计算机集成制造

计算机集成制造（CIM）是使用计算机控制整个生产过程的制造方法。这种集成允许各个进程与每个部分交换信息。通过计算机的集成，制造可以更快、更不容易出错。通常，CIM 依赖于基于传感器实时输入的闭环控制过程。它也被称为柔性设计和制造。

• 计算机集成制造用于汽车、航空、航天和造船行业。
• 计算机集成制造一词既是一种制造方法，也是一种计算机自动化系统的名称，其中组织了制造企业的各个工程、生产、营销和支持功能。
• 在 CIM 系统中，设计、分析、计划、采购、成本核算、库存控制和配送等功能领域通过计算机与材料处理和管理等工厂车间功能相连，提供对所有操作的直接控制和监控。

CIM 是在制造过程中应用信息和通信技术 (ICT) 的一个例子。

CIM 是在制造业中实施信息和通信技术 (ICT) 的一个例子。

CIM 意味着至少有两台计算机交换信息，例如手臂机器人的控制器和微控制器。

CIM 在公司或设施中使用高水平 ICT 的情况下最为有用，例如 CAD/CAM 系统，以及流程规划及其数据的可用性。

随着约瑟夫·哈灵顿博士的著作《计算机集成制造》的出版，数字化制造的理念在 1970 年代初期变得突出。然而，直到 1984 年，机床制造商和计算机与自动化系统协会和制造工程师协会（CASA/SME）才开始开发和推广计算机集成制造。

CIM 是通过使用集成系统和数据通信以及提高组织和人员效率的新管理理念来整合整个制造企业。ERHUM 在一项文献研究中显示，发表了 37 个不同的 CIM 概念，其中大部分来自德国和美国。在 37 份出版物的时间表中，可以看到 CIM 概念是如何随着时间的推移而发展起来的。同样值得注意的是，所有出版物的概念有多么不同。

开发平稳运行的计算机集成制造系统面临三大挑战：

• 集成来自不同供应商的组件：当 CNC、传送带和机器人等不同机器使用不同的通信协议时（对于 AGV，即使电池充电的时间长度也不同）可能会导致问题。
• 数据完整性：自动化程度越高，用于控制机器的数据的完整性就越关键。虽然 CIM 系统节省了操作机器的劳动力，但它需要额外的人力来确保对用于控制机器的数据信号进行适当的保护。
• 过程控制：计算机可用于协助制造设施的人工操作员，但必须始终有一位称职的工程师来处理控制软件设计者无法预见的情况。

计算机集成制造系统与熄灯工厂不同，后者将完全独立于人为干预运行，尽管这是朝着这个方向迈出的一大步。该系统的一部分涉及柔性制造，可以快速修改工厂以生产不同的产品，或者可以借助计算机快速改变产品的数量。在 CIM 操作中可以找到以下部分或全部子系统：

计算机辅助技术：

• CAD（计算机辅助设计）
• CAE（计算机辅助工程）
• CAM（计算机辅助制造）
• CAPP（计算机辅助工艺规划）
• CAQ（计算机辅助质量保证）
• PPC（生产计划和控制）
• ERP（企业资源计划）
• 由通用数据库集成的业务系统。

所需设备和设备：

• CNC、计算机数控机床
• DNC、直接数控机床
• PLC，可编程逻辑控制器
• 机器人技术
• 电脑
• 软件
• 控制器
• 网络
• 界面
• 监控设备

技术：

• FMS，（柔性制造系统）
• ASRS，自动存储和检索系统
• AGV，自动导引车
• 机器人技术
• 自动输送系统

其他：

• 精益制造

CIMOSA（计算机集成制造开放系统架构）是 1990 年代欧洲提出的 CIM 开放系统架构提案，由 AMICE 联盟开发，作为一系列 ESPRIT 项目。CIMOSA 的目标是帮助公司管理变革并整合他们的设施和运营以面对世界范围内的竞争。它为 CIM 环境中所需的企业建模和企业集成提供了一致的架构框架。

CIMOSA 提供与四类产品的业务集成解决方案：

• CIMOSA 企业建模框架，为企业架构提供参考架构
• CIMOSA IIS，物理和应用程序集成的标准。
• CIMOSA 系统生命周期是 CIM 开发和部署的生命周期模型。
• 标准化的投入，国际标准制定的基础。

根据 Vernadat (1996) 的说法，CIMOSA 创造了业务流程这一术语，并引入了基于流程的集成企业建模方法，该方法基于跨界方法，与传统的基于功能或基于活动的方法相反。CIMOSA 还引入了用于 CIM 的开放系统架构 (OSA) 的概念，该架构旨在独立于供应商，并使用标准化的 CIM 模块构建。这里对 OSA 进行了描述，包括它们的功能、信息、资源和组织方面。这应该使用结构化的工程方法进行设计，并在模块化和进化架构中进行操作以供操作使用。

有多个使用领域：

• 在工业和生产工程
• 在机械工程
• 电子设计自动化（印刷电路板（PCB）和制造用集成电路设计数据）