J. Harringtong 博士
Computer Integrated Manufacturing 计算机集成制造 CIM
基本思想
• 企业的各个生产环节是不可分割的，应该加以统一处理； • 整个生产过程实质上也是对信息的采集、传递和加工处理
的过程，在企业中主要存在信息流和物流这两种运动过程
，而物流又是受信息流控制的。
“快鱼”吃“慢鱼”
现代制造系统的模式和哲理
• 成组技术 (相似性)
• CIM (集成) • 并行工程 (同步) • JIT (及时)
• 智能制造系统 (智能)
• 敏捷制造 (灵活) • 精益生产 (简化) • 合理化工程 (重组、标准化) • 业务过程重组BPR(重组)
T Q C S F E
现代集成制造技术
并行工程 (Concurrent Engineering，CE)
并行工程是集成地、并行地设计产品及 其相关的各种过程（包括制造过程和支持 过程）的系统方法。这种方法要求产品开 发人员在设计一开始就考虑产品整个生命 周期中从概念形成到产品报废处理的所有 因素，包括质量、成本、进度计划和用户 要求。
丰田汽车公司的并行工程系统
时间 百分比（%)
开发设计工作的重要性
70 60 50
40
30 20 10 0 开发设计 生产准备与 加工 原材料与外 购件的采购 对成本的影响 所需的工时成本 管理和销售
将核心工作放在本企业
两头在内，中间在外
开发设计
制造
市场销售
成功企业的关键因素
• • • • • • 上市时间 质量 产品成本 服务 灵活性 环境 T(time) Q(quality) C(cost) S(service) Ｆ(flexibility) Ｅ(enviroment)
21世纪的先进制造技术
基本概念
1. 21世纪的产品特点 2. 21世纪制造企业的环境 3. 现代集成制造技术
目前对先进制造技术尚没有一个明确的、一致 公认的定义，经过近年来对发展先进制造技术方面 开展的工作，通过对其特征的分析研究，可以认为 ：先进制造技术是制造业不断吸收信息技术
和现代管理技术的成果，并将其综合应用于 产品设计、加工、检测、管理、销售、使用 、服务乃至回收的制造全过程，以实现优质 、高效、低耗、清洁、灵活生产，提高对动 态多变的市场的适应能力和竞争能力的制造 技术的总称。
“自动化孤岛”
1+1ห้องสมุดไป่ตู้2 ?
将“自动化孤岛”集成在一起
将“自动化孤岛”集成在一起
产品形成过程 昨天-今天-明天
昨天 过程序列
产品规划 概念设计 详细设计 生产准备
今天 过程链
产品规划
概念设计
详细设计
生产准备
PDM
过程管理
明天 过程流
产品规划
概念设计
详细设计
生产准备
PDM 数字模型
CIM和CIMS的定义
规划 车型设计 产品设计
试制评 价
生产准备
生产
规划 Planning
产品 试制 生产 车形 设计 评价 准备 设计 Prototype Engineering Production Styling Fabrication engineering design Design & Testing
CIMS的集成
集成的内容
功能集成 组织集成
信息集成
过程集成
传统的组织结构
面向功能的组织结构
销售部门
技术部门
制造部门
现代的组织结构
面向过程的组织结构
Teamwork
CIMS的发展
企业间集成
过程集成
信息集成
制造业CIMS的关键技术
并行工程 产品数据管理 PDM 项目管理 快速原型技术 拟实制造 大规模定制生产
90年代国际水平的占30% 80年代国际水平的占40%
2000多种主导产品的平均生命周期为10.5年是美国产品3.5倍
美国新产品贡献率已达到生产总值的52% 我国仅为5.9%
我国的技术来源主要依赖国外技术，企业技术创新能力低下
设计在整个生产周期中所占 的比重
设计开发
0 20 40 60
制造
80 100
21世纪的产品特点
1. 产品结构的特点 知识-->技术-->产品的时间越来 越来短、 结构越来越复杂
• • • 1782年摄影原理到1838年照相机 56年 1831年电机原理到1872年发动机 41年 1948年半导体到1954年半导体收音机 6年
21世纪的产品特点
2. 产品的批量 更小 3. 产品价格取决于独占知识的含 量 4. 产品的市场特点
信息时代造成了跨国公司的垄断性
跨国公司的生产总值占工业化国家生产总值的 40%； 跨国公司的贸易额占世界贸易总值的 跨国公司的工业研制费占世界总值的 跨国公司操纵了世界技术转让的 50%； 80%； 75%；
跨国公司操纵了对发展中国家技术贸易的
90%。
我国制造业的严峻形势
我国机械工业主导产品
CIM 是一种组织、管理与运行企业的哲理。它将传 统的制造技术与现代信息技术、管理技术、自动化技术、 系统工程技术等有机结合，借助计算机（硬、软件）， 使企业产品全生命周期 ——市场需求分析、产品定义、 研究开发、设计、制造、支持（包括质量、销售、采购、 发送、服务）以及产品最后报废、环境处理等各阶段活 动中有关人/组织、经营管理和技术三要素及其信息流、 物流和价值流有机集成并优化运行，实现企业制造活动 的计算机化、信息化、智能化、集成优化，以达到产品 上市快、高质、低耗、服务好、环境清洁，进而提高企 业的柔性、健壮性、敏捷性，使企业赢得市场竞争。 CIMS是一种基于CIM哲理构成的计算机化、信息化、 智能化、集成优化的制造系统。
• 顾客对产品功能、性能、质量、服务要求更 高
•
参与全球竞争更加激烈
现代制造企业环境的变化
大市场和大竞争； 产品生命周期缩短； 交货期成为主要竞争因素； 用户需求个性化, 多品种小批量 生产 比例增大。
发达国家的制造业发展迅速
例：波音777的设计和制造是20世纪90年代制 造业的标志性进展 全数字化定义——无纸生产； 数字化预装配——无金属样机的生产(虚拟) 广域网上的异地设计、异地制造； 基于ＳＴＥＰ的数据交换； 协同工作小组（Team work) 设计制造周期大大缩短： 波音757,767 —— 9-10年 波音7７7缩短到4.5年，并获得巨大的独 占性利润，每架波音777要价1.4亿美元。