CIMS的发展历史及未来的发展趋势
- 格式:doc
- 大小:54.50 KB
- 文档页数:4
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。
发展计算机综合自动化制造系统(CIMS)的分析与预测国家863计划CIMS主题在计算机集成制造系统的基础上,通过15年的研究与应用实践,并结合中国国情,提出了CIMS的概念是指“将信息技术、现代管理技术和制造技术相结合,按系统技术的理论与方法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T(时间)、Q(质量)、C(成本)、S(服务)、E(环境),从而提高企业的市场应变能力和竞争能力。
”目前,CIMS技术已经应用在国内外很多企业,成为制造企业带动制造业发展的重要推动力。
例如:·数字化飞机美国波音公司在波音777的研制中,通过采用“虚拟设计制造”、“全生命周期设计制造PLM”、“并行工程CE”、“全球化的协作平台EXSTAR”等技术,开发周期从过去的8-9年缩短到四年半,缩短了40%以上,成本降低了25%,出错返工率降低了75%,用户满意度也大幅度提高。
·数字化轿车美国通用汽车公司利用“数字化设计制造”、“虚拟样机”等技术,将轿车的开发周期由原来的48个月缩短到了现在的24个月,碰撞试验的次数由原来的100多次降到50次,另外“全球采购和分销”、“大规模定制”等新的生产模式也帮助它减少了10%的销售成本。
·电子商务 Cisco公司85%的交易在线完成,每天网上销售5000万美元,电子商务使其销售额增长500%,而人员仅增加10%,交货期由3周降为3天,顾额满意度上升52%;Dell 公司每天网上销售4000万美元,Web收入超过50%;Intel公司每月网上交易10多亿美元,占总收入的42%。
据Jupiter公司统计和预测,B2B电子商务市场2000年是3360亿美元,占世界交易总额3%,到2005年,将达到6.3万亿美元,占世界交易总额42%。
FMS,CMIS在我国目前的应用现状及发展趋势FMS,柔性制造系统,是指一种智能化得生产加工系统,它要求机床具有高度智能化,数控化,并且机床之间需要有数字连接,然而这中间少不了数字控制技术—数控。
FMS的雏形源于美国的马尔西(MALROSE)该公司在1963年制造了世界上第一条多种柴油机零件的数控生产线。
FMS的概念由英国莫林公司最早提出,并在1965年取得了发明专利,1967年FMS正式形成;70年代微型计算机开始应用在工业机器人装置以及其他辅助系统;到了80年代柔性制造系统从试验阶段进入到了实际应用阶段。
FMS标志着传统的机械制造行业进入了一个发展变革的新时代。
FMS自其诞生以来就显示出强大的生命力,它克服了传统的刚性自动线只适用于大量生产的局限性,表现出了对多品种、中小批生产制造自动化的适应能力。
随着社会对产品多样化、低制造成本、短周期制造要求的日趋迫切,加之与之相关的设备的进步,柔性制造技术发展迅猛并日趋成熟。
我国从1984年开始研制FMS,1986年从日本引进第一套FMS。
我国第一条自行研发的完整意义的FMS是在1996年,由原国防科工委组织,南京理工大学,长春55研究所,绵阳58研究所联合承研。
现如今我国企业在FMS上取得了很好的成绩例如奇瑞公司的“发动机二厂”是根据汽车制造多品种、柔性化生产的需求而建造的一个具有国际化领先水平的现代话柔性工厂。
该工厂在产品设计时就采用同步工程并充分预留后期产品的公用性,以便根据市场及产品需求,在生产线上共线生产多个品种。
其中发动机二厂的轴类生产线是由高精度加工中心、CNC自动车床和全自动磨,以及抛光、清洗及检测等各个制造单元FMC所组成的柔性制造系统FMS。
20世纪50年代,随着控制论、电子技术、计算机技术的发展,工厂中开始出现各种自动化设备和计算机辅助系统。
但是这些新技术的实施并没有带来人们曾经预测的巨大效益,原因是他们离散地分布在制造业的各个子系统中,作为国家国民经济的主要支柱的制造业已经进入到一个巨大的变革时期因此。
我国CIMS发展历史及现状班级:姓名:学号:摘要:本文简述了CIMS在我国的发展及应用,较为具体的分析了与发达国家的差距从,以及需要改进的地方。
也从另一角度分析了我国CIMS发展过程中所形成的自己的特点。
关键词:机械制造,863/CIMS,CIMS,SME,强大的制造业是国家综合实力的基础。
与发达国家相比,我国的制造业消耗过高而效益太低。
我国开展CIMS的研究、开发与应用工作是在国家863计划CIMS主题的牵引带动下,各行业、各部门、各地方省市、众多企业、高校与研究所的共同参与下发展起来的。
我国的CIMS正在走着一条具有中国特色的CIMS之路。
CIMS是通过计算机硬软件。
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。
因此,企业作为一个统一的整体,必须从系统的观点、全局的观点广泛采用计算机等高新技术,加速信息的采集、传递和加工处理过程,提高工作效率和质量,从而提高企业的总体水平。
制造业的各种生产经营活动,从人的手工劳动变为采用机械的、自动化的设备,进而采用计算机是一个大的飞跃,而从计算机单机运行到集成运行是更大的一个飞跃。
作为制造自动化技术的最新发展、工业自动化的革命性成果,CIMS代表了当今工厂综合自动化的最高水平,被誉为是未来的工厂。
1986年,党中央高瞻远瞩地提出了863/CIMS主题计划。
在主题计划发展过程中,重要的指示和文件有:1)1986年中共中央24号文件,其中明确提出了CIMS主题的主要目标是针对多品种、小批量、高效率、高质量、快速响应市场的自动化技术的需要,跟踪研究计算机综合集成系统的关键技术,并建成一条示范生产线;2)1989年沈阳战略目标审定会上,进一步明确提出了主题的主要目标是跟踪研究计算机综合集成系统的关键技术,建立一个实验工程,建成一条CIM示范生产线,培养一支能进行工程设计的总体队伍,逐步形成我国CIMS产业;3)1991年小平同志为863计划5周年提词:“发展高科技,实现产业化”,为863计划指明了方向;4)1997年4月,国家科委召开全国CIMS工作会议,决定加快运用CIMS推动我国制造产业高技术化和实现CIMS相关高技术产业化。
机电一体化技术发展前景摘要:机电一体化技术在各个领域都发挥着重要作用,尤其在钢铁企业、饮食行业、汽车和工业机器人等领域的应用前景非常广阔。
但是,机电一体化技术的发展还面临一些挑战,例如技术瓶颈、安全隐患等。
因此,我们需要持续投入研发,并加强对技术的监管和安全保障,以确保机电一体化技术的持续健康发展。
关键词:机电一体化;发展现状;发展趋势0引言机电一体化技术作为一种新的理念与发展趋势,正逐渐渗入到传统机械行业。
这一观念是在1970年被日本商界首先提出来的。
当时,从社会发展的角度来看,我们把它叫做“机电一体化”。
此项技术的引入,是未来电子机械集成化的发展方向。
随着计算机的普及和发展,未来的机电一体化技术将会有更为广泛的应用。
通过使用计算机软件和电子技术,能够对各类数据展开高效的控制和处理,从而实现自动化和智能化。
1 机电一体化技术的应用现状1.1制造业中的机电一体化技术应用制造业是机电一体化技术应用最广泛的领域之一。
随着制造业的不断发展,机电一体化技术已经成为提高生产效率、减少人工操作、优化产品品质等方面的关键技术。
在制造业中,机电一体化技术应用最为广泛的领域之一是自动化生产线。
自动化生产线能够实现自动化生产、自动检测和自动化控制等功能,大大提高了生产效率。
此外,机器人自动化也是制造业中机电一体化技术应用的重要方向之一。
机器人在制造业中可以用于装配、搬运、焊接等各种工作,能够取代传统的人工操作,减少人员伤亡和劳动强度,同时还能提高生产效率和产品品质。
在未来,制造业中的机电一体化技术应用将会更加普及,同时也将面临一些挑战,如机械设计与电气控制的协调、多样化需求的满足等。
因此,制造业需要加强技术研发和人才培养,进一步推进机电一体化技术的应用,提高制造业的生产效率和产品质量,促进行业的可持续发展。
1.2交通运输中的机电一体化技术应用交通运输是人们生活中不可或缺的一部分,而机电一体化技术的应用也在交通运输中发挥着越来越重要的作用。
《发展现状趋势[CIMS应用集成平台技术发展现状与趋势]》摘要:开发CIMS应用集成平台的目的就是为企业实施CIMS提供开放的、易维护的、可重构的应用开发与系统运行的集成支持工具,这四个子平台分别是:运控开发子平台、界面开发子平台、数据库子平台、通信子平台,分析国内外应用集成平台的现状及发展趋势,结合企业对集成平台提出的要求,以及计算机软件技术的发展状况分布环境企业实施CIMS首先要实现信息集成。
因为它解决了企业各部门间因信息不共享、信息反馈速度慢、信息不全等造成的企业决策困难、计划不准确、库存量大、产品制造周期长等问题,提高了企业的现代化管理水平和整体经济效益。
许多实施CIMS的企业通过信息集成已取得了显著经济效益。
无论是信息集成、功能集成,还是过程集成,都离不开软件工具的支持。
因为企业集成水平的提高在很大程度上取决于软件系统集成水平,所以良好的软件支持工具可以帮助企业实现CIMS应用的快速集成。
集成平台与集成框架就是企业应用的一种先进集成支持工具。
CIMS应用集成平台的产生首先来自企业实际应用对软件系统的需求,其次来自于1CIMS应用集成平台的概念、功能和基本特性企业实施CIMS的实践给CIMS应用集成平台提出了明确的需求。
这些需求可以归纳为:缩短应用开发和集成周期;提高企业CIMS的运行效率;降低系统维护费用;提供通用的通信和信息访问服务,使应用软件功能不依赖于特定的硬件系统、操作系统、网络协议和数据库管理系统(因此具有良好的可移植性);提供通用的应用编程接口和图示化界面,方便用户使用;能够集成企业已有的系统和信息源,充分发挥企业过去在信息技术上的投资的效益;保证所开发的软件具有高度的可重用性。
能够满足这些需求的CIMS应用集成平台就是比较理想的软件支持工具。
1.1CIMS应用集成平台基本定义CIMS应用集成平台是一个支持复杂信息环境下CIMS应用开发、应用集成和系统运行的软件平台。
它基于制造业信息特征,在异构分布环境(操作系统、网络、数据库)下提供透明、一致的信息访问和交互手段,对其上运行的应用进行管理,为应用提供服务,并支持CIMS信息环境下各特定领域应用系统的集成。
CIMS的发展历史及未来的发展趋势计算机集成制造(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。
一.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。
这意味着放弃传统的做法,即先开发的提供制造技术,然后利用人的能力来支持技术。
这也意味着CIM 概念从以技术为中心转向以管理为中心。
人力资源要素在制造企业实施CIMS技术的成败起着关键作用,这一认识导致人们对初始的CIM系统概念的再思考,需要将主要在一个公司内进行技术运作的CIM系统概念,扩展到作为集成制造企业的公司,不仅进行技术的运作,也进行管理运作,特别强调面向人力资源的管理运作。
扩展的CIM系统概念由CASA/SME公布的“制造企业轮图”(见图2)来描述。
该图共分六层,中心第一层为顾客;第二层为人、小组和组织,这表明企业全部活动围绕顾客的需要来进行,而完成这一目标的关键要素是人、小组和组织,这体现了现代企业管理思想的重大变化。
二、现代集成制造技术未来发展趋势以信息技术的发展为支持,以满足制造业市场需求和增强企业竞争力为目的,现代集成制造技术未来将突出以下八个方面的发展趋势。
1、以“数字化”为发展核心未来世界,“数字化”将势不可当。
“数字化”不仅是“信息化”发展的核心,而且也是先进制造技术发展的核心。
信息的“数字化”处理同“模拟化”处理相比,有着3 个不可比拟的优点:信息精确,信息安全,信息容量大。
数字化制造就是指制造领域的数字化,它是制造技术、计算机技术、网络技术与管理科学的交叉、融和、发展与应用的结果,也是制造企业、制造系统与生产过程、生产系统不断实现数字化的必然趋势。
它包含了三大部分:以设计为中心的数字制造,以控制为中心的数字制造和以管理为中心的数字制造。
对制造设备而言,其控制参数均为数字化信号。
对制造企业而言,各种信息(如图形、数据、知识、技能等等)均以数字形式,通过网络,在企业内传递,以便根据市场信息,迅速收集资料信息,在虚拟现实、快速原型、数据库、多媒体等多种数字化技术的支持下,对产品信息、工艺信息与资源信息进行分析、规划与重组,实现对产品设计和产品功能的仿真,对加工过程与生产组织过程的仿真,或完成原型制造,从而实现生产过程的快速重组与对市场的快速响应,以满足客户化要求。
对全球制造业而言,用户借助网络发布信息,各类企业通过网络,根据需求,应用电子商务,实现优势互补,形成动态联盟,迅速协同设计与制造出相应的产品。
这样,在数字制造环境下,在广泛领域乃至跨地区、跨国界形成一个数字化组成的网,企业、车间、设备、员工、经销商乃至有关市场均可成为网上的一个“结点”,在研究、设计、制造、销售、服务的过程中,彼此交互,围绕产品所赋予的数字信息,成为驱动制造业活动的最活跃的因素。
2、以“精密化”将成为发展的关键所谓“精密化”,一方面是指对产品、零件的精度要求越来越高,另一方面是指对产品、零件的加工精度要求越来越高。
“精”是指加工精度及其发展,精密加工,细微加工,纳米加工,如此等等。
3、突出“极端条件”,是发展的焦点“极”就是极端条件,就是指在极端条件下工作的或者有极端要求的产品,从而也是指这类产品的制造技术有“极”的要求。
在高温、高压、高湿、强磁场、强腐蚀等等条件下工作的,或有高硬度、大弹性等等要求的,或在几何形体上极大、极小、极厚、极薄、奇形怪状的。
显然,这些产品都是科技前沿的产品。
其中之一就是“微机电系统(MEMS)”。
可以说,“极”是前沿科技或前沿科技产品发展的一个焦点。
4、以“自动化”技术为发展前提这是所讲的“自动化”就是减轻人的劳动,强化、延伸、取代人的有关劳动的技术或手段。
自动化总是伴随有关机械或工具来实现的。
可以说,机械是一切技术的载体,也是自动化技术的载体。
“自动化”从自动控制、自动调节、自动补偿、自动辨识等发展到自学习、自组织、自维护、自修复等更高的自动化水平;而且今天自动控制的内涵与水平已远非昔比,从控制理论、控制技术、控制系统、控制元件,都有着极大的发展。
制造业发展的自动化不但极大地解放了人的体力劳动,而且更为关键的是有效地提高了脑力劳动,解放了人的部分的脑力劳动。
因此,自动化将是现代集成制造技术发展的前提条件。
5、以“成化集”为发展的方法“集成化”,一是技术的集成,二是管理的集成,三是技术与管理的集成;其本质是知识的集成,亦即知识表现形式的集成。
如前所述,现代集成制造技术就是制造技术、信息技术、管理科学与有关科学技术的集成。
“集成”就是“交叉”,就是“杂交”,就是取人之长,补己之短。
目前,“集成化”主要指:(1)、现代技术的集成。
机电一体化是个典型,它是高技术装备的基础,如微电子制造装备,信息化、网络化产品及配套设备,仪器、仪表、医疗、生物、环保等高技术设备。
(2)、加工技术的集成、特种加工技术及其装备是个典型,如增材制造(即快速原型)、激光加工、高能束加工、电加工等等。
(3)、企业集成,即管理的集成,包括生产信息、功能、过程的集成;包括生产过程的集成。
全寿命周期过程的集成;也包括企业内部的集成,企业外部的集成。
6、以“网络化”为发展道路“网络化”是现代集成制造技术发展的必由之路,制造业走向整体化、有序化,这同人类社会发展是同步的。
制造技术的网络化是由两个因素决定的:一是生产组织变革的需要,二是生产技术发展的可能。
这是因为制造业在市场竞争中,面临多方的压力:采购成本不断提高,产品更新速度加快,市场需求不断变化,客户定单生产方式迅速发展,全球制造所带来的冲击日益加强等等;企业要避免传统生产组织所带来的一系列问题,必须在生产组织上实行某种深刻的变革。
这种变革体现在两方面:一方面利用网络,在产品设计、制造与生产管理等活动乃至企业整个业务流程中充分享用有关资源,即快速调集、有机整合与高效利用有关制造资源;与此同时,这必然导致制造过程与组织的分散化网络化,使企业必须集中力量在自己最有竞争力的核心业务上。
科学技术特别是计算机技术、网络技术的发展,使得生产技术发展到可以使这种变革的需要成为可能。
7、“智能化”是CIMS 未来发展的美好前景制造技术的智能化是制造技术发展的前景。
智能化制造模式的基础是智能制造系统,智能制造系统既是智能和技术的集成而形成的应用环境,也是智能制造模式的载体。
与传统的制造相比,智能制造系统具有以下特点:1、人机一体化;2、自律能力;3、自组织与超柔性;4、学习能力与自我维护能力;5、在未来,具有更高级的类人思维的能力。
制造技术的智能化突出了在制造诸环节中,以一种高度柔性与集成的方式,借助计算机模拟的人类专家的智能活动,进行分析、判断、推理、构思和决策,取代或延伸制造环境中人的部分脑力劳动。
同时,收集、存储、处理、完善、共享、继承和发展人类专家的制造智能。
目前,尽管智能化制造道路还很漫长,但是必将成为未来制造业的主要生产模式之一。
8、“绿色”是CIMS 未来发展的必然趋势“绿色”是从环境保护领域中引用来的。
人类社会的发展必将走向人类社会与自然界的和谐。
人与人类社会本质上也是自然世界的一个部分,部分不能脱离整体,更不能对抗与破环整体。
因此,人类必须从各方面促使人与人类社会同自然界和谐一致,制造技术也不能例外。
制造业的产品从构思开始,到设计阶段、制造阶段、销售阶段、使用与维修阶段,直到回收阶段、再制造各阶段,都必须充分计及环境保护。
所谓环境保护是广义的,不仅要保护自然环境,还要保护社会环境、生产环境,还要保护生产者的身心健康。
在此前提与内涵下,还必须制造出价廉、物美、供货期短、售后服务好的产品。
作为“绿色”制造,产品还必须在一定程度上是艺术品,以与用户的生产、工作、生活环境相适应,给人以高尚的精神享受,体现着物质文明、精神文明与环境文明的高度交融。
每发展与采用一项新技术时,应站在哲学高度,慎思“塞翁得马,安知非祸”,即必须充分考虑可持续发展,计及环境文明。
制造必然要走向“绿色”制造。