计算机集成制造系统

把企业内部和外部的各种计算机系统(如计算机辅助设计、计算机辅助制造、管理信息系统、柔性制造系统、供货商的计算机系统和顾客的数据库系统)全部连接到一起所形成的从研发、生产、销售直至顾客信息反馈的网络体系。计算机集成制造系统的观点是1973年由美国学者提出的。该观点认为，产品的实质是其从研制到售后服务这一不可分割的全过程中各种信息数据的生成、处理、传输和使用，是这些信息数据的最终物质体现。计算机集成制造系统在现实中的应用出现在20世纪80年代中期。当时随着计算机的发展和普及，美国的一些大公司设计出计算机集成制造系统的模型，并在企业的运行中取得了较好的效果，较大程度地提高了生产率。进入90年代，计算机集成制造系统已成为发达国家制造业信息化管理的主流。“集成”是计算机集成制造系统的核心概念。该系统把数理统计质量控制、制造资源规划、准时制等成熟的技术转化成数学模型和软件包，由此形成计算机管理信息系统、生产自动化信息系统、计算机设计与开发信息系统、质量控制信息系统等四个部分，然后进行“集成”和一体化。

计算机集成制造系统Computer Integrated Manufacturing Systems

简称CIMS。运用系统工程整体优化的观点，以信息技术、管理技术、生产技术为基础，通过使用电子计算机及其软件，对生产制造企业从接受订货到设计、生产、销售、服务用户的全过程的信息进行统一管理，以优化企业生产经营活动，提高企业效益与市场竞争力的方法或生产模式。CIMS是一种新型的制造思想和技术形态，是信息技术与制造过程相结合的自动化技术和科学。它的基本思想有两点：一是从产品的研制到售后服务的生产经营活动，是一个不可分割的整体，应将每个组成部分联系起来加以综合考虑；二是整个企业生产制造是一个对信息数据收集、处理和传递的过程。与此同时，20世纪70年代初柔性制造系统、数控加工中心、机器人和自动搬运车等相继问世，计算机辅助设计、计算机辅助工艺设计、计算机辅助制造、办公自动化等的出现和运用为CIMS应用创造了条件。目前，CIMS的应用已由机械制造向电子、通讯、冶金和化工等领域发展。
1985年，美国制造工程师学会和自动化系统分会的技术委员会，提出了CIM——一种许多技术的集成轮来体现CIMS体系结构，图8-14为CIM轮的示意图。
轮的内层由公共数据库、信息资源与通讯组成，通过信息资源与通讯共享公共数据，实现次外层的制造计划与管理、产品设计与工艺过程、工厂自动化中各功能的集成，达到系统集成制造的目的，进而实现与企业战略规划、市场、财务、资源等的最外层集成，最终实现对企业生产经营信息的统一管理与控制，使企业生产经营活动得到优化。制造企业的CIMS典型功能模型如图8-15所示。
该模型包括四个部分：管理信息分系统、技术信息分系统、制造自动化分系统和计算机辅助质量管理分系统。管理信息分系统，包括生产计划与控制、经营管理、销售管理、采购管理和财务管理等功能，主要处理生产任务方面的信息。技术信息分系统，包括计算机辅助设计、计算机辅助工艺设计和数控程序编制等功能，用以进行产品的设计和工艺准备，处理有关产品结构方面的信息。制造自动化分系统，也称计算机辅助制造系统，包括数控机床、装配系统、进货管理系统和设备维修系统等，用来实现信息流对物流的控制和完成物流的转换。计算机辅助质量管理分系统具有编制质量计划，处理有关质量方面的信息，支持质量保证活动的功能。

图8-14 CIM轮

图8-15 CIMS的功能模型

为了实现CIMS各个分系统的信息集成，还设置了两个支持系统，其一是数据管理分系统，用于管理整个CIMS的数据，实现数据集中存放和共同使用。其二是网络分系统，它是用来传递CIMS各分系统之间、分系统工程内部的信息，实现CIMS数据传递和系统的通信功能。
欧洲信息研究与开发战略委员会CIMS小组建议CIMS体系结构分为公司层、工厂层、车间层、单元层、控制站层和设备层六个层次。图8-16为层次分布结构图。

图8-16 CIMS层次结构

CIMS功能显著，与传统生产方式比较，可更有效地利用资源，使设备利用率提高2～3倍；缩短研制周期30%～60%；减少工程设计费用15%～30%；设计能力提高3～3.5倍；节约直接或间接劳动力30%～60%；减少库存量30%；提高劳动生产率40%～70%；提高了产品质量；提高了进度计划的弹性。
为了进一步发展CIMS，国外出现了智能制造系统(IMS)，是通过对知识工程、制造软件及机器人的集成，实现小批灵活的自动化生产。IMS与CIMS紧密联系，CIMS主要面向制造过程自动化系统，它强调企业内部物流、信息流的集成，而IMS则强调更大范围内的整个制造过程的组织能力和决策自动化。