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CIMS

CIMS是英文Computer/contemporary Integrated Manufacturing Systems的英文缩写,直译就是计算机/现代集成制造系统。 计算机集成制造----CIM的概念最早是由美国学者哈林顿博士提出的。

CIMS,其基本出发点是:

1)企业的各种生产经营活动是不可分割的,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。

CIMS 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。

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。

图中所示为正在工作的堆垛机器人。 未来工厂中的操作工人将会由这些机器人来代替,实现工厂无人化。

从CIM的概念的提出到现在已有20余年了。20多年来,CIM的概念已从美国等发达国家传播到发展中国家,已从典型的离散型机械制造业扩展到化工、冶金等连续或半连续制造业。

CIM概念已被越来越多的人所接受,成为指导工厂自动化的哲理,有越来越多的工厂按CIM哲理,采用计算机技术实现信息集成,建成了不同水平的计算机集成制造系统。

CIMS与计算机综合自动化制造系统是同义词,后者是CIMS在中国早期的另一种叫法,虽然通俗些,但因此无法表达集成的内涵,使用得较少。

CIMS是自动化程度不同的多个子系统的集成,如管理信息系统(MIS)、制造资源计划系统(MRPII)、计算机辅助设计系统(CAD)、计算机辅助工艺设计系统(CAPP)、计算机辅助制造系统(CAM)、柔性制造系统(FMS),以及数控机床(NC,CNC)、机器人等。CIMS正是在这些自动化系统的基础之上发展起来的,它根据企业的需求和经济实力,把各种自动化系统通过计算机实现信息集成和功能集成。当然,这些子系统也使用了不同类型的计算机,有的子系统本身也是集成的,如MIS实现了多种管理功能的集成,FMS实现了加工设备和物料输送设备的集成等等。但这些集成是在较小的局部,而CIMS是针对整个工厂企业的集成。CIMS是面向整个企业,覆盖企业的多种经营活动,包括生产经营管理、工程设计和生产制造各个环节,即从产品报价、接受订单开始,经计划安排、设计、制造直到产品出厂及售后服务等的全过程。

在当前全球经济环境下,CIMS被赋予了新的含义,即现代集成制造系统(Contemporary Integrated Manufacturing System)。将信息技术、现代管理技术和制造技术相结合,并应用于企业全生命周期各个阶段,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(组织及管理)、经营和技术三要素的集成,以加强企业新产品开发的T、Q、C、S、E,从而提高企业的市场应变能力和竞争力。

从功能上看,CIMS包括了一个制造企业的设计、制造、经营管理三种主要功能,要使这三者集成起来,还需要一个支撑环境,即分布式数据库和计算机网络以及指导集成

运行的系统技术。

(1)管理信息子系统

(2)产品设计与制造工程设计自动化子系统

(3)制造自动化或柔性制造子系统

(4)质量保证子系统

(1)计算机网络分系统

(2) 数据库分系统内涵

集成和连接不同,它不是简单地把两个或多个单元连接在一起,它是将原来没有联系或联系不紧密的单元组成为有一定功能的、紧密联系的新系统。两种或多种功能的集成包含着两种或多种功能之间的相互作用。集成是属于系统工程中的系统综合、系统优化范畴。CIMS的集成,从宏观上看主要是以下5个方面:

1)系统运行环境的集成

2)信息的集成

3)应用功能的集成

4)技术的集成

5)人和组织的集成

当前,CIMS已发展为“现代集成制造(contemporary integrated manufacturing)与现代集成制造系统(contemporary integrated manufacturing system)”,已在广度与深度上拓展了原CIM/CIMS的内涵。

实施CIMS的生命周期可分为五个阶段。

1、项目准备

2、需求分析

3、总体解决方案设计

4、系统开发与实施

5、运行及维护

1、集成化-从当前的企业内部的信息集成发展到过程集成(以并行工程为代表),并正在步入实现企业间集成的阶段(以敏捷制造为代表)。

2、数字化/虚拟化-从产品的数字化设计开始,发展到产品全生命周期中各类活动、设备及实体的数字化。

3、网络化-从基于局域网发展到基于Internet/Intranet/Extranet的分布网络制造,以支持全球制造策略的实现。

4、柔性化-正积极研究发展企业间的动态联盟技术、敏捷设计生产技术、柔性可重组机器技术等,以实现敏捷制造。

5、智能化-智能化是制造系统在柔性化和集成化的基础上进一步发展与延伸,引入各类人工智能技术和智能控制技术,实现具有自律、分布、智能、仿生、敏捷、分形等特点的新一代制造系统。

6、绿色化-包括绿色制造、环境意识的设计与制造、生态工厂、清洁化生产等。它是全球可持续发展战略在制造业中的体现,是摆在现代制造业面前的一个崭新的课题。

(AMT-Advanced Manufacturing Technology)

先进制造技术是传统制造技术不断吸

嵌入式计算机集成制造系统

收机械、电子、信息、材料、能源和现代管理等方面的成果,并将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务的制造全过程,以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活的生产,并取得理想技术经济效果的制造技术的总称。

(AM-Agile Manufacturing)

敏捷制造是以竞争力和信誉度为基础,选择合作者组成虚拟公司,分工合作,为同一目标共同努力来增强整体竞争能力,对用户需求作出快速反应,以满足用户的需要。

(VM-Virtual Manufacturing)

虚拟制造利用信息技术、仿真技术、计算机技术对现实制造活动中的人、物、信息及制造过程进行全面的仿真,以发现制造中可能出现的问题,在产品实际生产前就采取预防措施,从而达到产品一次性制造成功,来达到降低成本、缩短产品开发周期,增强产品竞争力的目的。

(CE-Concurrent Engineering)

并行工程是集成地、并行地设计产品及其相关过程(包括制造过程和支持过程)的系统方法。它要求产品开发人员在一开始就考虑产品整个生命周期中从概念形成到产品报废的所有因素,包括质量、成本、进度计划和用户要求,并行工程的发展为虚拟制造技术的诞生创造了条件,虚拟制造技术将是以并行工程为基础的,并行工程的进一步发展就是虚拟制造技术。

在探讨现代集成制造技术未来发展趋势之前,首先应该了解一下,当前现代制造业和制造企业的特征,它们是推动现代制造技术发展的内存动力。


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