【正文】 第二章 CIM基礎(chǔ)理論 幾個(gè)概念 CIMS的組成涉及人 /機(jī)構(gòu)、經(jīng)營與技術(shù)三個(gè)方面要素的集成工程：經(jīng)營人 /機(jī)構(gòu) 技術(shù)(1)(2)(3)(4)四個(gè)方面的集成問題四個(gè)方面的集成問題(1) 使用技術(shù)支持經(jīng)營(2) 使用技術(shù)支持人員的工作(3) 協(xié)調(diào)機(jī)構(gòu) /人員工作以支持經(jīng)營(4) 經(jīng)營、人員、技術(shù)的集成2023/3/4 1CIMS和 CIPS技術(shù)與應(yīng)用(1) 使用技術(shù)支持經(jīng)營 以計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動化技術(shù)、生產(chǎn)技術(shù)、信息技術(shù)等領(lǐng)域的成果為技術(shù)手段來支持企業(yè)完成預(yù)期的經(jīng)營目標(biāo)(2) 使用技術(shù)支持人員的工作 利用技術(shù)為企業(yè)生產(chǎn)、管理與經(jīng)營過程中各種人員的工作提供支持，使他們能夠協(xié)調(diào)一致地相互配合完成工作(3) 協(xié)調(diào)機(jī)構(gòu) /人員工作以支持經(jīng)營 通過調(diào)整組織結(jié)構(gòu)，提高人員的綜合素質(zhì)支持企業(yè)的經(jīng)營活動(4) 經(jīng)營、人員、技術(shù)的集成 統(tǒng)一管理追求經(jīng)營、人員、技術(shù)等方面的集成和整體優(yōu)化2023/3/4 2CIMS和 CIPS技術(shù)與應(yīng)用信息共享在正確的時(shí)間，將正確的信息，以正確的形式，交給正確的用戶 CIMS的主要特征智能化與綜合化的統(tǒng)一 人在工業(yè)生產(chǎn)中積累的知識加以抽象以特定的方式加以描述和表達(dá)，總結(jié)成一定的推理邏輯、規(guī)則和算法，建立相應(yīng)模型，將人的思維活動加以條理化和科學(xué)化 ?人的部分智力活動將由各種類型的自動化系統(tǒng)代替。智能化 自動化的深度綜合化 涉及企業(yè)經(jīng)營、管理、生產(chǎn)全部活動的決策，是一種具有全局意義的企業(yè)綜合自動化，自動化系統(tǒng)的廣度2023/3/4 3CIMS和 CIPS技術(shù)與應(yīng)用分布與集成的統(tǒng)一分布形式：分散化、單元化、模塊化典型化和通用標(biāo)準(zhǔn)化的統(tǒng)一 CIMS的功能構(gòu)成4個(gè)功能分系統(tǒng)、 2個(gè)支撐分系統(tǒng)(1) 管理信息系統(tǒng) 以 MRPII為核心，從制造資源出發(fā)，考慮企業(yè)進(jìn)行經(jīng)營決策的戰(zhàn)略層、中短生產(chǎn)計(jì)劃編制的戰(zhàn)術(shù)層，其功能覆蓋市場銷售、物料供應(yīng)、各級生產(chǎn)計(jì)劃與控制、財(cái)務(wù)管理、成本、庫存和技術(shù)管理等部分的活動，是以經(jīng)營生產(chǎn)計(jì)劃、主生產(chǎn)計(jì)劃、物料需求計(jì)劃、能力需求計(jì)劃、車間計(jì)劃、車間調(diào)度與控制為主體形成的閉環(huán)一體化生產(chǎn)經(jīng)營和管理信息系統(tǒng)2023/3/4 4CIMS和 CIPS技術(shù)與應(yīng)用(2) 工程設(shè)計(jì)自動化系統(tǒng) 在產(chǎn)品開發(fā)過程中引入計(jì)算機(jī)技術(shù)，包括產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)、過程與結(jié)構(gòu)分析、詳細(xì)實(shí)際、工藝設(shè)計(jì)與數(shù)控編程。 CAD、 CAPP、 CAM(3) 制造自動化系統(tǒng) 制造現(xiàn)代化系統(tǒng)是在計(jì)算機(jī)的控制與調(diào)度下，按照 NC代碼將一個(gè)毛坯加工成合成的零件，再裝配成部件以至產(chǎn)品，并將制造現(xiàn)場信息實(shí)時(shí)地反饋到相應(yīng)部門。 物流和信息流的結(jié)合點(diǎn)，最終產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益的聚集地。(4) 質(zhì)量保證系統(tǒng) 采集、存儲、評價(jià)與處理設(shè)計(jì)、制造過程中與質(zhì)量有關(guān)的大量數(shù)據(jù)，從而獲得一系列控制環(huán)，并用這些控制環(huán)有效促進(jìn)質(zhì)量的提高，以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的高質(zhì)量、低成本、提高企業(yè)的競爭力2023/3/4 5CIMS和 CIPS技術(shù)與應(yīng)用(5) 計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò) 支持 CIMS各個(gè)分系統(tǒng)的開放型網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)，采用國際標(biāo)準(zhǔn)和工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，實(shí)現(xiàn)異種機(jī)互聯(lián)、異構(gòu)局部網(wǎng)絡(luò)及多種網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。(6) 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 支持 CIMS各個(gè)分系統(tǒng)并覆蓋企業(yè)全部信息的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。在邏輯上是統(tǒng)一的，在物理上是分布的，以實(shí)現(xiàn)企業(yè)數(shù)據(jù)共享和信息集成。 CIMS集成工作的三個(gè)階段CIMS集成 不等于 各個(gè)單項(xiàng)技術(shù)簡單疊加在一起全企業(yè)內(nèi)全方位的綜合過程被認(rèn)為應(yīng)該分為三個(gè)階段：物理系統(tǒng)的集成 應(yīng)用集成 經(jīng)營集成2023/3/4 6CIMS和 CIPS技術(shù)與應(yīng)用(1) 物理系統(tǒng)的集成 將制造自動化設(shè)備和數(shù)據(jù)處理設(shè)施用通信網(wǎng)絡(luò)互連起來，將自動化島溝通起來，使之能夠互相交換數(shù)據(jù)和信息物理系統(tǒng)互連 網(wǎng)絡(luò)配置與管理數(shù)據(jù)交換規(guī)則和慣例 系統(tǒng)內(nèi)部通信(2) 應(yīng)用集成 整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)各部分的應(yīng)用軟件及其用戶之間的集成，包括人和機(jī)器之間的控制和信息的集成公共 (共享 )數(shù)據(jù)資源 公共服務(wù)執(zhí)行環(huán)境可移式應(yīng)用與分布系統(tǒng)2023/3/4 7CIMS和 CIPS技術(shù)與應(yīng)用(3) 經(jīng)營和人的集成從技術(shù)上實(shí)現(xiàn)包含三個(gè)方面：生產(chǎn)和過程的仿真 對底層的生產(chǎn)過程，能進(jìn)行物理過程動態(tài)調(diào)度的仿真和優(yōu)化，對上層生產(chǎn)計(jì)劃的安排與調(diào)整，能進(jìn)行仿真統(tǒng)計(jì)分析，給決策者提供參考信息。自動化的經(jīng)營過程監(jiān)控 全企業(yè)范圍內(nèi)的綜合數(shù)據(jù)采集和統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng)，具備數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析功能，使高層的經(jīng)營人員能隨時(shí)掌握整個(gè)過程的情況。基于知識的決策 數(shù)據(jù)庫、模型庫、知識庫、方法庫，幫助高層的決策者科學(xué)地完成決策過程。2023/3/4 8CIMS和 CIPS技術(shù)與應(yīng)用 CIMS體系結(jié)構(gòu) CIMS是一個(gè)多層次、多結(jié)構(gòu)的復(fù)雜系統(tǒng)，實(shí)施工作需要巨額投資和較長周期，面臨巨大的風(fēng)險(xiǎn)，需要一個(gè)合理有效的 CIMS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和一指導(dǎo)工程設(shè)計(jì)實(shí)施和運(yùn)行的有效方法。 CIM體系結(jié)構(gòu)的研究工作通過研究系統(tǒng)各部分及其相互關(guān)系，提出標(biāo)準(zhǔn)的、功能優(yōu)良的 CIM體系結(jié)構(gòu)、建模工具和集成基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)指導(dǎo)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、實(shí)施和運(yùn)行中問題的解決 CIMS體系結(jié)構(gòu)的作用(1) 能夠清楚的表達(dá)企業(yè) CIM項(xiàng)目整個(gè)生命周期內(nèi)的發(fā)展過程，解答闡明過程中一系列問題，提供方法比較不同的方案，選擇最佳應(yīng)用方案及技術(shù)(2) 降低企業(yè)開發(fā)工作的代價(jià)和風(fēng)險(xiǎn)(3) 指導(dǎo)和幫助用戶獲得需要的技術(shù)和能力(4) 用戶利用體系結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)化、共性化的成果，構(gòu)思企業(yè)特定結(jié)構(gòu)，避免從頭構(gòu)思實(shí)施和重復(fù)開發(fā)。2023/3/4 9CIMS和 CIPS技術(shù)與應(yīng)用 CIMS體系結(jié)構(gòu)的構(gòu)成原則(a) 抽象化 (b) 模塊化 系統(tǒng)被分解為單個(gè)、獨(dú)立的單元，它們與系統(tǒng)的其他部分中完成同樣功能的單元互換而不影響系統(tǒng)總的性能(c) 開放性 空間上將系統(tǒng)各組成部分有效的集成起來，能擴(kuò)展新的功能，將新技術(shù)、新模塊簡易、有效的集成；時(shí)間上有盡可能長的生命周期(d) 用戶需求與系統(tǒng)實(shí)施分離 規(guī)劃設(shè)計(jì)與系統(tǒng)運(yùn)行相分離，不必考慮控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)用戶要求功能時(shí)所用方法的特殊性 2023/3/4 10CIMS和 CIPS技術(shù)與應(yīng)用 CIMS體系結(jié)構(gòu)的共同要素(1)模型集合四個(gè)共同要素：(2)方法體系 (3)建模方法和工具 (4)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)什么是模型什么是模型 模型是實(shí)際對象或系統(tǒng)的抽象及簡化表示，是抽取了研究對象本質(zhì)特征，忽略或精簡了次要的、非本質(zhì)影響因素后，用文字、圖表、符號、數(shù)學(xué)公式、物理模擬裝置等形式對所認(rèn)識的客觀對象描述表達(dá)方法CIM復(fù)雜對象系統(tǒng)的模型，主要形式為：圖形、表格、文字?jǐn)⑹?023/3/4 11CIMS和 CIPS技術(shù)與應(yīng)用(1) 模型集合 人們有時(shí)將模型集合狹義地稱為體系結(jié)構(gòu)，它可以分為：a) 狹義的企業(yè)參考體系結(jié)構(gòu)在通用層上描述集成企業(yè)，它們是從不同角度描述集成企業(yè)的模型集合b) 廣義的企業(yè)參考體系結(jié)構(gòu)在企業(yè)的各個(gè)開發(fā)階段從不同的角度描述企業(yè) 狹義的企業(yè)參考體系結(jié)構(gòu)可以作為一個(gè)部分包含在廣義的企業(yè)參考體系結(jié)構(gòu)。2023/3/4 12CIMS和 CIPS技術(shù)與應(yīng)用(2) 方法體系 是經(jīng)過驗(yàn)證的、被確認(rèn)為有效的指南、技術(shù)和過程的集合，包含下列內(nèi)容：參考模型： 全局地和一般地描述建立集成化企業(yè)的工程結(jié)構(gòu)建模機(jī)理： 支持模型的建立和對其進(jìn)行研究與評估結(jié)構(gòu)化方法： 指出根據(jù)目標(biāo)和特定約束的變化，將現(xiàn)有系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為未來系統(tǒng)的整個(gè)工作程序步驟性能評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)： 從幾個(gè)角度 (經(jīng)濟(jì)性、可靠性等 )來評價(jià)系統(tǒng)2023/3/4 13CIMS和 CIPS技術(shù)與應(yīng)用(3) 建模方法和工具 用來生成、開發(fā)和分析上面定義的模型。 工具從屬特定的方法體系或參考體系結(jié)構(gòu)，也可以是獨(dú)立的(4) 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu) 是一個(gè)支持企業(yè)信息集成所需的處理功能和通信功能的系統(tǒng)。2023/3/4 14CIMS和 CIPS技術(shù)與應(yīng)用 CIMS體系結(jié)構(gòu)的研究應(yīng)用狀況和發(fā)展方向體系結(jié)構(gòu)的研究應(yīng)用狀況和發(fā)展方向HOW企業(yè)集成 What(1) 面向局部的 CIM體系結(jié)構(gòu)(2) 面向全局的 CIM體系結(jié)構(gòu) 描述工廠集成的組成或其中某部分的組成 (如計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、通信系統(tǒng)等 )的體系結(jié)構(gòu)或物理結(jié)構(gòu) 描述工廠集成工程全過程開發(fā)生命周期的體系結(jié)構(gòu)2023/3/4 15CIMS和 CIPS技術(shù)與應(yīng)用(1) 面向局部的面向局部的 CIM體系結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)CIM系統(tǒng)兩種分解方式： 橫向分解 縱向分解 橫向分解 對 CIM系統(tǒng)進(jìn)行正確、合理、精簡而又充分的分解，不應(yīng)有多余的分系統(tǒng)、子系統(tǒng)和不必要的冗余 面向功能構(gòu)成的體系結(jié)構(gòu)縱向分解 確定合理的遞階控制層數(shù)，在保證有效的控制前提下，盡量減少遞階控制的層數(shù) 面向控制結(jié)構(gòu)的體系結(jié)構(gòu)2023/3/4 16CIMS和 CIPS技術(shù)與應(yīng)用a) 面向功能構(gòu)成的體系結(jié)構(gòu)面向功能構(gòu)成的體系結(jié)構(gòu) 典型代表是美國制造工程師學(xué)會 (SME)輪式結(jié)構(gòu) (CASA wheel)，很多大的計(jì)算機(jī)公司都提出了類似的結(jié)構(gòu)，但這種體系結(jié)構(gòu)，從技術(shù)角度考慮問題較多。它能描述的與其說是 “集成 ”（ integrating），還不如說只是 “互連 ”（ interfacing）。80年代 SM