計(jì)算機(jī)集成管理系統(tǒng)

1、計(jì)算機(jī)集成管理系統(tǒng)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(Computer Integrated Manufacturing Systems，簡(jiǎn)稱CIMS)，是隨著計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造的發(fā)展而產(chǎn)生的。它借助于計(jì)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(dòng)化技術(shù)、系統(tǒng)工程技術(shù)。對(duì)企業(yè)的生產(chǎn)作業(yè)、管理、計(jì)劃、調(diào)度、經(jīng)營(yíng)、銷售等整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中的信息進(jìn)行統(tǒng)一處理，并對(duì)分散在產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造過(guò)程中各種孤立的自動(dòng)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(kāi)發(fā)周期、提高質(zhì)量、降低成本。它是工廠自動(dòng)化的發(fā)展方向，未來(lái)制造業(yè)工廠的模式，是當(dāng)代生產(chǎn)自動(dòng)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(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)十分激烈,產(chǎn)品更新加快、生命周期不斷縮短，市場(chǎng)環(huán)境從過(guò)去的相對(duì)穩(wěn)定的賣方市場(chǎng)變成了動(dòng)態(tài)的多變的買方市場(chǎng)，產(chǎn)品的質(zhì)量、價(jià)格和交貨期已成為企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)成敗的關(guān)鍵。市場(chǎng)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(guó)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(dòng)化再到自動(dòng)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(dòng)化的推進(jìn)。自上世紀(jì)50年代第一臺(tái)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(lái)自不同的計(jì)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(wú)法實(shí)現(xiàn)信息交換,不同的軟件之間無(wú)法實(shí)施信息的傳輸,不同的數(shù)據(jù)庫(kù)之間無(wú)法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享,形成了一個(gè)個(gè)“自動(dòng)化孤島”,阻礙了企業(yè)對(duì)信息技術(shù)的充分利用。1974年，美國(guó)約瑟夫·哈林頓博士提出CMI(計(jì)算機(jī)制造)的概念，直到1981年才被廣泛接受。這主要是市場(chǎng)多變和用戶要求越來(lái)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(hào)和規(guī)格日益增多，呈現(xiàn)出多品種小批量；（3）質(zhì)量、價(jià)格、交貨期競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈；（4）科技成果轉(zhuǎn)化為商品的周期縮短。面對(duì)新形勢(shì)，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(chǎng)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(kāi)始,到設(shè)計(jì)、制造、銷售等全過(guò)程,都由計(jì)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(dòng)化的高效率、高質(zhì)量,又具有充分的靈活性,非常適合于開(kāi)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(jì)費(fèi)用減少15%-30%，人力費(fèi)用減少5%-20%。具體來(lái)說(shuō)，CIMS主要由計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)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(dòng)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(dòng)化島，在新的管理模式下，通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，有機(jī)地集成起來(lái)，構(gòu)成一個(gè)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(gè)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(jì)的計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)生成工藝流程的數(shù)控程序，并把這些信息通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)礁鱾€(gè)生產(chǎn)車間，車間的計(jì)算機(jī)則會(huì)根據(jù)所接到的信息指揮自動(dòng)搬運(yùn)車從倉(cāng)庫(kù)運(yùn)來(lái)用于制造零件的毛坯，安裝在柔性生產(chǎn)線上，讓一臺(tái)臺(tái)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(lái)生產(chǎn)訂制車時(shí)間的1/51/10，你的汽車便會(huì)駛下生產(chǎn)線。二、國(guó)內(nèi)外CIMS的應(yīng)用和發(fā)展1.工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家開(kāi)發(fā)實(shí)施情況美國(guó)從80年代開(kāi)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(guó)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(kāi)發(fā)CIMS設(shè)備。象美國(guó)通用汽車公司在“前輪驅(qū)動(dòng)軸部件”工廠實(shí)現(xiàn)CIMS；美國(guó)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(guó)家也普遍將CIMS用于企業(yè)的經(jīng)營(yíng)管理中，CIMS的應(yīng)用使這些國(guó)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(jì)手段，照樣能在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中求得生存與發(fā)展。歐洲共同體成員國(guó)把工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的CIM納入高技術(shù)合作發(fā)展計(jì)劃(即尤里卡計(jì)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(shí)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(kāi)始由賣方市場(chǎng)轉(zhuǎn)向買方市場(chǎng)，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(shuō)，制造業(yè)的CIMS開(kāi)發(fā)比歐美各國(guó)更有計(jì)劃，開(kāi)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(guó)實(shí)施CIMS的概況我國(guó)對(duì)于CIMS的研究與應(yīng)用始于研究發(fā)展高新技術(shù)的“863計(jì)劃”?！?63計(jì)劃”于1986年在自動(dòng)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(guó)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(guò)了國(guó)家有關(guān)部門組織的驗(yàn)收，其水

9、平與歐美的幾個(gè)CIMS中心相當(dāng)，達(dá)到國(guó)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(guó)工程學(xué)會(huì)將一年一度的大學(xué)領(lǐng)先獎(jiǎng)授予了中國(guó)國(guó)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(jiǎng)”。目前，我國(guó)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(guó)863/CIMS研究已形成了一個(gè)鍵全的組織和一支研究隊(duì)伍,實(shí)現(xiàn)了我國(guó)CIMS研究和開(kāi)發(fā)的基本框架,建立了研究環(huán)境和工程環(huán)境，包括國(guó)家CIMS實(shí)驗(yàn)工程研究中心和七個(gè)單元技

10、術(shù)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室：集成化產(chǎn)品設(shè)計(jì)自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)室、集成化工藝設(shè)計(jì)自動(dòng)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(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)庫(kù)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(dòng)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(yáng)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(guó)服裝研究設(shè)計(jì)中心(集團(tuán))等。從我國(guó)一批實(shí)施CIMS試點(diǎn)的企業(yè)來(lái)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(kù)存和流動(dòng)資金大幅度降低；企業(yè)對(duì)市場(chǎng)的應(yīng)變能力大大增強(qiáng);銷售額大幅增長(zhǎng)。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(jì)周期比以前縮短1/2，制造周期縮短10%-20%，生產(chǎn)計(jì)劃編制效率比手工編制方法提高40-60倍，庫(kù)存資金減少10%；成都飛機(jī)公司裝配周期從12個(gè)月縮短到6個(gè)月，生產(chǎn)周期縮短10%，庫(kù)存積壓下降20%，以至麥道公司有意將美國(guó)本土的機(jī)頭生產(chǎn)點(diǎn)全部轉(zhuǎn)向成飛；沈陽(yáng)鼓風(fēng)機(jī)廠產(chǎn)品作業(yè)計(jì)劃編制周期從30天縮短到5天，報(bào)價(jià)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(dòng)資金從實(shí)施CIM