-戰(zhàn)略管理計劃與決策(頁)材料

第4章現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)總體設(shè)計技術(shù)4.3分系統(tǒng)的總體設(shè)計1山東大學(xué)計算機(jī)學(xué)院分系統(tǒng)總體設(shè)計在CIMS總體設(shè)計中的作用山東大學(xué)計算機(jī)學(xué)院2由于CIMS的復(fù)雜性，CIMS總體方案設(shè)計還須深入到各分系統(tǒng)。分系統(tǒng)總體設(shè)計是CIMS總體設(shè)計的組成部分不對各分系統(tǒng)進(jìn)行總體設(shè)計，不足以充分說明CIMS系統(tǒng)的總體方案。分系統(tǒng)的總體設(shè)計是保證CIMS系統(tǒng)集成的需要CIMS的關(guān)鍵是集成，CIMS的集成包括分系統(tǒng)間的集成分系統(tǒng)內(nèi)部的集成，而分系統(tǒng)間的集成往往表現(xiàn)為一個分系統(tǒng)內(nèi)的子系統(tǒng)與另一個分系統(tǒng)的子系統(tǒng)間的集成，不對分系統(tǒng)進(jìn)行深入的分析和設(shè)計就難以保證這些集成。分系統(tǒng)設(shè)計更能體現(xiàn)一個CIMS工程的特點(diǎn)分系統(tǒng)總體設(shè)計的一般原則山東大學(xué)計算機(jī)學(xué)院3分系統(tǒng)設(shè)計必須在CIMS總體框架下，即以CIM哲理為指導(dǎo)，在CIMS環(huán)境下考慮本分系統(tǒng)的設(shè)計問題。作為分系統(tǒng)，不但要從本分系統(tǒng)所涉及的企業(yè)經(jīng)營過程的需要出發(fā)，進(jìn)行功能、信息、資源和組織設(shè)計，解決本分系統(tǒng)內(nèi)部的集成問題，還要考慮與其它分系統(tǒng)的分工和聯(lián)系，解決和其它分系統(tǒng)的集成問題。要認(rèn)清分系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)是CIMS系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)的一部分。分系統(tǒng)總體設(shè)計的注意事項(xiàng)山東大學(xué)計算機(jī)學(xué)院4深入分析企業(yè)特點(diǎn)和需求，從全局出發(fā)，確定分系統(tǒng)的目標(biāo)注意分系統(tǒng)之間及分系統(tǒng)與總體的一致性采用正確的設(shè)計方法和技術(shù)路線把握總體，防止陷入技術(shù)細(xì)節(jié)避免重復(fù)CIMS各分系統(tǒng)的總體設(shè)計山東大學(xué)計算機(jī)學(xué)院5生產(chǎn)經(jīng)營管理分系統(tǒng)工程設(shè)計分系統(tǒng)制造自動化分系統(tǒng)質(zhì)量保證分系統(tǒng)

計算機(jī)支持分系統(tǒng)1.生產(chǎn)經(jīng)營管理分系統(tǒng)山東大學(xué)計算機(jī)學(xué)院6覆蓋范圍覆蓋企業(yè)的所有管理部門。在層次上覆蓋廠級決策層和管理層。在職能范圍上包括經(jīng)營決策、計劃、生產(chǎn)、設(shè)備、物資、勞資、人事、后勤等各部門職能及廠級領(lǐng)導(dǎo)職能。如果質(zhì)量管理不單獨(dú)設(shè)立分系統(tǒng)，則本分系統(tǒng)也覆蓋廠級質(zhì)量管理功能。對某些流程行業(yè)，如不單獨(dú)設(shè)工程設(shè)計分系統(tǒng)，一般也將技術(shù)管理功能納入本分系統(tǒng)。1.生產(chǎn)經(jīng)營管理分系統(tǒng)山東大學(xué)計算機(jī)學(xué)院7功能范圍：與一般企業(yè)的管理信息系統(tǒng)（MIS）基本一致生產(chǎn)預(yù)測；銷售管理；物資供應(yīng)；主生產(chǎn)計劃；財務(wù)管理；成本核算；庫存管理；人事管理；設(shè)備管理；經(jīng)營及生產(chǎn)規(guī)劃；物資需求計劃；能力需求計劃；技術(shù)和生產(chǎn)數(shù)據(jù)管理。1.生產(chǎn)經(jīng)營管理分系統(tǒng)山東大學(xué)計算機(jī)學(xué)院8改造MRP-Ⅱ軟件，使其適應(yīng)CIMS集成需要現(xiàn)有的MRP-Ⅱ軟件由于是按單獨(dú)運(yùn)行而開發(fā)出來的，當(dāng)用于CIMS工程中時，需進(jìn)行適當(dāng)?shù)母脑欤很囬g作業(yè)管理（SFC）MRP-Ⅱ作為企業(yè)管理軟件，如獨(dú)立運(yùn)行，當(dāng)然要給出車間的作業(yè)計劃供車間執(zhí)行。但在CIMS中，我們已有專門的分系統(tǒng)一車間自動化分系統(tǒng)來完成車間的各項(xiàng)功能。因此可將SFC功能從生產(chǎn)經(jīng)營管理分系統(tǒng)中去掉。技術(shù)和生產(chǎn)數(shù)據(jù)管理模塊它包括企業(yè)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)清單等，在單獨(dú)運(yùn)行的MRP-Ⅱ中這是必不可少的模塊，數(shù)據(jù)通過手工輸入系統(tǒng)。但在CIMS系統(tǒng)中，通常在工程設(shè)計分系統(tǒng)中處理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，生成產(chǎn)品結(jié)構(gòu)清單，然后提供給管理系統(tǒng)使用，屬于全局共享數(shù)據(jù)，不再是管理信息系統(tǒng)專用。因此在系統(tǒng)總體設(shè)計時必須處理好這一關(guān)系。1.生產(chǎn)經(jīng)營管理分系統(tǒng)山東大學(xué)計算機(jī)學(xué)院9在MRP-Ⅱ基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高一般CIMS工程中增加的主要功能模塊有：綜合信息查詢功能 它可及時提供企業(yè)經(jīng)營管理綜合性信息，供廠級領(lǐng)導(dǎo)使用和參考。生產(chǎn)動態(tài)追蹤功能 它能及時提供生產(chǎn)過程及物料流動的動態(tài)跟蹤信息，為生產(chǎn)調(diào)度、生產(chǎn)控制服務(wù)。生產(chǎn)優(yōu)化功能，針對不同的生產(chǎn)過程特點(diǎn)，在管理中采用優(yōu)化模塊可以加快生產(chǎn)進(jìn)程、降低生產(chǎn)成本。決策支持功能，利用集成環(huán)境提供的企業(yè)內(nèi)外部信息，建立決策支持系統(tǒng)，將多種可行決策提供給決策者。產(chǎn)品報價功能，利用信息集成，借助工程設(shè)計分系統(tǒng)提供的技術(shù)報價，基于成本核算功能實(shí)現(xiàn)財務(wù)報價，最后給出商務(wù)報價，可大大提高報價質(zhì)量和速度。1.生產(chǎn)經(jīng)營管理分系統(tǒng)山東大學(xué)計算機(jī)學(xué)院10設(shè)計要點(diǎn)1）.分系統(tǒng)的需求分析和目標(biāo)的制定從整體和戰(zhàn)略的高度出發(fā)，企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)直接參與并起指導(dǎo)作用，找出影響企業(yè)競爭力的主要因素及生產(chǎn)經(jīng)營管理系統(tǒng)可以解決的問題。1.生產(chǎn)經(jīng)營管理分系統(tǒng)山東大學(xué)計算機(jī)學(xué)院112）.具體需求和系統(tǒng)設(shè)計根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營特點(diǎn)，明確企業(yè)的生產(chǎn)銷售環(huán)境和生產(chǎn)方式，并進(jìn)而提出對MRP-Ⅱ軟件的具體要求，把選擇軟件的工作做細(xì)：軟件必須能夠正確描述企業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和工藝流程確定自行開發(fā)與購買商品軟件。MRP-Ⅱ軟件進(jìn)行改造和擴(kuò)充，通過二次開發(fā)使之用戶化要考慮與其它分系統(tǒng)集成的要求：與車間自動化分系統(tǒng)的集成與工程設(shè)計分系統(tǒng)的集成軟件應(yīng)有擴(kuò)展的功能，可以實(shí)現(xiàn)更大范圍的信息集成，包括管理范圍的擴(kuò)展，企業(yè)間的集成。要進(jìn)行投資效益分析，確定投資規(guī)模，在可用資金的約束下，選擇性能價格比高的軟件。引進(jìn)先進(jìn)的管理軟件的同時，也將引進(jìn)先進(jìn)的管理思想2.工程設(shè)計分系統(tǒng)山東大學(xué)計算機(jī)學(xué)院12覆蓋范圍企業(yè)的所有工程設(shè)計部門，覆蓋產(chǎn)品設(shè)計的過程，包括產(chǎn)品設(shè)計、零部件設(shè)計、工藝設(shè)計、數(shù)控編程以及工裝設(shè)計等。產(chǎn)品設(shè)計產(chǎn)品設(shè)計過程包括了從產(chǎn)品構(gòu)思到最終形成圖樣文件的所有活動。設(shè)計過程可分為下述四個階段：功能分析；為了尋找最優(yōu)設(shè)計，需要對不同的對象、不同解決問題的方法，進(jìn)行調(diào)查和分析，對概念進(jìn)行周密的論述和評價。產(chǎn)品定義；對功能分析的結(jié)果進(jìn)一步精煉，并仔細(xì)研究幾種可供選擇的工作原理，從中選擇最優(yōu)方案。3）總體設(shè)計；在產(chǎn)品定義的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步在實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性甚至美觀上予以提高。4）詳細(xì)繪圖；產(chǎn)生詳細(xì)的工件圖和物料清單，幾乎可以全部由計算機(jī)完成。產(chǎn)品設(shè)計可分為三種類型：新設(shè)計、修改設(shè)計、變型設(shè)計。2.工程設(shè)計分系統(tǒng)設(shè)計階段新設(shè)計修改設(shè)計變型設(shè)計功能 產(chǎn)品定分析

義√

√總體設(shè)計√√√詳細(xì)√繪圖√√√山東大學(xué)計算機(jī)學(xué)院132.工程設(shè)計分系統(tǒng)山東大學(xué)計算機(jī)學(xué)院142)工藝過程設(shè)計工藝過程設(shè)計（又稱工藝過程規(guī)劃或工藝計劃、工藝設(shè)計）的任務(wù)是將產(chǎn)品設(shè)計信息轉(zhuǎn)換為工藝規(guī)程，以便制造零件或產(chǎn)品，指導(dǎo)工件通過各個制造階段，包括從選擇原材料開始到制造成零件、形成產(chǎn)品為止的全過程。主要功能選擇原材料或毛坯，包括形狀、尺寸、重量、材料選擇機(jī)械加工方法和順序，包括選擇：①總體加工方法及順序一工藝路線；②在一給定工位上的局部加工方法和順序一工步。選擇機(jī)床。輔助功能：①選擇夾具；②選擇刀具；③確定制造技術(shù)要求；④選擇測量儀器。計算制造時間：①進(jìn)給量和切削速度；②安裝時間；③準(zhǔn)備時間；④加工時間。產(chǎn)生文本，輸出工藝規(guī)程，包括輸出：①工藝規(guī)程標(biāo)題；②工藝規(guī)程參數(shù)。2.工程設(shè)計分系統(tǒng)山東大學(xué)計算機(jī)學(xué)院153)數(shù)控編程數(shù)控編程包括對所有采用數(shù)控的設(shè)備如數(shù)控機(jī)床、數(shù)控檢測儀器、數(shù)控機(jī)器人等進(jìn)行程序設(shè)計。為生成數(shù)控程序，必須完成以下三項(xiàng)基本工作：編譯以確定的語言格式書寫的零件程序；根據(jù)刀具、材料和加工信息，計算刀位軌跡和各種幾何、工藝數(shù)據(jù)；由后置處理器將通用的刀位信息轉(zhuǎn)換成NC代碼，用以操縱選定的機(jī)床。2.工程設(shè)計分系統(tǒng)山東大學(xué)計算機(jī)學(xué)院164)工裝設(shè)計工藝裝備（刀具、夾具、量具、輔具、磨具）設(shè)計從本質(zhì)上講，工裝設(shè)計與產(chǎn)品設(shè)計性質(zhì)是相似的，工裝作為一種裝置了可看成為一種不出廠的產(chǎn)品，要經(jīng)歷相似的設(shè)計過程完成相似的工作。工裝設(shè)計與工裝所服務(wù)的產(chǎn)品、部件、零件密切相關(guān)，有的工裝可能很復(fù)雜、龐大，有的僅是一些零件。為了完成工裝設(shè)計，建立工裝CAD系統(tǒng)，必須獲取相關(guān)的產(chǎn)品信息和工藝信息，實(shí)現(xiàn)與產(chǎn)品CAD、CAPP等的集成。2.工程設(shè)計分系統(tǒng)山東大學(xué)計算機(jī)學(xué)院17設(shè)計要點(diǎn)深入分析企業(yè)特點(diǎn)，明確需求和目標(biāo)行業(yè)的影響企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計能力及對外合作方式的影響企業(yè)自身?xiàng)l件的影響市場競爭環(huán)境的影響努力提高產(chǎn)品的自主開發(fā)能力加強(qiáng)產(chǎn)品開發(fā)的過程管理和產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理提高產(chǎn)品的“三化”水平（通用化、標(biāo)準(zhǔn)化和系列化）水平吸收并行工程思想，改進(jìn)設(shè)計過程2.工程設(shè)計分系統(tǒng)山東大學(xué)計算機(jī)學(xué)院18選型設(shè)計針對企業(yè)工程設(shè)計的需要，目前已有多種成熟的CAD/CAM軟件及一些CAPP軟件可供企業(yè)選用。工程設(shè)計分系統(tǒng)的總體設(shè)計應(yīng)完成選型設(shè)計。實(shí)用原則 系統(tǒng)選型應(yīng)滿足企業(yè)的實(shí)用要求，既滿足當(dāng)前的要求，又能適當(dāng)考慮以后的需求?？杉傻脑瓌t開放性原則充分利用企業(yè)的現(xiàn)有資源為使企業(yè)已有的工程設(shè)計資源，能充分利用，應(yīng)優(yōu)先選擇與企業(yè)原有資源易于集成的系統(tǒng)。經(jīng)濟(jì)性原則要考慮企業(yè)的經(jīng)濟(jì)實(shí)力，量力而行例子：某機(jī)床廠CIMS工程設(shè)計分系統(tǒng)選型設(shè)計山東大學(xué)計算機(jī)學(xué)院19硬件：以高中檔工作站為主，輔以微機(jī)硬件環(huán)境，它應(yīng)能運(yùn)行性能優(yōu)越，價格合理的CAD/CAM一體化軟件，能運(yùn)行多種數(shù)據(jù)庫，便于開發(fā)面向?qū)ο蟮墓こ虜?shù)據(jù)管理軟件，便于建立工程設(shè)計計算機(jī)局域網(wǎng)，便于與CIMS主機(jī)進(jìn)行通信；CAD/CAM-體化軟件：1）應(yīng)能滿足參數(shù)化、特征化的3維造型要求；2）通過3D實(shí)體造型生成2D零件圖，作到信息的雙向關(guān)聯(lián)；3）具有一體化的有限元分析軟件，或提供與標(biāo)準(zhǔn)有限元軟件的前后處理接口，并作到雙向尺寸關(guān)聯(lián)；4）提供2—5軸數(shù)控加工及檢測編程能力；5）提供便于使用的通用或?qū)Ｓ贸绦蜷_發(fā)語言，提供使各種用戶易于掌握和使用的用戶界面；6）提供關(guān)系數(shù)據(jù)庫，便于開發(fā)工程數(shù)據(jù)庫和實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的工程管理，提供點(diǎn)隊(duì)和矢量漢字庫，便于圖形和元件的漢字輸出；7）支持產(chǎn)品自上而下的設(shè)計方，便于生成裝配圖，于涉檢測及零件明細(xì)表；8）便于工藝特征的生成與抽取，為CAPP的開發(fā)提供文體條件，滿足機(jī)床設(shè)計的特殊要求，如箱體類零件的展開圖生成。此外還考慮了軟件所需的內(nèi)存空間，軟件的價格等等。自行開發(fā)CAPP系統(tǒng)。3.制造自動化分系統(tǒng)山東大學(xué)計算機(jī)學(xué)院20自動化分系統(tǒng)應(yīng)覆蓋企業(yè)的所有車間及各種與車間功能相近的各類部門，覆蓋車間內(nèi)的全部生產(chǎn)經(jīng)營活動。由于車間之間的差別很大，具體車間的自動化系統(tǒng)構(gòu)成內(nèi)容也有很大差別。3.制造自動化分系統(tǒng)山東大學(xué)計算機(jī)學(xué)院21車間的差異企業(yè)根據(jù)其生產(chǎn)需要和企業(yè)的具體情況設(shè)置若干個車間，或與車間功能相近的部門。一個企業(yè)的各個車間是不同的，不同企業(yè)的車間之間差別更大。規(guī)模不同職能權(quán)限不同車間的自動化程度不同車間的組織方式不同車間的性質(zhì)不同 在CIMS工程總體設(shè)計中一般關(guān)心車間的下述性質(zhì)：生產(chǎn)過程的離散性，對離散性不同的車間，需采用不同的計劃調(diào)度方法。過程的復(fù)雜性：離散型車間由于工件數(shù)量多，工序數(shù)量多，因而計劃調(diào)度復(fù)雜。流程性車間的車間級計劃調(diào)度相對簡單，但設(shè)備（裝置）級的控制功能也是很復(fù)雜的。3.制造自動化分系統(tǒng)山東大學(xué)計算機(jī)學(xué)院222

）車間功能及層次結(jié)構(gòu)車間（分廠）的功能分為下列兩大類：直接完成物料的運(yùn)輸、儲存、加工處理以及測試檢驗(yàn)等生產(chǎn)制造活動。在車間范圍內(nèi)圍繞生產(chǎn)制造過程所進(jìn)行的管理、調(diào)度和控制活動，也包括與其它分系統(tǒng)進(jìn)行的雙向信息交換活動。按典型的企業(yè)5層遞階結(jié)構(gòu)模型，車間占有4層的功能（對不同性質(zhì)的車間，其功能會有所不同）：車間層：生產(chǎn)管理、資源管理、質(zhì)量管理、車間報告單元層：柔性制造系統(tǒng)FMS、分布式數(shù)控單元DNC工作站層：常見的有各種加工工作站、物流工作站、刀具工作站以及各種輔助工作站設(shè)備層：主要是各種數(shù)控機(jī)床、可編程控制器、工業(yè)機(jī)器人、及其它各種可控設(shè)備和裝置。3.制造自動化分系統(tǒng)山東大學(xué)計算機(jī)學(xué)院233）自動化分系統(tǒng)總體設(shè)計的指導(dǎo)思想(1)從企業(yè)的全局出發(fā)進(jìn)行車間的需求分析(2)全面規(guī)劃，突出重點(diǎn)，以點(diǎn)帶面(3)抓住車間的共性，提高設(shè)計效率(4)與企業(yè)技術(shù)改造緊密結(jié)合(5)充分發(fā)揮非自動化設(shè)備和人的作用(6)結(jié)合車間特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計4.質(zhì)量保證分系統(tǒng)山東大學(xué)計算機(jī)學(xué)院24企業(yè)實(shí)施CIMS系統(tǒng)的主要目的之一，是提高企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量。產(chǎn)品質(zhì)量問題貫穿于產(chǎn)品生命周期的全過程，它與企業(yè)的經(jīng)營管理，工程設(shè)計和生產(chǎn)制造等各項(xiàng)活動均有密切的關(guān)系。必須有專業(yè)的質(zhì)量部門來保證產(chǎn)品的質(zhì)量。4.質(zhì)量保證分系統(tǒng)山東大學(xué)計算機(jī)學(xué)院251)質(zhì)量體系按照ISO9000-9004國際標(biāo)準(zhǔn)，企業(yè)應(yīng)根據(jù)本身特點(diǎn)和具體情況以及主管部門對質(zhì)量考核的規(guī)定，組成本企業(yè)的質(zhì)量體系。質(zhì)量體系是保證產(chǎn)品質(zhì)量、滿足規(guī)定和潛在的要求，由組織機(jī)構(gòu)、職責(zé)、程序、活動、能力和資源等構(gòu)成的有機(jī)整體，質(zhì)量體系貫穿于產(chǎn)品質(zhì)量形成的全過程，4.質(zhì)量保證分系統(tǒng)山東大學(xué)計算機(jī)學(xué)院262)質(zhì)量保證分系統(tǒng)的功能按企業(yè)內(nèi)質(zhì)量活動的性質(zhì)，質(zhì)量保證分系統(tǒng)需完成4大類不同的功能。質(zhì)量計劃功能質(zhì)量檢測功能質(zhì)量評價與控制功能質(zhì)量信息管理功能4.質(zhì)量保證分系統(tǒng)山東大學(xué)計算機(jī)學(xué)院273)質(zhì)量保證分系統(tǒng)的總體設(shè)計要點(diǎn)深入分析企業(yè)對質(zhì)量保證功能的真實(shí)需求，確定質(zhì)量保證分系統(tǒng)的總目標(biāo)確定質(zhì)量保證分系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)單一集成質(zhì)量系統(tǒng)采用支持分布式數(shù)據(jù)管理的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)質(zhì)量系統(tǒng)的集成。將上述集成質(zhì)量系統(tǒng)在一個結(jié)點(diǎn)上與CIMS中的其它分系統(tǒng)集成這種集成可以解決質(zhì)量活動與企業(yè)其它活動的聯(lián)系問題。將質(zhì)量保證功能進(jìn)行分塊處理將所有質(zhì)量保證功能全部就近納入其它分系統(tǒng)甚至子系統(tǒng)中它是自上而下、逐級集成的，而不單獨(dú)設(shè)立質(zhì)量保證分系統(tǒng)，這是解決資源共享的較理想的方案，但需配置合格的質(zhì)量管理專家，加強(qiáng)質(zhì)量方面的總體工作，同時需注意質(zhì)量活動的授權(quán)問題。在邏輯上仍設(shè)置質(zhì)量保證分系統(tǒng)由專業(yè)人員負(fù)責(zé)對質(zhì)量保證功能進(jìn)行總體設(shè)計，但在物理實(shí)現(xiàn)上采用（4）中提出的分散方式。顯然，采用后三種方式較好4.質(zhì)量保證分系統(tǒng)山東大學(xué)計算機(jī)學(xué)院283)質(zhì)量保證分系統(tǒng)的總體設(shè)計要點(diǎn)結(jié)合企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系進(jìn)行技術(shù)設(shè)計不同類型企業(yè)有不同的產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系。產(chǎn)品的質(zhì)量指標(biāo)不同,對產(chǎn)品的檢測要求不同,產(chǎn)品的質(zhì)量要求不同；質(zhì)量保證分系統(tǒng)的技術(shù)設(shè)計應(yīng)體現(xiàn)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系提出的要求。與企業(yè)的其它活動結(jié)合，共同解決產(chǎn)品質(zhì)量問題質(zhì)量保證分系統(tǒng)對產(chǎn)品質(zhì)量只起監(jiān)督保證作用，不能獨(dú)立解決產(chǎn)品質(zhì)量問題，必須有企業(yè)的其它部門的配合。如工程設(shè)計質(zhì)量問題需工程設(shè)計分系統(tǒng)來解決，制造質(zhì)量問題需車間來解決等等。5.計算機(jī)支撐分系統(tǒng)山東大學(xué)計算機(jī)學(xué)院29CIMS的核心技術(shù)是信息集成。須要以操作系統(tǒng)為基礎(chǔ)，利用包括計算機(jī)語言、數(shù)據(jù)文件、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫管理、字處理、圖形圖像處理、窗口、用戶界面等在內(nèi)的計算機(jī)環(huán)境，形成開放式體系結(jié)構(gòu)，來支持CIMS系統(tǒng)中各種應(yīng)用軟件的開發(fā)和集成運(yùn)行。5.計算機(jī)支撐分系統(tǒng)山東大學(xué)計算機(jī)學(xué)院301)計算機(jī)支撐分系統(tǒng)的覆蓋范圍本分系統(tǒng)覆蓋了CIMS系統(tǒng)中信息系統(tǒng)維的下4層，即；計算機(jī)系統(tǒng)層、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)庫層及集成平臺層。5.計算機(jī)支撐分系統(tǒng)山東大學(xué)計算機(jī)學(xué)院31計算機(jī)系統(tǒng)作為計算機(jī)集成環(huán)境的基礎(chǔ)，計算機(jī)系統(tǒng)不僅支持其上的應(yīng)用軟件開發(fā)和運(yùn)行，也通過計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等支持集成運(yùn)行。由于CIMS覆蓋企業(yè)的環(huán)節(jié)不同，不同企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營特點(diǎn)也不相同，對計算機(jī)系統(tǒng)的要求也各不相同。計算機(jī)系統(tǒng)涉及如下內(nèi)容：工作環(huán)境(2)主機(jī)系統(tǒng)(3)外部存儲器系統(tǒng)(4)外部設(shè)備(5)計算機(jī)軟件(6)系統(tǒng)的物理安全(7)中文信息處理5.計算機(jī)支撐分系統(tǒng)山東大學(xué)計算機(jī)學(xué)院322)計算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)層網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)管理網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用接口5.計算機(jī)支撐分系統(tǒng)山東大學(xué)計算機(jī)學(xué)院333）數(shù)據(jù)庫層CIMS的信息集成是通過數(shù)據(jù)驅(qū)動來實(shí)現(xiàn)的，即通過各種數(shù)據(jù)的傳輸、交換和處理，完成企業(yè)的各種生產(chǎn)經(jīng)營活動。因此，對CIMS中涉及的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行全面管理，既要保證這些數(shù)據(jù)的正確性、一致性與完整性，又要使各分系統(tǒng)、子系統(tǒng)可以及時獲得有關(guān)數(shù)據(jù)，共享信息資源CIMS與一般簡單的信息系統(tǒng)最大差別是它更強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)的總體信息集成，而不是某個部門、某個子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)或文件管理系統(tǒng)。5.計算機(jī)支撐分系統(tǒng)山東大學(xué)計算機(jī)學(xué)院34CIMS環(huán)境下數(shù)據(jù)管理的特點(diǎn)復(fù)雜多樣的數(shù)據(jù)類型非結(jié)構(gòu)化性質(zhì)的如數(shù)控程序、工程圖形等；超長文本的如設(shè)計或測試規(guī)范，數(shù)據(jù)量很大；涉及復(fù)雜的工程實(shí)體，有復(fù)雜的語義交換，描述困難；有動態(tài)變化的實(shí)時數(shù)據(jù)。抽象的數(shù)據(jù)類型，如各種專家系統(tǒng)中使用的專家經(jīng)驗(yàn)、規(guī)則、知識等，這些都對數(shù)據(jù)管理提出了更高的要求。分布數(shù)據(jù)管理由于企業(yè)本身的地理分散性，以及CIMS各分系統(tǒng)之間的功能差異，涉及到的數(shù)據(jù)類型差異數(shù)據(jù)管理軟件功能的差異，CIMS工程設(shè)計的一項(xiàng)重要任務(wù)是如何對待這些已有系統(tǒng)，包括取舍、改造和提高，從而提高整個CIMS系統(tǒng)的信息集成水平。對CIMS設(shè)計過程中擬引進(jìn)的計算信息系統(tǒng)如CAD、MIS等，也要考慮其數(shù)據(jù)管理軟件功能及標(biāo)準(zhǔn)化程度。5.計算機(jī)支撐分系統(tǒng)山東大學(xué)計算機(jī)學(xué)院35CIMS的集成平臺計算機(jī)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和分布式數(shù)據(jù)庫為CIMS的開發(fā)和運(yùn)行提供了基本的集成平臺。為了滿足CIMS高度信息集成的要求，不斷出現(xiàn)新的高級集成平臺。集成框架可提供企業(yè)集成的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和支持工具，實(shí)現(xiàn)企業(yè)集成與全局優(yōu)化，它是一個使能器，可降低集成實(shí)施的復(fù)雜度，提供系統(tǒng)開放性及標(biāo)準(zhǔn)化水平，可在多種操作系統(tǒng)及硬件支持下，使用單一接口提供多用戶應(yīng)用，它既保護(hù)原有投資，又能快速引進(jìn)新的應(yīng)用，降低維護(hù)原支持費(fèi)用，使企業(yè)的集成事半功倍。這是一種高級集成平臺，代表集成平臺的發(fā)展方向。5.計算機(jī)支撐分系統(tǒng)山東大學(xué)計算機(jī)學(xué)院36計算機(jī)支撐環(huán)境的特點(diǎn)服務(wù)性 計算機(jī)支撐環(huán)境是為各應(yīng)用分系統(tǒng)服務(wù)的，應(yīng)根據(jù)各應(yīng)用系統(tǒng)的要求來進(jìn)行設(shè)計。先進(jìn)性 CIMS的擴(kuò)展性也主要體現(xiàn)在計算機(jī)支撐環(huán)境上，而計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展又非常迅速，因此支撐環(huán)境的設(shè)計應(yīng)具有一定的前瞻性，即設(shè)計誚具有一定的先進(jìn)性。統(tǒng)一性 集成支持環(huán)境是由計算機(jī)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，以及集成平臺共同組成的，它們之間應(yīng)是能集成的，能實(shí)現(xiàn)自下而上的支持，因此在設(shè)計時對計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫要統(tǒng)一予以考慮，使之相互匹配。5.計算機(jī)支撐分系統(tǒng)山東大學(xué)計算機(jī)學(xué)院37計算機(jī)支撐環(huán)境的設(shè)計還應(yīng)注意：盡可能利用現(xiàn)有資源對企業(yè)現(xiàn)有的軟、硬件資源進(jìn)行深入調(diào)查，研究其可用性。以購買為主，由于計算機(jī)技術(shù)發(fā)展很快，并形成了各種層次的軟硬件產(chǎn)品，可供用戶選用，同時鑒于支撐環(huán)境的技術(shù)難度大，企業(yè)不可能自行開發(fā)出來，所以基本上應(yīng)以采購引進(jìn)為主；要盡可能減少異構(gòu)現(xiàn)象，為了降低集成的難度，應(yīng)盡量避免或減少異構(gòu)現(xiàn)象；設(shè)計和二次開發(fā)盡管市場上提供的各種計算機(jī)軟件產(chǎn)品具有很強(qiáng)的通用性，但對一個特定企業(yè)，仍需結(jié)合企業(yè)的具體情況進(jìn)行設(shè)計，而且二次開發(fā)也是不可避免的。在設(shè)計和二次開發(fā)時要求設(shè)計人員具有很高的支持水平、技巧和經(jīng)驗(yàn)。5.計算機(jī)支撐分系統(tǒng)山東大學(xué)計算機(jī)學(xué)院38計算機(jī)系統(tǒng)選型應(yīng)注意下述要求：滿足應(yīng)用環(huán)境的要求主要包括字長、計算速度、存儲容量、使用環(huán)境，以及圖形、漢字處理能力等。標(biāo)準(zhǔn)化。計算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)的總體設(shè)計根據(jù)CIMS中網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)和企業(yè)的具體情況設(shè)計出具有開放性、標(biāo)準(zhǔn)化、實(shí)時性的通信網(wǎng)絡(luò)，為CIMS的運(yùn)行提供豐富的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。準(zhǔn)確定位，確定先進(jìn)合理的網(wǎng)絡(luò)方案；統(tǒng)一結(jié)構(gòu)、減少異構(gòu)；選擇先進(jìn)、通用的標(biāo)準(zhǔn)。數(shù)據(jù)管理的總體設(shè)計數(shù)據(jù)庫管理是數(shù)據(jù)管理的主要形式，設(shè)計過程通常分成概念設(shè)計、邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計及物理設(shè)計等3個階段?？傮w設(shè)計主要針對前兩個階段，在初步設(shè)計階段進(jìn)行數(shù)據(jù)庫概念模式設(shè)計，詳細(xì)階段進(jìn)行數(shù)據(jù)庫邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計。案例1.成都飛機(jī)工業(yè)公司CIMS應(yīng)用工程39山東大學(xué)計算機(jī)學(xué)院概述山東大學(xué)計算機(jī)學(xué)院40成都飛機(jī)工業(yè)公司（簡稱成飛，CAC）是國家重點(diǎn)大型骨干企業(yè)，是中國最大的飛機(jī)出口基地。1989年，成都飛機(jī)工業(yè)公司被列為國家高技術(shù)發(fā)展（863）計劃的每一個CIMS應(yīng)用工廠；1990年完成總體設(shè)計可行性論證，1991年完成初步設(shè)計，1992年完成詳細(xì)設(shè)計，1994年CIMS一期工程（突破口

項(xiàng)目）通過863計劃自動化領(lǐng)域組織的驗(yàn)收，1996年通過了二期工程的驗(yàn)收。分析山東大學(xué)計算機(jī)學(xué)院41當(dāng)時公司擁有一批“孤島式”單項(xiàng)技術(shù)軟件。系統(tǒng)沒有集成，資源不能共享，整體效益差。計算機(jī)輔助管理不能滿足麥道機(jī)頭轉(zhuǎn)包生產(chǎn)、批生產(chǎn)飛機(jī)改型和新機(jī)研制的需要。已擁有的輔助設(shè)計/制造軟件雖有較強(qiáng)的功能，但缺少計算機(jī)輔助工藝設(shè)計（CAPP）及工藝文件管理功能。不能適應(yīng)多機(jī)型生產(chǎn)試制技術(shù)準(zhǔn)備工作的需求。飛機(jī)機(jī)加結(jié)構(gòu)件車間數(shù)控機(jī)床已初具規(guī)模，靠常規(guī)的計劃管理和以單臺機(jī)床為單元組織生產(chǎn)，綜合生產(chǎn)能力不能充分發(fā)揮。需求山東大學(xué)計算機(jī)學(xué)院42解決以下幾個主要問題：新品研制周期長；不適應(yīng)多品種、小批量生產(chǎn)要求；信息管理不適應(yīng)生產(chǎn)經(jīng)營的需求；機(jī)加結(jié)構(gòu)件需要解決瓶頸問題和提高質(zhì)量。工程總體技術(shù)方案山東大學(xué)計算機(jī)學(xué)院43總的指導(dǎo)思想是以CIM概念框架為指導(dǎo)，確定總體集成方案。實(shí)施技術(shù)路線要力求穩(wěn)妥可靠，從關(guān)鍵技術(shù)預(yù)研開始，從分系統(tǒng)集成著手，抓應(yīng)用促進(jìn)和帶動CIMS的發(fā)展，逐步掌握技術(shù)，取得經(jīng)驗(yàn)，增養(yǎng)隊(duì)伍，實(shí)現(xiàn)成都飛機(jī)工業(yè)公司CIMS。根據(jù)總體技術(shù)方案，充分利用公司現(xiàn)有的能力，經(jīng)完善與提高，逐步實(shí)現(xiàn)成都飛機(jī)工業(yè)公司CIMS。利用原有IBM計算機(jī)等主機(jī)上的CAE/CAD/CAM軟件，

利用現(xiàn)有數(shù)控機(jī)床17臺（包括DNC系統(tǒng)），三坐標(biāo)數(shù)控測量機(jī)，大型精密平板工數(shù)控繪圖機(jī)等資源，納入成都飛機(jī)工業(yè)公司CIMS，減少新開發(fā)項(xiàng)目，節(jié)約投資約2億元。在此基礎(chǔ)上，緊密結(jié)合實(shí)踐應(yīng)用，逐步完善提高，形成較完整的集成制造工程系統(tǒng)。以系統(tǒng)集成技術(shù)的需要和發(fā)展促進(jìn)成都飛機(jī)工業(yè)公司管理信息系統(tǒng)（MIS）的發(fā)展以關(guān)鍵集成技術(shù)的試點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)來帶動機(jī)加結(jié)構(gòu)件自動化車間（FA）的發(fā)展。CIMS應(yīng)用工程體系結(jié)構(gòu)山東大學(xué)計算機(jī)學(xué)院44由四個應(yīng)用系統(tǒng)，即管理信息系統(tǒng)（CIS）、工程信息系統(tǒng)（CAD/CAM）、車間自動化系統(tǒng)（FA）

和質(zhì)量信息系統(tǒng)（QIS），以及兩個支持系統(tǒng)即數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（DB）和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（NET）組成，工程總體結(jié)構(gòu)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和分布式數(shù)據(jù)庫的支持下，由管理信息、質(zhì)量信息、工程信息和自動化車間四個應(yīng)用分集成系統(tǒng)組成，將公司計算機(jī)輔助經(jīng)營、管理、設(shè)計和制造的主要功能、信息及設(shè)備初步集成起來。1管理信息分集成系統(tǒng)（MIS），包括經(jīng)營管理（BM）、物料管理（MM）、生產(chǎn)管理（PM）、人員信息管理（LM）、財務(wù)管理（FM）等系統(tǒng)。其中MM和PM在引進(jìn)的MRP-Ⅱ（MM/PM）軟件的基礎(chǔ)的進(jìn)行二次開發(fā)。2質(zhì)量信息分集成系統(tǒng)（QIS），包括制造過程、使用過程、無損檢測、人員印章、器材器具、綜合統(tǒng)計、標(biāo)準(zhǔn)化信息等質(zhì)量信息管理系統(tǒng)。3工程信息分集成系統(tǒng)（CAD/CADM），包括計算機(jī)輔助工程（CAE）、設(shè)計（CAD）、工藝設(shè)計（PPS）、飛機(jī)裝配、鈑金和機(jī)加零件工藝文件設(shè)計（CAPP）、機(jī)加工數(shù)控編程（CAM）以及型架、夾具和沖裁、壓延模設(shè)計與制造（TD-CAD/CAM）等系統(tǒng)。4車間自動化分集成系統(tǒng)（FA），包括兩條直接數(shù)控生產(chǎn)線（FDNC）和山東兩大個學(xué)自計算動機(jī)化學(xué)院立體庫，具有車間控制、單45元控制、工作站控制以及設(shè)備控制四層遞階控制結(jié)構(gòu)。案例2.開封空分集團(tuán)信息化工程46山東大學(xué)計算機(jī)學(xué)院立項(xiàng)背景我國空分市場80年代已對世界開放，國際上一流空分企業(yè)紛紛打入中國市場。我國生產(chǎn)的空分設(shè)備與國外產(chǎn)品相比，生產(chǎn)周期長、質(zhì)量穩(wěn)定性差、產(chǎn)品創(chuàng)新能力低、生產(chǎn)管理粗放。空分行業(yè)面臨巨大的市場壓力，經(jīng)濟(jì)效益大幅下滑，企業(yè)經(jīng)營和資金運(yùn)轉(zhuǎn)十分困難。為使企業(yè)能夠生存下去，于1999年6月毅然決定啟動KF-CIMS工程，7月與國家863/CIMS主題簽訂了委托研究與開發(fā)合同書。山東大學(xué)計算機(jī)學(xué)院47案例分析目的：分析一個具體企業(yè)的MIE是怎樣針對自身的特點(diǎn)、需求和約束來進(jìn)行MIE建設(shè)的。開封空分集團(tuán)信息化工程（KF-CIMS應(yīng)用示范工程），2001年5月通過省級鑒定，認(rèn)為“在企業(yè)知識集成，復(fù)雜產(chǎn)品設(shè)計，流程型成套設(shè)備報價，支持復(fù)雜設(shè)備生產(chǎn)過程的并行工程等方面，具有創(chuàng)新性，達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平。山東大學(xué)計算機(jī)學(xué)院48產(chǎn)品特點(diǎn)空氣分離設(shè)備流程型成套設(shè)備完整的“工廠”模式產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜，具有典型的單件、