新版制造信息化总体技术课件

制造信息化总体技术清华大学制造工程研究所郁鼎文研究生课程：先进制造技术专题制造信息化研究生课程：先进制造技术专题1制造信息化

总体技术现代集成制造的体系结构2134现代集成制造的发展现代集成制造的概念概述56信息系统建模工具制造信息学制造信息化总体技术现代集成制造的体系结构212

1概述蒸气机/电机人的体力劳动工业革命信息技术人的脑力劳动制造信息化信息知识决策利润1概述蒸气机/电机人的体力劳动工业革命信息技术人的脑力3

1概述信息化、知识化制造制造过程物资产品废品能量信息硬件：物料/设备/工具/能源软件：制造理论/加工工艺/管理理论/信息人：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。1概述信息化、知识化制造制造过程物资产品废品能量信息硬4

1概述制造业信息化

将信息技术、现代管理技术和制造技术结合，并应用到企业产品生命周期全过程和企业运行管理的各个环节，提高企业市场竞争能力的过程。

特征：制造信息数字化制造过程数控化1概述制造业信息化5

1概述信息流

网络系统数据库系统质量信息管理系统管理信息系统制造自动化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概述信息流质量信息管理系统技术信息系统质量信6

1概述信息流

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市场客户需求信息产品开发过程信息流1概述信息流生产经结构设计总体结概念设计设计任务工艺过7

1概述信息流产品制造过程信息流

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1概述信息流工装规划车间调度NC指令生产作业质量控制资8

2制造信息学一、概念

制造信息：制造确定性的表征，反映了制造系统的有序化过程。包括：实施制造过程中的经验法则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

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和方法。2制造信息学一、概念9

2制造信息学二、体系结构制造信息学体系结构制造信息学定义制造信息的分类制造信息学理论基础制造信息表示与建模制造信息存储与管理制造信息共享与交换1、研究内容：制造过程的信息集成、流动和利用；制造活动中人的经验、技能、诀窍和知识的表达、传递和变换；非符号信息表达；海量制造信息的获取、分析、规范、存储和保真机制；非完整制造信息状态下的生产决策；数据仓库、知识库和知识发现；分布式制造信息系统。2制造信息学二、体系结构制造信息学体系结构制造信息学定10

2制造信息学二、体系结构2、制造信息的特点多态性结构化信息（工艺文件、产品结构、产品零件表、生产计划）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、设计经验）结构复杂性（难以用模型表示形式存储和处理）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）实时性（实时加工和监控）集成性2制造信息学二、体系结构2、制造信息的特点11

2制造信息学二、体系结构3、制造信息分类制造信息表征对象设计信息加工信息管理信息表征形式数字信息文字信息图形信息时间特征动态信息静态信息瞬态信息空间特征全局信息局部信息公有信息专有信息生成方式手工输入自动生成半自动生成结构特征结构化信息半结构化信息非结构化信息服务目的决策信息服务信息4、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2制造信息学二、体系结构3、制造信息分类制造信息表征对12

3现代集成制造的概念一、CIM的提出：

1973年美国Dr.Joseph•Harrington提出CIM哲理（ComputerIntegratedManufacturing)，2个要点：

1、企业的各个生产环节是不可分割的，需要统一考虑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。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：用计算机通过信息集成实现现代化的生产制造，求得企业的总体效益3现代集成制造的概念一、CIM的提出：13

3现代集成制造的概念85年德国经济生产委员会（AWF）提出CIM的推荐定义：“CIM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。CIM包括了在生产计划与控制（PPC）、计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助工艺规划（CAPP）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助质量管理（CAQ）之间信息技术上的协同工作，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。”88年-89年863/CIMS专家组认为：“CIM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CAD、CAM、FMC、MRPⅡ…）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现代集成制造的概念85年德国经济生产委员会（AWF）14

3计算机集成制造的概念90年IBM：“应用信息技术提高组织的生产率和响应能力”91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，对开发、生产、物流、服务进行整体优化组合，CIMS是以信息作为媒介，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”。欧共体CIM/OSA：“CIM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的整体的各个部分”。3计算机集成制造的概念90年IBM：15

3现代集成制造的概念863/CIMS的定义“CIM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T（技术）、Q（质量）、C（成本）、S（服务）、E（环境），从而提高企业的市场应变能力和竞争能力。”CIMS的定义：基于CIM哲理组成的系统，是CIM哲理的实现。3现代集成制造的概念863/CIMS的定义16

3现代集成制造的概念CIM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、敏捷性，使企业赢得市场竞争。因此，CIM/CIMS不是企业的目标，而是达到企业目标的手段之一；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/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；CIM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、设计自动化技术、制造自动化技术和管理自动化技术；CIMS的主要特点是计算机化、信息化、智能化、集成优化，CIM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；CIM是生产力发展的必然结果；CIM不是排他的，如CIM与LP。对CIM和CIMS的进一步说明3现代集成制造的概念CIM是一种组织、管理与运行企业的173现代集成制造的概念二、集成的概念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。

集成的特征：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）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一体。（产品信息模型PIM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3现代集成制造的概念二、集成的概念183现代集成制造的概念

物理系统互连数据交换规则与惯例系统内部通讯物理系统集成公共（共享）数据资源公共服务执行环境可移式应用与分布系统应用系统集成生产和过程仿真自动化的经营过程监控基于知识的决策支持人的集成经营集成三、CIMS集成的层次单项技术（自动化孤岛）联系起来相互交换信息和数据整个系统内部各种应用软件的集成CIMS的最高阶段即人的集成。CIMS阻力的70%来源于人，11%对成本的评估，9%的技术元件.3现代集成制造的概念物理系统互连数据交换193现代集成制造的概念四、集成发展阶段19851995199921世纪信息集成企业集成制造网络过程集成3现代集成制造的概念四、集成发展阶段1985199519203现代集成制造的概念四、集成发展阶段1、信息集成自动化孤岛CAD生产管理CAPP/CAM财务管理3现代集成制造的概念四、集成发展阶段自动化孤岛CAD生产213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

A、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（如资金流）、决策流的关系，这是企业信息集成的基础。

B、异构环境下的信息集成。◆不同通信协议的共存及向ISO／0SI的过渡。◆不同数据库的相互访问。◆不同商用应用软件之间的接口。3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223现代集成制造的概念将“自动化孤岛”集成在一起3现代集成制造的概念将“自动化孤岛”集成在一起233现代集成制造的概念应用应用服务功能系统服务功能应用应用服务功能系统服务功能应用应用服务功能系统服务功能操

作

系

统硬

件

平

台(a)传统的软件编程方式应用应用应用应用使能器系统使能器操

作

系

统硬

件

平

台特定应用编程接口与工具通用编程接口通信服务信息服务功能服务异构分布计算环境异构操作系统、网络协议中件(b)早期集成平台结构(c)当今集成平台结构应用应用应用3现代集成制造的概念应用应用服务功能系统服务功能应用应用243现代集成制造的概念2、过程集成

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，尽可能地转变为并行作业，建立模型。

规划车型设计产品设计生产准备生产财务.会计Finance/Accounting开发期LengthofDevelopmentTime规划Planning

车形设计

Stylingdesign

Engineering产品设计DesignPrototypeFabrication&Testing试制评价

Productionengineering生产准备生产

Production零部件厂家Partssuppliers

ProductionengineeringProduction规划Planning车形设计Stylingdesign产品设计EngineeringDesign试制.评价PrototypeFabrication&Testing生产准备生产试制评价丰田汽车公司的并行工程系统3现代集成制造的概念2、过程集成规划车型设计产品设计生产253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，以及计算机网络（往往是广域网）支持下的协同工作环境（CSCW）和PDM，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。

◆并行工程的工具：如基于CAX（CAD、CAPP、CAM）的DFA、DFM（DesignForAssembly，DesignForManufacturing）等。3现代集成制造的概念◆组织重建及建模：组成支持263现代集成制造的概念传统的组织结构面向功能的组织结构销售部门制造部门技术部门3现代集成制造的概念传统的组织结构销售部门制造部门技术部273现代集成制造的概念现代的组织结构面向过程的组织结构Teamwork3现代集成制造的概念现代的组织结构Teamwork283现代集成制造的概念3、企业集成

两头大、中间小小而全、大而全两头小、中间大动态企业联盟企业敏捷性3现代集成制造的概念3、企业集成两头大、中间小小而全、大293现代集成制造的概念3、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

◆支持敏捷制造的使能技术。美国的TEAM计划（即TechnologyEnablingAgileManufacturing）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。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。

集成化：经历了信息集成--过程集成--企业集成；

网络化：经历了局域网--广域网--Internet／Intranet／Extranet；

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。

智能技术：从一开始便被引人到CIMS的设计、管理、调度等知识表示和决策优化中。3现代集成制造的概念3、企业集成304现代集成制造的体系结构管理信息分系统MIS质量保证分系统CAQ工程设计分系统CAD/CAE/CAM制造自动化分系统MAS数据库分系统DBS网络分系统NETS支撑分系统应用分系统市场信息技术信息服务信息一、组成4现代集成制造的体系结构管质工程设计分系统制造自动化分系314现代集成制造的体系结构二、圆轮图网络和数据库MIS管理质量控制CAD/CAE/CAM制造自动化Result(结果)Logic(概念）Action(行为)Idea(主意)CIMS第一版的圆轮图4现代集成制造的体系结构二、圆轮图网络和MIS质量CAD324现代集成制造的体系结构二、圆轮图集成系统体系结构CIMS第二版的圆轮图信息资源管理与通讯共享数据设计分析与仿真文件归档质量管理与规划调度物料车间物料运输装配检测物料处理工厂自动化制造计划与控制产品与过程财务战略规划市场交易造制管理及人力资源管理4现代集成制造的体系结构二、圆轮图集成系统CIMS第二版334现代集成制造的体系结构二、圆轮图客户CIMS第三版的圆轮图人员与组织全球组织客户支持制造产品与工艺雇员责任市场交易物人料工具信息技术供应销售渠道销售和促销顾客服务生命周期过渡系统设计企业定义零部件设计不断改进文件和发布资源规划经营计划零部件制造组装和测试物料管理共享知识系统商资源投资者团体规章伦理环境制造业基础设施制造业基础设施4现代集成制造的体系结构二、圆轮图客户CIMS第三版的圆345现代集成制造的体系结构二、圆轮图5现代集成制造的体系结构二、圆轮图354现代集成制造的体系结构三、体系结构CIM体系结构定义为一组不同层次的各种视图模型的集合

CIM-OSA就是欧洲ESPRIT计划中一个由来自多个国家的22个公司、研究所和大学组成的集团AMICE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CIM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，来建立了总系统各个方面的模型。

4现代集成制造的体系结构三、体系结构364现代集成制造的体系结构组织模型组织模型组织模型资源视图资源视图资源视图信息视图信息视图信息视图通用设计结构模块功能视图通用企业需求结构模块功能视图部分通用企业需求模块功能视图专用企业需求模块部分通用设计模块专用设计说明模块通用实施结构模块部分通用实施模块专用实施描述模块实施描述层设计说明层需求定义层组织模型组织模型组织模型资源视图资源视图资源视图信息视图信息视图信息视图通用设计结构模块功能视图通用企业需求结构模块功能视图部分通用企业需求模块功能视图专用企业需求模块部分通用设计模块专用设计说明模块通用实施结构模块部分通用实施模块专用实施描述模块组织模型资源视图信息视图功能视图通用建模层部分通用建模层专用建模层逐步推导逐步具体化逐步生成CIM开放式体系结构体系结构模型中是面向CIMS开发过程，按生命周期法展开的4现代集成制造的体系结构组织模型组织模型组织模型资源视图374计算机集成制造的体系结构1、CIM-OSA结构层次

通用建模层部分通用建模层专用建模层通用层是CIM-OSA基本结构构成成分（通用构构造模块）的一种参考目录，包括元件、约束规则、术语、服务功能和协议等。部分通用层是CIM-OSA建立工业需求集的主要手段，也是建立各种专用结构的实用工具。部分通用层有一整套适用于各类制造企业的部分通用结构模型，包括按照工业类型、不同行业、企业规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，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（instantiation）来构成的。4计算机集成制造的体系结构1、CIM-OSA结构层次部384计算机集成制造的体系结构1、CIM-OSA

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分通用层结构构成了一个参考结构库，库内参考结构的多少很大程度上取决于部分通用层中结构模型的多少，这些根据不同类别划分的模型和以企业加工产品类型划分得到的模型，就其数据量来说是很大的，因此CIM-OSA的研究中，建立部分通用层参考结构模型物工作量是十分巨大的。4计算机集成制造的体系结构1、CIM-OSA图4.2394计算机集成制造的体系结构1、CIM-OSA实施描述建模层次图4.3ICM-OSA建模层次和过程需求定义模型包括了许多以视图表示的基本经营内容（目标、功能、规则、约束、信息和材料、资源和组织等），所有这些内容都要准确地反映在最后的实施描述模型中。设计说明建模层提供了对在企业需求定义模型中收集到的需求通过CIM系统设计进行优化和逻辑重构的描述方法，这是一个无冗余的、面向系统的经营需求描述。实施描述建模层提供了各种方法，把设计说明建模层的内容转变成CIM系统中所有被选定的元个的完整的系统说明。4计算机集成制造的体系结构1、CIM-OSA图4.3404计算机集成制造的体系结构1、CIM-OSA实施描述建模层次图4.3ICM-OSA建模层次和过程

功能视图——指功能和特性结构；

信息视图——指信息结构（从经营用户的观点所需的信息）；

资源视图——指资源组织；组织视图——指组织结构。

功能视图——经营过程和企业活动的组成及优化组合；

信息视图——住处的组成及非冗余的组合；

资源视图——资源的逻辑组成；组织视图——经营职责的逻辑组合。功能视图——经营过程和企业活动工能的运行结构；信息视图——企业信息的运行结构；资源视图——企业资源的运行结构（包括实施元件的规格说明）；组织视图——企业职责的运行结构。4计算机集成制造的体系结构1、CIM-OSA图4.3414计算机集成制造的体系结构1、CIM-OSA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分配。它包括应用程序和CIM-OSA集成基础结构，和所有支持应用软件运行的CIM-OSA服务。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。制造技术：用以处理物料、装配产品、包装和运输产品。同时它还包手人及其工作计划、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1、CIM-OSA实施描述424计算机集成制造的体系结构1、CIM-OSA视图层

CIM-OSA结构构成4计算机集成制造的体系结构1、CIM-OSACIM-434计算机集成制造的体系结构1、CIM-OSA功能视图结构关系4计算机集成制造的体系结构1、CIM-OSA功能视图444计算机集成制造的体系结构1、CIM-OSA需求定义建模层上信息视图结构4计算机集成制造的体系结构1、CIM-OSA需求定义454计算机集成制造的体系结构1、CIM-OSA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4计算机集成制造的体系结构1、CIM-OSA设计说明464现代集成制造的体系结构工厂加工车间装配车间1#单元N#单元铣削工作站检验工作站物料储运工作站机器人铣床存储器机器人检验机存储器机器人小车传送器工厂层车间层单元层工作站层设备层4现代集成制造的体系结构工厂加工车间装配车间1#单元N#474现代集成制造的体系结构工厂层车间层单元层工作站层设备层决策层管理层调度层过程控制层设备控制层决策层管理层执行层离散制造流程制造普遍结构企业的管理控制职能一般都是按递阶层次展开的自上而下，涉及范围越来越小，工作内容越来越细，时标越来越短，实时性要求越来越高。上层传给下层的是控制信息或指令信息，下层传给上层的是状态反馈信息或指令执行情况汇报信息。按递阶结构，信息不能越级传递。4现代集成制造的体系结构工厂层车间层单元层工作站层设备层484现代集成制造的体系结构应用软件的运行依次在集成平台、数据库系统、计算机系统支持下实现。集成则是通过网络系统实现计算机系统间的互联，在网络系统的支持下，实现数据库系统的互联，形成分布式数据库系统，再支持集成平台实现应用软件间的集成。集成平台IntegratedPlatform应用软件应用软件分布数据库系统数据库系统数据库系统网络计算机系统计算机系统应用软件层集成平台层数据库层网络层计算机层4现代集成制造的体系结构应用软件的运行依次在集成平台、数494现代集成制造的体系结构工厂层车间层单元层工作站层设备层生产经营决策分系统CAD/CAPP/CAM分系统制造自动化分系统质量信息分系统使能器数据库网络计算机使能器层是在网络和数据库基础上增加的集成平台。如没有集成平台层亦可直接在网络数据库上进行系统集成。

4现代集成制造的体系结构车间单元工作站设备生产经营CAD/50清华大学精密仪器与机械学系制造工程研究所TsinghuaUniversity4CIMS组成及体系结构--国内CIMS应用企业体系结构北京机电研究院CIMS体系结构清华大学精密仪器与机械学系制造工程研究所Tsinghua51清华大学精密仪器与机械学系制造工程研究所TsinghuaUniversity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CIMS体系结构4CIMS组成及体系结构--国内CIMS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Tsinghua52清华大学精密仪器与机械学系制造工程研究所TsinghuaUniversity昆明机床股份公司CIMS体系结构4CIMS组成及体系结构--国内CIMS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Tsinghua53清华大学精密仪器与机械学系制造工程研究所TsinghuaUniversity昆明机床股份公司CIMS层次结构4CIMS组成及体系结构--国内CIMS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Tsinghua54清华大学精密仪器与机械学系制造工程研究所TsinghuaUniversity昆明机床股份公司CIMS计算机层次结构4CIMS组成及体系结构--国内CIMS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Tsinghua55清华大学精密仪器与机械学系制造工程研究所TsinghuaUniversity电子模块CIMS计算机体系结构PDM环境用户界面（PDM分系统）网络数据库分系统（NDS）共享数据库分系统局部数据库PDM数据库接口工具（PDM分系统）PDM分系统生产管理分系统（PMS）产品设计分系统(DS)产品制造分系统(MS)质量保证分系统(QS)工艺人员设计人员管理人员。。。。4CIMS组成及体系结构--国内CIMS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Tsinghua56清华大学精密仪器与机械学系制造工程研究所TsinghuaUniversity电子模块CIMS计算机逻辑结构产品设计（DS）分系统生产调度与控制生产设备产品制造（MS）分系统质量管理与控制检测设备质量保证(QS)分系统生产管理（PMS）分系统经营管理层技术层执行层设备层4CIMS组成及体系结构--国内CIMS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Tsinghua57清华大学精密仪器与机械学系制造工程研究所TsinghuaUniversity4CIMS组成及体系结构--国内CIMS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Tsinghua58清华大学精密仪器与机械学系制造工程研究所TsinghuaUniversity4CIMS组成及体系结构--国内CIMS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Tsinghua59清华大学精密仪器与机械学系制造工程研究所TsinghuaUniversity4CIMS组成及体系结构--国内CIMS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Tsinghua60清华大学精密仪器与机械学系制造工程研究所TsinghuaUniversity4CIMS组成及体系结构--国内CIMS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Tsinghua61清华大学精密仪器与机械学系制造工程研究所TsinghuaUniversity4CIMS组成及体系结构--国内CIMS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Tsinghua625计算机集成制造的发展1)基于网络的设计和制造2)协同工作技术3)基于虚拟现实的虚拟制造4)敏捷制造的使能技术5)各种新的制造模式和管理模式（如大批量定制生产模式等）6)多代理系统、分布人工智能技术7)快速原型制造技术8)PDM技术及应用集成平台和框架9)企业建模和优化运行技术（动态企业建模、敏捷企业建模等）10)可持续发展的产品设计、制造及回收技术11)新型数控和工业机器人系统及其产业化12)CAD/CAM、ERP的产业化5计算机集成制造的发展1)基于网络的设计和制造636信息系统建模工具1、IDEF方法

IDEF：是1981年美国空军公布的ICAM（integratedcomputeraidedmanufacturing）工程中用了名为“IDEF”的方法，是ICAMDEFinitionmethod的缩写。IDEF0功能模型IDEF9经营约束的发现IDEF1X数据模型场景驱动信息系统设计IDEF2仿真模型设计IDEF10信息制品建模IDEF3过程描述获取实施体系结构建模IDEF4面向对象设计IDEF11信息工具建模IDEF5本体论描述获取IDEF12组织设计IDEF6设计原理获取组织建模IDEF7信息系统审定IDEF13三模式映射设计IDEF8人与系统接口设计IDEF14网络设计用户接口建模6信息系统建模工具1、IDEF方法647信息系统建模工具2、IDEF0方法

系统12341234活动输入I控制C输出O机制MA0图A3图7信息系统建模工具2、IDEF0方法系统12341234656信息系统建模工具2、IDEF0方法

毛坯蓝图成品零件工人调度表工单切屑刀机床制造零件鸡蛋时间油温美味荷包蛋炉锅煎鸡蛋油、调料6信息系统建模工具2、IDEF0方法毛坯蓝图成品零件工人666信息系统建模工具

2、IDEF0方法以嘉陵摩托CIMS工程为例：

A-0图A0图

A1图A2图A3图A4图A5图6信息系统建模工具2、IDEF0方法676信息系统建模工具3、IDEF1X方法信息组成：数据管理的着眼点应该放在与数据有关的含义上；信息是为某个特定目的或在一定范围内聚合起来的数据集；管理信息资源的策略应该放在管理数据被应用于事件的含义上。信息数据含义事实外部模式（用户视图）内部模式（计算机视图）6信息系统建模工具3、IDEF1X方法信息数据含义事实686信息系统建模工具3、IDEF1X方法数据三模式：外部模式（用户视图）内部模式（计算机视图）概念模式（逻辑视图）6信息系统建模工具3、IDEF1X方法外部模式696信息系统建模工具3、IDEF1X方法实体：独立实体、从属实体联系：可标定联系、非标定联系、分类联系、非确定联系实体名/实体号实体名/实体号零件/N01工艺/N046信息系统建模工具3、IDEF1X方法实体名/实体号706信息系统建模工具3、IDEF1X方法可标定联系实体-A/1实体-B/2关键字属性--A关键字属性—A（FK）关键字属性关系名父实体子实体从父实体到子实体的关系名确定关系零件/1工艺/2零件代码零件代码（FK）工序号有6信息系统建模工具3、IDEF1X方法实体-A/1实716信息系统建模工具3、IDEF1X方法非标定联系实体-A/1实体-B/2关键字属性--A关键字属性—A（FK）关键字属性关系名父实体子实体从父实体到子实体的关系名非标定关系零件/1工艺/2零件代码零件代码（FK）工序号有设备代码使用设备/36信息系统建模工具3、IDEF1X方法实体-A/1实726信息系统建模工具3、IDEF1X方法分类联系：实体-A/1实体-B/2关键字属性--A关系名分类关系实体-C/3实体-D/4产品对象/1装配件/2分为零件/3标准件/46信息系统建模工具3、IDEF1X方法实体-A/1实736信息系统建模工具3、IDEF1X方法非确定联系：实体-A/1关键字属性--A实体-B/2关键字属性--B银行/1关键字属性--A强盗/2关键字属性--B银行—抢劫/36信息系统建模工具3、IDEF1X方法实体-A/1关746信息系统建模工具3、IDEF1X方法应用客户订单客户编号（FK）订单号（FK）产品名称订货数量物料需求计划时间段（FK）净需求计划库存数据物料编号（FK）物料名称库存数量占用资金BOM表产品号（FK）物料名称数量工艺文件产品号（FK）工艺路线工时定额生产订单数据订单号（FK）物料名称数量提单工时资源报告生产能力资源编号（FK）有效工时主生产计划订单编号（FK）计划展望期（FK）产量采购计划订单编号（FK）物料名称数量金额确定制约确定确定确定确定查询确定6信息系统建模工具3、IDEF1X方法客户订单物料需求计756信息系统建模工具3、IDEF1X方法应用产品产品号（PK）产品设计综合报表产品号（FK）设计任务书产品号（FK）电原理设计文件产品号（FK）电路功能设计文件产品号（FK）具有具有进行原理设计进行电路功能设计进行PCB设计产品名称数量产品技术要求产品设计时间元器件BOMPCB板参数表电原理设计文件电路功能设计文件6信息系统建模工具3、IDEF1X方法产品产品设计综合报766信息系统建模工具3、IDEF1X方法应用PCB设计文件产品号（FK）工艺规程产品号（FK）CAM文件产品号（FK）PCB板级分析文件产品号（FK）CAT文件产品号（FK）分析制定生成生成PCB板级分析文件工序号工序内容生产线工艺参数工序号检测规程工序号工序内容生产线NC程序PCB版图文件漏板文件6信息系统建模工具3、IDEF1X方法PCB设计文件工艺776信息系统建模工具3、IDEF1X方法应用质检报告产品号（FK）产品产品号（PK）质量成本信息产品号（FK）产品质量用户反馈信息产品号（FK）质量评价报告产品号（FK）产品技术性能指标产品号（FK）质量计划产品号（FK）具有具有具有具有具有具有确定产品名称数量质检数据表质量成本数据表用户名称质量问题质量评价数据性能指标数据表检测规程6信息系统建模工具3、IDEF1X方法质检报告产品质量成786信息系统建模工具3、IDEF1X方法应用物料物料编号（PK）质量计划产品号（FK）物料质检计划产品号（FK）物料编号（FK）现场质量控制计划产品号（FK）产品质检计划产品号（FK）物料技术性能指标物料编号（FK）制造质量信息产品号（FK）产品检测信息产品号（FK）。指导检测指导检测指导检测具有检测规程检测规程检测规程检测规程物料名称物料参数表制造控制数据表检测数据表6信息系统建模工具3、IDEF1X方法物料质量计划物料质796信息系统建模工具3、IDEF1X方法应用物料物料编号（FK）物料名称元器件物料编号（FK）物料名称辅料物料编号（FK）物料名称板料物料编号（FK）物料名称6信息系统建模工具3、IDEF1X方法物料元器件辅料80谢谢各位谢谢各位81

制造信息化总体技术清华大学制造工程研究所郁鼎文研究生课程：先进制造技术专题制造信息化研究生课程：先进制造技术专题82制造信息化

总体技术现代集成制造的体系结构2134现代集成制造的发展现代集成制造的概念概述56信息系统建模工具制造信息学制造信息化总体技术现代集成制造的体系结构2183

1概述蒸气机/电机人的体力劳动工业革命信息技术人的脑力劳动制造信息化信息知识决策利润1概述蒸气机/电机人的体力劳动工业革命信息技术人的脑力84

1概述信息化、知识化制造制造过程物资产品废品能量信息硬件：物料/设备/工具/能源软件：制造理论/加工工艺/管理理论/信息人：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。1概述信息化、知识化制造制造过程物资产品废品能量信息硬85

1概述制造业信息化

将信息技术、现代管理技术和制造技术结合，并应用到企业产品生命周期全过程和企业运行管理的各个环节，提高企业市场竞争能力的过程。

特征：制造信息数字化制造过程数控化1概述制造业信息化86

1概述信息流

网络系统数据库系统质量信息管理系统管理信息系统制造自动化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概述信息流质量信息管理系统技术信息系统质量信87

1概述信息流

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市场客户需求信息产品开发过程信息流1概述信息流生产经结构设计总体结概念设计设计任务工艺过88

1概述信息流产品制造过程信息流

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1概述信息流工装规划车间调度NC指令生产作业质量控制资89

2制造信息学一、概念

制造信息：制造确定性的表征，反映了制造系统的有序化过程。包括：实施制造过程中的经验法则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

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和方法。2制造信息学一、概念90

2制造信息学二、体系结构制造信息学体系结构制造信息学定义制造信息的分类制造信息学理论基础制造信息表示与建模制造信息存储与管理制造信息共享与交换1、研究内容：制造过程的信息集成、流动和利用；制造活动中人的经验、技能、诀窍和知识的表达、传递和变换；非符号信息表达；海量制造信息的获取、分析、规范、存储和保真机制；非完整制造信息状态下的生产决策；数据仓库、知识库和知识发现；分布式制造信息系统。2制造信息学二、体系结构制造信息学体系结构制造信息学定91

2制造信息学二、体系结构2、制造信息的特点多态性结构化信息（工艺文件、产品结构、产品零件表、生产计划）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、设计经验）结构复杂性（难以用模型表示形式存储和处理）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）实时性（实时加工和监控）集成性2制造信息学二、体系结构2、制造信息的特点92

2制造信息学二、体系结构3、制造信息分类制造信息表征对象设计信息加工信息管理信息表征形式数字信息文字信息图形信息时间特征动态信息静态信息瞬态信息空间特征全局信息局部信息公有信息专有信息生成方式手工输入自动生成半自动生成结构特征结构化信息半结构化信息非结构化信息服务目的决策信息服务信息4、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2制造信息学二、体系结构3、制造信息分类制造信息表征对93

3现代集成制造的概念一、CIM的提出：

1973年美国Dr.Joseph•Harrington提出CIM哲理（ComputerIntegratedManufacturing)，2个要点：

1、企业的各个生产环节是不可分割的，需要统一考虑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。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：用计算机通过信息集成实现现代化的生产制造，求得企业的总体效益3现代集成制造的概念一、CIM的提出：94

3现代集成制造的概念85年德国经济生产委员会（AWF）提出CIM的推荐定义：“CIM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。CIM包括了在生产计划与控制（PPC）、计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助工艺规划（CAPP）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助质量管理（CAQ）之间信息技术上的协同工作，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。”88年-89年863/CIMS专家组认为：“CIM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CAD、CAM、FMC、MRPⅡ…）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现代集成制造的概念85年德国经济生产委员会（AWF）95

3计算机集成制造的概念90年IBM：“应用信息技术提高组织的生产率和响应能力”91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，对开发、生产、物流、服务进行整体优化组合，CIMS是以信息作为媒介，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”。欧共体CIM/OSA：“CIM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的整体的各个部分”。3计算机集成制造的概念90年IBM：96

3现代集成制造的概念863/CIMS的定义“CIM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T（技术）、Q（质量）、C（成本）、S（服务）、E（环境），从而提高企业的市场应变能力和竞争能力。”CIMS的定义：基于CIM哲理组成的系统，是CIM哲理的实现。3现代集成制造的概念863/CIMS的定义97

3现代集成制造的概念CIM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、敏捷性，使企业赢得市场竞争。因此，CIM/CIMS不是企业的目标，而是达到企业目标的手段之一；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/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；CIM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、设计自动化技术、制造自动化技术和管理自动化技术；CIMS的主要特点是计算机化、信息化、智能化、集成优化，CIM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；CIM是生产力发展的必然结果；CIM不是排他的，如CIM与LP。对CIM和CIMS的进一步说明3现代集成制造的概念CIM是一种组织、管理与运行企业的983现代集成制造的概念二、集成的概念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。

集成的特征：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）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一体。（产品信息模型PIM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3现代集成制造的概念二、集成的概念993现代集成制造的概念

物理系统互连数据交换规则与惯例系统内部通讯物理系统集成公共（共享）数据资源公共服务执行环境可移式应用与分布系统应用系统集成生产和过程仿真自动化的经营过程监控基于知识的决策支持人的集成经营集成三、CIMS集成的层次单项技术（自动化孤岛）联系起来相互交换信息和数据整个系统内部各种应用软件的集成CIMS的最高阶段即人的集成。CIMS阻力的70%来源于人，11%对成本的评估，9%的技术元件.3现代集成制造的概念物理系统互连数据交换1003现代集成制造的概念四、集成发展阶段19851995199921世纪信息集成企业集成制造网络过程集成3现代集成制造的概念四、集成发展阶段19851995191013现代集成制造的概念四、集成发展阶段1、信息集成自动化孤岛CAD生产管理CAPP/CAM财务管理3现代集成制造的概念四、集成发展阶段自动化孤岛CAD生产1023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

A、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（如资金流）、决策流的关系，这是企业信息集成的基础。

B、异构环境下的信息集成。◆不同通信协议的共存及向ISO／0SI的过渡。◆不同数据库的相互访问。◆不同商用应用软件之间的接口。3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1033现代集成制造的概念将“自动化孤岛”集成在一起3现代集成制造的概念将“自动化孤岛”集成在一起1043现代集成制造的概念应用应用服务功能系统服务功能应用应用服务功能系统服务功能应用应用服务功能系统服务功能操

作

系

统硬

件

平

台(a)传统的软件编程方式应用应用应用应用使能器系统使能器操

作

系

统硬

件

平

台特定应用编程接口与工具通用编程接口通信服务信息服务功能服务异构分布计算环境异构操作系统、网络协议中件(b)早期集成平台结构(c)当今集成平台结构应用应用应用3现代集成制造的概念应用应用服务功能系统服务功能应用应用1053现代集成制造的概念2、过程集成

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，尽可能地转变为并行作业，建立模型。

规划车型设计产品设计生产准备生产财务.会计Finance/Accounting开发期LengthofDevelopmentTime规划Planning

车形设计

Stylingdesign

Engineering产品设计DesignPrototypeFabrication&Testing试制评价

Productionengineering生产准备生产

Production零部件厂家Partssuppliers

ProductionengineeringProduction规划Planning车形设计Stylingdesign产品设计EngineeringDesign试制.评价PrototypeFabrication&Testing生产准备生产试制评价丰田汽车公司的并行工程系统3现代集成制造的概念2、过程集成规划车型设计产品设计生产1063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，以及计算机网络（往往是广域网）支持下的协同工作环境（CSCW）和PDM，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。

◆并行工程的工具：如基于CAX（CAD、CAPP、CAM）的DFA、DFM（DesignForAssembly，DesignForManufacturing）等。3现代集成制造的概念◆组织重建及建模：组成支持1073现代集成制造的概念传统的组织结构面向功能的组织结构销售部门制造部门技术部门3现代集成制造的概念传统的组织结构销售部门制造部门技术部1083现代集成制造的概念现代的组织结构面向过程的组织结构Teamwork3现代集成制造的概念现代的组织结构Teamwork1093现代集成制造的概念3、企业集成

两头大、中间小小而全、大而全两头小、中间大动态企业联盟企业敏捷性3现代集成制造的概念3、企业集成两头大、中间小小而全、大1103现代集成制造的概念3、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

◆支持敏捷制造的使能技术。美国的TEAM计划（即TechnologyEnablingAgileManufacturing）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。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。

集成化：经历了信息集成--过程集成--企业集成；

网络化：经历了局域网--广域网--Internet／Intranet／Extranet；

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。

智能技术：从一开始便被引人到CIMS的设计、管理、调度等知识表示和决策优化中。3现代集成制造的概念3、企业集成1114现代集成制造的体系结构管理信息分系统MIS质量保证分系统CAQ工程设计分系统CAD/CAE/CAM制造自动化分系统MAS数据库分系统DBS网络分系统NETS支撑分系统应用分系统市场信息技术信息服务信息一、组成4现代集成制造的体系结构管质工程设计分系统制造自动化分系1124现代集成制造的体系结构二、圆轮图网络和数据库MIS管理质量控制CAD/CAE/CAM制造自动化Result(结果)Logic(概念）Action(行为)Idea(主意)CIMS第一版的圆轮图4现代集成制造的体系结构二、圆轮图网络和MIS质量CAD1134现代集成制造的体系结构二、圆轮图集成系统体系结构CIMS第二版的圆轮图信息资源管理与通讯共享数据设计分析与仿真文件归档质量管理与规划调度物料车间物料运输装配检测物料处理工厂自动化制造计划与控制产品与过程财务战略规划市场交易造制管理及人力资源管理4现代集成制造的体系结构二、圆轮图集成系统CIMS第二版1144现代集成制造的体系结构二、圆轮图客户CIMS第三版的圆轮图人员与组织全球组织客户支持制造产品与工艺雇员责任市场交易物人料工具信息技术供应销售渠道销售和促销顾客服务生命周期过渡系统设计企业定义零部件设计不断改进文件和发布资源规划经营计划零部件制造组装和测试物料管理共享知识系统商资源投资者团体规章伦理环境制造业基础设施制造业基础设施4现代集成制造的体系结构二、圆轮图客户CIMS第三版的圆1155现代集成制造的体系结构二、圆轮图5现代集成制造的体系结构二、圆轮图1164现代集成制造的体系结构三、体系结构CIM体系结构定义为一组不同层次的各种视图模型的集合

CIM-OSA就是欧洲ESPRIT计划中一个由来自多个国家的22个公司、研究所和大学组成的集团AMICE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CIM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，来建立了总系统各个方面的模型。

4现代集成制造的体系结构三、体系结构1174现代集成制造的体系结构组织模型组织模型组织模型资源视图资源视图资源视图信息视图信息视图信息视图通用设计结构模块功能视图通用企业需求结构模块功能视图部分通用企业需求模块功能视图专用企业需求模块部分通用设计模块专用设计说明模块通用实施结构模块部分通用实施模块专用实施描述模块实施描述层设计说明层需求定义层组织模型组织模型组织模型资源视图资源视图资源视图信息视图信息视图信息视图通用设计结构模块功能视图通用企业需求结构模块功能视图部分通用企业需求模块功能视图专用企业需求模块部分通用设计模块专用设计说明模块通用实施结构模块部分通用实施模块专用实施描述模块组织模型资源视图信息视图功能视图通用建模层部分通用建模层专用建模层逐步推导逐步具体化逐步生成CIM开放式体系结构体系结构模型中是面向CIMS开发过程，按生命周期法展开的4现代集成制造的体系结构组织模型组织模型组织模型资源视图1184计算机集成制造的体系结构1、CIM-OSA结构层次

通用建模层部分通用建模层专用建模层通用层是CIM-OSA基本结构构成成分（通用构构造模块）的一种参考目录，包括元件、约束规则、术语、服务功能和协议等。部分通用层是CIM-OSA建立工业需求集的主要手段，也是建立各种专用结构的实用工具。部分通用层有一整套适用于各类制造企业的部分通用结构模型，包括按照工业类型、不同行业、企业规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，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（instantiation）来构成的。4计算机集成制造的体系结构1、CIM-OSA结构层次部1194计算机集成制造的体系结构1、CIM