計算機集成制造系統(tǒng)

1、算機集成制造系統(tǒng)。它是隨著計算機輔助設(shè)計與制造的發(fā)展而產(chǎn)生的 術(shù)自動化技術(shù) 與制造的基礎(chǔ)上，通過計算機技術(shù)把分散在產(chǎn)品設(shè)計制 立的自動化子系統(tǒng)有機地集成起來，形成適用于多品 種、小批量生產(chǎn) 的集成化和智能化制造系統(tǒng)。集成化反映 市場預(yù)測、產(chǎn)品設(shè)計、加工制造、檢驗、 了自動化的深度，它不僅涉及物資流控制 的腦力勞動的自動化。了自動化的廣度，它把系統(tǒng) 銷售及售后服務(wù)等的全過程的傳統(tǒng)體力勞動自動化，還算機集成制造系統(tǒng)。它是隨著計算機輔助設(shè)計與制造的發(fā)展而產(chǎn)生的 術(shù)自動化技術(shù) 與制造的基礎(chǔ)上，通過計算機技術(shù)把分散在產(chǎn)品設(shè)計制 立的自動化子系統(tǒng)有機地集成起來，形成適用于多品 種、小批量生產(chǎn) 的集成化和智

2、能化制造系統(tǒng)。集成化反映 市場預(yù)測、產(chǎn)品設(shè)計、加工制造、檢驗、 了自動化的深度，它不僅涉及物資流控制 的腦力勞動的自動化。了自動化的廣度，它把系統(tǒng) 銷售及售后服務(wù)等的全過程的傳統(tǒng)體力勞動自動化，還CIMS 是英語 Computer Integrated Manufacturing System 的縮寫，意思是計。它是在信息技 造過程中各種孤實現(xiàn)整體效益的范圍擴展到了。智能化則體現(xiàn)包括信息流控制小型計算機集成制造系統(tǒng)Integrated Ma當前，我國的CIMS已經(jīng)改變?yōu)椤艾F(xiàn)代集成制造(ContemporaryIntegrated Manufacturing)與現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)(Contempo

3、rary Integrated Manufacturing Syst em)”。它已在廣度與深度 上拓展了原CIM/CIMS的內(nèi)涵。其中，“現(xiàn)代”的含義是計 算機化、信息化、智能化。“集成”有更廣泛的內(nèi)容，它包括信息集 成、過程集成及企 業(yè)間集成等三 個階段的集成優(yōu)化；企業(yè)活動中 三要素及三流的集成優(yōu)化；CIMS有關(guān) 技術(shù)的集成優(yōu)化及各類人員的集成優(yōu)化等。CIMS不僅僅把技術(shù)系統(tǒng)和經(jīng)營生產(chǎn)系統(tǒng) 集成在一起，而且把人(人的思想、理念及智能)也集成在一起，使整個企業(yè)的工作 流程、物流和 信息流都保持通暢和相互有機聯(lián) 系，所以，CIMS是人、經(jīng)營和技術(shù)三 者集成的產(chǎn)物。一、CIMS體系結(jié)構(gòu)CIMS體

4、系結(jié)構(gòu)是用來描述研究對象整個系統(tǒng)的各個部分和各個方面的相互關(guān)系計算機集成制造系統(tǒng)CIMS構(gòu)成框圖理論角度研究，將整個研究對象分為幾個子系統(tǒng)，各個子系統(tǒng)相對獨立自治、分布存 在、并發(fā)運行和驅(qū)動等。我們可以從功能結(jié)構(gòu)和邏 輯結(jié)構(gòu)來認識CIMS體系結(jié)構(gòu)。從 功能層方面分析，CIMS大致可以分為六層：生產(chǎn)/制造系統(tǒng)，硬事務(wù)處理系統(tǒng)，技術(shù) 設(shè)計系統(tǒng)，軟事務(wù)處理系統(tǒng)，信息服務(wù)系統(tǒng)， 決策管理系統(tǒng)。二、CIMS分類從生產(chǎn)工藝方面分，CIMS可大致分為離散型制造業(yè)、連續(xù)性制造業(yè)和混合型制 造業(yè)三種；從體系結(jié)構(gòu)計算機集成制造系統(tǒng)CIMS系統(tǒng)的分系統(tǒng)關(guān)聯(lián) 來分，CIMS也可以分成集中性、分散性和混合型三種。三、C

5、IMS效益評價CIMS是企業(yè)管理運作的一種手段，是一種戰(zhàn)略思 想的應(yīng)用，其初期投資大，涉 及面廣，資金回籠周期長，短期內(nèi)很難見到效益，因此在對 CIMS作效益評價時不能 單憑貨幣標準來衡量其效益，要多方面綜合考慮其效益指標。所謂綜合效益指 CIMS 系統(tǒng)對企業(yè)和社會所能帶來的各種效益?？梢詮南旅鎺讉€方面來理解：應(yīng)用CIMS提高了勞動生產(chǎn)力為企業(yè)帶來的利潤，為國家增加國 民收入所做 出的貢獻。應(yīng)用CIMS提高了企業(yè)對市場的應(yīng)變能力和抗風險能力，對企業(yè)實現(xiàn)經(jīng)營戰(zhàn) 略所做出的貢獻；提高企業(yè)市場競爭力，促進技術(shù)進步所作的貢獻。為提高整個企業(yè)員工素質(zhì)和技術(shù)水平作的貢獻。為節(jié)約天然資源所做出的貢獻。通過應(yīng)

6、用和推廣CIMS技術(shù)，為國家優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，發(fā)展新產(chǎn)業(yè)，提高造國 際市場上的競爭力所作的貢獻。四、CIMS的技術(shù)構(gòu)成簡介1、先進制造技術(shù)(AMT Advanced Manufacturing Technology )先進制造技術(shù)是傳統(tǒng)制造技術(shù)不斷吸嵌入式計算機集成制造系統(tǒng)收機械、電子、信息、材料、能源和現(xiàn)代管理 等方面的成果，并將其 綜合應(yīng)用于產(chǎn)品 設(shè)計、制造、檢測、管理、銷售、使用、服務(wù)的制造全過程，以實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低 耗、清潔、靈 活的生產(chǎn)，并取得理想技術(shù)經(jīng)濟 效果的制造技術(shù)的總稱。2、敏捷制造(AM Agile Manufacturing )敏捷制造是以競爭力和信譽度為基礎(chǔ)，選擇合作 者

7、組成虛擬公司，分工合作，為 同一目標共同努力來增強整體競爭能力，對用戶需求作出快速反應(yīng)，以滿足用戶的需 要。3、虛擬制造(VM Virtual Manufacturing )虛擬制造利用信息技術(shù)、仿真技術(shù)、計算機技術(shù)對現(xiàn)實制造活動中的 人、物、信 息及制造過程 進行全面的仿真，以發(fā)現(xiàn)制 造中可能出現(xiàn)的問題，在產(chǎn) 品實際生產(chǎn)前就 采取預(yù)防措施，從而達到產(chǎn)品一次性制 造成功，來達到降低成本、縮短產(chǎn)品開發(fā)周期， 增強產(chǎn)品競爭力的目的。4、并行工程(CE Concurrent Engineering )并行工程是集成地、并行地設(shè)計產(chǎn)品及其 相關(guān)過程(包括制造過程和支 持過程) 的系統(tǒng)方法。它要求產(chǎn)品開

8、發(fā)人員在一開始就考慮產(chǎn)品整個生命周期中從概念形成到 產(chǎn)品報廢的所有因素，包括質(zhì)量、成本、進度計劃和用戶要求，并行工程的發(fā)展為虛 擬制造技術(shù)的誕生創(chuàng)造了條件，虛擬制造技術(shù)將是以并行工程為基礎(chǔ)的，并行工程的 進一步發(fā)展就是虛擬制造技術(shù)。在探討現(xiàn)代集成制造技術(shù)未來發(fā)展趨勢之前，首先應(yīng)該了解一下，當前現(xiàn)代制造 業(yè)和制造企業(yè) 的特征，它們是推動現(xiàn)代制造技 術(shù)發(fā)展的內(nèi)存動力。五、現(xiàn)代集成制造技術(shù)未來發(fā)展趨勢以信息技術(shù)的發(fā)展為支持，以滿足制 造業(yè)市場需求和增強企業(yè)競爭力 為目的，現(xiàn) 代集成制造技術(shù)未來將突出以下八個方面的發(fā)展趨勢。1、以哦字化”為發(fā)展核心未來世界，“數(shù)字化”將勢不可當?！皵?shù)字化”不僅是“信息

9、化”發(fā)展的核心，而且也是 先進制造技術(shù)發(fā)展的核心。信息的“數(shù)字化”處理同“模擬化”處理相比，有著3個不可 比擬的優(yōu)點：信息精確，信息安全，信息容量大。數(shù)字化制造就是指制造領(lǐng)域的數(shù)字化，它是制造 技術(shù)、計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與 管理科學的交叉、融和、發(fā)展與應(yīng)用的結(jié)果， 也是制造企業(yè)、制造系統(tǒng)與生產(chǎn)過程、 生產(chǎn)系統(tǒng)不斷實現(xiàn)數(shù)字化的必然趨勢。它包含了三大部分：以設(shè)計為中心的 數(shù)字制造，以控制為中心的 數(shù)字制造和以管 理為中心的數(shù)字制造。對制造設(shè)備而言，其控制參數(shù)均為數(shù)字 化信號。對制造企業(yè)而言，各種信息（如 圖形、數(shù)據(jù)、知識、技能等等）均以數(shù)字形式，通過網(wǎng)絡(luò)，在企業(yè)內(nèi)傳遞，以便根據(jù) 市場信息，迅速收集

10、資料信息，在虛擬現(xiàn)實、快速原型、數(shù)據(jù)庫、多媒體等多種數(shù)字 化技術(shù)的支持下，對產(chǎn)品信息、工藝信息與資源信息進行分析、規(guī)劃與重組，實現(xiàn)對 產(chǎn)品設(shè)計和產(chǎn)品功能的仿真，對加工過程與生 產(chǎn)組織過程的仿真，或完成原 型制造， 從而實現(xiàn)生產(chǎn)過程的快速重組與對市場的快速響應(yīng)，以滿足客戶化要求。對全球制造 業(yè)而言，用戶借助網(wǎng)絡(luò)發(fā)布信息，各類企業(yè)通過網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)需求，應(yīng)用電子商務(wù)，實 現(xiàn)優(yōu)勢互補，形成動態(tài)聯(lián)盟，迅速協(xié)同設(shè)計與制造出相應(yīng)的產(chǎn)品。這樣，在數(shù)字制造 環(huán)境下，在廣泛領(lǐng)域乃至跨地區(qū)、跨國界形成一個數(shù)字化組成的網(wǎng)，企業(yè)、車間、設(shè) 備、員工、經(jīng)銷商乃至有關(guān)市場均可成為網(wǎng)上 的一個“結(jié)點”，在研究、設(shè)計、制造、 銷

11、售、服務(wù)的過程中，彼此交互，圍繞 產(chǎn)品所賦予的數(shù)字信息，成為 驅(qū)動制造業(yè)活動 的最活躍的因素。2、以“精密化”將成為發(fā)展的關(guān)鍵所謂“精密化”，一方面是指對 產(chǎn)品、零件的精度要求越來越高，另一方面是指對 產(chǎn)品、零件的加工精度要求越來越高?！熬笔侵讣庸ぞ燃捌浒l(fā)展，精密加工，細微 加工，納米加 工，如此等等。3、突出“極端條件”，是發(fā)展的焦點“極”就是極端條件，就是指在極端條件下工作的或者有極端要 求的產(chǎn)品，從而也 是指這類產(chǎn)品的制造技術(shù)有“極”的要求。在高溫、高壓、高濕、強 磁場、強腐蝕等等 條件下工作的，或有高硬度、大彈性等等要求的，或在幾何形體上極 大、極小、極厚、 極薄、奇形怪 狀的。顯

12、然，這些產(chǎn)品都是科技 前沿的產(chǎn)品。其中之一就是“微機電系 統(tǒng)（MEMS）”?？梢哉f，“極”是前沿科技或前沿科技產(chǎn)品發(fā)展的一個焦點。4、以“自動化”技術(shù)為發(fā)展前提這是所講的“自動化”就是減輕人的勞動，強化、延伸、取代人 的有關(guān)勞動的技術(shù) 或手段。自動化總是伴隨有關(guān)機械或工 具來實現(xiàn)的?？梢哉f，機械是一切技術(shù)的載體， 也是自動化技術(shù)的載體?！白詣踊睆淖詣涌刂?、自動調(diào)節(jié)、自動補償、自動辨識等發(fā) 展到自學習、自組織、 自維護、自修復(fù)等更高的自動化水平；而且今 天自動控制的內(nèi)涵與水平已遠 非昔比， 從控制理論、控制技術(shù)、控制 系統(tǒng)、控制元件，都有著極大的發(fā)展。制造業(yè)發(fā)展的自 動化不但極大地解放了人的體

13、力勞動，而 且更為關(guān)鍵的是有效地提高了腦 力勞動，解 放了人的部分的腦力勞動。因此，自動化將是現(xiàn)代集成制造技術(shù)發(fā)展的前提條件。5、以“成化集”為發(fā)展的方法“集成化”，一是技術(shù)的集成，二是管理的集成，三是技術(shù)與管 理的集成；其本質(zhì) 是知識的集成，亦即知識表現(xiàn)形式的集成。如前所述，現(xiàn)代集成制造 技術(shù)就是制造技 術(shù)、信息技術(shù)、管理科學與有關(guān)科學技術(shù)的 集成?！凹伞本褪恰敖徊妗?，就是“雜交”，就 是取人之長，補己之短。目前，“集成化”主要指：（1）、現(xiàn)代技術(shù)的集成。機電一體化是個典型，它是高技術(shù)裝 備的基礎(chǔ)，如微 電子制造裝備，信息化、網(wǎng)絡(luò)化產(chǎn)品及配套設(shè)備，儀器、儀表、醫(yī)療、生物、環(huán)保等 高技術(shù)設(shè)備

14、。（2）、加工技術(shù)的集成、特種 加工技術(shù)及其裝備是個典型，如 增材制造（即快 速原型）、激光加工、高能束加工、電加工等 等。（3） 、企業(yè)集成，即管理的集 成，包括生產(chǎn)信息、功能、過程 的集成；包括生 產(chǎn)過程的集成。全壽命周期過程的集成；也包 括企業(yè)內(nèi)部的集成，企業(yè)外部 的集成。6、以“網(wǎng)絡(luò)化”為發(fā)展道路“網(wǎng)絡(luò)化”是現(xiàn)代集成制造技術(shù) 發(fā)展的必由之路，制造業(yè)走向整 體化、有序化，這 同人類社會發(fā) 展是同步的。制造技術(shù)的網(wǎng) 絡(luò)化是由兩個因素決定的：一是生產(chǎn)組織變 革的需要，二是生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展的可能。這是因為制造業(yè)在市 場競爭中，面臨多方的壓 力：采購成本不斷提高，產(chǎn)品更新速度加 快，市場需求不斷變化

15、，客戶定單生產(chǎn)方式 迅速發(fā)展，全球制造所帶來的沖擊日益加 強等等；企業(yè)要避免傳統(tǒng)生產(chǎn)組織所帶來的 一系列問題，必須在生產(chǎn)組織上實行某種深刻的變革。這種 變革體現(xiàn)在兩方面：一方 面利用網(wǎng)絡(luò)，在產(chǎn)品設(shè)計、制造與生產(chǎn)管理等活動乃至企業(yè)整個業(yè)務(wù) 流程中充分享用 有關(guān)資源，即快速調(diào)集、有機整合與高效 利用有關(guān)制造資源；與此同時，這必然導致 制造過程與組 織的分散化網(wǎng)絡(luò)化，使企業(yè)必須集中力量在自己最有競 爭力的核心業(yè)務(wù) 上。科學技術(shù)特別是計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，使得生產(chǎn)技術(shù)發(fā) 展到可以使這種 變革的需要成 為可能。7、“智能化”是CIMS未來發(fā)展的美好前景制造技術(shù)的智能化是制造技術(shù)發(fā)展的前景。智能化制

16、造模式的基 礎(chǔ)是智能制造系 統(tǒng)，智能制造系統(tǒng)既是智能和技術(shù)的集成 而形成的應(yīng)用環(huán)境，也是智 能制造模式的載 體。與傳統(tǒng)的制造相比，智能制造系統(tǒng)具有以下特點：1、人機一體化；2、自律能力； 3、自組織與超柔性；4、學習能力與自我維護能力；5、在未來，具有更高級的類 人 思維的能力。制造技術(shù)的智能化突出了在制造諸環(huán)節(jié)中，以一種高度柔性與集成的 方式，借助 計算機模擬的人類專家的智能活動，進行分析、判斷、推理、構(gòu)思和決策，取代或延 伸制造環(huán)境中人的部分腦力勞動。同時，收集、存儲、處理、完善、共享、繼承和發(fā) 展人類專家的制造智能。目前，盡管智能化制造道路還很漫 長，但是必將成為未來制 造業(yè)的主要生產(chǎn)模

17、式之一。8、“綠色”是CIMS未來發(fā)展的必然趨勢“綠色”是從環(huán)境保護領(lǐng)域中引 用來的。人類社會的發(fā)展必將走 向人類社會與自然 界的和諧。人與人類社會本質(zhì)上也是自然世界的一個 部分，部分不能脫離整體，更不 能對抗與破環(huán)整體。因此，人類必須從各方面 促使人與人類社會同自然界和 諧一致， 制造技術(shù)也不能例外。制造業(yè)的產(chǎn)品從構(gòu)思開始，到設(shè)計階段、制造階段、銷售階段、使用與維修階段， 直到回收階段、再制造各階段，都必須充分計 及環(huán)境保護。所謂環(huán)境保護是 廣義的， 不僅要保護自然環(huán)境，還要保護社會環(huán)境、生 產(chǎn)環(huán)境，還要保護生產(chǎn)者的身 心健康。 在此前提與內(nèi)涵下，還必須制造出價廉、物美、供貨期短、售后服務(wù)好

18、的產(chǎn)品。作為 “綠色”制造，產(chǎn)品還必須在一定程 度上是藝術(shù)品，以與用戶的生產(chǎn)、工作、生活環(huán)境 相適應(yīng)，給人以高尚的精神享受，體現(xiàn)著物質(zhì)文明、精神文明與環(huán)境文明的高度交融。 每發(fā)展與采用一項新技術(shù)時，應(yīng)站在哲學高度，慎思“塞翁得馬，安知非禍”，即必須 充分考慮可持 續(xù)發(fā)展，計及環(huán)境文明。制造必 然要走向“綠色”制造。9、CIMS的標準化在制造業(yè)向全球化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化和智能化發(fā)展的過程中，標準化技術(shù)（STE P、EDI和P-LIB等）已顯得愈來 愈重要。它是信息集成、功能 集成、過程集成和企 業(yè)集成的基礎(chǔ)。六、刊物名稱計算機集成制造系統(tǒng)是中文月刊，外文名Computer Integrated M

19、anufactu ring Systems,期刊號 ISSN l006-5911。計算機集成制造系 統(tǒng)月刊1995年創(chuàng)刊。為國家863高技術(shù)研究發(fā)展 計劃C IMS主題公開出版的惟一國家級學術(shù)刊物，由CIMS主題和中國兵器 工業(yè)集團公司第 210研究所共同主辦。其宗旨是交流國內(nèi)外 CIMS研究、開發(fā)和應(yīng)用的信息，推動和 促進中國CIMS的發(fā)展。主要報道國內(nèi)外有關(guān)發(fā)展計算機集成 制造系統(tǒng)的政策措施、 重點、趨勢、科技成果、科研動態(tài)、推廣應(yīng)用、產(chǎn)品開發(fā)和學術(shù)活動等內(nèi)容。設(shè)有綜 述、論文、專家論壇、企業(yè)實踐和動態(tài)信息等 欄目。計算機集成制造系統(tǒng)為大16開本，國內(nèi)外公開發(fā)行。1994年10月，國家86

20、3/CIMS主題決定創(chuàng)辦計算機集成制造系統(tǒng) 期刊。經(jīng) 討論研究成立了第一屆編輯委員會，成員包括 863/CIMS主題專家組成員、時任國防 科工委先進制造專家組成員以及相關(guān)國家部委 主管先進制造的司局級領(lǐng)導。1995年3 月計算機集成制造系統(tǒng)創(chuàng)刊。編委 會主任由自動化領(lǐng)域首席科學家、中國工程院 蔣新松院士擔任，主編由CIMS主題辦公室主任擔任。鄒家華副總理和國家科委主任 宋健親筆題詞，祝賀CIMS期刊創(chuàng)刊。蔣新松院士親筆撰寫了發(fā)刊 詞。編輯部設(shè)在2 10研究所。創(chuàng)刊之初為季刊48面。1996年1月26日，在北京召開第一屆編 委會，會議明確地將進 入美國工程索引 作為具體的工作目標。同年11月，計

21、算機集成制造系統(tǒng)期刊獲準被美 國工程索 引Ei Compendex數(shù)據(jù)庫收錄，從1996年第1期開始收錄論文。當年收錄論 文 數(shù)量為22篇，占53.6%。協(xié)助主題，為863計劃實施十周年編輯出版了系列文獻資 料和音像資料。1997年，計算機集成制造系統(tǒng)改 為雙月刊，頁碼增加到56頁，全年發(fā)表論 文59篇。配合主題舉辦了 CIMS新技術(shù)研討會。1998年，計算機集成制造系統(tǒng)第二屆編委會成立，增補了一批專家作編委。 編委會主任由自動化領(lǐng)域首席科學家、中國工程院吳澄院士擔任，主編由CIMS主題 辦公室主任擔任。當年影響因子達到0.709，在中國科技論文與引文 數(shù)據(jù)庫1286種 收錄期刊中排名第16位

22、，在計算機類期刊中排名第1。Ei收錄論文56篇，占81%。1999年，計算機集成制造系統(tǒng)仍 為雙月刊，頁碼增加到72頁，全年發(fā)表論 文83篇。當年Ei收錄論文58篇，占70%。影響因子達到0.746，在中國科技論文 與引文數(shù)據(jù)庫收錄的工程類期刊中排名第3位。配合主題協(xié)辦了全國 先進制造技術(shù)發(fā) 展戰(zhàn)略研討會。2000年，計算機集成制造系統(tǒng)雙月刊頁碼增加到96頁，全年發(fā)表論文114 篇。同年，計算機集成制造系統(tǒng)被英國 科學文摘（SA）、俄羅斯文摘雜 志（AJ）、美國劍橋科學文摘 （CSA）收錄。2001年，計算機集成制造系統(tǒng)改為月刊，頁碼72頁，全年發(fā)表論文175 篇。12月，獲得中國國防科學技術(shù)

23、 信息學會頒發(fā)的國防科技信息成 果獎二等獎。2002年，計算機集成制造系統(tǒng)第三屆編委會成立，編委會主任由自動化領(lǐng) 域首席科學家、中國工 程院孫家廣院士擔任。重新制定了編 委會組成原則，改選了編 委會成員。經(jīng)編輯部申請被中國學術(shù)期刊文 摘收錄。2003年，開通了遠程投稿系統(tǒng)和編輯部內(nèi)部稿件處理系統(tǒng)。實現(xiàn)了網(wǎng)上作者投 稿和查詢、專家審稿以及編輯遠程辦公。配合主題承辦了網(wǎng)絡(luò)化制 造與大規(guī)模定制 學術(shù)會議和數(shù)字化設(shè)計與制造學術(shù)會議。2005年，經(jīng)專家推薦，擇優(yōu)被中國高等學 校學術(shù)文摘收錄。2005年1月， 獲得了國家新聞出版總署頒發(fā)的第三屆國家 期刊獎百種重點期刊榮譽。計算機集成制造系統(tǒng)從1995年創(chuàng)刊，至今已經(jīng)10余年了。作為我國先進 制造技術(shù)領(lǐng)域關(guān)科學研究成果的一個重要載體 和交流平臺，一直堅持以報道國內(nèi)外先