CIMS和CIPS技術(shù)與應(yīng)用課程2

2024/1/7CIMS和CIPS技術(shù)與運用1第二章CIM根底實際2.1幾個概念2.1.1CIMS的組成涉及人/機(jī)構(gòu)、運營與技術(shù)三個方面要素的集成工程：運營人/機(jī)構(gòu)技術(shù)(1)(2)(3)(4)四個方面的集成問題(1)運用技術(shù)支持運營(2)運用技術(shù)支持人員的任務(wù)(3)協(xié)調(diào)機(jī)構(gòu)/人員任務(wù)以支持運營(4)運營、人員、技術(shù)的集成2024/1/7CIMS和CIPS技術(shù)與運用2(1)運用技術(shù)支持運營以計算機(jī)技術(shù)、自動化技術(shù)、消費技術(shù)、信息技術(shù)等領(lǐng)域的成果為技術(shù)手段來支持企業(yè)完成預(yù)期的運營目的(2)運用技術(shù)支持人員的任務(wù)利用技術(shù)為企業(yè)消費、管理與運營過程中各種人員的任務(wù)提供支持，使他們可以協(xié)調(diào)一致地相互配合完成任務(wù)(3)協(xié)調(diào)機(jī)構(gòu)/人員任務(wù)以支持運營經(jīng)過調(diào)整組織構(gòu)造，提高人員的綜合素質(zhì)支持企業(yè)的運營活動(4)運營、人員、技術(shù)的集成一致管理追求運營、人員、技術(shù)等方面的集成和整體優(yōu)化2024/1/7CIMS和CIPS技術(shù)與運用3信息共享在正確的時間，將正確的信息，以正確的方式，交給正確的用戶2.1.2CIMS的主要特征智能化與綜合化的一致人在工業(yè)消費中積累的知識加以籠統(tǒng)以特定的方式加以描畫和表達(dá)，總結(jié)成一定的推理邏輯、規(guī)那么和算法，建立相應(yīng)模型，將人的思想活動加以條理化和科學(xué)化----人的部分智力活動將由各種類型的自動化系統(tǒng)替代。智能化自動化的深度綜合化涉及企業(yè)運營、管理、消費全部活動的決策，是一種具有全局意義的企業(yè)綜合自動化，自動化系統(tǒng)的廣度2024/1/7CIMS和CIPS技術(shù)與運用4分布與集成的一致分布方式：分散化、單元化、模塊化典型化和通用規(guī)范化的一致2.1.3CIMS的功能構(gòu)成4個功能分系統(tǒng)、2個支撐分系統(tǒng)(1)管理信息系統(tǒng)以MRPII為中心，從制造資源出發(fā)，思索企業(yè)進(jìn)展運營決策的戰(zhàn)略層、中短消費方案編制的戰(zhàn)術(shù)層，其功能覆蓋市場銷售、物料供應(yīng)、各級消費方案與控制、財務(wù)管理、本錢、庫存和技術(shù)管理等部分的活動，是以運營消費方案、主消費方案、物料需求方案、才干需求方案、車間方案、車間調(diào)度與控制為主體構(gòu)成的閉環(huán)一體化消費運營和管理信息系統(tǒng)2024/1/7CIMS和CIPS技術(shù)與運用5(2)工程設(shè)計自動化系統(tǒng)在產(chǎn)品開發(fā)過程中引入計算機(jī)技術(shù)，包括產(chǎn)品的概念設(shè)計、過程與構(gòu)造分析、詳細(xì)實踐、工藝設(shè)計與數(shù)控編程。CAD、CAPP、CAM(3)制造自動化系統(tǒng)制造現(xiàn)代化系統(tǒng)是在計算機(jī)的控制與調(diào)度下，按照NC代碼將一個毛坯加工成合成的零件，再裝配成部件以致產(chǎn)品，并將制造現(xiàn)場信息實時地反響到相應(yīng)部門。物流和信息流的結(jié)合點，最終產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益的聚集地。(4)質(zhì)量保證系統(tǒng)采集、存儲、評價與處置設(shè)計、制造過程中與質(zhì)量有關(guān)的大量數(shù)據(jù)，從而獲得一系列控制環(huán)，并用這些控制環(huán)有效促進(jìn)質(zhì)量的提高，以實現(xiàn)產(chǎn)品的高質(zhì)量、低本錢、提高企業(yè)的競爭力2024/1/7CIMS和CIPS技術(shù)與運用6(5)計算機(jī)通訊網(wǎng)絡(luò)支持CIMS各個分系統(tǒng)的開放型網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)，采用國際規(guī)范和工業(yè)規(guī)范規(guī)定的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，實現(xiàn)異種機(jī)互聯(lián)、異構(gòu)部分網(wǎng)絡(luò)及多種網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。(6)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)支持CIMS各個分系統(tǒng)并覆蓋企業(yè)全部信息的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。在邏輯上是一致的，在物理上是分布的，以實現(xiàn)企業(yè)數(shù)據(jù)共享和信息集成。2.1.3CIMS集成任務(wù)的三個階段CIMS集成不等于各個單項技術(shù)簡單疊加在一同全企業(yè)內(nèi)全方位的綜合過程被以為應(yīng)該分為三個階段：物理系統(tǒng)的集成運用集成運營集成2024/1/7CIMS和CIPS技術(shù)與運用7(1)物理系統(tǒng)的集成將制造自動化設(shè)備和數(shù)據(jù)處置設(shè)備用通訊網(wǎng)絡(luò)互連起來，將自動化島溝通起來，使之可以相互交換數(shù)據(jù)和信息物理系統(tǒng)互連網(wǎng)絡(luò)配置與管理數(shù)據(jù)交換規(guī)那么和慣例系統(tǒng)內(nèi)部通訊(2)運用集成整個系統(tǒng)內(nèi)各部分的運用軟件及其用戶之間的集成，包括人和機(jī)器之間的控制和信息的集成公共(共享)數(shù)據(jù)資源公共效力執(zhí)行環(huán)境可移式運用與分布系統(tǒng)2024/1/7CIMS和CIPS技術(shù)與運用8(3)運營和人的集成從技術(shù)上實現(xiàn)包含三個方面：消費和過程的仿真對底層的消費過程，能進(jìn)展物理過程動態(tài)調(diào)度的仿真和優(yōu)化，對上層消費方案的安排與調(diào)整，能進(jìn)展仿真統(tǒng)計分析，給決策者提供參考信息。自動化的運營過程監(jiān)控全企業(yè)范圍內(nèi)的綜合數(shù)據(jù)采集和統(tǒng)計分析系統(tǒng)，具備數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析功能，使高層的運營人員能隨時掌握整個過程的情況?；谥R的決策數(shù)據(jù)庫、模型庫、知識庫、方法庫，協(xié)助高層的決策者科學(xué)地完成決策過程。2024/1/7CIMS和CIPS技術(shù)與運用92.2CIMS體系構(gòu)造CIMS是一個多層次、多構(gòu)造的復(fù)雜系統(tǒng)，實施任務(wù)需求巨額投資和較長周期，面臨宏大的風(fēng)險，需求一個合理有效的CIMS系統(tǒng)構(gòu)造和一指點工程設(shè)計實施和運轉(zhuǎn)的有效方法。CIM體系構(gòu)造的研討任務(wù)經(jīng)過研討系統(tǒng)各部分及其相互關(guān)系，提出規(guī)范的、功能優(yōu)良的CIM體系構(gòu)造、建模工具和集成根底構(gòu)造，系統(tǒng)指點系統(tǒng)設(shè)計、實施和運轉(zhuǎn)中問題的處理2.2.1CIMS體系構(gòu)造的作用可以清楚的表達(dá)企業(yè)CIM工程整個生命周期內(nèi)的開展過程，解答闡明過程中一系列問題，提供方法比較不同的方案，選擇最正確運用方案及技術(shù)降低企業(yè)開發(fā)任務(wù)的代價和風(fēng)險指點和協(xié)助用戶獲得需求的技術(shù)和才干用戶利用體系構(gòu)造的規(guī)范化、共性化的成果，構(gòu)思企業(yè)特定構(gòu)造，防止從頭構(gòu)思實施和反復(fù)開發(fā)。2024/1/7CIMS和CIPS技術(shù)與運用102.2.2CIMS體系構(gòu)造的構(gòu)成原那么(a)籠統(tǒng)化(b)模塊化系統(tǒng)被分解為單個、獨立的單元，它們與系統(tǒng)的其他部分中完成同樣功能的單元互換而不影響系統(tǒng)總的性能(c)開放性空間上將系統(tǒng)各組成部分有效的集成起來，能擴(kuò)展新的功能，將新技術(shù)、新模塊簡易、有效的集成；時間上有盡能夠長的生命周期(d)用戶需求與系統(tǒng)實施分別規(guī)劃設(shè)計與系統(tǒng)運轉(zhuǎn)相分別，不用思索控制系統(tǒng)實現(xiàn)用戶要求功能時所用方法的特殊性2024/1/7CIMS和CIPS技術(shù)與運用112.2.3CIMS體系構(gòu)造的共同要素(1)模型集合四個共同要素：(2)方法體系(3)建模方法和工具(4)根底構(gòu)造什么是模型模型是實踐對象或系統(tǒng)的籠統(tǒng)及簡化表示，是抽取了研討對象本質(zhì)特征，忽略或精簡了次要的、非本質(zhì)影響要素后，用文字、圖表、符號、數(shù)學(xué)公式、物理模擬安裝等方式對所認(rèn)識的客觀對象描畫表達(dá)方法CIM復(fù)雜對象系統(tǒng)的模型，主要方式為：圖形、表格、文字表達(dá)2024/1/7CIMS和CIPS技術(shù)與運用12(1)模型集合人們有時將模型集合狹義地稱為體系構(gòu)造，它可以分為：a)狹義的企業(yè)參考體系構(gòu)造在通用層上描畫集成企業(yè)，它們是從不同角度描畫集成企業(yè)的模型集合b)廣義的企業(yè)參考體系構(gòu)造在企業(yè)的各個開發(fā)階段從不同的角度描畫企業(yè)狹義的企業(yè)參考體系構(gòu)造可以作為一個部分包含在廣義的企業(yè)參考體系構(gòu)造。2024/1/7CIMS和CIPS技術(shù)與運用13(2)方法體系是經(jīng)過驗證的、被確以為有效的指南、技術(shù)和過程的集合，包含以下內(nèi)容：參考模型：全局地和普通地描畫建立集成化企業(yè)的工程構(gòu)造建模機(jī)理：支持模型的建立和對其進(jìn)展研討與評價構(gòu)造化方法：指出根據(jù)目的和特定約束的變化，將現(xiàn)有系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為未來系統(tǒng)的整個任務(wù)程序步驟性能評價規(guī)范：從幾個角度(經(jīng)濟(jì)性、可靠性等)來評價系統(tǒng)2024/1/7CIMS和CIPS技術(shù)與運用14(3)建模方法和工具用來生成、開發(fā)和分析上面定義的模型。工具從屬特定的方法體系或參考體系構(gòu)造，也可以是獨立的(4)根底構(gòu)造是一個支持企業(yè)信息集成所需的處置功能和通訊功能的系統(tǒng)。2024/1/7CIMS和CIPS技術(shù)與運用152.2.4CIMS體系構(gòu)造的研討運用情況和開展方向HOW企業(yè)集成What(1)面向部分的CIM體系構(gòu)造(2)面向全局的CIM體系構(gòu)造描畫工廠集成的組成或其中某部分的組成(如計算機(jī)系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)等)的體系構(gòu)造或物理構(gòu)造描畫工廠集成工程全過程開發(fā)生命周期的體系構(gòu)造2024/1/7CIMS和CIPS技術(shù)與運用16(1)面向部分的CIM體系構(gòu)造CIM系統(tǒng)兩種分解方式：橫向分解縱向分解橫向分解對CIM系統(tǒng)進(jìn)展正確、合理、精簡而又充分的分解，不應(yīng)有多余的分系統(tǒng)、子系統(tǒng)和不用要的冗余面向功能構(gòu)成的體系構(gòu)造縱向分解確定合理的遞階控制層數(shù)，在保證有效的控制前提下，盡量減少遞階控制的層數(shù)面向控制構(gòu)造的體系構(gòu)造2024/1/7CIMS和CIPS技術(shù)與運用17a)面向功能構(gòu)成的體系構(gòu)造典型代表是美國制造工程師學(xué)會(SME)輪式構(gòu)造(CASAwheel)，很多大的計算機(jī)公司都提出了類似的構(gòu)造，但這種體系構(gòu)造，從技術(shù)角度思索問題較多。它能描畫的與其說是“集成〞〔integrating〕，還不如說只是“互連〞〔interfacing〕。80年代SME的輪式構(gòu)造將CIM系統(tǒng)功能分解為：核和里、中、外三層90年代SME的輪式構(gòu)造該輪圖由六層組成：(1)顧客(2)人、技術(shù)和組織(3)共享的知識和系統(tǒng)(4)過程(5)資源和職責(zé)(6)制造根底構(gòu)造2024/1/7CIMS和CIPS技術(shù)與運用18b)面向系統(tǒng)控制功能的體系構(gòu)造美國NBS(現(xiàn)為NIST,國家規(guī)范與技術(shù)研討所)的遞階控制模型(1980)2024/1/7CIMS和CIPS技術(shù)與運用19國際規(guī)范化組織(ISO)的遞階控制模型(1980)2024/1/7CIMS和CIPS技術(shù)與運用20遞階控制構(gòu)造的特點和問題經(jīng)過把復(fù)雜系統(tǒng)縱向分解為分層控制，減少了全局控制和開發(fā)的難度(2)每層將上層的命令分解成在該層執(zhí)行的指令或子命令發(fā)往下層(3)分層控制構(gòu)造限制了每層的職責(zé)和權(quán)限(4)符合當(dāng)時的企業(yè)組織構(gòu)造，順該當(dāng)時的計算機(jī)技術(shù)程度(網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫)(5)復(fù)雜的方案是在較高層作出的，命令逐級從上往下發(fā)，速度慢且最新的信息發(fā)生在最底層，從最底層向高層逐級反響速度慢，系統(tǒng)柔性差(6)某一層發(fā)生缺點將能夠引起下屬系統(tǒng)停機(jī)(有冗余設(shè)計除外)(7)在工廠內(nèi)導(dǎo)致了單塊的、難以分布處置的規(guī)劃系統(tǒng)，導(dǎo)致了車間和設(shè)備兩級處置才干差的問題，它們沒有適當(dāng)?shù)男畔⒒蚬δ軐ζ淙蝿?wù)范圍內(nèi)的變化作出呼應(yīng)2024/1/7CIMS和CIPS技術(shù)與運用21參差控制對一切的活動都平等對待，以協(xié)商方式進(jìn)展控制決策，信息在各方面間自在交換采用隨機(jī)控制途徑，抑制了遞階控制中一個控制器只能做一件事的限制單元單元單元單元單元單元2024/1/7CIMS和CIPS技術(shù)與運用22多級多層控制順應(yīng)優(yōu)化調(diào)理順應(yīng)優(yōu)化調(diào)理順應(yīng)優(yōu)化調(diào)理順應(yīng)優(yōu)化調(diào)理N級N+1級N-1級NIST與AT&T貝耳實驗室提出一種集分層遞階控制和參差控制優(yōu)點的控制構(gòu)造順應(yīng)層：從上級調(diào)理層接受有時間限制的義務(wù)單和其它有關(guān)任務(wù)。(1)在有限時間內(nèi)完成消費方案(2)思索下級中未預(yù)測到的問題，更新現(xiàn)有方案優(yōu)化層：(1)評價順應(yīng)層提出的方案(2)為下一級生成符合時間限制的任務(wù)單(3)處理調(diào)理層確定的當(dāng)前調(diào)度中的各種矛盾和問題2024/1/7CIMS和CIPS技術(shù)與運用23多級多層控制(續(xù))調(diào)理層：是相鄰兩級間模塊的接口：(1)向下級釋放義務(wù)；(2)監(jiān)視下級有關(guān)任務(wù)的反響情況(3)指點下級修正錯誤有待于進(jìn)一步研討處理的問題：構(gòu)造的準(zhǔn)確級數(shù)確定動態(tài)重構(gòu)為順應(yīng)和優(yōu)化功能建立動態(tài)模型，協(xié)商戰(zhàn)略等分布式控制構(gòu)造平面組織構(gòu)造2024/1/7CIMS和CIPS技術(shù)與運用24(2)面向全局的CIM體系構(gòu)造理想體系構(gòu)造應(yīng)具備的完備性體系構(gòu)造除對信息集成所需的決策、調(diào)度和控制進(jìn)展建模外，還應(yīng)使完成企業(yè)、工廠集成化義務(wù)的工程和方案的構(gòu)造和開展模型化體系構(gòu)造應(yīng)與方法體系相聯(lián)絡(luò)，方法體系指點用戶在信息、物料流和產(chǎn)品集成的設(shè)計與實施方法體系還應(yīng)該包括可以在某種程度上描畫和開發(fā)企業(yè)集成的計算機(jī)系統(tǒng)或其它支持工具，以協(xié)助用戶設(shè)計和實施小組完成其期望的集成義務(wù)體系構(gòu)造與相關(guān)方法體系的模型、技術(shù)和工具方式化定義的語法和語義應(yīng)該是清楚的，且開發(fā)的體系構(gòu)造應(yīng)能順該當(dāng)前計算機(jī)開放系統(tǒng)的趨勢，具有計算機(jī)可執(zhí)行的方式2024/1/7CIMS和CIPS技術(shù)與運用25計算機(jī)集成制造開放系統(tǒng)體系構(gòu)造(CIM-OSA)歐共體ESPRIT工程688、2422和5288中由來自多個國家的22個公司、研討所和大學(xué)組成的歐洲CIM體系構(gòu)造委員會AMICE經(jīng)六年多時間開發(fā)的研討成果包括兩個部分：建模框架(ModelingFramework)集成根底構(gòu)造(integratinginfrastructure)a)CIM-OSA的建?？蚣?024/1/7CIMS和CIPS技術(shù)與運用26CIM-OSA的建?？蚣?續(xù))構(gòu)造框架立方體的三個坐標(biāo)分別表示：-逐漸詳細(xì)化(stepwiseparticularization)通用性層次-逐漸推導(dǎo)(stepwisederivation)生命周期-逐漸生成(stepwisegeneration)多視圖角度通用性層次(逐漸詳細(xì)化過程)刻劃企業(yè)模型從普通到特殊的演化過程，有三個層次：通用層、部分通用層、公用層。通用層描畫的內(nèi)容廣泛地適用于各類企業(yè)，是根本的CIM-OSA構(gòu)成成分的一種參考目錄，包括元件、約束、規(guī)那么、術(shù)語、效力和協(xié)議等。2024/1/7CIMS和CIPS技術(shù)與運用27部分通用層有一組適用于多類特殊制造企業(yè)的部分通用模型。部分通用模型包括按照工業(yè)類型(如航空、航天、汽車、電子等)、企業(yè)規(guī)模、國別等不同分類的典型構(gòu)造CIM-OSA的建?？蚣?續(xù)2)公用層僅適用于一個特定的企業(yè)，包含了企業(yè)必需的一切知識，它可以直接用來描畫企業(yè)物理元件和信息技術(shù)的集成元件建模層次(逐漸推導(dǎo)過程)三個建模層次：需求建模定義、設(shè)計闡明建模、實施描畫建模2024/1/7CIMS和CIPS技術(shù)與運用28需求建模定義層描畫一個企業(yè)做什么和怎樣做的建模層次，用戶需求定義為設(shè)計闡明層和實施描畫層的系統(tǒng)設(shè)計和實施提供選擇方案CIM-OSA的建?？蚣?續(xù)3)設(shè)計闡明建模層構(gòu)造和優(yōu)化由用戶根據(jù)全局運營和系統(tǒng)約束來定義的運營需求，進(jìn)展系統(tǒng)組織和設(shè)計，確定技術(shù)實現(xiàn)方案實施描畫建模層闡明有效地實現(xiàn)企業(yè)運轉(zhuǎn)的一套必需的組成元件，屬于決策和系統(tǒng)實施的范疇2024/1/7CIMS和CIPS技術(shù)與運用29CIM-OSA的建?？蚣?續(xù)4)多視圖(逐漸生成過程)定義了用以完好地闡明企業(yè)不同側(cè)面的四個相應(yīng)的視圖：功能、信息、資源和組織信息視圖描畫了功能視圖中各個對象的信息、信息構(gòu)造及其相互之間的關(guān)系功能視圖描畫了滿足企業(yè)目的的功能構(gòu)造和相關(guān)的控制構(gòu)造?？刂茦?gòu)造定義了控制順序的規(guī)那么或企業(yè)內(nèi)部的活動流以及運營過程的規(guī)那么資源視圖描畫了資源、資源與功能、控制構(gòu)造的關(guān)系以及資源和組織構(gòu)造的關(guān)系組織視圖描畫了企業(yè)的組織構(gòu)造，以及和功能、信息、資源等對象的職責(zé)關(guān)系2024/1/7CIMS和CIPS技術(shù)與運用30CIM-OSA的建?？蚣?續(xù)5)2024/1/7CIMS和CIPS技術(shù)與運用31b)CIM-OSA的集成根底構(gòu)造集成根底構(gòu)造為CIM系統(tǒng)提供一整套公共效力、包括信息、功能、控制、行為、資源和通訊效力等，使不同的單元技術(shù)、異構(gòu)的運用軟件、人機(jī)接口等等之間的互連和通訊，變得很方便。對企業(yè)模型的建立，企業(yè)CIM系統(tǒng)設(shè)計、實施、運轉(zhuǎn)和維護(hù)，提供有力的支持2024/1/7CIMS和CIPS技術(shù)與運用32CIM-OSA的集成根底構(gòu)造(續(xù))2024/1/7CIMS和CIPS技術(shù)與運用33CIM-OSA的集成根底構(gòu)造(續(xù)1)2024/1/7CIMS和CIPS技術(shù)與運用34c)CIM-OSA體系構(gòu)造的特點和缺乏2024/1/7CIMS和CIPS技術(shù)與運用35CIM-OSA體系構(gòu)造的特點和缺乏(2)2024/1/7CIMS和CIPS技術(shù)與運用36CIM-OSA體系構(gòu)造的特點和缺乏(3)CIM-OSA體系構(gòu)造的特點面向系統(tǒng)全生命周期規(guī)劃設(shè)計與當(dāng)前運轉(zhuǎn)相分別規(guī)范化、規(guī)范性和開放性構(gòu)造化的規(guī)劃設(shè)計方法具有計算機(jī)可執(zhí)行性其運用范圍主要在離散制造領(lǐng)域是各種體系構(gòu)造中研討最充分且最廣泛發(fā)表的一個，作為國際規(guī)范化的預(yù)規(guī)范而最受注目CIM-OSA體系構(gòu)造的缺乏缺乏有效的方法體系缺乏計算機(jī)知識的用戶難以掌握2024/1/7CIMS和CIPS技術(shù)與運用37GRAI-GIM體系構(gòu)造由法國波爾多(BordeauxI)第一大學(xué)GRAI實驗室在ESPRIT方案418號工程(開放式CAM系統(tǒng))和2338號工程(IMPCS-集成制造規(guī)劃與控制系統(tǒng))等范疇內(nèi)開發(fā)的GRAI集成方法體系(GIM，GRAIIntegratedMethodology)[1984]GIM根本觀念：整個企業(yè)可以由以下四個部分構(gòu)成：決策系統(tǒng)、物理系統(tǒng)、信息系統(tǒng)、全局性的功能視圖2024/1/7CIMS和CIPS技術(shù)與運用38GRAI制造系統(tǒng)宏觀概念模型2024/1/7CIMS和CIPS技術(shù)與運用39GRAI-GIM模型化框架2024/1/7CIMS和CIPS技術(shù)與運用40GRAI-GIM參照體系構(gòu)造功能視圖物理視圖決策視圖信息視圖功能視圖物理視圖決策視圖信息視圖信息技術(shù)制造技術(shù)組織理想CIM系統(tǒng)表示所需元素表示元素構(gòu)造表示實踐CIM系統(tǒng)畫面實現(xiàn)參照體系構(gòu)造概念參照體系構(gòu)造構(gòu)造參照體系構(gòu)造2024/1/7CIMS和CIPS技術(shù)與運用41GRAI-GIM參照體系構(gòu)造(續(xù))GRAI定義了三類參照體系構(gòu)造：(a)概念參照體系構(gòu)造(b)構(gòu)造參照體系構(gòu)造(c)實現(xiàn)參照體系構(gòu)造經(jīng)過對四個視圖的定義，導(dǎo)出系統(tǒng)需求模型，回答系統(tǒng)有關(guān)的“什么〞問題功能視圖、物理視圖的方式化工具：IDEF0決策視圖方式化工具：GRAI柵格(Grid)和GRAI網(wǎng)(Net)信息體系方式體系：實體/聯(lián)絡(luò)模型(E/R)經(jīng)過思索各種規(guī)范與約束來表示概念參照體系構(gòu)造中定義的元素的“理想〞構(gòu)造用信息技術(shù)元件、制造技術(shù)元件和組織技術(shù)元件等術(shù)語表示CIM系統(tǒng)2024/1/7CIMS和CIPS技術(shù)與運用42GRAI-GIM方法體系方法的作用定義從參照體系構(gòu)造導(dǎo)出企業(yè)的特定構(gòu)造，支持CIMS分析與設(shè)計的方法體系包括：帶有各種參考模型的參考體系構(gòu)造的運用從模型導(dǎo)出的圖形和計算機(jī)方式體系的運用構(gòu)造方法的運用經(jīng)濟(jì)性評價概念模型概念模型構(gòu)造模型實現(xiàn)模型概念參照體系構(gòu)造構(gòu)造參照體系構(gòu)造實現(xiàn)參照體系構(gòu)造現(xiàn)存系統(tǒng)待實現(xiàn)系統(tǒng)分析設(shè)計實現(xiàn)2024/1/7CIMS和CIPS技術(shù)與運用43GRAI-GIM的構(gòu)造化方法GRAI-GIM的構(gòu)造化方法2024/1/7CIMS和CIPS技術(shù)與運用44GRAI-GIM的特點和缺陷特點：具有一套運用該體系構(gòu)造的良好的方法體系，以及供用戶在闡明描畫階段開發(fā)集成程序的有關(guān)工具和技術(shù)描畫文件普通限于討論實現(xiàn)所期望的工廠集成而進(jìn)展的計算機(jī)系統(tǒng)及其相關(guān)的硬軟件的開發(fā)主要用于離散制造過程具有可擴(kuò)展性較易為無計算機(jī)知識的用戶了解具有構(gòu)造化的規(guī)劃設(shè)計方法思索了未來系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)技術(shù)評價問題局限：沒有討論人的關(guān)系、人員組織構(gòu)造等問題，與CIM-OSA一樣將人看成是關(guān)于尋求的技藝或物理才干的資源，沒有討論人的關(guān)系、培訓(xùn)繼續(xù)、綜合需求，人員組織構(gòu)造細(xì)節(jié)等2024/1/7CIMS和CIPS技術(shù)與運用45普渡企業(yè)參考體系構(gòu)造

(PurdueEnterpriseReferenceArchitecture，PERA)80年代末期，美國普渡大學(xué)williams帶著的工業(yè)控制實驗室教授，在長期對延續(xù)型工業(yè)消費過程(鋼鐵和造紙)實施CIM的實際根底上，提出了一套旨在適用于各種類型工業(yè)過程的CIM體系構(gòu)造。體系構(gòu)造在生命周期方面規(guī)定了五個階段：概念階段、定義階段(功能設(shè)計和詳細(xì)設(shè)計)、構(gòu)造和安裝、運轉(zhuǎn)階段等體系構(gòu)造在系統(tǒng)分解方面階段：信息體系構(gòu)造+制造體系構(gòu)造(在進(jìn)入闡明層后進(jìn)一步思索人和組織)2024/1/7CIMS和CIPS技術(shù)與運用46普渡參考體系構(gòu)造簡圖2024/1/7CIMS和CIPS技術(shù)與運用47PERA的自動化界限劃分人和機(jī)械、人和計算機(jī)之間的分工及其職責(zé)2024/1/7CIMS和CIPS技術(shù)與運用48普渡參考體系構(gòu)造(企業(yè)活動舉例)2024/1/7CIMS和CIPS技術(shù)與運用49PERA企業(yè)工程指南PERA企業(yè)工程指南2024/1/7CIMS和CIPS技術(shù)與運用50PERA的特點和缺陷特點：面向系統(tǒng)全生命周期的一切階段的非方式化描畫具有規(guī)劃設(shè)計與當(dāng)前運轉(zhuǎn)分別的特點具有構(gòu)造化規(guī)劃設(shè)計方法的特點具有一定的規(guī)范化具有很強(qiáng)的可擴(kuò)展性，可以覆蓋各類工業(yè)過程容易被非計算機(jī)領(lǐng)域的技術(shù)人員了解缺陷：短少用于計算機(jī)化的必要的數(shù)學(xué)建模技術(shù)2024/1/7CIMS和CIPS技術(shù)與運用51Honeywell公司提出CIM體系構(gòu)造2024/1/7CIMS和CIPS技術(shù)與運用52德國柏林弗勞恩霍夫消費設(shè)備和設(shè)計技術(shù)研討所的CIM參考模型企業(yè)模型可以分成兩種主要的視圖：功能模型+信息模型一切的企業(yè)模型均可以由這兩個中心模型加上其它附加模型構(gòu)成。功能模型：經(jīng)過對信息的處置和信息間的邏輯關(guān)系、拓?fù)潢P(guān)系描畫企業(yè)的實踐情況信息模型：描畫企業(yè)內(nèi)部相互聯(lián)絡(luò)的數(shù)據(jù)的一個框架構(gòu)造產(chǎn)品模塊+控制模塊+資源模塊2024/1/7CIMS和CIPS技術(shù)與運用53弗勞恩霍夫的CIM參考模型2024/1/7CIMS和CIPS技術(shù)與運用54(3)CIM體系構(gòu)造研討任務(wù)的開展趨勢合并的方案由于最易于由用戶實踐開發(fā)組中那些沒有計算機(jī)科學(xué)教育背景的人們所了解和接受，運用PERA指點整個規(guī)劃設(shè)計。運用CIM-OSA的建?？蚣転镻ERA的數(shù)據(jù)流、物料流和能量流提供分析方法運用GRAI-GIM建模框架作為必要的參考檢測，以保證需求的完備性現(xiàn)有方法和工具的互補(bǔ)與結(jié)合在功能設(shè)計或描畫層，采用GRAI-GIM,GRAI-GRID和GRAI-NET，同時采用CIM-OSA集成根底構(gòu)造的方式體系，集成工程環(huán)境和集成運轉(zhuǎn)環(huán)境作為實踐模型的工具將PERA的人員、組織機(jī)構(gòu)、制造和顧客效力設(shè)備領(lǐng)域方式化采用CIM-OSA的集成根底構(gòu)造或PERA的表示和操作層，并以必要的方式化來完善它2024/1/7CIMS和CIPS技術(shù)與運用552.3CIMS體系構(gòu)造中的視圖及其建模方法2.3.1功能視圖功能視圖以功能為視角對整個企業(yè)進(jìn)展的描畫，清楚地描畫系統(tǒng)的活動(如規(guī)劃、加工等)，能回答以下幾個問題：企業(yè)要干什么企業(yè)將把什么輸入轉(zhuǎn)化為什么輸出企業(yè)活動需求什么支持企業(yè)活動受哪些限制構(gòu)造化分析和設(shè)計(StructuredAnalysisandDesignTechnology，SADT)是運用很廣泛的功能模型建模方法。SADT經(jīng)美國空軍在70年代末80年代初的ICAM(IntegratedComputerAidedManufacturing)工程加以采用，并以功能活動為關(guān)注焦點開展成為IDEF0(ICAMDEFinitionmethods)2024/1/7CIMS和CIPS技術(shù)與運用56IDEF0方法activity(orfunction)isrepresentedbytheboxesinputsarerepresentedbythearrowsflowingintothelefthandoutputsarerepresentedbyarrowsflowingouttherighthandarrowsflowingintothetopportionoftheboxrepresentconstraintsorcontrolsarrowsflowingintothebottomoftheactivityboxarethemechanisms2024/1/7CIMS和CIPS技術(shù)與運用57IDEF0方法(1)輸入活動需求“耗費掉〞、“用掉〞或“變換成〞輸出的東西；輸出活動的結(jié)果機(jī)制活動賴以進(jìn)展的根底或支撐條件，可以是執(zhí)行活動的人或硬、軟設(shè)備控制該活動所受的約束或進(jìn)展變換的條件、任務(wù)的根據(jù)機(jī)制做某事(活動)輸入輸出控制2024/1/7CIMS和CIPS技術(shù)與運用58IDEF0方法(節(jié)點樹)A0A1A2A3A4A12A13A14A31A32A33A34A11A-02024/1/7CIMS和CIPS技術(shù)與運用59IDEF0方法(遞階分解)2024/1/7CIMS和CIPS技術(shù)與運用60IDEF0方法(A-0)2024/1/7CIMS和CIPS技術(shù)與運用61IDEF0方法(A0)2024/1/7CIMS和CIPS技術(shù)與運用62IDEF0方法(A1)2024/1/7CIMS和CIPS技術(shù)與運用63IDEF0方法(A2)2024/1/7CIMS和CIPS技術(shù)與運用64IDEF0方法(A3)2024/1/7CIMS和CIPS技術(shù)與運用65IDEF0方法(A31)2024/1/7CIMS和CIPS技術(shù)與運用66IDEF0方法(A4)2024/1/7CIMS和CIPS技術(shù)與運用672.3.2信息視圖信息視圖從信息角度對企業(yè)進(jìn)展的描畫。企業(yè)的信息系統(tǒng)用于存儲/維護(hù)/處置與企業(yè)相關(guān)的一切信息，信息是集成的根底。數(shù)據(jù)被多個子系統(tǒng)存儲和處置，要求有一個通用的邏輯模型明確定義出表示信息語義特征的構(gòu)造、約束和操作，以求數(shù)據(jù)共享。E/R(Entity-Relationship)方法IDEF1IDEF1X2024/1/7CIMS和CIPS技術(shù)與運用68IDEF1x方法2024/1/7CIMS和CIPS技術(shù)與運用692.3.3決策視圖經(jīng)過對系統(tǒng)決策視圖的建模來描畫系統(tǒng)的決策制定原那么和機(jī)理，了解組織構(gòu)造和人員配置。建立決策系統(tǒng)模型的目的在于制定一系列可以轉(zhuǎn)化為物理系統(tǒng)的控制命令的決策，詳細(xì)表現(xiàn)為各種方案和調(diào)度(年消費方案、原料購供方案、設(shè)備維修方案、物料調(diào)度、資源分配)經(jīng)過決策視圖：-決策系統(tǒng)的分層和各層的權(quán)益-分工(功能的劃分)-組織機(jī)構(gòu)(有一樣的功能但權(quán)益范圍不同，有一樣的權(quán)益范圍但功能不同)-組織機(jī)構(gòu)之間的聯(lián)絡(luò)(相互制約和相互依賴)2024/1/7CIMS和CIPS技術(shù)與運用70決策系統(tǒng)的建模方法(a)GRAI方法(b)Petri網(wǎng)方法GRAI方法第一步：采用自上而下的分析過程，建立GRAI格，劃分系統(tǒng)的不同功能和各級權(quán)益范圍，刻劃決策系統(tǒng)的宏觀構(gòu)造第二步：采用自底向上的分析過程，建立GRAI網(wǎng)，從最接近物理系統(tǒng)的那層組織機(jī)構(gòu)開場分析，對其活動方式以及它們之間的相互聯(lián)絡(luò)進(jìn)展描畫。建立GRAI網(wǎng)后，對GRAI格進(jìn)展必要的修正和完善2024/1/7CIMS和CIPS技術(shù)與運用71GRAI格2024/1/7CIMS和CIPS技術(shù)與運用72GRAI格(續(xù))2024/1/7CIMS和CIPS技術(shù)與運用73GRAI網(wǎng)2024/1/7CIMS和CIPS技術(shù)與運用742.3.4物理視圖全企業(yè)物理資源的總構(gòu)成。不僅是資源的羅列，而且包括為到達(dá)消費運營目的所需的資源配置，某些特殊要求的配置和布置情況等。從需求分析闡明開場下層物理系統(tǒng)上層運營決策、方案管理、工程設(shè)計、質(zhì)量控制加工設(shè)備工時總數(shù)設(shè)備精度自動化程度工人技藝要求產(chǎn)品運輸計算機(jī)硬件計算機(jī)軟件文字表達(dá)或表格表達(dá)2024/1/7CIMS和CIPS技術(shù)與運用75資源集表示法2024/1/7CIMS和CIPS技術(shù)與運用762.3.5組織視圖和經(jīng)濟(jì)視圖組織視圖：主要是描畫組織方式、權(quán)限、職責(zé)和部門之間的關(guān)聯(lián)等，

樹狀層次構(gòu)造圖經(jīng)濟(jì)視圖：ABC(ActivityBasedCosting基于活動的本錢核算)

2024/1/7CIMS和CIPS技術(shù)與運用77MeasurableEconomicBenefit(includingtheimprovementsofproductivity,leadtime,cost,laborsaving,quality,etc.)theabilityformeetingmarketchangethereputationofproductqualitytheabilityfordevelopingnewproductsTotalStrategicBenefittheabilityforbatchproductioninanylotsizeBenefittheimprovementofcompanyfametheartofbusinessdecisionmakingtheimprovementofworkingconditionsthestaff’scorporateunderstandingtoenhancethecondensationoftheenterpriseOtherBenefitthedemonstrationroletootherenterpriseshelpfulnessininternationalcooperation運用CIM的綜合效益2024/1/7CIMS和CIPS技術(shù)與運用782.4CIMS系統(tǒng)的設(shè)計和實施指南2.4.1CIM生命周期的階段劃分設(shè)計和實施進(jìn)程的構(gòu)造化〔時間、空間〕-總體任務(wù)方案的全局性、可行性、合理性-明確階段目的，任務(wù)驗收需求分析可行性論證初步設(shè)計詳細(xì)設(shè)計工程實施系統(tǒng)運轉(zhuǎn)和維護(hù)2024/1/7CIMS和CIPS技術(shù)與運用792.4.2用戶需求分析階段(1)組成任務(wù)組，明確本階段目的，制定階段方案企業(yè)的內(nèi)部、外部環(huán)境的初步伐研消費運營概略、現(xiàn)有自動化系統(tǒng)、人才情況

根據(jù)企業(yè)長久開展規(guī)劃確定CIM的主要目的(2)市場分析和變化趨勢分析企業(yè)的市場位置、市場份額、本身的優(yōu)點和短處

競爭對手市場位置、市場份額、優(yōu)點和短處企業(yè)需處理的最主要問題2024/1/7CIMS和CIPS技術(shù)與運用802.4.2用戶需求分析階段(續(xù)1)(3)確定企業(yè)開展的詳細(xì)方向，提出初步的定量目的消費率目的

質(zhì)量目的消費交貨周期消費柔性本錢庫存

設(shè)備利用率人工產(chǎn)品種類

2024/1/7CIMS和CIPS技術(shù)與運用812.4.2用戶需求分析階段(續(xù)2)(4)確定開展戰(zhàn)略和開發(fā)任務(wù)的優(yōu)先次序關(guān)鍵技術(shù)(引進(jìn)、自主開發(fā))

組織機(jī)構(gòu)開發(fā)過程階段的規(guī)模和速度的建議車間平面規(guī)劃調(diào)整

多工程標(biāo)的陳列優(yōu)先次序(5)編寫需求分析報告企業(yè)上層指點2024/1/7CIMS和CIPS技術(shù)與運用822.4.3可行性論證在了解企業(yè)戰(zhàn)略目的和了解內(nèi)部外部現(xiàn)實環(huán)境的根底上，確定企業(yè)實施CIM的總體目的和主要功能，擬定集成的方案，選定實施的技術(shù)道路，從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和社會條件等方面論證集成方案的可行性，制定投資規(guī)劃和開發(fā)方案，編寫可行性論證報告(1)為擬定本階段方案，組建隊伍(多學(xué)科人員)(2)基于需求分析階段結(jié)果，進(jìn)一步闡明企業(yè)市場環(huán)境、戰(zhàn)略目的及其外部條件盡能夠定量化地清楚論述市場競爭情勢，提出戰(zhàn)略目的，明確市場戰(zhàn)略(3)調(diào)查分析內(nèi)部資源，尋覓缺陷和瓶頸(現(xiàn)有消費設(shè)備、計算機(jī)硬件和軟件、人力資源的構(gòu)造和程度)2024/1/7CIMS和CIPS技術(shù)與運用832.4.3可行性論證(續(xù)1)(4)提出系統(tǒng)改造的需求，確立工程實施目的內(nèi)外條件分析現(xiàn)有系統(tǒng)期望的新系統(tǒng)改造需求功能需求性能需求可靠性需求檢驗需求與組織有關(guān)的需求外界提出的需求可維護(hù)性需求數(shù)據(jù)需求人/機(jī)接口需求平安和控制需求可用性和可存取性需求基于其他系統(tǒng)需求的需求經(jīng)濟(jì)的需求柔性和可重組性需求2024/1/7CIMS和CIPS技術(shù)與運用842.4.3可行性論證(續(xù)2)(5)擬定CIM系統(tǒng)集成方案，運轉(zhuǎn)環(huán)境要求及技術(shù)道路(6)關(guān)鍵技術(shù)和處理途徑(7)組織機(jī)構(gòu)更改需求和影響(8)投資概算和初步本錢效益分析(9)系統(tǒng)開發(fā)方案(10)可行性論證報告(11)評審2024/1/7CIMS和CIPS技術(shù)與運用852.4.4初步設(shè)計確定企業(yè)CIMS的系統(tǒng)需求，建立目的系統(tǒng)的功能模型、信息模型(實體和聯(lián)絡(luò))、主要實施技術(shù)方案(1)接受義務(wù)，制定本階段方案(2)系統(tǒng)需求分析可行性論證的需求詳細(xì)技術(shù)實現(xiàn)方案的需求(3)系統(tǒng)總體構(gòu)造設(shè)計(4)分系統(tǒng)技術(shù)方案確實定提出詳細(xì)可實現(xiàn)的技術(shù)方案：分系統(tǒng)劃分為適當(dāng)?shù)淖酉到y(tǒng)子系統(tǒng)間的關(guān)聯(lián)自動化的程度數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)方案新舊系統(tǒng)銜接2024/1/7CIMS和CIPS技術(shù)與運用862.4.4初步設(shè)計(續(xù)1)(5)系統(tǒng)的功能模型及技術(shù)性能目的設(shè)計(6)確定信息模型的實體和聯(lián)絡(luò)(7)建立決策模型或其它在體系構(gòu)造的相關(guān)模型(8)提出系統(tǒng)集成任務(wù)的內(nèi)部、外部接口要求(9)確定開發(fā)方法和技術(shù)道路(10)關(guān)鍵技術(shù)和處理方案(11)確定系統(tǒng)配置(物理資源)(12)組織構(gòu)造的規(guī)劃2024/1/7CIMS和CIPS技術(shù)與運用872.4.4初步設(shè)計(續(xù)2)(13)經(jīng)費預(yù)算(14)技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益分析(15)確定詳細(xì)設(shè)計義務(wù)及實施進(jìn)度方案(16)編制設(shè)計報告、文檔2024/1/7CIMS和CIPS技術(shù)與運用882.4.5詳細(xì)設(shè)計(1)下達(dá)義務(wù)書，修定并確定詳細(xì)設(shè)計方案(2)細(xì)化需求分析(3)細(xì)化功能模型(4)軟件系統(tǒng)設(shè)計軟件構(gòu)造設(shè)計：將功能模型所描畫的需求和功能活動的邏輯關(guān)系轉(zhuǎn)化為軟件構(gòu)造模型，并進(jìn)展細(xì)化和優(yōu)化程序模塊的描畫：包括程序模塊功能、特點、程序模塊處置邏輯及算法，程序模塊涉及的數(shù)據(jù)構(gòu)造等。構(gòu)成程序流程圖、數(shù)據(jù)流圖(DFD)等方式描畫，使程序員可利用本階段的成果編寫程序2024/1/7CIMS和CIPS技術(shù)與運用89(5)接口設(shè)計2.4.5詳細(xì)設(shè)計(續(xù)1)(6)數(shù)據(jù)庫設(shè)計信息模型的建立和完善邏輯數(shù)據(jù)庫的設(shè)計將信息模型轉(zhuǎn)化成數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DBMS)類型(如關(guān)系、網(wǎng)狀、層次)相應(yīng)的邏輯模型，并進(jìn)展模型優(yōu)化物理數(shù)據(jù)庫的設(shè)計確定數(shù)據(jù)庫的物理規(guī)模，詳細(xì)描畫數(shù)據(jù)庫的物理組織方式以及訪問和修正數(shù)據(jù)的方式和方法，描畫平安和權(quán)限需求，事故備份和恢復(fù)需求，所用硬件的特點，處置呼應(yīng)時間的要求等。2024/1/7CIMS和CIPS技術(shù)與運用902.4.5詳細(xì)設(shè)計(續(xù)2)(7)硬件和消費設(shè)備設(shè)計自制設(shè)備設(shè)計完成外購設(shè)備的訂貨任務(wù)

(8)關(guān)鍵技術(shù)的研討和實驗(9)系統(tǒng)組織構(gòu)造的細(xì)化設(shè)計與改革方法(10)人才引進(jìn)和職工教育、培訓(xùn)方案(11)修正投資預(yù)算和效益分析2024/1/7CIMS和CIPS技術(shù)與運用912.4.5詳細(xì)設(shè)計(續(xù)3)(12)擬訂系統(tǒng)的實施方案(13)編制詳細(xì)的測試方案(14)編制詳細(xì)設(shè)計報告和文檔2024/1/7CIMS和CIPS技術(shù)與運用922.4.6工程實施(1)修訂并落實工程實施的方案(2)購買/制造硬件設(shè)備(3)設(shè)備的安裝、調(diào)整、測試及驗收(4)建立實驗數(shù)據(jù)庫，用典型數(shù)據(jù)加載(5)