CIMS简介

CIMS简介

摘要：本文大致的介绍了CIMS相关的知识，简单的讲解了CIMS的发展现状、体系结构、集成体系等内容。阐述了作者对CIMS的一些认识，提出了作者对CIMS发展的一些看法。

关键字：CIMS CAD/CAPP/CAM系统集成

1、CIMS定义

CIMS是英文Computer Integrated Manufacturing Systems的缩写，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，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。[1]

CIMS 定义：CIMS是通过计算机软件,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。[2]CIMS 概念结构如图1所示。

图1 CIMS概念结构

2、CIMS发展状况

我国共有数10 万个制造企业, CIMS 产业的市场潜力很大。[3]目前,我国CIMS 技术在研究、应用领域也在不断开拓。在研究领域建立了更广泛的研究环境和工程环境, 包括国家CIMS 实验工程研究中心和7 个单元技术开放实验室

(集成化产品设计自动化实验室、集成化工艺设计自动化实验室、柔性制造工程实验室、集成化管理与决策信息系统实验室、集成化质量控制实验室、CIMS 计算机网络与数据库系统实验室、CIMS 系统理论实验室)。当前, CIMS 的进一步试点推广应用已经扩展到机械、电子、航空、航天、轻工、纺织、冶金、石油化工等诸多领域, 正得到各行各业越来越多的关注和投入。如北京第一机床厂早在1995年就采用了CIMS；诸暨电动工具厂也采用了CIMS，还有如长安汽车公司、甘肃兰化化纤厂、唐钢高线厂、优兰发纸业、杭州三联电子有限公司等许多制造型企业都采用了CIMS，并取得了很好的效果。

在唐钢高线厂的TGGX-CIMS中采用了基于MES+ DCS/ERP/ EES的三层结构体系，实现的增强企业生产效率，提高企业整个实力的目标。昆明云内动力股份公司的YNCIMS采用CAD/CAE/CAM子系统和MIS子系统相结合的方式实现了设计周期由过去的1个月到现在的4天。涪陵卷烟厂的CIMS由MIS、QAS、CAS、EDMS等部分构成实现了年增长21.6％的效益。

CIMS作为21 世纪制造领域的先进技术, 将会被我国越来越多的制造企业所研究应用。[4]根据我国的实际情况和行业现状, 应把CIMS 技术向中小型企业推广应用作为研究应用的重点, 同时注重在计算机网络技术的支持下开发更新的、更完善的配套软件。CIMS 技术应用将成为加快我国制造企业适应市场经济, 促进企业经济增长方式向集约型转变的重要技术手段, 是提高我国制造企业在国际市场竞争力的有效措施。

3、CIMS系统的结构

CIMS通常由管理信息分系统、设计自动化分析统、计算机网络分系统和数据库分系统六个部分有机组成。即CIMS由四个功能分系统和两个支撑分系统组成[5]。CIMS系统的功能结构如图2所示，总体结构如图3所示。

1.管理信息分系统。具有预测、经营决策、市场计划、市场技术准备、销售、供应、财务、成本、设备、工具和人力资源等管理信息功能。通过信息集成，达到缩短产品生命周期、降低流动资金占用、提高企业应变能力的目的。

2.设计自动化分系统。用计算机辅助产品设计、工艺设计、制造准备及产品性能测试等工作。即CAD/CAPP/CAM系统，目的是使产品开发活动更高效、更优质的进行。

3.制造自动化分系统。它是CIMS中信息流和物质流的结合点。对于离散型制造业，可以由数控机床、加工中心、清洗机、测量机、运输小车、立体仓库、多级分布式控制计算机等设备及相应的支持软件组成。对于连续性生产过程，可由DCS控制下的制造装备组成，通过管理与控制，达到提高生产率、优化生产过程、降低成本和能耗的过程。

4.质量保证分系统。它包括质量决策、质量检验与数据采集、质量评价、控制与跟踪等功能。该系统保证从产品设计、制造、检测到后勤服务的整个过程的质量，以实现产品高质量、低成本，提高企业竞争力的目的。

5.计算机网络分系统。采用国际标准和工业规定的网络协议，试验异种机互联、异构局域网络及多种网络互联。它以分布为手段，满足各应用分系统对网络支持的不同要求，支持资源共享、分布处理、分布数据库、分层递接和实时控制。

6.数据库分系统。它是逻辑上统一、物理上分布的全局数据管理系统，通过该系统可以实现企业数据共享和信息集成。

需要说明的一点是，上述CIMS的六大组成部分是最一般、最基本的构成。对于不同的行业，由于其产品、工艺过程、生产方式、管理模式的不同，其各个分系统的作用、具体内容也是各不相同，所用软件也有一点的区别。即使在同一行业中，由于企业规模不同，分散程度不同，也会对CIMS的构成和内容产生影响。所以，对于一个企业而言，CIMS的组成不必求全，应按照企业的经营、发展目标以及企业在生产经营过程中的瓶颈制约来选择CIMS的分系统。[6]对于大多数企业而言，CIMS是一个逐步实施的渐进过程。[7]而且，随着市场竞争的加剧和信息技术的进步，企业的CIMS已经从企业内部CIMS发展到更开放、范围更大的企业间的集成。这样，可以使企业内、外部资源更充分的被整合与利用，有利于企业以更大的竞争优势响应市场。

图2 CIMS功能结构图

图3 CIMS总体结构图

4、CIMS的集成

CIM的关键点是集成，CIMS的关键点也是集成。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，是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。[8]

1）CIMS集成的内涵：CIMS集成化，一是技术的集成，二是管理的基础，三是技术与管理的集成，亦即知识表现形式的基础。[9]现代集成制造技术就是制造技术、信息技术、管理科学与有关科学技术的基础。“集成”就是“交叉”，就是“杂交”，即取人之长，补己之短。目前，CIMS集成化主要指：1、现代技术的集成。机电一体化是个典型，它是高技术装备的基础，如微电子制造装备，信息化、网络化产品及配套设备，仪器，仪表，医疗，生物和环保等高技术设备。

2、加工技术的集成。特种加工技术及其装备是个典型，如增材制造（即快速原型）、激光加工、高能束加工和电加工等等。

3、企业集成。即管理的集成，包括生产信息、功能、过程的集成。全生命周期过程的集成，也包括企业内部的集成、企业外部的集成。

2）CAD/CAPP/CAM集成体系结构的建立：CIMS是现代制造业的一种模式，是一种新的制造哲理，它包括TIS（技术信息系统）、MIS（管理信息系统）、MAS （制造自动化系统）和QCS（质量控制系统）四个功能子系统以及数据库和网络两个支撑子系统，是人、物流、信息的综合集成系统。[10]1、CIMS集成型络结构。CAD/CAPP/CAM的集成是在CIMS网络的沟通下进行的，此外可以将MAS、QCS、MIS 以及专家系统数据库集成在一起。图4是集成型网络结构。通过高速网、CAD工作站、CAPP工作站和CAM（NC、CNC、机器人等）之间进行并行的适时数据交换和处理。2、CAD/CAPP/CAM集成体系结构。现代制造系统要求设计、工艺、制造等部门之间，实现实时的动态数据传输，在一起环境中协调运作，这就要求CAD/CAPP/CAM按并行模式集成。为网络技术、数据库、专家系统的发展提供肯能，图5是CAD/CAPP/CAM集成系统的流程。

图4 CIMS集成型网络结构

5、总结

随着市场经济的发展以及信息技术的不断进步，人们对企业的效率要求越来越高，CIMS就是提高企业效率的基础，特别在网络信息时代更为突出。只有不断深入的提高CIMS的应用水平，才能在市场中占据理想的高地。

参考文献：

1）肖天元，虚拟制造，清华大学出版社，2004

2）（美）雷格（Rehg，J.A.），（美）科瑞博（Kracbber，H.W.）著，计算机集成制造，机械工业出版社，2007

3）张兰芳，我国计算机集成制造系统C IM S 的发展，计算机与信息技术，2007年第2期4）马颖兵，CIMS在制造行业中的应用，河南科技，2010.4下

5）严新民，计算机集成制造系统，西北工业大学出版社，1999

6）陈贻文、张琦、杭小平、陆琦，浅谈造船企业CIMS的实施，上海造船，2007年第2期7）金光、吴宏、甘勇，计算机集成制造系统（CIMS）的构成与实现技术研究，内蒙古统计，2007.3

8）金春勇，CIMS的集成与优化研究综述，金属加工，2009年第6期

9）黄慧君、程琳、向友珍，CIMS环境下的信息集成，南京理工大学学报，1999年06期10）制造业CIMS应用集成平台项目联合设计组，制造业CIMS应用集成平台总体设计与原型系统开发总体设计报告，技术报告，北京，1997.8

现代集成制造系统(CIMS)简介

当今世界已进入信息时代，并迈向知识经济时代。以信息技术为主导的高技术为制造业的发展提供了极大的支持，并推进着制造业的变革与发展，现代集成制造系统（Contemporary Integrated Manufacturing Systems，简称CIMS）技术的应用及其产业化是其中最重要的组成部分。 CIMS—现代集成制造系统，是基于CIM理念的集成优化的制造系统。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时间（T）、质量（Q）、成本（C）、服务（S）、环境（E），从而提高企业的市场应变能力和竞争能力。 一、CIMS的总体结构 CIMS建设的目标是在统一的数据库和网络支持下，建立生产经营管理分系统和工程技术（CAD/CAM/CAPP/PDM）分系统，实现企业信息的全面集成。为实现这个总体目标，CIMS 由两个功能分系统和两个支撑分系统组成。两个功能分系统为生产经营管理分系统和工程技术分系统；两个支撑分系统为计算机网络和数据库分系统。整个系统将以关系型数据库为核心，并由各应用系统通过INTERNET/INTRANET/EXTRANET访问数据库，这样就使得几个服务器上的数据在逻辑上成为一个整体，以保证整个系统的数据共享和数据的唯一性。CIMS的总体结构如图1.2-1所示。 图1 CIMS的总体结构 二、CIMS的技术构成 工程技术分系统：可简称为TIS分系统，即技术信息系统。通常包括CAD、CAPP、CAM 和PDM等部分。

计算机集成制造系统(CIMS)

计算机集成制造系统（CIMS） 计算机集成制造（CIM）是随着计算机技术在制造领域中广泛应用而产生的一种生产模式。CIM是一种概念、一种哲理，而计算机集成制造系统（CIMS）是指在CIM思想指导下，逐步实现的企业全过程计算机化的综合系统。CIM和CIMS在国内外都经历了一定的发展过程，在实践过程中，随着技术的进步，人们的认识也在不断地深化。 1．CIM概念的发展 （1）CIM的初始概念 50年代出现了数字计算机及与其相关的新技术，并将之初步应用于制造业，导致数控机床的产生，接着陆续出现各种计算机辅助技术，如CAD、CAM等。60年代早期随着制造业系统方法、概念的萌生，人们进而认识到计算机不仅可以使整个系统的每个生产环节实现颇具柔性的自动化，而且还具有把制造过程（产品设计、生产计划与控制、生产过程等等）的每一步集成为一个系统的潜力，以及对整个系统的运行加以优化。这样，在60年代后期，制造业的系统方法概念上升为计算机集成制造（CIM）概念。1969年，CIM系统的初始概念以模型来描述，如图1所示。 图1 计算机集成制造系统的初始概念（1969年） （2）以人和管理为核心的CIM概念的发展 从70年代直至90年代初期，工业发达国家付出极大努力，将制造业的系统

观点和CIM系统的概念和技术加以发展，并付诸实践，以期获得CIM的潜在效益。然而，世界上只有少数几个公司在实施中取得示范性的潜在效益，大多数公司几乎失败了。人们逐渐认识到，制造企业缺乏足够的合格工程师，人们进一步发现，CIMS技术对于忽视人力资源要素造成的影响特别敏感。 ISO标准（TC184／SC5／WG1，1992年）提出：CIM是把人及其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。由此，将一个企业所有的人员、功能、信息和组织方面集成为一个整体。显然，ISO 标准关于CIM的定义，将人及其能力与技术并重。 在90年代，人们基于这一新的认识，产生了制造系统运作的新观点，即培养并使用制造业的人的能力，进而开发的提供制造技术，以这样的方法来支持那些人的能力。这意味着放弃传统的做法，即先开发的提供制造技术，然后利用人的能力来支持技术。这也意味着CIM概念从以技术为中心转向以管理为中心。 人力资源要素在制造企业实施CIMS技术的成败起着关键作用，这一认识导致人们对初始的CIM系统概念的再思考，需要将主要在一个公司内进行技术运作的CIM系统概念，扩展到作为集成制造企业的公司，不仅进行技术的运作，也进行管理运作，特别强调面向人力资源的管理运作。扩展的CIM系统概念由CASA／SME公布的“制造企业轮图”（见图2）来描述。该图共分六层，中心第一层为顾客；第二层为人、小组和组织，这表明企业全部活动围绕顾客的需要来进行，而完成这一目标的关键要素是人、小组和组织，这体现了现代企业管理思想的重大变化。 图2 制造企业轮图第三版（CASA／SME，1993） 2．CIMS的实施效果 如上节所述，在70年代和80年代早期，工业发达国家付出极大努力实践CIM 的概念和技术，但世界上只有少数几个公司在实施中取得示范性的潜在效益，表现在以下几个方面：

计算机集成制造系统

《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作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的组成、关键技术、开发应用CIMS的主要方法、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。

计算机集成制造系统cims

计算机集成制造系统（CIMS） 1 CIMS的介绍 英文全称Computer Integrated Manufacturing Systems或contemporary的缩写，直译就是计算机/现代集成制造系统。 2 CIMS的定义 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。 3 CIMS的特点 ⑴CIMS强调企业生产的各个环节，即市场分析、经营决策、管理、产品设计、工艺规 划、加工制造、销售、售后服务等全部活动过程是一个不可分割的整体，要从系统的观点进行协调，进而实现全局优化。 ⑵企业生产的要素包括人、技术及经营管理，尤其要继续重视发挥人在现代化企业生产 中的主导作用。 ⑶企业生产活动包括信息流及物料流两大部分，信息流的管理尤其重要，而且要重视信息流与物料流之间的集成。 ⑷CIMS是一门综合性技术，它综合并发展了与企业生产各环节有关的各种计算机辅助 技术。 4 CIMS的重要性 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。 5 CIMS的目标 ⑴缩短产品开发生产周期，快速响应市场，以时间求效益，以速度求竞争，占领市场 ⑵降低产品成本，减小库存，以成本求效益，以价格求竞争，占领市场。 ⑶提高产品质量，以质量求效益，以质量求竞争，赢得信誉占领市场。增加产品柔性 ⑷提高设备利用率，以最小的资源获取最大的效益，向设备要效益。 6 CIMS其基本出发点是 ⑴企业的各种生产经营活动是不可分割的，要统一考虑；⑵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。 7 CIMS的内容

计算机集成制造系统(CIMS)

计算机集成制造系统(CIMS)

计算机集成制造系统(CIMS)

计算机集成制造系统（CIMS） 计算机集成制造（CIM）是随着计算机技术在制造领域中广泛应用而产生的一种生产模式。CIM是一种概念、一种哲理，而计算机集成制造系统（CIMS）是指在CIM思想指导下，逐步实现的企业全过程计算机化的综合系统。CIM和CIMS在国内外都经历了一定的发展过程，在实践过程中，随着技术的进步，人们的认识也在不断地深化。 1．CIM概念的发展 （1）CIM的初始概念 50年代出现了数字计算机及与其相关的新技术，并将之初步应用于制造业，导致数控机床的产生，接着陆续出现各种计算机辅助技术，如CAD、CAM等。60年代早期随着制造业系统方法、概念的萌生，人们进而认识到计算机不仅可以使整个系统的每个生产环节实现颇具柔性的自动化，而且还具有把制造过程（产品设计、生产计划与控制、生产过程等等）的每一步集成为一个系统的潜力，以及对整个系统的运行加以优化。这样，在60年代后期，制造业的系统方法概念上升为计算机集成制造（CIM）概念。1969年，CIM系统的初始概念以模型来描述，如图1所示。 图1 计算机集成制造系统的初始概念（1969 年）

（2）以人和管理为核心的CIM概念的发展 从70年代直至90年代初期，工业发达国家付出极大努力，将制造业的系统观点和CIM系统的概念和技术加以发展，并付诸实践，以期获得CIM的潜在效益。然而，世界上只有少数几个公司在实施中取得示范性的潜在效益，大多数公司几乎失败了。人们逐渐认识到，制造企业缺乏足够的合格工程师，人们进一步发现，CIMS技术对于忽视人力资源要素造成的影响特别敏感。 ISO标准（TC184／SC5／WG1，1992年）提出：CIM是把人及其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。由此，将一个企业所有的人员、功能、信息和组织方面集成为一个整体。显然，ISO标准关于CIM的定义，将人及其能力与技术并重。 在90年代，人们基于这一新的认识，产生了制造系统运作的新观点，即培养并使用制造业的人的能力，进而开发的提供制造技术，以这样的方法来支持那些人的能力。这意味着放弃传统的做法，即先开发的提供制造技术，然后利用人的能力来支持技术。这也意味着CIM概念从以技术为中心转向以管理为中心。 人力资源要素在制造企业实施CIMS技术的成败起着关键作用，这一认识导致人们对初始的CIM系统概念的再思考，需要将主要在一个公司内进行技术运作的CIM系统概念，扩展到作为集成制造企业的公司，不仅进行技术的运作，也进行管理运作，特别强调面向人力资源的管理运作。扩展的CIM系统概念由CASA／SME公布的“制造企业轮图”（见图2）来描述。该图共分六层，中心第一层为顾客；第二层为人、小组和组织，这表明企业全部活动围绕顾客的需要来进行，而完成这一目标的关键要素是人、小组和组织，这体现了现代企业管理思想的重大变化。 图2 制造企业轮图第三版（CASA／SME，