LOGO先進(jìn)制造模式先進(jìn)制造模式計算機(jī)集成制造計算機(jī)集成制造-——CIMS-——CIMS 王微王微 2010412058 2010412058 機(jī)械制造及自動化專業(yè)機(jī)械制造及自動化專業(yè)引言引言隨著信息時代的到來，全球統(tǒng)一市場的形成和全球經(jīng)濟(jì)一體化化進(jìn)程的加速推進(jìn)，最為國民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)的制造業(yè)，國內(nèi)及國際范圍內(nèi)的行業(yè)競爭更加激勵，市場對制造業(yè)的要求也越來越嚴(yán)格，現(xiàn)代制造業(yè)如何滿足市場的如下要求：交貨期短（T：Time to Market）質(zhì)量優(yōu)良（Q:Good Quality）環(huán)境清潔（ E:Clean Environment ）價格低廉（C:Low Cost）知識創(chuàng)新（K:Knowledge Creation）.服務(wù)優(yōu)質(zhì)（S:High Service）計算機(jī)集成制造計算機(jī)集成制造—CIMSCIM及CIMS的概念CIMS的構(gòu)成及其相互作用CIMS的體系結(jié)構(gòu)CIMS的應(yīng)用實例小結(jié)為大家介紹一種先進(jìn)制造模式，它可以幫助制造業(yè)解決這些問題CIMCIM及及CIMSCIMS的概念的概念它將傳統(tǒng)的制造技術(shù)與現(xiàn)代信息技術(shù)、管理技術(shù)、自動化技術(shù)、系統(tǒng)工程技術(shù)等有機(jī)集合使企業(yè)產(chǎn)品全生命周期各階段活動中有關(guān)人/組織、經(jīng)營管理和技術(shù)三要素及其信息流、物流和價值流三流有機(jī)集成并優(yōu)化運行以達(dá)到產(chǎn)品上市快（T）、高質(zhì)（Q）、低耗（C)、服務(wù)好(S)、環(huán)境清潔(E)，進(jìn)而提高企業(yè)的柔性、健壯性、敏捷性，是企業(yè)贏得市場競爭。

技術(shù)集合技術(shù)集合技術(shù)集合技術(shù)集合多要素多流程集成優(yōu)化多要素多流程集成優(yōu)化多要素多流程集成優(yōu)化多要素多流程集成優(yōu)化滿足市場要求滿足市場要求滿足市場要求滿足市場要求我國的我國的863/CIMS863/CIMS主題集合國際上先主題集合國際上先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展同時基于實踐，進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展同時基于實踐，提出了提出了““現(xiàn)代集成制造現(xiàn)代集成制造””的理念：的理念：CIM是一種組織、管理和運行現(xiàn)代制造企業(yè)的理念CIMCIM及及CIMSCIMS的概念的概念CIMS中的“制造”是“廣義的制造”的概念，它包括產(chǎn)品周期各類活動，它是基于CIM理念構(gòu)建的數(shù)字化、信息化、智能化、綠色化、集成優(yōu)化的制造系統(tǒng)數(shù)字化數(shù)字化集成優(yōu)化集成優(yōu)化智能化智能化綠色化綠色化信息化信息化CIMS的構(gòu)成及其相互作用的構(gòu)成及其相互作用CIMSCIMS一般可以劃分為4個功能子系統(tǒng)和2個支撐子系統(tǒng)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)支撐子系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫支撐子系統(tǒng)管理信息功能子系統(tǒng)工程設(shè)計自動化功能子系統(tǒng)制造自動化功能子系統(tǒng)質(zhì)量保證功能子系統(tǒng)市場信息原材料產(chǎn)品技術(shù)信息銷售服務(wù)信息CIMS的構(gòu)成及其相互作用的構(gòu)成及其相互作用記憶記憶大腦大腦集成數(shù)據(jù)庫集成數(shù)據(jù)庫若將一個具體的的CIMS工程同極為復(fù)雜的大系統(tǒng)——人來相比，兩這個部分功能可做如下對比：血液血液生物電波生物電波能力能力神經(jīng)神經(jīng)計算機(jī)系統(tǒng)計算機(jī)系統(tǒng)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)物質(zhì)流物質(zhì)流信息流信息流價值流價值流由此可由此可見，，貫穿于穿于CIMS的信息流的的信息流的載體是體是計算機(jī)及其網(wǎng)算機(jī)及其網(wǎng)絡(luò)，物，物質(zhì)流的流的載體是體是各種自各種自動化生化生產(chǎn)線、自、自動化搬運工具等，集成數(shù)據(jù)作化搬運工具等，集成數(shù)據(jù)作為CIMS的知的知識庫，整個，整個系系統(tǒng)的活的活動受受計算機(jī)系算機(jī)系統(tǒng)的控制。

的控制CIMS的各部分相互作用的各部分相互作用CIMS的體系結(jié)構(gòu)的體系結(jié)構(gòu)工廠層工廠層車間層車間層單元層單元層工作站層工作站層設(shè)備層設(shè)備層為為CIMS的最高一級控制，的最高一級控制，進(jìn)行生產(chǎn)管理履行進(jìn)行生產(chǎn)管理履行“工廠工廠和總公司和總公司”的職能的職能 協(xié)調(diào)車間生產(chǎn)和輔助性工作及協(xié)調(diào)車間生產(chǎn)和輔助性工作及資源配置資源配置負(fù)責(zé)相似零件分批通過工作站負(fù)責(zé)相似零件分批通過工作站大人順序和管理（諸如物料儲大人順序和管理（諸如物料儲運、檢驗）及其它有關(guān)輔助工運、檢驗）及其它有關(guān)輔助工作作負(fù)責(zé)和協(xié)調(diào)車間中一個設(shè)備負(fù)責(zé)和協(xié)調(diào)車間中一個設(shè)備小組的活動小組的活動 是機(jī)器人、各種加工機(jī)床、是機(jī)器人、各種加工機(jī)床、測量儀器、小車、傳送裝置測量儀器、小車、傳送裝置等各種設(shè)備的控制器等各種設(shè)備的控制器工廠層控制系統(tǒng)工廠層控制系統(tǒng)跟蹤主要項目，制定長期生產(chǎn)計劃，明確生產(chǎn)資源需求，確定所需的追加投資，計算出剩余生產(chǎn)能力，匯總質(zhì)量性能數(shù)據(jù)根據(jù)生產(chǎn)計劃數(shù)據(jù)確定交給下一級的生產(chǎn)指令通過用戶—數(shù)據(jù)接口實現(xiàn)必要的行政或經(jīng)營的管理功能，如成本估算、庫存估計、用戶訂單處理、采購、認(rèn)識管理以及工資單處理等包括計算機(jī)輔助設(shè)計和工藝輔助設(shè)計模塊，編輯設(shè)計產(chǎn)品的幾何尺寸規(guī)格，材料及工藝工程等等。

工廠層工廠層控制系統(tǒng)控制系統(tǒng) 生產(chǎn)管理生產(chǎn)管理模塊模塊 信息管理信息管理模塊模塊 制造工程制造工程模塊模塊負(fù)負(fù)責(zé)責(zé)安安排排生生產(chǎn)產(chǎn)能能力力計計劃劃，，對對訂訂單單進(jìn)進(jìn)行行分分批批，，把把任任務(wù)務(wù)及及資資源源分分配配給給各各單單元元，，跟跟蹤蹤訂訂單單直直到到完完成成，，跟跟蹤蹤設(shè)設(shè)備備利利用用情情況況，，安安排排所所有有切切削削刀刀具具、、夾夾具具、、機(jī)機(jī)器器人人、、機(jī)機(jī)床床及及物物料料運運輸輸設(shè)設(shè)備備的的預(yù)預(yù)防防性性維維修修，，以及其他輔助性工作以及其他輔助性工作任務(wù)管理任務(wù)管理模塊模塊控控制制系系統(tǒng)統(tǒng)進(jìn)進(jìn)行行各各項項目目具具體體加加工工時時所所需需的的工工作作站站、、儲儲存存區(qū)區(qū)、、托托盤盤、、刀刀具具及及材材料料等等它它根根據(jù)據(jù)“按按需需分分配配”原原則則，，把把一一些些工工作作暫暫分分配配給給特特定定的的“虛虛擬擬”單單元元，，動動態(tài)態(tài)的的改改變變其其組組織織結(jié)結(jié)構(gòu)資源分配資源分配模塊模塊車間層控制系統(tǒng)CIMS的體系結(jié)構(gòu)的體系結(jié)構(gòu)工廠工廠加工車間加工車間加工車間加工車間虛擬單元虛擬單元1虛擬單元虛擬單元2虛擬單元虛擬單元n 機(jī)器人機(jī)器人 機(jī)床機(jī)床零件倉庫零件倉庫 機(jī)器人機(jī)器人 檢驗設(shè)備檢驗設(shè)備 零件倉庫零件倉庫 機(jī)器人機(jī)器人自動小車自動小車 傳送器傳送器……切削工作站切削工作站檢驗工作站檢驗工作站物料儲運工作站物料儲運工作站…（單元層）（工廠層）（工作站層）（工設(shè)備層）（車間層）CIMS的成功應(yīng)用案例的成功應(yīng)用案例成功應(yīng)用CIMS的制造企業(yè)都不同程度上地提高了企業(yè)的整體效益，具體表現(xiàn)為：可以提高產(chǎn)品的研制和生產(chǎn)能力，便于開發(fā)技術(shù)含量高結(jié)構(gòu)復(fù)雜的產(chǎn)品，保證產(chǎn)品質(zhì)量，縮短產(chǎn)品設(shè)計和開發(fā)周期，從而滿足客戶需求，占領(lǐng)市場加強了產(chǎn)品制造的質(zhì)量和柔性，提高了設(shè)備利用率，縮短了產(chǎn)品制造周期，增強了生產(chǎn)能力。

使企業(yè)的經(jīng)營決策和生產(chǎn)管理趨于科學(xué)化，使企業(yè)能夠在市場競爭中，快速、準(zhǔn)確報價，贏在時間，同時，降低庫存，提高資金周轉(zhuǎn)效率CIMS工程設(shè)計自動化方面制造自動化方或柔性化面經(jīng)營管理方面CIMS的的應(yīng)用案例用案例產(chǎn)品質(zhì)量提高生產(chǎn)率提高設(shè)備利用率生產(chǎn)周期縮短200%~500%40%~70%200%~300%30%~60%美國科學(xué)院對美國在美國科學(xué)院對美國在CIMSCIMS處于領(lǐng)先地位的公司進(jìn)行調(diào)查發(fā)現(xiàn)，處于領(lǐng)先地位的公司進(jìn)行調(diào)查發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用應(yīng)用CIMSCIMS可以帶來如下效益可以帶來如下效益CIMS的的應(yīng)用案例用案例以以波波音音777777飛飛機(jī)機(jī)從從設(shè)設(shè)計計到到投投入入市市場場采采用用CIMSCIMS的的進(jìn)進(jìn)展展情情況況為為例例，，看看看看CIMSCIMS的的成功應(yīng)用成功應(yīng)用: :無紙生產(chǎn)，整個設(shè)計、制造過程完全是數(shù)字量傳遞無需樣機(jī)和模型，通過數(shù)字化預(yù)裝配等虛擬制造技術(shù)，無需作出樣機(jī)，一次成功是飛機(jī)制造史的創(chuàng)舉采用并行工程和協(xié)同小組，在一家波音777飛機(jī)設(shè)計中工作的、由多專業(yè)人員協(xié)同工作小組達(dá)238個，因而是企業(yè)的管理發(fā)生重大變革在一個連接美國、加拿大、日本、英國的廣域網(wǎng)上實現(xiàn)異地設(shè)計和制造。

每天傳遞5000個文件，每周（按5天計）傳遞6000本100玩漢字書的信息量產(chǎn)品數(shù)據(jù)的交換過程按國際標(biāo)準(zhǔn)——STEP標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行數(shù)字交換按照統(tǒng)一的準(zhǔn)則，便于錄庫和記錄波波音音777777飛飛機(jī)機(jī)的的研研制制，，是是集集當(dāng)當(dāng)代代信信息息技技術(shù)術(shù)和和現(xiàn)現(xiàn)金金管管理理模模式的大成式的大成CIMS的應(yīng)用實例的應(yīng)用實例電子化信息電子化信息電子化信息電子化信息管理管理管理管理應(yīng)用應(yīng)用應(yīng)用應(yīng)用CIMSCIMS之前之前之前之前CIMSCIMS改善之后改善之后改善之后改善之后沈陽鼓風(fēng)機(jī)廠1990年被國家科委批準(zhǔn)為863/CIMS應(yīng)用工廠，并于當(dāng)年完成了可行性論證；1991年完成了初步設(shè)計；1992年完成了總體詳細(xì)設(shè)計及部分實施；1993年初CIMS主題專家組根據(jù)“效益驅(qū)動，重點突破”的方針，確定沈陽鼓風(fēng)風(fēng)機(jī)廠為CIMS突破口應(yīng)用工廠；1994年11月通過了國家科委“863”自動化領(lǐng)域CIMS主題專家組的預(yù)驗收，10月通過國家863計劃自動化領(lǐng)域組織的正式驗收；同年12月機(jī)械部對該項目組織了由國家有關(guān)部委，中國科學(xué)院、遼寧省科委和沈陽市科委等專家參加的鑒定會目前已有相當(dāng)一部分應(yīng)用于技術(shù)與生產(chǎn)經(jīng)營工作中，并取了較好的應(yīng)用效果。

產(chǎn)品按訂單安排生產(chǎn)，產(chǎn)品按訂單安排生產(chǎn)，單件小批量滿足不單件小批量滿足不了市場需求，效益低了市場需求，效益低微應(yīng)用現(xiàn)代信息管理技術(shù)，廣應(yīng)用現(xiàn)代信息管理技術(shù)，廣泛使用計算機(jī)對市場預(yù)測，泛使用計算機(jī)對市場預(yù)測，集成數(shù)據(jù)庫進(jìn)行經(jīng)營決策、集成數(shù)據(jù)庫進(jìn)行經(jīng)營決策、各級生產(chǎn)管理、生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)各級生產(chǎn)管理、生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備、銷售、供應(yīng)、財務(wù)成備、銷售、供應(yīng)、財務(wù)成本、設(shè)備、人力資源管理本、設(shè)備、人力資源管理開闊了市場，提高了效率，增加了效益成果成果成果成果CIMS的應(yīng)用實例的應(yīng)用實例傳傳統(tǒng)統(tǒng)的的手手工工繪繪圖圖設(shè)設(shè)計計，，老老式式機(jī)機(jī)床床生生產(chǎn)產(chǎn)線線，，手手動動操操作作，，生生產(chǎn)產(chǎn)強強度度大大，，產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量低品質(zhì)量低質(zhì)量保證技質(zhì)量保證技質(zhì)量保證技質(zhì)量保證技術(shù)術(shù)術(shù)術(shù)工程設(shè)計自工程設(shè)計自工程設(shè)計自工程設(shè)計自動化和制造動化和制造動化和制造動化和制造自動化自動化自動化自動化應(yīng)用應(yīng)用應(yīng)用應(yīng)用CIMSCIMS之前之前之前之前CIMSCIMS改善之后改善之后改善之后改善之后沈陽鼓風(fēng)機(jī)廠生產(chǎn)大型渦輪壓塑機(jī)的案例沈陽鼓風(fēng)機(jī)廠生產(chǎn)大型渦輪壓塑機(jī)的案例產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)指標(biāo)產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)指標(biāo)均無法和國外廠商比均無法和國外廠商比擬，市場占有份額小。

擬，市場占有份額小應(yīng)用計算機(jī)技術(shù)，進(jìn)行質(zhì)量應(yīng)用計算機(jī)技術(shù)，進(jìn)行質(zhì)量跟蹤保障在制造過程全程跟蹤保障在制造過程全程監(jiān)視，預(yù)防次品和廢品的產(chǎn)監(jiān)視，預(yù)防次品和廢品的產(chǎn)生并以數(shù)據(jù)庫技術(shù)收集整生并以數(shù)據(jù)庫技術(shù)收集整理市場對產(chǎn)品的要求和售后理市場對產(chǎn)品的要求和售后技術(shù)反饋，反饋給生產(chǎn)部門，技術(shù)反饋，反饋給生產(chǎn)部門，改進(jìn)生產(chǎn)設(shè)計改進(jìn)生產(chǎn)設(shè)計改善產(chǎn)品質(zhì)量，提高技術(shù)含量成果成果成果成果生產(chǎn)效率高，降低勞動強度，質(zhì)量提高以以計計算算機(jī)機(jī)輔輔助助，，應(yīng)應(yīng)用用CATIACATIA、、MATLABMATLAB等等大大型型軟軟件件進(jìn)進(jìn)行行CAD/CAPP/CAE/CAMCAD/CAPP/CAE/CAM過過程程并并集集成成數(shù)數(shù)控控機(jī)機(jī)床床、、加加工工中中心心、、清清洗洗機(jī)機(jī)、、測測量量機(jī)機(jī)、、運運輸輸小小車車、、立立體體倉倉庫庫等等建建立立自自動動化化生生產(chǎn)產(chǎn)過過程程，，根根據(jù)據(jù)作作業(yè)業(yè)指指令令完完成成作作業(yè)調(diào)度和制造業(yè)調(diào)度和制造CIMS的應(yīng)用實例的應(yīng)用實例建立產(chǎn)品報建立產(chǎn)品報建立產(chǎn)品報建立產(chǎn)品報價系統(tǒng)價系統(tǒng)價系統(tǒng)價系統(tǒng)應(yīng)用應(yīng)用應(yīng)用應(yīng)用CIMSCIMS之前之前之前之前CIMSCIMS改善之后改善之后改善之后改善之后沈陽鼓風(fēng)機(jī)廠生產(chǎn)大型渦輪壓塑機(jī)的案例。

沈陽鼓風(fēng)機(jī)廠生產(chǎn)大型渦輪壓塑機(jī)的案例國外廠商需要國外廠商需要2周之周之內(nèi)精確報價，而內(nèi)精確報價，而“沈沈鼓鼓”需要需要6周才能粗周才能粗略報價，連參與估計略報價，連參與估計投標(biāo)的資格都不具備投標(biāo)的資格都不具備按用戶詢價書的要求，進(jìn)行產(chǎn)品按用戶詢價書的要求，進(jìn)行產(chǎn)品方案設(shè)計，給出主機(jī)系統(tǒng)、輔機(jī)方案設(shè)計，給出主機(jī)系統(tǒng)、輔機(jī)系統(tǒng)與儀控系統(tǒng)的分項報價，最系統(tǒng)與儀控系統(tǒng)的分項報價，最后完成產(chǎn)品技術(shù)報價書根據(jù)技后完成產(chǎn)品技術(shù)報價書根據(jù)技術(shù)報價，按產(chǎn)品組部給出產(chǎn)品價術(shù)報價，按產(chǎn)品組部給出產(chǎn)品價格；按期量標(biāo)準(zhǔn)給出產(chǎn)品的交貨格；按期量標(biāo)準(zhǔn)給出產(chǎn)品的交貨形成產(chǎn)品的商務(wù)報價書從而達(dá)形成產(chǎn)品的商務(wù)報價書從而達(dá)到精確快速報價到精確快速報價形成通用報價系統(tǒng)框架，使報價技術(shù)文檔和報價周期達(dá)到國際同行業(yè)廠家水平成果成果成果成果傳統(tǒng)的流水式生產(chǎn)方式，傳統(tǒng)的流水式生產(chǎn)方式，按部就班的設(shè)計生產(chǎn)，按部就班的設(shè)計生產(chǎn)，從訂貨到交貨大概要從訂貨到交貨大概要18月，而國外廠商大概需月，而國外廠商大概需要要10~12個月并行優(yōu)化并行優(yōu)化并行優(yōu)化并行優(yōu)化技術(shù)技術(shù)技術(shù)技術(shù)縮短生產(chǎn)周期，提高產(chǎn)品可靠性并并行行各各步步生生產(chǎn)產(chǎn)過過程程，，根根據(jù)據(jù)對對市市場場的的調(diào)調(diào)查查和和售售后后反反饋饋信信息息制制定定生生產(chǎn)產(chǎn)計計劃劃，，并并應(yīng)應(yīng)用用計計算算機(jī)機(jī)進(jìn)進(jìn)行行設(shè)設(shè)計計，，同同時時進(jìn)進(jìn)行行工工藝藝設(shè)設(shè)計計，，并并通通過過在在線線仿仿真真系系統(tǒng)統(tǒng)對對加加工工過過程程進(jìn)進(jìn)行行模模擬擬，，發(fā)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)可可能能出出現(xiàn)現(xiàn)的的問問題題并并反反饋饋給給CAD/CAPPCAD/CAPP系系統(tǒng)統(tǒng)，，改改進(jìn)進(jìn)設(shè)設(shè)計計和和工工藝藝，，以以提提高高生生產(chǎn)產(chǎn)周周期期，，滿滿足用戶要求。

足用戶要求CIMS應(yīng)用成果對比應(yīng)用成果對比交貨周期““沈鼓沈鼓””應(yīng)用應(yīng)用CIMSCIMS成成果果報價周期產(chǎn)品設(shè)計周期10至至12個月個月18個月個月2周精確報價周精確報價6周粗略報價周粗略報價6個月個月3個月個月““沈鼓沈鼓””應(yīng)用應(yīng)用CIMSCIMS之之前前產(chǎn)品技術(shù)準(zhǔn)備周期10~11個月個月5~6個月個月小小結(jié)計算機(jī)輔助制造是制造技術(shù)的重要組成部分，而制造技術(shù)是當(dāng)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展最為活躍的領(lǐng)域，是國際間產(chǎn)品革新、生產(chǎn)發(fā)展、經(jīng)濟(jì)競爭的重要手段我國已經(jīng)對CIMS給予高度重視，國家863/CIMS主題堆CIMS得研究規(guī)劃提出了詳細(xì)的發(fā)展戰(zhàn)略CIMS的應(yīng)用不僅提高了我國制造技術(shù)的水平，而且提高了產(chǎn)品對市場需求的響應(yīng)能力，形成了集成制造的體系LOGO王微王微 2010412058。