【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ? CIMS支持的 CAQ分系統(tǒng)將貫穿質(zhì)量管理的全過(guò)程 ， 覆蓋全企業(yè)各主要處 、 室 、 分廠 ， 并逐步實(shí)現(xiàn)與 M I S 、 MAS和EDIS分系統(tǒng)的集成 。 CAQ與CIMS中其它分系統(tǒng)之間的聯(lián)系如圖 13所示 。 44 45 數(shù)據(jù)管理分系統(tǒng)（ CIMS/DBS) ? 系統(tǒng)的目標(biāo)是管理整個(gè) CIMS的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的集成和共享。數(shù)據(jù)管理分系統(tǒng)和 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分系統(tǒng)是 CIMS環(huán)境中的兩個(gè)重要支撐系統(tǒng)，也是 CIMS信息集成的關(guān)鍵。 ? CIMS環(huán)境下的 4個(gè)功能分系統(tǒng)的信息數(shù)據(jù)都要在一個(gè)結(jié)構(gòu)合理的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中進(jìn)行存貯，并通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)提供的系統(tǒng)互通能力，將物理上分布的不同功能分系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)聯(lián)系起來(lái)，達(dá)到信息交換和共享的目的 。 ? DBS既是 CIMS信息流的載體，又對(duì)信息進(jìn)行控制和管理，并為 CIMS提供集成的手段 46 全局共享數(shù)據(jù)軟件 全局 DB 集成接口服務(wù)軟件 CAD共享數(shù)據(jù) PMS共享數(shù)據(jù) CAQ共享數(shù)據(jù) BMS共享數(shù)據(jù) AMS共享數(shù)據(jù) CAD AMS BMS CAQ PMS 用 戶 用 戶 用 戶 用 戶 用 戶 圖 14數(shù)據(jù)管理分系統(tǒng) 47 網(wǎng)絡(luò)分系統(tǒng)（ CIMS/NETS） ? 系統(tǒng)的目標(biāo)是傳遞 CIMS各個(gè)分系統(tǒng)之間和內(nèi)部的信息 ， 實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)傳遞和系統(tǒng)通信功能 。 ? CIMS網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是實(shí)施 CIMS應(yīng)用工程的重要支撐技術(shù)之一 ， 而一個(gè)開(kāi)放的適合于企業(yè)活動(dòng)的異構(gòu)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是 CIMS集成的基礎(chǔ) 。 只有通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) ，才能完成動(dòng)態(tài)控制和管理的各功能分系統(tǒng)的互聯(lián) ， 實(shí)現(xiàn)信息傳輸和交流 ， 使互聯(lián)系統(tǒng)共享工程資源 、 數(shù)據(jù)庫(kù)和存貯空間 。 48 圖 15CIMS層次結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)流 49 ? CIMS的底層設(shè)備與控制器連接有兩種方式，即現(xiàn)場(chǎng)總線和點(diǎn)一點(diǎn)通信方式。在 CIMS環(huán)境下，由于各部門通信要求有很大差別，因此，采用單一類型的網(wǎng)絡(luò)是不現(xiàn)實(shí)的，必須根據(jù)不同要求，選擇不同網(wǎng)絡(luò)，以達(dá)到優(yōu)化組合。如圖 16所示為一個(gè) CIMS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的實(shí)例 50 圖 16 CIMS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)實(shí)例 51 圖 17CIMS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)實(shí)例 52 面向功能和控制和的 CIMS體系結(jié)構(gòu) 根據(jù)系統(tǒng)工程原理，一方面對(duì) CIMS進(jìn)行正確、合理、精簡(jiǎn)而又充分的分解，不應(yīng)有冗余的分系統(tǒng)和子系統(tǒng)，其功能的冗余要盡可能少。 另一方面，要求有合理的“垂直”分解與集成，即確定合理的遞階控制層數(shù)。在保證有效控制的前提下，盡量減少遞階 控制的層數(shù) 53 ? 圖 18所示為美國(guó)制造工程學(xué)會(huì)（ ASME）提出的輪式結(jié)構(gòu)。 ? 其“核”為集成系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)；內(nèi)層為支撐分系統(tǒng)，包括共享數(shù)據(jù)、信息資源管理與通信；中層可“水平”分解為工程設(shè)計(jì)（產(chǎn)品 /過(guò)程）、制造計(jì)劃與控制以及工廠自動(dòng)化 3個(gè)分系統(tǒng)；外層則有市場(chǎng)、戰(zhàn)略規(guī)劃、財(cái)務(wù)及制造管理和人力資源管理等分系統(tǒng)。 54 圖 18ASME 提出的 面向功能構(gòu)成的 CIMS體系結(jié)構(gòu) 55 CIMS體系結(jié)構(gòu) 56 ? 一個(gè)系統(tǒng)為滿足該系統(tǒng)的目的和要求所具有的形狀、特征和狀態(tài)的結(jié)構(gòu)化布置。 ? 1. 輪圖的核心是顧客 ? 2. 圍繞顧客的是企業(yè)中 ? 的人員和群體工作方法 ? 3. 是信息（知識(shí)）共享系統(tǒng) ? 4. 企業(yè)的活動(dòng)層 ? ? 6. 企業(yè)的外部環(huán)境 57 ? 優(yōu)點(diǎn)： CIMS系統(tǒng)分解成幾個(gè)分系統(tǒng)，減少全局控制和開(kāi)發(fā)的難度。 ? 這類體系結(jié)構(gòu)提出較早，較成熟。已廣泛應(yīng)用。 ? 輪式結(jié)構(gòu)以共享數(shù)據(jù)庫(kù)和網(wǎng)絡(luò)把各單元技術(shù)連接成一個(gè)整體，系統(tǒng)各組成部分及其關(guān)系清楚。但忽略人的因素 。 ? 九十年代后期該結(jié)構(gòu)提出改進(jìn)強(qiáng)調(diào)以用戶為核心，重視人、技術(shù)、組織的集成和知識(shí)共享并覆蓋產(chǎn)品生 命周期。 ? 國(guó)內(nèi) 863計(jì)劃 CIMS主題提出的面向控制體系結(jié)構(gòu)如圖 19所示 58 CIMS全體 設(shè)計(jì)計(jì)劃層 單元控制層 設(shè)備層 工作站控制層 作業(yè)管理層 經(jīng)營(yíng)計(jì)劃層 產(chǎn)品類 1 產(chǎn)品類 N 工作類 1 工作類 N 。 單元 N 單元 1 。 工作站 1 工作站 N 。 設(shè)備 1 設(shè)備 N 。 圖 19我國(guó)提出的六層 CIM層次模型 …. 59 面向 CIM系統(tǒng)集成平臺(tái)的體系結(jié)構(gòu) ? 面向 CIM系統(tǒng)集成平臺(tái)的體系結(jié)構(gòu)是一些計(jì)算機(jī)公司為了解決 CIM系統(tǒng)中眾多軟件的支持和連接問(wèn)題所推出的標(biāo)準(zhǔn)化平臺(tái)。 如 Digital公司、 IBM公司圖 20為IBM公司的 CIMS體系結(jié)構(gòu)。類似于CIMOSA（ OPEN SYSTEM ARCHITECTURE）中的集成基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。CIMOSA研究并未實(shí)用化，因此這類應(yīng)付市場(chǎng)需要的工具平臺(tái)會(huì)有支持面不寬的可能性和危行性。 60 應(yīng)用層 材料跟蹤 單元控制 系統(tǒng)質(zhì)量控制 其它 輸入 /輸出 應(yīng)用使能器（平臺(tái)） 系統(tǒng)使能器（平臺(tái) ) 數(shù)據(jù)管理 設(shè)備管理 網(wǎng)絡(luò)通信 生產(chǎn)監(jiān)控 通用服務(wù)層 硬件 /軟件操作系統(tǒng)層 生成 /運(yùn)行 環(huán)境 數(shù) 據(jù) 庫(kù) 圖 20IBM公司的 CIMS體系結(jié)構(gòu) 61 CIMS的控制體系 ? 由于 CIMS的功能和控制要求十分復(fù)雜，采用常規(guī)控制系統(tǒng)很難實(shí)現(xiàn)。前美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 局（現(xiàn)美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院， NIST）建立的 CIMS實(shí)驗(yàn)研究基地 —— 自動(dòng)化制造研究基地（ AMRF— Automated Manufacturing Research Facility）曾提出了著名的 CIMS五級(jí)遞階控制模型，如圖 21所示， 這五級(jí)分別是：工廠層、車間層、單元層（ FMS主控層）、工作站層和設(shè)備層。每一層雙可分解為多個(gè)模塊，都由數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)，并可擴(kuò)展成樹(shù)狀結(jié)構(gòu) 。 62 圖 21 CIMS的五級(jí)遞階控制模型 63 ? 工廠層控制系統(tǒng) —— 履行廠部職能。 ?功能有：市場(chǎng)預(yù)測(cè)、制定生產(chǎn)計(jì)劃、確定生產(chǎn)資源需求、制定資源規(guī)劃、制定產(chǎn)品開(kāi)發(fā)及工藝過(guò)程規(guī)劃、廠級(jí)經(jīng)營(yíng)管理 。 ? 可分為三個(gè)子系統(tǒng)：生產(chǎn)管理、信息管理、制造工程。 64 ? 車間層控制系統(tǒng) —— 根據(jù)工廠層生產(chǎn)計(jì)劃，協(xié)調(diào)車間的生產(chǎn)和輔助性工作，完成這些工作的資源分配 。 ? 有兩個(gè)模塊 作業(yè)模塊：按排生產(chǎn)計(jì)劃（如作業(yè)定單的制定、發(fā)放和管理；單元任務(wù)分配；設(shè)備利用跟蹤；設(shè)備維修按排。） 資源分配模塊：負(fù)責(zé)單元層各項(xiàng)目在具體加工時(shí)所需的設(shè)備和材料 65 ? 單元層控制系統(tǒng) ? 功能是安排零件通過(guò)工作站的分批順序；管理物料儲(chǔ)運(yùn)、檢驗(yàn)及其它有關(guān)輔助性工作。如任務(wù)分解、資源需求分析。 ? 單元層也是 FMS的控制層完成生產(chǎn)計(jì)劃實(shí)施、計(jì)劃命令逐級(jí)下達(dá)等任務(wù) ? 主要模塊有：排隊(duì)管理模塊、調(diào)度模塊、分配模塊。 66 ? 工作站層控制系統(tǒng)：指揮和協(xié)調(diào)車間中一個(gè)設(shè)備小組的活動(dòng)。一個(gè)典型的工作 站由一臺(tái)機(jī)器人、一臺(tái)機(jī)床、一個(gè)物料儲(chǔ)運(yùn)器、和一臺(tái)控制計(jì)算機(jī)構(gòu)成。 ? 設(shè)備層：各類設(shè)備，是前沿系統(tǒng)。對(duì)設(shè)備采用控制是為了擴(kuò)大設(shè)備的功能。 67 CIMS系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù) ? 現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)理論和支持技術(shù) ? 離散事件動(dòng)態(tài)系統(tǒng)理論 ? 系統(tǒng)集成與企業(yè)優(yōu)化技術(shù) ? 系統(tǒng)仿真技術(shù) ? 智能技術(shù)與方法 68 ? 離散事件動(dòng)態(tài)系統(tǒng)是 80年年代發(fā)展起來(lái)的一門學(xué)科，它由美國(guó)哈佛大學(xué)何益奇等教授提出。這是一種特殊的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)其演化過(guò)程不能用連續(xù)變量來(lái)描述。 ? 它以排隊(duì)網(wǎng)絡(luò)為模型?；A(chǔ)是隨機(jī)過(guò)程理論。 69 ? 現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)中的信息技術(shù) ? 產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理技術(shù)（ PDM） ? 現(xiàn)代制造集成網(wǎng)絡(luò)