【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 分系統(tǒng)（ CIMS/MAS） ? 該分系統(tǒng)的目標(biāo)是使產(chǎn)品制造活動(dòng)最優(yōu)化。在CIMS的遞階控制結(jié)構(gòu)中， MAS處于車(chē)間層以下的底 3層（單元層、工作站層和設(shè)備層），它是構(gòu)成柔性制造自動(dòng)化控制系統(tǒng)、實(shí)現(xiàn)制造環(huán)境與其它系統(tǒng)集成的基礎(chǔ)，也是制造自動(dòng)化系統(tǒng)重點(diǎn)研究的課題。 ? 它包括各種不同自動(dòng)化程度的制造系統(tǒng)，如NC機(jī)床、柔性制造單元（ FMC）、柔性制造系統(tǒng)（ FMS）以及其他制造單元，用以實(shí)現(xiàn)信息流對(duì)物流的控制并完成物流的轉(zhuǎn)換，是CIMS信息流和物流結(jié)合部，也是 CIMS最終產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益的聚集地 40 CNC DNC FMC FMS FAL AGV AS 自動(dòng)化制造分系統(tǒng)（ AMS） 圖 11自動(dòng)化制造分系統(tǒng)（ AMS） 41 計(jì)算機(jī)輔助質(zhì)量保證分系統(tǒng)（ CIMS/CAQ) ? 系統(tǒng)的目標(biāo)是保證從產(chǎn)品設(shè)計(jì) 、 制造 、檢驗(yàn)到售后服務(wù)整個(gè)過(guò)程的質(zhì)量 。CIMS/CAQ的組織結(jié)構(gòu)分規(guī)劃層 、 管理層和執(zhí)行層三層 ， 如圖 12所示 。 ? 其中規(guī)劃層為根 據(jù)有關(guān)方針與法規(guī)制定的企業(yè)規(guī)劃 、 計(jì)劃 、 工作制度以及有關(guān)的質(zhì)量技術(shù)規(guī)程 ， 包括檢測(cè)計(jì)劃 、規(guī)章制度等 . 42 圖 12 CAQ分系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 質(zhì)量規(guī)劃與決策 質(zhì)量評(píng)價(jià)分析 控制與信息管理 質(zhì)量信息采集與 現(xiàn)場(chǎng)分析（分廠 、車(chē)間計(jì)算機(jī) ） 質(zhì)量信息采集與 現(xiàn)場(chǎng)分系 （自動(dòng)采集系統(tǒng) ） 規(guī)劃層 管理層 執(zhí)行層 43 ? 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(mén)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)