弃，就一定一无所获。

14、一个人的知识，通过学习可以得到;一个人的成长，就必须通过磨练。若是自己没有尽力，就没有资格批评别人不用心。开口抱怨很容易，但是闭嘴努力的人更加值得尊敬。

15、如果没有人为你遮风挡雨，那就学会自己披荆斩棘，面对一切，用倔强的骄傲，活出无人能及的精彩。5、人生每天都要笑，生活的下一秒发生什么，我们谁也不知道。所以，放下心里的纠结，放下脑中的烦恼，放下生活的不愉快，活在当下。人生喜怒哀乐，百般形态，不如在心里全部淡然处之，轻轻一笑，让心更自在，生命更恒久。积极者相信只有推动自己才能推动世界，只要推动自己就能推动世界。

6、人性本善，纯如清溪流水凝露莹烁。欲望与情绪如风沙袭扰，把原本如天空旷蔚蓝的心蒙蔽。但我知道，每个人的心灵深处，不管乌云密布还是阴淤苍茫，但依然有一道彩虹，亮丽于心中某处。

7、每个人的心里，都藏着一个了不起的自己，只要你不颓废，不消极，一直悄悄酝酿着乐观，培养着豁达，坚持着善良，只要在路上，就没有到达不了的远方！

8、不要活在别人眼中，更不要活在别人嘴中。世界不会因为你的抱怨不满而为你改变，你能做到的只有改变你自己！

9、欲戴王冠，必承其重。哪有什么好命天赐，不都是一路披荆斩棘才换来的。

10、放手如拔牙。牙被拔掉的那一刻，你会觉得解脱。但舌头总会不由自主地往那个空空的牙洞里舔，一天数次。不痛了不代表你能完全无视，留下的那个空缺永远都在，偶尔甚至会异常挂念。适应是需要时间的，但牙总是要拔，因为太痛，所以终归还是要放手，随它去。

11、这个世界其实很公平，你想要比别人强，你就必须去做别人不想做的事，你想要过更好的生活，你就必须去承受更多的困难，承受别人不能承受的压力。

12、逆境给人宝贵的磨炼机会。只有经得起环境考验的人，才能算是真正的强者。自古以来的伟人，大多是抱着不屈不挠的精神，从逆境中挣扎奋斗过来的。

13、不同的人生，有不同的幸福。去发现你所拥有幸运，少抱怨上苍的不公，把握属于自己的幸福。你，我，我们大家都可以经历幸福的人生。

14、给自己一份坚强，擦干眼泪；给自己一份自信，不卑不亢；给自己一份洒脱，悠然前行。轻轻品，静静藏。为了看阳光，我来到这世上；为了与阳光同行，我笑对忧伤。

15、总不能流血就喊痛，怕黑就开灯，想念就联系，疲惫就放空，被孤立就讨好，脆弱就想家，不要被现在而蒙蔽双眼，终究是要长大，最漆黑的那段路终要自己走完。5、从来不跌倒不算光彩，每次跌倒后能再站起来，才是最大的荣耀。

6、这个世界到处充满着不公平，我们能做的不仅仅是接受，还要试着做一些反抗。

7、一个最困苦、最卑贱、最为命运所屈辱的人，只要还抱有希望，便无所怨惧。

8、有些人，因为陪你走的时间长了，你便淡然了，其实是他们给你撑起了生命的天空；有些人，分开了，就忘了吧，残缺是一种大美。

9、照自己的意思去理解自己，不要小看自己，被别人的意见引入歧途。

10、没人能让我输，除非我不想赢！

11、花开不是为了花落，而是为了开的更加灿烂。

12、随随便便浪费的时间，再也不能赢回来。

13、不管从什么时候开始，重要的是开始以后不要停止；不管在什么时候结束，重要的是结束以后不要后悔。

14、当你决定坚持一件事情，全世界都会为你让路。

15、只有在开水里，茶叶才能展开生命浓郁的香气。5、世上最美好的事是：我已经长大，父母还未老;我有能力报答，83第六章先进生产制造模式6.1计算机集成制造(CIM)6.2并行工程（CE）6.3精益生产(LP)6.4敏捷制造（AM）6.5智能制造系统（IMS）84第六章先进生产制造模式1

本节要点CIM和CIMS的定义CIMS的组成CIMS的递阶控制结构第一节计算机集成制造系统

ComputerIntegratedManufacturingSystem（CIMS）85本节要点第一节计算机集成制造系统

Computer一、CIMS产生的技术基础

计算机集成制造（CIMS）是20世纪80年代中期，在计算机技术、信息技术及自动化制造技术的基础上发展起来的一项高新技术。是制造业又一次新的技术革命，制造完全自动化。是未来制造业的发展趋势。

电子计算机的出现为CIMS的产生做了技术上的准备。计算机是在1946年诞生的。在工业生产中，计算机使产品制造由刚性制造自动化向柔性制造自动化发展。计算机主要用于产品设计、产品制造和经营管理中。86一、CIMS产生的技术基础计算机集成制造（C1.计算机在机械设计中的应用

1950年产生计算机辅助设计（CAD），主要功能是计算机绘图，设计计算和数据库处理。微型计算机可以完成产品设计、材料分析、优化设计以及工、模具和专用零部件设计等工作。可以大大节省设计时间，提高设计的效率，也提高设计的水平质量。871.计算机在机械设计中的应用4

2.计算机在机械制造中的应用

是从数控机床开始的。1952年，美国首先研制成功了数控机床，计算机应用在制造业中，成为CAM的开端。包括CAPP、CNC编程、工时定额的计算、生产计划的制定等。CAPP的研究是从60年代开始的，工艺路线设计、切削用量的选择和时间定额的制订。882.计算机在机械制造中的应用5

3.计算机在经营管理中的应用

应用在数据管理方面的应用。

现代生产管理信息系统，以计算机为手段，对生产管理信息收集、传输、加工、存储和使用的人机系统。例如：物料需求计划（MRP）:只在需要的时间，向需要的部门按照需要的数量提供该部门所需的物料，以最大限度地减少库存，降低库存成本。

制造资源计划（MRPⅡ）是将物料需求计划和企业的财务系统连接起来，形成一个集企业生产、财务、销售、工程技术、供应等各个子系统为一体的生产管理信息系统。893.计算机在经营管理中的应用6二、CIMS的提出

1973年美国人约瑟哈林顿博士在《ComputerIntegratedManufacturing》一书中提出了计算机集成制造（CIM）的概念。有两个重要的的观点。

（1）企业的各个生产环节是一个不可分割的整体，需要紧密连接，综合考虑；

（2）整个企业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，最终形成的产品可以看作是数据的物质表现。

用计算机通过信息集成实现现代化的生产制造，求得企业的总体效益CIM：是一种思想、模式、哲理，强调企业信息集成。90二、CIMS的提出1973年美国人约瑟三、CIMS的概念

根据CIM概念的含义出发，CIMS在功能上，包含了一个工厂的全部活动；涉及的自动化是工厂的各个环节的自动化有机地集成，是信息和人的集成。

CIMS是在自动化技术、信息技术和制造技术的基础上，通过计算机及其软件，将制造工厂全部生产活动所需的各种分散的自动化系统有机地集成，是适合多品种、中小批量生产的系统。91三、CIMS的概念CICIMS三要素关系：经营管理与技术:技术支持企业达到预期的经营目标；人与技术:技术支持各类人员互相配合、协调一致工作；人与经营管理:人员素质提高支持企业的经营管理；CIMS三要素集成CIMS:基于CIM哲理的一种工程集成系统。CIMS核心:是将企业内的人/组织、经营管理和技术三要素之间的集成，以保证企业内的工作流程、物质流和信息流畅通无阻。92CIMS三要素关系：CIMS三要素集成CIMS:基于通过信息集成将原来没有联系或联系不紧密的单元有机地组合成为功能协调的，互相紧密联系的新系统。

1.人员和组织集成:管理者、设计者、制造者、保障者（质量、销售、服务）

2.信息集成：产品生命周期中各类信息的获取、表示、处理和操作工具集成为一体。（产品信息模型PIM产品数据模型PDM）

3.技术集成：产品开发全过程中涉及的多学科知识，以及各种技术、方法、知识库、方法库。

4.功能集成：企业各部门功能、产品开发与外部协作企业间功能集成93通过信息集成将原来没有联系或联系不紧密的单元有机地组信息集成自动化孤岛CAD生产管理CAPP/CAM财务管理94信息集成自动化孤岛CAD生产管理CAPP/CAM财务管理11将“自动化孤岛”集成在一起95将“自动化孤岛”集成在一起12过程集成

规划车型设计产品设计生产准备生产财务.会计Finance/Accounting开发期LengthofDevelopmentTime规划Planning

车形设计Stylingdesign

Engineering产品设计DesignPrototypeFabrication&Testing试制评价Productionengineering生产准备生产Production零部件厂家PartssuppliersProductionengineeringProduction规划Planning车形设计Stylingdesign产品设计EngineeringDesign试制.评价PrototypeFabrication&Testing生产准备生产

试制评价丰田汽车公司的并行工程系统96过程集成规划车型设计产品设计生产准备生产财务.现代的组织结构面向过程的组织结构Teamwork97现代的组织结构Teamwork14企业集成

多个企业动态企业联盟企业敏捷性98企业集成多个企业动态企业联盟企业敏捷性15◆

CIM是一种哲理、思想、方法；◆CIMS是CIM哲理的具体体现；◆CIMS是一个计算机控制的闭环反馈系统，其输入是产品的需求和概念，输出的是合格的产品。99◆CIM是一种哲理、思想、方法；16管理信息分系统MIS质量保证分系统CAQ工程设计分系统CAD/CAE/CAM制造自动化分系统MAS数据库分系统DBS网络分系统NETS支撑分系统应用分系统市场信息技术信息服务信息四、CIMS的组成

由4个功能分系统：1.经营管理信息系统（MIS）2.工程设计自动化系统（EDIS）3.制造自动化系统(MAS)4.质量保证信息系统(CAQ)2个支撑系统：1.数据库管理(DBS)2.计算机网络(NETS)100管质工程设计分系统制造自动化分系统数据库分系统DBS网络分系

产、供、销、人、财、物。是CIMS的神经中枢。有3方面的基本功能：

（1）信息管理:包括信息的收集、传输、加工和查询；

（2）事务管理:包括计划管理、物料管理、生产管理、财务管理、人力资源管理等；（3）辅助决策:根据现有信息，利用数学分析手段预测未来，提供企业经营管理决策。1.经营管理信息分系统(MIS)101产、供、销、人、财、物。是CIMS的神经中枢。有3

核心工具：制造资源计划MRPⅡ，是一个集生产、供应、销售和财务为一体的信息管理系统，包括生产经营规划、产品数据、物料需求计划、生产作业计划、库存管理、财务管理以及采购销售等模块组成。将企业内的各个管理环节有机地结合起来，在统一的数据环境下实现管理信息的集成，达到缩短产品生产周期、减少库存、降低流动资金、提高企业的应变能力。102核心工具：制造资源计划MRPⅡ，是一个集生产管理信息系统（MIS）基本结构103管理信息系统（MIS）基本结构20

2.工程设计自动化分系统(EDIS)

指在产品设计开发过程中引用计算机技术。包含产品概念设计、工程结构分析、详细设计、工艺设计，以及数控编程等产品设计和制造准备阶段的系列工作。包括CAD/CAM/CAPP。

CAD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、动态分析与仿真、物料清单的生成功能。

1042.工程设计自动化分系统(EDIS)21

CAPP是根据产品设计所给出的信息进行产品的加工方法和制造过程的设计技术。包括毛坯设计、加工方法选择、工序设计、工艺路线制订以及工时定额计算等。工序设计包括工装夹具的选择或设计、加工余量分配、切削用量选择、工序图生产，以及机床和刀具选择等。

CAM是指刀具路径的确定、刀位文件的生成、刀具轨迹仿真以及NC代码的生成等。CIM使CAD/CAPP/CAM集成技术得到快速的发展，并成为CIMS的重要性能指标。便于产品数据在各个系统中交换和共享。

105CAPP是根据产品设计所给出的信息进行产品的加

3.制造自动化分系统(MAS)

地位:

位于企业底层，是企业信息流和物料流的结合点，是最终产生效益聚集地。

作用：

是在计算机的控制与调度下，按照NC代码加工零件并装配成部件，完成设计和管理部门下达任务；并将制造现场的各种信息实时地或经过初步处理后反馈到相应部门，以便及时地进行调度和控制。

1063.制造自动化分系统(MAS)23MAS组成:

（1）机械加工系统-CNC、MC、FMC、FMS加工设备；用于对零件或产品的各种加工和装配。（2）物流系统—对工件和工具存储、搬运、装卸等操作。（3）控制系统-实现对加工设备和物流系统的控制。107MAS组成:24MAS目标:实现多品种、小批量生产柔性自动化；实现优质、低成本、短周期、高效率生产；创造舒适安全劳动环境。108MAS目标:25

4.质量保证分系统(CAQ)

通过质量保证规划、工况监控采集、质量分析评价和控制，以达到预定的质量要求。覆盖了产品生命周期的各个阶段。

（1）质量计划子系统

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。1094.质量保证分系统(CAQ)26

（2）质量检测管理子系统

建立成品出厂档案，改善售后服务工作质量；管理进厂材料、外购件和外协件的质量检验数据；管理生产过程中影响成品质量的数据；建立设计质量模块，做好项目决策、方案设计、结构设计、工艺设计的质量管理。

110（2）质量检测管理子系统27

（3）质量分析评价子系统

包括对产品设计质量、外购件和外协件质量、供货商能力、质量成本等进行分析，评价各种因素对造成质量问题的影响，查明主要原因。111（3）质量分析评价子系统28

（4）质量信息综合管理和反馈控制子系统

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。112（4）质量信息综合管理和反馈控制子系统29

5.数据库管理分系统(DBS)

管理整个CIMS的数据,实现数据集成和共享。CIMS环境下的4个功能分系统的信息数据都要在一个结构合理的数据库系统中进行存贮,并通过计算机网络将不同分系统中的数据联系起来,达到信息交换和共享的目的。

经营管理数据、工程技术数据、制造控制和质量保证数据。

1135.数据库管理分系统(DBS)

6.CIMS计算机网络分系统(NETS)

由多台计算机、终端设备、数据传输设备以及通信控制处理等设备的集合，在统一的通信协议的控制下完成数据的共享。目标是实现CIMS的数据传递和系统通信功能。通过计算机网络系统,完成动态控制和管理。分系统的互联,实现信息传输和交流,使互联系统共享工程资源、数据库和存贮空间。是CIMS信息集成工具，常用局域网，对地理范围大的企业，可通过远程网进行互连。1146.CIMS计算机网络分系统(NETS)

6.CIMS计算机网络分系统(NETS)

CIMS层次结构及数据流1156.CIMS计算机网络分系统(NETS)五、CIMS的递阶控制体系

美国国家标准局提出了著名的五级递阶控制模型,五级分别是:工厂层、车间层、单元层、工作站层和设备层。

递阶控制：控制系统按功能分若干层，各层独立控制，层与层保持信息联系，上层对下层发出命令，下层向上层送命令执行结果。

116五、CIMS的递阶控制体系美国国家标准局提出了著工厂加工车间装配车间1#单元N#单元铣削工作站检验工作站物料运储工作站机器人铣床零件存储器机器人检验机零件存储器机器人机器人小车传感器……….…..1.工厂层控制系统

最高一级控制,履行“厂部”职能。完成的功能包括市场预测、制定生产计划、确定生产资源需求、制定资源规划、制定产品开发及工艺过程规划、厂级经营管理。规划周期一般从几个月到几年时间。117工厂加工车间装配车间1#单元N#单元铣削检验物料运储机器人铣工厂加工车间装配车间1#单元N#单元铣削工作站检验工作站物料运储工作站机器人铣床零件存储器机器人检验机零件存储器机器人机器人小车传感器……….…..2.车间层控制系统车间层控制主要有两个模块:作业管理：作业定单的制定、发放和管理，安排加工设备、刀具、夹具、机器人、物料运输设备的预防性维修工作。资源分配：将设备、托盘、刀具、夹具等根据作业计划分配给相应的工作站。

根据工厂层生产计划,负责协调车间的生产工作以及资源配制，决策周期为几周到几个月。118工厂加工车间装配车间1#单元N#单元铣削检验物料运储机器人铣工厂加工车间装配车间1#单元N#单元铣削工作站检验工作站物料运储工作站机器人铣床零件存储器机器人检验机零件存储器机器人机器人小车传感器……….…..3.单元层控制系统

完成本单元的作业调度，包括零件在各工作站的作业顺序、作业指令的发放和管理、协调工作站间的物料运输、进行机床和操作者的任务分配和调度。规划时间在几个小时到几周。119工厂加工车间装配车间1#单元N#单元铣削检验物料运储机器人铣工厂加工车间装配车间1#单元N#单元铣削工作站检验工作站物料运储工作站机器人铣床零件存储器机器人检验机零件存储器机器人机器人小车传感器……….…..4.工作站层控制系统负责协调一个设备小组活动，规划时间几分钟/几小时

一个加工工作站由一台机器人、一台机床、一个物料贮运器和一台控制计算机组成。它负责处理由物料贮运系统送来的零件托盘，完成加工工件的夹紧、切削加工、加工检验、拆卸工件以及清理工作等顺序的控制、协调与监控任务。120工厂加工车间装配车间1#单元N#单元铣削检验物料运储机器人铣工厂加工车间装配车间1#单元N#单元铣削工作站检验工作站物料运储工作站机器人铣床零件存储器机器人检验机零件存储器机器人机器人小车传感器……….…..5.设备层控制系统执行上层控制命令，完成加工、测量、运输等任务，响应时间几毫秒/几分钟

包括各种设备（机床、机器人、坐标测量机等）执行上层的控制命令，完成加工、测量、运输等任务。121工厂加工车间装配车间1#单元N#单元铣削检验物料运储机器人铣昆明机床股份公司CIMS计算机层次结构122昆明机床股份公司CIMS计算机层次结构3912340CIMS发展简况（国外）欧共体——1984年开始实施ESPRIT（欧洲信息技术研究战略计划），在130个合作项目中，关于CIM项目占28项日本——CNC、DNC、FMS已处于世界领先地位，1985年通产省主持开发“筑波综合实验工厂”，相当于CIMS实验基地。美国——不仅企业重视，国家也极为重视，认为CIM是夺回失去市场、取得竞争成功的关键技术，并将不可逆转地成为21世纪占主导地位的新的生产方式。20世纪80年代初，美国国家标准局（NBA）所属AMRF（自动化研究实验基地）建立了世界上第一个CIMS实验系统新加坡、以色列、韩国、巴西、南非等——也在积极跟踪和发展CIM技术。124CIMS发展简况（国外）欧共体——1984年开始实施ESP

我国从1986年开始实施“高技术研究和发展计划(即863计划)”,CIMS是其中的一个主题863/CIMS的任务是促进我国CIMS的发展和应用。1994年,清华大学国家CIMS工程研究中心获得了美国SME(制造工程师学会)的CIMS“大学领先奖”,这标志着我国CIMS的研究水平进入了国际先进行列。

1995年,北京第一机床厂荣获SME的CIMS“世界工业领先奖”,这标志着我国一些试点企业的CIMS的应用达到了国际领先水平。CIMS发展简况（国内）125我国从1986年开始实施“高技术研究和发

目前,我国的CIM技术在发展,应用领域也在不断地拓宽。CIMS的进一步试点推广应用已扩展到机械、电子、航空、航天、轻工、纺织、石油化工、冶金、通信、煤炭等行业的60多家企业。

126目前,我国的CIM技术在发展,应用领域也在

在完成了一大批课题研究工作的基础上,陆续选定了一批CIMS典型应用工厂,其中包括成都飞机工业公司、沈阳鼓分机厂、济南第一机床厂、上海二纺机股份有限公司、北京第一机床厂、郑州纺织机械厂、东风汽车公司、广东华宝空调器厂、中国服装研究设计中心(集团)等。127在完成了一大批课题研究工作的基础上,陆续选定了一批C

6.2.1并行工程定义6.2.2并行工程运行模式6.2.3并行工程特征