制造信息化(总体技术)

1、 制造信息化制造信息化总体技术总体技术 制造信息化制造信息化 总体技术总体技术现代集成制造的体系结构现代集成制造的体系结构现代集成制造的发展现代集成制造的发展现代集成制造的概念现代集成制造的概念概述概述信息系统建模工具信息系统建模工具制造信息学制造信息学1概述概述蒸气机蒸气机/电机电机人的体力劳动人的体力劳动工业革命工业革命信息技术信息技术人的脑力劳动人的脑力劳动制造信息化制造信息化信息信息知识知识决策决策利润利润1概述概述 信息化、知识化制造制造过程制造过程物资物资产品产品废品废品能量能量信息信息硬件：物料硬件：物料/设备设备/工具工具/能源能源软件：制造理论软件：制造理论/加工工艺加工工艺

2、/管理理论管理理论/信息信息人：技术人员、生产人员、管理人员人：技术人员、生产人员、管理人员 制造过程是将制造信息物化在原材料或毛坯上并使之转化为产制造过程是将制造信息物化在原材料或毛坯上并使之转化为产品信息的过程，采用不同的制造知识和工艺方法，将导致不同的材品信息的过程，采用不同的制造知识和工艺方法，将导致不同的材料和能量的转换方式和利用效益。料和能量的转换方式和利用效益。1概述概述 制造业信息化制造业信息化 将信息技术、现代管理技术和制造技术结合，并应用到将信息技术、现代管理技术和制造技术结合，并应用到企业产品生命周期全过程和企业运行管理的各个环节，提企业产品生命周期全过程和企业运行管理的

3、各个环节，提高企业市场竞争能力的过程。高企业市场竞争能力的过程。 特征：特征： 制造信息数字化制造信息数字化 制造过程数控化制造过程数控化1概述概述 信息流信息流 网络系统网络系统 数据库系统数据库系统 质量信息管理系统质量信息管理系统管理管理信息信息系统系统制造制造自动化自动化系统系统 技术信息系统技术信息系统 质量信息质量管理信息生产、物料、维护计划生产、物料、设备信息库存、技术准备计划设备变更信息产品设计工艺信息零件、NC、工艺、工装工艺/设备/可制造分析产品质量要求质量控制信息生产、物料、维护计划生产、物料、设备信息工艺设备制造性零件NC工艺工装设计工艺信息库存技术准备计划产品质量要求

4、质量控制信息质量管理信息质量信息产品质量要求质量控制信息产品质量要求质量控制信息供求信息订单物料采购信息物料采购合同1概述概述 信息流信息流 生产经营决策结构设计与分析总体结构决策概念设计方案决策设计任务规划工艺设计过程仿真资源需求与分析设计流管理PDMERP市场客户需求信息市场客户需求信息产品开发产品开发过程信息流过程信息流1概述概述 信息流信息流产品制造产品制造过程信息流过程信息流 工装规划与设计车间调度NC指令生成仿真生产作业计划质量控制资源需求与分析PPSPDMERP资源需求、工艺设计资源需求、工艺设计2制造信息学制造信息学一、概念一、概念 制造信息：制造确定性的表征，反映了制造系统制

5、造信息：制造确定性的表征，反映了制造系统的有序化过程。的有序化过程。 包括：实施制造过程中的经验法则包括：实施制造过程中的经验法则 客观规律等技术措施客观规律等技术措施 协调生产环节相互关系的逻辑决策知识协调生产环节相互关系的逻辑决策知识 制造信息学：研究与制造活动有关的信息的本质、制造信息学：研究与制造活动有关的信息的本质、特征、计量、采集、传递、交换和储存的基本理论特征、计量、采集、传递、交换和储存的基本理论和方法。和方法。2制造信息学制造信息学二、体系结构二、体系结构制造信息学体系结构制造信息学体系结构制造信息学定义制造信息学定义制造信息的分类制造信息的分类制造信息学理论基础制造信息学理

6、论基础制造信息表示与建模制造信息表示与建模制造信息存储与管理制造信息存储与管理制造信息共享与交换制造信息共享与交换1、研究内容：、研究内容：l 制造过程的信息集成、流动和制造过程的信息集成、流动和利用；利用；l 制造活动中人的经验、技能、制造活动中人的经验、技能、诀窍和知识的表达、传递和变诀窍和知识的表达、传递和变换；换；l 非符号信息表达；非符号信息表达；l 海量制造信息的获取、分析、海量制造信息的获取、分析、规范、存储和保真机制；规范、存储和保真机制；l 非完整制造信息状态下的生产非完整制造信息状态下的生产决策；决策；l 数据仓库、知识库和知识发现数据仓库、知识库和知识发现；l 分布式制造

7、信息系统。分布式制造信息系统。2制造信息学制造信息学二、体系结构二、体系结构2、制造信息的特点、制造信息的特点l 多态性多态性 结构化信息（工艺文件、产品结构、产品零件表、生产计划）结构化信息（工艺文件、产品结构、产品零件表、生产计划） 非结构化信息（图形文件、实体模型、非结构化信息（图形文件、实体模型、NC程序、文本文件、专家知识、程序、文本文件、专家知识、设计经验）设计经验）l 结构复杂性（难以用模型表示形式存储和处理）结构复杂性（难以用模型表示形式存储和处理）l 分布性和异构性（分布在各分系统；时间、环境、应用目的的差异）分布性和异构性（分布在各分系统；时间、环境、应用目的的差异）l 实

8、时性（实时加工和监控）实时性（实时加工和监控）l 集成性集成性2制造信息学制造信息学二、体系结构二、体系结构3、制造信息分类、制造信息分类制造信息制造信息表征对象表征对象设计信息设计信息加工信息加工信息管理信息管理信息表征形式表征形式数字信息数字信息文字信息文字信息图形信息图形信息时间特征时间特征动态信息动态信息静态信息静态信息瞬态信息瞬态信息空间特征空间特征全局信息全局信息局部信息局部信息公有信息公有信息专有信息专有信息生成方式生成方式手工输入手工输入自动生成自动生成半自动生成半自动生成结构特征结构特征结构化信息结构化信息半结构化信息半结构化信息非结构化信息非结构化信息服务目的服务目的决策信

9、息决策信息服务信息服务信息4、制造信息学的理论基础、制造信息学的理论基础 制造科学、信息科学、系统科学、控制科学、管理科学、数学建模理论制造科学、信息科学、系统科学、控制科学、管理科学、数学建模理论3现代集成制造的概念现代集成制造的概念一、一、CIM的提出：的提出： 19731973年美国年美国Dr. JosephDr. JosephHarringtonHarrington提出提出CIMCIM哲理（哲理（Computer Computer Integrated Manufacturing)Integrated Manufacturing)，2 2个要点：个要点： 1 1、企业的各个生产环节是不

10、可分割的，需要统一考虑、企业的各个生产环节是不可分割的，需要统一考虑 2 2、整个生产过程实质上也是对信息的采集、传递和加工处理的过程，在整个生产过程实质上也是对信息的采集、传递和加工处理的过程，在企业中主要存在信息流和物流这两种运动过程，而物流又是受信息流控企业中主要存在信息流和物流这两种运动过程，而物流又是受信息流控制的。制的。 我们把此提升为：系统（整体）观点和信息观点我们把此提升为：系统（整体）观点和信息观点 因此，通俗解释为：因此，通俗解释为： 用用计算机计算机通过信息通过信息集成集成实现现代化的生产实现现代化的生产制造制造，求得企业的总体效益，求得企业的总体效益3现代集成制造的概念

11、现代集成制造的概念8585年德国经济生产委员会（年德国经济生产委员会（AWFAWF）提出提出CIMCIM的推荐定义：的推荐定义：“CIMCIM是指在所有与生产有关的企业部门中集成地采用电子数据处理。是指在所有与生产有关的企业部门中集成地采用电子数据处理。CIMCIM包括了在包括了在生产计划与控制（生产计划与控制（PPCPPC）、）、计算机辅助设计（计算机辅助设计（CADCAD）、）、计算机辅助工艺规划计算机辅助工艺规划（CAPPCAPP）、）、计算机辅助制造（计算机辅助制造（CAMCAM）、）、计算机辅助质量管理（计算机辅助质量管理（CAQCAQ）之间信息技之间信息技术上的协同工作，其中为生产

12、产品所必需的各种技术功能和管理功能应实现集术上的协同工作，其中为生产产品所必需的各种技术功能和管理功能应实现集成。成。”8888年年-89-89年年863/863/CIMSCIMS专家组认为：专家组认为：“CIMCIM是未来工厂自动化的一种模式。它把以往企业内相互分离的技术（如是未来工厂自动化的一种模式。它把以往企业内相互分离的技术（如CADCAD、CAMCAM、FMCFMC、MRPMRP）和人员（各部门、各级别），通过计算机有机地综合起来，和人员（各部门、各级别），通过计算机有机地综合起来，使企业内部各种活动高速度、有节奏、灵活和相互协调地进行，以提高企业对使企业内部各种活动高速度、有节奏、

13、灵活和相互协调地进行，以提高企业对多变竞争环境的适应能力，使企业经济效益取得持续稳步的发展多变竞争环境的适应能力，使企业经济效益取得持续稳步的发展”3计算机集成制造的概念计算机集成制造的概念9090年年IBMIBM：“应用信息技术提高组织的生产率和响应能力应用信息技术提高组织的生产率和响应能力”9191年日本能率协会提出：年日本能率协会提出：“为实现企业适应今后企业环境的经营战略，有必要从销售市场开始，对为实现企业适应今后企业环境的经营战略，有必要从销售市场开始，对开发、生产、物流、服务进行整体优化组合，开发、生产、物流、服务进行整体优化组合，CIMSCIMS是以信息作为媒介，是以信息作为媒介

14、，用计算机把企业活动中多种业务领域及其职能集成起来，追求整体效益用计算机把企业活动中多种业务领域及其职能集成起来，追求整体效益的新型生产系统的新型生产系统”。欧共体欧共体CIM/OSACIM/OSA：“CIMCIM是信息技术和生产技术的综合应用，旨在提高制造型企业的生产率和是信息技术和生产技术的综合应用，旨在提高制造型企业的生产率和响应能力，由此，企业的所有功能、信息和组织管理方面都是集成起来响应能力，由此，企业的所有功能、信息和组织管理方面都是集成起来的整体的各个部分的整体的各个部分”。3现代集成制造的概念现代集成制造的概念863/863/CIMSCIMS的定义的定义“CIMCIM作为一种组

15、织、管理与进行企业生产的哲理，作为一种组织、管理与进行企业生产的哲理，将信息技术、现代管理将信息技术、现代管理技术、系统工程技术和制造技术相结合，并应用于企业产品全生命周期技术、系统工程技术和制造技术相结合，并应用于企业产品全生命周期（从市场需求分析到最终报废处理）的各个阶段。通过信息集成、过程（从市场需求分析到最终报废处理）的各个阶段。通过信息集成、过程优化及资源优化，实现物流、信息流、价值流的集成和优化运行达到人优化及资源优化，实现物流、信息流、价值流的集成和优化运行达到人（组织、管理）、经营和技术三要素的集成。以加强企业新产品开发的（组织、管理）、经营和技术三要素的集成。以加强企业新产品

16、开发的T T（技术）、技术）、Q Q（质量）、质量）、C C（成本）、成本）、S S（服务）、服务）、E E（环境），从而提环境），从而提高企业的市场应变能力和竞争能力。高企业的市场应变能力和竞争能力。”CIMS的定义：的定义：基于基于CIM哲理组成的系统，是哲理组成的系统，是CIM哲理的实现。哲理的实现。3现代集成制造的概念现代集成制造的概念l CIMCIM是一种组织、管理与运行企业的哲理。其目的是使企业达到产品上是一种组织、管理与运行企业的哲理。其目的是使企业达到产品上市快、高质、低耗、服务好、环境清洁，进而提高企业的柔性、健壮性、市快、高质、低耗、服务好、环境清洁，进而提高企业的柔性、健

17、壮性、敏捷性，使企业赢得市场竞争。因此，敏捷性，使企业赢得市场竞争。因此，CIM/CIMSCIM/CIMS不是企业的目标，而是不是企业的目标，而是达到企业目标的手段之一；达到企业目标的手段之一；l 企业生产过程中的各个环节是一个不可分的整体，要以系统的观点进行企业生产过程中的各个环节是一个不可分的整体，要以系统的观点进行优化。此处的优化是指对企业生产过程各阶段活动中有关人优化。此处的优化是指对企业生产过程各阶段活动中有关人/ /组织、经组织、经营管理和技术三要素及其信息流、物流和价值流有机集成并优化；营管理和技术三要素及其信息流、物流和价值流有机集成并优化；l CIMCIM技术是传统的制造技术

18、与现代信息技术、管理技术、自动化技术、技术是传统的制造技术与现代信息技术、管理技术、自动化技术、系统工程技术等的有机结合，其包括总体技术、支撑技术、设计自动化系统工程技术等的有机结合，其包括总体技术、支撑技术、设计自动化技术、制造自动化技术和管理自动化技术；技术、制造自动化技术和管理自动化技术；l CIMSCIMS的主要特点是计算机化、信息化、智能化、集成优化，的主要特点是计算机化、信息化、智能化、集成优化，CIMCIM哲理和哲理和相关技术既可用于离散型制造业，也可用于流程和混合型制造业；相关技术既可用于离散型制造业，也可用于流程和混合型制造业；l CIMCIM是生产力发展的必然结果；是生产力

19、发展的必然结果；CIMCIM不是排他的，如不是排他的，如CIMCIM与与LPLP。3现代集成制造的概念现代集成制造的概念二、集成的概念二、集成的概念 计算机集成系统的核心是集成计算机集成系统的核心是集成 集合不等于集成，集成要比集合更高一个层次。集合不等于集成，集成要比集合更高一个层次。 集成不是将各种计算机和设备简单地连接和拼凑，而是要通过信息集成将原来集成不是将各种计算机和设备简单地连接和拼凑，而是要通过信息集成将原来没有联系或联系不紧密的单元有机地组合成为功能协调的，互相紧密联系的新系统。没有联系或联系不紧密的单元有机地组合成为功能协调的，互相紧密联系的新系统。 集成的特征：集成的特征：

20、 1、人员和组织集成，管理者、设计者、制造者、保障者（质量、销售、服务）、人员和组织集成，管理者、设计者、制造者、保障者（质量、销售、服务） 2、信息集成：产品生命周期中各类信息的获取、表示、处理和操作工具集成为、信息集成：产品生命周期中各类信息的获取、表示、处理和操作工具集成为 一体。（产品信息模型一体。（产品信息模型PIM 产品数据模型产品数据模型PDM） 3、技术集成：产品开发全过程中涉及的多学科知识，以及各种技术、方法、知技术集成：产品开发全过程中涉及的多学科知识，以及各种技术、方法、知 识库、方法库。识库、方法库。 4、功能集成：企业各部门功能、产品开发与外部协作企业间功能、功能集成

21、：企业各部门功能、产品开发与外部协作企业间功能3现代集成制造的概念现代集成制造的概念 物理系统互连物理系统互连数据交换规则与惯例数据交换规则与惯例系统内部通讯系统内部通讯物理系统集成物理系统集成公共（共享）数据资源公共（共享）数据资源公共服务执行环境公共服务执行环境可移式应用与分布系统可移式应用与分布系统应用系统集成应用系统集成生产和过程仿真生产和过程仿真自动化的经营过程监控自动化的经营过程监控基于知识的决策支持基于知识的决策支持人的集成人的集成经营集成经营集成三、三、CIMS集成的层次集成的层次单项技术（自动化孤岛）联系起来单项技术（自动化孤岛）联系起来相互交换信息和数据相互交换信息和数据整

22、个系统内部各种整个系统内部各种应用软件的集成应用软件的集成CIMS的最高阶段的最高阶段即人的集成。即人的集成。CIMS 阻力的阻力的70%来源于人，来源于人，11%对对成本的评估，成本的评估，9%的的技术元件技术元件.3现代集成制造的概念现代集成制造的概念四、集成发展阶段四、集成发展阶段19851995199921世纪世纪信息集成信息集成企业集成企业集成制造网络制造网络过程集成过程集成3现代集成制造的概念现代集成制造的概念四、集成发展阶段四、集成发展阶段 1 1、信息集成、信息集成3现代集成制造的概念现代集成制造的概念解决企业中各个自动化孤岛之间的信息交换与共享解决企业中各个自动化孤岛之间的信

23、息交换与共享 A A、企业建模、系统设计方法、软件工具和规范。企业建模、系统设计方法、软件工具和规范。 解决了一个制造企业的物流、信息流、价值流（如资金解决了一个制造企业的物流、信息流、价值流（如资金流）、决策流的关系，这是企业信息集成的基础。流）、决策流的关系，这是企业信息集成的基础。 B B、异构环境下的信息集成。异构环境下的信息集成。 不同通信协议的共存及向不同通信协议的共存及向ISOISO0SI0SI的过渡。的过渡。 不同数据库的相互访问。不同数据库的相互访问。 不同商用应用软件之间的接口。不同商用应用软件之间的接口。3现代集成制造的概念现代集成制造的概念3现代集成制造的概念现代集成制

24、造的概念应用应用应用应用服务服务功能功能系统系统服务服务功能功能应用应用应用应用服务服务功能功能系统系统服务服务功能功能应用应用应用应用服务服务功能功能系统系统服务服务功能功能操操 作作 系系 统统硬硬 件件 平平 台台(a) 传统的软件传统的软件编程方式编程方式应用应用应用应用应用应用应用使能器应用使能器系统使能器系统使能器操操 作作 系系 统统硬硬 件件 平平 台台特定应用编程接口与工具特定应用编程接口与工具通用编程接口通用编程接口通信服务通信服务信息服务信息服务功能服务功能服务异构分布计算环境异构分布计算环境异构操作系统、网络协议异构操作系统、网络协议中中件件(b) 早期集成早期集成平台

25、结构平台结构(c) 当今集成平当今集成平台结构台结构应用应用应用应用应用应用3现代集成制造的概念现代集成制造的概念2 2、过程集成、过程集成 解决产品设计过程的重建，过程优化技术：解决产品设计过程的重建，过程优化技术： 过程重建及建模：产品设计开发过程的重构和建模，即将原来的串行作业过程重建及建模：产品设计开发过程的重构和建模，即将原来的串行作业过程，尽可能地转变为并行作业，建立模型。过程，尽可能地转变为并行作业，建立模型。 规划规划车型设计车型设计产品设计产品设计生产准备生产准备生产生产财务财务 . 会计会计Finance /Accounting开发期开发期Length of Develop

26、ment Time规划规划Planning 车形车形 设计设计 Styling design Engineering 产品产品设计设计DesignPrototypeFabrication & Testing 试制试制评价评价 Productionengineering 生产生产准备准备生产生产 Production零部件厂家零部件厂家Parts suppliers Production engineeringProduction规划规划 Planning车形设计车形设计Styling design产品设计产品设计Engineering Design试制试制 . 评价评价PrototypeFab

27、rication& Testing生产准备生产准备 生产生产 试制评价试制评价丰田汽车公司的并行工程系统丰田汽车公司的并行工程系统3现代集成制造的概念现代集成制造的概念 组织重建及建模：组成支持并行作业的多学科的协同工作小组，以组织重建及建模：组成支持并行作业的多学科的协同工作小组，以及计算机网络（往往是广域网）支持下的协同工作环境（及计算机网络（往往是广域网）支持下的协同工作环境（CSCWCSCW）和和PDMPDM，它可以提供异地设计人员在同一时间一对设计的评价和修改，进而支持它可以提供异地设计人员在同一时间一对设计的评价和修改，进而支持异地互操作。异地互操作。 并行工程的工具：如基于并行工

28、程的工具：如基于CAXCAX（CADCAD、CAPPCAPP、CAMCAM）的的DFADFA、DFMDFM（Design For AssemblyDesign For Assembly，Design For ManufacturingDesign For Manufacturing）等。等。 3现代集成制造的概念现代集成制造的概念销售部门销售部门制造部门制造部门技术部门技术部门3现代集成制造的概念现代集成制造的概念Teamwork3现代集成制造的概念现代集成制造的概念3 3、企业集成、企业集成 两头大、中间小两头大、中间小小而全、大而全小而全、大而全两头小、中间大两头小、中间大动态企业联盟动态

29、企业联盟企业敏捷性企业敏捷性3现代集成制造的概念现代集成制造的概念3 3、企业集成、企业集成 企业外部资源的优化利用，适应知识经济、全球经济、全球制造的新形势企业外部资源的优化利用，适应知识经济、全球经济、全球制造的新形势 支持敏捷制造的使能技术。美国的支持敏捷制造的使能技术。美国的 TEAMTEAM计划（即计划（即 Technology Enabling Agile Technology Enabling Agile ManufacturingManufacturing）针对航天、电子、机械三类行业的敏捷制造提供使能技术。使能技术包针对航天、电子、机械三类行业的敏捷制造提供使能技术。使能技术

30、包括了资源共享、信息服务虚拟制造、并行工程、建模仿真和人工智能等。括了资源共享、信息服务虚拟制造、并行工程、建模仿真和人工智能等。 资源优化，包括供应链的建模和管理。资源优化，包括供应链的建模和管理。 集成化、网络化、数字化、虚拟化以及智能化是改变传统制造系统，使之成为信息时代集成化、网络化、数字化、虚拟化以及智能化是改变传统制造系统，使之成为信息时代、知识经济时代的先进制造系统的最主要的内容。、知识经济时代的先进制造系统的最主要的内容。 集成化：经历了信息集成集成化：经历了信息集成-过程集成过程集成-企业集成；企业集成； 网络化：经历了局域网网络化：经历了局域网-广域网广域网-Interne

31、tInternetIntranetIntranetExtranetExtranet； 数字化：从部件的数字化定义到产品的全数字化模型；数字化：从部件的数字化定义到产品的全数字化模型； 虚拟化：从二维的仿真到三维的动画。虚拟化：从二维的仿真到三维的动画。 智能技术：从一开始便被引人到智能技术：从一开始便被引人到CIMSCIMS的设计、管理、调度等知识表示和决策优化中。的设计、管理、调度等知识表示和决策优化中。4现代集成制造的体系结构现代集成制造的体系结构管管理理信信息息分分系系统统MIS质质量量保保证证分分系系统统CAQ工程设计分系统工程设计分系统CAD/CAE/CAM制造自动化分系统制造自动化

32、分系统MAS数据库分系统数据库分系统DBS网络分系统网络分系统NETS支撑分系统支撑分系统应用分系统应用分系统市场信息市场信息技术信息技术信息服务信息服务信息一、组成一、组成4现代集成制造的体系结构现代集成制造的体系结构二、圆轮图二、圆轮图网络和网络和数据库数据库MIS管理管理质量质量控制控制CAD/CAE/CAM制造自制造自动化动化Result(结果结果)Logic(概念）概念）Action(行为行为)Idea( 主意主意)CIMS第一版的圆轮图第一版的圆轮图4现代集成制造的体系结构现代集成制造的体系结构二、圆轮图二、圆轮图集成系统集成系统体系结构体系结构CIMS第二版的圆轮图第二版的圆轮图

33、信信息息资源管理资源管理与与通通讯讯共共享享数数据据设计设计分析与分析与仿真仿真文件文件归档归档质量管理质量管理与规划与规划调度调度物料物料车间车间物料物料运输运输装配装配检测检测物料物料处理处理工工厂厂自自动动化化制制造造计计划划与与控控制制产产品品与与过过程程财财务务战略规划战略规划市市场场交交易易造造制制管管理理及及人人 力力资资源源管管理理4现代集成制造的体系结构现代集成制造的体系结构二、圆轮图二、圆轮图客户客户CIMS第三版的圆轮图第三版的圆轮图人人员员与与组组织织全球全球组织组织客客户户支支持持制制造造产产品品与与工工艺艺雇雇员员责任责任市市场场交交易易物物人人料料工具工具信息信息

34、技术技术供供应应销售销售渠道渠道销售和销售和促销促销顾客顾客服务服务生命周生命周期过渡期过渡系统系统设计设计企业企业定义定义零部件零部件设计设计不断不断改进改进文件和文件和发布发布资源资源规划规划经营经营计划计划零部件零部件制造制造组装和组装和测试测试物料物料管理管理共共享享知知识识系系统统商商资源资源投资者投资者团体团体规章规章伦理伦理环境环境制制造造业业基基础础设设施施制制造造业业基基础础设设施施5现代集成制造的体系结构现代集成制造的体系结构二、圆轮图二、圆轮图4现代集成制造的体系结构现代集成制造的体系结构三、体系结构三、体系结构CIMCIM体系结构定义为一组不同层次的各种视图模型的集合体

35、系结构定义为一组不同层次的各种视图模型的集合 CIM-OSACIM-OSA就是欧洲就是欧洲ESPRITESPRIT计划中一个由来自多个国家的计划中一个由来自多个国家的2222个公司、研究个公司、研究所和大学组成的集团所和大学组成的集团AMICEAMICE所开发的，它由一个三个座标的立方体表示所开发的，它由一个三个座标的立方体表示逐步具体化：描述了从形成基本建造块到建立用于各种类型工业的部分逐步具体化：描述了从形成基本建造块到建立用于各种类型工业的部分通用模型，再到最后建立特定企业的专用模型的建模过程。通用模型，再到最后建立特定企业的专用模型的建模过程。逐步推导：提供了逐步推导：提供了CIMCI

36、M开发的生命周期中不同阶段的模型描述。开发的生命周期中不同阶段的模型描述。逐步生成：用四个视图，即功能、信息、资源和组织，来建立了总系统逐步生成：用四个视图，即功能、信息、资源和组织，来建立了总系统各个方面的模型。各个方面的模型。 4现代集成制造的体系结构现代集成制造的体系结构组织模型组织模型组织模型组织模型组织模型组织模型资源视图资源视图资源视图资源视图资源视图资源视图信息视图信息视图信息视图信息视图信息视图信息视图通用设计通用设计结构模块结构模块功能视图功能视图通用企业需通用企业需求结构模块求结构模块功能视图功能视图部分通用企部分通用企业需求模块业需求模块功能视图功能视图专用企业专用企业需

37、求模块需求模块部分通用部分通用设计模块设计模块专用设计专用设计说明模块说明模块通用实施通用实施结构模块结构模块部分通用部分通用实施模块实施模块专用实施专用实施描述模块描述模块实施描述层实施描述层设计说明层设计说明层需求定义层需求定义层组织模型组织模型组织模型组织模型组织模型组织模型资源视图资源视图资源视图资源视图资源视图资源视图信息视图信息视图信息视图信息视图信息视图信息视图通用设计通用设计结构模块结构模块功能视图功能视图通用企业需通用企业需求结构模块求结构模块功能视图功能视图部分通用企部分通用企业需求模块业需求模块功能视图功能视图专用企业专用企业需求模块需求模块部分通用部分通用设计模块设计模

38、块专用设计专用设计说明模块说明模块通用实施通用实施结构模块结构模块部分通用部分通用实施模块实施模块专用实施专用实施描述模块描述模块组织模型组织模型资源视图资源视图信息视图信息视图功能视图功能视图通通用用建建模模层层部部分分通通用用建建模模层层专专用用建建模模层层逐逐步步推推导导逐步具体化逐步具体化逐步生成逐步生成CIM开放开放式体系结式体系结构构体系结构模型体系结构模型中是面向中是面向CIMSCIMS开发过程，按开发过程，按生命周期法展生命周期法展开的开的 4计算机集成制造的体系结构计算机集成制造的体系结构1 1、CIM-OSA CIM-OSA 结构层次结构层次 通通用用建建模模层层部部分分通

39、通用用建建模模层层专专用用建建模模层层通用层是通用层是CIM-OSACIM-OSA基本结构构基本结构构成成分（通用构构造模块）的成成分（通用构构造模块）的一种参考目录，包括元件、约一种参考目录，包括元件、约束规则、术语、服务功能和协束规则、术语、服务功能和协议等。议等。 部分通用层是部分通用层是 CIM-OSACIM-OSA建立建立工业需求集的主要手段，也工业需求集的主要手段，也是建立各种专用结构的实用是建立各种专用结构的实用工具。部分通用层有一整套工具。部分通用层有一整套适用于各类制造企业的部分适用于各类制造企业的部分通用结构模型，包括按照工通用结构模型，包括按照工业类型、不同行业、企业规业

40、类型、不同行业、企业规模等不同类的各类典型结构模等不同类的各类典型结构。 专用结构层的专用结构是参考结构的基础上专用结构层的专用结构是参考结构的基础上，根据企业的特定要求，在部分通用层的各，根据企业的特定要求，在部分通用层的各种参考结构中进行选择或具体化（种参考结构中进行选择或具体化（instantiationinstantiation）来构成的。来构成的。 4计算机集成制造的体系结构计算机集成制造的体系结构1 1、CIM-OSA CIM-OSA 结构层次结构层次图4.2 参考结构和专用结构通用层结构和宏大的部通用层结构和宏大的部分通用层结构构成了一分通用层结构构成了一个参考结构库，库内参个参

41、考结构库，库内参考结构的多少很大程度考结构的多少很大程度上取决于部分通用层中上取决于部分通用层中结构模型的多少，这些结构模型的多少，这些根据不同类别划分的模根据不同类别划分的模型和以企业加工产品类型和以企业加工产品类型划分得到的模型，就型划分得到的模型，就其数据量来说是很大的其数据量来说是很大的，因此，因此CIM-OSACIM-OSA的研究的研究中，建立部分通用层参中，建立部分通用层参考结构模型物工作量是考结构模型物工作量是十分巨大的。十分巨大的。 4计算机集成制造的体系结构计算机集成制造的体系结构1 1、CIM-OSA CIM-OSA 实施描述建模层次实施描述建模层次图4.3 ICM-OSA

42、建模层次和过程需求定义模型包括了许多需求定义模型包括了许多以视图表示的基本经营内以视图表示的基本经营内容（目标、功能、规则、容（目标、功能、规则、约束、信息和材料、资源约束、信息和材料、资源和组织等），所有这些内和组织等），所有这些内容都要准确地反映在最后容都要准确地反映在最后的实施描述模型中。的实施描述模型中。 设计说明建模层提供了对设计说明建模层提供了对在企业需求定义模型中收在企业需求定义模型中收集到的需求通过集到的需求通过CIMCIM系统系统设计进行优化和逻辑重构设计进行优化和逻辑重构的描述方法，这是一个无的描述方法，这是一个无冗余的、面向系统的经营冗余的、面向系统的经营需求描述。需求描

43、述。 实施描述建模层提供了各实施描述建模层提供了各种方法，把设计说明建模种方法，把设计说明建模层的内容转变成层的内容转变成CIMCIM系统系统中所有被选定的元个的完中所有被选定的元个的完整的系统说明。整的系统说明。 4计算机集成制造的体系结构计算机集成制造的体系结构1 1、CIM-OSA CIM-OSA 实施描述建模层次实施描述建模层次图4.3 ICM-OSA建模层次和过程 功能视图功能视图指功能和特性指功能和特性结构；结构； 信息视图信息视图指信息结构指信息结构（从经营用户的观点所需的（从经营用户的观点所需的信息）；信息）； 资源视图资源视图指资源组织指资源组织；组织视图组织视图指组织结构。

44、指组织结构。 功能视图功能视图经营过程经营过程和企业活动的组成及优化和企业活动的组成及优化组合；组合； 信息视图信息视图住处的组住处的组成及非冗余的组合；成及非冗余的组合； 资源视图资源视图资源的逻资源的逻辑组成；辑组成；组织视图组织视图经营职责的经营职责的逻辑组合。逻辑组合。 功能视图功能视图经营过程经营过程和企业活动工能的运行结和企业活动工能的运行结构；构； 信息视图信息视图企业信息企业信息的运行结构；的运行结构； 资源视图资源视图企业资源企业资源的运行结构（包括实施元的运行结构（包括实施元件的规格说明）；件的规格说明）；组织视图组织视图企业职责的企业职责的运行结构。运行结构。 4计算机集

45、成制造的体系结构计算机集成制造的体系结构1 1、CIM-OSA CIM-OSA 实施描述建模层次实施描述建模层次 信息技术：用于企业所有活动的数据据处理和信息技术：用于企业所有活动的数据据处理和分配。它包括应用程序和分配。它包括应用程序和CIM-OSACIM-OSA集成基础结构集成基础结构，和所有支持应用软件运行的，和所有支持应用软件运行的 CIM-OSACIM-OSA服务。服务。它在保持应用程序和硬件相互独立的同时，允它在保持应用程序和硬件相互独立的同时，允许应用软件在主机硬件上运行。许应用软件在主机硬件上运行。 制造技术：用以处理物料、制造技术：用以处理物料、装配产品、包装和运输产品。装配

46、产品、包装和运输产品。同时它还包手人及其工作计划同时它还包手人及其工作计划、机器及其所需的控制程序。、机器及其所需的控制程序。 图4.4 实施描述模型的内容图4.5 实施描述模型技术的元件4计算机集成制造的体系结构计算机集成制造的体系结构1 1、CIM-OSA CIM-OSA 视图层视图层 CIM-OSACIM-OSA结构构成结构构成4计算机集成制造的体系结构计算机集成制造的体系结构1 1、CIM-OSA CIM-OSA 功能视图结构关系功能视图结构关系4计算机集成制造的体系结构计算机集成制造的体系结构1 1、CIM-OSA CIM-OSA 需求定义建模层上信息视图结构需求定义建模层上信息视图

47、结构4计算机集成制造的体系结构计算机集成制造的体系结构1 1、CIM-OSA CIM-OSA 设计说明建模层上的信息视图结构设计说明建模层上的信息视图结构实施描述建模层上的信息视图结构实施描述建模层上的信息视图结构4现代集成制造的体系结构现代集成制造的体系结构工厂工厂加工车间加工车间装配车间装配车间1#单元单元N#单元单元铣削铣削工作站工作站检验检验工作站工作站物料储运物料储运工作站工作站机机器器人人铣铣床床存存储储器器机机器器人人检检验验机机存存储储器器机机器器人人小小车车传传送送器器工厂层工厂层车间层车间层单元层单元层工作站层工作站层设设备备层层4现代集成制造的体系结构现代集成制造的体系结

48、构工厂层工厂层车间层车间层单元层单元层工作站层工作站层设备层设备层决策层决策层管理层管理层调度层调度层过程控制层过程控制层设备控制层设备控制层决策层决策层管理层管理层执行层执行层离散制造离散制造流程制造流程制造普遍结构普遍结构企业的管理控制职企业的管理控制职能一般都是按递阶能一般都是按递阶层次展开的层次展开的自上而下，涉及范自上而下，涉及范围越来越小，工作围越来越小，工作内容越来越细，时内容越来越细，时标越来越短，实时标越来越短，实时性要求越来越高。性要求越来越高。上层传给下层的是上层传给下层的是控制信息或指令信控制信息或指令信息，下层传给上层息，下层传给上层的是状态反馈信息的是状态反馈信息或

49、指令执行情况汇或指令执行情况汇报信息。报信息。按递阶结构，信息按递阶结构，信息不能越级传递。不能越级传递。 4现代集成制造的体系结构现代集成制造的体系结构应用软件的运行依应用软件的运行依次在集成平台、数次在集成平台、数据库系统、计算机据库系统、计算机系统支持下实现。系统支持下实现。集成则是通过网络集成则是通过网络系统实现计算机系系统实现计算机系统间的互联，在网统间的互联，在网络系统的支持下，络系统的支持下，实现数据库系统的实现数据库系统的互联，形成分布式互联，形成分布式数据库系统，再支数据库系统，再支持集成平台实现应持集成平台实现应用软件间的集成。用软件间的集成。 集成平台集成平台 Integ

50、rated Platform应用软件应用软件应用软件应用软件分布数据库系统分布数据库系统数据库系统数据库系统数据库系统数据库系统网络网络计算机系统计算机系统计算机系统计算机系统应用软件层应用软件层集成平台层集成平台层数据库层数据库层网络层网络层计算机层计算机层4现代集成制造的体系结构现代集成制造的体系结构工工厂厂层层车车间间层层单单元元层层工工作作站站层层设设备备层层生产经营生产经营决策分系决策分系统统CAD/CAPP/CAM分分系统系统制造制造自动化自动化分系统分系统质质量量信信息息分分系系统统使使能能器器数数据据库库网网络络计计算算机机使能器层是在使能器层是在网络和数据库网络和数据库基础上

51、增加的基础上增加的集成平台。如集成平台。如没有集成平台没有集成平台层亦可直接在层亦可直接在网络数据库上网络数据库上进行系统集成进行系统集成。 清华大学精密仪器与机械学系制造工程研究所Tsinghua University4 CIMS4 CIMS组成及体系结构组成及体系结构 - -国内国内CIMSCIMS应用企业体系结构应用企业体系结构网络分系统（NET）CAD/CAPP/CAM分系统CAQ分系统MIS分系统数据库分系统（DB） MS分系统设备层（设备） 图4.2 逻辑层次结构方案管理层 MIS 技术层（CAD/CAPP/CAM、 CAQ、MAS） 单元层刀具、夹具、车削、FMC、大件北京机电研

52、究院北京机电研究院CIMS体系结构体系结构清华大学精密仪器与机械学系制造工程研究所Tsinghua University网络分系统数据库分系统MIS分系统EDS分系统QAS分系统MAS分系统IM分系统嘉陵嘉陵CIMS体系结构体系结构4 CIMS4 CIMS组成及体系结构组成及体系结构 - -国内国内CIMSCIMS应用企业体系结构应用企业体系结构清华大学精密仪器与机械学系制造工程研究所Tsinghua University昆明机床股份公司昆明机床股份公司CIMS体系结构体系结构计算机网络计算机网络HPHP工作站工作站PCPC微机微机DOSDOSWINDOWWINDOW NT NTORACLEO

53、RACLE数据库数据库UNIXUNIX工工程程设设计计分分系系统统统统系系分分管管理理信信息息产品数据管理产品数据管理PDMPDMCADCADCAECAECAPPCAPPCAMCAM成本营成本营销管理销管理生生产产管管理理车车间间管管理理质量管理质量管理PROGRESSPROGRESS数据库数据库生产数据管理生产数据管理4 CIMS4 CIMS组成及体系结构组成及体系结构 - -国内国内CIMSCIMS应用企业体系结构应用企业体系结构清华大学精密仪器与机械学系制造工程研究所Tsinghua University昆明机床股份公司昆明机床股份公司CIMS层次结构层次结构公司层分厂车间层工作中心层设

54、备层产品数据管理系统数据库系统网络系统计算机系统应 用 软 件 层使能器层数据库层网络层计算机层生产管理营销与成本管理质量管理车间管理CADCAECAPPCAM物资与设备管理生产数据管理系统4 CIMS4 CIMS组成及体系结构组成及体系结构 - -国内国内CIMSCIMS应用企业体系结构应用企业体系结构清华大学精密仪器与机械学系制造工程研究所Tsinghua University昆明机床股份公司昆明机床股份公司CIMS计算机层次结构计算机层次结构产品数据库工程设计系统用户界面工程设计CAD/CAM软件产品数据库管理系统工程数据库管理系统管理信息系统用户界面业务管理人员公司/分厂经理设计开发人

55、员设计开发人员基础数据库业务管理数据库市场数据库历史数据仓库文档数据库系统管理文档数据库管理系统企业外人员用户层应用软件层数据库层制造人员通用浏览器系统管理人员系统管理人员工程分析CAE软件工艺文件编辑系统夹具 设计CAD软 件产品 数据管理 软件MRPII车间 管理软件质量 管理软件财务 管理软件领导 决策软件标准件典型零件典型工艺工艺数据物理模型约束条件夹具 元件夹具 方案车间 资源企业 资源质量 规范.ORACLE数据库数据库SQL数据库数据库CAD/CAE/CAPP/CAM子网MIS 子网网络层INTERNETHP图形工作站PC微机工作站服务器微机服务器UNIXNTDOSWINDOWS

56、计算机层TCP/IP WINDOWS NT协议协议4 CIMS4 CIMS组成及体系结构组成及体系结构 - -国内国内CIMSCIMS应用企业体系结构应用企业体系结构清华大学精密仪器与机械学系制造工程研究所Tsinghua University电子模块电子模块CIMS计算机体系结构计算机体系结构PDM环境用户界面环境用户界面（PDM分系统）分系统）网络数据库分系统（网络数据库分系统（NDS）共享数据库共享数据库 分系统局部数据库分系统局部数据库PDM数据库接口工具（数据库接口工具（PDM分系统）分系统）PDM分分系系统统生产管理生产管理分系统（分系统（PMS）产品设计产品设计分系统分系统(DS

57、)产品制造产品制造分系统分系统(MS)质量保证质量保证分系统分系统(QS)工艺人员工艺人员设计人员设计人员管理人员管理人员。4 CIMS4 CIMS组成及体系结构组成及体系结构 - -国内国内CIMSCIMS应用企业体系结构应用企业体系结构清华大学精密仪器与机械学系制造工程研究所Tsinghua University电子模块电子模块CIMS计算机逻辑结构计算机逻辑结构 产品设计（产品设计（DS）分系统分系统生产调度与控制生产调度与控制生产设备生产设备产品制造（产品制造（MS）分系统分系统质量管理与控制质量管理与控制检测设备检测设备质量保证质量保证(QS)分系统分系统生产管理（生产管理（PMS）

58、分系统分系统经营管理层技术层执行层设备层4 CIMS4 CIMS组成及体系结构组成及体系结构 - -国内国内CIMSCIMS应用企业体系结构应用企业体系结构清华大学精密仪器与机械学系制造工程研究所Tsinghua University项目项目管理管理顾客顾客综合综合管理管理供应链供应链管理管理业务管理人员公司/项目/分厂经理设计开发人员企业外人员制造人员成本质量生产采购供应产品设计/QFD/CAD/DFA/DFX财务其他产品设计管理系统集成管理系统文档管理系统制造系统制造及自动化经营工程全局数据库基础数据库业务管理全局数据库市场数据库历史数据仓库文档数据库计算机网络计算机网络HEC-CIMSI

59、IHEC-CIMSII系统结构系统结构技术技术与服务与服务组织系统静态组织动态Team组织后勤销售CAM工艺设计QFD/CAPP/DFX研究开发CAE/CAD4 CIMS4 CIMS组成及体系结构组成及体系结构 - -国内国内CIMSCIMS应用企业体系结构应用企业体系结构清华大学精密仪器与机械学系制造工程研究所Tsinghua University供应链计划/执行/协商管理综合管理项目管理生产准备物料准备制造供应链管理售后服务供应商HEC-CIMSII:HEC-CIMSII:面向应用的系统结构面向应用的系统结构设计开发经营/销售总经理财务管理生产管理运输供应市场销售市场质量管理外部企业项目服

60、务管理协作管理质量检测项目成本管理项目质量管理项目生产管理供应链开放数据管理企业资源供应链资源管理顾客顾客技术市场项目技术管理4 CIMS4 CIMS组成及体系结构组成及体系结构 - -国内国内CIMSCIMS应用企业体系结构应用企业体系结构清华大学精密仪器与机械学系制造工程研究所Tsinghua University工程全局数据库产品设计管理系统工程软件CAD/CAPP/CAM等工程数据库管理系统全局数据库管理系统业务管理软件集成管理系统业务管理人员公司/分厂经理设计开发人员基础数据库业务管理全局数据库市场数据库历史数据仓库文档数据库文档管理系统文档数据库管理系统企业外人员局部数据库管理系统