[拼音]：jisuanji jicheng zhizao xitong

[外文]：computer integrated manufacturing systems

把工廠的生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)活動(dòng)中各種分散的自動(dòng)化系統(tǒng)有機(jī)地結(jié)合成的高效益、高柔性的智能生產(chǎn)系統(tǒng)。英文縮寫CIMS。CIMS追求的目標(biāo)是整個(gè)工廠的自動(dòng)化。系統(tǒng)的輸入是市場(chǎng)信息、訂貨以及人的設(shè)計(jì)管理思想，系統(tǒng)的輸出則是裝配好的、經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)的可用產(chǎn)品。應(yīng)用CIMS可使資源的利用率提高2～3倍,生產(chǎn)率提高40～50％,縮短生產(chǎn)周期30～80％，節(jié)約勞動(dòng)力30～60％。它代表了制造自動(dòng)化的方向，是現(xiàn)代工廠自動(dòng)化的主要研究課題之一。

發(fā)展簡(jiǎn)況

20世紀(jì)30年代以前，制造業(yè)全部是由人來(lái)操縱單臺(tái)機(jī)床進(jìn)行加工，用手動(dòng)控制馬達(dá)驅(qū)動(dòng)傳送帶，實(shí)現(xiàn)物料的輸送，生產(chǎn)率極低。后來(lái)應(yīng)用了自動(dòng)傳送帶和自動(dòng)生產(chǎn)線，提高了大批量產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，但由于轉(zhuǎn)產(chǎn)困難，設(shè)備利用率低，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，庫(kù)存量大，成本高，難以適應(yīng)市場(chǎng)的需要。60年代以后，計(jì)算機(jī)開(kāi)始在機(jī)械制造中應(yīng)用，研制并采用了數(shù)控機(jī)床、加工中心和計(jì)算機(jī)數(shù)控的新型加工系統(tǒng)。70年代開(kāi)始把數(shù)控機(jī)床、計(jì)算機(jī)數(shù)控、機(jī)器人等聯(lián)接起來(lái)，采用計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)協(xié)調(diào)和控制，研制出適于多品種小批量生產(chǎn)的柔性制造系統(tǒng)。與此同時(shí)計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)在制造業(yè)也得到廣泛應(yīng)用。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) (CAD)實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品和零件的自動(dòng)繪圖和設(shè)計(jì)，并可進(jìn)行多種工程分析和仿真試驗(yàn)。計(jì)算機(jī)輔助制造 (CAM)實(shí)現(xiàn)了數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人的自動(dòng)編程和計(jì)算機(jī)輔助工藝計(jì)劃及其他工程準(zhǔn)備工作。計(jì)算機(jī)輔助生產(chǎn)控制(CAPC)實(shí)現(xiàn)了計(jì)劃生產(chǎn)和庫(kù)存管理和生產(chǎn)控制。為了提高產(chǎn)品質(zhì)量,采用了計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試(CAT)和計(jì)算機(jī)輔助質(zhì)量控制 (CAQ)。雖然上述自動(dòng)化系統(tǒng)本身已具有相當(dāng)大的規(guī)模,并已有各種成套設(shè)備和商品軟件,但它們?nèi)跃窒抻谕瓿赡承┎块T的功能。80年代，CIMS已被普遍接受和重視。一些發(fā)達(dá)國(guó)家投入大量資金和人力建立CIMS。1986年，中國(guó)也將CIMS列入了高技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要。

組成與功能

CIMS主要由經(jīng)營(yíng)決策管理系統(tǒng)(BDMS)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和輔助制造系統(tǒng)、柔性制造系統(tǒng)或柔性制造單元(FMS／FMC)等部分組成。經(jīng)營(yíng)決策管理系統(tǒng)完成工廠和車間兩級(jí)的經(jīng)營(yíng)管理和決策，包括市場(chǎng)分析和預(yù)測(cè)、訂貨處理、中長(zhǎng)期生產(chǎn)計(jì)劃和能力計(jì)劃的制訂等，進(jìn)而在制造資源計(jì)劃的基礎(chǔ)框架上增加輔助決策功能。CAD／CAM系統(tǒng)是CAD與CAM的集成，它通過(guò)建立產(chǎn)品二維、三維或?qū)嶓w模型完成產(chǎn)品和零件的設(shè)計(jì)，并進(jìn)而實(shí)行工程分析、仿真試驗(yàn)，快速設(shè)計(jì)出合格的產(chǎn)品，圖形可以修改、存儲(chǔ)、運(yùn)算，大大提高了設(shè)計(jì)效率。在設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)、編制數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人的程序，完成生產(chǎn)工程的準(zhǔn)備工作。FMS／FMC根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃、產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)選擇部分零件種類，確定相應(yīng)的配比和流量，并合理地組織自己的布局，將零件分配給各加工單元或工作站,同時(shí)決定各零件的路徑和排隊(duì)優(yōu)先權(quán),進(jìn)行最優(yōu)調(diào)度，協(xié)調(diào)各工作站和設(shè)備的準(zhǔn)確運(yùn)行，柔性地組織加工和裝配。FMS／FMC中配有切削過(guò)程檢驗(yàn)和產(chǎn)品測(cè)試裝置,檢測(cè)的信息經(jīng)過(guò)處理后,用于對(duì)刀具進(jìn)行補(bǔ)償、設(shè)備維修和工藝修正等，形成了多級(jí)的質(zhì)量保證系統(tǒng)。

CIMS主要用于各種制造業(yè)，如汽車、飛機(jī)、機(jī)床、機(jī)器人、家用電器、電子工業(yè)、服裝工業(yè)等各種離散生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化。另外近年來(lái)由于資源短缺和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)加劇，在化工等連續(xù)過(guò)程和冶金等半連續(xù)過(guò)程也開(kāi)始引用CIMS的概念和思想。

發(fā)展趨勢(shì)

CIMS的難點(diǎn)在于總體集成技術(shù)。由于各子系統(tǒng)都是相當(dāng)復(fù)雜的大系統(tǒng)，需要在龐大的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的支持下完成復(fù)雜的分布處理任務(wù)。另外系統(tǒng)中包含不同種類的計(jì)算機(jī)，有不同的操作系統(tǒng)和通信接口，處理的數(shù)據(jù)量大，處理的數(shù)據(jù)類型多，對(duì)速度要求也不同。為保證數(shù)據(jù)的完整性、一致性及系統(tǒng)工作的可靠性，需要進(jìn)一步發(fā)展計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)和分布式處理技術(shù)。此外，制造業(yè)的資源分配問(wèn)題，包括生產(chǎn)計(jì)劃、調(diào)度安排和作業(yè)排序等組合優(yōu)化問(wèn)題,用一般的規(guī)劃方法難以解決,需要建立一些適于CIMS分析的新方法,如排隊(duì)網(wǎng)絡(luò)、Petri網(wǎng)、攝動(dòng)分析、極大代數(shù)等，形成了離散事件動(dòng)態(tài)系統(tǒng)理論。此外，實(shí)現(xiàn)仿真語(yǔ)言與CIMS數(shù)據(jù)庫(kù)的集成，在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中進(jìn)行仿真以及非結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化決策等問(wèn)題有待于采用離散事件的系統(tǒng)仿真和人工智能等方法來(lái)解決。

參考書目

1. P.G.Ranky, Computer Integrated Manufacturing: An Introduction with Case Study, PHI, London,1985.

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標(biāo)簽：計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)

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文章名稱：《計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)》

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