計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)簡(jiǎn)介課件

第12章CIMS簡(jiǎn)介

計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS——ComputerIntegratedManufacturingSystem）是當(dāng)代生產(chǎn)自動(dòng)化領(lǐng)域的前沿學(xué)科，也是集多種高新技術(shù)為一體的現(xiàn)代化制造技術(shù)。

第12章1CIMS的發(fā)展現(xiàn)狀一.國(guó)外CIMS發(fā)展簡(jiǎn)況

空前激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的主要特點(diǎn)是：

(1)產(chǎn)品的生產(chǎn)周期越來(lái)越短

(2)產(chǎn)品的品種增多，批量減少

(3)產(chǎn)品質(zhì)量、價(jià)格和交貨斯已成為增強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的3個(gè)決定因素

1．美、歐、日CIMS開(kāi)發(fā)應(yīng)用的進(jìn)展及戰(zhàn)略

在美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)的支持下，投資上千萬(wàn)美元的普度（Purdue）大學(xué)、楊百翰（BrighamYoung）大學(xué)和俄亥俄（Ohio）州立大學(xué)分別建立了“計(jì)算機(jī)集成和制造自動(dòng)化中心（CIDMAC）”、“CIM研究中心和研究多種CIM技術(shù)的杰出研究中心”，有效地推動(dòng)了CIM技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用。

CIM的概念和主要單元技術(shù)如NC、CAD、制造資源規(guī)劃（MRP-II）、FMS等都來(lái)源于美國(guó)，并且美國(guó)在這些領(lǐng)域的研究上仍保持著總體優(yōu)勢(shì)。

CIMS的發(fā)展現(xiàn)狀2

西歐發(fā)展CIM的戰(zhàn)略有兩個(gè)層次：第一層次是西歐多國(guó)群體的共同合作戰(zhàn)略；第二層次是各國(guó)國(guó)內(nèi)的CIM戰(zhàn)略。尤里卡即歐洲研究協(xié)調(diào)組織，主要開(kāi)發(fā)的項(xiàng)目有：

(1)大型生產(chǎn)過(guò)程管理系統(tǒng)：

(2)柔性自動(dòng)化工廠：自20世紀(jì)80年代中期以來(lái)，日本逐漸加強(qiáng)了CIM的應(yīng)用開(kāi)發(fā)，很快吸收了美國(guó)提出的CIM思想，并在生產(chǎn)實(shí)踐中合理而有效地加以應(yīng)用，根據(jù)具體情況發(fā)展適用于日本企業(yè)的CIMS.1983年5月，日本美濃加茂（Minokamo）工廠建立了CIM-FMS-21系統(tǒng)，這是一個(gè)實(shí)現(xiàn)了物流和信息流自動(dòng)化的車(chē)間，它包括5套FMS。

1989年末建成的具有先進(jìn)的CIMS的筑波電加工機(jī)床裝配工廠，此工廠可看做是FANUC公司的CIMS試驗(yàn)工廠，為發(fā)展CIM產(chǎn)品提供實(shí)際考核環(huán)境。

西歐發(fā)展CIM的戰(zhàn)略有兩個(gè)層次：第一層次是西歐多國(guó)3

2．CIMS的發(fā)展趨勢(shì)

縱觀國(guó)外CIMS研究和應(yīng)用工程的開(kāi)發(fā)，大致經(jīng)歷了3個(gè)發(fā)展階段：

(1)以信息集成為特征的階段（20世紀(jì)70～80年代）這一階段企業(yè)發(fā)展的需求是產(chǎn)品生產(chǎn)的自動(dòng)化，隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展，相應(yīng)的各種單元技術(shù)，如CAD、CAM、工業(yè)機(jī)器人、FMS、MRP-II得到了廣泛的應(yīng)用。

(2)以過(guò)程集成為特征的階段（進(jìn)入20世紀(jì)80年代后）市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)集中到以更新更快的手段開(kāi)發(fā)并上市新產(chǎn)品，以爭(zhēng)取更多的用戶(hù)。其制造需求是使產(chǎn)品設(shè)計(jì)和相關(guān)過(guò)程并行進(jìn)行。

(3)以企業(yè)集成為特征的階段（20世紀(jì)80年代末到90年代初）CIMS進(jìn)入了一個(gè)著重求實(shí)，講究解決實(shí)際問(wèn)題、提高競(jìng)爭(zhēng)力的迅速發(fā)展階段，在其內(nèi)涵與概念上都有了新的內(nèi)容。2．CIMS的發(fā)展趨勢(shì)4

二.我國(guó)CIMS的發(fā)展?fàn)顩r

我國(guó)從80年代后期引入CIMS技術(shù)并在清華大學(xué)、西安交通大學(xué)等高校成立了CIMS研究中心。

1994年，清華大學(xué)國(guó)家CIMS工程研究中心獲得了美國(guó)SME（制造工程師學(xué)會(huì)）的CIMS“大學(xué)領(lǐng)先獎(jiǎng)”，這標(biāo)志著我國(guó)CIMS的研究水平進(jìn)入了國(guó)際先進(jìn)行例。

1995年，北京第一機(jī)床廠榮獲SME的CIMS“世界工業(yè)領(lǐng)先獎(jiǎng)”，這標(biāo)志著我國(guó)一些試點(diǎn)企業(yè)的CIMS應(yīng)用達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。我國(guó)863/CIMS研究已形成了一個(gè)健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)單元技術(shù)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室。

二.我國(guó)CIMS的發(fā)展?fàn)顩r5§12.1CIMS的提出

20世紀(jì)80年代中期以來(lái)，以CIMS為標(biāo)志的綜合生產(chǎn)自動(dòng)化日趨成為制造工業(yè)的熱點(diǎn)，其主要原因是：

(1)CIMS具有提高生產(chǎn)率、縮短生產(chǎn)周期、減少?gòu)U品、適應(yīng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的需要等一系列優(yōu)點(diǎn)。

(2)一些大公司由于采用CIMS取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益，展示了這一技術(shù)的潛在優(yōu)勢(shì)。

(3)CIMS是一種管理企業(yè)和組織生產(chǎn)的新哲理，也是在新的生產(chǎn)組織原理和概念下形成的一種新生產(chǎn)模式。

§12.1CIMS的提出6

§12.2CIM和CIMS的基本概念

12.2.1CIMS的由來(lái)

計(jì)算機(jī)集成制造（CIM——ComputerIntegratedManufacturing）技術(shù)是美國(guó)喬賽夫·哈林頓博士（Joseph.Harrington）1973年提出的組織企業(yè)生產(chǎn)的一種哲理。哈林頓博士提出的CIM概念的基本論點(diǎn)為：

(1)企業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，即從市場(chǎng)分析、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工制造、經(jīng)營(yíng)管理到售后服務(wù)的全部生產(chǎn)活動(dòng)，是一個(gè)不可分割的整體，要緊密連接、統(tǒng)一考慮。

(2)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程實(shí)質(zhì)上是一個(gè)數(shù)據(jù)采集、傳遞和加工處理的過(guò)程。最終形成的產(chǎn)品，可以看作數(shù)據(jù)的物質(zhì)表現(xiàn)。直到20世紀(jì)80年代，這一概念才被普遍接受。

§12.2CIM和CIMS的基本概念7

12.2.2CIM與CIMS的意義

CIM是組織現(xiàn)代化生產(chǎn)的一種哲理，是一種指導(dǎo)思想，CIMS是這種哲理的實(shí)現(xiàn)。日本能源協(xié)會(huì)在1991年提出CIM的定義是：“CIM是以信息作為媒介，用計(jì)算機(jī)把企業(yè)活動(dòng)中業(yè)務(wù)領(lǐng)域及其職能集成起來(lái)，追求整體效率的新型生產(chǎn)系統(tǒng)?！?/p>

IBM公司1990年提出CIM的定義是：“應(yīng)用信息技術(shù)提高組織的生產(chǎn)率和響應(yīng)能力?！睔W共體CIM—OSA課題委員會(huì)也提出了被認(rèn)為是最權(quán)威最科學(xué)的定義：“CIM是信息技術(shù)和生產(chǎn)技術(shù)d的綜合應(yīng)用，旨在提高制造型企業(yè)的生產(chǎn)率和響應(yīng)能力，由此，企業(yè)的所有功能、信息、管理方面都是一個(gè)集成起來(lái)的整體的各個(gè)部分。”

12.2.2CIM與CIMS的意義8

綜合已提出的各種有關(guān)的定義和理解，CIMS是現(xiàn)代制造企業(yè)的一種生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)和管理模式。對(duì)CIMS的理解可進(jìn)一步闡述如下：

(1)CIMS是一種組織、管理與企業(yè)運(yùn)行生產(chǎn)的現(xiàn)代制造系統(tǒng)。

(2)CIMS強(qiáng)調(diào)企業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)、進(jìn)而實(shí)現(xiàn)全局優(yōu)化

(3)實(shí)施CIMS要更加重視發(fā)揮人在現(xiàn)代化企業(yè)生產(chǎn)中的主導(dǎo)作用。

(4)現(xiàn)代企業(yè)中尤其要重視信息的管理、運(yùn)行以及信息流與物流間的集成。

(5)CIMS是基于現(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)的一門(mén)綜合性技術(shù)。綜合已提出的各種有關(guān)的定義和理解，CIMS是現(xiàn)代制9

12.2.3CIMS基本特點(diǎn)

在CIMS中主要包含四個(gè)要素及兩個(gè)特征。四個(gè)要素如下：

(1)CIMS適用于各種中、小批量的離散生產(chǎn)過(guò)程型制造廠。

(2)CIMS應(yīng)將制造工廠的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)都納入到多模式、多層次、人機(jī)交互的自動(dòng)化系統(tǒng)之中。

(3)CIMS由多個(gè)自動(dòng)化子系統(tǒng)有機(jī)綜合而成。

(4)CIMS的目的是提高經(jīng)濟(jì)效益、提高柔性、追求總體動(dòng)態(tài)優(yōu)化。兩個(gè)特征為：

(1)在功能上，CIMS包含了一個(gè)工廠的全部生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)。

(2)CIMS涉及的自動(dòng)化不是工廠各個(gè)環(huán)節(jié)的自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)的簡(jiǎn)單相加，而是有機(jī)的集成。

12.2.3CIMS基本特點(diǎn)10§12.3CIMS中的集成及集成關(guān)系

12.3.1CIMS中的集成

CIMS涉及到自動(dòng)化的許多單項(xiàng)技術(shù)，而更為重要的是將這些技術(shù)綜合集成，其集成特性主要包括：

(1)人員集成管理者、設(shè)計(jì)者、制造者、保障者以及用戶(hù)應(yīng)集成為一個(gè)協(xié)調(diào)整體。

(2)信息集成產(chǎn)品生產(chǎn)周期中各類(lèi)信息的獲取、表達(dá)、處理和操作工具集成為一體，組成統(tǒng)一的管理控制系統(tǒng)。

(3)功能集成產(chǎn)品生命周期中，企業(yè)各部門(mén)功能集成，以及產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與外部協(xié)作企業(yè)間功能的集成。

(4)技術(shù)集成產(chǎn)品開(kāi)發(fā)全過(guò)程中，涉及的多學(xué)科知識(shí)以及各種技術(shù)、方法的集成。

§12.3CIMS中的集成及集成關(guān)系11

12.3.2CIMS技術(shù)的集成關(guān)系

集成的定義：集成是指基于信息技術(shù)的資源及應(yīng)用集聚成一個(gè)協(xié)同工作的整體。集成包含功能交互（FI）、信息共享（IS）及數(shù)據(jù)通信（DC），如圖12.1所示，也就是說(shuō)在一個(gè)集成系統(tǒng)的各子系統(tǒng)之間，需要對(duì)信息共享、信息交互以及信息通信進(jìn)行管理與控制。

圖12.1集成的概念12.3.2CIMS技術(shù)的集成關(guān)系12

1．全局集成和局部集成

全局集成是指信息技術(shù)的生產(chǎn)技術(shù)在整個(gè)企業(yè)業(yè)務(wù)范圍內(nèi)綜合應(yīng)用的集成；局部集成是指一個(gè)分系統(tǒng)或企業(yè)一個(gè)部門(mén)內(nèi)的集成。全局集成進(jìn)一步細(xì)化可分為：工作流程集成、物流集成和信息（流）集成。

CIMS信息集成包括三個(gè)層次：物理集成、應(yīng)用集成和經(jīng)營(yíng)集成。物理集成是一切信息集成工作的基礎(chǔ)。應(yīng)用集成又稱(chēng)應(yīng)用軟件集成，它可提供某些機(jī)制，能使過(guò)程之間共享公共數(shù)據(jù)和公共資源。經(jīng)營(yíng)集成又稱(chēng)業(yè)務(wù)集成，它可支持穩(wěn)定的決策過(guò)程。

1．全局集成和局部集成13

2．縱向集成和橫向集成

CIMS的集成，如果按企業(yè)組織的層次劃分，則可分為縱向集成和橫向集成?？v向集成又稱(chēng)為垂直集成，是指日常運(yùn)用系統(tǒng)、計(jì)劃、檢查直至最高領(lǐng)導(dǎo)層在業(yè)務(wù)、組織和信息方面的集成。橫向集成又稱(chēng)水平集成，它是指各日常運(yùn)用系統(tǒng)的集成。如圖12.5所示為CIMS的層次集成關(guān)系。圖12.5CIMS的層次集成關(guān)系

2．縱向集成和橫向集成14

§12.4CIMS的體系結(jié)構(gòu)

12.4.1CIMS體系功能構(gòu)成

CIMS的功能構(gòu)成如圖12.6所示。

圖12.6CIMS的功能構(gòu)成§12.4CIMS的體系結(jié)構(gòu)1512.4.2CIMS體系分系統(tǒng)

根據(jù)CIMS的功能構(gòu)成，CIMS是由4個(gè)功能分系統(tǒng)和兩個(gè)支撐分系統(tǒng)組成。即CIMS通常是由管理信息系統(tǒng)（MIS）、產(chǎn)品設(shè)計(jì)與工程設(shè)計(jì)自動(dòng)化系統(tǒng)（EDIS）、制造自動(dòng)化（柔性自動(dòng)化）系統(tǒng)（MAS）、計(jì)算機(jī)輔助質(zhì)量保證系統(tǒng)（CAQ）以及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（NETS）和數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)（DBS）等6個(gè)部分有機(jī)地集成起來(lái)的。

1．管理信息系統(tǒng)(CIMS/MIS—ManagementInformationSystem)

目標(biāo)是通過(guò)信息集成，縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期，降低流通資金占用，提高企業(yè)應(yīng)變能力。CIMS/MIS的基本結(jié)構(gòu)如圖12.9所示。

圖12.9CIMS/MIS基本結(jié)構(gòu)12.4.2CIMS體系分系統(tǒng)16

2．工程設(shè)計(jì)集成分系統(tǒng)

該分系統(tǒng)的目標(biāo)是使產(chǎn)品開(kāi)發(fā)活動(dòng)能夠高效、優(yōu)質(zhì)、自動(dòng)地進(jìn)行。工程設(shè)計(jì)集成分系統(tǒng)是CIMS中的一個(gè)核心分系統(tǒng)，它包括CAD（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）、CAPP（計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)劃）、CAM（計(jì)算機(jī)輔助制造）和NCP（數(shù)控程序編制）等子系統(tǒng)，用以支承產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和工藝準(zhǔn)備等功能，處理有關(guān)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)方面的信息。在CIMS環(huán)境下，除自身子系統(tǒng)之間需要實(shí)現(xiàn)集成外，還要與其它分系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)集成，通過(guò)數(shù)據(jù)交換實(shí)現(xiàn)信息共享。如圖12.12所示為EDIS與MIS、MAS和CAQ之間的接口主要信息傳遞關(guān)系。

2．工程設(shè)計(jì)集成分系統(tǒng)17

3．制造自動(dòng)化分系統(tǒng)

該分系統(tǒng)的目標(biāo)是使產(chǎn)品制造活動(dòng)最優(yōu)化。它包括各種不同自動(dòng)化程度的制造系統(tǒng)，如NC機(jī)床、柔性制造單元（FMC）、柔性制造系統(tǒng)（FMS）以及其他制造單元，用以實(shí)現(xiàn)信息流對(duì)物流的控制并完成物流的轉(zhuǎn)換，是CIMS信息流和物流結(jié)合部，也是CIMS最終產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益的聚集地。在CIMS環(huán)境中，MAS分系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程的本質(zhì)是產(chǎn)品的物化（形成）過(guò)程，MAS中的數(shù)據(jù)是連接產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)過(guò)程控制和實(shí)際產(chǎn)品加工制造之間的橋梁，即CIMS中的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案和工藝規(guī)劃等工程信息是通過(guò)MAS信息轉(zhuǎn)換為實(shí)際產(chǎn)品的。

3．制造自動(dòng)化分系統(tǒng)18

4．計(jì)算機(jī)輔助質(zhì)量保證分系統(tǒng)

該分系統(tǒng)的目標(biāo)是保證從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)到售后服務(wù)整個(gè)過(guò)程的質(zhì)量。CIMS/CAQ的組織結(jié)構(gòu)分規(guī)劃層、管理層和執(zhí)行層三層，如圖12.14所示。

CIMS支持的CAQ分系統(tǒng)將貫穿質(zhì)量管理的全過(guò)程，覆蓋全企業(yè)各主要處、室、分廠，并逐步實(shí)現(xiàn)與MIS、MAS和EDIS分系統(tǒng)的集成。

圖12.14CAQ分系統(tǒng)結(jié)構(gòu)4．計(jì)算機(jī)輔助質(zhì)量保證分系統(tǒng)19

5．?dāng)?shù)據(jù)管理分系統(tǒng)

該分系統(tǒng)的目標(biāo)是管理整個(gè)CIMS的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的集成和共享。DBS既是CIMS信息流的載體，又對(duì)信息進(jìn)行控制和管理，并為CIMS提供集成的手段。

6．網(wǎng)絡(luò)分系統(tǒng)（CIMS/NETS—NetSystem）

該分系統(tǒng)的目標(biāo)是傳遞CIMS各個(gè)分系統(tǒng)之間和內(nèi)部的信息，實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)傳遞和系統(tǒng)通信功能。通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，可完成動(dòng)態(tài)控制和管理的各功能分系統(tǒng)的互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)信息傳輸和交流，使互聯(lián)系統(tǒng)共享工程資源、數(shù)據(jù)庫(kù)和存貯空間。

5．?dāng)?shù)據(jù)管理分系統(tǒng)20

12.4.3面向功能和控制的體系結(jié)構(gòu)

圖12.20所示為美國(guó)制造工程學(xué)會(huì)（SME）提出的輪式結(jié)構(gòu)。其“核”為集成系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)；內(nèi)層為支撐分系統(tǒng)；中層可“水平”分解為工程設(shè)計(jì)（產(chǎn)品/過(guò)程）、制造計(jì)劃與控制以及工廠自動(dòng)化3個(gè)分系統(tǒng)；外層則有市場(chǎng)、戰(zhàn)略規(guī)劃、財(cái)務(wù)及制造管理和人力資源管理等分系統(tǒng)。圖12.20面向功能構(gòu)成的CIMS體系結(jié)構(gòu)12.4.3面向功能和控制的體系結(jié)構(gòu)21

§12.5CIMS的控制體系

1．工廠層控制系統(tǒng)

這是最高一級(jí)控制，履行“廠部”職能。這一層按主要功能可分為三個(gè)子系統(tǒng)：生產(chǎn)管理、信息管理和制造工程

(1)生產(chǎn)管理它跟蹤主要項(xiàng)目，制定長(zhǎng)期生產(chǎn)計(jì)劃，用生產(chǎn)計(jì)劃數(shù)據(jù)來(lái)確定交給下一級(jí)的生產(chǎn)指令。

(2)信息管理通過(guò)用戶(hù)接口實(shí)現(xiàn)必要的行政或經(jīng)營(yíng)管理功能。

(3)制造工程制造工程包括CAD、CAPP和CAM，其功能一般都是通過(guò)用戶(hù)、數(shù)據(jù)接口，并在人工的干預(yù)下實(shí)現(xiàn)的。

§12.5CIMS的控制體系22

2．車(chē)間層控制系統(tǒng)

這一層控制系統(tǒng)主要根據(jù)工廠層生產(chǎn)計(jì)劃，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)車(chē)間的生產(chǎn)和輔助性工作以及這些工作的資源配置。

(1)作業(yè)管理負(fù)責(zé)安排生產(chǎn)計(jì)劃，將任務(wù)分配給各單元。

(2)資源分配負(fù)責(zé)分配單元層各項(xiàng)目在具體加工時(shí)所需的工作站、貯存區(qū)、托盤(pán)刀具及材料等。

3．單元層控制系統(tǒng)這一層控制系統(tǒng)安排零件通過(guò)工作站的分批順序和管理物料貯運(yùn)、檢驗(yàn)及其它有關(guān)輔助性工作。單元層控制系統(tǒng)設(shè)有如下3個(gè)模塊：

(1)排隊(duì)管理模塊它向上與操作命令模塊接口，向下與調(diào)度模塊接口。

2．車(chē)間層控制系統(tǒng)23

(2)調(diào)度模塊每一個(gè)工作站都配有一個(gè)調(diào)度模塊，它向上與排隊(duì)模塊接口，向下與本單元的分配模塊接口。調(diào)度模塊負(fù)責(zé)管理各自的調(diào)度作業(yè)和監(jiān)控工作站任務(wù)的完成。

(3)分配模塊每個(gè)工作站都配有分配模塊，它向上與調(diào)度模塊接口，向下直接與有關(guān)工作站控制器接口。

4．工作站層控制系統(tǒng)這一層主要負(fù)責(zé)指揮和協(xié)調(diào)車(chē)間中一個(gè)設(shè)備小組的活動(dòng)。一個(gè)典型的加工工作站由一臺(tái)機(jī)器人、一臺(tái)機(jī)床、一個(gè)物料貯運(yùn)器和一臺(tái)控制計(jì)算機(jī)組成。

5．設(shè)備層控制系統(tǒng)這一層是“前沿”系統(tǒng)，是各種設(shè)備（如機(jī)床、機(jī)器人、坐標(biāo)測(cè)量機(jī)、自動(dòng)導(dǎo)引小車(chē)等）的控制器。設(shè)備控制器的功能是將工作站控制器命令轉(zhuǎn)換成可操作的、有順序的簡(jiǎn)單任務(wù)來(lái)操縱被控設(shè)備，并通過(guò)各種傳感器監(jiān)控這些任務(wù)的執(zhí)行。

(2)調(diào)度模塊每一個(gè)工作站都配有一個(gè)調(diào)度模塊24

§12.6開(kāi)發(fā)應(yīng)用CIMS的主要方法

“CIMS決不是現(xiàn)有生產(chǎn)模式的計(jì)算機(jī)化和自動(dòng)化，它是在新的生產(chǎn)組織原理和概念指導(dǎo)下形成的一種新型生產(chǎn)實(shí)體?！币蚨l(fā)展CIMS決不能采用一般新技術(shù)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用方法——只解決技術(shù)的開(kāi)發(fā)和使用問(wèn)題、而應(yīng)采用—套能很好地解決組織管理、技術(shù)開(kāi)發(fā)應(yīng)用和人員培訓(xùn)等一系列問(wèn)題的新方法。目前國(guó)外開(kāi)發(fā)應(yīng)用CIMS比較好的部門(mén)和企業(yè)也還沒(méi)有提出一套發(fā)展CIMS的完整方法。這—問(wèn)題仍需研究和探討。這里我們把國(guó)外一些部門(mén)和企業(yè)提出的方法進(jìn)行了整理、分析和歸納并分四個(gè)力面介紹如下：

§12.6開(kāi)發(fā)應(yīng)用CIMS的主要方法25一.組織管理方面1.領(lǐng)導(dǎo)部門(mén)或工業(yè)系統(tǒng)的組織管理方法（1）要建立強(qiáng)有力的領(lǐng)導(dǎo)班子。（2）要認(rèn)真制定目標(biāo)、政策并加強(qiáng)宣傳.（3）要有必要的資金保證。（4）要建立信息交流渠道。（5）要重視建立各種集成標(biāo)稚。

（6）要重視吸引和保留CIM技術(shù)人才。（7）要強(qiáng)調(diào)多方面技術(shù)合作。2.企業(yè)開(kāi)發(fā)應(yīng)用CIMS的組織管理方法（1）要建立有職權(quán)的CIM領(lǐng)導(dǎo)班子。（2）要符合公司戰(zhàn)賂發(fā)展方向。（3）要建立相適應(yīng)的組織管理機(jī)構(gòu)。（4）要堅(jiān)持使用已建立的新系統(tǒng)，推動(dòng)它向前發(fā)展。

一.組織管理方面2.企業(yè)開(kāi)發(fā)應(yīng)用CIMS的組織管理方法26二、規(guī)劃設(shè)計(jì)方面

1.不可要求過(guò)高。在規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)不要對(duì)CIMS提出不切合實(shí)際的過(guò)高要求，應(yīng)認(rèn)真分析整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)、否則會(huì)出現(xiàn)欲速則不達(dá)的后果。2.不可機(jī)械地照搬別人系統(tǒng)。約翰迪爾拖拉機(jī)公司認(rèn)為：什么系統(tǒng)都不能原封不動(dòng)地照搬，因?yàn)榧词故峭耆嗤腃IMS，由于實(shí)施的時(shí)間、地點(diǎn)、技術(shù)、財(cái)力和組織等諸因素的改變，方案也必然會(huì)有所變化。

3.全面規(guī)劃分期實(shí)現(xiàn)。采用這一方法的原因有兩個(gè)：一是CIMS本身的特性——工廠全盤(pán)集成自動(dòng)化。另一個(gè)原因是因?yàn)樗枰揞~資金，因而往往采用分階段實(shí)施方法4.要高度重視各種標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用。標(biāo)準(zhǔn)對(duì)規(guī)劃設(shè)計(jì)具有特別重要的意義。因?yàn)椋瑢?duì)于任何—個(gè)CIMS規(guī)劃設(shè)計(jì)方案來(lái)說(shuō)，必須使用預(yù)先建立的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)評(píng)價(jià)，如果沒(méi)有評(píng)價(jià)標(biāo)堆就很難確定所選保的規(guī)劃設(shè)計(jì)方案是否是最佳方案，因而就不能保證CIMS的成功。二、規(guī)劃設(shè)計(jì)方面1.不可要求過(guò)高。在規(guī)劃27三、技術(shù)實(shí)施方面

1、應(yīng)編制全面而詳細(xì)的實(shí)施計(jì)劃為保證順利地實(shí)施，首先應(yīng)編制全面而詳細(xì)的實(shí)施計(jì)劃，并使計(jì)劃公開(kāi)。應(yīng)根據(jù)具體情況不斷修改計(jì)劃，以保證用所能得到的人力物力達(dá)到預(yù)期目的。2、采取由小到大、先簡(jiǎn)后繁的分階段實(shí)施方法以減少甚至避免實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)。3、定期收集實(shí)施工作進(jìn)展情況，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)、吸取教訓(xùn)、改善管理。4、技術(shù)人員不可頻繁調(diào)動(dòng)。

三、技術(shù)實(shí)施方面1、應(yīng)編制全面而詳細(xì)的實(shí)施計(jì)劃28四、人員培訓(xùn)方面

1.要高度重視人員培訓(xùn)問(wèn)題一個(gè)國(guó)家、一個(gè)部門(mén)乃至—個(gè)企業(yè)，要開(kāi)發(fā)應(yīng)用CIMS，就要有自己的專(zhuān)家、技術(shù)人員和熟練的操作人員，就要改變管理人員對(duì)CIMS的不正確看法，消除阻力；除此，還需要提高規(guī)劃、設(shè)外和實(shí)施人員的工作效率，因此就必須對(duì)各類(lèi)人員進(jìn)行培訓(xùn)。

2.采取多種“人員培訓(xùn)”方式

現(xiàn)在人員培訓(xùn)方式較多，但基本方法有兩種。（1）企業(yè)本身負(fù)責(zé)培訓(xùn)和提高CIMS人員的業(yè)務(wù)水平（2）設(shè)專(zhuān)門(mén)教育機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)培訓(xùn)，例如美國(guó)IBM公司，該公司在美國(guó)選擇48所2年制專(zhuān)科學(xué)校和4年制大學(xué)作為CIM教育基地。四、人員培訓(xùn)方面1.要高度重視人員培訓(xùn)問(wèn)題29

第12章CIMS簡(jiǎn)介

計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS——ComputerIntegratedManufacturingSystem）是當(dāng)代生產(chǎn)自動(dòng)化領(lǐng)域的前沿學(xué)科，也是集多種高新技術(shù)為一體的現(xiàn)代化制造技術(shù)。

第12章30CIMS的發(fā)展現(xiàn)狀一.國(guó)外CIMS發(fā)展簡(jiǎn)況

空前激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的主要特點(diǎn)是：

(1)產(chǎn)品的生產(chǎn)周期越來(lái)越短

(2)產(chǎn)品的品種增多，批量減少

(3)產(chǎn)品質(zhì)量、價(jià)格和交貨斯已成為增強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的3個(gè)決定因素

1．美、歐、日CIMS開(kāi)發(fā)應(yīng)用的進(jìn)展及戰(zhàn)略

在美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)的支持下，投資上千萬(wàn)美元的普度（Purdue）大學(xué)、楊百翰（BrighamYoung）大學(xué)和俄亥俄（Ohio）州立大學(xué)分別建立了“計(jì)算機(jī)集成和制造自動(dòng)化中心（CIDMAC）”、“CIM研究中心和研究多種CIM技術(shù)的杰出研究中心”，有效地推動(dòng)了CIM技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用。

CIM的概念和主要單元技術(shù)如NC、CAD、制造資源規(guī)劃（MRP-II）、FMS等都來(lái)源于美國(guó)，并且美國(guó)在這些領(lǐng)域的研究上仍保持著總體優(yōu)勢(shì)。

CIMS的發(fā)展現(xiàn)狀31

西歐發(fā)展CIM的戰(zhàn)略有兩個(gè)層次：第一層次是西歐多國(guó)群體的共同合作戰(zhàn)略；第二層次是各國(guó)國(guó)內(nèi)的CIM戰(zhàn)略。尤里卡即歐洲研究協(xié)調(diào)組織，主要開(kāi)發(fā)的項(xiàng)目有：

(1)大型生產(chǎn)過(guò)程管理系統(tǒng)：

(2)柔性自動(dòng)化工廠：自20世紀(jì)80年代中期以來(lái)，日本逐漸加強(qiáng)了CIM的應(yīng)用開(kāi)發(fā)，很快吸收了美國(guó)提出的CIM思想，并在生產(chǎn)實(shí)踐中合理而有效地加以應(yīng)用，根據(jù)具體情況發(fā)展適用于日本企業(yè)的CIMS.1983年5月，日本美濃加茂（Minokamo）工廠建立了CIM-FMS-21系統(tǒng)，這是一個(gè)實(shí)現(xiàn)了物流和信息流自動(dòng)化的車(chē)間，它包括5套FMS。

1989年末建成的具有先進(jìn)的CIMS的筑波電加工機(jī)床裝配工廠，此工廠可看做是FANUC公司的CIMS試驗(yàn)工廠，為發(fā)展CIM產(chǎn)品提供實(shí)際考核環(huán)境。

西歐發(fā)展CIM的戰(zhàn)略有兩個(gè)層次：第一層次是西歐多國(guó)32

2．CIMS的發(fā)展趨勢(shì)

縱觀國(guó)外CIMS研究和應(yīng)用工程的開(kāi)發(fā)，大致經(jīng)歷了3個(gè)發(fā)展階段：

(1)以信息集成為特征的階段（20世紀(jì)70～80年代）這一階段企業(yè)發(fā)展的需求是產(chǎn)品生產(chǎn)的自動(dòng)化，隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展，相應(yīng)的各種單元技術(shù)，如CAD、CAM、工業(yè)機(jī)器人、FMS、MRP-II得到了廣泛的應(yīng)用。

(2)以過(guò)程集成為特征的階段（進(jìn)入20世紀(jì)80年代后）市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)集中到以更新更快的手段開(kāi)發(fā)并上市新產(chǎn)品，以爭(zhēng)取更多的用戶(hù)。其制造需求是使產(chǎn)品設(shè)計(jì)和相關(guān)過(guò)程并行進(jìn)行。

(3)以企業(yè)集成為特征的階段（20世紀(jì)80年代末到90年代初）CIMS進(jìn)入了一個(gè)著重求實(shí)，講究解決實(shí)際問(wèn)題、提高競(jìng)爭(zhēng)力的迅速發(fā)展階段，在其內(nèi)涵與概念上都有了新的內(nèi)容。2．CIMS的發(fā)展趨勢(shì)33

二.我國(guó)CIMS的發(fā)展?fàn)顩r

我國(guó)從80年代后期引入CIMS技術(shù)并在清華大學(xué)、西安交通大學(xué)等高校成立了CIMS研究中心。

1994年，清華大學(xué)國(guó)家CIMS工程研究中心獲得了美國(guó)SME（制造工程師學(xué)會(huì)）的CIMS“大學(xué)領(lǐng)先獎(jiǎng)”，這標(biāo)志著我國(guó)CIMS的研究水平進(jìn)入了國(guó)際先進(jìn)行例。

1995年，北京第一機(jī)床廠榮獲SME的CIMS“世界工業(yè)領(lǐng)先獎(jiǎng)”，這標(biāo)志著我國(guó)一些試點(diǎn)企業(yè)的CIMS應(yīng)用達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。我國(guó)863/CIMS研究已形成了一個(gè)健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)單元技術(shù)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室。

二.我國(guó)CIMS的發(fā)展?fàn)顩r34§12.1CIMS的提出

20世紀(jì)80年代中期以來(lái)，以CIMS為標(biāo)志的綜合生產(chǎn)自動(dòng)化日趨成為制造工業(yè)的熱點(diǎn)，其主要原因是：

(1)CIMS具有提高生產(chǎn)率、縮短生產(chǎn)周期、減少?gòu)U品、適應(yīng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的需要等一系列優(yōu)點(diǎn)。

(2)一些大公司由于采用CIMS取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益，展示了這一技術(shù)的潛在優(yōu)勢(shì)。

(3)CIMS是一種管理企業(yè)和組織生產(chǎn)的新哲理，也是在新的生產(chǎn)組織原理和概念下形成的一種新生產(chǎn)模式。

§12.1CIMS的提出35

§12.2CIM和CIMS的基本概念

12.2.1CIMS的由來(lái)

計(jì)算機(jī)集成制造（CIM——ComputerIntegratedManufacturing）技術(shù)是美國(guó)喬賽夫·哈林頓博士（Joseph.Harrington）1973年提出的組織企業(yè)生產(chǎn)的一種哲理。哈林頓博士提出的CIM概念的基本論點(diǎn)為：

(1)企業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，即從市場(chǎng)分析、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工制造、經(jīng)營(yíng)管理到售后服務(wù)的全部生產(chǎn)活動(dòng)，是一個(gè)不可分割的整體，要緊密連接、統(tǒng)一考慮。

(2)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程實(shí)質(zhì)上是一個(gè)數(shù)據(jù)采集、傳遞和加工處理的過(guò)程。最終形成的產(chǎn)品，可以看作數(shù)據(jù)的物質(zhì)表現(xiàn)。直到20世紀(jì)80年代，這一概念才被普遍接受。

§12.2CIM和CIMS的基本概念36

12.2.2CIM與CIMS的意義

CIM是組織現(xiàn)代化生產(chǎn)的一種哲理，是一種指導(dǎo)思想，CIMS是這種哲理的實(shí)現(xiàn)。日本能源協(xié)會(huì)在1991年提出CIM的定義是：“CIM是以信息作為媒介，用計(jì)算機(jī)把企業(yè)活動(dòng)中業(yè)務(wù)領(lǐng)域及其職能集成起來(lái)，追求整體效率的新型生產(chǎn)系統(tǒng)。”

IBM公司1990年提出CIM的定義是：“應(yīng)用信息技術(shù)提高組織的生產(chǎn)率和響應(yīng)能力。”歐共體CIM—OSA課題委員會(huì)也提出了被認(rèn)為是最權(quán)威最科學(xué)的定義：“CIM是信息技術(shù)和生產(chǎn)技術(shù)d的綜合應(yīng)用，旨在提高制造型企業(yè)的生產(chǎn)率和響應(yīng)能力，由此，企業(yè)的所有功能、信息、管理方面都是一個(gè)集成起來(lái)的整體的各個(gè)部分?！?/p>

12.2.2CIM與CIMS的意義37

綜合已提出的各種有關(guān)的定義和理解，CIMS是現(xiàn)代制造企業(yè)的一種生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)和管理模式。對(duì)CIMS的理解可進(jìn)一步闡述如下：

(1)CIMS是一種組織、管理與企業(yè)運(yùn)行生產(chǎn)的現(xiàn)代制造系統(tǒng)。

(2)CIMS強(qiáng)調(diào)企業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)、進(jìn)而實(shí)現(xiàn)全局優(yōu)化

(3)實(shí)施CIMS要更加重視發(fā)揮人在現(xiàn)代化企業(yè)生產(chǎn)中的主導(dǎo)作用。

(4)現(xiàn)代企業(yè)中尤其要重視信息的管理、運(yùn)行以及信息流與物流間的集成。

(5)CIMS是基于現(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)的一門(mén)綜合性技術(shù)。綜合已提出的各種有關(guān)的定義和理解，CIMS是現(xiàn)代制38

12.2.3CIMS基本特點(diǎn)

在CIMS中主要包含四個(gè)要素及兩個(gè)特征。四個(gè)要素如下：

(1)CIMS適用于各種中、小批量的離散生產(chǎn)過(guò)程型制造廠。

(2)CIMS應(yīng)將制造工廠的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)都納入到多模式、多層次、人機(jī)交互的自動(dòng)化系統(tǒng)之中。

(3)CIMS由多個(gè)自動(dòng)化子系統(tǒng)有機(jī)綜合而成。

(4)CIMS的目的是提高經(jīng)濟(jì)效益、提高柔性、追求總體動(dòng)態(tài)優(yōu)化。兩個(gè)特征為：

(1)在功能上，CIMS包含了一個(gè)工廠的全部生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)。

(2)CIMS涉及的自動(dòng)化不是工廠各個(gè)環(huán)節(jié)的自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)的簡(jiǎn)單相加，而是有機(jī)的集成。

12.2.3CIMS基本特點(diǎn)39§12.3CIMS中的集成及集成關(guān)系

12.3.1CIMS中的集成

CIMS涉及到自動(dòng)化的許多單項(xiàng)技術(shù)，而更為重要的是將這些技術(shù)綜合集成，其集成特性主要包括：

(1)人員集成管理者、設(shè)計(jì)者、制造者、保障者以及用戶(hù)應(yīng)集成為一個(gè)協(xié)調(diào)整體。

(2)信息集成產(chǎn)品生產(chǎn)周期中各類(lèi)信息的獲取、表達(dá)、處理和操作工具集成為一體，組成統(tǒng)一的管理控制系統(tǒng)。

(3)功能集成產(chǎn)品生命周期中，企業(yè)各部門(mén)功能集成，以及產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與外部協(xié)作企業(yè)間功能的集成。

(4)技術(shù)集成產(chǎn)品開(kāi)發(fā)全過(guò)程中，涉及的多學(xué)科知識(shí)以及各種技術(shù)、方法的集成。

§12.3CIMS中的集成及集成關(guān)系40

12.3.2CIMS技術(shù)的集成關(guān)系

集成的定義：集成是指基于信息技術(shù)的資源及應(yīng)用集聚成一個(gè)協(xié)同工作的整體。集成包含功能交互（FI）、信息共享（IS）及數(shù)據(jù)通信（DC），如圖12.1所示，也就是說(shuō)在一個(gè)集成系統(tǒng)的各子系統(tǒng)之間，需要對(duì)信息共享、信息交互以及信息通信進(jìn)行管理與控制。

圖12.1集成的概念12.3.2CIMS技術(shù)的集成關(guān)系41

1．全局集成和局部集成

全局集成是指信息技術(shù)的生產(chǎn)技術(shù)在整個(gè)企業(yè)業(yè)務(wù)范圍內(nèi)綜合應(yīng)用的集成；局部集成是指一個(gè)分系統(tǒng)或企業(yè)一個(gè)部門(mén)內(nèi)的集成。全局集成進(jìn)一步細(xì)化可分為：工作流程集成、物流集成和信息（流）集成。

CIMS信息集成包括三個(gè)層次：物理集成、應(yīng)用集成和經(jīng)營(yíng)集成。物理集成是一切信息集成工作的基礎(chǔ)。應(yīng)用集成又稱(chēng)應(yīng)用軟件集成，它可提供某些機(jī)制，能使過(guò)程之間共享公共數(shù)據(jù)和公共資源。經(jīng)營(yíng)集成又稱(chēng)業(yè)務(wù)集成，它可支持穩(wěn)定的決策過(guò)程。

1．全局集成和局部集成42

2．縱向集成和橫向集成

CIMS的集成，如果按企業(yè)組織的層次劃分，則可分為縱向集成和橫向集成?？v向集成又稱(chēng)為垂直集成，是指日常運(yùn)用系統(tǒng)、計(jì)劃、檢查直至最高領(lǐng)導(dǎo)層在業(yè)務(wù)、組織和信息方面的集成。橫向集成又稱(chēng)水平集成，它是指各日常運(yùn)用系統(tǒng)的集成。如圖12.5所示為CIMS的層次集成關(guān)系。圖12.5CIMS的層次集成關(guān)系

2．縱向集成和橫向集成43

§12.4CIMS的體系結(jié)構(gòu)

12.4.1CIMS體系功能構(gòu)成

CIMS的功能構(gòu)成如圖12.6所示。

圖12.6CIMS的功能構(gòu)成§12.4CIMS的體系結(jié)構(gòu)4412.4.2CIMS體系分系統(tǒng)

根據(jù)CIMS的功能構(gòu)成，CIMS是由4個(gè)功能分系統(tǒng)和兩個(gè)支撐分系統(tǒng)組成。即CIMS通常是由管理信息系統(tǒng)（MIS）、產(chǎn)品設(shè)計(jì)與工程設(shè)計(jì)自動(dòng)化系統(tǒng)（EDIS）、制造自動(dòng)化（柔性自動(dòng)化）系統(tǒng)（MAS）、計(jì)算機(jī)輔助質(zhì)量保證系統(tǒng)（CAQ）以及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（NETS）和數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)（DBS）等6個(gè)部分有機(jī)地集成起來(lái)的。

1．管理信息系統(tǒng)(CIMS/MIS—ManagementInformationSystem)

目標(biāo)是通過(guò)信息集成，縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期，降低流通資金占用，提高企業(yè)應(yīng)變能力。CIMS/MIS的基本結(jié)構(gòu)如圖12.9所示。

圖12.9CIMS/MIS基本結(jié)構(gòu)12.4.2CIMS體系分系統(tǒng)45

2．工程設(shè)計(jì)集成分系統(tǒng)

該分系統(tǒng)的目標(biāo)是使產(chǎn)品開(kāi)發(fā)活動(dòng)能夠高效、優(yōu)質(zhì)、自動(dòng)地進(jìn)行。工程設(shè)計(jì)集成分系統(tǒng)是CIMS中的一個(gè)核心分系統(tǒng)，它包括CAD（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）、CAPP（計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)劃）、CAM（計(jì)算機(jī)輔助制造）和NCP（數(shù)控程序編制）等子系統(tǒng)，用以支承產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和工藝準(zhǔn)備等功能，處理有關(guān)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)方面的信息。在CIMS環(huán)境下，除自身子系統(tǒng)之間需要實(shí)現(xiàn)集成外，還要與其它分系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)集成，通過(guò)數(shù)據(jù)交換實(shí)現(xiàn)信息共享。如圖12.12所示為EDIS與MIS、MAS和CAQ之間的接口主要信息傳遞關(guān)系。

2．工程設(shè)計(jì)集成分系統(tǒng)46

3．制造自動(dòng)化分系統(tǒng)

該分系統(tǒng)的目標(biāo)是使產(chǎn)品制造活動(dòng)最優(yōu)化。它包括各種不同自動(dòng)化程度的制造系統(tǒng)，如NC機(jī)床、柔性制造單元（FMC）、柔性制造系統(tǒng)（FMS）以及其他制造單元，用以實(shí)現(xiàn)信息流對(duì)物流的控制并完成物流的轉(zhuǎn)換，是CIMS信息流和物流結(jié)合部，也是CIMS最終產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益的聚集地。在CIMS環(huán)境中，MAS分系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程的本質(zhì)是產(chǎn)品的物化（形成）過(guò)程，MAS中的數(shù)據(jù)是連接產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)過(guò)程控制和實(shí)際產(chǎn)品加工制造之間的橋梁，即CIMS中的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案和工藝規(guī)劃等工程信息是通過(guò)MAS信息轉(zhuǎn)換為實(shí)際產(chǎn)品的。

3．制造自動(dòng)化分系統(tǒng)47

4．計(jì)算機(jī)輔助質(zhì)量保證分系統(tǒng)

該分系統(tǒng)的目標(biāo)是保證從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)到售后服務(wù)整個(gè)過(guò)程的質(zhì)量。CIMS/CAQ的組織結(jié)構(gòu)分規(guī)劃層、管理層和執(zhí)行層三層，如圖12.14所示。

CIMS支持的CAQ分系統(tǒng)將貫穿質(zhì)量管理的全過(guò)程，覆蓋全企業(yè)各主要處、室、分廠，并逐步實(shí)現(xiàn)與MIS、MAS和EDIS分系統(tǒng)的集成。

圖12.14CAQ分系統(tǒng)結(jié)構(gòu)4．計(jì)算機(jī)輔助質(zhì)量保證分系統(tǒng)48

5．?dāng)?shù)據(jù)管理分系統(tǒng)

該分系統(tǒng)的目標(biāo)是管理整個(gè)CIMS的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的集成和共享。DBS既是CIMS信息流的載體，又對(duì)信息進(jìn)行控制和管理，并為CIMS提供集成的手段。

6．網(wǎng)絡(luò)分系統(tǒng)（CIMS/NETS—NetSystem）

該分系統(tǒng)的目標(biāo)是傳遞CIMS各個(gè)分系統(tǒng)之間和內(nèi)部的信息，實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)傳遞和系統(tǒng)通信功能。通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，可完成動(dòng)態(tài)控制和管理的各功能分系統(tǒng)的互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)信息傳輸和交流，使互聯(lián)系統(tǒng)共享工程資源、數(shù)據(jù)庫(kù)和存貯空間。

5．?dāng)?shù)據(jù)管理分系統(tǒng)49

12.4.3面向功能和控制的體系結(jié)構(gòu)

圖12.20所示為美國(guó)制造工程學(xué)會(huì)（SME）提出的輪式結(jié)構(gòu)。其“核”為集成系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)；內(nèi)層為支撐分系統(tǒng)；中層可“水平”分解為工程設(shè)計(jì)（產(chǎn)品/過(guò)程）、制造計(jì)劃與控制以及工廠自動(dòng)化3個(gè)分系統(tǒng)；外層則有市場(chǎng)、戰(zhàn)略規(guī)劃、財(cái)務(wù)及制造管理和人力資源管理等分系統(tǒng)。圖12.20面向功能構(gòu)成的CIMS體系結(jié)構(gòu)12.4.3面向功能和控制的體系結(jié)構(gòu)50

§12.5CIMS的控制體系

1．工廠層控制系統(tǒng)

這是最高一級(jí)控制，履行“廠部”職能。這一層按主要功能可分為三個(gè)子系統(tǒng)：生產(chǎn)管理、信息管理和制造工程

(1)生產(chǎn)管理它跟蹤主要項(xiàng)目，制定長(zhǎng)期生產(chǎn)計(jì)劃，用生產(chǎn)計(jì)劃數(shù)據(jù)來(lái)確定交給下一級(jí)的生產(chǎn)指令。

(2)信息管理通過(guò)用戶(hù)接口實(shí)現(xiàn)必要的行政或經(jīng)營(yíng)管理功能。

(3)制造工程制造工程包括CAD、CAPP和CAM，其功能一般都是通過(guò)用戶(hù)、數(shù)據(jù)接口，并在人工的干預(yù)下實(shí)現(xiàn)的。

§12.5CIMS的控制體系51

2．車(chē)間層控制系統(tǒng)

這一層控制系統(tǒng)主要根據(jù)工廠層生產(chǎn)計(jì)劃，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)車(chē)間的生產(chǎn)和輔助性工作以及這些工作的資源配置。

(1)作業(yè)管理負(fù)責(zé)安排生產(chǎn)計(jì)劃，將任務(wù)分配給各單元。

(2)資源分配負(fù)責(zé)分配單元層各項(xiàng)目在具體加工時(shí)所需的工作站、貯存區(qū)、托盤(pán)刀具及材料等。

3．單元層控制系統(tǒng)這一層控制系統(tǒng)安排零件通過(guò)工作站的分批順序和管理物料貯運(yùn)、檢驗(yàn)及其它有關(guān)輔助性工作。單元層控制系統(tǒng)設(shè)有如下3個(gè)模塊：

(1)排隊(duì)管理模塊它向上與操作命令模塊接口，向下與調(diào)度模塊接口。

2．車(chē)間層控制系統(tǒng)52

(2)調(diào)度模塊每一個(gè)工作站都配有一個(gè)調(diào)度模塊，它向上與排隊(duì)模塊接口，向下與本單元的分配模塊接口。調(diào)度模塊負(fù)責(zé)管理各自的調(diào)度作業(yè)和監(jiān)控工作站任務(wù)的完成。

(3)分配模塊每個(gè)工作站都配有分配模塊，它向上與調(diào)度模塊接口，向下直接與有關(guān)工作站控制器接口。

4．工作站層控制系統(tǒng)這一層主要負(fù)責(zé)指揮和協(xié)調(diào)車(chē)間中一個(gè)設(shè)備小組的活動(dòng)。一