《先进制造系统》
期末考查
班 级：工业11-3班 姓 名： 易康添
学 号：_^41 ____________ 指导老师： 黄永生
机电工程学院
计算机集成制造系统
【摘要】计算机集成制造系统（CIMS是企业自动化的发展趋势，它综合应用系 统工程、计算机技术、管理技术、 制造技术和自动化技术 , 使企业的所有资源集 成于一体 , 优化运行 , 生产出优质、 低耗、适应市场需要的产品 , 从而使企业赢 得市场竞争。CIMS乍为一种先进的集成制造系统，不仅可以提高企业对多变的市 场需求的响应速度 , 而且可以有效地提高企业的创新能力和竞争能力。本文对 CIMS概念的发展、CIMS勺组成、关键技术、开发应用CIMS勺主要方法、我国CIMS 的现状进行了介绍，从而中国企业应大力推广和应用计算机集成制造系统。
【关键词】计算机集成制造系统（CIMS ;概念发展；功能组成；关键技术；主 要方法；综合体现；CIMS的现状；未来发展
一、引言
计算机集成制造系统（CIMS，是随着计算机辅助设计与制造的发展而产生 的，是在信息技术、 自动化技术和制造的基础上， 通过计算机技术把分散在产品 设计与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。 同其他具体的制造 技术不同，CIMS着眼于从整个系统的角度来考虑生产和管理，强调制造系统整 体的最优化，它像个巨大的中枢神经网络，将企业的各个部门紧密联系起来，使 企业的各个部门紧密联系起来，使企业的生产经营活动更加协调、有序、高效。 实践证明，CIMS的正确实施将给企业带来巨大的经济效益和社会效益。
二、CIMS概念的发展
计算机集成制造系统 （Computer Integrated Manufacturing System 简称 CIMS）最早由美国的约瑟夫?哈林顿博士于1973年提出的，哈林顿强调，一是整 体观点，即系统观点， 二是信息观点， 二者都是信息时代组织、 管理生产最基本、 最重要的观点。可以说，
CIM是信息时代组织、管理企业生产的一种哲理，是信 息时代新型企业的一种生产模式。按
照这一哲理和技术构成的具体实现便是
CIMS。
1987年我国863计划CIMS主题专家组认为：“ CIMS是未来工厂自动化的一 种模式。
它把以往企业内相互分离的技术和人员通过计算机有机地综合起来， 使 企业内部各种活动高速度、有节奏、 灵活和相互协调地进行， 以提高企业对多变 竞争环境的适应能力，使企业经济效益持续稳步地增长。”
1991年日本能源协会提出：“ CIMS是以信息为媒介，用计算机把企业活动 中多种业
务领域及其职能集成起来，追求整体效益的新型生产系统”。
1992年ISO TC184/SC5/WG提出：“ CIM是把人、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， 将企业所有的人员、 功能、信息和组织诸方面集成为一个整体”。
1993年美国SMES出CIM的新版轮图。轮图将顾客作为制造业一切活动的 核心，强调
了人、组织和协同工作，以及基于制造基础设施、资源和企业责任之 下的组织、管理生产的全面考虑。
经过十多年的实践，我国863计划CIMS主题专家组在1998年提出的新定义 为“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
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。
最后CIMS概念的总结：CIMS是利用计算机技术,将企业的生产、经营、 管理、计划、产品设计、加工制造、销售及服务等环节和人力、财力、设备等生 产要素集成起来 , 进行统一控制 , 求得生产活动最优化的思想方法。 CIMS 一般 由集成工程设计系统、集成管理信息系统、生产过程实时信息系统、柔性制造工 程系统及数据库、 通讯网络等组成 , 学科跨度大 , 技术综合性强 , 它跨越与覆盖 了制造技术、信息技术、自动化及计算机技术、系统工程科学、管理和组织科学 等学科与专业。 早期的 CIMS 研究主要是针对离散工业的 , 相应的生产体现为决 策支持、计划调度、虚拟制造、数字机床、质量管理等 , 核心技术难题在于计划 调度和虚拟制造等。而随着 CIMS 研究的进一步发展 , 人们将 CIMS 系统集成的 思想应用到了流程工业中 , 也获得了良好的设计效果 , 而由于流程工业区别与 离散工业的特征 , 使得流程工业 CIMS 技术主要体现在决策析、计划调度、生产 监控、质量管理、安全控制等 , 其中核心技术难题在于生产监控和质量管理等。
CIMS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。
三、CIMS的功能组成
按我国企业的实践经验，CIMS 一般由六部分组成：管理信息集成分系统、
网络集成分系统和
工程设计集成分系统、制造自动划集成分系统、质量保证集成分系统、
计算机
3.1管理信息集成分系统
管理信息集成分系统它的核心是 MRP物料需求计划，ERP企业资源计划。MRP 物料需求计划是根据物料清单、库存数据和生产计划计算物料需求的一套技术。
MRP物料需求计划把主生产计划、物料清单和库存量分别存储在计算机中， 经过计算，
就可以输出一份完整的物料需求计划了。除此之外， 来一段时间里会有什么物料短缺。
它还可以预测未
ERP具有很多的功能，①它有超越 MPR||范围的基础功能。②支持混合范式 的制造环境
③支持能动的监控能力④支持开放的客户机 /服务器计算环境。除此 之外还有主生产计划（NPS物料清单（BOM等等。管理信息集成分系统如下图：
管理信息集成分系统基本结构
3.2工程设计集成分系统
工程设计集成分系统涉及到CAD/CAPP/CA集成系统，特征建模技术产品数 据交换标准，
CAD/CAPP/CA集成数据管理，组成技术，并行工程以及EDIS分系 统外部接口。计算机集成
制造技术的发展综述我们重点谈论的是
CAD/CAPP/CAM.
CAD/CAPP/CA集成系统是有CAD/CAPP/CAM等子系统在分布式数据和计算 机网络系统支
持下组成。
CAD子系统及功能：CAD完成产品的方案设计工程分析及优化和详细设计， 通过设计评
价决策在设计的有限次迭代， 不断优化设计，直到获得满意的设计结 果。其主要功能包括：
三维几何造型：对设计对象用计算机能够识别的方式进行描述。
有限元分析：在产品几何模型的基础上，通过单元网络划分确定载荷及约束 条件，自动生成有限元模型，并用有限元方法对产品结构的静，动态特性，强度 振动热变形磁场强度，流场等进行计算分析， 用不同的颜色描述结构应力，磁力 热的分布情况，为设计人员精确研究产品结构的受力变形提供一个重要手段。
优化设计：按设计对象建立优化的数学模型，包括目标函数和约束条件， 然 后选择合适的优化方法对产品的设计参数， 方案或结构行进优化设计。这也是保 证现代化产品设计达到周期短质量高的重要技术手段。
CAD的鲜明特征主要有以下：
(1) 强调产品设计过称中计算机的参与和支持。 (2) 强调计算机的辅助作用。
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