第九章计算机集成系统CIMS

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。

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）1 CIMS的介绍英文全称Computer Integrated Manufacturing Systems或contemporary的缩写，直译就是计算机/现代集成制造系统。

2 CIMS的定义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。

3 CIMS的特点⑴CIMS强调企业生产的各个环节，即市场分析、经营决策、管理、产品设计、工艺规划、加工制造、销售、售后服务等全部活动过程是一个不可分割的整体，要从系统的观点进行协调，进而实现全局优化。

⑵企业生产的要素包括人、技术及经营管理，尤其要继续重视发挥人在现代化企业生产中的主导作用。

⑶企业生产活动包括信息流及物料流两大部分，信息流的管理尤其重要，而且要重视信息流与物料流之间的集成。

⑷CIMS是一门综合性技术，它综合并发展了与企业生产各环节有关的各种计算机辅助技术。

4 CIMS的重要性因此，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，并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。

5 CIMS的目标⑴缩短产品开发生产周期，快速响应市场，以时间求效益，以速度求竞争，占领市场⑵降低产品成本，减小库存，以成本求效益，以价格求竞争，占领市场。

⑶提高产品质量，以质量求效益，以质量求竞争，赢得信誉占领市场。

增加产品柔性⑷提高设备利用率，以最小的资源获取最大的效益，向设备要效益。

计算机集成制造技术——机械CAD技术专业：班级：学号：姓名：计算机集成制造技术（CIMS）摘要：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。

其内容包括管理信息系统、工程设计集成系统、制造自动化系统和质量管理系统四个应用分系统及数据库和网络两个技术支持系统。

CIMS的关键技术及核心是集成。

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。

这里将重点介绍CIMS定义、内涵，技术构成及各分系统作用。

并利用具体的实例来说明CIMS在生产制造中的重要性，探讨一下CIMS在国内外的发展现状和趋势。

关键字：CIMS CAD/CAPP/CAM系统集成Abstract: CIMS is through the computer hardware, software and the integrated use of modern management technology, manufacturing technology, information technology, automation technology and system engineering. Its content includes the management information system, engineering design, manufacturing automation system integration system and quality management system four subsystem and database and web application two technical support system. The key technology of CIMS and the core is integrated. And the integrated use of modern management technology, manufacturing technology, information technology, automation technology and system engineering. Will in the process of enterprise production all related people, technology, management three elements, information and logistics organic integration and optimization operation of complex large system.Here focuses on CIMS definition, connotation, constitute and function of each subsystem. And using concrete examples to illustrate the importance of the CIMSapplication in manufacturing, to explore the development status and trend of CIMS application at home and abroad.Keywords: CIMS Integrated CAD/CAPP/CAM system正文：CIMS定义、内涵CIMS是英文Computer Integrated Manufacturing Systems的缩写，直译就是计算机/现代集成制造系统。

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。

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。

第九章企业资源计划（ERP）和计算机集成制造系统（CIMS）内容提要企业资源计划的发展，可分为以下四个阶段：1、物料需求计划阶段。

2、闭环物料需求计划阶段。

3、制造资源计划阶段。

4、企业资源计划阶段。

第一节物料需求计划（MRP）一、MRP的原理（一）独立需求与相关需求独立需求是指一项物料的需求与其他项的需求无关，例如对最终成品和产品的需求，或维修服务行业对维修零部件的需求都属独立需求。

成与之相反，某些物料项目的需求取决于对另一些项目的需求，则对这些物料项目的需求为相关需求。

例如，汽车制造工厂对汽车轮胎的需求量，取决于汽车的产量，属相关需求。

（二）MRP的原理MRP的基本原理可归结为：1、从最终产品的主生产计划（Master Production Schedule, MPS）导出相关物料（原材料、零件、组件、部件等）的需求量和需求时间。

2、根据物料的需求时间和生产（订货）周期来确定其投产（订货）时间。

二、MRP的工作逻辑（一）MRP的目标MRP的目标是：1、保证按时供应用户所需产品，及时取得生产所需的原材料及零部件；2、保证尽可能低的库存水平；3、计划生产活动、交货进度与采购活动，使各车间生产的零部件、外购配套件与装配的要求在时间和数量上精确衔接。

（二）MRP的输入信息MRP系统有两种输入信息：1、主生产计划（MRS）。

它表示在计划期间每个时间段计划需求每种成品（产品）的数量。

2、库存状态信息。

库存状态信息应保存所有产品、零部件、在制品、原材料（我们将之统称为项目）的库存状态信息。

（三）产品结构信息产品结构又称为零件（材料）需要明细表示如图9—1所示。

图中以字母表示部件、组件，数字表示零件，括号中数字表示装配数。

组件和零件中，有些是工厂自己生产的，有些可能是外购件，如果是外购件，如图9—2中的E，则不必再进一步分解。

（四）MRP的工作逻辑MRP的计算是根据反工艺路线的原理，按照主生产计划规定的产品生产数量及期限要求，利用产品结构、零部件和在制品库存情况、各生产阶段（或订购）的提前期、安全库存等信息，反工艺顺序地推算出各个零部件的出产数量与期限，由于它采用电子计算机辅助计算，因此具有以下三个主要特点。

一、选择题1. 计算机集成制造系统（CIMS）的核心是：A. 数据库技术B. 网络技术C. 系统集成技术D. 自动化技术答案：C2. CIMS中的“C”代表：A. ComputerB. ControlC. CoordinationD. Continuity答案：A3. 在CIMS中，用于实现产品设计与工艺设计一体化的是：A. CAD系统B. CAE系统C. CAPP系统D. PPC系统答案：D4. 柔性制造系统（FMS）的特点不包括：A. 高度自动化B. 高刚性C. 灵活性强D. 可快速响应市场变化答案：B5. 敏捷制造（Agile Manufacturing）的主要目的是：A. 提高生产效率B. 降低成本C. 增强企业对市场变化的适应能力D. 提高产品质量答案：C6. 在CIMS中，ERP系统主要负责：A. 产品设计B. 生产计划与控制C. 质量控制D. 供应链管理答案：B7. 并行工程（CE）的核心思想是：A. 并行执行多个任务B. 集成地、并行地设计产品及其相关过程C. 同时进行产品设计和工艺设计D. 强调团队协作和信息共享答案：B8. 以下哪项不是CIMS的关键技术？A. 成组技术B. 数据库技术C. 虚拟现实技术D. 网络通信技术答案：C9. CIMS的实施通常需要跨部门的协作，这体现了其：A. 复杂性B. 系统性C. 集成性D. 动态性答案：C10. 面向成本的设计（DFC）主要关注的是：A. 降低生产成本B. 提高产品质量C. 缩短生产周期D. 增强产品功能答案：A二、填空题1. CIMS通过将企业的______、______、______和管理集成起来，实现了企业的整体优化。

答案：人员、技术、管理2. 柔性制造系统（FMS）由加工系统、______和计算机控制系统组成。

答案：运储系统3. 敏捷制造要求企业能够快速响应______的变化。

答案：市场需求4. 并行工程强调在产品设计阶段就考虑产品的______、装配、质量检测等因素。