工业计算机网络CIMS

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计算机集成制造系统（CIMS）

电气工程学院点击添加文本点击添加文本点击添加文本点击添加文本主要内容电气工程学院西安交通大学XI'ANJIAOTONGUNIVERSITYCIMS技术的基本概念CIMS技术的结构体系3.CIMS技术的支撑系统4.

CIMS技术的先进理念点击添加文本点击添加文本点击添加文本点击添加文本1.CIMS技术的基本概念电气工程学院西安交通大学XI'ANJIAOTONGUNIVERSITY1.1CIMS提出的背景

传统的制造业，在80年代迎来生产方式的重大变革，那就是利用计算技术对生产进行管理和执行。当时的生产过程在管理上还处于人工管理的阶段，人们对产品的生产过程进行记录，并通过分析记录的数据，了解生产过程是否存在问题。

现在的信息技术和计算机技术正在改变传统制造业的管理方式和制造方式从计划的制定、原料的采购、生产的组织、生产过程的管理、产品的追溯到客户的维护，计算机贯穿于产品的全生命周期中。

实际上，计算机主要的作用就是用于分析各种数据，并给出合理地解释和建议。在制造业中，不光只有计算机起着重要的作用，其他先进的信息技术也在发挥着作用。点击添加文本点击添加文本点击添加文本点击添加文本1.CIMS技术的基本概念电气工程学院西安交通大学XI'ANJIAOTONGUNIVERSITY1.2CIMS概念的提出

在20世纪80年代，美国学者哈林顿最早提出了CIMS（ComputerIntegratedManufacturingSystems）的概念，即计算机集成制造或者现代集成制造。哈林顿从企业生产的组织与管理角度出发强调了两个观点：1）企业的各种生产经营活动是不可分割的，需要统一考虑；2）整个生产过程实质上是信息的采集、传递和加工处理的过程。点击添加文本点击添加文本点击添加文本点击添加文本1.CIMS技术的基本概念电气工程学院西安交通大学XI'ANJIAOTONGUNIVERSITY1.2CIMS概念的提出

国家863计划CIMS主题专家组1998年对CIM的定义为：

“将信息技术、现代管理技术和制造技术相结合，并应用于企业产品全生命周期（从市场需求分析到最终报废处理）的各个阶段，通过信息集成、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行，达到人（组织、管理）、经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（成本）、S（服务）、E（环境），从而提高企业的市场应变能力和竞争能力。”点击添加文本点击添加文本点击添加文本点击添加文本1.CIMS技术的基本概念电气工程学院西安交通大学XI'ANJIAOTONGUNIVERSITY1.3CIMS技术的基本概念

CIMS的基本概念包括CIM和CIMS的定义。

CIM是一种组织、管理与运行企业的哲理，它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，实现企业制造活动的计算机化、信息化、智能化、集成优化，是组织现代化生产的“制造哲理”。

CIMS是一种基于CIM哲理构成的计算机化、信息化、智能化、集成化的制造系统。它不仅是一个工程技术系统，更是一个企业整体集成优化系统。CIMS核心是“集成”，其集成特性主要包括人员集成、信息集成、功能集成和技术集成等。点击添加文本点击添加文本点击添加文本点击添加文本2.CIMS技术的结构体系电气工程学院西安交通大学XI'ANJIAOTONGUNIVERSITY2.1CIM-OSA体系结构

CIMS的体系结构有多种，但最为著名的当属CIM-OSA体系结构。

逐步推导是指在CIMS开发的整个生命周期中，从需求定义、设计说明到功能描述，每个阶段都有适合其需要和特点的模型。

逐步生成描述了系统建模的各个方面及其相互关系，包括功能、信息、资源和组织四个视图，它们分别对应于功能模型、信息模型、资源模型和组织模型；

逐步具体化表征了从一般到特殊的发展过程，即：从通用模块—部分通用模型—专用模型。点击添加文本点击添加文本点击添加文本点击添加文本2.CIMS技术的结构体系电气工程学院西安交通大学XI'ANJIAOTONGUNIVERSITY2.2CIMS递阶层次结构

经营决策模型决策层管理层生产计划/生产调度/加工方案制定监控层控制层生产过程调度层过程模型企业运行模型常规控制/数据采集CIMS递阶层次结构层次应用系统模型功能先进控制/操作优化/故障诊断综合管理/销售管理/采购管理/生产管理经营决策信息支持生产过程自动化分系统采购与销售分系统综合管理分系统经营决策分系统生产管理分系统CIMS支撑分系统点击添加文本点击添加文本点击添加文本点击添加文本2.CIMS技术的结构体系电气工程学院西安交通大学XI'ANJIAOTONGUNIVERSITY2.3CIMS的功能构成

经营决策分系统生产管理分系统支撑分系统（网络、服务器、数据库、开发工具）综合管理分系统采购与销售分系统生产过程自动化分系统CIMS的功能构成实现生产过程的自动控制、先进控制、操作优化和故障诊断，保证生产装置在安全、稳定、长期、满负荷及优化状态下运行功能构成

在计算机辅助下实现生产计划、调度作业、以及生产加工方案的指定点击添加文本点击添加文本点击添加文本点击添加文本2.CIMS技术的结构体系电气工程学院西安交通大学XI'ANJIAOTONGUNIVERSITY2.3CIMS的功能构成

功能构成

为企业领导层提供决策信息和决策支持。

在计算机、网络和数据库的支持下，实现各个职能部门管理的数据化、科学化、协调化。

在计算机、网络和数据库的支持下，实现产品销售，原料采购、库存管理等工作的数据化、科学化、协调化。经营决策分系统生产管理分系统支撑分系统（网络、服务器、数据库、开发工具）综合管理分系统采购与销售分系统生产过程自动化分系统CIMS的功能构成点击添加文本点击添加文本点击添加文本点击添加文本3.CIMS技术的支撑系统电气工程学院西安交通大学XI'ANJIAOTONGUNIVERSITY3.1CIMS的计算机体系结构

计算机体系结构是指计算机系统各组成部分之间的相互关系，它是硬件、软件、算法和语言的综合性概念。计算机体系结构可分为：

Browser/Sever(浏览器/服务器)模式

主机/终端模式Client/Server（客户机/服务器）模式主从式。安全性好；可靠性高；计算能力和数据存储能力强。但硬件的初始投资高；可移植性差；资源利用率低；是一些特定应用场合下重要的计算处理方式，如金融领域等。分布式。服务器负责系统资源的管理与优化，客户机负责与用户的交互，应用逻辑则根据需要划分到服务器端或客户端，是主流模式。采用浏览器作为客户端软件，并将Client/Server模式中的服务器分解为应用服务器和数据服务器，目前尚不成熟点击添加文本点击添加文本点击添加文本点击添加文本3.CIMS技术的支撑系统电气工程学院西安交通大学XI'ANJIAOTONGUNIVERSITY3.2CIMS的数据库系统

CIMS环境下的数据库有两种类型：关系数据库和实时数据库，它们共同构成了流程工业CIMS的信息集成环境。实时数据库可以实现过程数据的集成与存储。由于过程数据的获取具有数据量大、周期性采集的特点，而过程数据的调用又有快速性要求，因此，实时数据库应有周期性处理机制、高比率压缩机制和快速调用机制。

常用的实时数据库系统有：AspenTech公司的InfoPlusOilSystem公司的PIWonderware公司的InSQL点击添加文本点击添加文本点击添加文本点击添加文本3.CIMS技术的支撑系统电气工程学院西安交通大学XI'ANJIAOTONGUNIVERSITY3.2CIMS的计算机网络

CIMS中的计算机网络与通用的计算机网络无大的区别；但就其应用环境而言，CIMS中的计算机网络又有其自身的特殊性。1.CIMS中的计算机网络属于局域网CIMS中的计算机网络一般覆盖几公里至十几公里的范围，并主要使用局域网的网络设备和网络协议。2.CIMS中的计算机网络是由异构、异质子网和通讯接口互联而成的综合网在CIMS的计算机网络中，一些子网服务于过程控制，一些子网服务于经营管理，一些子网需要与外界交换信息。点击添加文本点击添加文本点击添加文本点击添加文本3.CIMS技术的支撑系统电气工程学院西安交通大学XI'ANJIAOTONGUNIVERSITY3.2CIMS的计算机网络

在不同应用目的下构建的子网其通讯协议、通讯介质和拓扑结构是有差异的。3.CIMS中的计算机网络有较高的可靠性要求计算机网络的可靠性要求体现在两个方面：（1）故障率低，有些子网是面向过程控制的，需要保证网络的可靠运行；（2）有容错能力，当网络的某一部分出现故障时，关键的子网仍然能够正常运行。因此，CIMS中的计算机网络的可靠性要高于一般的计算机网络。点击添加文本点击添加文本点击添加文本点击添加文本4.CIMS技术的先进理念电气工程学院西安交通大学XI'ANJIAOTONGUNIVERSITY4.1与软件相对应

提高设备生产率多品种小批生产采用的管理方式建立产品责任体制加强成本管理人力资源管理————————开展全员设备维修活动加强技能管理设备维修信息管理一专多能缩短交货周期自由流量系统

建立质询回答体制严格设计审查制度建立自动检查系统开展价值工程活动建立无次品生产系统掌握生命周期成本展开质量小组活动职工培训更新组织点击添加文本点击添加文本点击添加文本点击添加文本4.CIMS技术的先进理念电气工程学院西安交通大学XI'ANJIAOTONGUNIVERSITY4.2与硬件相对应

建立柔性生产系统建立节能生产系统探索和进入高附加值领域确立接受单件订货生产体制生产技术数据管理数据库化加强设计功能促进CAD、CAM化采用自动组装工序促进机器人化加强数控及柔性加工中心管理采用节能设备采用节能仪器仪表采用节能型工厂布局点击添加文本点击添加文本点击添加文本点击添加文本4.CIMS技术的先进理念电气工程学院西安交通大学XI'ANJIAOTONGUNIVERSITY4.3效益评估

CIMS取得效益主要在如下方面：1、提高设备利用率————85%2、降低直接和间接劳动强度3、缩短制造周期4、加工中使用设备较少5、生产计划可调性

1985年美国科学院根据对在CIMS方面处于领先地位的5家制造公司进行的调查表明，在实施CIMS后可以获得以下效益：①提高生产率40％一70％；②提高产品质量200％一500％；③提高设备利用率200％一300％；④缩短生产周期30％一60％；⑤减少工程设计费用15％一30％；⑥减少人为费用5％—20％；⑦提高工程师的工作能力300％一3500％。点击添加文本点击添加文本点击添加文本点击添加文本电气工程学院西安交通大学XI'ANJIAOTONGUNIVERSITY炼厂级信息和控制网络原油供应和贸易财务、会计、人力资源商务系统供应和分配现场决策支持原油分析管理炼厂规划和优化操作进度安排目标设定操作支持操作管理物料平衡库存监测操作记录环境和能源公用工程和能量平衡环境报告危险化学品产品统计出货和进料油品运输记录数据整合和产出统计非现场决策支持调和