【正文】 制造系統(tǒng)(CIMS),這也是多年來人們?nèi)〉媒y(tǒng)一認(rèn)識的CIMS模式。由于機(jī)器和工件都是分立的,故稱之為離散型生產(chǎn)方式。即使是世界著名的計(jì)算機(jī)公司也無法提供普遍適用的應(yīng)用系統(tǒng)(而不是應(yīng)用平臺),如果可以購得這樣的應(yīng)用系統(tǒng)(主要是軟件系統(tǒng)),廠商的開價(jià)也將是難以接受的。顯然功能集成是目的,而物理與信息集成是實(shí)現(xiàn)功能集成的基礎(chǔ)。目的是將質(zhì)量好、成本低的產(chǎn)品適時(shí)地推向市場,從而獲得顯著的經(jīng)濟(jì)效益。有人采用離散型、連續(xù)型(流程型)、混合型CIMS的分類方法,但除了使人認(rèn)識到企業(yè)生產(chǎn)的區(qū)別外,很難感覺到CIMS的內(nèi)涵差別。CIMS的中心議題是集成,其道理也在于此。 顯然,這種CIMS模式比較適合于離散型的機(jī)械制造型企業(yè)。 (2) 產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造工程設(shè)計(jì)自動化系統(tǒng)(CAD/CAPP/CAM)。 (2) 整個(gè)制造過程實(shí)質(zhì)上是信息采集、傳遞和加工處理的過程。10年來,在國家863計(jì)劃的推動下,CIMS已經(jīng)喚起越來越多的專家學(xué)者和工程技術(shù)人員的參與,引起越來越多的企業(yè)的關(guān)注,一批試點(diǎn)企業(yè)已經(jīng)取得可喜的成果和顯著的經(jīng)濟(jì)效益,一個(gè)CIMS推廣開發(fā)的熱潮正在各行各業(yè)悄然興起。準(zhǔn)確地講,1974年約瑟夫 按照CIM哲理構(gòu)成的企業(yè)生產(chǎn)與管理的自動化系統(tǒng)可稱之謂CIMS。 (3) 制造自動化或柔性制造系統(tǒng)(FMS)。 CIMS模式的這種局限性有其歷史原因和現(xiàn)實(shí)原因,從其被提出到實(shí)現(xiàn)這10多年時(shí)間里,CIMS主要集中在機(jī)械制造行業(yè),而我國863計(jì)劃的示范工廠也是集中在機(jī)制行業(yè)。 如今,CIMS已經(jīng)走向各個(gè)行業(yè),有人將企業(yè)粗略分為離散型、流程型和混合型。 CIMS分類的本質(zhì)要素應(yīng)是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能集成的技術(shù)難點(diǎn)所在,是影響CIMS發(fā)揮整體效益的技術(shù)關(guān)鍵所在。 所謂物理集成,是要求各種自動化設(shè)備的合理配置與到位。 一般說來,如果企業(yè)具有一定的財(cái)力,實(shí)現(xiàn)物理集成與信息集成是不困難的,因?yàn)槭澜缟细鞔笥?jì)算機(jī)公司都在開發(fā)新產(chǎn)品和搶占各種市場。 三、企業(yè)特點(diǎn)與CIMS分類 筆者從實(shí)現(xiàn)企業(yè)功能集成的難點(diǎn)與關(guān)鍵技術(shù)的角度,以很粗的線條勾劃出三類企業(yè)的特點(diǎn),并提出三種類型的CIMS。如汽車制造、飛機(jī)制造、電子企業(yè)和服裝企業(yè)等。 由于機(jī)械加工企業(yè)是以產(chǎn)品的功能、外型與成本為主要競爭內(nèi)容,面對多品種小批量的買方市場和越來越挑剔的顧客,產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制造成為生產(chǎn)的關(guān)鍵與核心。 所謂流程型生產(chǎn)企業(yè)是指被加工對象不間斷地通過生產(chǎn)設(shè)備,如化工廠、煉油廠、水泥廠、發(fā)電廠等,這里基本的生產(chǎn)特征是通過一系列的加工裝置使原材料進(jìn)行規(guī)定的化學(xué)反應(yīng)或物理變化,最終得到滿意的產(chǎn)品。因此,企業(yè)的自動化目標(biāo)是如何有效地監(jiān)測和控制生產(chǎn)過程,使生產(chǎn)過程處于最佳狀態(tài),節(jié)省原材料,降低能耗與其它消耗,提高產(chǎn)品的收得率與優(yōu)質(zhì)品率,提高設(shè)備的壽命等。顯然,此系統(tǒng)正常而高質(zhì)量的運(yùn)行要借助于完好的過程模型,其中多數(shù)為數(shù)學(xué)模型,有時(shí)也可以是圖模型、網(wǎng)絡(luò)模型或非結(jié)構(gòu)化模型。企業(yè)為了獲取更好的經(jīng)濟(jì)效益,根據(jù)市場價(jià)格的變化及時(shí)調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)是完全必要的。在這里,高爐煉鐵或轉(zhuǎn)(電)爐煉鋼、連續(xù)鑄造、熱帶連軋或冷帶連軋等每道工序本身都可以看作是一個(gè)連續(xù)生產(chǎn)過程,但在各個(gè)工序間的銜接是靠分離的鐵(鋼)水罐、鑄坯、鑄錠、鋼卷等實(shí)現(xiàn)的。根據(jù)用戶的訂貨規(guī)格,只需從已有的工藝檔案中找出其加工工藝方案即可,一般不需要CAD系統(tǒng)。如何將幾個(gè)不同的工序視為一個(gè)整體,實(shí)現(xiàn)一體化管理,做到前后工序計(jì)劃同步化,物流運(yùn)行準(zhǔn)時(shí)化。鑒于此,可以稱此類CIMS為計(jì)劃調(diào)度型CIMS。總廠下面設(shè)有若干分廠,分廠中又有許多車間。 總之,多種多樣的CIMS雖然有著相同的哲理,卻在內(nèi)容與核心上存在著相當(dāng)大的差異。這樣,產(chǎn)品數(shù)據(jù)一方面能在企業(yè)間或企業(yè)生產(chǎn)的各部分活動之間交換,以提高產(chǎn)品數(shù)據(jù)資源的應(yīng)用效率。工程數(shù)據(jù)實(shí)際上是產(chǎn)品數(shù)據(jù)的一個(gè)子集。目前,Express語言已較普遍地被裝配在一些計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上,SDAI在國內(nèi)CIMS領(lǐng)域中的研究和開發(fā)工作已展開,它的應(yīng)用對實(shí)現(xiàn)工程數(shù)據(jù)庫將很有意義。Express語言是實(shí)施產(chǎn)品數(shù)據(jù)交換的基礎(chǔ)。同時(shí),模式還可以包括函數(shù)、過程、全局規(guī)則或常數(shù)說明等其它一些語言成分。實(shí)體類型表示了一類具有共同特征的對象,共同特征是通過屬性和約束來表示的。這些數(shù)據(jù)可以組織成相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫或數(shù)據(jù)文件,系統(tǒng)中各CAX之間的數(shù)據(jù)可交換共享,由SDAI來實(shí)現(xiàn)。 存儲倉(Repository)是一個(gè)很重要的數(shù)據(jù)存儲設(shè)施,它是能在內(nèi)存中實(shí)現(xiàn)的單個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)庫、單個(gè)文件或文件集合,也可以是以任何其它方法實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)存儲設(shè)施。系統(tǒng)進(jìn)入會話狀態(tài)之后,須打開存儲倉,然后才能啟動事務(wù)。如SDAI模型可包含一個(gè)具體產(chǎn)品描述數(shù)據(jù)的某個(gè)分組。 四、SDAI支持的數(shù)據(jù)模式 SDAI所操作的數(shù)據(jù)都是用Express語言所描述的一系列模式定義的。詞典模式　定義了數(shù)據(jù)詞典,它存儲著由SDAI所操作的實(shí)例的模式信息,包括類型定義、實(shí)體定義和數(shù)據(jù)定義的有關(guān)信息?；跁捘Ｊ降腟DAI模型中的實(shí)體實(shí)例描述了一個(gè)SDAI會話的當(dāng)前狀態(tài)。集居模式　提供管理和創(chuàng)建Express實(shí)體實(shí)例的結(jié)構(gòu)。 該模式假定軟件系統(tǒng)提供整數(shù)、實(shí)數(shù)、字符、二進(jìn)制位以及其它邏輯數(shù)據(jù)類型的表示。數(shù)據(jù)類型模式　描述通過SDAI操作可管理的實(shí)體數(shù)據(jù)類型之間的繼承關(guān)系。在語言聯(lián)編中,代表具體應(yīng)用實(shí)例的類型應(yīng)該是SDAI中每個(gè)應(yīng)用實(shí)體的祖先。 該繼承關(guān)系在用于任何應(yīng)用模式的SDAI詞典模式的集居中不應(yīng)該出現(xiàn),也不應(yīng)出現(xiàn)在SDAI詞典模式或SDAI會話模式中。 一個(gè)特定的SDAI操作能以某種聯(lián)編映射成一個(gè)或多個(gè)函數(shù),這些函數(shù)可以有一個(gè)或多個(gè)隱式傳遞的輸入、輸出或錯(cuò)誤參數(shù)。 SDAI的操作只能在確定的不同狀態(tài)中進(jìn)行。環(huán)境操作　包括打開會話,初始化SDAI服務(wù),記錄會話事件。模式實(shí)例操作　包249。存儲倉操作　包括創(chuàng)建SDAI模型,關(guān)閉存儲倉。作用域操作　包括增加、取得和測試作用域,把應(yīng)用實(shí)例添入、移出輸入列表或作用域,刪除作用域,復(fù)制同一或不同的SDAI模型中的作用域,確認(rèn)作用域引用的限制等。實(shí)體實(shí)例操作　包括取得和測試屬性,尋找包含實(shí)體實(shí)例的SDAI模型,取得實(shí)例類型,測試確定實(shí)例、類型種類、SDAI的類型種類等。實(shí)體實(shí)例聚合操作　包括取得成員的計(jì)數(shù),測試是否是聚合成員,創(chuàng)建和刪除迭代算符,取得當(dāng)前的成員,對迭代算符定位在開頭或下一個(gè)等操作。應(yīng)用實(shí)例無序的集合操作　包括對集合增加值,創(chuàng)建嵌套的聚合實(shí)例。應(yīng)用實(shí)體有序的集合操作　包括按索引設(shè)置集合元素,按索引創(chuàng)建嵌套的聚合實(shí)例。應(yīng)用實(shí)例數(shù)組操作　按索引和用迭代算符的不設(shè)置值操作。 三、企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu) CIM一詞最早在1979年由美國Joseph Harrington博士提出的。比較流行的一種說法為:CIM是指使工廠集成生產(chǎn)自動化。CIMS適用于各種中、小批量的離散生產(chǎn)過程的制定工廠。CIMS是多個(gè)自動化子系統(tǒng)的有機(jī)集成。企業(yè)的各個(gè)環(huán)節(jié),即從市場分析、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工制造、經(jīng)營管理到售后服務(wù)的生產(chǎn)活動是一個(gè)不可分割的、彼此緊密相關(guān)的統(tǒng)一整體。 雖然,CIM的概念是Harrington博士根據(jù)計(jì)算機(jī)技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用及其必然發(fā)展趨勢而提出的,但當(dāng)時(shí)并未引起人們廣泛地注意。但在CIMS的具體實(shí)現(xiàn)過程中,應(yīng)該結(jié)合企業(yè)的具體情況和特點(diǎn),因地制宜地加以實(shí)現(xiàn),因此在實(shí)現(xiàn)CIMS的過程中,可有多種模式。他們認(rèn)為,從本質(zhì)上講,CIM應(yīng)用系統(tǒng)的基本點(diǎn)就是互連計(jì)算機(jī)系統(tǒng),用以發(fā)