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目錄

一、計算機集成制造系統(tǒng)CDIS

二、計算機集成制造系統(tǒng)中若干重要技術(shù)的研究

三、計算機集成制造系統(tǒng)—隨計算機輔助設(shè)計與制造的發(fā)展而產(chǎn)

生的系統(tǒng)

四、我國計算機集成制造系統(tǒng)的現(xiàn)狀及前景展望

五、計算機集成制造系統(tǒng)在機械制造業(yè)的應(yīng)用

六、計算機集成制造系統(tǒng)課件

七、計算機集成制造系統(tǒng)

計算機集成制造系統(tǒng)CIMS

隨著全球經(jīng)濟的快速發(fā)展，制造業(yè)的競爭變得越來越激烈。為了提高

效率，降低成本，并滿足不斷變化的市場需求，制造商們需要采用先

進的技術(shù)來改造和優(yōu)化他們的生產(chǎn)流程。計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）

是一種綜合性的制造解決方案，旨在解決制造業(yè)中的各種問題，提高

生產(chǎn)效率和質(zhì)量。

CIMS是一種集成了計算機技術(shù)、信息技術(shù)、制造技術(shù)、自動化技術(shù)、

管理科學(xué)和其它學(xué)科的先進技術(shù)，通過整體性設(shè)計、優(yōu)化和改進制造

過程，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動化、智能化、信息化和網(wǎng)絡(luò)化。它是一種

從全局優(yōu)化的高度出發(fā)，對制造過程進行全面規(guī)劃和管理的生產(chǎn)方式,

旨在提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本、縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、提高生產(chǎn)效率、

改善工作環(huán)境、降低能源消耗。

CIMS的核心思想是將制造過程中的各個部分集成起來，包括硬件設(shè)

備、軟件系統(tǒng)、人員和信息流。這種集成使得制造商能夠更好地協(xié)調(diào)

和管理生產(chǎn)過程，從原材料采購到產(chǎn)品交付的每一個環(huán)節(jié)。CTMS通

過將各種技術(shù)和流程集成到一個統(tǒng)一的系統(tǒng)中，實現(xiàn)了制造過程的整

體優(yōu)化，從而提高了企業(yè)的競爭力。

CIMS的應(yīng)用范圍非常廣泛，不僅適用于機械制造、電子制造、汽車

制造等傳統(tǒng)制造業(yè)，也適用于醫(yī)藥、食品、化工等非傳統(tǒng)制造業(yè)、通

過CIMS的應(yīng)用，企業(yè)可以實現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動化、智能化、信息化

和網(wǎng)絡(luò)化，提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量，降低成本，增強市場競爭力。

計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）是一種綜合性的制造解決方案，旨在提

高制造業(yè)的生產(chǎn)效率和質(zhì)量。通過將各種技術(shù)和流程集成到一個統(tǒng)一

的系統(tǒng)中，實現(xiàn)制造過程的整體優(yōu)化，從而幫助企業(yè)提高競爭力。

計算機集成制造系統(tǒng)中若干重要技術(shù)的研究

隨著全球制造業(yè)的快速發(fā)展，計算機集成制造系統(tǒng)(CIMS)已成為制

造企業(yè)提升競爭力、降低成本、提高生產(chǎn)效率的重要手段。本文將圍

繞計算機集成制造系統(tǒng)中若干重要技術(shù)的研究展開討論，旨在深入了

解這些技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與未來趨勢。

在計算機集成制造系統(tǒng)中，若干重要技術(shù)包括：數(shù)字化技術(shù)、智能化

技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)、傳感器技術(shù)等。數(shù)字化技術(shù)是指將現(xiàn)實世界的

信息轉(zhuǎn)化為計算機能夠處理的數(shù)字信息，是計算機集成制造系統(tǒng)的基

石。智能化技術(shù)包括人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，有助于提高制造過程

的自動化程度和智能化水平。虛擬現(xiàn)實技術(shù)為制造企業(yè)提供了一種全

新的可視化設(shè)計與仿真手段，有助于提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。傳感

器技術(shù)則是實現(xiàn)設(shè)備監(jiān)測與控制的關(guān)鍵，有助于提高生產(chǎn)過程的可控

性和穩(wěn)定性。

目前，這些技術(shù)在國內(nèi)外得到了廣泛的研究和應(yīng)用。然而，仍存在一

些不足之處，如：數(shù)字化技術(shù)的普及程度有待提高，智能化技術(shù)的應(yīng)

用領(lǐng)域尚需拓展，虛擬現(xiàn)實技術(shù)的實際應(yīng)用仍面臨諸多挑戰(zhàn)，傳感器

技術(shù)的靈敏度和可靠性有待提高。

隨著技術(shù)的不斷創(chuàng)新，計算機集成制造系統(tǒng)也在不斷發(fā)展。當前，計

算機集成制造領(lǐng)域的重要技術(shù)創(chuàng)新包括數(shù)字化技術(shù)、智能化技術(shù)、虛

擬現(xiàn)實技術(shù)、傳感器技術(shù)等。數(shù)字化技術(shù)的進一步發(fā)展，如云計算、

大數(shù)據(jù)等，將為計算機集成制造系統(tǒng)提供更強大的數(shù)據(jù)處理能力。智

能化技術(shù)的應(yīng)用將逐漸滲透到生產(chǎn)過程的各個環(huán)節(jié)，實現(xiàn)全面的智能

化制造。虛擬現(xiàn)實技術(shù)將為制造企業(yè)提供更加便捷的可視化設(shè)計與仿

真手段，有助于提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。傳感器技術(shù)的進步將進一

步實現(xiàn)生產(chǎn)過程的全面監(jiān)測與控制，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

計算機集成制造系統(tǒng)的重要技術(shù)將在未來制造業(yè)中發(fā)揮越來越重要

的作用。數(shù)字化技術(shù)和智能化技術(shù)將進一步推動制造業(yè)的自動化和智

能化發(fā)展，虛擬現(xiàn)實技術(shù)將改變制造業(yè)的設(shè)計和生產(chǎn)方式，提高生產(chǎn)

效率和質(zhì)量，而傳感器技術(shù)則將為制造業(yè)的監(jiān)測和控制提供更加可靠

和精確的技術(shù)支持。這些技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用將推動計算機集成制造系統(tǒng)

向更高層次發(fā)展，實現(xiàn)制造業(yè)的數(shù)字化、智能化、可視化和遠程控制

等目標U

計算機集成制造系統(tǒng)中的若干重要技術(shù)的研究和應(yīng)用對于未來制造

業(yè)的發(fā)展具有重要意義。制造業(yè)企業(yè)應(yīng)積極引進和推廣這些重要技術(shù),

通過不斷地提高企業(yè)的自動化和智能化水平來提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品

質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，增強企業(yè)的競爭力。同時，對于這些技術(shù)的發(fā)

展和應(yīng)用，政府應(yīng)給予一定的政策和資金支持，鼓勵企業(yè)進行技術(shù)創(chuàng)

新和產(chǎn)業(yè)升級，推動我國制造業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

計算機集成制造系統(tǒng)中的若干重要技術(shù)是制造業(yè)發(fā)展的重要支撐力

量。本文通過對這些技術(shù)的研究和分析，探討了它們在未來的應(yīng)用前

景和發(fā)展趨勢。隨著技術(shù)的不斷創(chuàng)新和進步，計算機集成制造系統(tǒng)將

在未來制造'業(yè)中發(fā)揮越來越重要的作用，推動制造業(yè)不斷向前發(fā)展。

計算機集成制造系統(tǒng)_隨計算機輔助設(shè)計與制造的發(fā)展而

產(chǎn)生的系統(tǒng)

計算機集成制造系統(tǒng)，簡稱CIMS,是隨著計算機輔助設(shè)計與制造的

發(fā)展而產(chǎn)生的。它是在信息技術(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)計制造過程中各種孤立的自動化子系統(tǒng)有

機地集成起來，形成適用于多品種、小批量生產(chǎn)，實現(xiàn)整體效益的集

成化和智能化制造系統(tǒng)。

隨著市場競爭的日益加劇以及全球化市場的形成，制造技術(shù)已成為一

個國家在市場競爭中或戰(zhàn)場對抗中獲勝的支柱。制造技術(shù)的發(fā)達程度

也已經(jīng)成為衡量一個國家綜合實力和科技發(fā)展水平的重要標志之一。

工業(yè)發(fā)達國家普遍認為，從某種意義上講，制造技術(shù)已成為國家命運

的主宰。80年代初，CIM哲理被人們普遍接受,CIMS成為制造工業(yè)

的發(fā)展熱點。很多先進工業(yè)國諸如美國、日本、德國、英國、瑞典、

瑞士以及前蘇聯(lián)等都紛紛制訂、實施C1MS策略，迫切需要采用能提

高生產(chǎn)率、提高質(zhì)量、降低成本、加快產(chǎn)品更新?lián)Q代、滿足多品種小

批量生產(chǎn)要求并迅速適應(yīng)市場變化的現(xiàn)代化制造技術(shù)一一柔性計算

機集成制造技術(shù)，對于發(fā)展中國家盡管其工業(yè)基礎(chǔ)比較差又沒有足夠

的經(jīng)濟力量來發(fā)展先進制造技術(shù)，但是隨著市場全球化的發(fā)展，卻擺

脫不了所面臨的國際、國內(nèi)市場激烈競爭的嚴峻形勢，因而也不得不

尋求、發(fā)展能促進其國民經(jīng)濟發(fā)展的先進制造技術(shù)，所以中國、新加

坡、韓國、巴西、以色列、南非以及臺灣、香港等發(fā)展中國家和地區(qū)

都積極跟蹤研究并迅速發(fā)展CIMS技術(shù)。

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)來分，CIMS也可以分成集中性、

分散性和混合型三種。

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。可以從下面幾個方面來理解：

(1)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。

(2)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。

(3)為提高整個企業(yè)員工素質(zhì)和技術(shù)水平作的貢獻。

(5)通過應(yīng)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。

CIMS體系結(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)系和層次結(jié)構(gòu)，從大系統(tǒng)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)。

先進制造技術(shù)是傳統(tǒng)制造技術(shù)不斷吸收機械、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。

(AM—AgileManufacturing)

敏捷制造是以競爭力和信譽度為基礎(chǔ)，選擇合作者組成虛擬公司，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。

(VM—VirtualManufacturing)

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。

(CE—ConcurrentEngineering)

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。

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)未來將突出以卜八個方面的發(fā)展趨勢。

未來世界，“數(shù)字化”將勢不可當。“數(shù)字化”不僅是“信息化”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(xué)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失速響應(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)境卜，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。

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?/p>

工精度及其發(fā)展，精密加工，細微加工，納米加工，如此等等。

“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

隹八、、八占、、J。

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?？?/p>

以說，機械是一切技術(shù)的載體，也是自動化技術(shù)的載體。

“自動化”從自動控制、自動調(diào)節(jié)、自動補償、自動辨識等發(fā)展到自

學(xué)習(xí)、自組織、自維護、自修復(fù)等更高的自動化水平；而且自動控制

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。

“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(xué)與有關(guān)科學(xué)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。

(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。

(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0

(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。

“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'Ik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，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)于兩方面：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(dǎo)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?？茖W(xué)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。

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：人機一體化；自律能力；自組織與超柔性；學(xué)習(xí)能力與

自我維護能力；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。

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)

模式之一。

“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)，給人以高尚的精神亨受，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(xué)

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。

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)（STEP、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)。

我國計算機集成制造系統(tǒng)的現(xiàn)狀及前景展望

隨著科技的飛速發(fā)展，計算機集成制造系統(tǒng)(CIMS)在制造業(yè)中的應(yīng)

用越來越廣泛。CTMS是一種綜合性的生產(chǎn)管理技術(shù)，它將信息技術(shù)

和制造技術(shù)相結(jié)合，提高了制造過程的自動化和智能化水平。本文將

對我國計算機集成制造系統(tǒng)的現(xiàn)狀和前景進行探討。

我國在計算機集成制造系統(tǒng)領(lǐng)域的研究和應(yīng)用已經(jīng)取得了一定的成

果。國內(nèi)許多企業(yè)開始引進和開發(fā)CIMS技術(shù)，建立了各種類型的CIMS

實驗中心和工程研究中心，培養(yǎng)了一批高素質(zhì)的技術(shù)人才。同時，我

國政府也加大了對CTMS技術(shù)的投入和支持，推動其研究和應(yīng)用不斷

向前發(fā)展。

隨著計算機集成制造系統(tǒng)技術(shù)的不斷發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷擴大。

目前，CIMS技術(shù)已經(jīng)在機械、電子、汽車、航空航天等制造業(yè)中得

到了廣泛應(yīng)用.同時，CIMS技術(shù)也開始向其他領(lǐng)域拓展，如醫(yī)療器

械、食品加工等。

雖然我國計算機集成制造系統(tǒng)的發(fā)展取得了一定的成果，但仍存在一

些問題。我國制造業(yè)的整體水平與發(fā)達國家相比還有一定差距，這導(dǎo)

致C1MS技術(shù)的應(yīng)用受到一定限制。我國在C1MS技術(shù)的研究和應(yīng)用方

面還存在一些不足，如技術(shù)創(chuàng)新能力不足、人才短缺等。

未來，我國計算機集成制造系統(tǒng)的發(fā)展將更加注重技術(shù)創(chuàng)新。通過加

強技術(shù)研發(fā)和創(chuàng)新，提高CIMS技術(shù)的核心競爭力和創(chuàng)新能力，推動

我國制造業(yè)向更高水平發(fā)展。

隨著科技的不斷發(fā)展，計算機集成制造系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⑦M一步拓展。

未來，CIMS技術(shù)將不僅應(yīng)用于制造'憶還將拓展到其他領(lǐng)域，如智

慧城市、智能交通等。這將為我國計算機集成制造系統(tǒng)的發(fā)展提供更

廣闊的空間。

隨著全球化的加速發(fā)展，國際化合作將成為我國計算機集成制造系統(tǒng)

發(fā)展的重要趨勢。通過加強與國際先進企業(yè)的合作和交流，引進國際

先進技術(shù)和管理經(jīng)驗，推動我國計算機集成制造系統(tǒng)的發(fā)展與國際接

軌。

我國計算機集成制造系統(tǒng)的發(fā)展已經(jīng)取得了一定的成果，但仍存在一

些問題需要解決。未來，技術(shù)創(chuàng)新、應(yīng)用領(lǐng)域拓展和國際化合作將成

為我國計算機集成制造系統(tǒng)發(fā)展的重要方向。通過不斷加強技術(shù)研發(fā)

和創(chuàng)新、拓展應(yīng)用領(lǐng)域以及加強國際化合作，我國計算機集成制造系

統(tǒng)將迎來更加美好的發(fā)展前景。

計算機集成制造系統(tǒng)在機械制造業(yè)的應(yīng)用

隨著科技的飛速發(fā)展，計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）已經(jīng)成為機械制

造業(yè)中的重要組成部分。CIMS是一種集成了計算機技術(shù)、信息技術(shù)、

自動化技術(shù)以及其他先進技術(shù)的制造系統(tǒng)，旨在提高生產(chǎn)效率、降低

生產(chǎn)成本、優(yōu)化資源利用，并實現(xiàn)高質(zhì)量的產(chǎn)品生產(chǎn)。在機械制造業(yè)

中，CTMS的應(yīng)用已經(jīng)越來越廣泛。

計算機集成制造系統(tǒng)可以實現(xiàn)對生產(chǎn)計劃的優(yōu)化。通過將生產(chǎn)計劃進

行數(shù)字化處理，CIMS可以分析生產(chǎn)需求，并根據(jù)實際生產(chǎn)能力安排

生產(chǎn)計劃。這不僅可以避免生產(chǎn)資源的浪費，還可以提高生產(chǎn)計劃的

準確性和可預(yù)測性。

CIMS通過自動化技術(shù)實現(xiàn)了生產(chǎn)流程的自動化。在機械制造業(yè)中，

自動化生產(chǎn)線已經(jīng)成為主流。CIMS可以通過對生產(chǎn)流程的自動化控

制，提高生產(chǎn)效率，降低勞動成本，并保證產(chǎn)品的質(zhì)量。

CIMS通過建立完善的質(zhì)量控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了對產(chǎn)品質(zhì)量的嚴格把控。

在機械制造業(yè)中，產(chǎn)品質(zhì)量是關(guān)鍵。CIMS可以通過對生產(chǎn)過程中的

質(zhì)量數(shù)據(jù)進行采集、分析和處理，及時發(fā)現(xiàn)并解決問題，從而保證產(chǎn)

品的質(zhì)量。

CIMS可以實現(xiàn)供應(yīng)鏈的優(yōu)化管理。通過對供應(yīng)商、庫存、物流等環(huán)

節(jié)的數(shù)字化管理，CIMS可以實現(xiàn)對供應(yīng)鏈的實時監(jiān)控和調(diào)整，保證

原材料和零部件的供應(yīng)及時、庫存合埋，從而提高生產(chǎn)效率。

CIMS通過自動化技術(shù)、信息技術(shù)等手段，優(yōu)化了生產(chǎn)流程，提高了

生產(chǎn)效率。這不僅可以降低生產(chǎn)成本，還可以滿足市場對產(chǎn)品的快速

需求。

CIMS通過建立完善的質(zhì)量控制系統(tǒng)，可以保證產(chǎn)品的質(zhì)量。這種高

質(zhì)量的產(chǎn)品可以增強企業(yè)的市場競爭力，泥高客戶滿意度。

計算機集成制造系統(tǒng)課件

計算機集成制造系統(tǒng)（ComputerIntegratedManufacturingSystem,

CIMS）是一種集成了信息技術(shù)、制造技術(shù)和管理技術(shù)的制造系統(tǒng)。它

通過將企業(yè)中各種不同的制造活動，如產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)計劃、制造加

工、裝配調(diào)試、質(zhì)量控制等，進行優(yōu)化集成，實現(xiàn)從產(chǎn)品構(gòu)思到產(chǎn)品

制造全過程的全面優(yōu)化。CIMS的目的是提高企業(yè)的生產(chǎn)效率，降低

成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量，滿足客戶需求，增強企業(yè)的競爭力。

計算機集成制造系統(tǒng)通常由以下幾個部分組成：

工程技術(shù)信息系統(tǒng)：主要負責產(chǎn)品的設(shè)計、工藝設(shè)計、工程管理等方

面的任務(wù)。

生產(chǎn)計劃與控制系統(tǒng)：主要負責生產(chǎn)計劃的制定、生產(chǎn)進度的控制、

庫存管理等。

制造自動化系統(tǒng)：包括計算機數(shù)控（CNC）、柔性制造系統(tǒng)（FMS）、

自動化倉庫等，負責實現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動化。

質(zhì)量信息系統(tǒng)：主要負責質(zhì)量檢測、質(zhì)量控制、質(zhì)量保證等方面的工

作。

經(jīng)營管理系統(tǒng)：包括企業(yè)資源計劃（ERP）、供應(yīng)鏈管理（SCM）、客

戶關(guān)系管理（CRM）等，主要負責企業(yè)的經(jīng)營管理。

提高生產(chǎn)效率：通過自動化和優(yōu)化各種制造過程，可以顯著提高生產(chǎn)

效率。

降低成本：通過減少人力和物力的浪費，可以降低生產(chǎn)成本。

提高產(chǎn)品質(zhì)量：通過精確的控制和檢測，可以提高產(chǎn)品質(zhì)量。

增強企業(yè)競爭力：通過提高生產(chǎn)效率、降低成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量，可

以增強企業(yè)的競爭力。

計算機集成制造系統(tǒng)的實施通常分為以下幾個步驟：

制定實施計劃：明確實施目標和實施步驟，制定實施計劃。

技術(shù)準備：包括硬件和軟件的選擇、網(wǎng)絡(luò)建設(shè)等。

數(shù)據(jù)準備：包括產(chǎn)品數(shù)據(jù)、工藝數(shù)據(jù)等的數(shù)據(jù)準備V

系統(tǒng)實施：將各個系統(tǒng)集成起來，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和交換。

系統(tǒng)調(diào)試和優(yōu)化：對系統(tǒng)進行調(diào)試和優(yōu)化，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和高效

性。

人員培訓(xùn)：對員，進行系統(tǒng)操作和維護的涪訓(xùn)。

系統(tǒng)驗收和投入使用：對系統(tǒng)進行驗收，并投入使用。

未來，計算機集成制造系統(tǒng)將朝著以下幾個方向發(fā)展：

數(shù)字化制造：通過將產(chǎn)品設(shè)計和生產(chǎn)過程進行數(shù)字化，實現(xiàn)制造過程

的全面數(shù)字化。

智能化制造：通過引入人工智能等技術(shù)，實現(xiàn)制造過程的智能化，提

高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

網(wǎng)絡(luò)化制造：通過將企業(yè)內(nèi)部的各個系統(tǒng)進行網(wǎng)絡(luò)連接，實現(xiàn)信息的

共享和數(shù)據(jù)的交換。

綠色制造：通過采用環(huán)保技術(shù)和節(jié)能技術(shù)，實現(xiàn)制造過程的綠色化，

降低環(huán)境污染。

服務(wù)型制造：通過將制造和服務(wù)進行融合，實現(xiàn)服務(wù)型制造，提高企

業(yè)的競爭力。

計算機集成制造系統(tǒng)

計算機集成制造系統(tǒng)，簡稱CIMS,是隨著計算機輔助設(shè)計與制造的

發(fā)展而產(chǎn)生的。它是在信息技術(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)計制造過程中各種孤立的自動化子系統(tǒng)有

機地集成起來，形成適用于多品種、小批量生產(chǎn)，實現(xiàn)整體效益的集

成化和智能化制造系統(tǒng)。

隨著市場競爭的日益加劇以及全球化市場的形成，制造技術(shù)已成為一

個國家在市場競爭中或戰(zhàn)場對抗中獲勝的支柱。制造技術(shù)的發(fā)達程度

也已經(jīng)成為衡量一個國家綜合實力和科技發(fā)展水平的重要標志之一。

工業(yè)發(fā)達國家普遍認為，從某種意義上講，制造技術(shù)已成為國家命運

的主宰。80年代初,CIM哲理被人們普遍接受,CIMS成為制造工業(yè)

的發(fā)展熱點。很多先進工業(yè)國諸如美國、日本、德國、英國、瑞典、

瑞士以及前蘇聯(lián)等都紛紛制訂、實施CIMS策略，迫切需要采用能提

高生產(chǎn)率、提高質(zhì)量、降低成本、加快產(chǎn)品更新?lián)Q代、滿足多品種小

批量生產(chǎn)要求并迅速適應(yīng)市場變化的現(xiàn)代化制造技術(shù)一一柔性計算

機集成制造技術(shù)，對于發(fā)展中國家盡管其工業(yè)基礎(chǔ)比較差又沒有足夠

的經(jīng)濟力量來發(fā)展先進制造技術(shù)，但是隨著市場全球化的發(fā)展，卻擺

脫不了所面臨的國際、國內(nèi)市場激烈競爭的嚴峻形勢，因而也不得不

尋求、發(fā)展能促進其國民經(jīng)濟發(fā)展的先進制造技術(shù)，所以中國、新加

坡、韓國、巴西、以色列、南非以及臺灣、香港等發(fā)展中國家和地區(qū)

都積極跟蹤研究并迅速發(fā)展CIMS技術(shù).

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)來分，CDIS也可以分成集中性、

分散性和混合型三種。

C1MS是企業(yè)管埋運作的一種手段，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。可以從下面兒個方面來理解：

(1)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。

(2)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。

(3)為提高整個企業(yè)員工素質(zhì)和技術(shù)水平作的貢獻。

(5)通過應(yīng)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。

CIMS體系結(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)系和層次結(jié)構(gòu)，從大系統(tǒng)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)。

先進制造技術(shù)是傳統(tǒng)制造技術(shù)不斷吸收機械、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。

(AM—AgileManufacturing)

敏捷制造是以競爭力和信譽度為基礎(chǔ)，選擇合作者組成虛擬公司，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。

(VM—VirtualManufacturing)

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。

(CE—ConcurrentEngineering)

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，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'Ik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。

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。

未來世界，“數(shù)字化”將勢不可當。“數(shù)字化”不僅是“信息化”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(xué)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'也而言，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)的支持卜，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決速響應(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。

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?/p>

工精度及其發(fā)展，精密加工，細微加工，納米加工，如此等等。

“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V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。

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?？?/p>

以說，機械是一切技術(shù)的載體，也是自動化技術(shù)的載體。

“自動化”從自動控制、自動調(diào)節(jié)、自動補償、自動辨識等發(fā)展到自

學(xué)習(xí)、自組織、自維護、自修復(fù)等更高的自動化水平；而且自動控制

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。

“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(xué)與有關(guān)科學(xué)技

術(shù)的集成V“集成”就是“交叉”，就是“雜交”，就是取人之長，

補己之短。

(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。

(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。

“網(wǎng)絡(luò)化”是現(xiàn)代集成制造技術(shù)發(fā)展的必