工業(yè)計算機網(wǎng)絡(luò)CIMS

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計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）

電氣工程學(xué)院點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本主要內(nèi)容電氣工程學(xué)院西安交通大學(xué)XI'ANJIAOTONGUNIVERSITYCIMS技術(shù)的基本概念CIMS技術(shù)的結(jié)構(gòu)體系3.CIMS技術(shù)的支撐系統(tǒng)4.

CIMS技術(shù)的先進(jìn)理念點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本1.CIMS技術(shù)的基本概念電氣工程學(xué)院西安交通大學(xué)XI'ANJIAOTONGUNIVERSITY1.1CIMS提出的背景

傳統(tǒng)的制造業(yè)，在80年代迎來生產(chǎn)方式的重大變革，那就是利用計算技術(shù)對生產(chǎn)進(jìn)行管理和執(zhí)行。當(dāng)時的生產(chǎn)過程在管理上還處于人工管理的階段，人們對產(chǎn)品的生產(chǎn)過程進(jìn)行記錄，并通過分析記錄的數(shù)據(jù)，了解生產(chǎn)過程是否存在問題。

現(xiàn)在的信息技術(shù)和計算機技術(shù)正在改變傳統(tǒng)制造業(yè)的管理方式和制造方式從計劃的制定、原料的采購、生產(chǎn)的組織、生產(chǎn)過程的管理、產(chǎn)品的追溯到客戶的維護(hù)，計算機貫穿于產(chǎn)品的全生命周期中。

實際上，計算機主要的作用就是用于分析各種數(shù)據(jù)，并給出合理地解釋和建議。在制造業(yè)中，不光只有計算機起著重要的作用，其他先進(jìn)的信息技術(shù)也在發(fā)揮著作用。點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本1.CIMS技術(shù)的基本概念電氣工程學(xué)院西安交通大學(xué)XI'ANJIAOTONGUNIVERSITY1.2CIMS概念的提出

在20世紀(jì)80年代，美國學(xué)者哈林頓最早提出了CIMS（ComputerIntegratedManufacturingSystems）的概念，即計算機集成制造或者現(xiàn)代集成制造。哈林頓從企業(yè)生產(chǎn)的組織與管理角度出發(fā)強調(diào)了兩個觀點：1）企業(yè)的各種生產(chǎn)經(jīng)營活動是不可分割的，需要統(tǒng)一考慮；2）整個生產(chǎn)過程實質(zhì)上是信息的采集、傳遞和加工處理的過程。點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本1.CIMS技術(shù)的基本概念電氣工程學(xué)院西安交通大學(xué)XI'ANJIAOTONGUNIVERSITY1.2CIMS概念的提出

國家863計劃CIMS主題專家組1998年對CIM的定義為：

“將信息技術(shù)、現(xiàn)代管理技術(shù)和制造技術(shù)相結(jié)合，并應(yīng)用于企業(yè)產(chǎn)品全生命周期（從市場需求分析到最終報廢處理）的各個階段，通過信息集成、過程優(yōu)化及資源優(yōu)化，實現(xiàn)物流、信息流、價值流的集成和優(yōu)化運行，達(dá)到人（組織、管理）、經(jīng)營和技術(shù)三要素的集成，以加強企業(yè)新產(chǎn)品開發(fā)的T（時間）、Q（質(zhì)量）、C（成本）、S（服務(wù)）、E（環(huán)境），從而提高企業(yè)的市場應(yīng)變能力和競爭能力。”點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本1.CIMS技術(shù)的基本概念電氣工程學(xué)院西安交通大學(xué)XI'ANJIAOTONGUNIVERSITY1.3CIMS技術(shù)的基本概念

CIMS的基本概念包括CIM和CIMS的定義。

CIM是一種組織、管理與運行企業(yè)的哲理，它將傳統(tǒng)的制造技術(shù)與現(xiàn)代信息技術(shù)、管理技術(shù)、自動化技術(shù)、系統(tǒng)工程技術(shù)等有機結(jié)合，實現(xiàn)企業(yè)制造活動的計算機化、信息化、智能化、集成優(yōu)化，是組織現(xiàn)代化生產(chǎn)的“制造哲理”。

CIMS是一種基于CIM哲理構(gòu)成的計算機化、信息化、智能化、集成化的制造系統(tǒng)。它不僅是一個工程技術(shù)系統(tǒng)，更是一個企業(yè)整體集成優(yōu)化系統(tǒng)。CIMS核心是“集成”，其集成特性主要包括人員集成、信息集成、功能集成和技術(shù)集成等。點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本2.CIMS技術(shù)的結(jié)構(gòu)體系電氣工程學(xué)院西安交通大學(xué)XI'ANJIAOTONGUNIVERSITY2.1CIM-OSA體系結(jié)構(gòu)

CIMS的體系結(jié)構(gòu)有多種，但最為著名的當(dāng)屬CIM-OSA體系結(jié)構(gòu)。

逐步推導(dǎo)是指在CIMS開發(fā)的整個生命周期中，從需求定義、設(shè)計說明到功能描述，每個階段都有適合其需要和特點的模型。

逐步生成描述了系統(tǒng)建模的各個方面及其相互關(guān)系，包括功能、信息、資源和組織四個視圖，它們分別對應(yīng)于功能模型、信息模型、資源模型和組織模型；

逐步具體化表征了從一般到特殊的發(fā)展過程，即：從通用模塊—部分通用模型—專用模型。點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本2.CIMS技術(shù)的結(jié)構(gòu)體系電氣工程學(xué)院西安交通大學(xué)XI'ANJIAOTONGUNIVERSITY2.2CIMS遞階層次結(jié)構(gòu)

經(jīng)營決策模型決策層管理層生產(chǎn)計劃/生產(chǎn)調(diào)度/加工方案制定監(jiān)控層控制層生產(chǎn)過程調(diào)度層過程模型企業(yè)運行模型常規(guī)控制/數(shù)據(jù)采集CIMS遞階層次結(jié)構(gòu)層次應(yīng)用系統(tǒng)模型功能先進(jìn)控制/操作優(yōu)化/故障診斷綜合管理/銷售管理/采購管理/生產(chǎn)管理經(jīng)營決策信息支持生產(chǎn)過程自動化分系統(tǒng)采購與銷售分系統(tǒng)綜合管理分系統(tǒng)經(jīng)營決策分系統(tǒng)生產(chǎn)管理分系統(tǒng)CIMS支撐分系統(tǒng)點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本2.CIMS技術(shù)的結(jié)構(gòu)體系電氣工程學(xué)院西安交通大學(xué)XI'ANJIAOTONGUNIVERSITY2.3CIMS的功能構(gòu)成

經(jīng)營決策分系統(tǒng)生產(chǎn)管理分系統(tǒng)支撐分系統(tǒng)（網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫、開發(fā)工具）綜合管理分系統(tǒng)采購與銷售分系統(tǒng)生產(chǎn)過程自動化分系統(tǒng)CIMS的功能構(gòu)成實現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動控制、先進(jìn)控制、操作優(yōu)化和故障診斷，保證生產(chǎn)裝置在安全、穩(wěn)定、長期、滿負(fù)荷及優(yōu)化狀態(tài)下運行功能構(gòu)成

在計算機輔助下實現(xiàn)生產(chǎn)計劃、調(diào)度作業(yè)、以及生產(chǎn)加工方案的指定點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本2.CIMS技術(shù)的結(jié)構(gòu)體系電氣工程學(xué)院西安交通大學(xué)XI'ANJIAOTONGUNIVERSITY2.3CIMS的功能構(gòu)成

功能構(gòu)成

為企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)層提供決策信息和決策支持。

在計算機、網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫的支持下，實現(xiàn)各個職能部門管理的數(shù)據(jù)化、科學(xué)化、協(xié)調(diào)化。

在計算機、網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫的支持下，實現(xiàn)產(chǎn)品銷售，原料采購、庫存管理等工作的數(shù)據(jù)化、科學(xué)化、協(xié)調(diào)化。經(jīng)營決策分系統(tǒng)生產(chǎn)管理分系統(tǒng)支撐分系統(tǒng)（網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫、開發(fā)工具）綜合管理分系統(tǒng)采購與銷售分系統(tǒng)生產(chǎn)過程自動化分系統(tǒng)CIMS的功能構(gòu)成點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本3.CIMS技術(shù)的支撐系統(tǒng)電氣工程學(xué)院西安交通大學(xué)XI'ANJIAOTONGUNIVERSITY3.1CIMS的計算機體系結(jié)構(gòu)

計算機體系結(jié)構(gòu)是指計算機系統(tǒng)各組成部分之間的相互關(guān)系，它是硬件、軟件、算法和語言的綜合性概念。計算機體系結(jié)構(gòu)可分為：

Browser/Sever(瀏覽器/服務(wù)器)模式

主機/終端模式Client/Server（客戶機/服務(wù)器）模式主從式。安全性好；可靠性高；計算能力和數(shù)據(jù)存儲能力強。但硬件的初始投資高；可移植性差；資源利用率低；是一些特定應(yīng)用場合下重要的計算處理方式，如金融領(lǐng)域等。分布式。服務(wù)器負(fù)責(zé)系統(tǒng)資源的管理與優(yōu)化，客戶機負(fù)責(zé)與用戶的交互，應(yīng)用邏輯則根據(jù)需要劃分到服務(wù)器端或客戶端，是主流模式。采用瀏覽器作為客戶端軟件，并將Client/Server模式中的服務(wù)器分解為應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)服務(wù)器，目前尚不成熟點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本3.CIMS技術(shù)的支撐系統(tǒng)電氣工程學(xué)院西安交通大學(xué)XI'ANJIAOTONGUNIVERSITY3.2CIMS的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

CIMS環(huán)境下的數(shù)據(jù)庫有兩種類型：關(guān)系數(shù)據(jù)庫和實時數(shù)據(jù)庫，它們共同構(gòu)成了流程工業(yè)CIMS的信息集成環(huán)境。實時數(shù)據(jù)庫可以實現(xiàn)過程數(shù)據(jù)的集成與存儲。由于過程數(shù)據(jù)的獲取具有數(shù)據(jù)量大、周期性采集的特點，而過程數(shù)據(jù)的調(diào)用又有快速性要求，因此，實時數(shù)據(jù)庫應(yīng)有周期性處理機制、高比率壓縮機制和快速調(diào)用機制。

常用的實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)有：AspenTech公司的InfoPlusOilSystem公司的PIWonderware公司的InSQL點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本3.CIMS技術(shù)的支撐系統(tǒng)電氣工程學(xué)院西安交通大學(xué)XI'ANJIAOTONGUNIVERSITY3.2CIMS的計算機網(wǎng)絡(luò)

CIMS中的計算機網(wǎng)絡(luò)與通用的計算機網(wǎng)絡(luò)無大的區(qū)別；但就其應(yīng)用環(huán)境而言，CIMS中的計算機網(wǎng)絡(luò)又有其自身的特殊性。1.CIMS中的計算機網(wǎng)絡(luò)屬于局域網(wǎng)CIMS中的計算機網(wǎng)絡(luò)一般覆蓋幾公里至十幾公里的范圍，并主要使用局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。2.CIMS中的計算機網(wǎng)絡(luò)是由異構(gòu)、異質(zhì)子網(wǎng)和通訊接口互聯(lián)而成的綜合網(wǎng)在CIMS的計算機網(wǎng)絡(luò)中，一些子網(wǎng)服務(wù)于過程控制，一些子網(wǎng)服務(wù)于經(jīng)營管理，一些子網(wǎng)需要與外界交換信息。點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本3.CIMS技術(shù)的支撐系統(tǒng)電氣工程學(xué)院西安交通大學(xué)XI'ANJIAOTONGUNIVERSITY3.2CIMS的計算機網(wǎng)絡(luò)

在不同應(yīng)用目的下構(gòu)建的子網(wǎng)其通訊協(xié)議、通訊介質(zhì)和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是有差異的。3.CIMS中的計算機網(wǎng)絡(luò)有較高的可靠性要求計算機網(wǎng)絡(luò)的可靠性要求體現(xiàn)在兩個方面：（1）故障率低，有些子網(wǎng)是面向過程控制的，需要保證網(wǎng)絡(luò)的可靠運行；（2）有容錯能力，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的某一部分出現(xiàn)故障時，關(guān)鍵的子網(wǎng)仍然能夠正常運行。因此，CIMS中的計算機網(wǎng)絡(luò)的可靠性要高于一般的計算機網(wǎng)絡(luò)。點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本4.CIMS技術(shù)的先進(jìn)理念電氣工程學(xué)院西安交通大學(xué)XI'ANJIAOTONGUNIVERSITY4.1與軟件相對應(yīng)

提高設(shè)備生產(chǎn)率多品種小批生產(chǎn)采用的管理方式建立產(chǎn)品責(zé)任體制加強成本管理人力資源管理————————開展全員設(shè)備維修活動加強技能管理設(shè)備維修信息管理一專多能縮短交貨周期自由流量系統(tǒng)

建立質(zhì)詢回答體制嚴(yán)格設(shè)計審查制度建立自動檢查系統(tǒng)開展價值工程活動建立無次品生產(chǎn)系統(tǒng)掌握生命周期成本展開質(zhì)量小組活動職工培訓(xùn)更新組織點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本4.CIMS技術(shù)的先進(jìn)理念電氣工程學(xué)院西安交通大學(xué)XI'ANJIAOTONGUNIVERSITY4.2與硬件相對應(yīng)

建立柔性生產(chǎn)系統(tǒng)建立節(jié)能生產(chǎn)系統(tǒng)探索和進(jìn)入高附加值領(lǐng)域確立接受單件訂貨生產(chǎn)體制生產(chǎn)技術(shù)數(shù)據(jù)管理數(shù)據(jù)庫化加強設(shè)計功能促進(jìn)CAD、CAM化采用自動組裝工序促進(jìn)機器人化加強數(shù)控及柔性加工中心管理采用節(jié)能設(shè)備采用節(jié)能儀器儀表采用節(jié)能型工廠布局點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本4.CIMS技術(shù)的先進(jìn)理念電氣工程學(xué)院西安交通大學(xué)XI'ANJIAOTONGUNIVERSITY4.3效益評估

CIMS取得效益主要在如下方面：1、提高設(shè)備利用率————85%2、降低直接和間接勞動強度3、縮短制造周期4、加工中使用設(shè)備較少5、生產(chǎn)計劃可調(diào)性

1985年美國科學(xué)院根據(jù)對在CIMS方面處于領(lǐng)先地位的5家制造公司進(jìn)行的調(diào)查表明，在實施CIMS后可以獲得以下效益：①提高生產(chǎn)率40％一70％；②提高產(chǎn)品質(zhì)量200％一500％；③提高設(shè)備利用率200％一300％；④縮短生產(chǎn)周期30％一60％；⑤減少工程設(shè)計費用15％一30％；⑥減少人為費用5％—20％；⑦提高工程師的工作能力300％一3500％。點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本電氣工程學(xué)院西安交通大學(xué)XI'ANJIAOTONGUNIVERSITY煉廠級信息和控制網(wǎng)絡(luò)原油供應(yīng)和貿(mào)易財務(wù)、會計、人力資源商務(wù)系統(tǒng)供應(yīng)和分配現(xiàn)場決策支持原油分析管理煉廠規(guī)劃和優(yōu)化操作進(jìn)度安排目標(biāo)設(shè)定操作支持操作管理物料平衡庫存監(jiān)測操作記錄環(huán)境和能源公用工程和能量平衡環(huán)境報告危險化學(xué)品產(chǎn)品統(tǒng)計出貨和進(jìn)料油品運輸記錄數(shù)據(jù)整合和產(chǎn)出統(tǒng)計非現(xiàn)場決策支持調(diào)和