CIMS系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法

1、專題三：CIMS系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法之IDEF0現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)朱海平機(jī)械學(xué)院制造裝備數(shù)字化國家工程中心/工業(yè)工程系本節(jié)的主要內(nèi)容信息系統(tǒng)建模的基本過程及策略信息系統(tǒng)建模的主要方法IDEFEPCE-RDFD其他方法什么是系統(tǒng)模型 模型（系統(tǒng)）是抽取研究對(duì)象的本質(zhì)特征，忽略掉或精簡掉一些非本質(zhì)因素后的表示法。 這種表示法的形式： 數(shù)學(xué)公式； 縮小的物理裝置； 圖形表格； 某些特性或規(guī)則的語言文字的敘述。在研究過程中有一種共同語言，能毫不含糊地進(jìn)行分析研究和交流。什么是信息系統(tǒng)建模信息系統(tǒng)模型是客觀數(shù)據(jù)世界的“純粹”反映獨(dú)立于DBMS用各種圖表來表示系統(tǒng)概念模式和邏輯模式告訴閱讀者：本系統(tǒng)大致是什么樣的本

2、系統(tǒng)是包含哪些主要部分，它們之間的關(guān)系本系統(tǒng)的如何運(yùn)作的現(xiàn)實(shí)世界信息世界數(shù)據(jù)世界事物類事物特征實(shí)體集實(shí)體屬性文件記錄數(shù)據(jù)項(xiàng)事物及其聯(lián)系實(shí)體模型數(shù)據(jù)模型什么是信息系統(tǒng)建模信息系統(tǒng)建模的基本過程DomainDefinitionsInformationFlows of InterestFunctionsof InterestCategories ofInformationInformationDefinitionsFunctionsin Domains信息系統(tǒng)建模的基本策略 自頂向下：先全局，后細(xì)化自底向上：先局部，后集成由里向外：先核心，后擴(kuò)充混合策略：自頂向下+自底向上信息系統(tǒng)建模的基本方法在集

3、成制造系統(tǒng)建模領(lǐng)域，已有若干公認(rèn)比較成熟的建模方法： 過程鏈模型EPC； 功能模型IDEF0； 數(shù)據(jù)流程圖DFD； 信息模型E-R等。 說明： 目前沒有一種建模方法能夠全面地建立制造系統(tǒng)的模型。IDEF方法1981年，在美國空軍公布的ICAM（Integrated Computer Aided Manufacturing）工程中，首次采用了名為“IDEF”的方法。IDEF是ICAM Definition Method的縮寫，后來就稱之為Integration Definition Method，簡稱IDEFIDEF方法IDEF方法族包括的主要方法功能建模方法（IDEF0）信息建模方法（IDEF

4、1）數(shù)據(jù)建模方法（IDEF1）動(dòng)態(tài)仿真建模方法（IDEF2）過程描述方法（IDEF3）面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)方法（IDEF4）本體論描述方法（IDEF5）設(shè)計(jì)原理獲取方法（IDEF6）信息系統(tǒng)審定方法（IDEF7）人機(jī)接口設(shè)計(jì)方法（IDEF8）盒子的邊表示所進(jìn)入或離開的箭頭的作用。它們分別是輸入、控制、輸出與機(jī)制 IDEF方法IDEF0描述系統(tǒng)的功能活動(dòng)及其聯(lián)系模型方法。 IDEF0模型由一系列圖形組成，圖形的元素由盒子及箭頭構(gòu)成。盒子表示活動(dòng)，箭頭表示處理的事件。輸入輸出（I/O）箭頭：表示活動(dòng)進(jìn)行的是什么(what)；控制（C）箭頭：表明為何這么做(why）；機(jī)制（M）箭頭：表示如何做(how) 。

5、盒子：動(dòng)詞，箭頭：名詞IDEF方法LabelCONTROLOUTPUTINPUTMECHANISMICOMsInputsReal Objects or Data Needed to Perform a FunctionObjects or Data Transformed by a FunctionLabeled with a Noun or Noun PhraseINPUTSFUNCTIONOutputObjects or Data Produced as a Result of the FunctionLabeled with a Noun or Noun PhraseINPUTSOUTP

6、UTSFUNCTIONControlThat which Governs the Accomplishment of the FunctionThings that Influence or Determine the OutputsLabeled with a Noun or Noun PhraseINPUTSOUTPUTSCONTROLSFUNCTIONMechanismPerson, Device, or Data which Carries out the FunctionThe Means by which the Function is PerformedLabeled with

7、a Noun or Noun PhraseINPUTSOUTPUTSCONTROLSMECHANISMSFUNCTIONSyntax:Context Diagram: is a model of the function at the highest level of inputs, controls, outputs, and mechanismsMechanismsFunction NameControlsInputsOutputsitems that trigger the activityresults of performing the activityGuide or regula

8、te the activitysystems, people, equipment used to perform the activityIDEF基本元素小結(jié)控制（C）：表示活動(dòng)的條件、規(guī)則或約束；輸入（I）：表示為完成此活動(dòng)所需要的數(shù)據(jù)；輸出（O）：表示執(zhí)行活動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)；機(jī)制（M）：是執(zhí)行活動(dòng)的人或設(shè)備。 說明： 1.每個(gè)活動(dòng)盒子至少有一個(gè)輸入或控制箭頭，不允許既沒有輸入又沒有控制。 2.輸入與輸出的關(guān)系就是活動(dòng)（盒子），是將輸入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)檩敵鰯?shù)據(jù)的一種變換。 IDEF基本元素小結(jié)示例：調(diào)資政策IDEF方法舉例收料庫存策略采購策略支付料款退料供應(yīng)商3PLA0A-0 Diagram收料單

9、庫管IDEF方法舉例Box and Arrow Relations in a Diagram123INPUTOUTPUT TO INPUTSOUTPUT TO CONTROLOUTPUT TO MECHANISMOUTPUTARROWS BRANCHING(Split)FEED BACK OUTPUT TO CONTROL(Join)關(guān)系舉例一般關(guān)系Build SystemA3DesignSystemA2EstablishReqmnts.A1NeedsAlternative TechnologiesKnowledge of Previous DesignCustomer Expectation

10、sUnderstanding of Customer RequirementsRequirementsContract for Tradeoff DecisionsDesignProductRaw MaterialAnalysis MethodsDesign MethodsFabrication MethodsIDEF方法IDEF0- Function Modeling復(fù)雜關(guān)系SplitJoinSplitJoinJoin & SplitJoin: Concepts B and C are joined to form concept A.Split: Concept A is unbundle

11、d into concepts B and C.CBAABCJoinFINISHED SUB-PARTSPROCURED ITEMSPRODUCTION ITEMSCONTROL PRODUCTION ITEMS & TOOLSSplitOutput can branch and be used by two functions simultaneously or sequentially Without labels we cannot tell how the branching occurs123OUTPUT DATAONCE THIS DATA IS SUPPLIED, FUNCTIO

12、NS 2 & 3 CAN OPERATE SIMULTANEOUSLY OR SEQUENTIALLYSplit and Join: PCB ASSEMBLYProcess Plan = loading details + solder paste details + chip placement methodAssembly Records = soldering completed data + placement completed dataPlace chip on boardApplysolderpasteA2Load boardonto m/cA1ManagementDirecti

13、vesBare boardsChip positioned boardplacementcompleteddataPlacement methodSplitJoinA3PasteappliedboardProcess planSolder pastemethodsolderingcompleteddataAssemblyRecords分層第一層只有一個(gè)功能，標(biāo)注為A-0圖每一個(gè)圖中最多可以有6個(gè)功能，至少3個(gè)A1A2A3IDEF方法A0A1A2A3A4A3A32A33A34A31子圖父圖IDEF的分層IDEF方法More GeneralMore DetailedIDEF的分層IDEF方法節(jié)點(diǎn)樹

14、IDEF方法Tunnelled Arrows Tunneled Arrows at Unconnected Ends(Concept Does Not Appear on the Next Higher Level.)Tunneled Arrows at Connected Ends(Concept Does Not Appear on the Next Lower Level.)Tunneling ExampleThis control will not appearon child diagram.This control will still be designated as C3 on

15、 child diagram.This output will not be shownon parent diagram.A0A-0Parent DiagramA0A1A2A3C1C3O1I1Child DiagramI1I2I2O1C1C3A0 DiagramPaymentsCheck Stock Levels & Det Reorder QtyA1Prepare Authorize & Mail P OA2Receive PO Produce & ShipA3Receive Shipment & Inspect A4Restock & Make PaymentA5Inventory Po

16、licyStock LevelsReorder QtyPurchase PolicyInvoiceMaterialOK Material ABC Co.VendorRejected MaterialPurchase OrderPO Prep. PolicyInspection PolicyIDEF方法應(yīng)用舉例FeedbackSYSTEM REQUIREMENTSDRAFT SPECIFICATIONSCOMMENTSDRAFT SPECIFICATION WITH DESIGN CHANGESDESIGNREVIEWAPPROVED DESIGNIDEF方法應(yīng)用舉例Files = Customer Records + Price & Tax TablesAccount Entries = Transaction Entries + Billing EntriesPerformBillingDeliverProductsA2Keep RecordsA1Orders ManagementDirectivesFile