1、計算機集成制造（計算機集成制造（CIM）目錄1.引言2.CIM發展歷史3.CIM輪圖4.CIM的優勢5.CIM的相關標準6.CIM和成組技術7.計算機輔助工藝規劃（CAPP）8.CIM和制造資源規劃（MRP）9.總結引言CIM(Computer Integrated Manufacturing)是在信息技術自動化技術與制造的基礎上，通過計算機技術把分散在產品設計制造過程中各種孤立的自動化子系統有機地集成起來，形成適用于多品種、小批量生產，實現整體效益的集成化和智能化制造系統。CIM涵蓋了CNC,CAD/CAM, robotics ,JIT等。包括產品生產、產品投向市場和技術支持的所有活動和過程

2、。活動包括：確定產品需求、設計產品、獲取原材料、產品生產加工、產品進入市場和產品維護等。CIM的優點：CIM 可以實現對組織各種資源的最大限度地集成。這種集成之所以能在采用CIM 的企業實現在于它的并行性。由于智能化下的計算機系統的協調, 工程進度的幾乎任何一個環節都可以同時進行, 這大大縮短了工期, 提高了整體的反應速度。CIM發展歷史 CIM最早由美國約瑟夫哈林頓（Joseph Harrington）博士于1974年在其論文 Computer Integrated Manufacturing中提出。在CIM被認同時，制造業已經歷了四個不同的階段 ：1.手工制造2. 機械化/專業化3. 自動

3、化4. 集成化手工制造機械化/專業化自動化集成化使用簡單手工工具。也是集成制造。提出質量控制。優點：互換性、不同層次的精度和均勻性。缺點：缺乏集成，導致浪費。提高產品性能和人的工作能力。（CAD/CNC）現代集成制造過程是專業化，自動化的CIM輪圖 美國制造工程師學會計算機與自動化系統協會（CASA/SME）提出了CIM輪圖，包括7個內容。制造管理/人力資源管理市場戰略計劃資金產品設計/工藝規劃制造計劃與控制工廠自動化CIM輪圖CIM的優勢產品質量提高200%500%生產率提高40%70%設備利用率提高200%300%生產周期縮短20%60%在制品減少30%60%工程設計費用減少15%30%人

4、力費減少5%20%提高工程師的工作能力300%350%CIM的相關標準不相容性抑制了CIM的充分發展，所以人們提出標準來克服這一問題：1.制造自動化協議（MAP）2.技術和辦公室協議 （TOP）3.初始圖形交換規范（IGES）4.產品數據交換標準（STEP）5.1Manufacturing Automation Protocol (MAP) 為了提高不同供應商生產的自動化生產系統的相容性。實現制造業的全面自動化集成。通用汽車公司提出，基于開放系統互連（OSI）7層結構模型。于1982年出版MAP首版。MAP的各層功能MAP具有如下優勢：a.解決了設備之間的通訊問題b.降低了安裝風險c.降低了成

5、本d.減少了安裝時間e.方便設備更新與擴展工廠各層的通訊5.2 Technical and Office Protocol (TOP) 為了促進辦公室環境下的集成，提出了TOP的概念。TOP也是基于7層結構模式，主要用于促進商業和辦公組件的集成。而MAP是促進制造組件間的集成。TOP提出的3階段：1.一階段包括文件傳輸標準和有限基礎上的文件管理 2.二階段包括覆蓋文件訪問的標準、信息處理和改進的文件管理。3.最后階段包括覆蓋文檔修訂的標準、文檔交換、目錄服務、圖形和數據庫管理。5.3 IGES (Initial Graphics Exchange Specification ) 為了促進不同廠

6、商制造的CAD系統之間的交流。人們提出了IGES的概念，其核心技術是：兩個CAD系統之間的翻譯（格式轉換）。 主要缺點：不能處理三維實體模型、電子設計、和非圖形數據管理。（正在開發PDES）CIM和成組技術6.1 成組技術的歷史背景 工業革命以來，制造業開始尋找優化生產的方法。至今仍有很多是3000件以下的小批量生產，而且小批量生產沒有標準化。 阻礙小批量生產的潛在問題：各種標準是適用于通用件的工藝和設計原則，不適用于小批量的特定產品（有隨機性）。 二戰結束，趨向于小批量生產。近年來，小批量生產開始受到關注。擁有相似設計的零件6.2零件族 根據設計因素和加工工藝對零件分組零件族。同一零件族可以

7、用相似的工藝過程來加工。通常在柔性制造單元（FMC）上加工制造。設計或制造工藝相似的一組零件，設計可能相似，但需求領域可能截然不同，反之亦然。同一零件族 零件分組有利于削減加工過程中的材料和工時的浪費。形狀不同，工藝相似的零件也可組成零件族。6.3零件分組方法零件分組要求專門的有經驗的制造人員。一般有以下幾類分組方法：1.視覺查看：（零件、照片、圖紙）簡單，精度低。根據設計屬性分類時簡單。2.查看工序流程圖：(產品流程分析方法)比方法1精確。3.零件分類編碼：最難，最費時；最精密。很多分類和編碼系統可歸為以下幾類：1.設計組常用屬性：尺寸、公差、形狀、表面處理、材料2.制造組常用屬性：生產工藝

8、、操作工序、生產時間、工具需求、夾具需求、批量大小3.組合屬性組兼備二者優勢計算機輔助工藝規劃（CAPP） 工藝規劃是為了減少加工零件所需時間的系統方法。而柔性批量生產的出現大大增加了工藝規劃員工作的復雜性。所以，將計算機用于工藝規劃過程中CAPP。 產品設計完成后工序組合方案多，CAPP幫助確定最佳工序。收集儲存信息，以確定最佳方案（工序、工具、速度等）。 CAPP工作原理：CAD/CAM中的數學模型以電子方式傳到CAPP系統 計算機匹配零件特性和車間可用的機器 CAPP系統打印出工藝規劃的工藝流程圖和加工路線圖。CAPP系統分類： 派生式：（應用更廣泛）基于群組技術，在相似零件分類編碼的基礎上工藝設計。把以前的工藝設計適當修改來設計新的工藝。 創成式：（研究階段）數據庫存儲標準規范、推理邏輯等信息。輸入新零件有關信息，系統生成最佳工藝過程。 設計中派生和創成兩種方法結合起來，工藝路線設計用派生法而工序設計用創成法，就能開發出一種半創成式CAPP系統 。 CIM和制造資源規劃（MRP） MRP是與CIM直接聯系的重要部分，它給制造管理者和主計劃的安排提供有效信息。完全實現MRP可以：1.減少庫存2.快速回應需求變化3.降低成本4.提高機器利用率5.快速回應主計劃的變化物料需求規劃（