CIMS概述

1、 CIMS基本概念 1.0 CIM的提出 CIM是一种企业生产制造与生产管理进行优化的哲理。这种哲理首先是在1974年美国Joseph Harrington博士在其论文《Computer Integrated Manufacturing》中提出的。其基本观点是：这是针对企业所面临的激烈市场竞争形势而提出的组织企业生产的一种哲理。其基本思想是：①制造企业中的各个部分（即从市场分析、经营决策、工程设计、制造过程、质量控制、生产指挥到售后服务）是一个互相紧密相关的整体；②整个制造过程本质上可以抽象成一个数据的搜集、传递、加工和利用的过程，最终产品仅是数据的物化表现。前者体现了集成的思想，它将企业决策、经营管理、生产制造、销售及售后服务有机地结合在一起；后者就是信息制造观的思想。 1.1什么是CIMS CIMS(Computer Integrated Manufacturing System)直译为计算计综合自动化，是基于CIM哲理构成的新型生产实体， 是信息时代的一种新型生产制造模式。至今尚未有统一的定义，但对其基本看法是：CIMS是通过网络数据库支撑工具把计算机辅助设计、制造、管理等自动化孤岛有机地结合起来，清除其接口间障碍，解决市场上多变的自动化生产的问题。 从上面表述可以看出CIM哲理的关键点是集成，CIMS的关键点也是集成。即通过计算机网络技术、数据库技术等软硬件技术，把企业生产过程中经营管理、生产制造、售后服务等环节联系在一起，构成了一个能适应市场需求变化和生产环境变化的大系统。 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。 2、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可以由图1表示出其组成及分层情况。 第一层 生产/制造系统：这一层面向生产过程，包括了柔性制造单元FMS、装配设备、工业机器人及其他生产制造自动化技术，这一层以物流为中心，完成生产、加工、装配、包装等任务。 图1 第二层 硬事务处理系统：这一层是生产/制造监控系统，通过计算机网络对第一层的设备进行综合控制与操作，实现对生产制造的监控。包含狭义的CAM、CAQ及CAT等。 第三层 技术设计系统：这一层包含CAD（计算机辅助设计）、CAPP(计算机辅助工艺)，为生产制造系统产生信息。CAD用于产品设计、开发，它提供的是如何做的信息，而CAPP是依据CAD提供的信息指导如合作。 第四层 软事务处理系统：这一层主要通过计算机网络实时地处理各种软事务，譬如，财务、供销、售后服务等方面的管理，实现电子化记账。 第五层 信息服务系统：以狭义的MIS为主，主要对前面各层的信息进行收集、存储、加工、传输、使用、查询，为各级管理者与下层提供数据。 第六层 决策管理系统:这一层是企业经营管理规划的决策层，主要有MRP-II(制造资源计划) 、ERP(企业资源计划) 、决策支持系统DSS、专家系统ES、系统模拟系统等组成。他根据企业总体路线、企业内部条件、市场信息等因素，产生生产经营活动的计划与方案、各种资源的需求计划，包括人、物、资金的需求计划。 从图2给出的CIMS逻辑关系来认识各个子系统之间相互关系，以及人与各个子系统之间的关系。 图2 CIMS逻辑结构不仅体现了信息的传递与交换，更能反映出人在CIMS系统中的重要作用。因此可以说人为因素是实施CIMS能否取得实际成效的关键。 3、CIMS分类 由于CIMS 作为一种生产管理系统，不同的企业环境有不同的运作方式，市场上没有具体的、现成的产品，也没有严格的分类标准。为了分析问题的方便，我们人为地对其加以分类。 从生产工艺方面分，CIMS可大致分为： （1） 离散型制造业CIMS:这个行业的特点是加工生产过程不是连续的，而实现先加工单个零件，然后再将单个零件进行组装，装配成半成品或成品。如机床、汽车、电子设备的生产企业等。 （2） 连续性制造业CIMS：这个行业的特点是原材料加工装置连续不断地进行规定的物理化学变化而最终得到符合需要的产品。如水泥生产、化学化工、石化行业等。 （3） 混合型制造业CIMS: 这个行业的特点生产过程中既有离散型生产环节，又有连续性生产环节。如钢铁企业炼铁、炼钢厂的炼钢、轧钢厂轧钢等各个生产过程都属于连续性的过程，但各个厂的钢水、铁水、钢锭、钢板的加工又是离散型过程。故称这类行业为混合型制造业的CIMS。 还有从CIMS体系结构来分，也可以分成集中性、分散性和混合型三种。一般不用这种方法。 4、CIMS效益评价 CIMS是企业管理运作的一种手段，是一种战略思想的应用，其初期投资大，涉及面广，资金回笼周期长，短期内很难见到效益，因此在对CIMS作效益评价时不能单凭货币标准来衡量其效益，要多方面综合考虑其效益指标。所谓综合效益指CIMS系统对企业和社会所能带来的各种效益。可以从下面几个方面来理解： (1) 应用CIMS提高了劳动生产力为企业带来的利润，为国家增加国民收入所做出的贡献。 (2) 应用CIMS提高了企业对市场的应变能力和抗风险能力，对企业实现经营战略所做出的贡献；提高企业市场竞争力，促进技术进步所作的贡献。 (3) 为提高整个企业员工素质和技术水平作的贡献。 (4) 为节约天然资源所做出的贡献。 (5) 通过应用和推广CIMS技术，为国家优化产业结构，发展新产业，提高造国际市场上的竞争力所作的贡献。 5、CIMS发展 -CIMS应用的发展主要表现在下述几方面: · 已遍及发达国家及一些发展中国家 ； · 从机械制造业扩展到各类制造业，包括流程工业 ； · 从多品种、小批量生产方式发展到多种生产方式 ； · 从简单产品扩展到复杂产品 ； · 系统开发与实施技术更为成熟，成功率大大提高 ； · 有力地促进了CIMS技术和产业的发展 。 现在世界上许多国家政府和企业界高度重视CIM和CIMS的应用和开发，我国也提出了863/CIMS战略目标，而且取得了一定成效。目前在CIMS的应用方面还处在推广试验阶段，应用行业多是制造业，而且应用CIMS的企业，多是局部应用，还没有大范围的整体应用。 CIMS作为一种先进的现代企业生产管理方式，其应用前景是良好的。其总体发展趋势为： 集成化从当前企业内部的信息集成和功能集成，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FMS为代表）。 ----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。在数字化基础上，虚拟化技术正在迅速发展，主要包括虚拟现实(VR)应用、虚拟产品开发(VPD)和虚拟制造(VM)。 ----网络化从基于局域网发展到基于Intranet/Internet/Extranet的分布网络制造，以支持全球制造策略的实现。 ----柔性化正积极研究发展企业间动态联盟技术、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。 ----智能化是制造系统在柔性化和集成化基础上进一步的发展与延伸，引入各类人工智能和智能控制技术，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。 ---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课题。 参考文献： 1、 齐德昱、何彪、欧松、钟暮良 . CIMS体系结构研究 ，计算工程与设计，1999年6月 2、 林式藩 . CIMS的组成与应用， 冶金自动化， 1997年6月 3、 李 伯 虎-、-吴 澄 . 发展中的CIMS 4、 寿云兴-、郝万福 . CIMS综述， 黑龙江自动化技术与应用，1997年第3期