CIMS介绍PPT课件
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CIMS基本知识与支撑技术-网络数据库-PPT文档资料
2019/3/10 14
星型拓扑结构
中心节点是主节点，它 接受各分散节点的信息 再转发给其他相应节点。 采用集中控制方式。
优点：
结构简单，便于控制和管理， 建网容易，传输错误率低。
缺点：
可靠性较低，一旦中央节点出 现故障，必将全网瘫痪。
2019/3/10
15
树型拓扑结构
采用分层结构，适用 于分级管理和控制
2019 – 10 million hosts - the Internet covers the globe
2019 – Internet 2 backbone deploys IPv6 2019 – The number of Internet hosts exceeds 110 million – exponential growth
2019/3/10
9
两层网络的概念结构
在通信子网上可有 多个资源子网，共 享通信子网的服务
H
C
H C C
H
H
通信子网
H
资源子网
2019/3/10
10
1.2.2 计算机网络的分类
按地域范围分类
局域网(Local Area Network ， LAN)
范围：小，＜20KM 传输技术：基带，10-1000Mbps，延迟低，出错率低（10-11） 拓扑结构：总线，环 范围：中等，＜100KM 传输技术：宽带/基带 拓扑结构：总线 范围：大，＞100KM 传输技术：宽带，延迟大，出错率高 拓扑结构：不规则，点到点
2019/3/10
12
总线型拓扑结构
线状连接，共用 一条共用总线。
优点： 结构简单，安装方便。 缺点：传输信息容易发生冲突。
星型拓扑结构
中心节点是主节点，它 接受各分散节点的信息 再转发给其他相应节点。 采用集中控制方式。
优点：
结构简单，便于控制和管理， 建网容易，传输错误率低。
缺点：
可靠性较低，一旦中央节点出 现故障，必将全网瘫痪。
2019/3/10
15
树型拓扑结构
采用分层结构，适用 于分级管理和控制
2019 – 10 million hosts - the Internet covers the globe
2019 – Internet 2 backbone deploys IPv6 2019 – The number of Internet hosts exceeds 110 million – exponential growth
2019/3/10
9
两层网络的概念结构
在通信子网上可有 多个资源子网，共 享通信子网的服务
H
C
H C C
H
H
通信子网
H
资源子网
2019/3/10
10
1.2.2 计算机网络的分类
按地域范围分类
局域网(Local Area Network ， LAN)
范围：小，＜20KM 传输技术：基带，10-1000Mbps，延迟低，出错率低（10-11） 拓扑结构：总线，环 范围：中等，＜100KM 传输技术：宽带/基带 拓扑结构：总线 范围：大，＞100KM 传输技术：宽带，延迟大，出错率高 拓扑结构：不规则，点到点
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12
总线型拓扑结构
线状连接，共用 一条共用总线。
优点： 结构简单，安装方便。 缺点：传输信息容易发生冲突。
第九章 CIMS
信息处理 要求处理大量动态数据， 主要处理静态数据， 安全性
首要任务，必须实现全 生产过程的动态监控； 过程中资金流管理；
经营决策 强调优化，更注重生产
人的作用 自动化程度较高，一般不
需要人直接参与加工；
自动化程度相对较低，许多 情况下需要人直接参与加工；
较为成熟，已形成较为完善 的理论体系和规范。
最显著的效果是减少库存量和减少物料短缺现象。
2012-11-10
25
9-2-2 流程CIMS的企业资源计划 ERP（2）
MRP II系统的五个计划层次
经营规划 生产规划 主生产计划 物料需求计划（MRP） 能力需求计划（CRP）
MRP II的处理逻辑似乎很简单，但实施却不容易， 即使在美国，能达到A级标准的也仅有10%左右。 它实际上代表一种先进的管理模式。
2012-11-10 10
9-1-2 流程CIMS与离散CIMS区别(1)
流程工业 CIMS 生产计划
采用过程结构和配方 进行物料需求计划 同时考虑生产能力 和物料需求； 主要面向库存；
离散工业CIMS
采用物料清单进 行物料需求计划； 先物料需求， 后能力需求； 主要面向定单； 工程(产品)设计 子系统必不可少； 主要考虑物料和设备能力； 质量管理系统相对独立；
2012-11-10 28
9-2-2 流程CIMS的企业资源计划 ERP（5）
流程CIMS中的ERP系统的特点
——主要体现在生产计划与控制方面： 主生产计划要保证流程安全、稳定、长期、满 负荷、优质地生产，计划能力有限； 对实时性有更高的要求； 采用过程结构和配方进行物料需求计划； 要同时考虑生产能力和物料； 需要进行协产品、副产品、废品、回流物管理。
4第四章 计算机集成制造系统(CIMS)(精品PPT)
产品数据的采集、质量评价、生产加工过程 中的质量控制与跟踪功能。系统保证从产品 设计、产品制造(zhìzào)、产品检测到售后效劳 全过程的质量。
第十四页，共二十六页。
〔2〕两个辅助子系统 计算机网络子系统，即企业内部的局域网，支
持CIMS各子系统的开放型网络通信系统。采 用标准协议可以实现异机互联、异构局域网 和多种网络的互联。系统满足不同子系统对 网络效劳提出的不同需求，支持资源共享、 分布处理、分布数据库和适时(shìshí)控制。 数据库子系统，支持CIMS各子系统的数据共 享和信息集成，覆盖了企业全部数据信息， 在逻辑上是统一的，在物理上是分布式的数 据管理系统。
第二十五页，共二十六页。
内容(nèiróng)总结
第四章 计算机集成制造系统〔CIMS〕。企业整个经营生产过程实质上是一个数据 〔信息〕的加工处理和传递的过程。产品设计与制造工程自动化子系统，通过计算机来辅 助产品设计、制造准备以及(yǐjí)产品测试，即CAD/CAPP/CAM阶段。此外，还包括经营 方面的市场预测，制定长期开展战略方案等功能。同时，降低库存资金的占用
第二十二页，共二十六页。
• 其次，在企业经营模式、体制和组织的改造
过程中，对于人的因素要给予充分的重视， 并妥善处理，因为其中涉及到了人的知识水 平、技能和观念。
• 最后，CIMS的实施是一个复杂的系统工程，
整个的实施过程必须有正确的方法论指导和 标准化的实施步骤(bùzhòu)，以减少盲目性和不 必要的疏漏。
年、月或周生产方案制定，物料需求方案 〔MRP〕制定、生产能力〔资源〕的平衡 以及财务、仓库等各种管理功能相结合。此 外，还包括经营方面的市场预测(shì chǎnɡ yù ， cè) 制定长期开展战略方案等功能。
第十四页，共二十六页。
〔2〕两个辅助子系统 计算机网络子系统，即企业内部的局域网，支
持CIMS各子系统的开放型网络通信系统。采 用标准协议可以实现异机互联、异构局域网 和多种网络的互联。系统满足不同子系统对 网络效劳提出的不同需求，支持资源共享、 分布处理、分布数据库和适时(shìshí)控制。 数据库子系统，支持CIMS各子系统的数据共 享和信息集成，覆盖了企业全部数据信息， 在逻辑上是统一的，在物理上是分布式的数 据管理系统。
第二十五页，共二十六页。
内容(nèiróng)总结
第四章 计算机集成制造系统〔CIMS〕。企业整个经营生产过程实质上是一个数据 〔信息〕的加工处理和传递的过程。产品设计与制造工程自动化子系统，通过计算机来辅 助产品设计、制造准备以及(yǐjí)产品测试，即CAD/CAPP/CAM阶段。此外，还包括经营 方面的市场预测，制定长期开展战略方案等功能。同时，降低库存资金的占用
第二十二页，共二十六页。
• 其次，在企业经营模式、体制和组织的改造
过程中，对于人的因素要给予充分的重视， 并妥善处理，因为其中涉及到了人的知识水 平、技能和观念。
• 最后，CIMS的实施是一个复杂的系统工程，
整个的实施过程必须有正确的方法论指导和 标准化的实施步骤(bùzhòu)，以减少盲目性和不 必要的疏漏。
年、月或周生产方案制定，物料需求方案 〔MRP〕制定、生产能力〔资源〕的平衡 以及财务、仓库等各种管理功能相结合。此 外，还包括经营方面的市场预测(shì chǎnɡ yù ， cè) 制定长期开展战略方案等功能。
CIMS的基本概念及其发展概况(ppt 59页)
CIMS产生的背景
CIMS在20 世纪80年代中期开始重视并大规模实施， 其原因是20世纪70年代的美国产业政策中过分夸大了 第三产业的作用，而将制造业，特别是传统产业，贬 低为“夕阳工业”，这导致美国制造业优势的急剧衰 退，并在20世纪80年代初开始的世界性的石油危机中 暴露无遗，此时，美国才开始重视并决心用其信息技 术的优势夺回制造业的霸主地位。于是美国及其他各 国纷纷制订并执行发展计划。自此，CIMS的理念、技 术也随之有了很大的发展。
企业集成
企业提高自身的市场竞争力，不能走“小而全”、“大而 全”的封建庄园经济的道路，而必须面对全球经济、全球 制造的新形势，充分利用全球的制造资源（包括智力资 源），更快、更好、更省地响应市场，这便是敏捷制造的 由来。敏捷制造的组织形式是企业针对某一特定产品，建 立企业动态联盟（即所谓虚拟企业，Virtual Enterprise）。
是CIMS的信息流和物料流的结合点，是CIMS最终产生 经济效益的聚集地，通常由CNC机床、加工中心、FMC 或FMS等 组成。其主要组成部分有：
（1）加工单元由具有自动换刀装置（ATC）、自动更换托盘 装置（APC）的加工中心或CNC机床组成；
（2）工件运送子系统有自动引导小车（AGV）、装卸站、缓 冲存储站和自动化仓库等；
我国学者提出的“阶梯形多视图多领域CIMS体 系结构”（stair-like CIMS architecture， 简称SLA）
实施CIMS的关键技术
1、系统集成 2、单元技术
第三节 CIMS工程的设计与实施
先设计、后实施
CIMS 总体方案设计
CIMS是面向整个企业的大系统。CIMS总体方 案设计应以面向全局、面向未来来、保证系统 的开放性、充分利用现有资源、与企业的技术 改造相结合、与企业的机制转换相结合为指导 思想。总体方案设计主要包括以下几方面：
CIMS的介绍概述
第9页，共36页。
004
第一讲 CIMS概述
2.1 CIMS的早期的几种定义
欧共体CIM/OSA：
“CIM是信息技术和生产技术的综合应用，旨在提高 制造型企业的生产率和响应能力，由此，企业的所有功 能、信息和组织管理方面都是集成起来的整体的各个部 分”。
第10页，共36页。
004
第一讲 CIMS概述
• -提 值-生产装精高得产量配益企关流低线生业注程、（产的价固（问T、格定J题IQT高线；，、-日>C流、本动S）、线E）的水平。
以知识为基础
• --制 现 用几产生造代信个品产设集息主维成备成技要护本水制术伙费大平 造 改伴用量提产造讨高下的高生传论降新的统用、产基的户生品础制竞需产和造争求率背业，提景是确高出定路汽；车规格
一体化信息工
程，CIMS-2
第3页，共36页。
003
第一讲 CIMS概述
2 CIMS的基本概念
• 什么是CIM？ •CI什M么（C是omCIpMutSe？r Integrated Manufacturing）--是一
种组织、管理与运行企业生产的哲理。它包含两个要点：
（1）企业的各个生产环节是不可分割的，需要统一考虑。 （体现系统的观点） （2）整个制造过程实质上是信息的采集、传递和加工处 理的过程。（体现信息的观点）
第14页，共36页。
004
第一讲 CIMS概述
3.1 CIMS的组成部分解释
1 管理信息分系 统
2 产品设计自 动化系统
3 制造自动化 分系统
4 质量保证分 系统
5 计算机网络 分系统
6 工程数据库 分系统
它是CIMS中信息流和物流的 结合点。对于离散型企业，可以 由数控机床、加工中心、测量机、 运输小车、立体仓库和多级分布 式控制计算机等设备及相应的支 撑软件组成。对于连续型生产企 业，可以由DCS控制下的生产设 备组成。
企业信息化工程及管理现代化讲义(ppt 92页)
90年代
74
76
41
54
51
63
52
64
53 64
53 63
41 51
46
55
28 36
45 38
60
36
54
39 22 25
30 27
50 54
25
50
75
100
扰动程度
高
信息时代造成了21世纪的“无国界经济”
• 跨国公司的生产总值占工业化国家生产总值的 40%
• 跨国公司的贸易占世界贸易总值的
863/CIMS主题项目技术研究纲要89.6（第一稿）
90年IBM： “应用信息技术提高组织的生产率和
响应能力”
91年日本能率协会提出： “为实现企业适应今后企业环境的经营战略，
有必要从销售市场开始，对开发、生产、 物流、服务进行整体优化组合，CIMS是 以信息作为媒介，用计算机把企业活动中 多种业务领域及其职能集成起来，追求整 体效益的新型生产系统”。
组织原则
产品开发能力 和制造过程
创新能力
产品和服务
时间
20世纪90年代制造业的标志性进展
波音777的设计和制造
• 全数字化定义——无纸生产 • 数字化预装配——无金属样机的生产 （虚拟制造的一部分） • 广域网上的异地设计、异地制造 • 基于STEP的数据交换 •协同工作小组Team work 238个
→设计制造周期大大缩短：4年 （而波音757、767约9-10年） 更大的利润，每架777，$1.4亿
研制周期 (年)
交付周期
10
9
研制周期
82
81
8
7
71
6
CIMS计算机集成制造系统 ppt课件
综上所述，CIM必须包括：市场、计划与控制、设 计、制造、物料搬运与存取、财务会计、行政管 理与产品销售等方面。
CIMS的基本概念与组成
对“计算机集成制造”的解释： 计算机 集成 制造
工具
生产方式的
关键与核心
目的
CIMS的基本概念与组成
计算机集成制造系统CIMS的组成
CIMS:基于CIM哲理的一种工程集成系统，是一种新型 制造模式。 CIMS核心:是将企业内的人和组织、经营管理和技术 三要素之间的集成，以保证企业内的工作流、物质流 和信息流畅通无阻。
CIM：是一种思想、模式、哲理，强调企业信息集成。
CIMS的基本概念与组成
CIM定义（国外）：
联邦德国经济生产委员会(AWF)定义CIM为：CIM 是指在所有与生产有关的企业部门中集成地采用 电子数据处理，CIM包括了生产计划和控制 (PPC)、计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助工 艺过程设计(CAPP)、计算机辅助制造(CAM)、 计算机辅助质量管理(CAQ)之间信息技术上的协 同工作，其中为生产产品所必需的各种技术功能 和管理功能应实现集成。
将“自动化孤岛”集成在一起
CIMS的产生背景
70年代后 信息技术促使全球市场的形成
T（时间）、Q（质量）、C（成本）、S（服务） — 制造业 的难题 永恒的主题
促使 管理变革 技术进步
全社会进步
T Q C S的阻力— “自动化孤岛”
单元技术:不同的 单位、时期、标准、封闭系统
通信协议、软件、数据库
同濟大學
TONGJI UNIVERSITY
制造模式的发展和应用答辩
计算机集成制造 CIMS
张燕红 祁国栋 楼科文 马 飞
1
理念篇
CIMS的基本概念与组成
对“计算机集成制造”的解释： 计算机 集成 制造
工具
生产方式的
关键与核心
目的
CIMS的基本概念与组成
计算机集成制造系统CIMS的组成
CIMS:基于CIM哲理的一种工程集成系统，是一种新型 制造模式。 CIMS核心:是将企业内的人和组织、经营管理和技术 三要素之间的集成，以保证企业内的工作流、物质流 和信息流畅通无阻。
CIM：是一种思想、模式、哲理，强调企业信息集成。
CIMS的基本概念与组成
CIM定义（国外）：
联邦德国经济生产委员会(AWF)定义CIM为：CIM 是指在所有与生产有关的企业部门中集成地采用 电子数据处理，CIM包括了生产计划和控制 (PPC)、计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助工 艺过程设计(CAPP)、计算机辅助制造(CAM)、 计算机辅助质量管理(CAQ)之间信息技术上的协 同工作，其中为生产产品所必需的各种技术功能 和管理功能应实现集成。
将“自动化孤岛”集成在一起
CIMS的产生背景
70年代后 信息技术促使全球市场的形成
T（时间）、Q（质量）、C（成本）、S（服务） — 制造业 的难题 永恒的主题
促使 管理变革 技术进步
全社会进步
T Q C S的阻力— “自动化孤岛”
单元技术:不同的 单位、时期、标准、封闭系统
通信协议、软件、数据库
同濟大學
TONGJI UNIVERSITY
制造模式的发展和应用答辩
计算机集成制造 CIMS
张燕红 祁国栋 楼科文 马 飞
1
理念篇
现代集成制造系统(CIMS)和制造业信息化工程(MIE)(ppt 108页)
其中在CIM系统体系结构中要加入经济视 图的观点，是作者在国际上首次提出的。 近年来，SLA已逐渐为国内外的CIM专家 所接受。
21
SLA
22
建模方法
功能视图建模方法
IDEF0：ICAM DEFinition method 的缩写,是美国空军在70年代末80年代
初ICAM(Integrated Computer Aided Manufacturing)工程在结构化分析和设计 方法基础上发展的一套系统分析和设计方法。
一个很好的工具。获取本体论的动机是“可再用性”(reusability)。IDEF5是
IDEF家族的一种本体论获取方法
WBS：工作分解结构
RAD：快速应用程序开发
25
建模方法
过程视图的建模方法
IDEF3：IDEF3方法能使专家通过定义活动的顺序和活动间的关系来交流
一个系统的过程流。IDEF3用两个基本组织结构－场景描述（Scenario）和对 象（Object）来获取对过程的描述。
SLA(Stair-Like CIM System Architecture)
清华大学陈禹六教授领导的课题组根据我 国实施CIMS的经验并吸取了国外各种 CIM系统体系结构的优点，于1994年提出 了六视图阶梯形CIM系统体系结构 （Stair-Like CIM System Architecture， 简称SLA）。
技术趋势
数字化设计制造 虚拟样机 全球采购和分销 大规模定制
通用公司应用状况
开发周期（48月－>24月－> 12月） 碰撞试验（100次 －> 50次） 个性化定单 －> 3小时 通过在线采购降低成本10％
16
现代集成制造系统相关技术发展趋势
21
SLA
22
建模方法
功能视图建模方法
IDEF0：ICAM DEFinition method 的缩写,是美国空军在70年代末80年代
初ICAM(Integrated Computer Aided Manufacturing)工程在结构化分析和设计 方法基础上发展的一套系统分析和设计方法。
一个很好的工具。获取本体论的动机是“可再用性”(reusability)。IDEF5是
IDEF家族的一种本体论获取方法
WBS：工作分解结构
RAD：快速应用程序开发
25
建模方法
过程视图的建模方法
IDEF3：IDEF3方法能使专家通过定义活动的顺序和活动间的关系来交流
一个系统的过程流。IDEF3用两个基本组织结构－场景描述（Scenario）和对 象（Object）来获取对过程的描述。
SLA(Stair-Like CIM System Architecture)
清华大学陈禹六教授领导的课题组根据我 国实施CIMS的经验并吸取了国外各种 CIM系统体系结构的优点，于1994年提出 了六视图阶梯形CIM系统体系结构 （Stair-Like CIM System Architecture， 简称SLA）。
技术趋势
数字化设计制造 虚拟样机 全球采购和分销 大规模定制
通用公司应用状况
开发周期（48月－>24月－> 12月） 碰撞试验（100次 －> 50次） 个性化定单 －> 3小时 通过在线采购降低成本10％
16
现代集成制造系统相关技术发展趋势
计算机集成制造系统ppt课件
1
张燕红 祁国栋 楼科文 马 飞
2
1
理念篇
2
技术篇
3
实践篇
3
CIMS的产生背景 CIMS的基本概念与组成 CIMS的发展概况
4
什么是CIMS？
20世纪70年代以来，随着电子信息技术、自动化 技术的发展以及各种先进制造技术的进步，制造系统 中许多以自动化为特征的单元技术得以广泛应用。如 CAD、CAPP、CAM、工业机器人、FMS等单元技术 的应用，为企业带来显著效益。
然而，人们同时发现，如果局部发展这些自动化 单元技术，会产生“自动化孤岛”现象。“自动化孤 岛”具有较大封闭性，相互之间难以实现信息的传递 与共享，从而降低系统运行的整体效率，甚至造成资 源浪费。
5
“自动化孤岛”
6
1+1≠2
7
例：离散制造业
CAD
CAPP
未经集成化处理的 计算机应用,形成了多个 “自动化孤岛”
制造 自动化分系统
分
务
系
统
统
数据库分系统
支撑分系统
计算机网络分系统 CIMS组成框图
19
CIMS递阶控制结构
CIMS是一个复杂庞大的工程系统，通常采用递阶控 制结构。
递阶控制：将一个复杂的控制系统按照其功能分解成 若干层次，各层次进行独立的控制处理，完成各自的功能 ；层与层之间保持信息交换，上层对下层发布命令，下层 向上层回送命令执行结果，通过通信联系成一个完整的控 制系统。
• ④统一管理并实现经营、人员、技术的集成优化运行。
18
CIMS的组成
功能分系统 •生产经营管理信息分系统 •工程设计自动化分系统 •制造自动化分系统 •质量保证分系统 支撑分系统 •计算机网络分系统 • 数据库分系统
张燕红 祁国栋 楼科文 马 飞
2
1
理念篇
2
技术篇
3
实践篇
3
CIMS的产生背景 CIMS的基本概念与组成 CIMS的发展概况
4
什么是CIMS？
20世纪70年代以来，随着电子信息技术、自动化 技术的发展以及各种先进制造技术的进步，制造系统 中许多以自动化为特征的单元技术得以广泛应用。如 CAD、CAPP、CAM、工业机器人、FMS等单元技术 的应用，为企业带来显著效益。
然而，人们同时发现，如果局部发展这些自动化 单元技术，会产生“自动化孤岛”现象。“自动化孤 岛”具有较大封闭性，相互之间难以实现信息的传递 与共享，从而降低系统运行的整体效率，甚至造成资 源浪费。
5
“自动化孤岛”
6
1+1≠2
7
例：离散制造业
CAD
CAPP
未经集成化处理的 计算机应用,形成了多个 “自动化孤岛”
制造 自动化分系统
分
务
系
统
统
数据库分系统
支撑分系统
计算机网络分系统 CIMS组成框图
19
CIMS递阶控制结构
CIMS是一个复杂庞大的工程系统，通常采用递阶控 制结构。
递阶控制：将一个复杂的控制系统按照其功能分解成 若干层次，各层次进行独立的控制处理，完成各自的功能 ；层与层之间保持信息交换，上层对下层发布命令，下层 向上层回送命令执行结果，通过通信联系成一个完整的控 制系统。
• ④统一管理并实现经营、人员、技术的集成优化运行。
18
CIMS的组成
功能分系统 •生产经营管理信息分系统 •工程设计自动化分系统 •制造自动化分系统 •质量保证分系统 支撑分系统 •计算机网络分系统 • 数据库分系统
CIMS概述PPT课件( 52页)
1.3.1 CIM技术产生背景－－技术背景
(1)CAM：以数控技术、机器人为代表，以柔性制造自动化进 入高级阶段，已实现局部生产自动化。现已进入柔性制造单元、 柔性制造系统和分布式数字控制DNC、虚拟制造阶段。 (2)CAD：以计算机图形学为基础，以计算机绘图，产品设计 为标志，已实现设计局部自动化。目前已进入基于三维仿真的 CAD、并行设计、DFX(Design for X)、虚拟设计阶段。 (3)CAQ：以计算机检测与诊断为基本手段，已发展成质量控 制系统，目前是QFD(Quality Function Deployment质量功能 配置)/DFQ(Design for Quality 全局质量设计) 阶段。 (4)计算机控制：从单台设备控制发展到多组生产控制系统，
第一章 CIMS概述
1.1 从企业信息化谈CIMS
企业信息化的发展阶段
现代集成制造系统
CIMS II 企业间集成
计算机集成制造
CIMS 全局集成优化
局部应用/孤岛集成 CAD、MRPII等
初级应用 模仿手工作业
计算机集成制造系统与企业资源计划（CIMS & ERP）
第一章 CIMS概述
1.1 从企业信息化谈CIMS 1.2 CIM概念目标及内容 1.3 CIM技术发展过程、现状及趋势 1.4 企业自动化与信息化的发展阶 段
分
系 统
支 撑
数据库分系统 计算机网络分系统
计算机集成制造系统与企业资源计划（CIMS & ERP）
第一章 CIMS概述
1.1 从企业信息化谈CIMS 1.2 CIM概念目标及内容 1.3 CIM技术发展过程、现状及趋势 1.4 企业自动化与信息化的发展阶 段
第一章 CIMS概述
(1)CAM：以数控技术、机器人为代表，以柔性制造自动化进 入高级阶段，已实现局部生产自动化。现已进入柔性制造单元、 柔性制造系统和分布式数字控制DNC、虚拟制造阶段。 (2)CAD：以计算机图形学为基础，以计算机绘图，产品设计 为标志，已实现设计局部自动化。目前已进入基于三维仿真的 CAD、并行设计、DFX(Design for X)、虚拟设计阶段。 (3)CAQ：以计算机检测与诊断为基本手段，已发展成质量控 制系统，目前是QFD(Quality Function Deployment质量功能 配置)/DFQ(Design for Quality 全局质量设计) 阶段。 (4)计算机控制：从单台设备控制发展到多组生产控制系统，
第一章 CIMS概述
1.1 从企业信息化谈CIMS
企业信息化的发展阶段
现代集成制造系统
CIMS II 企业间集成
计算机集成制造
CIMS 全局集成优化
局部应用/孤岛集成 CAD、MRPII等
初级应用 模仿手工作业
计算机集成制造系统与企业资源计划（CIMS & ERP）
第一章 CIMS概述
1.1 从企业信息化谈CIMS 1.2 CIM概念目标及内容 1.3 CIM技术发展过程、现状及趋势 1.4 企业自动化与信息化的发展阶 段
分
系 统
支 撑
数据库分系统 计算机网络分系统
计算机集成制造系统与企业资源计划（CIMS & ERP）
第一章 CIMS概述
1.1 从企业信息化谈CIMS 1.2 CIM概念目标及内容 1.3 CIM技术发展过程、现状及趋势 1.4 企业自动化与信息化的发展阶 段
第一章 CIMS概述
计算机集成系统CIMS(ppt 13页)
二、CIMS的特征
1、CIMS是高科技密集型技术； 2、CIMS 是一个大型的一体化的管理系统； 3、从数据共享来看，CIMS将物流、技术
信息流和管理信息流集成为一体； 4、从管理技术和方法上，CIMS将MIS、
MRPII、CAD/CAPP/CAM、CE、LP等技 术部分或全部集成起来。
人
技术
管理
财务管理
任务 数据
实际 工艺卡 实际 数据 NC程序 数据
CAM
制造控制、装配、检验、进货仓 库管理系统、设备维修、储运等
质量 CAQ 控制 质量管理计划
质量 质量控制 数据
质量检查 质量 数据
质量 统计 质量系统分析
第二节 CIMS与企业管理
• 一、现场管理的革新
• 现场设备：机器人，自动化设备 • 维修保养： • 设备使用与工作环境要求更高
• 二、管理体制的革新
• 网状信息联系 • 扁平化的组织结构
• 与软件相对应 开展全员设备维修活动
• 提高设备生产率
加强技能管理 设备维修信息管理
• 多品种小批生产采用的管理方式
一专多能 缩短交货周期 自由流量 系统
• 建立产品责任体制
建立质询回答体制 严格设计审查制度 建立自动检查系统
• 加强成本管理
第九章 计算机集成制造系统 （CIMS）
第一节 CIMS的特征与组成
一、CIM与CIMS的概念
• CIM的概念——1973 美国哈灵顿博士提出
• 1、从产品研制到售后服务的生产周期全部活 动，是一个不可分割的整体，每个组成过程应 紧密连接安排，不能单独考虑；
• 2、整个生产过程的活动，实质上是一系列数 据处理的过程，每一过程都有数据产生、分类、 传输、分析、加工等处理，其最终生产成的产 品，可以看作是数据的物质表现。
信息时代的制造业与CIM_CIMS概念(ppt 75页)
华北电力大学自动化系
4
为什么要学习CIMS?
了解相关知识 从事企业软件开发
CAD/CAE/CAPP(:计算机辅助工艺过程设计 (computer aided process planning) )
PDM/PLM(产品数据管理(ProductDataManagement)/
产品生命周期管理 product lifecycle management))
金碟、用友 浪潮、华天
华北电力大学自动化系
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课程主要内容
理念篇
CIMS的基本概念、基本原理、基本方法、应用背景 CIMS的方法体系
技术篇
CIMS关键技术 CIMS总体设计技术
管理、设计、制造、集成
实践篇
企业信息化 我国的制造业信息化工程战略
华北电力大学自动化系
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教学方式
课堂教学讲授为主������ 报告型作业（逐步深入，启发对课程内容的思考， 通过作业来掌握原理）������ ������ 平时成绩占50％（出勤+作业） 考核方式（开卷或小论文形式）
Ford生产线方式的引入（1908年）
－零件互换、标准化技术的引入 －装配线（固定线－>流动线） －结果：生产成本大量下降、生产率提高、产品的维护 费用下降、维护方法简化 －生产量200万辆时、价格降低了2/3。
特点
－劳动力专业化分工、培训时间缩短 －组织结构一体化、大而全，计划管理，由上而下协调 生产组织 －机床的能力不断提高������
大批量生产追求的目标（50年代前）
－大量生产－低成本－提高劳动生产率
华北电力大学自动化系
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自动化生产（第三阶段，上 世纪50-70年代）
新的生产组织模式
CIMS基础课件
实施描述层
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山东大学计算机学院 CIMS基础 V2012
PERA方法:Purdue-ARC体系结构
普渡大学的应用工业控制普渡实验室组织自1990年 11月开始为一个CIM工厂迚行企业建模而开发的 面向系统整个生命周期
概念－ >定义－ >讴计－ >建造不安装－ >运行
PERA建模方法定义了一个一般性的仸务表示方法， 涵盖了信息系统仸务、制造仸务以及人工仸务。
CIMS组成部分
市场信息 技术信息
功能分系统
经营 管理 信息 分 系 统
工程设计自动化 分系统
制造自动化 分系统
支撑分系统
质量 保证 分 系 统
售 后 服 务 信 息
数据库分系统 计算机网络分系统
13 山东大学计算机学院 CIMS基础 V2012
CIMS的功能结构
四个功能分系统
管理信息分系统
CIM哲理
1973年，J.Harrinton博士提出CIM概念 基本思想
系统的观点：企业的各个生产环节是丌可分割的，应该加以 统一处理 信息的观点：整个生产过程实质上也是对信息的采集、传递 和加工处理的过程，在企业中主要存在信息流和物流这两种 运劢过程，而物流又是受信息流控制的。
3
山东大学计算机学院 CIMS基础 V2012
数据库分系统
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山东大学计算机学院 CIMS基础 V2012
第2章 CIMS建模
企业模型是什么？
企业模型是一种记载企业知识的系统结构，也可以说 是一种企业知识和经验的形式化表达方法 企业模型也是描述企业形态、特征、行为的一种蓝图 企业的业务流程、组织结构、资源构成、产品结构、 信息联系、觃章、制度、觃程、计划、方案、建议、 管理方法等都属亍企业模型的范畴
《CIMS介绍》
1999年华中理工大学获美国制造工程师协会 （SME）大学领先奖。
整理课件
32
863/ CIMS 应用示范工程
企业名称 沈阳鼓风机厂
成都飞机工业公司 经纬纺织机械股份有限公司
福建炼油化工有限公司 北京第一机床厂
成果
产品交货期由18个月降为10～11个月 设计生产能力由29台增为54台 产量增加了118% 质量成本下降了79.7%
我国CIMS的研究
• 目前我国已造就了一支3000多人的具有较高水平的CIMS研究队伍， CIMS总体技术的研究已处于国际上比较先进的水平。
• 在企业建模、系统设计方法、异构信息集成、基于STEP的 CAD/CAPP/CAM/CAE、并行工程及离散系统动力学理论等方面 也有一定的特色或优势，在国际上已有一定的影响。
整理课件
17
CAD
电子文档
CAPP
电子文档
CAM
电子文档
相关部门
电子文档
网络
统一的产品数据(含工艺文件)管理系统（PDM） 数据管理, 数据查询, 数据共享, 安全, 版本, 更改, 发放, 工作流程,电子邮件...
统一的产品数据库
(电子仓库)
统一 产品 数据 模型
产品结构树(EBOM) 产品图纸 三维模型 产品工艺文件
整理课件
14
整理课件
15
1.4.2 MAS（制造自动化分系统）
1）制造装备： 加工设备（自动线、数控机床、FMS等） 测量设备（三坐标测量机、各种量仪等） 辅助设备（刀具、夹具等）
2）物料①运实输和现存多储品设备种：、小批量产品制造的柔性自动化；
运输物料小车
上②下物实料现装置优 质、低成本、短周期及高效率生产，提 搬高运企机器业人的市场竞争能力；
整理课件
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863/ CIMS 应用示范工程
企业名称 沈阳鼓风机厂
成都飞机工业公司 经纬纺织机械股份有限公司
福建炼油化工有限公司 北京第一机床厂
成果
产品交货期由18个月降为10～11个月 设计生产能力由29台增为54台 产量增加了118% 质量成本下降了79.7%
我国CIMS的研究
• 目前我国已造就了一支3000多人的具有较高水平的CIMS研究队伍， CIMS总体技术的研究已处于国际上比较先进的水平。
• 在企业建模、系统设计方法、异构信息集成、基于STEP的 CAD/CAPP/CAM/CAE、并行工程及离散系统动力学理论等方面 也有一定的特色或优势，在国际上已有一定的影响。
整理课件
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CAD
电子文档
CAPP
电子文档
CAM
电子文档
相关部门
电子文档
网络
统一的产品数据(含工艺文件)管理系统（PDM） 数据管理, 数据查询, 数据共享, 安全, 版本, 更改, 发放, 工作流程,电子邮件...
统一的产品数据库
(电子仓库)
统一 产品 数据 模型
产品结构树(EBOM) 产品图纸 三维模型 产品工艺文件
整理课件
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整理课件
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1.4.2 MAS（制造自动化分系统）
1）制造装备： 加工设备（自动线、数控机床、FMS等） 测量设备（三坐标测量机、各种量仪等） 辅助设备（刀具、夹具等）
2）物料①运实输和现存多储品设备种：、小批量产品制造的柔性自动化；
运输物料小车
上②下物实料现装置优 质、低成本、短周期及高效率生产，提 搬高运企机器业人的市场竞争能力；
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MBOM 典型工艺文件 工艺设计资源 其他...
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产品数据管理（PDM）
1.4.4 MRP—MRP-II — ERP（ERP分系统）
MRP—物料需求计划 MRP-II—制造资源计划 ERP—企业资源计划
主要功能： 1）信息处理：采集、传输、加工、查询； 2）事务处理：经营计划、物料、生产、财务、人力资 源管理等； 3）辅助决策：预测未来。
用。
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22
CIM－OSA体系结构
.
23
我国学者提出的“阶梯形多视图多领域CIMS体系 结构”（stair-like CIMS architecture，简称SLA）
.
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） 应 供
1.3 C美IM国S SM资E源（于人1、材9料 93、工年具、 提信出息、 了技C术、IMS的第三版轮图:
共享知识
顾客支 持
人
产 品/工 艺
协同工作
顾客
组织 系统
责任（ 雇员、
制造 投 资 者 、 社区、
环 境 ...）
将顾客作为制造业一切活动的核心，强调了人、组织和协同工作， 以及基于制造基础设施、资源和企. 业责任之下的组织、管理生产8 等 的全面考虑。
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CAD
电子文档CAຫໍສະໝຸດ P电子文档CAM电子文档
相关部门
电子文档
网络
统一的产品数据(含工艺文件)管理系统（PDM） 数据管理, 数据查询, 数据共享, 安全, 版本, 更改, 发放, 工作流程,电子邮件...
统一的产品数据库
(电子仓库)
统一 产品 数据 模型
产品结构树(EBOM) 产品图纸 三维模型 产品工艺文件
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1.4.5 CAQ（质量控制与管理分系统）
.
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CIMS的体系结构
就是一组代表整个CIMS各个方面的多视图多层 次的模型的集合。
欧共体ESPRIT计划中的AMICE专题所提出的 CIMS-OSA体系结构具有一定的代表性。
对建立开放式CIMS 系统的体系结构。 促进CIM
系统结构的标准化、模块化、系统化。 起到推进作
.
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1.4.2 MAS（制造自动化分系统）
1）制造装备： 加工设备（自动线、数控机床、FMS等） 测量设备（三坐标测量机、各种量仪等） 辅助设备（刀具、夹具等）
2）物料①运实输和现存多储品设备种：、小批量产品制造的柔性自动化；
运输物料小车
上②下物实料现装置优 质、低成本、短周期及高效率生产，提 搬高运企机器业人的市场竞争能力；
自动化立体仓库等
3）车③间作为业计作划业（人制造员执创行系造统舒ME适S）而安全的劳动环境。
生产计划分解 任务分配 车间物料需求计划 加工能力平衡等
.
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1.4.3 C3P（CAD/CAPP/CAM/PDM分系统）
CAD—计算机辅助设计 CAPP—计算机辅助工艺设计 CAM—计算机辅助制造 PDM—产品数据管理
.
5
1.3 CIMS
1985年德国经济生产委员会（AWF）提出 CIMS的推荐定义：
CIMS是指在所有与生产有关的企业部门中 集成地采用电子数据处理。CIMS包括了在生产 计划与控制（PPC）、计算机辅助设计（CAD）、 计算机辅助工艺规划（CAPP）、计算机辅助制 造（CAM）和计算机辅助质量管理（CAQ）之间 信息技术上的协同工作，其中为生产产品所必需 的各种技术功能和管理功能应实现集成。
CIMS的基本组成、体系结构
.
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CIMS是一个大型的复杂系统，包括人、 经营、技术三要素
.
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1.4 CIMS体系组成
C3P分系统 CAD CAPP CAM PDM
ERP分系统
销售 采购 仓储 MRP-II 财务 人力资源
CAQ分系统
质量标准 质量数据采 集 质量分析评 价 质量控制策 略
MAS分系统
.
3
1.3 CIMS 美国制造工程师学会的计算机与自动化系
统协会（SME/CASA）设 计在上世纪80年代初曾发 表过CIMS管的理最早轮图C：A D /C A M
MM、
网络和 数据库
质量控制
制造自动化
含义：在计算机技术的支持下，实现企业经营、生产等
主要环节的集成。
.
4
1.3 CIMS
美国制造工程师学会（SME）在1985年提出CIMS的第 二版轮图结构
全部生产活动就是一个数据的采集、传递和加工 处理的过程。
.
2
1.3 CIMS
CIMS是按照CIM思想方法所建立的制造系统。 Computer Integrated Manufacturing System
CIMS的两个主要特征： 1）CIMS包含企业全部生产经营活动（设计、制造和经
营管理） 2）信息集成（人、组织和协同）
.
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1.4 CIMS体系组成
指挥一个设备小组的生产活动
生产管理，数据统计，技术文档分发 任务安排，资源分配 任务分配，排队，调度
完成一项具体的工作
.
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1.4.1 支撑环境（网络数据库）
支撑环境包括四个部分： 数据库：集中式DB、 C/S分布式DB 、BWD 网络：服务器、交换机、光纤、通信协议、网络接口等 硬件：计算机/工作站/服务器/外部设备等 软件：操作系统/网络软件/开发工具/应用软件等
计算机集成制造
.
1
第一章 概述
1.1 起源
市场的竞争和IT技术发展。
1973年，美国学者Joseph Harrington博士在其所 著《Computer Integrated Manufacturing》一书中首 次提出CIM的概念。
1.2 CIM概念
CIM是组织和管理生产的一种思想方法，它涉及 从市场分析、产品设计、加工制造、经营管理、直至 售后服务的全部生产活动，并把全部生产活动看作是 彼此相连、不可分割的一个整体。
制造装备 物料运输和 存储设备 搬运机器人 立体仓库
应用环境：计算机、工作站、操作系统、DBMS等应用软件
集中式DB
C/S分布式DB
BWD
支支撑撑环环境境：：服服务务器器、、交交换换机机、、光光纤纤、、通通信.信协协议议、、网网络络接接口口和和软软件件等等构构成成网网络络11
1.4 CIMS体系组成
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1.3 CIMS
1988年我国863计划CIMS主题专家组认为：
CIMS是未来工厂自动化的一种模式。它把 以往企业内相互分离的技术（如CAD、CAM、 FMC、MRPⅡ……）和人员（各部门、各级别）， 通过计算机有机地综合起来，使企业内部各种活 动高速度、有节奏、灵活和相互协调地进行，以 提高企业对多变竞争环境的适应能力，使企业经 济效益取得持续稳步的发展。
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产品数据管理（PDM）
1.4.4 MRP—MRP-II — ERP（ERP分系统）
MRP—物料需求计划 MRP-II—制造资源计划 ERP—企业资源计划
主要功能： 1）信息处理：采集、传输、加工、查询； 2）事务处理：经营计划、物料、生产、财务、人力资 源管理等； 3）辅助决策：预测未来。
用。
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CIM－OSA体系结构
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我国学者提出的“阶梯形多视图多领域CIMS体系 结构”（stair-like CIMS architecture，简称SLA）
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） 应 供
1.3 C美IM国S SM资E源（于人1、材9料 93、工年具、 提信出息、 了技C术、IMS的第三版轮图:
共享知识
顾客支 持
人
产 品/工 艺
协同工作
顾客
组织 系统
责任（ 雇员、
制造 投 资 者 、 社区、
环 境 ...）
将顾客作为制造业一切活动的核心，强调了人、组织和协同工作， 以及基于制造基础设施、资源和企. 业责任之下的组织、管理生产8 等 的全面考虑。
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CAD
电子文档CAຫໍສະໝຸດ P电子文档CAM电子文档
相关部门
电子文档
网络
统一的产品数据(含工艺文件)管理系统（PDM） 数据管理, 数据查询, 数据共享, 安全, 版本, 更改, 发放, 工作流程,电子邮件...
统一的产品数据库
(电子仓库)
统一 产品 数据 模型
产品结构树(EBOM) 产品图纸 三维模型 产品工艺文件
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1.4.5 CAQ（质量控制与管理分系统）
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21
CIMS的体系结构
就是一组代表整个CIMS各个方面的多视图多层 次的模型的集合。
欧共体ESPRIT计划中的AMICE专题所提出的 CIMS-OSA体系结构具有一定的代表性。
对建立开放式CIMS 系统的体系结构。 促进CIM
系统结构的标准化、模块化、系统化。 起到推进作
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1.4.2 MAS（制造自动化分系统）
1）制造装备： 加工设备（自动线、数控机床、FMS等） 测量设备（三坐标测量机、各种量仪等） 辅助设备（刀具、夹具等）
2）物料①运实输和现存多储品设备种：、小批量产品制造的柔性自动化；
运输物料小车
上②下物实料现装置优 质、低成本、短周期及高效率生产，提 搬高运企机器业人的市场竞争能力；
自动化立体仓库等
3）车③间作为业计作划业（人制造员执创行系造统舒ME适S）而安全的劳动环境。
生产计划分解 任务分配 车间物料需求计划 加工能力平衡等
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1.4.3 C3P（CAD/CAPP/CAM/PDM分系统）
CAD—计算机辅助设计 CAPP—计算机辅助工艺设计 CAM—计算机辅助制造 PDM—产品数据管理
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1.3 CIMS
1985年德国经济生产委员会（AWF）提出 CIMS的推荐定义：
CIMS是指在所有与生产有关的企业部门中 集成地采用电子数据处理。CIMS包括了在生产 计划与控制（PPC）、计算机辅助设计（CAD）、 计算机辅助工艺规划（CAPP）、计算机辅助制 造（CAM）和计算机辅助质量管理（CAQ）之间 信息技术上的协同工作，其中为生产产品所必需 的各种技术功能和管理功能应实现集成。
CIMS的基本组成、体系结构
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CIMS是一个大型的复杂系统，包括人、 经营、技术三要素
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1.4 CIMS体系组成
C3P分系统 CAD CAPP CAM PDM
ERP分系统
销售 采购 仓储 MRP-II 财务 人力资源
CAQ分系统
质量标准 质量数据采 集 质量分析评 价 质量控制策 略
MAS分系统
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1.3 CIMS 美国制造工程师学会的计算机与自动化系
统协会（SME/CASA）设 计在上世纪80年代初曾发 表过CIMS管的理最早轮图C：A D /C A M
MM、
网络和 数据库
质量控制
制造自动化
含义：在计算机技术的支持下，实现企业经营、生产等
主要环节的集成。
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1.3 CIMS
美国制造工程师学会（SME）在1985年提出CIMS的第 二版轮图结构
全部生产活动就是一个数据的采集、传递和加工 处理的过程。
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1.3 CIMS
CIMS是按照CIM思想方法所建立的制造系统。 Computer Integrated Manufacturing System
CIMS的两个主要特征： 1）CIMS包含企业全部生产经营活动（设计、制造和经
营管理） 2）信息集成（人、组织和协同）
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1.4 CIMS体系组成
指挥一个设备小组的生产活动
生产管理，数据统计，技术文档分发 任务安排，资源分配 任务分配，排队，调度
完成一项具体的工作
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1.4.1 支撑环境（网络数据库）
支撑环境包括四个部分： 数据库：集中式DB、 C/S分布式DB 、BWD 网络：服务器、交换机、光纤、通信协议、网络接口等 硬件：计算机/工作站/服务器/外部设备等 软件：操作系统/网络软件/开发工具/应用软件等
计算机集成制造
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第一章 概述
1.1 起源
市场的竞争和IT技术发展。
1973年，美国学者Joseph Harrington博士在其所 著《Computer Integrated Manufacturing》一书中首 次提出CIM的概念。
1.2 CIM概念
CIM是组织和管理生产的一种思想方法，它涉及 从市场分析、产品设计、加工制造、经营管理、直至 售后服务的全部生产活动，并把全部生产活动看作是 彼此相连、不可分割的一个整体。
制造装备 物料运输和 存储设备 搬运机器人 立体仓库
应用环境：计算机、工作站、操作系统、DBMS等应用软件
集中式DB
C/S分布式DB
BWD
支支撑撑环环境境：：服服务务器器、、交交换换机机、、光光纤纤、、通通信.信协协议议、、网网络络接接口口和和软软件件等等构构成成网网络络11
1.4 CIMS体系组成
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1.3 CIMS
1988年我国863计划CIMS主题专家组认为：
CIMS是未来工厂自动化的一种模式。它把 以往企业内相互分离的技术（如CAD、CAM、 FMC、MRPⅡ……）和人员（各部门、各级别）， 通过计算机有机地综合起来，使企业内部各种活 动高速度、有节奏、灵活和相互协调地进行，以 提高企业对多变竞争环境的适应能力，使企业经 济效益取得持续稳步的发展。