计算机集成制造技术计算机集成制造技术（CIMT）（Computer Integrated Manufacturing Technology）第一讲第一讲 概论概论( ( 基本概念及国内外现状基本概念及国内外现状 ) )制造业信息化工程制造业信息化工程Manufacture Information EngineeringManufacture Information Engineering以信息化带动工业化以信息化带动工业化用高新技术改造传统产业用高新技术改造传统产业问题提出的背景问题提出的背景BackgroundBackground迎接迎接“入世入世”挑战挑战实现世界制造业强国实现世界制造业强国制造业信息化工程的内涵制造业信息化工程的内涵 Connotation of Manufacture Information EngineeringConnotation of Manufacture Information Engineering全面提升全面提升我国制造业我国制造业的竞争力的竞争力1个结合个结合 、3个创新、个创新、4个个“化化”1个结合个结合 将信息技术、自动化技术、现代管理技术与制造技术相结合将信息技术、自动化技术、现代管理技术与制造技术相结合3个创新个创新 产品设计方法和工具的创新；产品设计方法和工具的创新；企业管理模式的创新；企业管理模式的创新；企业间协作关系的创新；企业间协作关系的创新；4个个“化化”产品设计制造和企业管理的信息化；产品设计制造和企业管理的信息化；生产过程控制的智能化；生产过程控制的智能化；制造装备的数控化；制造装备的数控化；咨询服务的网络化。咨询服务的网络化。课程命名课程命名 计算机集成计算机集成制造制造技术技术 （CIMT) )Computer Integrated Manufacturing Technology先进制造技术先进制造技术 （AMT ) )Advanced Manufacturing Technique现代制造工程现代制造工程 （AME ) )Advanced Manufacturing EngineeringCIMS工程工程（ CIMSE ) )Computer Integrated Manufacturing System Engineering课程内容课程内容l基本概念、国内外现状基本概念、国内外现状lCAD/CAMlFMSlCAPPlMISlCIMS计算机集成计算机集成制造制造技术技术的基本概念的基本概念 Concept of CIMT 计算机集成计算机集成制造制造技术技术( CIMT )是指计是指计算机在制造业中的应用工程。它是由计算机算机在制造业中的应用工程。它是由计算机技术和制造技术结合而诞生的技术和制造技术结合而诞生的, ,是计算机在是计算机在制造制造工程工程中的应用技术的总称。中的应用技术的总称。CIMT基本概念基本概念Concept of CIMT CIMT = = 计算机技术计算机技术 + + 传统制造技术的发展传统制造技术的发展 + + 现代管理技术现代管理技术“大制造大制造”概念概念包括了产品全生命周期各类活动的集合包括了产品全生命周期各类活动的集合: : 市场需求分析市场需求分析 产品定义产品定义 研究开发研究开发 设计设计 生产生产 支持支持（包括质量、销售、采购、发送、服务）（包括质量、销售、采购、发送、服务） 报废、环境处理报废、环境处理1.计算机在产品制造中的应用计算机在产品制造中的应用l1952年年 第一台数控第一台数控( (NC) )机床诞生机床诞生l1954年年 自动编程工具自动编程工具( (APT) )完成完成l1962年年 研制出第一台工业机器人研制出第一台工业机器人l1967年年 柔性制造系统（柔性制造系统（FMS) )l20世纪世纪60年代末期开始研究计算机辅助工年代末期开始研究计算机辅助工艺过程设计艺过程设计( (CAPP) )。2. 计算机在产品设计中的应用计算机在产品设计中的应用l1959年，提出了年，提出了CAD的概念的概念l1963年，发表了试验研究性成果年，发表了试验研究性成果SKETCH PAD方案方案 l同年，发明了计算机图形显示器同年，发明了计算机图形显示器l20世纪世纪70年代，年代，CAD进入了设计应用领域进入了设计应用领域3. 计算机计算机在经营管理中的应用在经营管理中的应用l1954年，年，GE公司利用电子计算机计算职工工资公司利用电子计算机计算职工工资l1961年，提出了物料需求计划年，提出了物料需求计划( (MRP-I) )管理系统管理系统l1979年，在此基础上开发了制造资源计划年，在此基础上开发了制造资源计划( (MRP-II）CIMT基本概念基本概念( (Concept of CIMT) )CIMT是指计算机在制造业中的应用工程。是指计算机在制造业中的应用工程。CAD/CAM - Computer-Aided Design/Manufacturing FMC,FMS - Flexible Manufacturing Cell, SystemCAPP - Computer-Aided Process PlanningMIS - Management Information SystemCIMS - Computer Integrated Manufacturing System柔性制造系统柔性制造系统(Flexible Manufacturing System)带有两个交换工作台的加工中心机床带有两个交换工作台的加工中心机床(Machining Center With Two Pallet Changers)传统方式的设计传统方式的设计/ /制造制造和和CAD/CAM方式的比较方式的比较(Traditional Design/Manufacturing Communication Compared With CAD/CAM-based Communication)CIM、CIMS 概念概念现代企业的先进生产模式现代企业的先进生产模式 计算机集成制造系统计算机集成制造系统CIMS 概述概述 CIMS 是在信息技术、自动化是在信息技术、自动化技术基础上，通过计算机把制造过技术基础上，通过计算机把制造过程中各种分散的自动化系统有机地程中各种分散的自动化系统有机地集成起来，形成高效益的智能制造集成起来，形成高效益的智能制造系统系统。CIMS的高集成度的高集成度 CIMS是下列自动化技术发展的延续和是下列自动化技术发展的延续和更高水平的集成：更高水平的集成：CAD Computer-Aided DesignCAM Computer-Aided Manufacturing FMC, FMS - Flexible Manufacturing Cell, SystemCAPP Computer-Aided Process PlanningMIS Management Information System哈林顿的哈林顿的 CIM 概念概念美国美国J. Harrington于于1976年年提出的提出的CIM概念：概念： 企业生产的各个环节，即从市场分析、产品企业生产的各个环节，即从市场分析、产品设计、加工制造、经营管理到售后服务的全部生设计、加工制造、经营管理到售后服务的全部生产活动是一个不可分割的整体，要紧密连接，统产活动是一个不可分割的整体，要紧密连接，统一考虑。一考虑。 整个生产过程实质上是一个数据的采集、传整个生产过程实质上是一个数据的采集、传递和加工处理的过程。最终形成的产品可以看作递和加工处理的过程。最终形成的产品可以看作是数据的物质表现。是数据的物质表现。CIM 哲理哲理 CIM是组织、管理生产的一种哲理、思是组织、管理生产的一种哲理、思想和方法，或者说，它是一种新的制造思想和方法，或者说，它是一种新的制造思想和技术形态。想和技术形态。 CIMS是基于是基于CIM哲理、思想和方法建立哲理、思想和方法建立的制造系统。的制造系统。863/CIMS主题提出的主题提出的CIMS（Contemporary Integrated Manufacturing System）lCIMS是一种基于是一种基于CIM理念构成的理念构成的“数字数字化、虚拟化、网络化、智能化、绿色化、化、虚拟化、网络化、智能化、绿色化、集成优化集成优化”的制造系统。的制造系统。CIMS的组成的组成4个功能分系统：个功能分系统：2个支撑分系统：个支撑分系统：管理信息系统；管理信息系统；产品工程设计自动化系统；产品工程设计自动化系统；制造自动化制造自动化( (柔性制造柔性制造) )系统；系统；质量保证系统。质量保证系统。计算机网络系统；计算机网络系统；数据库系统。数据库系统。CIMS 组成框图组成框图Diagram of CIMSDiagram of CIMSMISCAD/CAPP/CAMCAQCNCFMSDBInternetTechnical InformationMarket InformationSale & ServiceInformationRaw & Processed MaterialsProductCIMS国内外现状国内外现状 美国、日本、西欧等工业发达美国、日本、西欧等工业发达国家开展国家开展 CIMS 的研究已有的研究已有20多多年历史。年历史。 国内自国内自“863计划计划”至今开展至今开展CIMS 研究与应用也有研究与应用也有1010多年。多年。 “863计划计划”国家高技术研究发展计划国家高技术研究发展计划 研究与开发的重点：研究与开发的重点： 生物技术；生物技术； 航天技术；航天技术； 信息技术；信息技术； 激光技术；激光技术； 自动化技术（自动化技术（CIMS主题和机器人主题）；主题和机器人主题）； 能源技术；能源技术； 新材料；新材料； 海洋技术。海洋技术。CIMS国内现状国内现状 1990年四个重点应用工厂年四个重点应用工厂 20多个省市（行业）、多个省市（行业）、200多个多个CIMS应用示范工程应用示范工程 1994、1999年度年度 SME“大学领先奖大学领先奖” 1995年度年度CIMS工业领先奖工业领先奖CIMS发展的三个阶段发展的三个阶段信息集成（信息集成（8080年代）年代）过程集成（过程集成（9090年代初）年代初）企业集成（面向企业集成（面向2121世纪）世纪）新阶段的新阶段的CIMS第一代第一代CIMS 通过信息集成将各自动化单项技术通过信息集成将各自动化单项技术集成起来，解决集成起来，解决T、Q、C、S。新阶段的新阶段的CIMS 并行工程并行工程( (CE) ) 产品开发过程的集成。产品开发过程的集成。 敏捷制造敏捷制造( (AM) ) 企业集成。企业集成。并行工程并行工程（CE- Concurrent EngineeringCE- Concurrent Engineering） 并行工程并行工程( ( CE ) )是集成地、并行是集成地、并行地设计、制造产品的系统方法。地设计、制造产品的系统方法。串行模式串行模式Serial ModeSerial Mode设计设计工艺工艺制造制造装配装配测试测试修改意见反馈修改意见反馈并行模式并行模式(Concurrent Mode)(Concurrent Mode)设计设计工艺工艺制造制造装配装配测试测试修改意见反馈修改意见反馈CAX DFX面向制造的设计面向制造的设计（DFM）面向装配的设计面向装配的设计（DFA）面向成本的设计面向成本的设计（DFC）面向维护的设计面向维护的设计（DF Maintainability）面向质量的设计（面向质量的设计（DFQ）面向环境的设计（面向环境的设计（DF Environment）面向拆卸的设计（面向拆卸的设计（DF Disassembly）面向再利用设计（面向再利用设计（DFR）敏捷制造敏捷制造（AM Agile Manufacturing） 通过组织动态联盟（通过组织动态联盟（Virtual Company /Virtual Organization）来适应持续多变、来适应持续多变、无法预料的市场变化。无法预料的市场变化。 动态联盟就是利用已有的社会、技术基动态联盟就是利用已有的社会、技术基础实现敏捷制造的重要手段。础实现敏捷制造的重要手段。下一讲下一讲 CAD/CAM谢谢！谢谢！