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单词 计算机集成制造
释义

【计算机集成制造】
 

拼译:computer integrated manufacturing(CIM)
 

美国人哈林顿(Joseph Harrington)于1973年提出的一种信息时代工厂自动化的模式。它把企业中原先相互分离的技术和人员,通过信息技术有机地集成起来,使企业内的各种活动高速度有节奏相互协调地进行,从而提高了企业对竞争的多变环境的适应能力。70年代开始,世界市场发生了重大变化,由过去传统的相对稳定的市场,演变成动态、多变型的市场,于是人们开始探索新的概念与方法来指导企业经营管理和组织生产以适应这种环境。与此同时,自动化技术、信息技术与系统技术取得了举足发展和普及。计算机集成制造系统就是在上述社会环境、经营模式和技术条件下发展起来的一种综合自动化系统。

CIMS核心技术与基本内容是集成。在企业范围的系统空间中,这种集成是沿着3个方面进行的:产品生命周期间的集成,包括市场、工程过程、制造过程、管理过程之间的集成;企业递阶决策过程间的集成,包括:计划过程,管理过程、执行过程之间的集成;系统不同结构模型之间的集成,包括结构化模型、半结构化模型、非结构化模型之间的集成。CIMS就是通过集成手段使企业中生产过程的物质流、管理过程的信息流和决策过程的决策流的运动达到协调一致,实现企业当前与未来的目标。CIMS是一种以计算机为基础的自动化系统,信息技术是其主要支撑技术之一。为了使企业能共享不同制造商制造出的产品,必须研究异型计算机间通信联网。目前符合开放系统互连标准的CIM协议有制造自动化协议(MAP,Manufacturing Automation Protocol)及技术和办公协议(TOP,Technical and Office Protocol)。美国国防部一运输控制协议、网络互连协议(DOD-TCP/IP,The United states Department of Defense Transmission Control Protocol、Internet Protoco1)目前已很完善。因此,相当长一个时期内,将是TCP/IP和ISO/OSI共存和逐步过渡的局面。异构数据库间的集成,实现多数据库系统中数据资源的共享,是CIMS另一重要支撑技术。目前存在着结构不通的数据库系统,如层次式数据库系统,网状式数据库系统,关系数据库系统以及研制中的联邦数据库系统。信息集成及数据驱动是CIMS主要技术手段,实现上述结构不同的数据库之间的互操作是CIMS重要的技术问题之一。

CIMS是一种开放系统,它直接与环境交换物质、信息与能量。这种系统具有自组织、自学习和自适应的能力,自我完善或改变它的结构,以适应环境的变化维持自我平衡。因此,研究CIM开放系统体系结构是十分重要的。它应包括宏观层(Macroscopic)、中观层(Mesoscopic)和微观层(Microscopic)。为了研究与实施,它还分解成若干个侧面或视图,目前有功能视图、信息视图、资源视图与组织视图(Function View,Information View,Resource View,Organization View)。合理的系统结构是保证CIMS开放系统宏观有序的基础。

CIMS是一种复杂的人-机系统。无论技术如何发达,无人工厂是永不存在的,尽管是以人为主导,还是以技术为主导来实施CIM,国际上仍在争论之中,但是对人与机器(技术)结合起来处理问题的人-机交互式系统已取得共识。因此,人工智能技术、人-机接口技术和离散事件系统仿真技术等均是重要的研究课题。

集成的目标是增强企业的竞争力,提高企业的综合效益。为此,必须研究和采用先进的经营生产模式,并以此为标准简化现有生产、管理与决策过程。消除一切对最终目标不增加价值的活动与实体。因此,企业全局经营生产模式的研究尤为重要。目前以平行工程模式CE(Concurrent Engineering,又称同期工程Simultanous Engineerion或合称CSE)最为吸引人。CE同过去以串行作业为基础的线性管理相反,是一种正交的非线性管理。它将企业范围内的各种作业并行交互式地进行,从而大大地缩短了过去串行作业所需的时间,提高了产品质量,降低了成本。在CE全局模式下,研究各部分的模式是CIMS单元技术发展的方向。如工程部分的产品模型数据交换标准(STEP,Standard for the Exchange of Product Model Data)模式,管理部分的准时制生产(JIT,.Just-In-Time)模式和最优生产技术(OPT,Optimal Production Technology)模式等。先进的、有效的经营和生产模式才会给企业带来效益。

综上所述,CIMS是一种时空庞大、结构复杂的系统。因此.系统工程是必不可少的工具。按照开放系统的原理,必须科学有效地封闭起一些相对本质与稳定的东西,封闭部分自治得愈好,开放系统的运行品质也愈好。面向客体技术(O-O,ObjectOriented Technology)是在这种思想下发展起来的一种处理复杂软件系统的有效技术。它用分类、抽象、简化、继承、封装等概念与手段来抽取CIMS系统中的基本实体及操作,再通过特定的办法来组装这些实体与操作,形成多种多样的CIMS应用系统。

CIMS是在竞争环境刺激下及相关学科技术的驱动下由人们研制出来的一种人造系统。因此,有关学科间的相互交叉、渗透与融合是形成CIMS集成技术的新概念与新方法的基础。这些学科技术包括:制造技术、管理科学、信息技术、自动化技术和系统工程等。因此,CIMS是一种多类专业、多种层次和多个阶段的联合攻关(Team Work)的高技术项目。

CIM是一种发展中的概念与技术,目前又提出了虚拟公司(Virtual Company)、敏捷制造(Agile Manufacturing)、经营过程重构(Business Process Re-engineering)等新的管理与制造模式。为此,集成应在开放系统理论与方法指导下,按动态自组织的方式重构企业组织与制造系统,以适应环境的不断变化。

【参考文献】:

1 任守榘,吴澄.清华大学学报(自然科学版).1987,27(1)

2 Kurt Kosanke,Jakob Vlietstra,CIM-OSA-Its Goals,Scope,Contents and Achievements Conference Proceedings Esprit’89

3 David P/ST/Charles Simultaneous Engineering Conference Proceedings Autofact’89

(清华大学博士生导师任守榘教授撰)

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