CIMS计算机集成制造系统

当今世界已进入信息时代，并迈向知识经济时代。

以信息技术为主导的高技术为制造业的发展提供了极大的支持，并推进着制造业的变革与发展，现代集成制造系统（Contemporary Integrated Manufacturing Systems，简称CIMS）技术的应用及其产业化是其中最重要的组成部分。

CIMS—现代集成制造系统，是基于CIM理念的集成优化的制造系统。

将信息技术、现代管理技术和制造技术相结合，并应用于企业产品全生命周期（从市场需求分析到最终报废处理）的各个阶段。

通过信息集成、过程优化及资源优化，实现物流、信息流、价值流的集成和优化运行，达到人（组织、管理）、经营和技术三要素的集成。

以加强企业新产品开发的时间（T）、质量（Q）、成本（C）、服务（S）、环境（E），从而提高企业的市场应变能力和竞争能力。

一、CIMS的总体结构CIMS建设的目标是在统一的数据库和网络支持下，建立生产经营管理分系统和工程技术（CAD/CAM/CAPP/PDM）分系统，实现企业信息的全面集成。

为实现这个总体目标，CIMS 由两个功能分系统和两个支撑分系统组成。

两个功能分系统为生产经营管理分系统和工程技术分系统；两个支撑分系统为计算机网络和数据库分系统。

整个系统将以关系型数据库为核心，并由各应用系统通过INTERNET/INTRANET/EXTRANET访问数据库，这样就使得几个服务器上的数据在逻辑上成为一个整体，以保证整个系统的数据共享和数据的唯一性。

CIMS的总体结构如图1.2-1所示。

图1 CIMS的总体结构二、CIMS的技术构成工程技术分系统：可简称为TIS分系统，即技术信息系统。

通常包括CAD、CAPP、CAM 和PDM等部分。

CAD（计算机辅助设计）包括产品的结构设计、变形设计及模块化产品设计。

可以实现计算机绘图、产品数字建模及真实图形显示、动态分析与仿真、生成材料清单（BOM）。

CAPP（计算机辅助工艺计划）通过计算机进行工艺路线制定、工序设计、加工方法选择、工时定额计算，包括工装、夹具设计、刀具和切削用量选择等，且能生成必要的工艺卡和工艺文件。

计算机集成制造系统简介1. 引言计算机集成制造系统是一种集成了计算机技术和制造工艺的智能化生产系统。

它可以实现计划、设计、生产、管理等一系列制造过程的有机结合，提高生产效率和产品质量，降低生产成本，并增强企业竞争力。

本文将详细介绍计算机集成制造系统的概念、架构和应用场景。

2. 概念计算机集成制造系统（Computer Integrated Manufacturing System，CIMS）是指通过计算机技术将制造企业的各个环节紧密连接起来，形成一个整体化的制造系统。

它集成了计算机辅助设计（Computer-Aided Design，CAD）、计算机辅助制造（Computer-Aided Manufacturing，CAM）、计算机辅助工艺规划（Computer-Aided Process Planning，CAPP）、计算机辅助生产控制（Computer-AidedProduction Control，CAPC）等多个子系统，通过网络和数据库的支持，实现信息的共享和实时交流。

3. 架构计算机集成制造系统的架构主要包括硬件、软件、网络和数据库等组成部分。

3.1 硬件计算机集成制造系统的硬件主要包括计算机设备、工控设备和传感器等。

计算机设备包括计算机服务器、工作站和个人电脑等，用于数据处理和系统控制。

工控设备用于控制生产设备和机器人等。

传感器用于采集生产过程中的各种数据，如温度、压力、速度等。

3.2 软件计算机集成制造系统的软件主要包括CAD、CAM、CAPP和CAPC 等。

CAD软件用于产品设计和工程图纸的生成。

CAM软件用于生成加工路径和指导机床的加工操作。

CAPP软件用于生成工艺计划和顺序控制。

CAPC软件用于生产调度和控制。

3.3 网络计算机集成制造系统通过网络连接各个子系统。

网络可以是局域网或广域网，用于数据的传输和共享。

通过网络，各个环节的信息可以实时反馈和交流，提高生产效率和响应速度。

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。

小型计算机集成制造系统当前，我国的CIMS已经改变为“现代集成制造（Contemporary Integrated Ma nufacturing）与现代集成制造系统（Contemporary Integrated Manufacturing Syst em）”。

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。

一、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。

我们可以从功能结构和逻辑结构来认识CIMS体系结构。

从功能层方面分析，CIMS大致可以分为六层：生产/制造系统，硬事务处理系统，技术设计系统，软事务处理系统，信息服务系统，决策管理系统。

CIMS、CAD、CAPP、CAE、CAM、PDM、MRII等CIMS：计算机/现代集成制造系统（Computer Integrated Manufacturing Systems或contemporary）。

通过计算机硬软件，并综合运用现代管理技术、制造技术、信息技术、自动化技术、系统工程技术，将企业生产全部过程中有关的人、技术、经营管理三要素及其信息与物流有机集成并优化运行的复杂的大系统。

CAD：计算机辅助设计(CAD-Computer Aided Design) 利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作。

CAPP：计算机辅助工艺过程设计（computer aided process planning）是指借助于计算机软硬件技术和支撑环境，利用计算机进行数值计算、逻辑判断和推理等的功能来制定零件机械加工工艺过程。

CAE：计算机辅助工程CAE(Computer Aided Engineering)，指用计算机辅助求解分析复杂工程和产品的结构力学性能，以及优化结构性能等。

CAM：计算机辅助制造（computer Aided Manufacturing），将计算机应用于制造生产过程的过程或系统。

PDM：产品数据管理（Product Data Management），一门用来管理所有与产品相关信息(包括零件信息、配置、文档、CAD文件、结构、权限信息等)和所有与产品相关过程(包括过程定义和管理)的技术。

MRII：暂缺，百度查不到MRI：Magnetic Resonance Imaging磁共振成像，利用磁共振现象从人体中获得电磁信号,并重建出人体信息。

ERP、OA、PDM、MIS等ERP：企业资源计划（Enterprise Resource Planning），针对物资资源管理（物流）、人力资源管理（人流）、财务资源管理（财流）、信息资源管理（信息流）集成一体化的企业管理软件。

OA：办公自动化（Office Automation），现代利用电脑进行全自动的办公,目的是提高效率。

计算机集成系统CIMS简介计算机集成系统（Computer Integrated Manufacturing System，CIMS）是指通过计算机技术实现企业内部生产各个环节的集成化、信息化和自动化。

CIMS系统整合了计算机技术、信息技术和自动化技术，可以提高企业的生产效率、降低生产成本、改善产品质量、加强管理等方面的能力。

CIMS的特点1.集成化：CIMS系统将企业内部各个生产环节进行集成，包括计划、设计、制造、物流、质量控制等。

通过各个环节之间的数据传递和协作，实现全面的生产流程控制。

2.信息化：CIMS系统将企业内部生产过程中的信息进行收集、存储、处理、分析、应用等，使得相关的信息能够成为决策的依据。

同时，CIMS系统还可以提供实时监测和反馈，帮助企业管理人员全面掌握生产情况。

3.自动化：CIMS系统借助计算机和自动化设备，实现生产过程的自动化控制和操作。

这样可以提高生产效率、降低人力成本、减少生产误差、提高产品质量。

4.灵活性：CIMS系统可以根据市场需求和企业自身情况进行灵活调整和优化。

它可以支持多品种、小批量、快速更换的生产模式，帮助企业应对市场的变化。

CIMS的主要功能1.制造资源管理：包括企业的物料管理、设备管理、人员管理等。

CIMS系统可以帮助企业实现物料的采购、库存管理、供应商管理，设备的维护、保养、调度，人员的计划、考勤、培训等。

2.生产计划与调度：CIMS系统可以协助企业进行生产计划的制定和调度安排。

它可以根据订单数量、交货期限、生产能力等因素，自动生成生产计划并进行合理的调度。

同时，CIMS系统可以根据实际生产情况进行动态调整和优化。

3.过程监控与控制：CIMS系统可以实时监控生产过程中的各个环节，并进行相应的控制。

它可以监测设备的运行状态、产品的质量参数、生产进度等，及时发现和解决潜在问题，保证生产的正常进行。

4.质量管理：CIMS系统可以协助企业进行质量管理工作。

计算机集成制造系统(CIMS)计算机集成制造系统(CIMS)计算机集成制造系统（CIMS）计算机集成制造（CIM）是随着计算机技术在制造领域中广泛应用而产生的一种生产模式。

CIM是一种概念、一种哲理，而计算机集成制造系统（CIMS）是指在CIM思想指导下，逐步实现的企业全过程计算机化的综合系统。

CIM和CIMS在国内外都经历了一定的发展过程，在实践过程中，随着技术的进步，人们的认识也在不断地深化。

1．CIM概念的发展（1）CIM的初始概念50年代出现了数字计算机及与其相关的新技术，并将之初步应用于制造业，导致数控机床的产生，接着陆续出现各种计算机辅助技术，如CAD、CAM等。

60年代早期随着制造业系统方法、概念的萌生，人们进而认识到计算机不仅可以使整个系统的每个生产环节实现颇具柔性的自动化，而且还具有把制造过程（产品设计、生产计划与控制、生产过程等等）的每一步集成为一个系统的潜力，以及对整个系统的运行加以优化。

这样，在60年代后期，制造业的系统方法概念上升为计算机集成制造（CIM）概念。

1969年，CIM系统的初始概念以模型来描述，如图1所示。

图1 计算机集成制造系统的初始概念（1969年）（2）以人和管理为核心的CIM概念的发展从70年代直至90年代初期，工业发达国家付出极大努力，将制造业的系统观点和CIM系统的概念和技术加以发展，并付诸实践，以期获得CIM的潜在效益。

然而，世界上只有少数几个公司在实施中取得示范性的潜在效益，大多数公司几乎失败了。

人们逐渐认识到，制造企业缺乏足够的合格工程师，人们进一步发现，CIMS技术对于忽视人力资源要素造成的影响特别敏感。

ISO标准（TC184／SC5／WG1，1992年）提出：CIM是把人及其经营知识和能力与信息技术、制造技术综合应用，以提高制造企业的生产率和灵活性。

由此，将一个企业所有的人员、功能、信息和组织方面集成为一个整体。

显然，ISO标准关于CIM的定义，将人及其能力与技术并重。

计算机集成制造系统（CIMS）计算机集成制造（CIM）是随着计算机技术在制造领域中广泛应用而产生的一种生产模式。

CIM是一种概念、一种哲理，而计算机集成制造系统（CIMS）是指在CIM思想指导下，逐步实现的企业全过程计算机化的综合系统。

CIM和CIMS在国内外都经历了一定的发展过程，在实践过程中，随着技术的进步，人们的认识也在不断地深化。

1．CIM概念的发展（1）CIM的初始概念50年代出现了数字计算机及与其相关的新技术，并将之初步应用于制造业，导致数控机床的产生，接着陆续出现各种计算机辅助技术，如CAD、CAM等。

60年代早期随着制造业系统方法、概念的萌生，人们进而认识到计算机不仅可以使整个系统的每个生产环节实现颇具柔性的自动化，而且还具有把制造过程（产品设计、生产计划与控制、生产过程等等）的每一步集成为一个系统的潜力，以及对整个系统的运行加以优化。

这样，在60年代后期，制造业的系统方法概念上升为计算机集成制造（CIM）概念。

1969年，CIM系统的初始概念以模型来描述，如图1所示。

图1 计算机集成制造系统的初始概念（1969年）（2）以人和管理为核心的CIM概念的发展从70年代直至90年代初期，工业发达国家付出极大努力，将制造业的系统观点和CIM系统的概念和技术加以发展，并付诸实践，以期获得CIM的潜在效益。

然而，世界上只有少数几个公司在实施中取得示范性的潜在效益，大多数公司几乎失败了。

人们逐渐认识到，制造企业缺乏足够的合格工程师，人们进一步发现，CIMS技术对于忽视人力资源要素造成的影响特别敏感。

ISO标准（TC184／SC5／WG1，1992年）提出：CIM是把人及其经营知识和能力与信息技术、制造技术综合应用，以提高制造企业的生产率和灵活性。

由此，将一个企业所有的人员、功能、信息和组织方面集成为一个整体。

显然，ISO 标准关于CIM的定义，将人及其能力与技术并重。

在90年代，人们基于这一新的认识，产生了制造系统运作的新观点，即培养并使用制造业的人的能力，进而开发的提供制造技术，以这样的方法来支持那些人的能力。

cims是什么CIMS是什么？CIMS是计算机集成制造系统（Computer Integrated Manufacturing System）的缩写，也称为计算机集成制造技术或计算机集成制造管理。

CIMS是一种集成化的生产管理系统，通过计算机技术来实现生产过程中的各个环节的自动化、智能化和高效化。

CIMS的目标是通过集成各种计算机技术和应用软件，来优化整个制造过程。

它不仅仅是一个单一的软件或机器设备，而是一个完整的系统，涵盖了计划、设计、生产、控制和管理等各个方面。

CIMS的基本特点之一是集成性。

它能够将不同的工作岗位和生产环节透明地连接起来，实现信息的共享和流通。

通过CIMS，各个部门之间可以实时地共享数据和信息，减少信息传递和沟通的时间，提高生产效率。

CIMS的另一个特点是自动化。

生产过程中的各个环节都可以通过计算机自动化来完成，从而减少人力劳动的参与。

CIMS可以实现自动化的生产规划、生产调度、物流控制、设备控制等，提高生产工作的精确度和稳定性。

CIMS还具有智能化的特点。

它可以通过各种算法和模型，对生产过程进行优化和预测。

CIMS可以根据不同的生产需求和条件，自动调整生产计划和资源分配，提高生产效率和质量。

CIMS的应用范围非常广泛。

它可以应用于制造业的各个领域，包括汽车制造、电子制造、航空航天等。

CIMS可以帮助企业实现生产成本的降低、生产周期的缩短、产品质量的提高和灵活生产的实现。

CIMS的实施离不开计算机技术和软件的支持。

它需要使用各种软件来实现数据的管理、分析和控制。

这些软件可以包括计划管理软件、生产调度软件、物流管理软件、设备控制软件等。

在实施CIMS的过程中，企业需要充分考虑人员培训和组织变革。

CIMS的实施会带来生产流程和工作流程的改变，需要培训员工适应新的工作环境和工作方式。

同时，企业还需要调整组织结构，建立跨部门协作的机制，以适应CIMS带来的管理变化。

CIMS的引入对企业来说具有重要的意义。

什么是 CIM和CIMS？CIM是英文Computer Integrated Manufacturing的缩写，译为计算机集成制造。

这一概念最早由美国的约瑟夫·哈林顿(J.Harrington)博士于1973年提出。

哈林顿认为，企业的生产组织和管理应该强调两个观点，即：①企业的各种生产经营活动是不可分割的，需要统一考虑；②整个生产制造过程实质上是信息的采集、传递和加工处理的过程。

哈林顿强调的一是整体观点，即系统观点，二是信息观点。

二者都是信息时代组织、管理生产最基本、最重要的观点。

可以说，CIM是信息时代组织、管理企业生产的一种哲理，是信息时代新型企业的一种生产模式。

按照这一哲理和技术构成的具体实现便是计算机集成制造系统(CIMS棗Computer Integrated Manufacturing Systems)。

对于CIM和CIMS，至今还没有一个公认的定义。

不同的国家在不同时期对CIMS有各自的认识和理解。

美国制造工程师学会计算机与自动化系统协会(SME/CASA)采用轮图形象地表示他们对CIMS的理解。

SME在1985年前提出CIMS 的轮图如图1所示。

1987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等)和人员，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，使企业经济效益持续稳步地增长。

”我国的这一认识比前述定义发展之处在于：一是考虑了人的集成，二是将CIMS的目标明确地表达出来。

1991年日本能源协会提出：“CIMS是以信息为媒介，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。

”欧共体CIM/OSA研究组认为：“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、信息和组织管理都是集成进来的整体的各个部分。