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計算機集成制造系統（CIMS）

電氣工程學院點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本主要內容電氣工程學院西安交通大學XI'ANJIAOTONGUNIVERSITYCIMS技術的基本概念CIMS技術的結構體系3.CIMS技術的支撐系統4.

CIMS技術的先進理念點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本1.CIMS技術的基本概念電氣工程學院西安交通大學XI'ANJIAOTONGUNIVERSITY1.1CIMS提出的背景

傳統的制造業，在80年代迎來生產方式的重大變革，那就是利用計算技術對生產進行管理和執行。當時的生產過程在管理上還處于人工管理的階段，人們對產品的生產過程進行記錄，并通過分析記錄的數據，了解生產過程是否存在問題。

現在的信息技術和計算機技術正在改變傳統制造業的管理方式和制造方式從計劃的制定、原料的采購、生產的組織、生產過程的管理、產品的追溯到客戶的維護，計算機貫穿于產品的全生命周期中。

實際上，計算機主要的作用就是用于分析各種數據，并給出合理地解釋和建議。在制造業中，不光只有計算機起著重要的作用，其他先進的信息技術也在發揮著作用。點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本1.CIMS技術的基本概念電氣工程學院西安交通大學XI'ANJIAOTONGUNIVERSITY1.2CIMS概念的提出

在20世紀80年代，美國學者哈林頓最早提出了CIMS（ComputerIntegratedManufacturingSystems）的概念，即計算機集成制造或者現代集成制造。哈林頓從企業生產的組織與管理角度出發強調了兩個觀點：1）企業的各種生產經營活動是不可分割的，需要統一考慮；2）整個生產過程實質上是信息的采集、傳遞和加工處理的過程。點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本1.CIMS技術的基本概念電氣工程學院西安交通大學XI'ANJIAOTONGUNIVERSITY1.2CIMS概念的提出

國家863計劃CIMS主題專家組1998年對CIM的定義為：

“將信息技術、現代管理技術和制造技術相結合，并應用于企業產品全生命周期（從市場需求分析到最終報廢處理）的各個階段，通過信息集成、過程優化及資源優化，實現物流、信息流、價值流的集成和優化運行，達到人（組織、管理）、經營和技術三要素的集成，以加強企業新產品開發的T（時間）、Q（質量）、C（成本）、S（服務）、E（環境），從而提高企業的市場應變能力和競爭能力。”點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本1.CIMS技術的基本概念電氣工程學院西安交通大學XI'ANJIAOTONGUNIVERSITY1.3CIMS技術的基本概念

CIMS的基本概念包括CIM和CIMS的定義。

CIM是一種組織、管理與運行企業的哲理，它將傳統的制造技術與現代信息技術、管理技術、自動化技術、系統工程技術等有機結合，實現企業制造活動的計算機化、信息化、智能化、集成優化，是組織現代化生產的“制造哲理”。

CIMS是一種基于CIM哲理構成的計算機化、信息化、智能化、集成化的制造系統。它不僅是一個工程技術系統，更是一個企業整體集成優化系統。CIMS核心是“集成”，其集成特性主要包括人員集成、信息集成、功能集成和技術集成等。點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本2.CIMS技術的結構體系電氣工程學院西安交通大學XI'ANJIAOTONGUNIVERSITY2.1CIM-OSA體系結構

CIMS的體系結構有多種，但最為著名的當屬CIM-OSA體系結構。

逐步推導是指在CIMS開發的整個生命周期中，從需求定義、設計說明到功能描述，每個階段都有適合其需要和特點的模型。

逐步生成描述了系統建模的各個方面及其相互關系，包括功能、信息、資源和組織四個視圖，它們分別對應于功能模型、信息模型、資源模型和組織模型；

逐步具體化表征了從一般到特殊的發展過程，即：從通用模塊—部分通用模型—專用模型。點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本2.CIMS技術的結構體系電氣工程學院西安交通大學XI'ANJIAOTONGUNIVERSITY2.2CIMS遞階層次結構

經營決策模型決策層管理層生產計劃/生產調度/加工方案制定監控層控制層生產過程調度層過程模型企業運行模型常規控制/數據采集CIMS遞階層次結構層次應用系統模型功能先進控制/操作優化/故障診斷綜合管理/銷售管理/采購管理/生產管理經營決策信息支持生產過程自動化分系統采購與銷售分系統綜合管理分系統經營決策分系統生產管理分系統CIMS支撐分系統點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本2.CIMS技術的結構體系電氣工程學院西安交通大學XI'ANJIAOTONGUNIVERSITY2.3CIMS的功能構成

經營決策分系統生產管理分系統支撐分系統（網絡、服務器、數據庫、開發工具）綜合管理分系統采購與銷售分系統生產過程自動化分系統CIMS的功能構成實現生產過程的自動控制、先進控制、操作優化和故障診斷，保證生產裝置在安全、穩定、長期、滿負荷及優化狀態下運行功能構成

在計算機輔助下實現生產計劃、調度作業、以及生產加工方案的指定點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本2.CIMS技術的結構體系電氣工程學院西安交通大學XI'ANJIAOTONGUNIVERSITY2.3CIMS的功能構成

功能構成

為企業領導層提供決策信息和決策支持。

在計算機、網絡和數據庫的支持下，實現各個職能部門管理的數據化、科學化、協調化。

在計算機、網絡和數據庫的支持下，實現產品銷售，原料采購、庫存管理等工作的數據化、科學化、協調化。經營決策分系統生產管理分系統支撐分系統（網絡、服務器、數據庫、開發工具）綜合管理分系統采購與銷售分系統生產過程自動化分系統CIMS的功能構成點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本3.CIMS技術的支撐系統電氣工程學院西安交通大學XI'ANJIAOTONGUNIVERSITY3.1CIMS的計算機體系結構

計算機體系結構是指計算機系統各組成部分之間的相互關系，它是硬件、軟件、算法和語言的綜合性概念。計算機體系結構可分為：

Browser/Sever(瀏覽器/服務器)模式

主機/終端模式Client/Server（客戶機/服務器）模式主從式。安全性好；可靠性高；計算能力和數據存儲能力強。但硬件的初始投資高；可移植性差；資源利用率低；是一些特定應用場合下重要的計算處理方式，如金融領域等。分布式。服務器負責系統資源的管理與優化，客戶機負責與用戶的交互，應用邏輯則根據需要劃分到服務器端或客戶端，是主流模式。采用瀏覽器作為客戶端軟件，并將Client/Server模式中的服務器分解為應用服務器和數據服務器，目前尚不成熟點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本3.CIMS技術的支撐系統電氣工程學院西安交通大學XI'ANJIAOTONGUNIVERSITY3.2CIMS的數據庫系統

CIMS環境下的數據庫有兩種類型：關系數據庫和實時數據庫，它們共同構成了流程工業CIMS的信息集成環境。實時數據庫可以實現過程數據的集成與存儲。由于過程數據的獲取具有數據量大、周期性采集的特點，而過程數據的調用又有快速性要求，因此，實時數據庫應有周期性處理機制、高比率壓縮機制和快速調用機制。

常用的實時數據庫系統有：AspenTech公司的InfoPlusOilSystem公司的PIWonderware公司的InSQL點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本3.CIMS技術的支撐系統電氣工程學院西安交通大學XI'ANJIAOTONGUNIVERSITY3.2CIMS的計算機網絡

CIMS中的計算機網絡與通用的計算機網絡無大的區別；但就其應用環境而言，CIMS中的計算機網絡又有其自身的特殊性。1.CIMS中的計算機網絡屬于局域網CIMS中的計算機網絡一般覆蓋幾公里至十幾公里的范圍，并主要使用局域網的網絡設備和網絡協議。2.CIMS中的計算機網絡是由異構、異質子網和通訊接口互聯而成的綜合網在CIMS的計算機網絡中，一些子網服務于過程控制，一些子網服務于經營管理，一些子網需要與外界交換信息。點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本3.CIMS技術的支撐系統電氣工程學院西安交通大學XI'ANJIAOTONGUNIVERSITY3.2CIMS的計算機網絡

在不同應用目的下構建的子網其通訊協議、通訊介質和拓撲結構是有差異的。3.CIMS中的計算機網絡有較高的可靠性要求計算機網絡的可靠性要求體現在兩個方面：（1）故障率低，有些子網是面向過程控制的，需要保證網絡的可靠運行；（2）有容錯能力，當網絡的某一部分出現故障時，關鍵的子網仍然能夠正常運行。因此，CIMS中的計算機網絡的可靠性要高于一般的計算機網絡。點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本4.CIMS技術的先進理念電氣工程學院西安交通大學XI'ANJIAOTONGUNIVERSITY4.1與軟件相對應

提高設備生產率多品種小批生產采用的管理方式建立產品責任體制加強成本管理人力資源管理————————開展全員設備維修活動加強技能管理設備維修信息管理一專多能縮短交貨周期自由流量系統

建立質詢回答體制嚴格設計審查制度建立自動檢查系統開展價值工程活動建立無次品生產系統掌握生命周期成本展開質量小組活動職工培訓更新組織點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本4.CIMS技術的先進理念電氣工程學院西安交通大學XI'ANJIAOTONGUNIVERSITY4.2與硬件相對應

建立柔性生產系統建立節能生產系統探索和進入高附加值領域確立接受單件訂貨生產體制生產技術數據管理數據庫化加強設計功能促進CAD、CAM化采用自動組裝工序促進機器人化加強數控及柔性加工中心管理采用節能設備采用節能儀器儀表采用節能型工廠布局點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本4.CIMS技術的先進理念電氣工程學院西安交通大學XI'ANJIAOTONGUNIVERSITY4.3效益評估

CIMS取得效益主要在如下方面：1、提高設備利用率————85%2、降低直接和間接勞動強度3、縮短制造周期4、加工中使用設備較少5、生產計劃可調性

1985年美國科學院根據對在CIMS方面處于領先地位的5家制造公司進行的調查表明，在實施CIMS后可以獲得以下效益：①提高生產率40％一70％；②提高產品質量200％一500％；③提高設備利用率200％一300％；④縮短生產周期30％一60％；⑤減少工程設計費用15％一30％；⑥減少人為費用5％—20％；⑦提高工程師的工作能力300％一3500％。點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本電氣工程學院西安交通大學XI'ANJIAOTONGUNIVERSITY煉廠級信息和控制網絡原油供應和貿易財務、會計、人力資源商務系統供應和分配現場決策支持原油分析管理煉廠規劃和優化操作進度安排目標設定操作支持操作管理物料平衡庫存監測操作記錄環境和能源公用工程和能量平衡環境報告危險化學品產品統計出貨和進料油品運輸記錄數據整合和產出統計非現場決策支持調和