论CIMS及在中小企业中的应用
时间：2020-12-23 08:07:54 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
(华侨大学 信息科学与工程学院，福建 泉州 362011)
摘 要：介绍了CIMS(即计算机集成制造系统)的内涵、发 展及组成, 根据中小型企业自身的特点,以中小企业的生产管理过程为主要的研究对象,提出 适合中小型企业的一种新的设计模式。这种模式通过对生产、管理过程中产生的数据信息进 行分析处理,在管理人员的参与下生成一个相对优化的解决方案。实践证明这种模式适合中 小型企业的CIM S系统的设计。
关键词：CIMS；
中小型企业；
计算机网络
中图分类号：TP273+.5 文献标识码：A 文章编号 ：1007—6921(2008)14—0057—03
1 CIMS的内涵及其发展
CIMS ( Computer Integrated Manufacturing System，即计算机集成制造系统)是以数据库 为中心借助计算机网络把设计环境中的数据传递到各个自动化加工设备中，并能有效地控制 和监督这些自动化设备，它是随着计算机辅助设计与制造的发展而产生的。CIMS是信息时代 的一种组织、管理企业生产的理念, 它借助计算机硬件与软件, 综合运用现代管理技术、制 造技术、信息技术、自动化技术、系统工程技术, 将企业生产的全过程( 包括市场分析、经 营管理、工程设计、加工制造、装配、物料管理、售前售后服务、产品报废处理) 中的有关 人(组织、管理)、技术、经营管理三要素与其信息流、物质流有机地集成并优化运行, 实 现企业整体优化, 以加强企业新产品开发的时间(Time)、质量(Quality)、成本(Cost )、服务(Service)、环境(Environment), 从而提高企业的市场应变能力和市场竞争能 力。
自20世纪90年代以来，CIMS已在中国许多企业得到应用，并取得了良好的效果。在沿海中小 型民营企业已经逐步成为地方经济的主题部分，由于CIMS一体化和信息化优势，中小型民营 企业对CIMS也有很大需求，应用CIMS的理论和方法，根据不同行业和企业的需求，设计开发 中小型企业规模、功能齐全的CIMS已经成为CIMS研究领域中的一个重要课题。
2 CIMS的构成
2.1 CIMS 的组成
一般可划分为4个功能分系统和2个支撑分系统。如图1所示。4个功能分系统分别是产品设计 与制造工程设计自动化系统、管理信息系统、制造自动化系统、质量保证系统；
两个支撑分 系统为计算机通信网络系统和数据库系统。
2．1.1 四个功能分系统的作用
①管理信息系统是以制造资源计划MRPⅡ(Manufacturing Resource planning Ⅱ)为核心，包括:预测、经营决策、各级生产计划、生产技术准备、销售、供应、财务、成 本、设备、人力资源的管理信息功能，通过信息集成，达到缩短产品生产周期、降低流动资 金占用、提高企业应变能力的目的。②产品设计与制造工程设计自动化系统它是用计算机辅 助产品设计、制造准备以及产品性能测试等阶段的工作。通常称为CAD/CAPP/CAM系统，它可 以使产品开发工作高效、优质的进行。③制造自动化系统是在计算机的控制和调度下，按 照NC代码将毛坯加工成合格的零件并装配成部件或产品。制造自动化系统的主要组成部分有 加工中心、数控机床、运输小车、立体仓库、多级分布式控制计算机等设备及相应的支持软 件组成。④质量保证系统包括质量决策、质量检测、产品数据的采集、质量评价、产品 加工过程中的质量控制与跟踪功能。系统保证从产品设计、制造、检测到售后服务全过程的 质量，从而提高产品质量。
2.1.2 两个支撑分系统的作用
①计算机通信网络系统支持CIMS各个系统的开放型网络通信系统，采用国际标准和工业 标准规定的网络协议(如MAP,TCP/IP等)，可实现异种机互联、异构局域网以及多种网络的 互联，满足各应用分系统对网络支持服务的不同需求，支持资源共享、分布处理、分布数据 库分层递阶和实时控制;②数据库系统支持CIMS各分系统，覆盖了企业的全部数据信息， 以实现企业的数据共享和信息集成。通常采用集中与分布相结合的三层递阶控制体系结构— 主数据管理系统、分布数据管理系统、数据控制系统，以保证数据的安全性、一致性、易维 护性等。
2.2 需要说明的一点
上述CIMS的六大组成部分是最一般、最基本的构成。对于不同的行业，由于其产品、工艺过 程、生产方式、管理模式的不同，其各个分系统的作用、其体内容也是各不相同，所用软件 也有一定的区别。即使在同一行业中，由于企业规模不同，分散程度不同，也会对CIMS的构 成和内容产生响。所以，对于一个企业而言，CIMS的组成不必求全，应按照企业的经营、发 展目标以及企业在生产经营过程中的瓶颈制约来选择CIMS的分系统。对于大多数企业而言， CIMS是一个逐步实施的渐进过程。而且，随着市场竞争的加剧和信息技术的进步，企业的CI MS已经从企业内部CIMS发展到更开放、范围更大的企业间的集成。这样，可以使企业内、外 部资源更充分的被整合与利用，有利于企业以更大的竞争优势响应市场。
3 中小型企业的CIMS层次模型
3.1 中小型企业的特征
中小企业的生产管理有其自身的特点:首先它投资少,建设周期短,见效快,有利于合理利用资 源;较少的组织限制,个人主动性和创造力得以充分发挥;企业结构层次少,组织规章制度不一 定十分健全;与大企业有一定的附属关系;资金和技术力量相对薄弱;自动化程度相对较高;对 市场更为敏感,易于根据市场变化及时调整经营方针。根据其自身的特点, 充分利用现有的 计算机资源,首先开发出目前生产、管理中急需的软件,将其应用于生产实际,不断地充实完 善,逐步地与企业的技术和生长方面的相关软件(如CAD CAM,CAE,CAPP,PDM控制软件等)相集 成,使企业逐步向CIMS靠拢,推进CIMS在本企业的应用。
3.2 中小型企业的CIMS结构模型
中小型企业CIMS主要有企业决策支持系统、企业资源管理系统、生产管理系统和生产过程控 制系统四层组成。其结构如图2。
第一层是生产过程控制系统(PCS)。它由生产过程控制系统、数据采集系统等组成。生产 过程控制系统完成对生产过程的监控、生产现场各种数据的采集和存储。生产过程控制系统 是生产过程产品质量、生产成本和生产状况、安全控制的关键，是完成CIMS的基础和前提， 也是中小型企业CIMS的核心部分。
对于企业来说，生产过程控制系统是面向企业车间的生产制造设备，、生产工艺和生产流程 的自动化系统，在CIMS中处于最基层。它是CIMS中给企业带来经济效益最显著、最直接的部 分，同时也是投资最大、技术难度最大的部分。 
第二层生产管理系统也称制造执行系统(MES)。该系统的任务是根据ERP层制订的生产计划 ，充分利用车间的各种资源、生产方法和丰富的实时现场信息，快速、低成本地制造出高质 量产品。其生产活动涉及订单管理、设备管理、库存跟踪、物流流动、数据采集以及维护管 理、质量控制、生产成本的核算和分析、性能分析等。它在ERP层和生产过程控制层之间架 起了一座桥梁，填补了两者之间的鸿沟。
生产管理系统是面向企业各个生产制造车间和与生产制造有直接关系的信息管理系统。对于 不同的企业，生产管理系统的结构和组成也有很大的差异，因此生产管理系统必须根据企业 具体要求和实际情况设计建设开发方案。生产管理系统的开发建设是企业CIMS软件设计的主 要内容。
第三层是企业资源管理系统(ERP)。该系统完成产品销售、原料进销、财务、人力资源和 库存管理。它实现资金、物流和人力资源一体化。ERP的核心管理思想就是实现对整个供应 链的有效管理。主要体现在以下三个方面。
①体现对整个供应链进行管理的思想。现代企业竞争不是单一企业与单一企业间的竞争 ，而是一个企业供应链与另一个企业供应链之间的竞争。ERP系统实现了对整个企业供应链 的管理，适应了企业子知识经济时代市场竞争的需要。②体现精益生产、同步工程和敏 捷制造的思想。③体现事先计划与事中控制的思想。
第四层是企业决策支持系统。通过决策支持系统，企业可以对企业整体的生产制造数据、库 存数据、销售数据、财务数据、生产部门和管理部门人力资源使用数据，以及市场数据进行 汇总、挖掘和分析，从而帮助企业领导对企业生产和经营作出合理科学的决策。
3.3 CIMS通信网络系统和数据库系统
CIMS通信网络系统有如下特点：
通信距离短；
通信实时性强；
异构环境下通信；
通信的可扩展性。
基于通信网络以上特点，中小型企业CIMS的通信网络结构如图3。
CIMS需要数据库技术的支持.尤其是信息管理系统的支持否则无法实现生产效益的最佳化和 资源配置的最优化。尽管数据库技术发展得已经很成熟了.但建立适合产品特征、生产流程 和企业管理模式的专用数据库并不是一件容易的事它需要大量艰巨的基础工作。
3.4 CIMS系统创建成功关键因素
根据中小型企业的具体特点，以下技术重点且优先解决：
3.4.1 系统的安全性
系统不但要处理企业的日常事务,而且还要为领导层提供决策的依据,有许多信息都是企业的 机密,所以一定要保证安全,确保信息不被盗用.这就要求要设定系统的权限和每个人的权限 范围,从而设置不同的密码,对系统进行加密,每个用户只能操作和查看其权限范围内的模块 和内容,保证了系统的安全。
3.4.2 生产数据的整理和规划
数据的收集与整理直接影响到整个CIMS的信息集成与优化乃至整个CIMS系统能否完成任务。
3.4.3 软件开发与集成平台
CIMS系统涉及多项开发工作的协调问题，必须抓好各种管理信息的集成与分析管理信息的集 成与分析直接涉及效益与成本由于原来尚未集成，故CIMS系统运行以后，工作人员的习惯要 有一些变化。
3.4.4 职责划分
这是一个重要的问题，直接影响企业的管理严格程度，在运行过程中，职责必须分清，以免 造成管理混乱。
3.4.5 系统的可移植性强
系统采用模块化的设计思路,整个复杂的系统被划分为几个子系统和子模块.各模块是动态添 加的,可根据生产管理的需要随时添加和删除子模块,操作简单,可移植性强。
4 结束语
CIMS可以说是21世纪最主要的生产和管理模式,系统从产品研制到售后服务的生产周期是一 个不可分割的整体,每个组成部分紧密连接,不能单独考虑;生产周期是一系列的数据处理过 程,其不断有数据产生,只要进行分类、传输、分析,最终形成的产品可作为数据的物质表示, 并把有关自动化单元技术有机地结合起来,充分利用与制造相关的一切信息资源,在动态的竞 争环境中寻求优化方案,创造出一种整体优化的生产模式,以提高企业的整体竞争能力,为企 业可持续发展打下坚实基础。通过中小型企业CIMS系统的研究、开发和应用，我们认识到， CIMS系统的开发应紧密联系企业管理的实际，从管理中急需解决的问题着手，这样才能使企 业有更大的积极性来应用CIMS系统，CIMS系统才能真正发挥应有的作用。
［参考文献］
［1］ 金福江中小型企业CIMS组成与实施［M］杭州：浙江大学出版社，2005.
［2］ 范志勇等基于CIMS 的中小型企业管理信息系统的研究与开发［J］ 徐州 工程学院学报，2007，(2).
