第10章现代集成制造系统（CIMS）

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1、第第1010章章 现代集成制造系统现代集成制造系统（CIMS）10.1 CIMS概述概述 10.2 CIMS的构成的构成 10.3 CIMS的演变的演变 10.4 CIMS与与ERP、PDM 10.5 我国我国CIMS的开发与实施的开发与实施 本章重点本章重点1、CIM哲理哲理；2、CIMS的概念、发展的概念、发展；3、CIMS的组成的组成、应用应用；4、CIMS与与ERP、PDM的的关系关系；5、我国、我国CIMS的应用情况。的应用情况。一一、CIMS概念概念与与CIM哲理哲理 CIMS是英文是英文Contemporary Integrated Manufacturing System的缩写

2、，译作现代集成制造系统（在我国国内还有的缩写，译作现代集成制造系统（在我国国内还有另外一种叫法，称为计算机集成制造系统，即另外一种叫法，称为计算机集成制造系统，即Computer Integrated Manufacturing System，两者英文缩写一致，概两者英文缩写一致，概念也相同），其核心念也相同），其核心CIM哲理（集成制造的理念）于哲理（集成制造的理念）于1974年由美国学者约瑟夫年由美国学者约瑟夫哈林顿博士首先提出，它是一哈林顿博士首先提出，它是一种用来组织现代工业企业生产的指导思想。种用来组织现代工业企业生产的指导思想。一一、CIMS概念概念与与CIM哲理哲理CIM哲理哲理

3、包含两个基本观点：包含两个基本观点：第一，企业生产的各个环节，如市场分析、产品设计、加第一，企业生产的各个环节，如市场分析、产品设计、加工制造、库存管理、质量保证、综合管理、财务核算到售工制造、库存管理、质量保证、综合管理、财务核算到售后服务等全部生产经营活动都是一个不可分割的整体的一后服务等全部生产经营活动都是一个不可分割的整体的一部份，它们彼此紧密连接；部份，它们彼此紧密连接；第二，整个生产经营过程实质上是一个数据（即信息）第二，整个生产经营过程实质上是一个数据（即信息）的采集、传递和加工处理的过程，最终形成的产品可以看的采集、传递和加工处理的过程，最终形成的产品可以看作是作是“数据数据”

4、即信息的物质表现。即信息的物质表现。一一、CIMS概念概念与与CIM哲理哲理 基于上述观点，我们可以将企业看作为一个统一的整基于上述观点，我们可以将企业看作为一个统一的整体，思考和解决企业内部问题时就必须从系统的观点、全体，思考和解决企业内部问题时就必须从系统的观点、全局的观点出发，广泛采用计算机等信息技术，加速信息的局的观点出发，广泛采用计算机等信息技术，加速信息的采集、传递和加工处理过程，提高工作效率和工作质量，采集、传递和加工处理过程，提高工作效率和工作质量，从而提高企业的总体水平。从而提高企业的总体水平。CIM哲理的提出，引起了各国的重视，许多国家纷纷将其哲理的提出，引起了各国的重视，

5、许多国家纷纷将其列为国家重点计划，并取得显著成效。如美国国家关键技术列为国家重点计划，并取得显著成效。如美国国家关键技术委员会把委员会把CIM列入影响美国长期安全和经济繁荣的列入影响美国长期安全和经济繁荣的22项关键项关键技术之一。美国空军、国防部、国家标准研究院等政府部门技术之一。美国空军、国防部、国家标准研究院等政府部门都制定了发展都制定了发展CIM的战略规划。欧共体在的战略规划。欧共体在19841993年年10年年间对间对CIM应用进行资助。日本通产省应用进行资助。日本通产省80年代末制订并执行年代末制订并执行“智能制造系统智能制造系统”（IMS）计划等。目前，世界上的计划等。目前，世界

6、上的CIM产业产业已达数十亿美元已达数十亿美元/年，与年，与CIM有关的系统集成、企业管理、有关的系统集成、企业管理、工程设计及制造等相关技术都取得长足的进展。工程设计及制造等相关技术都取得长足的进展。一一、CIMS概念概念与与CIM哲理哲理 CIM是一种思想，一种哲理，这种哲理的实现就是是一种思想，一种哲理，这种哲理的实现就是CIMS（Contemporary/Computer Integrated Manufacturing System），），即现代集成制造系统。我国企业对即现代集成制造系统。我国企业对CIM哲理的应哲理的应用起始于用起始于863计划的实施。我国计划的实施。我国863/C

7、IMS主题专家组对主题专家组对CMIS作出的定义是：是用信息技术（包括计算机技术、自作出的定义是：是用信息技术（包括计算机技术、自动化技术、通讯技术）和现代管理技术、加工制造技术来改动化技术、通讯技术）和现代管理技术、加工制造技术来改造传统制造业，支持新兴制造业，提高企业市场竞争能力的造传统制造业，支持新兴制造业，提高企业市场竞争能力的一种高技术。一种高技术。一一、CIMS概念概念与与CIM哲理哲理二、中国的二、中国的CIMS之路之路1.现代集成制造系统 (Contemporary Integrated Manufacturing System)2.大制造的概念空间尺度：市场空间尺度：市场产品

8、开发产品开发生产装配生产装配市场市场知识知识技术技术产品，更新周期缩短，如汽车等。产品，更新周期缩短，如汽车等。产品批量：多品种、小批量、顾客需求、环保产品批量：多品种、小批量、顾客需求、环保信息化信息化+管理基础提高管理基础提高 企业竞争力的提高企业竞争力的提高1.信息化对企业产生深刻的影响,是发展趋势2.管理基础与管理创新能力的提高是当前我国企业亟待解决的问题：两元经济与错差理论（图1、图2、图3）管理上的差距(图4)二、中国的二、中国的CIMS之路之路图图1 1 中国的两元经济形态示意图中国的两元经济形态示意图农业经济工业经济知识经济工 业 经 济知识经济两元经济结构两元经济结构两元经济

9、结构两元经济结构中国中国发达国家发达国家农 业 经 济作作 坊坊 式式生生 产产自然经济自然经济 大量流水和 成批生产 多品种 小批量 商品经济 商品经济产品经济蒸汽机蒸汽机 电 动 机 微电子与 信息 技术科科技技生生产产力力经经济济形形态态1900198019102000奴隶社会封建社会资本主义、社会主义共产主义200年差距产品经济科学管理计划经济图2 两元经济与错差理论图示 20年20多年200年种类种类科技科技生产力生产力商品商品经济经济1800180020002000时间时间发发达达国国家家水水平平图3 我国与发达国家的错差分析图4 我国管理发展在时间上的差距科学管理科学管理 西方西

10、方中国中国1911191119801980时间时间20002000科学管理现代管理现代管理约约7070年的差距年的差距由此得出由此得出 不在一个起跑线上不在一个起跑线上 工业化未完成工业化未完成 管理基础薄弱管理基础薄弱 技术水平较低技术水平较低 管理积累不同管理积累不同 企业管理基础雄厚企业管理基础雄厚 管理技术扎实，管理技术扎实，信息技术接受能力强信息技术接受能力强中国中国CIMS之路与西方国家不同之路与西方国家不同三、三、CIMS与管理创新模式与管理创新模式 1.管理创新对CIMS工程的重要意义 CIMS的实施是新的管理模式的应用与推广 管理问题是当前我国企业最迫切需要解决 的问题 管理

11、水平的提高将促进CIMS工程的发展达 到一个更高的水平2 2两种管理创新模式分析 以美国为代表的西方的技术以美国为代表的西方的技术设计型管理创新模式设计型管理创新模式 美国企业科学管理的基础雄厚，美国企业科学管理的基础雄厚，美国企业科学管理的基础雄厚，美国企业科学管理的基础雄厚，泰勒的管理思想泰勒的管理思想开始就是强调以工程技术为基础来规划设计企业的资开始就是强调以工程技术为基础来规划设计企业的资源（包括人的行为），以计划、控制为手段来实现企源（包括人的行为），以计划、控制为手段来实现企业的高效率、低成本的经营运作，实现企业目标（见业的高效率、低成本的经营运作，实现企业目标（见图图5 5）。）

12、。三、三、CIMS与管理创新模式与管理创新模式技术设备物料产品人员经营运行高效率低成本计划控制规划设计企业目标企业图5.技术-设计型管理创新模式三、三、CIMS与管理创新模式与管理创新模式以日本为代表的东方的技术以日本为代表的东方的技术改善型管理创新模式改善型管理创新模式人技术设备物料产品经营运行高效率低成本准时化自主化改善创新企业目标企业图图6.6.技术技术-改善型管理创新模式改善型管理创新模式三、三、CIMS与管理创新模式与管理创新模式 日本的成功日本的成功:先进的工业工程、管理技术与先进的工业工程、管理技术与 企业实践相结合：企业实践相结合：进行本土化改造 强调员工的主观能动性 从改善入

13、手工业工程为技术支持的连续改善，以消除浪费 经过40多年的艰苦努力取得了举世瞩目的成功三、三、CIMS与管理创新模式与管理创新模式 技术技术-设计型模式特点设计型模式特点 从整体上考虑企业进步发展，要求企业管从整体上考虑企业进步发展，要求企业管 理基础程度较高。理基础程度较高。技术技术-改善型模式特点改善型模式特点 有利于企业从内部向外部的管理基础和积累的提高，有利于企业从内部向外部的管理基础和积累的提高，发挥员工的主动性和创造性。发挥员工的主动性和创造性。3.3.我国企业管理的创新模式分析我国企业管理的创新模式分析三、三、CIMS与管理创新模式与管理创新模式 成功企业的共性特点(1)(1)在

14、机制创新上是先行者在机制创新上是先行者 主动按市场经济规律改造企业管理机制，无论在公司主动按市场经济规律改造企业管理机制，无论在公司机制、人事机制、分配机制等都进行了较大规模的创新。机制、人事机制、分配机制等都进行了较大规模的创新。(2)(2)始终坚持提高企业管理基础始终坚持提高企业管理基础 在管理技术上有意识的将工业工程的理论与方法和企在管理技术上有意识的将工业工程的理论与方法和企业管理实践相结合，不断提高企业管理的积累度。业管理实践相结合，不断提高企业管理的积累度。(3)(3)创造自己的模式创造自己的模式 在企业发展战略上，根据新经济环境创造自己的模式，在企业发展战略上，根据新经济环境创造

15、自己的模式，突出自己的特色，同时紧紧抓住知识经济时代的特征，突出自己的特色，同时紧紧抓住知识经济时代的特征，在管理信息化建设上投入力量。在管理信息化建设上投入力量。三、三、CIMS与管理创新模式与管理创新模式4.4.我国企业管理发展的步骤 解决观念和机制创新 信息技术与现代管理思想、工业工程理论 相结合：相互关联、相互依赖但又不能完 全替代 企业管理创新：当前迫切解决的问题 管理创新应采取设计改善信息化的复合型管理模式（图7）图图7 中国企业管理创新参考模式中国企业管理创新参考模式 公式表示：先进技术（如信息技术）+管理基础提高（IE设计+改善）=实现管理积累与管理创新=企业竞争力提高IE设备

16、设备物料物料产品产品经营运行经营运行高效率高效率低成本低成本计划计划控制控制规划规划设计设计企业目标企业目标企业企业人力资源人力资源信息化与信息系统信息化与信息系统引导引导创新创新改善改善创新创新机制创新机制创新管理创新 以信息集成为特征的以信息集成为特征的CIMS阶段阶段 以过程集成为特征的以过程集成为特征的CIMS阶段阶段 以企业集成为特征的以企业集成为特征的CIMS阶段阶段 四四、CIMS的的发展发展四四、CIMS的的组成组成图 CIMS系统体系结构图综合信息查询、决策分系统综合信息查询、决策分系统工工程程设设计计分分系系统统生生产产经经营营管管理理分分系系统统质质量量保保证证分分系系统

17、统数据库支撑分系统数据库支撑分系统制制造造自自动动化化分分系系统统计算机网络支撑分系统计算机网络支撑分系统 生产经营管理分系统、生产经营管理分系统、工程设计分系统、制造工程设计分系统、制造自动化分系统、质量保自动化分系统、质量保证分系统、办公自动化证分系统、办公自动化分系统、综合信息查询、分系统、综合信息查询、决策分系统等六个功能决策分系统等六个功能分系统以及网络和数据分系统以及网络和数据库两个支撑分系统共八库两个支撑分系统共八个分系统组成。个分系统组成。四四、CIMS的的组成组成 1）生产经营管理分系统）生产经营管理分系统生生产产经经营营管管理理分分系系统统是是以以ERP或或MRP-为为核核

18、心心，下下列列多多个个子子系系统统，包包括括经经营营计计划划子子系系统统、物物流流管管理理子子系系统统、财财务务成成本本管管理理子子系系统统、制制造造管管理理子子系系统统、设设备备管管理理子子系系统统、人人力力资资源源管管理理子子系系统统等等。每每个个子子系系统统又又包包括括了了若若干干个个功功能能模模块块，如如经经营营管管理理子子系系统统又又包包括括了了预预测测、经经营营计计划划、主主生生产产计计划划、能能力力平平衡衡计计划划等等功功能能模模块块，物物流流管管理理子子系系统统包包括括了了销销售售管管理理、库库存存管管理理、采采购购管管理理等等功功能能模模块块，财财务务成成本本管管理理子子系系

19、统统又又包包括括了了总总账账、应应收收/应应付付、现现金金、固固定定资资产产管管理理、管管理理会会计计、成成本本管管理理等等功功能能模模块块。各各子子系系统统间间通通过过信信息息数数据据的的集集成成，达达到到缩短产品生产周期、降低流动资金占用，提高企业应变能力的目的。缩短产品生产周期、降低流动资金占用，提高企业应变能力的目的。四四、CIMS的的组成组成2）工程设计分系统）工程设计分系统 工程设计分系统是用计算机辅助产品设计、制造准备以及工程设计分系统是用计算机辅助产品设计、制造准备以及产品性能测试等阶段的工作。通常又包括产品设计、工程分产品性能测试等阶段的工作。通常又包括产品设计、工程分析、工

20、艺设计、工装设计、数控编程等子系统，它不仅支持析、工艺设计、工装设计、数控编程等子系统，它不仅支持新产品的研究、设计，同时也支持变形产品的各种设计活动，新产品的研究、设计，同时也支持变形产品的各种设计活动，所以又将工程设计分系统称为所以又将工程设计分系统称为PDM/CAD/CAPP/CAE/CAM分系统。它可以使产品开发工作高效、优质地进行。分系统。它可以使产品开发工作高效、优质地进行。五、五、CIMS的类型的类型 离散型企业与离散型企业与CAD/CAM型型CIMS 流程型企业与过程数模型流程型企业与过程数模型CIMS 混合型企业与计划调度型混合型企业与计划调度型CIMS 企业集团型企业集团型

21、CIMS 六六、CIMS与与ERP、PDM的关系的关系 PDMERPCADCAPPCAECAMC I M S计计 算算 机机 网网 络络数数 据据 库库图图 CIMS、ERP、PDM关系图关系图第一个台阶（第一个台阶（“七五七五”期间）期间）工作重点：建成一批高水平的工作重点：建成一批高水平的研究开发基地；技术重点：突破系统信息集成技术。研究开发基地；技术重点：突破系统信息集成技术。第二个台阶（第二个台阶（“八五八五”期间）期间）工作重点：成功实施一批国内工作重点：成功实施一批国内领先、效益显著的领先、效益显著的CIMS应用示范工程；技术重点：突破以并行工应用示范工程；技术重点：突破以并行工程

22、为代表的系统过程集成技术。这期间有三个突出的程为代表的系统过程集成技术。这期间有三个突出的CIMS应用案应用案例向大家作一介绍。例向大家作一介绍。第三个台阶（第三个台阶（“九五九五”期间）期间）工作重点：大力促成中国工作重点：大力促成中国CIMS产业；使应用示范工程在广度、深度上有新的、更大的发展；产业；使应用示范工程在广度、深度上有新的、更大的发展；技术重点：突破（部分）以敏捷工程为代表的企业间系统集成技术，技术重点：突破（部分）以敏捷工程为代表的企业间系统集成技术，并发展形成现代集成制造系统的理论、方法、技术与工具，建成具并发展形成现代集成制造系统的理论、方法、技术与工具，建成具有中国特色

23、的有中国特色的CIMS研究、开发、应用、推广体系。研究、开发、应用、推广体系。七、我国七、我国CIMS的应用情况的应用情况我国实施我国实施CIMSCIMS应用工程的主要特色：应用工程的主要特色：863/CIMS主题专家组经过多年的实践，认识到主题专家组经过多年的实践，认识到保证推广应用的成功关键是走一条适合国情的实施保证推广应用的成功关键是走一条适合国情的实施CIMS的道路。我国的道路。我国CIMS工程的实施遵循了工程的实施遵循了“效益效益驱动，总体规划，重点突破，分步实施，推广应用驱动，总体规划，重点突破，分步实施，推广应用”的二十字方针。的二十字方针。七、我国七、我国CIMS的应用情况的应

24、用情况成成飞飞：麦麦道道机机头头生生产产周周期期12个个月月6个个月月，库库存存下降下降20%，竞标成功获得，竞标成功获得1亿波音亿波音757尾段订单。尾段订单。沈沈鼓鼓：产产品品报报价价6周周2周周，质质量量、成成本本下下降降79.7%，市场占有率达，市场占有率达51%。科科龙龙、华华宝宝：百百元元销销售售资资金金下下降降51%，人人均均产产值值提高提高70%，98年达年达202万元万元/人人年。年。经纬纺织机械厂：流动资金下降经纬纺织机械厂：流动资金下降60%。七、我国七、我国CIMS的应用情况的应用情况本章重点本章重点1、CIM哲理哲理；2、CIMS的概念、发展的概念、发展；3、CIMS的组成的组成、应用应用；4、CIMS与与ERP、PDM的的关系关系；5、我国、我国CIMS的应用情况。的应用情况。