CIM基础理论学习(-)课件

第二章CIM基础理论2.1几个概念2.1.1CIMS的组成涉及人/机构、经营与技术三个方面要素的集成工程：经营人/机构技术(1)(2)(3)(4)四个方面的集成问题(1)使用技术支持经营(2)使用技术支持人员的工作(3)协调机构/人员工作以支持经营(4)经营、人员、技术的集成2023/7/241CIMS和CIPS技术与应用(1)使用技术支持经营

以计算机技术、自动化技术、生产技术、信息技术等领域的成果为技术手段来支持企业完成预期的经营目标(2)使用技术支持人员的工作

利用技术为企业生产、管理与经营过程中各种人员的工作提供支持，使他们能够协调一致地相互配合完成工作(3)协调机构/人员工作以支持经营

通过调整组织结构，提高人员的综合素质支持企业的经营活动(4)经营、人员、技术的集成

统一管理追求经营、人员、技术等方面的集成和整体优化2023/7/242CIMS和CIPS技术与应用信息共享在正确的时间，将正确的信息，以正确的形式，交给正确的用户2.1.2CIMS的主要特征智能化与综合化的统一

人在工业生产中积累的知识加以抽象以特定的方式加以描述和表达，总结成一定的推理逻辑、规则和算法，建立相应模型，将人的思维活动加以条理化和科学化----人的部分智力活动将由各种类型的自动化系统代替。智能化自动化的深度综合化

涉及企业经营、管理、生产全部活动的决策，是一种具有全局意义的企业综合自动化，自动化系统的广度2023/7/243CIMS和CIPS技术与应用分布与集成的统一分布形式：分散化、单元化、模块化典型化和通用标准化的统一2.1.3CIMS的功能构成4个功能分系统、2个支撑分系统(1)管理信息系统

以MRPII为核心，从制造资源出发，考虑企业进行经营决策的战略层、中短生产计划编制的战术层，其功能覆盖市场销售、物料供应、各级生产计划与控制、财务管理、成本、库存和技术管理等部分的活动，是以经营生产计划、主生产计划、物料需求计划、能力需求计划、车间计划、车间调度与控制为主体形成的闭环一体化生产经营和管理信息系统2023/7/244CIMS和CIPS技术与应用(2)工程设计自动化系统

在产品开发过程中引入计算机技术，包括产品的概念设计、过程与结构分析、详细实际、工艺设计与数控编程。CAD、CAPP、CAM(3)制造自动化系统

制造现代化系统是在计算机的控制与调度下，按照NC代码将一个毛坯加工成合成的零件，再装配成部件以至产品，并将制造现场信息实时地反馈到相应部门。物流和信息流的结合点，最终产生经济效益的聚集地。(4)质量保证系统

采集、存储、评价与处理设计、制造过程中与质量有关的大量数据，从而获得一系列控制环，并用这些控制环有效促进质量的提高，以实现产品的高质量、低成本、提高企业的竞争力2023/7/245CIMS和CIPS技术与应用(5)计算机通信网络

支持CIMS各个分系统的开放型网络通信系统，采用国际标准和工业标准规定的网络协议，实现异种机互联、异构局部网络及多种网络互联。(6)数据库系统

支持CIMS各个分系统并覆盖企业全部信息的数据库系统。在逻辑上是统一的，在物理上是分布的，以实现企业数据共享和信息集成。2.1.3CIMS集成工作的三个阶段CIMS集成不等于各个单项技术简单叠加在一起全企业内全方位的综合过程被认为应该分为三个阶段：物理系统的集成应用集成经营集成2023/7/246CIMS和CIPS技术与应用(1)物理系统的集成

将制造自动化设备和数据处理设施用通信网络互连起来，将自动化岛沟通起来，使之能够互相交换数据和信息物理系统互连网络配置与管理数据交换规则和惯例系统内部通信(2)应用集成

整个系统内各部分的应用软件及其用户之间的集成，包括人和机器之间的控制和信息的集成公共(共享)数据资源公共服务执行环境可移式应用与分布系统2023/7/247CIMS和CIPS技术与应用(3)经营和人的集成从技术上实现包含三个方面：生产和过程的仿真

对底层的生产过程，能进行物理过程动态调度的仿真和优化，对上层生产计划的安排与调整，能进行仿真统计分析，给决策者提供参考信息。自动化的经营过程监控

全企业范围内的综合数据采集和统计分析系统，具备数据统计和分析功能，使高层的经营人员能随时掌握整个过程的情况。基于知识的决策

数据库、模型库、知识库、方法库，帮助高层的决策者科学地完成决策过程。2023/7/248CIMS和CIPS技术与应用2.2CIMS体系结构CIMS是一个多层次、多结构的复杂系统，实施工作需要巨额投资和较长周期，面临巨大的风险，需要一个合理有效的CIMS系统结构和一指导工程设计实施和运行的有效方法。

CIM体系结构的研究工作通过研究系统各部分及其相互关系，提出标准的、功能优良的CIM体系结构、建模工具和集成基础结构，系统指导系统设计、实施和运行中问题的解决2.2.1CIMS体系结构的作用能够清楚的表达企业CIM项目整个生命周期内的发展过程，解答阐明过程中一系列问题，提供方法比较不同的方案，选择最佳应用方案及技术降低企业开发工作的代价和风险指导和帮助用户获得需要的技术和能力用户利用体系结构的标准化、共性化的成果，构思企业特定结构，避免从头构思实施和重复开发。2023/7/249CIMS和CIPS技术与应用2.2.2CIMS体系结构的构成原则(a)抽象化(b)模块化

系统被分解为单个、独立的单元，它们与系统的其他部分中完成同样功能的单元互换而不影响系统总的性能(c)开放性

空间上将系统各组成部分有效的集成起来，能扩展新的功能，将新技术、新模块简易、有效的集成；时间上有尽可能长的生命周期(d)用户需求与系统实施分离

规划设计与系统运行相分离，不必考虑控制系统实现用户要求功能时所用方法的特殊性2023/7/2410CIMS和CIPS技术与应用2.2.3CIMS体系结构的共同要素(1)模型集合四个共同要素：(2)方法体系(3)建模方法和工具(4)基础结构什么是模型

模型是实际对象或系统的抽象及简化表示，是抽取了研究对象本质特征，忽略或精简了次要的、非本质影响因素后，用文字、图表、符号、数学公式、物理模拟装置等形式对所认识的客观对象描述表达方法CIM复杂对象系统的模型，主要形式为：图形、表格、文字叙述2023/7/2411CIMS和CIPS技术与应用(1)模型集合人们有时将模型集合狭义地称为体系结构，它可以分为：a)狭义的企业参考体系结构在通用层上描述集成企业，它们是从不同角度描述集成企业的模型集合b)广义的企业参考体系结构在企业的各个开发阶段从不同的角度描述企业

狭义的企业参考体系结构可以作为一个部分包含在广义的企业参考体系结构。2023/7/2412CIMS和CIPS技术与应用(2)方法体系是经过验证的、被确认为有效的指南、技术和过程的集合，包含下列内容：参考模型：

全局地和一般地描述建立集成化企业的工程结构建模机理：

支持模型的建立和对其进行研究与评估结构化方法：

指出根据目标和特定约束的变化，将现有系统转化为未来系统的整个工作程序步骤性能评价标准：

从几个角度(经济性、可靠性等)来评价系统2023/7/2413CIMS和CIPS技术与应用(3)建模方法和工具

用来生成、开发和分析上面定义的模型。

工具从属特定的方法体系或参考体系结构，也可以是独立的(4)基础结构

是一个支持企业信息集成所需的处理功能和通信功能的系统。2023/7/2414CIMS和CIPS技术与应用2.2.4CIMS体系结构的研究应用状况和发展方向HOW企业集成What(1)面向局部的CIM体系结构(2)面向全局的CIM体系结构

描述工厂集成的组成或其中某部分的组成(如计算机系统、通信系统等)的体系结构或物理结构

描述工厂集成工程全过程开发生命周期的体系结构2023/7/2415CIMS和CIPS技术与应用(1)面向局部的CIM体系结构CIM系统两种分解方式：

横向分解

纵向分解

横向分解

对CIM系统进行正确、合理、精简而又充分的分解，不应有多余的分系统、子系统和不必要的冗余面向功能构成的体系结构纵向分解

确定合理的递阶控制层数，在保证有效的控制前提下，尽量减少递阶控制的层数面向控制结构的体系结构2023/7/2416CIMS和CIPS技术与应用a)面向功能构成的体系结构

典型代表是美国制造工程师学会(SME)轮式结构(CASAwheel)，很多大的计算机公司都提出了类似的结构，但这种体系结构，从技术角度考虑问题较多。它能描述的与其说是“集成”（integrating），还不如说只是“互连”（interfacing）。80年代SME的轮式结构将CIM系统功能分解为：核和里、中、外三层90年代SME的轮式结构该轮图由六层组成：

(1)顾客(2)人、技术和组织(3)共享的知识和系统

(4)过程(5)资源和职责(6)制造基础结构2023/7/2417CIMS和CIPS技术与应用b)面向系统控制功能的体系结构美国NBS(现为NIST,国家标准与技术研究所)的递阶控制模型(1980)2023/7/2418CIMS和CIPS技术与应用国际标准化组织(ISO)的递阶控制模型(1980)2023/7/2419CIMS和CIPS技术与应用递阶控制结构的特点和问题通过把复杂系统纵向分解为分层控制，减少了全局控制和开发的难度(2)每层将上层的命令分解成在该层执行的指令或子命令发往下层(3)分层控制结构限制了每层的职责和权限(4)符合当时的企业组织结构，适应当时的计算机技术水平(网络、数据库)(5)复杂的计划是在较高层作出的，命令逐级从上往下发，速度慢且最新的信息发生在最底层，从最底层向高层逐级反馈速度慢，系统柔性差(6)某一层发生故障将可能引起下属系统停机(有冗余设计除外)(7)在工厂内导致了单块的、难以分布处理的规划系统，导致了车间和设备两级处理能力差的问题，它们没有适当的信息或功能对其工作范围内的变化作出响应2023/7/2420CIMS和CIPS技术与应用参差控制

对所有的活动都平等对待，以协商方式进行控制决策，信息在各方面间自由交换采用随机控制路径，克服了递阶控制中一个控制器只能做一件事的限制单元单元单元单元单元单元2023/7/2421CIMS和CIPS技术与应用多级多层控制适应优化调节适应优化调节适应优化调节适应优化调节N级N+1级N-1级NIST与AT&T贝耳实验室提出一种集分层递阶控制和参差控制优点的控制结构适应层：从上级调节层接受有时间限制的任务单和其它有关工作。

(1)在有限时间内完成生产计划

(2)考虑下级中未预测到的问题，更新现有计划优化层：

(1)评价适应层提出的计划

(2)为下一级生成符合时间限制的任务单

(3)解决调节层确定的当前调度中的各种矛盾和问题2023/7/2422CIMS和CIPS技术与应用多级多层控制(续)调节层：是相邻两级间模块的接口：

(1)向下级释放任务；(2)监视下级有关工作的反馈情况(3)指导下级修正错误有待于进一步研究解决的问题：结构的准确级数确定动态重构为适应和优化功能建立动态模型，协商策略等分布式控制结构平面组织结构2023/7/2423CIMS和CIPS技术与应用(2)面向全局的CIM体系结构理想体系结构应具备的完备性体系结构除对信息集成所需的决策、调度和控制进行建模外，还应使完成企业、工厂集成化任务的工程和计划的结构和发展模型化体系结构应与方法体系相联系，方法体系指导用户在信息、物料流和产品集成的设计与实施方法体系还应该包括可以在某种程度上描述和开发企业集成的计算机系统或其它支持工具，以帮助用户设计和实施小组完成其期望的集成任务体系结构与相关方法体系的模型、技术和工具形式化定义的语法和语义应该是清楚的，且开发的体系结构应能适应当前计算机开放系统的趋势，具有计算机可执行的形式2023/7/2424CIMS和CIPS技术与应用计算机集成制造开放系统体系结构(CIM-OSA)

欧共体ESPRIT项目688、2422和5288中由来自多个国家的22个公司、研究所和大学组成的欧洲CIM体系结构委员会AMICE经六年多时间开发的研究成果

包括两个部分：建模框架(ModelingFramework)

集成基础结构(integratinginfrastructure)a)CIM-OSA的建模框架2023/7/2425CIMS和CIPS技术与应用CIM-OSA的建模框架(续)结构框架立方体的三个坐标分别表示：

-逐步具体化(stepwiseparticularization)通用性层次

-逐步推导(stepwisederivation)生命周期

-逐步生成(stepwisegeneration)多视图角度通用性层次(逐步具体化过程)

刻划企业模型从一般到特殊的演化过程，有三个层次：通用层、部分通用层、专用层。通用层描述的内容广泛地适用于各类企业，是基本的CIM-OSA构成成分的一种参考目录，包括元件、约束、规则、术语、服务和协议等。2023/7/2426CIMS和CIPS技术与应用部分通用层

有一组适用于多类特殊制造企业的部分通用模型。部分通用模型包括按照工业类型(如航空、航天、汽车、电子等)、企业规模、国别等不同分类的典型结构CIM-OSA的建模框架(续2)专用层

仅适用于一个特定的企业，包含了企业必须的所有知识，它可以直接用来描述企业物理元件和信息技术的集成元件建模层次(逐步推导过程)三个建模层次：需求建模定义、设计说明建模、实施描述建模2023/7/2427CIMS和CIPS技术与应用需求建模定义层

描述一个企业做什么和怎样做的建模层次，用户需求定义为设计说明层和实施描述层的系统设计和实施提供选择方案CIM-OSA的建模框架(续3)设计说明建模层

构造和优化由用户根据全局经营和系统约束来定义的经营需求，进行系统组织和设计，确定技术实现方案实施描述建模层

阐明有效地实现企业运行的一套必需的组成元件，属于决策和系统实施的范畴2023/7/2428CIMS和CIPS技术与应用CIM-OSA的建模框架(续4)多视图(逐步生成过程)

定义了用以完整地说明企业不同侧面的四个相应的视图：功能、信息、资源和组织信息视图

描述了功能视图中各个对象的信息、信息结构及其相互之间的关系功能视图

描述了满足企业目标的功能结构和相关的控制结构。控制结构定义了控制顺序的规则或企业内部的活动流以及经营过程的规则资源视图

描述了资源、资源与功能、控制结构的关系以及资源和组织结构的关系组织视图

描述了企业的组织结构，以及和功能、信息、资源等对象的职责关系2023/7/2429CIMS和CIPS技术与应用CIM-OSA的建模框架(续5)2023/7/2430CIMS和CIPS技术与应用b)CIM-OSA的集成基础结构集成基础结构为CIM系统提供一整套公共服务、包括信息、功能、控制、行为、资源和通信服务等，使不同的单元技术、异构的应用软件、人机接口等等之间的互连和通讯，变得很方便。对企业模型的建立，企业CIM系统设计、实施、运行和维护，提供有力的支持2023/7/2431CIMS和CIPS技术与应用CIM-OSA的集成基础结构(续)2023/7/2432CIMS和CIPS技术与应用CIM-OSA的集成基础结构(续1)2023/7/2433CIMS和CIPS技术与应用c)CIM-OSA体系结构的特点和不足2023/7/2434CIMS和CIPS技术与应用CIM-OSA体系结构的特点和不足(2)2023/7/2435CIMS和CIPS技术与应用CIM-OSA体系结构的特点和不足(3)CIM-OSA体系结构的特点

面向系统全生命周期规划设计与当前运行相分离标准化、规范性和开放性结构化的规划设计方法具有计算机可执行性其应用范围主要在离散制造领域是各种体系结构中研究最充分且最广泛发表的一个，作为国际标准化的预标准而最受注目CIM-OSA体系结构的不足

缺乏有效的方法体系缺乏计算机知识的用户难以掌握2023/7/2436CIMS和CIPS技术与应用GRAI-GIM体系结构

由法国波尔多(BordeauxI)第一大学GRAI实验室在ESPRIT计划418号项目(开放式CAM系统)和2338号项目(IMPCS-集成制造规划与控制系统)等范畴内开发的GRAI集成方法体系(GIM，GRAIIntegratedMethodology)[1984]GIM基本观点：整个企业可以由以下四个部分构成：决策系统、物理系统、信息系统、全局性的功能视图

2023/7/2437CIMS和CIPS技术与应用GRAI制造系统宏观概念模型2023/7/2438CIMS和CIPS技术与应用GRAI-GIM模型化框架2023/7/2439CIMS和CIPS技术与应用GRAI-GIM参照体系结构功能视图物理视图决策视图信息视图功能视图物理视图决策视图信息视图信息技术制造技术组织理想CIM系统表示所需元素表示元素结构表示实际CIM系统画面实现参照体系结构概念参照体系结构结构参照体系结构2023/7/2440CIMS和CIPS技术与应用GRAI-GIM参照体系结构(续)GRAI定义了三类参照体系结构：(a)概念参照体系结构(b)结构参照体系结构(c)实现参照体系结构通过对四个视图的定义，导出系统需求模型，回答系统有关的“什么”问题功能视图、物理视图的形式化工具：IDEF0决策视图形式化工具：GRAI栅格(Grid)和GRAI网(Net)信息体系形式体系：实体/联系模型(E/R)

通过考虑各种标准与约束来表示概念参照体系结构中定义的元素的“理想”结构

用信息技术元件、制造技术元件和组织技术元件等术语表示CIM系统2023/7/2441CIMS和CIPS技术与应用GRAI-GIM方法体系

方法的作用定义从参照体系结构导出企业的特定结构，支持CIMS分析与设计的方法体系包括：带有各种参考模型的参考体系结构的使用从模型导出的图形和计算机形式体系的使用结构方法的使用经济性评价概念模型概念模型结构模型实现模型概念参照体系结构结构参照体系结构实现参照体系结构现存系统待实现系统分析设计实现2023/7/2442CIMS和CIPS技术与应用GRAI-GIM的结构化方法GRAI-GIM的结构化方法2023/7/2443CIMS和CIPS技术与应用GRAI-GIM的特点和缺陷特点：具有一套应用该体系结构的良好的方法体系，以及供用户在说明描述阶段开发集成程序的有关工具和技术描述文件一般限于讨论实现所期望的工厂集成而进行的计算机系统及其相关的硬软件的开发主要用于离散制造过程具有可扩展性较易为无计算机知识的用户理解具有结构化的规划设计方法考虑了未来系统的经济技术评价问题局限：

没有讨论人的关系、人员组织结构等问题，与CIM-OSA一样将人看成是关于寻求的技能或物理能力的资源，没有讨论人的关系、培训持续、综合需要，人员组织结构细节等2023/7/2444CIMS和CIPS技术与应用普渡企业参考体系结构

(PurdueEnterpriseReferenceArchitecture，PERA)80年代末期，美国普渡大学williams带领的工业控制实验室教授，在长期对连续型工业生产过程(钢铁和造纸)实施CIM的实践基础上，提出了一套旨在适用于各种类型工业过程的CIM体系结构。体系结构在生命周期方面规定了五个阶段：

概念阶段、定义阶段(功能设计和详细设计)、构造和安装、运行阶段等体系结构在系统分解方面阶段：

信息体系结构+制造体系结构(在进入说明层后进一步考虑人和组织)2023/7/2445CIMS和CIPS技术与应用普渡参考体系结构简图2023/7/2446CIMS和CIPS技术与应用PERA的自动化界限划分人和机械、人和计算机之间的分工及其职责2023/7/2447CIMS和CIPS技术与应用普渡参考体系结构(企业活动举例)2023/7/2448CIMS和CIPS技术与应用PERA企业工程指南PERA企业工程指南2023/7/2449CIMS和CIPS技术与应用PERA的特点和缺陷特点：面向系统全生命周期的所有阶段的非形式化描述具有规划设计与当前运行分离的特点具有结构化规划设计方法的特点具有一定的规范化具有很强的可扩展性，可以覆盖各类工业过程容易被非计算机领域的技术人员理解缺陷：缺少用于计算机化的必要的数学建模技术2023/7/2450CIMS和CIPS技术与应用Honeywell公司提出CIM体系结构2023/7/2451CIMS和CIPS技术与应用德国柏林弗劳恩霍夫生产设备和设计技术研究所的CIM参考模型企业模型可以分成两种主要的视图：

功能模型+信息模型所有的企业模型均可以由这两个核心模型加上其它附加模型构成。功能模型：通过对信息的处理和信息间的逻辑关系、拓扑关系描述企业的实际情况信息模型：描述企业内部相互联系的数据的一个框架结构产品模块+控制模块+资源模块2023/7/2452CIMS和CIPS技术与应用弗劳恩霍夫的CIM参考模型2023/7/2453CIMS和CIPS技术与应用(3)CIM体系结构研究工作的发展趋势合并的方案由于最易于由用户实际开发组中那些没有计算机科学教育背景的人们所理解和接受，使用PERA指导整个规划设计。使用CIM-OSA的建模框架为PERA的数据流、物料流和能量流提供分析方法使用GRAI-GIM建模框架作为必要的参考检测，以保证需求的完备性现有方法和工具的互补与结合在功能设计或描述层，采用GRAI-GIM,GRAI-GRID和GRAI-NET，同时采用CIM-OSA集成基础结构的形式体系，集成工程环境和集成运行环境作为实际模型的工具将PERA的人员、组织机构、制造和顾客服务设施领域形式化采用CIM-OSA的集成基础结构或PERA的表示和操作层，并以必要的形式化来完善它2023/7/2454CIMS和CIPS技术与应用2.3CIMS体系结构中的视图及其建模方法2.3.1功能视图

功能视图以功能为视角对整个企业进行的描述，清楚地描述系统的活动(如规划、加工等)，能回答以下几个问题：企业要干什么企业将把什么输入转化为什么输出企业活动需要什么支持企业活动受哪些限制

结构化分析和设计(StructuredAnalysisandDesignTechnology，SADT)是应用很广泛的功能模型建模方法。

SADT经美国空军在70年代末80年代初的ICAM(IntegratedComputerAidedManufacturing)项目加以采用，并以功能活动为关注焦点发展成为IDEF0(ICAMDEFinitionmethods)2023/7/2455CIMS和CIPS技术与应用IDEF0方法activity(orfunction)isrepresentedbytheboxesinputsarerepresentedbythearrowsflowingintothelefthandoutputsarerepresentedbyarrowsflowingouttherighthandarrowsflowingintothetopportionoftheboxrepresentconstraintsorcontrolsarrowsflowingintothebottomoftheactivityboxarethemechanisms2023/7/2456CIMS和CIPS技术与应用IDEF0方法(1)输入

活动需要“消耗掉”、“用掉”或“变换成”输出的东西；输出

活动的结果机制

活动赖以进行的基础或支撑条件，可以是执行活动的人或硬、软设备控制

该活动所受的约束或进行变换的条件、工作的依据机制做某事(活动)输入输出控制2023/7/2457CIMS和CIPS技术与应用IDEF0方法(节点树)A0A1A2A3A4A12A13A14A31A32A33A34A11A-02023/7/2458CIMS和CIPS技术与应用IDEF0方法(递阶分解)2023/7/2459CIMS和CIPS技术与应用IDEF0方法(A-0)2023/7/2460CIMS和CIPS技术与应用IDEF0方法(A0)2023/7/2461CIMS和CIPS技术与应用IDEF0方法(A1)2023/7/2462CIMS和CIPS技术与应用IDEF0方法(A2)2023/7/2463CIMS和CIPS技术与应用IDEF0方法(A3)2023/7/2464CIMS和CIPS技术与应用IDEF0方法(A31)2023/7/2465CIMS和CIPS技术与应用IDEF0方法(A4)2023/7/2466CIMS和CIPS技术与应用2.3.2信息视图

信息视图从信息角度对企业进行的描述。企业的信息系统用于存储/维护/处理与企业相关的所有信息，信息是集成的基础。数据被多个子系统存储和处理，要求有一个通用的逻辑模型明确定义出表示信息语义特征的结构、约束和操作，以求数据共享。E/R(Entity-Relationship)方法IDEF1IDEF1X2023/7/2467CIMS和CIPS技术与应用IDEF1x方法2023/7/2468CIMS和CIPS技术与应用2.3.3决策视图

通过对系统决策视图的建模来描述系统的决策制定原则和机理，了解组织结构和人员配置。建立决策系统模型的目的在于制定一系列能够转化为物理系统的控制命令的决策，具体表现为各种计划和调度(年生产计划、原料购供计划、设备维修计划、物料调度、资源分配)通过决策视图：

-决策系统的分层和各层的权利

-分工(功能的划分)-组织机构(有相同的功能但权利范围不同，有相同的权利范围但功能不同)-组织机构之间的联系(相互制约和相互依赖)2023/7/2469CIMS和CIPS技术与应用决策系统的建模方法(a)GRAI方法(b)Petri网方法GRAI方法第一步：

采用自上而下的分析过程，建立GRAI格，划分系统的不同功能和各级权利范围，刻划决策系统的宏观结构第二步：

采用自底向上的分析过程，建立GRAI网，从最接近物理系统的那层组织机构开始分析，对其活动方式以及它们之间的相互联系进行描述。建立GRAI网后，对GRAI格进行必要的修改和完善2023/7/2470CIMS和CIPS技术与应用GRAI格2023/7/2471CIMS和CIPS技术与应用GRAI格(续)2023/7/2472CIMS和CIPS技术与应用GRAI网2023/7/2473CIMS和CIPS技术与应用2.3.4物理视图

全企业物理资源的总构成。不仅是资源的罗列，而且包括为达到生产经营目的所需的资源配置，某些特殊要求的配置和布置情况等。从需求分析说明开始下层物理系统上层经营决策、计划管理、工程设计、质量控制加工设备工时总数设备精度自动化程度工人技能要求产品运输计算机硬件计算机软件文字叙述或表格表达2023/7/2474CIMS和CIPS技术与应用资源集表示法2023/7/2475CIMS和CIPS技术与应用2.3.5组织视图和经济视图组织视图：主要是描述组织形式、权限、职责和部门之间的关联等，

树状层次结构图经济视图：ABC(Activity

Based

Costing基于活动的成本核算)

2023/7/2476CIMS和CIPS技术与应用MeasurableEconomicBenefit(includingtheimprovementsofproductivity,leadtime,cost,laborsaving,quality,etc.)theabilityformeetingmarketchangethereputationofproductqualitytheabilityfordevelopingnewproductsTotalStrategicBenefittheabilityforbatchproductioninanylotsizeBenefittheimprovementofcompanyfametheartofbusinessdecisionmakingtheimprovementofworkingconditionsthestaff’scorporateunderstandingtoenhancethecondensationoftheenterpriseOtherBenefitthedemonstrationroletootherenterpriseshelpfulnessininternationalcooperation应用CIM的综合效益2023/7/2477CIMS和CIPS技术与应用2.4CIMS系统的设计和实施指南2.4.1CIM生命周期的阶段划分设计和实施进程的结构化（时间、空间）-总体工作方案的全局性、可行性、合理性-明确阶段目标，工作验收需求分析可行性论证初步设计详细设计工程实施系统运行和维护2023/7/2478CIMS和CIPS技术与应用2.4.2用户需求分析阶段(1)组成工作组，明确本阶段目标，制定阶段计划

企业的内部、外部环境的初步调研

生产经营概况、现有自动化系统、人才状况

根据企业长远发展规划确定CIM的主要目标(2)市场分析和变化趋势分析

企业的市场地位、市场份额、自身的长处和短处

竞争对手市场地位、市场份额、长处和短处企业需解决的最主要问题2023/7/2479CIMS和CIPS技术与应用2.4.2用户需求分析阶段(续1)(3)确定企业发展的具体方向，提出初步的定量目标

生产率指标

质量指标生产交货周期生产柔性成本

库存

设备利用率人工产品种类

2023/7/2480CIMS和CIPS技术与应用2.4.2用户需求分析阶段(续2)(4)确定发展策略和开发工作的优先次序

关键技术(引进、自主开发)

组织机构开发过程阶段的规模和速度的建议

车间平面布局调整

多项目标的排列优先次序(5)编写需求分析报告企业上层领导2023/7/2481CIMS和CIPS技术与应用2.4.3可行性论证

在理解企业战略目标和了解内部外部现实环境的基础上，确定企业实施CIM的总体目标和主要功能，拟定集成的方案，选定实施的技术路线，从技术、经济和社会条件等方面论证集成方案的可行性，制定投资规划和开发计划，编写可行性论证报告(1)为拟定本阶段计划，组建队伍(多学科人员)(2)基于需求分析阶段结果，进一步阐明企业市场环境、战略目标及其外部条件尽可能定量化地清楚阐述市场竞争形势，提出战略目标，明确市场策略(3)调查分析内部资源，寻找缺陷和瓶颈(现有生产设备、计算机硬件和软件、人力资源的结构和水平)2023/7/2482CIMS和CIPS技术与应用2.4.3可行性论证(续1)

(4)提出系统改造的需求，确立工程实施目标内外条件分析现有系统期望的新系统改造需求

功能需求性能需求可靠性需求检验需求与组织有关的需求外界提出的需求可维护性需求

数据需求人/机接口需求安全和控制需求可用性和可存取性需求基于其他系统需要的需求经济的需求柔性和可重组性需求2023/7/2483CIMS和CIPS技术与应用2.4.3可行性论证(续2)

(5)拟定CIM系统集成方案，运行环境要求及技术路线(6)关键技术和解决途径(7)组织机构更改需求和影响(8)投资概算和初步成本效益分析(9)系统开发计划(10)可行性论证报告(11)评审2023/7/2484CIMS和CIPS技术与应用2.4.4

初步设计

确定企业CIMS的系统需求，建立目标系统的功能模型、信息模型(实体和联系)、主要实施技术方案(1)接受任务，制定本阶段计划(2)系统需求分析可行性论证的需求具体技术实现方案的需求(3)系统总体结构设计(4)分系统技术方案的确定提出具体可实现的技术方案：

分系统划分为适当的子系统子系统间的关联自动化的程度数据库管理系统与网络系统方案新旧系统衔接2023/7/2485CIMS和CIPS技术与应用2.4.4

初步设计(续1)

(5)系统的功能模型及技术性能指标设计(6)确定信息模型的实体和联系(7)建立决策模型或其它在体系结构的相关模型(8)提出系统集成工作的内部、外部接口要求(9)确定开发方法和技术路线(10)关键技术和解决方案(11)确定系统配置(物理资源)(12)组织结构的规划2023/7/2486CIMS和CIPS技术与应用2.4.4

初步设计(续2)

(13)经费预算(14)技术经济效益分析(15)确定详细设计任务及实施进度计划(16)编制设计报告、文档2023/7/2487CIMS和CIPS技术与应用2.4.5详细设计(1)下达任务书，修定并确定详细设计计划(2)细化需求分析(3)细化功能模型(4)软件系统设计

软件结构设计：将功能模型所描述的需求和功能活动的逻辑关系转化为软件结构模型，并进行细化和优化

程序模块的描述：包括程序模块功能、特点、程序模块处理逻辑及算法，程序模块涉及的数据结构等。形成程序流程图、数据流图(DFD)等形式描述，使程序员可利用本阶段的成果编写程序2023/7/2488CIMS和CIPS技术与应用(5)接口设计2.4.5详细设计(续1)(6)数据库设计

信息模型的建立和完善逻辑数据库的设计

将信息模型转化成数据库管理系统(DBMS)类型(如关系、网状、层次)相应的逻辑模型，并进行模型优化物理数据库的设计

确定数据库的物理规模，具体描述数据库的物理组织方式以及访问和修改数据的方式和方法，描述安全和权限需求，事故备份和恢复需求，所用硬件的特点，处理响应时间的要求等。2023/7/2489CIMS和CIPS技术与应用2.4.5详细设计(续2)(7)硬件和生产设备设计

自制设备设计完成外购设备的订货工作

(8)关键技术的研究和试验(9)系统组织结构的细化设计与改革方法(10)人才引进和职工教育、培训计划(11)修正投资预算和效益分析2023/7/2490CIMS和CIPS技术与应用2.4.5详细设计(续3)(12)拟订系统的实施计划(13)编制详细的测试计划(14)编制详细设计报告和文档2023/7/2491CIMS和CIPS技术与应用2.4.6工程实施(1)修订并落实工程实施的计划(2)购买/制造硬件设备(3)设备的安装、调整、测试及验收(4)建立试验数据库，用典型数据加载(5)调试数据库(6)数据库加载