Программа интеграции производственных систем, NIST 2008
Компьютерно-интегрированное производство ( CIM ) — это производственный подход, при котором компьютеры используются для управления всем производственным процессом. [1] [2] Эта интеграция позволяет отдельным процессам обмениваться информацией с каждой деталью. Производство может быть более быстрым и менее подверженным ошибкам за счет интеграции компьютеров. Обычно CIM опирается на процессы управления с обратной связью, основанные на входных данных от датчиков в реальном времени. Это также известно как гибкое проектирование и производство . [3]
Термин «компьютерно-интегрированное производство» представляет собой как метод производства, так и название компьютерно-автоматизированной системы, в которой организованы отдельные инженерные, производственные, маркетинговые и вспомогательные функции производственного предприятия.
CIM подразумевает наличие как минимум двух компьютеров, обменивающихся информацией, например, контроллера манипулятора-робота и микроконтроллера.
CIM наиболее полезен там, где в компании или на предприятии широко используются ИКТ, например, системы CAD/CAM , а также доступны планирование процессов и соответствующие данные.
История
Идея «цифрового производства» стала популярной в начале 1970-х годов с выходом книги доктора Джозефа Харрингтона «Компьютерно-интегрированное производство». [5] Однако только в 1984 году производители станков, Ассоциация компьютерных и автоматизированных систем и Общество инженеров-производственников (CASA/SME) начали разрабатывать и продвигать компьютерно-интегрированное производство .
« CIM — это интеграция всего производственного предприятия с использованием интегрированных систем и передачи данных в сочетании с новыми управленческими философиями, которые повышают организационную и кадровую эффективность ». ERHUM
В исследовании литературы было показано, что было опубликовано 37 различных концепций CIM, большинство из них из Германии и США. В хронологии 37 публикаций можно увидеть, как концепция CIM развивалась с течением времени. Также весьма примечательно, насколько различны концепции всех публикаций. [6]
Темы
CIM и система управления производством: компьютерно-интегрированное производство используется для описания полной автоматизации производственного предприятия, где все процессы выполняются под управлением компьютера, а цифровая информация связывает их воедино. [7]
Ключевые проблемы
На пути создания бесперебойно функционирующей компьютерно-интегрированной производственной системы существуют три основные проблемы:
Интеграция компонентов от разных поставщиков: когда разные машины, такие как ЧПУ, конвейеры и роботы, используют разные протоколы связи (в случае AGV даже разная продолжительность зарядки аккумуляторов) может вызвать проблемы.
Целостность данных : чем выше степень автоматизации, тем более критична целостность данных, используемых для управления машинами. Хотя система CIM экономит трудозатраты на эксплуатацию машин, она требует дополнительных человеческих усилий для обеспечения надлежащих мер безопасности для сигналов данных, используемых для управления машинами.
Управление технологическим процессом : компьютеры могут использоваться для оказания помощи операторам производственного предприятия, но всегда должен быть компетентный инженер, готовый справиться с обстоятельствами, которые не смогли предвидеть разработчики программного обеспечения управления.
Подсистемы
Компьютерно-интегрированная производственная система — это не то же самое, что «фабрика без света» , которая будет работать полностью независимо от вмешательства человека, хотя это большой шаг в этом направлении. Часть системы включает гибкое производство , где фабрика может быть быстро модифицирована для производства различных продуктов, или где объем продукции может быть быстро изменен с помощью компьютеров. Некоторые или все из следующих подсистем могут быть обнаружены в операции CIM:
CIMOSA (Computer Integrated Manufacturing Open System Architecture) — это европейское предложение 1990-х годов по архитектуре открытых систем для CIM, разработанное консорциумом AMICE в виде серии проектов ESPRIT . [8] [9] Целью CIMOSA было «помочь компаниям управлять изменениями и интегрировать свои объекты и операции для противостояния мировой конкуренции. Оно обеспечивает последовательную архитектурную структуру как для моделирования предприятия , так и для интеграции предприятия , как того требуют среды CIM». [10]
CIMOSA предлагает решение для бизнес-интеграции с четырьмя типами продуктов: [11]
Структура моделирования предприятия CIMOSA, которая обеспечивает эталонную архитектуру для архитектуры предприятия
CIMOSA IIS, стандарт физической и прикладной интеграции.
CIMOSA Systems Life Cycle — это модель жизненного цикла для разработки и внедрения CIM.
Вклад в стандартизацию, основы разработки международных стандартов.
Согласно Vernadat (1996), CIMOSA ввела термин «бизнес-процесс» и представила процессно-ориентированный подход к комплексному моделированию предприятий на основе подхода, основанного на кросс-граничных связях, который противопоставляется традиционным подходам, основанным на функциях или действиях. С CIMOSA также была введена концепция «Архитектуры открытой системы» (OSA) для CIM, которая была разработана как независимая от поставщика и построена с использованием стандартизированных модулей CIM. Здесь OSA «описывается с точки зрения их функций, информации, ресурсов и организационных аспектов. Это должно быть разработано с использованием методов структурной инженерии и реализовано в модульной и эволюционной архитектуре для операционного использования». [10]
^ Калпакджян, Сероп; Шмид, Стивен (2006), Производственная инженерия и технология (5-е изд.), Prentice Hall, стр. 1192, ISBN 978-7-302-12535-8.
^ Лапланте, Филлип А. (2005), Полный словарь электротехники (2-е изд.), CRC Press, стр. 136, ISBN978-0-8493-3086-5.
^ "Гибкие производственные системы". 21 марта 2017 г.
^ Саракоглу, БО (2011). «Определение критериев эффективности технологий для CAD/CAM/CAE/CIM/CAL в судостроительной промышленности». 2006 Управление технологиями для глобального будущего — Конференция PICMET 2006. стр. 1635–1646. doi :10.1109/PICMET.2006.296739. ISBN978-1-890843-14-4. S2CID 23963474.
^ http://www.simflow.net/publications/books/cimie-part1.pdf Архивировано 27 октября 2020 г. на Wayback Machine [ URL PDF без URL ]
^ Медт, Тобиас; Поль, Мальте; Меттерних, Иоахим (27 июля 2017 г.). «Модель и стратегия компьютерного интегрированного производства (CIM) – Ein Literaturüberblick». ТУ Принты : 36.
