1、引领专业投资引领专业投资兰州交通大学兰州交通大学兰州交通大学兰州交通大学 LZJTULZJTULANZHOU JIAOTONG UNIVERSITY2024/7/172024/7/17http:/1Unit 4先进制造单元技术先进制造单元技术E E制造工艺技术群制造工艺技术群F F制造自动化技术群制造自动化技术群G G生产线布局及其设计生产线布局及其设计H H物料搬运系统规划设计物料搬运系统规划设计 J J柔性制造系统及柔性制造系统及CIMSCIMS1 1、柔性概念及其分类、柔性概念及其分类2 2、FMSFMS的构成及单元技术的构成及单元技术3 3、CIMSCIMS构成及体系结构构成及体系结构
2、4 4、CIMSCIMS的总体设计的总体设计参见教材第参见教材第156-184156-184页页 1 2 引领专业投资引领专业投资兰州交通大学兰州交通大学兰州交通大学兰州交通大学 LZJTULZJTULANZHOU JIAOTONG UNIVERSITY2024/7/172024/7/17http:/2制造系统的制造系统的柔性柔性，就是指，就是指制造系统的制造系统的可变性可变性，即制，即制造系统适应造系统适应产品变化产品变化和和生生产条件变化产条件变化的特性。的特性。1 柔性制造系统柔性制造系统一、柔性概念及其衡量指标一、柔性概念及其衡量指标引领专业投资引领专业投资兰州交通大学兰州交通大学兰州
3、交通大学兰州交通大学 LZJTULZJTULANZHOU JIAOTONG UNIVERSITY2024/7/172024/7/17http:/3制造系统的制造系统的柔性柔性，就是指，就是指制造系统的制造系统的可变性可变性，即制，即制造系统适应造系统适应产品变化产品变化和和生生产条件变化产条件变化的特性。的特性。1 柔性制造系统柔性制造系统一、柔性概念及其衡量指标一、柔性概念及其衡量指标分类分类定定 义义衡量指标衡量指标设备设备柔性柔性系统中的设备易于系统中的设备易于实现加工不同类型实现加工不同类型零件所具备的转换零件所具备的转换能力。能力。系统中设备实现加工不同零件所需的调整时间，包括：系统
4、中设备实现加工不同零件所需的调整时间，包括：1 1）更换磨损刀具的时间；）更换磨损刀具的时间；2 2）为加工同一类而不同组）为加工同一类而不同组的零件所需的换刀时间；的零件所需的换刀时间；3 3）组装新夹具所需的时间；）组装新夹具所需的时间；4 4）机床实现加工不同类型零件所需的调整时间，）机床实现加工不同类型零件所需的调整时间，a.a.刀具准备时间；刀具准备时间；b.b.零件安装定位和拆卸时间；零件安装定位和拆卸时间；c.c.更更换数控换数控(NC)(NC)程序时间。程序时间。引领专业投资引领专业投资兰州交通大学兰州交通大学兰州交通大学兰州交通大学 LZJTULZJTULANZHOU JIA
5、OTONG UNIVERSITY2024/7/172024/7/17http:/4制造系统的制造系统的柔性柔性，就是指，就是指制造系统的制造系统的可变性可变性，即制，即制造系统适应造系统适应产品变化产品变化和和生生产条件变化产条件变化的特性。的特性。1 柔性制造系统柔性制造系统一、柔性概念及其衡量指标一、柔性概念及其衡量指标分类分类定定 义义衡量指标衡量指标工艺工艺柔性柔性系统能够以多种方法加工某一零系统能够以多种方法加工某一零件组的能力，又称加工柔性，即件组的能力，又称加工柔性，即系统能加工的零件品种数。系统能加工的零件品种数。系统不采用成批方式而能同时加工零件系统不采用成批方式而能同时加工
6、零件的品种数。的品种数。流程流程柔性柔性系统处理其故障并维持其生产持系统处理其故障并维持其生产持续进行的能力续进行的能力系统发生故障时生产率下降程度或零件系统发生故障时生产率下降程度或零件能否继续加工的能力。能否继续加工的能力。引领专业投资引领专业投资兰州交通大学兰州交通大学兰州交通大学兰州交通大学 LZJTULZJTULANZHOU JIAOTONG UNIVERSITY2024/7/172024/7/17http:/5制造系统的制造系统的柔性柔性，就是指，就是指制造系统的制造系统的可变性可变性，即制，即制造系统适应造系统适应产品变化产品变化和和生生产条件变化产条件变化的特性。的特性。1 柔
7、性制造系统柔性制造系统一、柔性概念及其衡量指标一、柔性概念及其衡量指标分类分类定定 义义衡量指标衡量指标产品产品柔性柔性系统能经济而迅速地转向生产新系统能经济而迅速地转向生产新产品的能力，即转产能力，也称产品的能力，即转产能力，也称为反应柔性，表明为适应新环境为反应柔性，表明为适应新环境而采取新行动的能力。而采取新行动的能力。系统从生产一种零件向生产另一种零件系统从生产一种零件向生产另一种零件转换所需要的时间。转换所需要的时间。批量批量柔性柔性系统在不同批量下运行都有经济系统在不同批量下运行都有经济效益的能力。效益的能力。系统保证有经济效益的最小运行批量。系统保证有经济效益的最小运行批量。引领
8、专业投资引领专业投资兰州交通大学兰州交通大学兰州交通大学兰州交通大学 LZJTULZJTULANZHOU JIAOTONG UNIVERSITY2024/7/172024/7/17http:/6制造系统的制造系统的柔性柔性，就是指，就是指制造系统的制造系统的可变性可变性，即制，即制造系统适应造系统适应产品变化产品变化和和生生产条件变化产条件变化的特性。的特性。1 柔性制造系统柔性制造系统一、柔性概念及其衡量指标一、柔性概念及其衡量指标分类分类定定 义义衡量指标衡量指标扩展扩展柔性柔性系统能根据需要通过模块进行组系统能根据需要通过模块进行组建和扩展的能力。建和扩展的能力。系统能扩展的规模大小。系
9、统能扩展的规模大小。工序工序柔性柔性系统变换零件加工工序、顺序的系统变换零件加工工序、顺序的能力。能力。以实时方式进行工艺路线决策的能力。以实时方式进行工艺路线决策的能力。生产生产柔性柔性上述柔性的总和。上述柔性的总和。引领专业投资引领专业投资兰州交通大学兰州交通大学兰州交通大学兰州交通大学 LZJTULZJTULANZHOU JIAOTONG UNIVERSITY2024/7/172024/7/17http:/7 1 1.1.柔性制造模块（柔性制造模块（Flexible Manufacturing Module Flexible Manufacturing Module）2.2.柔性制造单元
10、（柔性制造单元（Flexible Manufacturing CellFlexible Manufacturing Cell）3.3.柔性制造线（柔性制造线（Flexible Manufacturing Line FMLFlexible Manufacturing Line FML）4.4.柔性制造系统（柔性制造系统（Flexible Manufacturing SystemFlexible Manufacturing System）5.5.柔性制造工厂（柔性制造工厂（Flexible Manufacturing FactoryFlexible Manufacturing Factory）柔性
11、制造系统柔性制造系统二、柔性制造技术的分类二、柔性制造技术的分类引领专业投资引领专业投资兰州交通大学兰州交通大学兰州交通大学兰州交通大学 LZJTULZJTULANZHOU JIAOTONG UNIVERSITY2024/7/172024/7/17http:/8二、柔性制造技术的分类二、柔性制造技术的分类1.1.柔性制造模块（柔性制造模块（Flexible Manufacturing Module Flexible Manufacturing Module）FMMFMM由由单台单台CNCCNC机床机床加上加上工件自动上下料装置工件自动上下料装置组成，它能够进一步组成柔组成，它能够进一步组成柔性
12、制造单元和柔性制造系统。性制造单元和柔性制造系统。引领专业投资引领专业投资兰州交通大学兰州交通大学兰州交通大学兰州交通大学 LZJTULZJTULANZHOU JIAOTONG UNIVERSITY2024/7/172024/7/17http:/92.2.柔性制造单元（柔性制造单元（Flexible Manufacturing CellFlexible Manufacturing Cell）FMC FMC 由由2 2到到3 3个柔性制造模块个柔性制造模块组成，它们之间用组成，它们之间用工件自动输送设备工件自动输送设备连接起连接起来，能够实现来，能够实现自动换刀，自动上下料，自动检测（自动测量）
13、和自动监自动换刀，自动上下料，自动检测（自动测量）和自动监控控（对刀具状态磨损、折断等）。整个单元由计算机控制。（对刀具状态磨损、折断等）。整个单元由计算机控制。FMCFMC可以看成可以看成是小型的是小型的FMSFMS，也可以看成是，也可以看成是FMSFMS的基本组成单元。的基本组成单元。引领专业投资引领专业投资兰州交通大学兰州交通大学兰州交通大学兰州交通大学 LZJTULZJTULANZHOU JIAOTONG UNIVERSITY2024/7/172024/7/17http:/103.3.柔性制造线（柔性制造线（Flexible Manufacturing Line FMLFlexible
14、 Manufacturing Line FML）FMLFML是处于单一品种或少品种是处于单一品种或少品种刚性自动线刚性自动线与多品种中小批量的与多品种中小批量的FMSFMS之间的之间的一种生产线。一种生产线。FMLFML能加工少数几个品种零件，这些零件往往具有高度的能加工少数几个品种零件，这些零件往往具有高度的相似性，和大批量自动生产线相类似，工件在相似性，和大批量自动生产线相类似，工件在FMLFML中是按一定的生产节中是按一定的生产节拍（时间间隔）沿一定的方向顺序输送的，输送过程中，由各种自动机拍（时间间隔）沿一定的方向顺序输送的，输送过程中，由各种自动机床依次进行加工。床依次进行加工。FM
15、LFML中常见的数控机床是多轴、换中常见的数控机床是多轴、换箱机床。如换箱式、转塔式加工中箱机床。如换箱式、转塔式加工中心。心。引领专业投资引领专业投资兰州交通大学兰州交通大学兰州交通大学兰州交通大学 LZJTULZJTULANZHOU JIAOTONG UNIVERSITY2024/7/172024/7/17http:/114.4.柔性制造系统（柔性制造系统（Flexible Manufacturing SystemFlexible Manufacturing System）将柔性制造单元进行扩展，增加加工设备的数量（如将柔性制造单元进行扩展，增加加工设备的数量（如4 4台以上的加工中心）台
16、以上的加工中心），再配备完善的，再配备完善的物料运输存储系统物料运输存储系统，加上一整套计算机控制系统来管理，加上一整套计算机控制系统来管理全部生产计划进度，并综合控制机床设备的加工过程和物流系统的储运全部生产计划进度，并综合控制机床设备的加工过程和物流系统的储运流程，这样就形成了一个完整的流程，这样就形成了一个完整的柔性制造系统柔性制造系统。引领专业投资引领专业投资兰州交通大学兰州交通大学兰州交通大学兰州交通大学 LZJTULZJTULANZHOU JIAOTONG UNIVERSITY2024/7/172024/7/17http:/12引领专业投资引领专业投资兰州交通大学兰州交通大学兰州交
17、通大学兰州交通大学 LZJTULZJTULANZHOU JIAOTONG UNIVERSITY2024/7/172024/7/17http:/13工件工件输送送处引领专业投资引领专业投资兰州交通大学兰州交通大学兰州交通大学兰州交通大学 LZJTULZJTULANZHOU JIAOTONG UNIVERSITY2024/7/172024/7/17http:/14FMS Concept:FMS是一组数控机床和其他自动化的工艺设备，由计算是一组数控机床和其他自动化的工艺设备，由计算机信息控制系统和物料自动储运系统有机结合的整体。机信息控制系统和物料自动储运系统有机结合的整体。FMS parts:柔性
18、制造系统由加工、物流、控制三个子系统组成。柔性制造系统由加工、物流、控制三个子系统组成。FMS flexible:FMS能构根据加工对象的变换迅速调整，适应多品种和中能构根据加工对象的变换迅速调整，适应多品种和中小批量生产。小批量生产。引领专业投资引领专业投资兰州交通大学兰州交通大学兰州交通大学兰州交通大学 LZJTULZJTULANZHOU JIAOTONG UNIVERSITY2024/7/172024/7/17http:/155.5.柔性制造工厂（柔性制造工厂（Flexible Manufacturing FactoryFlexible Manufacturing Factory）以以F
19、MSFMS为主体，将其应用范围扩大到全厂的生产管理过程，使为主体，将其应用范围扩大到全厂的生产管理过程，使整个产品整个产品的的制造过程（包括加工、装配、物流系统等）全部自动化，并由计算机系制造过程（包括加工、装配、物流系统等）全部自动化，并由计算机系统将其有机的联系起来，形成统将其有机的联系起来，形成制造过程全部自动化的柔性制造工厂制造过程全部自动化的柔性制造工厂。引领专业投资引领专业投资兰州交通大学兰州交通大学兰州交通大学兰州交通大学 LZJTULZJTULANZHOU JIAOTONG UNIVERSITY2024/7/172024/7/17http:/16控制控制 1 FMSFMS是一组
20、数控机床和其他自动化的工艺设备，由计算机信息控制系统和物是一组数控机床和其他自动化的工艺设备，由计算机信息控制系统和物料自动储运系统有机结合的整体。柔性制造系统由料自动储运系统有机结合的整体。柔性制造系统由加工、物流、控制加工、物流、控制三个子三个子系统组成。系统组成。柔性制造系统柔性制造系统三、柔性制造系统的构成及单元技术三、柔性制造系统的构成及单元技术引领专业投资引领专业投资兰州交通大学兰州交通大学兰州交通大学兰州交通大学 LZJTULZJTULANZHOU JIAOTONG UNIVERSITY2024/7/172024/7/17http:/171 1、加工系统、加工系统加工系统的机床类
21、型及配置形式加工系统的机床类型及配置形式a)a)互替形式互替形式b)b)互补形式互补形式c)c)混合形式混合形式机床自动上机床自动上下料装置下料装置数控（数控（CNCN）计算机数控（计算机数控（CNCCNC）机床）机床托盘托盘托盘是工件与夹具的一个载体。它的托盘是工件与夹具的一个载体。它的作用是作用是实现工件夹具系统与输送装置以及加工实现工件夹具系统与输送装置以及加工设备之间的连接作用设备之间的连接作用。托盘交换器托盘交换器用来实现托盘缓冲站与机床之用来实现托盘缓冲站与机床之间工件装卸的装置。间工件装卸的装置。机械手机械手引领专业投资引领专业投资兰州交通大学兰州交通大学兰州交通大学兰州交通大学
22、 LZJTULZJTULANZHOU JIAOTONG UNIVERSITY2024/7/172024/7/17http:/18加工系统的监控加工系统的监控1 1、加工系统、加工系统引领专业投资引领专业投资兰州交通大学兰州交通大学兰州交通大学兰州交通大学 LZJTULZJTULANZHOU JIAOTONG UNIVERSITY2024/7/172024/7/17http:/192 2、物流系统、物流系统物流系统的功能物流系统的功能运输装卸功能运输装卸功能存储功能存储功能物料识别功能物料识别功能托盘缓冲站托盘缓冲站自动化仓库自动化仓库机机 床床机机 床床工件工件刀具装卸站刀具装卸站中央刀库中央
23、刀库机床主轴机床主轴机床刀库机床刀库刀具刀具处于等待和准备的状态工件（毛坯、半成品、成品）处于等待和准备的状态工件（毛坯、半成品、成品）和刀具等物料需要仓库和缓冲站暂时存放。和刀具等物料需要仓库和缓冲站暂时存放。物料（工件和刀具）在系统中流动过程中，其位置、数量及性质是在不物料（工件和刀具）在系统中流动过程中，其位置、数量及性质是在不断变化的。因此系统需要对物料进行识别和编号，这样才能对它们进行断变化的。因此系统需要对物料进行识别和编号，这样才能对它们进行有效的控制和管理。有效的控制和管理。引领专业投资引领专业投资兰州交通大学兰州交通大学兰州交通大学兰州交通大学 LZJTULZJTULANZH
24、OU JIAOTONG UNIVERSITY2024/7/172024/7/17http:/20A.A.辊道输送机辊道输送机B.B.自动运输小车自动运输小车C.C.搬运机器人搬运机器人物料运输装置物料运输装置自动运输小车分为：自动运输小车分为：有轨小车有轨小车和和无轨小车无轨小车。有轨小车有轨小车有地面轨道和高架轨道两种。有地面轨道和高架轨道两种。无轨小车无轨小车是指无人驾驶的是指无人驾驶的自动导引小车自动导引小车（AGV Automated Guided Vehicle AGV Automated Guided Vehicle）。AGVAGV有线导、光导、遥控制导等几种形式。有线导、光导、遥
25、控制导等几种形式。引领专业投资引领专业投资兰州交通大学兰州交通大学兰州交通大学兰州交通大学 LZJTULZJTULANZHOU JIAOTONG UNIVERSITY2024/7/172024/7/17http:/21物料输送形式物料输送形式A.A.直线型输送方式直线型输送方式B.B.环形输送方式环形输送方式C.C.网型输送方式网型输送方式D.D.单元输送方式单元输送方式引领专业投资引领专业投资兰州交通大学兰州交通大学兰州交通大学兰州交通大学 LZJTULZJTULANZHOU JIAOTONG UNIVERSITY2024/7/172024/7/17http:/22物料存储设备物料存储设备A
26、.A.立体货架立体货架B.B.堆垛起重机（堆垛机）堆垛起重机（堆垛机）C.C.进出库装卸站进出库装卸站D.D.计算机控制和管理系统计算机控制和管理系统 物料入库物料入库输送设备输送设备进出库装卸站进出库装卸站堆装机堆装机指定仓位指定仓位物料出库物料出库指定仓位指定仓位堆装机堆装机进出库装卸站进出库装卸站输送设备输送设备F实现物料自动存取实现物料自动存取F识别和登录物料信息识别和登录物料信息储存物料时由计算机控制堆垛机储存物料时由计算机控制堆垛机运动到物料存放地址，将物料存运动到物料存放地址，将物料存进去；进去；取出物料时，计算机控制堆垛机取出物料时，计算机控制堆垛机自动找到存放地址，将物料取出
27、自动找到存放地址，将物料取出引领专业投资引领专业投资兰州交通大学兰州交通大学兰州交通大学兰州交通大学 LZJTULZJTULANZHOU JIAOTONG UNIVERSITY2024/7/172024/7/17http:/233.3.控制系统控制系统控制系统的功能控制系统的功能引领专业投资引领专业投资兰州交通大学兰州交通大学兰州交通大学兰州交通大学 LZJTULZJTULANZHOU JIAOTONG UNIVERSITY2024/7/172024/7/17http:/24FMSFMS的递阶控制结构的递阶控制结构一般一般采用三层采用三层。在。在CIMSCIMS的五层递阶控的五层递阶控制结构中
28、，制结构中，FMSFMS相当相当于于CIMSCIMS模型的底下模型的底下三层。三层。3.3.控制系统控制系统控制系统的体系结构控制系统的体系结构引领专业投资引领专业投资兰州交通大学兰州交通大学兰州交通大学兰州交通大学 LZJTULZJTULANZHOU JIAOTONG UNIVERSITY2024/7/172024/7/17http:/25FMSFMS的递阶控制结构的递阶控制结构一般一般采用三层采用三层。在。在CIMSCIMS的五层递阶控的五层递阶控制结构中，制结构中，FMSFMS相当相当于于CIMSCIMS模型的底下模型的底下三层。三层。3.3.控制系统控制系统控制系统的控制系统的体系结构
29、体系结构设备级设备级l按上级命令，直接控制加工机床、机器人、托盘按上级命令，直接控制加工机床、机器人、托盘交换器、三坐标测量机等完成各项操作，并向上交换器、三坐标测量机等完成各项操作，并向上级控制器反馈命令执行信息。级控制器反馈命令执行信息。l设备级控制器有：设备级控制器有：NCNC（数控系统），（数控系统），PLCPLC（可编（可编程控制器），程控制器），RCRC（机器人控制装置）等。（机器人控制装置）等。引领专业投资引领专业投资兰州交通大学兰州交通大学兰州交通大学兰州交通大学 LZJTULZJTULANZHOU JIAOTONG UNIVERSITY2024/7/172024/7/17ht
30、tp:/26FMSFMS的递阶控制结构的递阶控制结构一般一般采用三层采用三层。在。在CIMSCIMS的五层递阶控的五层递阶控制结构中，制结构中，FMSFMS相当相当于于CIMSCIMS模型的底下模型的底下三层。三层。3.3.控制系统控制系统控制系统的控制系统的体系结构体系结构l工作站级工作站级l工作站接收上级控制器下达的加工任务和数控加工程工作站接收上级控制器下达的加工任务和数控加工程序向下级控制器分配加工任务和加工程序，并下达加序向下级控制器分配加工任务和加工程序，并下达加工指令；工指令；l刀具工作站按上级控制器指令进行刀具分配和管理；刀具工作站按上级控制器指令进行刀具分配和管理；l物流工作
31、站按上级指令及时运送夹具、托盘、工件、物流工作站按上级指令及时运送夹具、托盘、工件、刀具等物料；刀具等物料；l将设备级的执行信息和反馈信息向上级反馈。将设备级的执行信息和反馈信息向上级反馈。引领专业投资引领专业投资兰州交通大学兰州交通大学兰州交通大学兰州交通大学 LZJTULZJTULANZHOU JIAOTONG UNIVERSITY2024/7/172024/7/17http:/27FMSFMS的递阶控制结构的递阶控制结构一般一般采用三层采用三层。在。在CIMSCIMS的五层递阶控的五层递阶控制结构中，制结构中，FMSFMS相当相当于于CIMSCIMS模型的底下模型的底下三层。三层。3.3
32、.控制系统控制系统控制系统的控制系统的体系结构体系结构l单元级单元级l接收计算机辅助生产管理系统（如接收计算机辅助生产管理系统（如MRPMRP或或ERPERP）输入的生产计划信息，同时接收输入的生产计划信息，同时接收CAD/CAMCAD/CAM集成系集成系统输入的工艺信息和数控加工程序；统输入的工艺信息和数控加工程序；l对任务加工时间、顺序作出决策，并将任务和对任务加工时间、顺序作出决策，并将任务和工艺信息及程序向下级分配；工艺信息及程序向下级分配；l对刀具调用及管理作出决策并向下级下达指令对刀具调用及管理作出决策并向下级下达指令l根据接收的反馈信息对系统进行监控，并及时根据接收的反馈信息对系
33、统进行监控，并及时作出调度决策。作出调度决策。引领专业投资引领专业投资兰州交通大学兰州交通大学兰州交通大学兰州交通大学 LZJTULZJTULANZHOU JIAOTONG UNIVERSITY2024/7/172024/7/17http:/28Unit 4先进制造单元技术先进制造单元技术E E制造工艺技术群制造工艺技术群F F制造自动化技术群制造自动化技术群G G生产线布局及其设计生产线布局及其设计H H物料搬运系统规划设计物料搬运系统规划设计 J J柔性制造系统及柔性制造系统及CIMSCIMS1 1、柔性概念及其分类、柔性概念及其分类2 2、FMSFMS的构成及单元技术的构成及单元技术3
34、3、CIMSCIMS构成及体系结构构成及体系结构4 4、CIMSCIMS的总体设计的总体设计参见教材第参见教材第156-184156-184页页 1 2 引领专业投资引领专业投资兰州交通大学兰州交通大学兰州交通大学兰州交通大学 LZJTULZJTULANZHOU JIAOTONG UNIVERSITY2024/7/172024/7/17http:/29一、一、CIMSCIMS的基本的基本概念概念计算机集成制造的概念最早是由美国学者计算机集成制造的概念最早是由美国学者哈林顿博士于哈林顿博士于19731973年提出年提出的，其基本出发的，其基本出发点是：点是：企业生产的各个环节（从市场分析、产品设
35、计、加工制造、经营管企业生产的各个环节（从市场分析、产品设计、加工制造、经营管理到售后服务）的生产经营活动是不可分割的整体，彼此之间紧密理到售后服务）的生产经营活动是不可分割的整体，彼此之间紧密联系联系。（系统观点）。（系统观点）整个生产制造过程实质上是整个生产制造过程实质上是信息的采集、传递和加工处理的过程信息的采集、传递和加工处理的过程，最终形成的产品可看成是数据的物理表现最终形成的产品可看成是数据的物理表现。（本质）。（本质）思考题：思考题：1 1、如何理解哈林顿博士提出的计算机集成制造系统的概念？、如何理解哈林顿博士提出的计算机集成制造系统的概念？2 CIMS制造系统制造系统引领专业投
36、资引领专业投资兰州交通大学兰州交通大学兰州交通大学兰州交通大学 LZJTULZJTULANZHOU JIAOTONG UNIVERSITY2024/7/172024/7/17http:/30CIMSCIMS定义：定义：CIMSCIMS是通过计算机硬软件，并综合运用现代管理技术、是通过计算机硬软件，并综合运用现代管理技术、制造技术、信息技术、自动化技术、系统工程技术。将企业生产全制造技术、信息技术、自动化技术、系统工程技术。将企业生产全部过程中有关的人、技术、经营管理三要素及其信息与物流有机集部过程中有关的人、技术、经营管理三要素及其信息与物流有机集成并优化运行的复杂的大系统。成并优化运行的复杂
37、的大系统。国家科委高字国家科委高字19972501997250号文定义：号文定义：CIMSCIMS是企业组织、管理和运行是企业组织、管理和运行的新模式。它综合运用现代制造技术、信息技术、自动化技术和管的新模式。它综合运用现代制造技术、信息技术、自动化技术和管理技术，将企业各项活动中的人、技术和经营管理，以及信息流、理技术，将企业各项活动中的人、技术和经营管理，以及信息流、物流和资金流有机集成，并实现企业的整体优化从而达到产品上市物流和资金流有机集成，并实现企业的整体优化从而达到产品上市快、质量高、成本低和服务好，使企业赢得市场竞争。快、质量高、成本低和服务好，使企业赢得市场竞争。共同强调人、技
38、术、经营管理三要素共同强调人、技术、经营管理三要素强调制造技术信息技术、自动化技术和管理技术的集成强调制造技术信息技术、自动化技术和管理技术的集成强调企业信息流、物流、资金流集成强调企业信息流、物流、资金流集成引领专业投资引领专业投资兰州交通大学兰州交通大学兰州交通大学兰州交通大学 LZJTULZJTULANZHOU JIAOTONG UNIVERSITY2024/7/172024/7/17http:/31根据美国哈林顿博士提出的计算机集成制造系统根据美国哈林顿博士提出的计算机集成制造系统CIMSCIMS的概念，他的概念，他主张主张打破以往的一个个自动化孤岛打破以往的一个个自动化孤岛，这是因为
39、：，这是因为：CAD/CAM/CAE/CAPPCAD/CAM/CAE/CAPP等单元技术的充分发展，为制造企业提高生产等单元技术的充分发展，为制造企业提高生产效率、保证产品质量等提供了保障。但是也造成效率、保证产品质量等提供了保障。但是也造成企业缺少整体规企业缺少整体规划，产品信息数据不能共享，造成划，产品信息数据不能共享，造成“自动化孤岛自动化孤岛”。计算机网络和系统集成技术，使得计算机网络和系统集成技术，使得企业内部信息和数据实现了及企业内部信息和数据实现了及时性、准确性和共享性。时性、准确性和共享性。“自动化孤岛自动化孤岛自动化孤岛自动化孤岛自动化孤岛自动化孤岛”思考题：思考题：2 2、
40、自动化孤岛如何形成的？打破自动化孤岛有什么作用？、自动化孤岛如何形成的？打破自动化孤岛有什么作用？引领专业投资引领专业投资兰州交通大学兰州交通大学兰州交通大学兰州交通大学 LZJTULZJTULANZHOU JIAOTONG UNIVERSITY2024/7/172024/7/17http:/32同时，哈林顿博士认为应该在同时，哈林顿博士认为应该在计算机网络和分布式数据库技术计算机网络和分布式数据库技术的支的支持下，把各种局部的、由单元技术构建而成的自动化子系统集成起持下，把各种局部的、由单元技术构建而成的自动化子系统集成起来，即将市场、工程设计、生产制造、管理等集成在一块，实现来，即将市场、
41、工程设计、生产制造、管理等集成在一块，实现信信息集成、功能集成、过程集成息集成、功能集成、过程集成，建立综合自动化大系统。从而强化，建立综合自动化大系统。从而强化系统优势，提高企业的生产效率和效益。系统优势，提高企业的生产效率和效益。将将 将将将将“自动化孤岛自动化孤岛自动化孤岛自动化孤岛自动化孤岛自动化孤岛”集成在一起集成在一起集成在一起集成在一起集成在一起集成在一起引领专业投资引领专业投资兰州交通大学兰州交通大学兰州交通大学兰州交通大学 LZJTULZJTULANZHOU JIAOTONG UNIVERSITY2024/7/172024/7/17http:/33将将 将将将将“自动化孤岛自
42、动化孤岛自动化孤岛自动化孤岛自动化孤岛自动化孤岛”集成在一起集成在一起集成在一起集成在一起集成在一起集成在一起以产品生产的自动化为需求驱动以产品生产的自动化为需求驱动单元技术的集成应用单元技术的集成应用优化生产要素间的配置优化生产要素间的配置信息流动的单向性，产品生产模式也是信息流动的单向性，产品生产模式也是传统的串行方式传统的串行方式信息集成解决企业中各个自动化孤岛之间的信息交换与共享。包括信息集成解决企业中各个自动化孤岛之间的信息交换与共享。包括企企业建模、系统设计方法、软件工具与规范，异构环境与子系统的信息业建模、系统设计方法、软件工具与规范，异构环境与子系统的信息集成集成，如，如MRP
43、IIMRPII，ERPERP等，其特点表现为：等，其特点表现为：1.1.信息集成信息集成(以早期计算机集成制造为代表以早期计算机集成制造为代表)引领专业投资引领专业投资兰州交通大学兰州交通大学兰州交通大学兰州交通大学 LZJTULZJTULANZHOU JIAOTONG UNIVERSITY2024/7/172024/7/17http:/34企业为了提高企业为了提高T T（时间、效率）、（时间、效率）、Q Q（质量）、（质量）、C C（成本）、（成本）、S S（服务）、（服务）、E E（环境）等目标，除了信息集成这一手段外，还必须处理好（环境）等目标，除了信息集成这一手段外，还必须处理好过程间
44、的过程间的优化与协调优化与协调。过程集成要求将产品开发、工艺设计、生产制造、供应销售中过程集成要求将产品开发、工艺设计、生产制造、供应销售中的各的各串行过程尽量转变为并行过程串行过程尽量转变为并行过程，如在产品设计时就考虑到，如在产品设计时就考虑到下游工作中的可制造性、可装配性、可维护性等，并预见产品下游工作中的可制造性、可装配性、可维护性等，并预见产品的质量、售后服务内容等。的质量、售后服务内容等。过程集成还包括过程集成还包括快速反应和动态调整快速反应和动态调整，即当某一过程出现未预，即当某一过程出现未预见偏差，相关过程及时调整规划和方案。见偏差，相关过程及时调整规划和方案。2.2.过程集成
45、过程集成(以并行工程为代表以并行工程为代表)引领专业投资引领专业投资兰州交通大学兰州交通大学兰州交通大学兰州交通大学 LZJTULZJTULANZHOU JIAOTONG UNIVERSITY2024/7/172024/7/17http:/35充分利用全球的物质资源、信息资源、技术资源、制造资源、人才资充分利用全球的物质资源、信息资源、技术资源、制造资源、人才资源和用户资源，满足以源和用户资源，满足以人为核心的智能化和以用户为中心的产品柔性人为核心的智能化和以用户为中心的产品柔性化化是是CIMSCIMS全球化目标。全球化目标。企业集成就是企业集成就是解决资源共享、资源优化、信息服务、虚拟制造、
46、并行解决资源共享、资源优化、信息服务、虚拟制造、并行工程、网络平台等方面的关键技术工程、网络平台等方面的关键技术。3.3.企业间集成企业间集成(以敏捷制造为代表以敏捷制造为代表)企业内外部资源实现优化利用，以企业间实现动态联盟、形成扁平式企企业内外部资源实现优化利用，以企业间实现动态联盟、形成扁平式企业的组织管理结构，实现产品型企业等为特征，其特点体现在：业的组织管理结构，实现产品型企业等为特征，其特点体现在：企业动态联盟的需要，应对快速多变的市场企业动态联盟的需要，应对快速多变的市场敏捷制造新模式敏捷制造新模式系统集成的系统集成的“高鲁棒性高鲁棒性ROBUST”引领专业投资引领专业投资兰州交
47、通大学兰州交通大学兰州交通大学兰州交通大学 LZJTULZJTULANZHOU JIAOTONG UNIVERSITY2024/7/172024/7/17http:/36F敏捷制造的目的可概括为：敏捷制造的目的可概括为：“将柔性将柔性生产技术，有技术、有知识的生产技术，有技术、有知识的劳动力劳动力与能够促进企业内部和企业之间合作的与能够促进企业内部和企业之间合作的灵活管理灵活管理集成在一起，集成在一起，通过所建立的共同基础结构，对迅速改变的市场需求和市场实际做通过所建立的共同基础结构，对迅速改变的市场需求和市场实际做出快速响应出快速响应”。F从这一目标中可以看出，敏捷制造包括从这一目标中可以看
48、出，敏捷制造包括三个要素：生产技术、管理三个要素：生产技术、管理和人力资源和人力资源。3.3.企业间集成企业间集成(以敏捷制造为代表以敏捷制造为代表三要素三要素)AMAM就是指制造系统在满足低成本和高质量的同时，对变幻莫测的市就是指制造系统在满足低成本和高质量的同时，对变幻莫测的市场需求的快速反应场需求的快速反应”。其其敏捷性敏捷性表现在：表现在：l对市场的快速反应能力和竞争力对市场的快速反应能力和竞争力l柔性柔性以同样的设备与人员生产不同产品或实现不同以同样的设备与人员生产不同产品或实现不同目标的能力目标的能力l快速快速以最短的时间执行任务的能力以最短的时间执行任务的能力l企业策略上的敏捷性
49、企业策略上的敏捷性l企业日常运行的敏捷性企业日常运行的敏捷性思考题：思考题：3 3、敏捷制造的三要素分别是什么？其敏捷性表现又在哪些方面？、敏捷制造的三要素分别是什么？其敏捷性表现又在哪些方面？引领专业投资引领专业投资兰州交通大学兰州交通大学兰州交通大学兰州交通大学 LZJTULZJTULANZHOU JIAOTONG UNIVERSITY2024/7/172024/7/17http:/37具有具有高度柔性的生产设备高度柔性的生产设备是创建敏捷制造企业的必要条件（但不是创建敏捷制造企业的必要条件（但不是充分条件）。是充分条件）。设备柔性设备柔性在产品开发和制造过程中，能运用计算机能力和制造过程
50、的知识在产品开发和制造过程中，能运用计算机能力和制造过程的知识基础，用数字计算方法设计复杂产品；可靠地模拟产品的特性和基础，用数字计算方法设计复杂产品；可靠地模拟产品的特性和状态，精确地状态，精确地模拟产品制造过程模拟产品制造过程。过程柔性过程柔性敏捷制造企业是敏捷制造企业是一种高度集成的组织一种高度集成的组织。信息在制造、工程、市场。信息在制造、工程、市场研究、采购、财务、仓储、销售、研究等部门之间以及敏捷制造研究、采购、财务、仓储、销售、研究等部门之间以及敏捷制造企业与其供应厂家之间连续流动。企业与其供应厂家之间连续流动。组织柔性组织柔性把企业中分散的各个部门集中在一起，靠的是严密的把企业
