計算機(jī)集成管理系統(tǒng)

1、計算機(jī)集成管理系統(tǒng)計算機(jī)集成制造系統(tǒng)(Computer Integrated Manufacturing Systems，簡稱CIMS)，是隨著計算機(jī)輔助設(shè)計與制造的發(fā)展而產(chǎn)生的。它借助于計算機(jī)的硬件、軟件技術(shù)，綜合運(yùn)用現(xiàn)代管理技術(shù)、制造技術(shù)、信息技術(shù)、自動化技術(shù)、系統(tǒng)工程技術(shù)。對企業(yè)的生產(chǎn)作業(yè)、管理、計劃、調(diào)度、經(jīng)營、銷售等整個生產(chǎn)過程中的信息進(jìn)行統(tǒng)一處理，并對分散在產(chǎn)品設(shè)計制造過程中各種孤立的自動化子系統(tǒng)的功能進(jìn)行有機(jī)地集成，并優(yōu)化運(yùn)行，從而縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、提高質(zhì)量、降低成本。它是工廠自動化的發(fā)展方向，未來制造業(yè)工廠的模式，是當(dāng)代生產(chǎn)自動化領(lǐng)域的前沿學(xué)科，也是集中多種高新技術(shù)為一體的現(xiàn)代

2、化制造技術(shù)。一、CIMS的誕生及其工作原理隨著全球經(jīng)濟(jì)的逐步形成，市場競爭十分激烈,產(chǎn)品更新加快、生命周期不斷縮短，市場環(huán)境從過去的相對穩(wěn)定的賣方市場變成了動態(tài)的多變的買方市場，產(chǎn)品的質(zhì)量、價格和交貨期已成為企業(yè)競爭成敗的關(guān)鍵。市場環(huán)境的變化，使得企業(yè)的組織形式實(shí)現(xiàn)了從手工作坊到中小企業(yè)再到跨國公司的轉(zhuǎn)變；企業(yè)的生產(chǎn)手段從傳統(tǒng)的手工操作為主到機(jī)械化、半自動化再到自動化的飛躍；企業(yè)的生產(chǎn)方式從單機(jī)生產(chǎn)到生產(chǎn)流水線再到自動化的推進(jìn)。自上世紀(jì)50年代第一臺數(shù)控機(jī)床誕生到70年代初期,信息技術(shù)在制造業(yè)已得到廣泛應(yīng)用。但由于企業(yè)各部門使用的信息產(chǎn)品來自不同的計算機(jī)公司,而這些公司采用的是不同的標(biāo)準(zhǔn)和不同

3、的通信協(xié)議,使得企業(yè)的設(shè)備之間無法實(shí)現(xiàn)信息交換,不同的軟件之間無法實(shí)施信息的傳輸,不同的數(shù)據(jù)庫之間無法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享,形成了一個個“自動化孤島”,阻礙了企業(yè)對信息技術(shù)的充分利用。1974年，美國約瑟夫·哈林頓博士提出CMI(計算機(jī)制造)的概念，直到1981年才被廣泛接受。這主要是市場多變和用戶要求越來越高所引起的，體現(xiàn)在：（1）產(chǎn)品生命周期短；（2）產(chǎn)品的型號和規(guī)格日益增多，呈現(xiàn)出多品種小批量；（3）質(zhì)量、價格、交貨期競爭越來越激烈；（4）科技成果轉(zhuǎn)化為商品的周期縮短。面對新形勢，制造業(yè)必須尋求一種技術(shù)與管理高度相結(jié)合的新的生產(chǎn)方式。CIMS正是這樣一種生產(chǎn)方式。任何一項(xiàng)科學(xué)技術(shù)的產(chǎn)

4、生和發(fā)展都是由市場所決定的，它們相互作用、相互促進(jìn)。采用CIMS的企業(yè)由于產(chǎn)品從接受定單開始,到設(shè)計、制造、銷售等全過程,都由計算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一管理，因而具有這樣的特點(diǎn):既能夠發(fā)揮自動化的高效率、高質(zhì)量,又具有充分的靈活性,非常適合于開發(fā)和制造技術(shù)含量高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的產(chǎn)品,從而滿足現(xiàn)代生產(chǎn)多品種、中小批量的需要。據(jù)調(diào)查,采用CIMS可以使產(chǎn)品質(zhì)量提高200%-500%，生產(chǎn)率提高40%-70%，設(shè)備利用率提高200%-500%,生產(chǎn)周期縮短30%-60%，工程設(shè)計費(fèi)用減少15%-30%，人力費(fèi)用減少5%-20%。具體來說，CIMS主要由計算機(jī)輔助設(shè)計與制造技術(shù)(CAD/CAM)、柔性制造系統(tǒng)(F

5、MS)、管理信息系統(tǒng)(MIS)三部分構(gòu)成，即它是自動化單元技術(shù)的發(fā)展和在更高水平上的集成；從大系統(tǒng)的觀點(diǎn)看,是把部門內(nèi)部以至部門之間孤立的、局部的自動化島，在新的管理模式下，通過計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，有機(jī)地集成起來，構(gòu)成一個完整的系統(tǒng)，以達(dá)到企業(yè)的最高效益目標(biāo)。那么，CIMS是怎樣工作的呢？在一個全面采用CIMS的汽車工廠里，如果你想要一種功能特殊、顏色獨(dú)特的汽車，只需將制作草圖輸入進(jìn)行輔助設(shè)計的計算機(jī)，計算機(jī)系統(tǒng)就會自動生成工藝流程的數(shù)控程序，并把這些信息通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)礁鱾€生產(chǎn)車間，車間的計算機(jī)則會根據(jù)所接到的信息指揮自動搬運(yùn)車從倉庫運(yùn)來用于制造零件的毛坯，安裝在柔性生產(chǎn)線上，讓一臺臺不同

6、類型和功能的數(shù)控設(shè)備在機(jī)器人的協(xié)助下，依照程序進(jìn)行加工，大約只需原來生產(chǎn)訂制車時間的1/51/10，你的汽車便會駛下生產(chǎn)線。二、國內(nèi)外CIMS的應(yīng)用和發(fā)展1.工業(yè)發(fā)達(dá)國家開發(fā)實(shí)施情況美國從80年代開始CIMS的實(shí)踐與應(yīng)用，已經(jīng)建立了一批研究基地，形成了以大學(xué)、研究所為核心的研究隊(duì)伍,實(shí)現(xiàn)了一批不同行業(yè)、不同規(guī)模CIMS工廠。美國認(rèn)為CIM是21世紀(jì)信息戰(zhàn)略的重要部分,撥巨款建立CIM工程試驗(yàn)室,并與企業(yè)合作，開發(fā)CIMS設(shè)備。象美國通用汽車公司在“前輪驅(qū)動軸部件”工廠實(shí)現(xiàn)CIMS；美國GE公司在汽輪發(fā)電機(jī)小件車間，在洗碟機(jī)裝配線等都建立了不同規(guī)模水平的CIMS還有英格索爾銑床公司等都建立了CM

7、IS車間或分廠。歐共體國家也普遍將CIMS用于企業(yè)的經(jīng)營管理中，CIMS的應(yīng)用使這些國家的制造業(yè)出現(xiàn)了新的氣象：生產(chǎn)能力提高、交貨期縮短、人員減少、效率提高、效益增加。一些小工廠，雖然工藝裝備落后，但由于采用了先進(jìn)的管理和設(shè)計手段，照樣能在激烈的市場競爭中求得生存與發(fā)展。歐洲共同體成員國把工業(yè)自動化領(lǐng)域的CIM納入高技術(shù)合作發(fā)展計劃(即尤里卡計劃)，并在通信與接口、機(jī)器人系統(tǒng)、先進(jìn)生產(chǎn)控制系統(tǒng)、實(shí)時加工控制方法和工具、車間層的管理與控制等方面，取得許多成果。如西門子公司、MTV公司、馬霍(MAHO)等許多公司建成不同規(guī)模的CIMS工程。日本的制造業(yè)從80年代開始由賣方市場轉(zhuǎn)向買方市場，需求多樣

8、化、高檔化和交貨期緊迫等嚴(yán)酷的現(xiàn)實(shí)，使日本企業(yè)迫切需要采用高技術(shù)，這樣，在80年代后期，CIMS走進(jìn)了日本的制造業(yè)，并被廣泛接受。日本從總體上說，制造業(yè)的CIMS開發(fā)比歐美各國更有計劃，開發(fā)速度更快，如精工公司、村田機(jī)械公司、東芝公司、日本電氣、富士電機(jī)公司、三菱電機(jī)公司、富士通公司等許多企業(yè)都不同程度的實(shí)施CIMS工程。2.我國實(shí)施CIMS的概況我國對于CIMS的研究與應(yīng)用始于研究發(fā)展高新技術(shù)的“863計劃”。“863計劃”于1986年在自動化領(lǐng)域確立了CIMS主題并成立了專家組，以清華大學(xué)為主承擔(dān)國家CIM工程研究中心的建設(shè)任務(wù)。該研究中心于1993年3月通過了國家有關(guān)部門組織的驗(yàn)收，其水

9、平與歐美的幾個CIMS中心相當(dāng)，達(dá)到國際先進(jìn)水平。清華大學(xué)等高校與北京第一機(jī)床廠等進(jìn)行了CIMS試點(diǎn)，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。1994年，美國工程學(xué)會將一年一度的大學(xué)領(lǐng)先獎授予了中國國家CIMS工程研究中心；北京第一機(jī)床廠獲得了1995年的“工業(yè)領(lǐng)先獎”。目前，我國的CIM技術(shù)在發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷地拓寬。CIMS的進(jìn)一步試點(diǎn)推廣應(yīng)用已擴(kuò)展到機(jī)械、電子、航空、航天、輕工、紡織、石油化工、冶金、通信、煤炭等行業(yè)的60多家企業(yè)。我國863/CIMS研究已形成了一個鍵全的組織和一支研究隊(duì)伍,實(shí)現(xiàn)了我國CIMS研究和開發(fā)的基本框架,建立了研究環(huán)境和工程環(huán)境，包括國家CIMS實(shí)驗(yàn)工程研究中心和七個單元技

10、術(shù)開放實(shí)驗(yàn)室：集成化產(chǎn)品設(shè)計自動化實(shí)驗(yàn)室、集成化工藝設(shè)計自動化實(shí)驗(yàn)室、柔性制造工程實(shí)驗(yàn)室、集成化管理與決策信息系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室、集成化質(zhì)量控制實(shí)驗(yàn)室、CIMS計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室、CIMS系統(tǒng)理論方法實(shí)驗(yàn)室。在完成了一大批課題研究工作的基礎(chǔ)上,陸續(xù)選定了一批CIMS典型應(yīng)用工廠作為利用CIMS推動企業(yè)技術(shù)改造的示范點(diǎn),其中包括成都飛機(jī)工業(yè)公司、沈陽鼓分機(jī)廠、濟(jì)南第一機(jī)床廠、上海二紡機(jī)股份有限公司、北京第一機(jī)床廠、鄭州紡織機(jī)械廠、東風(fēng)汽車公司、廣東華寶空調(diào)器廠、中國服裝研究設(shè)計中心(集團(tuán))等。從我國一批實(shí)施CIMS試點(diǎn)的企業(yè)來看，CIMS的應(yīng)用促進(jìn)了企業(yè)管理機(jī)制的變革，提高了企業(yè)的管理水平和人

11、員素質(zhì)，使企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益均有不同程度的提高。經(jīng)濟(jì)效益的提高主要表現(xiàn)在:企業(yè)生產(chǎn)效率大幅度提高;庫存和流動資金大幅度降低；企業(yè)對市場的應(yīng)變能力大大增強(qiáng);銷售額大幅增長。如，北京第一機(jī)床廠在實(shí)施了CIMS工程后，提高了應(yīng)變能力，產(chǎn)品設(shè)計周期比以前縮短1/2，制造周期縮短10%-20%，生產(chǎn)計劃編制效率比手工編制方法提高40-60倍，庫存資金減少10%；成都飛機(jī)公司裝配周期從12個月縮短到6個月，生產(chǎn)周期縮短10%，庫存積壓下降20%，以至麥道公司有意將美國本土的機(jī)頭生產(chǎn)點(diǎn)全部轉(zhuǎn)向成飛；沈陽鼓風(fēng)機(jī)廠產(chǎn)品作業(yè)計劃編制周期從30天縮短到5天，報價周期由6周縮短到2周；華寶空調(diào)器廠百元銷售值占用流動資金從實(shí)施CIM