注塑行业CIMS的体系结构与信息集成研究
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CIMS的体系结构
作为一个系统,CIMS由若干个相互联系的部分(分系统)组成,通常CIMS可划分为5个分系统(图1):
图1 CIMS结构
1)工程技术信息分系统(EIS或TIS)包括计算机辅助设计(CAD),计算机辅助工程分析(CAE),计算机辅助工艺过程设计(CAPP),计算机辅助工装设计(CA TD),数控程序编制(NCP)等。
2)管理信息分系统(MIS)包括经营管理(BM),生产管理(PM),物料管理(MM),人事管理(LM),财务管理(FM)等。
3)制造自动化分系统(MAS)包括各种自动化设备和系统,如计算机数控(CNC),加工中心(MC),柔性制造单元(FMC),柔性制造系统(FMS),工业机器人(Robot),自动装配(AA)等。
4)质量信息分系统(QIS)包括计算机辅助检验(CAI),计算机辅助测试(CA T),计算机辅助质量控制(CAQC),三坐标测量机(CMM)等。
5)计算机网络与数据库分系统(Network & DB)是一个支持系统,用于将上述几个分系统联系起来,以实现各分系统信息的集成。
为了物理地实现CIMS的功能结构,通常采用开放、分布和递阶控制的技术方案。
所谓”开放”,系指采用标准化的应用软件环境。
所谓”分布”系指CIMS的各分系统(以及分系统内的子系统)均有独立的数据处理能力,一个分系统(子系统)失效,不影响其它分系统(子系统)工作;”分布”还指网络系统内各节点和资源的可操作性。
递阶控制结构又称计算机多级控制结构。
由于CIMS是一个复杂的大系统,需要将其分成几个层次进行控制。
通常可将CIMS分为五个层次,分别是工厂级、车间级、单元级、工作站级和设备级。
注塑生产管理系统一、概述注塑生产管理系统是一种以电子化方式实现生产过程全面掌控的信息化管理系统。
该系统通过对生产线、设备、物料、工序等因素进行监控、管理和可视化展示,实现对整个生产过程的实时监测和高效管控,将传统生产管理中的繁琐、低效、易错等问题极大地改善,提高生产效率和质量,并为企业的数字化转型提供坚实的技术基础。
二、系统架构注塑生产管理系统主要由以下模块构成:1. 基础数据管理模块:包括生产线、设备、物料、工序等基础数据的录入、编辑、查询和维护等功能,为后续生产和管理提供数据支持。
2. 生产计划管理模块:包括生产计划的制定、发布、跟踪和统计等功能,实现生产过程的有序化、合理化和跟踪化。
3. 生产监控模块:包括实时监控生产过程中的设备、生产线、工序、物料等信息,实现生产过程的实时掌控和问题预警。
4. 品质管理模块:包括对生产中产生的产品进行质量监控和品质分析,为生产过程的数据化和质量控制提供支持。
5. 成本管理模块:包括对生产成本的全面监控和统计,提高成本控制的精细化和效率化。
6. 数据分析模块:通过对整个生产过程中收集的数据进行分析和处理,为企业的优化生产、提高效益提供科学的依据。
三、系统功能1. 设备管理:实时监测设备的运行状态和设备维护保养情况,对异常情况进行预警和处理,保证设备的稳定运行。
2. 物料管理:对物料的采购、入库、出库、库存等环节进行管理,实现物料的统一管理和精细化控制。
3. 生产计划管理:可以制定合理的生产计划,根据生产计划自动调度、排队等生产过程中的各项任务,提高生产效率和质量。
4. 生产监控:实时监控生产中的各项信息,通过大屏幕、电脑、手机等多种渠道进行展示和查看,及时发现可能存在的问题并解决它们。
5. 品质管理:对生产中产品的质量进行实时监控和分析,及时发现可能存在的质量问题并加以解决,保证产品的质量可靠,顺利通过各项检验。
6. 成本管理:根据生产过程中产生的数据对成本进行实时监控和分析,精确计算各项成本,提高成本控制水平,加强企业的管理效率。
CIMS的体系构成CIMS 是英语 Computer Integrated Manufacturing System 的缩写,意思是计算机集成制造系统。
它是随着计算机辅助设计与制造的发展而产生的。
它是在信息技术自动化技术与制造的基础上,通过计算机技术把分散在产品设计制造过程中各种孤立的自动化子系统有机地集成起来,形成适用于多品种、小批量生产,实现整体效益的集成化和智能化制造系统。
集成化反映了自动化的广度,它把系统的范围扩展到了市场预测、产品设计、加工制造、检验、销售及售后服务等的全过程。
智能化则体现了自动化的深度,它不仅涉及物资流控制的传统体力劳动自动化,还包括信息流控制的脑力劳动的自动化。
当前,我国的 CIMS 已经改变为“现代集成制造(Contemporary Integrated Manufacturing)与现代集成制造系统(Contemporary Integrated Manufacturing System)”。
它已在广度与深度上拓展了原 CIM/CIMS 的内涵。
其中,“现代”的含义是计算机化、信息化、智能化。
“集成”有更广泛的内容,它包括信息集成、过程集成及企业间集成等三个阶段的集成优化;企业活动中三要素及三流的集成优化;CIMS 有关技术的集成优化及各类人员的集成优化等。
CIMS 不仅仅把技术系统和经营生产系统集成在一起,而且把人(人的思想、理念及智能)也集成在一起,使整个企业的工作流程、物流和信息流都保持通畅和相互有机联系,所以,CIMS 是人、经营和技术三者集成的产物。
CIMS集成的内涵:集成和连接不同,它不是简单地把两个或多个单元连接在一起,它是将原来没有联系或联系不紧密的单元组成为有一定功能的、紧密联系的新系统。
两种或多种功能的集成包含着两种或多种功能之间的相互作用。
集成是属于系统工程中的系统综合、系统优化范畴。
CIMS 的集成,从宏观上看主要是以下5个方面:1)系统运行环境的集成2)信息的集成3)应用功能的集成4)技术的集成5)人和组织的集成CIMS 体系结构CIMS 体系结构是用来描述研究对象整个系统的各个部分和各个方面的相互关系和层次结构,从大系统计算机集成制造系统CIMS 构成框图理论角度研究,将整个研究对象分为几个子系统,各个子系统相对独立自治、分布存在、并发运行和驱动等。
cims中的信息集成技术
CIMS,即集成制造信息系统,是指应用信息集成技术将制造企业内部的信息系统和外部的供应商、客户、合作伙伴等相关企业的信息系统集成为一体,实现生产计划、物料采购、生产调度、质量管理、销售配送等诸多业务的集成。
其中,信息集成技术是实现CIMS的核心技术之一,主要包括以下几种:
1.数据集成技术:包括数据抽取、数据清洗、数据转换、数据校验、数据合并等技术,用于将不同业务系统中的数据进行整合与融合;
2.应用集成技术:包括应用程序接口、消息队列、中间件等技术,用于将不同业务系统中的应用程序集成为统一的服务;
3.流程集成技术:包括工作流、业务流、流程引擎等技术,用于将不同业务系统中的业务流程整合为一个统一的业务流程;
4.服务集成技术:包括面向服务架构、服务总线、服务协议等技术,用于将不同业务系统中的服务整合为一个统一的服务,并提供给其他业务系统使用。
综上所述,信息集成技术是CIMS体系中的重要组成部分,可以帮助制造企业实现内外部信息系统的无缝协作,提高生产效率和产品质量,提升企业的竞争力和市场占有率。
注塑成型知识库管理系统的研究与开发为了在注塑模设计中充分利用专家的经验知识以提高设计效率,针对如何获取注塑模规则知识以及如何对其进行整理利用,本文进行了注塑成型知识的分析与规则构建,以SQL Server 数据库和PowerBuild 软件为平台,开发了注塑成型知识库管理系统,给传统的注塑模设计带来了极大的方便。
标签:注塑成型规则知识库系统0 引言如果在注塑模设计过程中将专家的经验知识和参考材料进行存储并利用,来帮助设计人员进行模具设计,必将使设计变得简单,同时提高了设计效率。
1 技术路线在设计注塑模时,要求设计师具有丰富的实践经验和精准的判别能力。
近年来,有较多研究针对如何提高设计效率并对其工艺进行优化,本文通过多种途径获取注塑模设计的专家经验和资料信息,通过对其分析和规则构建,以Microsoft SQL Server 2000数据库和PowerBuild 软件为平台,开发了注塑成型规则知识库管理系统,本系统的应用是基于Windows环境下的。
注塑成型管理系统是针对成型知识进行管理,来方便用户进行推理。
本系统主要有冷却、浇注、成型工艺[1,2]、注塑成型缺陷分析系统四部分内容。
具体技术路线如图1。
2 获取注塑成型知识作者通过大量的企业调研,与模具设计师深入交流,并查询大量资料[3-8],获取了大量的设计知识、设计原则等。
作者将注塑成型相关知识分为图形、规则和表格等三种方式。
在注塑模成型系统设计过程中,很多设计原则以表格方式出现,比如分流道直径的知识如表1所示。
其他以表格方式出现的知识还有塑料收缩率、流动性、注塑参数等。
还有很多成型系统知识以图形的方式存在,比如分流道的布局,如图2所示。
其他以图形方式出现的知识有浇口、冷却布局等。
注塑成型知识还存在着大量能以规则方式出现的知识。
3 构建注塑成型系统规则通过对已获取的注塑模成型系统知识的分析得出,这些知识能用产生式规则方法来准确地进行表达,而且系统也容易管理,因此本文的注塑模系统都采用这种表示方法。
注塑行业CIMS的体系结构与信息集成研究朱华锋谭建荣李涛尹建伟(浙江大学CAI)&CG国家重点实验室.杭州310027)E-mail:fengzh@mailhzqcn摘要根据注塑行业的生产特点.确定了该行业实施CIMS的两条工作主线:建立基于PDM模具制造项目管理;建立基于MRPII哲理,rT,产品(注塑件)生产为棱心的信息管理系统,详细介绍了CIMS各分系统的功能,研究了各分系统之间信息集成方案.关键词CIMS注塑件模具项目管理MRt,II文章编号1002—833l一(2002)09—0245—04文献标识码A中围分类号TP391TheArchitectureandInformationIntegrationofCIMSforInjectionIndustryZhuHuafengTan.1ianrongLiTaoYinJianwei(StateKeyLaboratoryofCAD&CG,ZhejiangUniversity,Hangzhou310027)Abstract:According£0theproductivecharacteristicsofinjectionindustrytwomainprocesslinesofCIMS’applicationamconfirmed:thediemakingprojectmanagementbasedoilPDM.theproductmanagementinformationsystembasedo¨MRPlltheoryThefunctionofsubsystemsofCIMSisintroducedindetail,thentheschemeolinformationintegrationisputfi)rwardKeywords:CIMS.injection,diemakingprojectmanagement,MRPII我国从1989年以来开始启动CIMs应用示范工程.至1998年已有19个省市及6个部委的67家企业实施了CIMS吃Hj示范上程,其行业涉及而较广,有机械、家电、航李、石油、他上、航天、纺织、轻1=、冶金、邮电等行业的各种类型的企业。
此后.义有70多家企业通过了CIMS应用不范工程的直项认I止,其中有的企业现已通过专家验收。
在汽车零部件生产企业中已实施或正在实施ClMs应用示范上稃的企业有:上海德尔福汽辛空调系统有限公一J、上海汽车制造动系统有限公司、天律汽车暖风机有限公司、杭州万向集团公司等多家企业II。
其中,某公司是专f】生产汽车塑料配件,用于给上海桑塔纳、一汽小红旗、别克等中高级轿车配套,它与一般的机械配件行业具有不同的生产模式。
笔者结台公司的生产特点,经过近二年的努/J.成功地完成了该公司的国家863/CIMS应用示范工程,片顺利通过了验收与鉴定。
在此基础上建立了适合于注塑件行业宴施CIMS工程的体系结构和信息集成方案,并可将其推广到其它洼塑件生产企业。
l企业的生产经营特点企业的生产经营特点主要体现在生产类型、生产方式、产品特点、及牛产的三化水平等四个方面。
生产类型:公司的塑料产品主要用于与主机厂配套,产品的图纸或实物由主机厂直接提供。
由于公司具有较强的模具开发能力,产品对应的模具可由公司自行开发设}f。
因此开发的镆具属单件生产.相应的注塑什产品属批量生产,批量大小小一.且配套的主机厂较多。
牛产方式:按定单生产.并且要求符合主机厂的牛产计划。
薹盒硬目:国家863高技术研究发展计划资助项日(编号:863—511-910—2产曲特点:塑料产品的品种较多,问种产品生产蕈复机会因产品品种而定,大小不一,必须迎合主机厂的f|划安求,所以模具的设计、制造都具有较高的技术耍求,多付模具起生产时,!£产管理难度较大。
生产的二化水平:由于主机J较多,轿车品种多.使公司的产品品种多而杂。
横具制造的通用化、系列化标准化程度板差,纯属单件单批生产,不可重复、互换。
由于牛产方式是按定单生产.从与丰机厂商谈到提供产品,其经营活动要经过经营决策、产品漫计、模其设计.计划涸度、加工制造、包装运输、售后服务等过稃,这些n程之间存在着紧密的依赖关系,具体表现在:生产经营环节之间存在着紧密的信息传递关系;生产经营过程的各个阶段之间有严格的先后时序关系;模具制造各个阶段并行工作的可行性较大。
所以加强生产经营各部门、各阶段的佛调工作.缩短各环竹之间的信息传递时间.提高信息沟通程度、共享程度,对提高企业的生产效率、缩短产品的生产开发周期,提高产品的质量具有霞要的意义。
2CIMS的需求分析根据公司的现状,目前主要牡往以下几个方向的芹距:模具制造:模具制造缺乏有效的统一的管理,从而给管理人员进行计划、调度、工艺编制等带来一定的不确定性。
制订项目总成计划日j所需的信息量不足,缺乏有艘的依据。
对于多t项目同时开发时,制ir出的计划容易造成相互}呻l突,技术资料缺乏有效的管理,以往的技术资料不能克分利用,导致不必要的无效劳动,延长了模具的升发周期,计算机_L程与应用200209245搬产品企业正式厂(塑幸j制订£品模具攥具台格主机台格T概配件’徽告型材科制造黼厂注塑要货开发蚶采购确认件|丁单意旬技术计划够攥]不旨格要求兀不台*i滓品;黼’1………’聪声爵萌至车’圈1企业生产漉程田生产管理:生产计划的编制完全以手T方式进行,工作量大、精确性低,无法充分发挥企业现有的生产能力。
库存反馈的信息不及时,只有到每月库存盘点后才能了解现有的库存量,因此对库存资金的积压和缺料的控制缺乏依据。
部门之间缺乏信息集成。
质量管理:报表“手工方式生成,数量多,质量反馈速度慢.给质保部门的统计汇总和文档管理都带来了很大的雕难.质量检验规范缺乏管理,无法发现免检项目和重复检验项目,缺乏质量预测手段,无法防止一些奉可避免的质量事故。
3整个CIMS工程的两条主线前面分析丁企业的生产经营特点,现对企业的生产流程用以下框图进行描述:圈l所示的企业生产流程可偷述如下:企业与主机厂达成初步要货ir划后,主机厂一般以图纸或实物形式对配套厂提出产品(塑料配件)的技术要求,企业冉根据主机厂初步的要货日期确定整个模具的开发计划.具体包括:产品造型设计、模具材料采购、模具制造、试模,企业试模后认为生产出的塑料件已达到主机厂提出的技术要求后.经主机厂确认是否合格,如果合格则正式下批量订单。
如果主机厂所订的货是成熟产品,即以前已经订过的货(已具有相应的摸具),则不需要新产品试制这一阶段.直接通过以产品(注塑件)生产为核心的信息管理系统加以控制。
因此,根据企业的实际生产流程.确定了整个CIMS的两条工作主线:(1)建立基于PDM的模具制造项目管理。
主要完成新产品试制阶段的模具项目的定义和分解、项日执行、项目的监控和调整、项目报表和归档。
(2)建立基十MRPII哲理,以产品(注塑件)生产为核心的信息管理系统:包括:生产管理分系统、经营管理分系统、质量管理分系统。
4CIMS的体系结构根据CIMS集成内容和企业的实际需要,在建立通汛网络和数据库两个支撑分系统的基础上,开发实施了工程设计分系统、事务处理分系统、牛产管理分系统、经营管理系统和质量管理分系统等五大功能分系统,其体系结构如图2所示。
整个系统包括两大部分,第一部分为CIMS的运行环境,包括数据库管理系统、计算机网络传输协议、计算机网络操作2462002.09计算机工程与应用系统和计算机、计算机网络通信设备等硬件系统,具体包括服务器、客户机工作站、网络连接设备、网络布线系统和各种计算机外设,它们为网络传输侨议、网络操作系统和数据库管理系统提供r硬件平台。
第二部分为CIMS的功能分系统,包括__r-程设计、事务处理、生产管理、经营管理和质景管理等功能分系统.它们在上述的硬件环境支撑下运行,完成('IMS所要求的功能,各分系统之间的信息数据交换通过通讯网络系统和数据库管理系统物理实现。
下面对各分系统的功能进行较详细的介绍:I工程设计ll生产量理||经营管理lI质量管理lI事务处理1分系统l1分系坑||舟系坑li舟系坑|_舟系统数据库f理系统计茸帆圉络恃输协议肼茸机圉络撬作系统计算帆和网络硬『牛设备田2CIMS体臻结构图4.1工程设计分系统由模具CAD/CAE/CAPP/CAM、产品数据管理系统(PDM)等儿个子系统组成。
模具cAD/cAE/cAPP/cAM:针对模具和产品的设计&生产特点,实现产品的概念设计、i维造型设{{工艺的编制(CAPP)、自动生成NC代码进行模具加T(CAM)。
模其CAD子模块完成产品三坐标测量仿型.产品三维造型设【|模具设计以及初步的三维装配仿真等工作。
模具CAEf-模块负贵对进行模具注塑流道模拟分析等。
模具CAPP于模块完成模具自制零件的工艺路线维护。
模具CAM子模块完成与模肆设计CAD模块的接门文件转换、带复杂曲面处理功能的模具数控加工轨迹生成、加工rF涉榆查与处坪、加上过程刀具运动仍真等功能。
产品数据管理(PDM):结台模具CAD/CAE/CA[’P/CAM子系统的信息需求,对有戈产品的没计数据信息以及上艺数掘信息实现统一的管理。
主要分为产品配置管理、T侔流管理、零件工艺文件管理、零什图样管理、技术档案管理,4.2生产管理分系统由制造数据管理、生产计划管理、采购管婵、『年俘管理、车间作业控制、模具项一管理等几个子系统组成制造敷据管理:包括基础数据维护、物料清单管理、系统维护骨理、r厂日历管理四十模块。
基础数据维护模块包括对物料主文件、物料清单.T艺路线、j二作中心数据的录人、复制、查询、修改、删除功能.它是制遗数据管理的主体。
物料清单管理模块提供r物料清单多种查询方式:单层查询、多层查询、单层夏壹、多甚反查、n.总查瑚等。
系统维护管理模块主要提供一些对系统实施必须的功能.主要包括系统的基奉设置和用户定义的基本设置.以及数据完整性检矗和系统值的计算。
_L厂El圻管理模块的功能主要有工厂H历的定义、维护,计划单兀定义,rEl历的查询.生产}f划管理:包括主生产计划、物料需求计划、能力平衡-个模块。
主生产计划模块包括需求顶捌管理、主生产计划生成.制造定单管理、产品配胃维护等功能,物料需求计划模块包括MRP数据准备、klI/P汁划4成、MRP定单确认、采胸定单维护、JJ口T定单维护,能力甲衡模块包括CRP基础数据管理,资源需求计划.相能力计划及能力需求计划。
采购管理:包括基础数据管理、请购单管理、采购订单管理、采购入库处理、采购核算管理、采购统计分析等模块。
其中,请购单管理是生产计划管理F系统与采购管理于系统的接口.量;圭物料需求“划生成的采购计划通过晴购单合并生成正式的采购中库存管理:包括基础数据维护、物料入库处理、物料出库处理、痒俘盘点与调整、库存资金核算等模块。