计算机集成制造系统的核心技术优势在于哪里

计算机集成制造系统(又称计算机综合生产系统)是当今最先进的生产管理方式，其英文缩写为CIMS(ComputerIntegratedManufacturingSystems)。它是一种利用计算机的软硬件、网络等现代高技术，将企业的经营、管理、计划、产品设计、加工制造、销售及服务等环节与人力、物力、财力等生产要素集成起来的系统。采用CIMS的企业由于产品从接受定单开始，到设计、制造、销售等全过程，都由计算机系统进行统一管理，因而具有这样的特点：既能够发挥自动化的高效率、高质量，又具有充分的灵活性，非常适合于开发和制造技术含量高、结构复杂的产品，从而满足现代生产多品种、中小批量的需要。据调查，采用CIMS可以使产品质量提高200％～500％，生产率提高40％～70％，设备利用率提高200％～500％，生产周期缩短30％～60％，工程设计费用减少15％～30％，人力费用减少5％～20％。因此，CIMS正在成为现代工业革命的核心，成为各个国家竞相发展的一项具有战略意义的高技术。CIMS主要由计算机辅助设计与制造技术(CAD／CAM)、柔性制造系统(FMS)、管理信息系统(MIS)三部分构成。CAD／CAM技术利用计算机强有力的数字运算能力和逼真的图形处理能力，辅助进行产品的设计与分析，并且通过处理产品制造中的相关数据、控制材料的流动、控制机器的运行、测试检验产品性能等环节，参与产品的制造过程，提高生产的质量和效率。FMS利用计算机程序易更改的灵活特性来控制以数控加工中心、机器人和自动搬运车为支柱的生产自动化系统，克服了传统的流水线生产方式不易更新产品的缺点，适于多品种小批量生产。MIS则以“无缺陷、零库存、无待工、低成本”为管理的理想目标，借助计算机及时设计和研制市场适销对路的产品，并对产品的设计、制造(包括材料采购、零件生产、部件组装、整体装配等环节)及销售作出统一规划，进行生产全程的质量管理。将这三者有机地结合在一起便构成了CIMS。那么，CIMS是怎样工作的呢？在一个全面采用CIMS的汽车工厂里，如果你想一种功能特殊、颜色独特的汽车，只需将制作草图输入进行辅助设计的计算机，计算机系统就会自动生成工艺流程和数控程序，并把这些信息通过网络传输到各个生产车间；车间的计算机则会根据所接到的信息指挥自动搬运车从仓库运来用于制造零件的毛坯，安装在柔性生产线上，让一台台不同类型和功能的数控设备在机器人的协助下，依照程序进行加工；很快，大约只需原来生产订制车时间的1／5～1／10，你的汽车便会驶下生产线。

计算机集成制造系统（CIMS）是通过计算机及其软件，综合运用自动化技术、信息技术和制造技术、现代管理技术、系统工程技术等，将制造工厂全部生产活动所需的各种分散的自动化系统有机地集成起来，使企业实现动态总体优化，达到产品上市（T）快，质量（Q）高、成本（C）低、服务（S）好，从而提高企业的竞争能力与生存能力。CIMS的核心是实现企业信息集成，是适合于多品种、中小批量生产的高柔性的先进制造系统。

以信息技术的发展为支持，以满足制造业市场需求和增强企业竞争力为目的，现代集成制造技术未来将突出以下八个方面的发展趋势。 未来世界，“数字化”将势不可当。“数字化”不仅是“信息化”发展的核心，而且也是先进制造技术发展的核心。信息的“数字化”处理同“模拟化”处理相比，有着3个不可比拟的优点：信息精确，信息安全，信息容量大。数字化制造就是指制造领域的数字化，它是制造技术、计算机技术、网络技术与管理科学的交叉、融和、发展与应用的结果，也是制造企业、制造系统与生产过程、生产系统不断实现数字化的必然趋势。它包含了三大部分：以设计为中心的数字制造，以控制为中心的数字制造和以管理为中心的数字制造。对制造设备而言，其控制参数均为数字化信号。对制造企业而言，各种信息（如图形、数据、知识、技能等等）均以数字形式，通过网络，在企业内传递，以便根据市场信息，迅速收集资料信息，在虚拟现实、快速原型、数据库、多媒体等多种数字化技术的支持下，对产品信息、工艺信息与资源信息进行分析、规划与重组，实现对产品设计和产品功能的仿真，对加工过程与生产组织过程的仿真，或完成原型制造，从而实现生产过程的快速重组与对市场的快速响应，以满足客户化要求。对全球制造业而言，用户借助网络发布信息，各类企业通过网络，根据需求，应用电子商务，实现优势互补，形成动态联盟，迅速协同设计与制造出相应的产品。这样，在数字制造环境下，在广泛领域乃至跨地区、跨国界形成一个数字化组成的网，企业、车间、设备、员工、经销商乃至有关市场均可成为网上的一个“结点”，在研究、设计、制造、销售、服务的过程中，彼此交互，围绕产品所赋予的数字信息，成为驱动制造业活动的最活跃的因素。 这是所讲的“自动化”就是减轻人的劳动，强化、延伸、取代人的有关劳动的技术或手段。自动化总是伴随有关机械或工具来实现的。可以说，机械是一切技术的载体，也是自动化技术的载体。“自动化”从自动控制、自动调节、自动补偿、自动辨识等发展到自学习、自组织、自维护、自修复等更高的自动化水平；而且今天自动控制的内涵与水平已远非昔比，从控制理论、控制技术、控制系统、控制元件，都有着极大的发展。制造业发展的自动化不但极大地解放了人的体力劳动，而且更为关键的是有效地提高了脑力劳动，解放了人的部分的脑力劳动。因此，自动化将是现代集成制造技术发展的前提条件。 “集成化”，一是技术的集成，二是管理的集成，三是技术与管理的集成；其本质是知识的集成，亦即知识表现形式的集成。如前所述，现代集成制造技术就是制造技术、信息技术、管理科学与有关科学技术的集成。“集成”就是“交叉”，就是“杂交”，就是取人之长，补己之短。“集成化”主要指：（1）、现代技术的集成。机电一体化是个典型，它是高技术装备的基础，如微电子制造装备，信息化、网络化产品及配套设备，仪器、仪表、医疗、生物、环保等高技术设备。（2）、加工技术的集成、特种加工技术及其装备是个典型，如增材制造（即快速原型）、激光加工、高能束加工、电加工等等。（3）、企业集成，即管理的集成，包括生产信息、功能、过程的集成；包括生产过程的集成。全寿命周期过程的集成；也包括企业内部的集成，企业外部的集成。 制造技术的智能化是制造技术发展的前景。智能化制造模式的基础是智能制造系统，智能制造系统既是智能和技术的集成而形成的应用环境，也是智能制造模式的载体。与传统的制造相比，智能制造系统具有以下特点：1、人机一体化；2、自律能力；3、自组织与超柔性；4、学习能力与自我维护能力；5、在未来，具有更高级的类人思维的能力。制造技术的智能化突出了在制造诸环节中，以一种高度柔性与集成的方式，借助计算机模拟的人类专家的智能活动，进行分析、判断、推理、构思和决策，取代或延伸制造环境中人的部分脑力劳动。同时，收集、存储、处理、完善、共享、继承和发展人类专家的制造智能。尽管智能化制造道路还很漫长，但是必将成为未来制造业的主要生产模式之一。 “绿色”是从环境保护领域中引用来的。人类社会的发展必将走向人类社会与自然界的和谐。人与人类社会本质上也是自然世界的一个部分，部分不能脱离整体，更不能对抗与破环整体。因此，人类必须从各方面促使人与人类社会同自然界和谐一致，制造技术也不能例外。制造业的产品从构思开始，到设计阶段、制造阶段、销售阶段、使用与维修阶段，直到回收阶段、再制造各阶段，都必须充分计及环境保护。所谓环境保护是广义的，不仅要保护自然环境，还要保护社会环境、生产环境，还要保护生产者的身心健康。在此前提与内涵下，还必须制造出价廉、物美、供货期短、售后服务好的产品。作为“绿色”制造，产品还必须在一定程度上是艺术品，以与用户的生产、工作、生活环境相适应，给人以高尚的精神享受，体现着物质文明、精神文明与环境文明的高度交融。每发展与采用一项新技术时，应站在哲学高度，慎思“塞翁得马，安知非祸”，即必须充分考虑可持续发展，计及环境文明。制造必然要走向“绿色”制造。 《计算机集成制造系统》是中文月刊，外文名Computer Integrated Manufacturing Systems,期刊号ISSN l006-5911。《计算机集成制造系统》月刊1995年创刊。为国家863高技术研究发展计划CIMS主题公开出版的惟一国家级学术刊物，由CIMS主题和中国兵器工业集团公司第210研究所共同主办。其宗旨是交流国内外CIMS研究、开发和应用的信息，推动和促进中国CIMS的发展。主要报道国内外有关发展计算机集成制造系统的政策措施、重点、趋势、科技成果、科研动态、推广应用、产品开发和学术活动等内容。设有综述、论文、专家论坛、企业实践和动态信息等栏目。《计算机集成制造系统》为大16开本，国内外公开发行。作为先进制造领域的权威性学术期刊，《计算机集成制造系统》能较全面、直接地反映我国863计划CIMS主题的研究开发和应用水平，主题的任何重大技术动向及其进展，均能在CIMS期刊中有所报道，所发表的文章学术价值高，影响力大，被广大读者大量参考和引用，具有国内CIMS领域学术水平的权威性和其他期刊不可替代的地位和作用。《计算机集成制造系统》在学术上注重前瞻性、创新性、系统性和完整性，应用上注重指导性和实用性，实现了学术研究和工程应用的结合。很多文章不仅有理论研究，而且有实践中的验证，反之，使CIMS的科学研究成果用于指导实践，而且能以CIMS工程应用的实践经验来促进CIMS理论研究的发展。对CIMS的研究和开发具有重要的参考价值。应用开发人员在研究同类CIMS工程时，往往首先要翻阅CIMS期刊的相关文献，参考有关案例，对科研人员的工作起到了一定的促进作用。CIMS期刊拥有审稿专家300多人，均为博导、教授或具有博士学位的副教授，甚至工程院院士，其中博导比例达40%。作者绝大多数是国内高水平的、有实力的研究开发单位中具有博士学位的、CIMS领域的研究人员和组织者，各种基金项目资助的论文平均占90%以上。文章中的学术内容充分反映了CIMS领域的最新研究水平、应用成果与宝贵经验。 1994年10月，国家863/CIMS主题决定创办《计算机集成制造系统》期刊。经讨论研究成立了第一届编辑委员会，成员包括863/CIMS主题专家组成员、时任国防科工委先进制造专家组成员以及相关国家部委主管先进制造的司局级领导。1995年3月《计算机集成制造系统》创刊。编委会主任由自动化领域首席科学家、中国工程院蒋新松院士担任，主编由CIMS主题办公室主任担任。邹家华副总理和国家科委主任宋健亲笔题词，祝贺CIMS期刊创刊。蒋新松院士亲笔撰写了发刊词。编辑部设在210研究所。创刊之初为季刊48面。1996年1月26日，在北京召开第一届编委会，会议明确地将进入美国工程索引作为具体的工作目标。同年11月，《计算机集成制造系统》期刊获准被美国工程索引《Ei Compendex》数据库收录，从1996年第1期开始收录论文。当年收录论文数量为22篇，占 6%。协助主题，为863计划实施十周年编辑出版了系列文献资料和音像资料。1997年，《计算机集成制造系统》改为双月刊，页码增加到56页，全年发表论文59篇。配合主题举办了CIMS新技术研讨会。1998年，《计算机集成制造系统》第二届编委会成立，增补了一批专家作编委。编委会主任由自动化领域首席科学家、中国工程院吴澄院士担任，主编由CIMS主题办公室主任担任。当年影响因子达到709，在中国科技论文与引文数据库1286种收录期刊中排名第16 位，在计算机类期刊中排名第1。Ei收录论文56篇，占81%。1999年，《计算机集成制造系统》仍为双月刊，页码增加到72页，全年发表论文83篇。当年Ei收录论文58篇，占70%。影响因子达到746，在中国科技论文与引文数据库收录的工程类期刊中排名第3位。配合主题协办了全国先进制造技术发展战略研讨会。2000年，《计算机集成制造系统》双月刊页码增加到96页，全年发表论文114篇。同年，《计算机集成制造系统》被英国《科学文摘（SA）》、俄罗斯《文摘杂志（AJ）》、美国《剑桥科学文摘（CSA）》收录。2001年，《计算机集成制造系统》改为月刊，页码72页，全年发表论文175篇。12月，获得中国国防科学技术信息学会颁发的国防科技信息成果奖二等奖。2002年，《计算机集成制造系统》第三届编委会成立，编委会主任由自动化领域首席科学家、中国工程院孙家广院士担任。重新制定了编委会组成原则，改选了编委会成员。经编辑部申请被《中国学术期刊文摘》收录。2003年，开通了远程投稿系统和编辑部内部稿件处理系统。实现了网上作者投稿和查询、专家审稿以及编辑远程办公。配合主题承办了《网络化制造与大规模定制学术会议》和《数字化设计与制造学术会议》。2005年，经专家推荐，择优被《中国高等学校学术文摘》收录。2005年1月，获得了国家新闻出版总署颁发的第三届《国家期刊奖百种重点期刊》荣誉。《计算机集成制造系统》从1995年创刊，至今已经10余年了。作为我国先进制造技术领域关科学研究成果的一个重要载体和交流平台，一直坚持以报道国内外先进制造技术的前沿成果与发展动态，竭诚服务于广大先进制造科技研究者和工作者为己任，为促进我国先进制造技术的研究开发和应用做出了重要的贡献。