计算机集成制造系统(CIMS)现状

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【摘 要】本文通过概述CIMS控制系统的产生、发展现状和结构思路,给读者提供这方面的相关知识,为相关专业的从业人员对CIMS控制系统有一个初步的认识.

【关 键 词】DCS控制系统;DDC数字控制;过程控制PCU

一、CIMS控制系统的产生与发展

在工业从生产过程参数的监测、控制、优化,生产过程及装置的调度,到企业的管理、经营、决策,计算机及其网络已成为帮助企业全面提高生产和经营效率、增强市场竞争力的重要工具.计算机集成制造系统——CIMS(ComputerIntegratedManufacturingSystems)正是反映了工业企业计算机应用的这种趋势.为赶超国际先进技术,我国于1986年提出了863高技术发展计划,其中对CIMS这一推动工业发展的先进技术给予了充分肯定和极大重视,将CIMS作为在863计划自动化领域设立的两个研究发展主题之一.经过十多年对CIM概念的深入研究、探索,以及结合我国国情的实践,863/CIMS主题对CIM和CIMS的阐述分别为:“CIM是一种组织、管理与运行企业生产的理念,它借助于计算机硬件和软件,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,将企业生产全过程中的有关人/组织、技术、经营管理三要素及其信息流、物流和价值流有机集成并优化运行,实现企业制造活动的计算机化、信息化、智能化、集成优化,以达到产品上市快、高质、低耗、服务好、环境清洁,进而提高企业的柔性、健壮性、敏捷性,使企业赢得市场竞争”;“CIMS是一种基于CIM哲理构成的计算机化、信息化、智能化、集成优化的制造系统”.

二、CIMS系统的结构思想

CIM它在CIMS中是神经中枢,指挥与控制着各个部分有条不紊地工作.制造自动化系统是CIMS中信息流和物料流的结合点,其目的是使产品制造活动优化、周期短、成本低、柔性高.计算机通信网络支持CIMS各个分系统之间、分系统内部各工作单元、设备之间的信息交换和处理,是一个开放型网络通信系统.数据库系统支持CIMS各分系统并覆盖企业运行的全部信息.计算机辅助设计(CAD)技术产生于60年代,目的是解决飞机等复杂产品的设计问题.由于计算机硬件和软件发展的限制,CAD技术直到70年代才投入实际应用,但发展极其迅速.为了将CAD和CAM结合集成为一个完整的系统,即在CAD作出设计后,立即由计算机辅助工艺师制定出工艺计划,并自动生成CAM系统代码,由CAM系统完成产品的制造,计算机辅助工艺(CAPP)于70年代应运而生.这些新技术包括计算机辅助工程(CAE)、原材料需求计划(MRP)、制造资源计划(MRP-II)等.其中MRP和MRP-II是计算机辅助生产管理(CAPM)的主要内容,具有年、月、周生产计划制定、物料需求计划制定、生产能力(资源)的平衡、仓库等管理、市场预测、长期发展战略计划制定等功能.

因此,自80年代中期以来,以CIMS为标志的综合生产自动化逐渐成为离散制造业的热点.在功能上,CIMS包含了一个制造工厂的全部生产经营活动,即从市场预测、产品设计、加工制造、质量管理到售后服务的全部活动,比传统的工厂自动化范围大得多,是一个复杂的大系统;CIMS涉及的计算机系统、自动化系统并不是工厂各个环节的计算机系统、自动化的简单相加,而有机的集成,包括物料和设备的集成,更重要的是以信息集成为本质的技术集成,也包括人的集成.CIMS是一种基于计算机和网络技术的新型制造系统,不仅包括和集成了CAD、CAM、CAPP、CAE等生产环节的先进制造技术和MRP、MRP-II等先进的调度、管理、决策策略与技术,而且包括和集成了企业所有与生产经营有关环节的活动与技术,其目的就是为了追求高效率、高柔性,最后取得高效益,以满足市场竞争的需求.在高新技术不断出现、市场不断国际化的今天,虚拟制造(VirtualManufacturing)、敏捷制造(AgileManufacturing)、并行工程(ConcurrentEngineering)、绿色制造(GreenManufacturing)、智能制造系统(IMS)等新的制造技术以及及时生产(JIT)、企业资源计划(ERP)、供应链管理(SCM)等新的经营管理技术使CIMS的内容越来越充实,Inter/Intra/Extra和多媒体等计算机网络新技术、网络化数据仓库技术以及产品数据管理(PDM)技术等支撑技术的发展使CIMS的功能越来越强大,实际上已经使CIMS由初始含义的计算机集成制造系统演化为新一代的CIMS--现代集成制造系统(ContemporaryIntegratedManufacturingSystems).

到目前为止,虽然还没有完全按照较为成熟的离散CIMS框架建立的流程企业CIMS的完整报道,但实际上,有很多流程企业都已经按照各自需要建立了各种类型的相应系统.


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