Modeling Information 数字市区模型的概览 CIM City (莫德里奇)



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宣布于：2004-10-1121:17:001楼CIMS总体技术CIMS体系结构企业建模方法与工具CAD/CAPP/CAM/CAE/PDM集成技术CAD/CAM（CAX）PDMCAPPSTEP规范及工具CIM体系结构引见咱们曾经把CIM体系结构定义为一组不同档次的各种视图模型的汇合。又由于CIM系统在内容、范围、时期进程上，都不应该是敞开的，故对所述体系结构还特意强调其开明性，故亦称之为开明系统体系结构。但是，正如对CIM的意识随着钻研和实施的深化不时在出现变化，对CIM体系结构的意识也有一个开展环节。80年代中期，以美国SME/CASA为代表提出了一种轮形体系结构，他们强调了以共享数据库和通讯网络为中心把各项单元技术衔接成一个全体。IBM公司过后也提出了一个相似的轮形结构。但这种类型的结构只强调了CIM的技术方面，只启动技术方面的消息集成无法能取得CIM集成的所有效益。随着CIM通常的不时深化，人们对复杂系统肯定有多方位建模有了意识，特意是对人的要素在CIM实施中的关键性有了越来越清楚的意识，因此，前面图1-4所示的ESPRIT/CIM-OSA的立方体结构被更多的人接受，而成为ISO驳回的"预规范"。从其目的来说，CIM-OSA要为CIM用户提供设计和实施CIM系统的指南，要为CIM供货商提供开发与CIM-OSA相顺应的可开售的产品指南；CIM－OSA要支持战略、战术和操作方案各级治理中的决策和对产品设计、制作等的间接操作的决策；CIM－OSA还要提供消息技术支持，以保障系统的分歧性和设计的提升。这些目的也可以作为咱们钻研体系结构的普通要求。但是，由于CIM系统的极其复杂性，不确定要素和人为要素十分突出，因此不能希冀这一建模和设计环节的齐全智能化，在整个设计环节以及未来的实施和运转环节中，肯定须要技术熟练的专家干预才干启动系统提升。这方面，美国Purdue大学提出的Purdue企业参考体系结构就有突出表示人和组织作用的优势，这一点上方再引见。这里只是特意强调要了解体系结构的全局性，不能只局限于技术方面的互连，要看到影响全局的方方面面，特意是影响CIM实施的关键要素--人。企业建模本专题关键引见有关企业建模方法与工具方向的内容。它关键包括以下内容：(1)企业建模与剖析方法为CIMS运行工程的建设提供通常基础和规范，并为参考模型的建设和企业建模与剖析工具的研制提供方法学依据。(2)企业建模与剖析参考模型为运用企业建模方法学建设CIMS运行工程模型提供参考原型系统。(3)企业建模与剖析工具为企业建模与剖析方法及参考模型的实践运行，提供高质量与高效率的有效支持。CAD/CAPP/CAM/CAE/PDM集成技术现有的CAD、CAPP、CAM等运行系统在过去的几十年中获取了迅速开展，并在工业界取得了较好的运行。但由于各个运行系统之间的模型定义、成功手腕和存取方法存在肯定的差异，使得消息替换存在阻碍，资源不能有效共享，集成水平低；同时，现有的CAD系统只注重整机几何外形的设计和表示，而缺乏象尺寸、公差、装配、资料以及性能说明这样的高层语义消息和产品生命周期的其它消费环节所必需的消息，关于设计用意、性能要求和装配相关等非几何消息无法表白。这些系统的消息模型都还只限于几何消息和拓扑消息，而面向加工的特色消息以及其它有关消息在系统消息模型中很少表白。这样，由于缺乏完备的产品模型及其在产品生命周期中的各种数据，关于CAPP、CAM等后续运行系统来说，CAD提供的消息不够完善。CAD/CAPP/CAM/CAE消息集成技术是处置在现有商品化CAD系统下，经过特色技术成功CAD与下游CAPP、CAM等运行系统消息集成的有效方法。这一技术的钻研与开发，不只在CIMS和并行工程中具有宽泛的运行前景，而且在普通企业运行计算机辅佐设计提高产品开发和消费效率也有宽泛的运行前景。这也是国际外CAD/CAM技术的关键钻研热点之一，不时有新的钻研成绩出现。产品数据的表白与替换规范STEP-ISO10303是一套关于产品整个生命周期中的产品数据的表白和替换的国际规范。其目的是提供一种不依赖于详细系统的中性机制，能够形容整个生命周期中的产品数据。产品数据的这种形容，实质上不只适宜于中性文件替换，而且是成功和共享产品数据库及产品数据的常年存档的基础。它关于CIMS乃至并行工程具有关键的指点意义。自STEP规范推出以来，环球各国及各国际出名企业都着手实施该规范的运行。各CAD厂商也纷繁提供基于STEP规范的数据转换接口。基于STEP的消息建模与集成技术已在一些工业部门获取实践运行。建设本专题的目的是宣传国际在CAD/CAPP/CAM/CAE消息集成畛域的钻研成绩，提供国际内在该畛域钻研与运行的最新消息，对CAD/CAPP/CAM/CAE集成的通常、方法、技术、工具和运行实施等方面展开宽泛的交流与协作，同时提供技术钻研、支持工具、企业运行等方面的网络导航消息。STEP规范及工具STEP规范及工具技术条目划分为如下的栏目：STEP规范概述、STEP关键技术、STEP典型运行、国际外STEP相关产品、与STEP相关的技术、STEP相关站点、STEP介绍文献等。CAD/CAM技术CAD/CAM技术条目划分为如下的栏目：CAD/CAM技术概述、CAD/CAM典型运行、CAD/CAM相关软件产品、与CAD/CAM相关的技术、介绍文献等。PDM技术概述概念体系及其开展PDM系统的性能PDM系统的开展一、概念体系及其开展产品数据治理（PDM，ProductDateManagement）是在现代产品开发环境中生长和开展起来的一项治理数据的新技术，它有力地促成新产品的设计与开发，缩短产品上市的时期，增强企业的竞争力。80年代初，很多曾经宽泛深化计算机工程运行畛域的企业发现，企业的开展正遭到以纸质文件为基础的数据系统的严重阻碍。这关键表如今：消息共享水平低。企业的计算机辅佐工具都是一些团圆孤立的系统，由这些互不兼容的软件发生的数据不能一致由一个企业级的计算机软件系统来治理，因此无法在设计、工艺、制作以及治理部门之间有效地成功消息共享与传递。消息传递速度慢。大部份企业的消息传递关键是经过书面文件、报表及电话联系方式，无法及时搜集工艺和制作环节中的反应消息，不能实时反映设计环节中的变化，甚至随时跟踪整个产品的设计和制作的停顿状况。业务治理落后。虽然企业驳回计算机辅佐工具在肯定水平上成功了产品设计开发的计算机化，但是有关产品的其他技术资料依然驳回手工治理的方式。另外，由于CAD/CAM技术推行运行，各种格局的图形、数据、文本等文件还是沿用过去对纸质文件的治理方法，对文件缺乏有效的版本治理，形成不用要的重复设计。由于缺少迅速有效的产品数据的检索手腕，也形成设计的重用水平差。运行集成系统效率不高。简直任何两个不同的运行软件都无法间接分享或替换。CIMdata公司指出：目前，在企业中每天大约有1/3到1/4的设计、治理工程技术人员不是分心于自己的本职上班，而是散会、讨论、等候或处置各种消息。据英国的考查，由于设计制作缺乏产品数据的一致治理，造成产品工时参与20%，老本回升10%。针对产品数据治理的这种须要，80年代前期出现了第一代商品化的PDM系统。这些PDM系统的基础是数据库系统，通常这是一种商品化的RDBMS，用来保管零部件的记载和相关文件。PDM系统提供数据安保性、文件贮存、修正检控、分类、告知和运行集成等多种性能，并简化工程环节（包括产品开发、资源性能、加工制作、方案调度等等）。早期的PDM系统大多是针对下游的工程环节，即从最后将产品设计发布给制作开局，经过制作环节，不时到产品废除为止，在此时期，用PDM系统来采集和治理工程产品数据。这是由于制作部门不时把降落产品老本和改良整个制作环节当作妥协目的，不少企业也在踊跃推行运行准时制（JIT）、片面质量治理（TQC）和基于优惠的老本预算（ABC，Activity-Based-Costing）消费方式，这些都离不开对产品数据履行有效和迷信的治理。就工程产品数据而言，既触及由设计发布给制作的最后数据，又触及由制作口头工程变卦（ECO）这一环节的数据。因此，早期开发的PDM系统都是以制作为目的。这些系统的关键工程环节治理才干分红发布治理和变卦治理两大类。但是，在最近几年，产品生命周期的其他方面也成为改良的目的。对大少数制作企业来说，上市时期曾经成为一个十分突出的疑问，它相关到企业的生活与开展。对应这些新的目的，开发了第二代PDM系统。第二代PDM系统支持整个产品生命周期，从最后的产品设计概念不时到产品废除为止。这些系统在多变的概念设计阶段以及在更好地确定工程变卦中支持并行工程通常，并且具有上班流程的治理性能。经过这些新的PDM系统，用户可以共享最新的、预发布的工程数据，而且依照预约的规则，可以智能、灵敏地控制这种数据的流动。(一)PDM技术PDM是一种使能技术，它有助于上班小组、部门、科室或企业在整个产品生命周期内对产品数据和开发环节实施治理。这里所说的产品数据是指与产品开发、制作和保养有关的以及支持产品开发、制作和保养的所有消息。环节数据则是指工程发布、工程变卦治理和其他与上班流有关的数据。因此，PDM系统的性能是用于治理在整个产品生命周期内一切与产品有关的消息。它是一组集成的运行，可以在产品设计、消费、市场营销和支持上提高上班人员上班效率和环节运转效率。对PDM而言，产品数据治理可以分为不同的档次，如图1.1所示。图1.1PDM系统的概念档次一种完善的PDM系统肯定能够将各种性能畛域较多的运行集成起来，并合乎各种严厉的要求。PDM系统肯定具有以下特点：能够有效、可控和智能地访问开发和消费的运行及环节，访问有关的文件和数据。为了可控地访问产品数据，系统需有防止数据未经同意就经常使用的安保机制。依据消息敏感度、用户权限和数据的生命周期/形态，这些安保特点应无利于提升和增强对数据的访问。为了有效地访问产品数据，系统须要具有友好的人机界面和机制来访问和处置产品数据。具有表白零部件、产品性能和相关文件及数据的适用性广的模型。提供产品、零部件、有关文件的分类方法。要求这些分类方法能够支持现有产品性能数据的重复应用，并可以对产品老本、生命周期和质量发生严重影响。应具有一整套预约义的治理产品性能及其相关变化的上班环节。这套上班环节至少要包括如下内容：需求或疑问的通讯与交流识别和跟踪所做的上班在部分产品性能数据发布之前评审能否发布向下游的系统发布和散发相关的消息除了这些环节以外，还须要支持非正轨的上班流，这样准许任何用户在援用任何产品数据的同时，能与其他用户启动通讯与交流。(二)数据治理制作企业通常擅长系统化地记载零部件和装配件的图纸，但是经常不保管如尺寸、用在什么中央等有关属性的片面记载。其结果是，工程师在访问他们须要的消息时常遇到费事。这一点是他们有效地治理产品数据方面的无余之处。PDM的数据治理能够经过相关数据库治理系统治理属性和文档式产品数据以及它们之间的相关。由于随时都有少量的数据生成，因此须要一种能容易和极速地抵消息启动分类的技术。分类应该是PDM的一种基天性力，依照命名的类别，方式或特色相似的消息应能够组合在一同。在一个已知的类别中，还可以经常使用属性来说明每个零部件的关键特色，启动愈加详细的分类。经过产品结构来访问产品数据，这是PDM中访问数据的另一种方法。关于任何一个选定的产品来说，应该保管各装配件之间的相关和组成这些装配件各零部件之间的相关。这就象征着能展开整个产品或选定的装配件的一整套资料清单（包括文档和零部件），其优势是不只能坚持装配件的零部件之间的物理相关，而且还坚持着其他结构之间的物理相关，例如制作、财务、保养或文档的相关，关于专门小组的成员来说，可以从他们各自不同的视角看到制成的产品。(三)环节治理PDM的数据治理触及数据的组织和编排，这样的数据是易于访问和参考的，但其基本上属于一种主动的环节。与此相反，PDM的环节治理则着眼于控制人们发生和修负数据的方法。它属于一种主动的环节。PDM的环节治理不同于通常意义上的名目治理。名目治理自身只触及义务的委派，而环节治理则处置义务对数据的影响疑问。PDM的环节治理关键包括三个方面：当有些人在应用数据启动上班时，经过环节治理系统来治理这些数据的变卦；应用环节治理系统治理人与人之间数据的流动；应用环节治理性能跟踪名目停顿环节中的一切事情得优惠。产品设计是一个不时发明和对产品数据重复更改的环节，每次变卦蕴含了对基本的工程数据作意义深远的探求片修正，对此，PDM系统提供了这样一种处置方法，它能够起如下作用：起到工程师上班环境的作用；当一切新的或经变卦的数据发生时，能准确地采集这些数据；保管数据，并标识出它是属于哪一版本；按工程师需求调用数据；有效地跟踪工程师所采取的每上步骤。而在要求工程师成功设计改良时，他们须要的不只是原设计数据和工程变卦单，或许还须要参考很多的文档、文件和表格，以及设计小组其他成员的介入，因此PDM系统还庆能将很多资料搜集起来，以满足设计更改的须要。在产品开发环节中或许须要设计许多零部件，关于每一种零部件都随同着发明、修正、查问、审核和审批等上班，或许在此时期须要重复屡次，而且，每种零部件的设计将会驳回不同的技术和不同类型的数据。同时，每一个文件的变化，都有或许对其他相关文件形成潜在的影响，所以须要不时地启动审核、修正、从新提交和再审核。理顺这种高度复杂的上班流正是PDM系统最擅长的，特意是PDM系统能够跟踪各种独自的决策，选择下一步干什么。PDM系统不只是保管名目以后形态的片面数据库的记载，它还应该记载名目阅历过的形态，这使得PDM系统成为审查跟踪数据用的潜在的、有价值的资料源。二、PDM系统的性能到目前为止，对PDM尚无一个完整确切的定义。这一方面是由于PDM蕴含的技术内容太多、太广，另一方面也是由于与PDM相关的技术内容在不时开展和变化。表1.2和表1.3区分显示了近十年来PDM系统结构开展的趋向和PDM系统的外围使能技术的大抵状况[6]。表1.2PDM系统结构开展趋向StageMid-1980sEarly1990sMid-1990sLate1990sUserInterfaceCharacterGraph,Hard-codedGraph,ProgrammableMultimediaUserApps.None3GLAPI3GLAPIVisualProgramPDMApps.3GL3GL4GLC++ClasswareMiddlewareNoneTiedto> 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宣布于：2004-10-1719:34:002楼CIMS概述孟凡强摘要：本文引见CIMS基本概念,指出CIMS体系结构及特点，简述CIMS的分类及效益评价，并讨论其开展。关键词:CIMS体系结构分类效益评价开展1、CIMS基本概念1.0CIM的提出CIM是一种企业消费制作与消费治理启动提升的哲理。这种哲理首先是在1974年美国JosephHarrington博士在其论文《ComputerIntegratedManufacturing》中提出的。其基本观念是：这是针对企业所面临的强烈市场竞争情势而提出的组织企业消费的一种哲理。其基本思维是：①制作企业中的各个部分（即从市场剖析、运营决策、工程设计、制作环节、质量控制、消费指挥到售后服务）是一个相互严密相关的全体；②整个制作环节实质上可以形象成一个数据的搜集、传递、加工和应用的环节，最终产品仅是数据的物化表现。前者表现了集成的思维，它将企业决策、运营治理、消费制作、开售及售后服务无机地联合在一同；后者就是消息制作观的思维。1.1什么是CIMSCIMS(ComputerIntegratedManufacturingSystem)直译为计共计综合智能化，是基于CIM哲理构成的新型消费实体，是消息时代的一种新型消费制作形式。至今尚未有一致的定义，但对其基本看法是：CIMS是经过网络数据库撑持工具把计算机辅佐设计、制作、治理等智能化孤岛无机地联合起来，肃清其接口间阻碍，处置市场上多变的智能化消费的疑问。从上方表述可以看出CIM哲理的关键点是集成，CIMS的关键点也是集成。即经过计算机网络技术、数据库技术等软配件技术，把企业消费环节中运营治理、消费制作、售后服务等环节咨询在一同，构成了一个能顺应市场需求变化和消费环境变化的大系统。CIMS不只仅把技术系统和运营消费系统集成在一同，而且把人（人的思维、理念及智能）也集成在一同，使整个企业的上班流程、物流和消息流都坚持通顺和相互无机咨询，所以，CIMS是人、运营和技术三者集成的产物。2、CIMS体系结构CIMS体系结构是用来形容钻研对象整个系统的各个部分和各个方面的相互相关和档次结构，从大系统通常角度钻研，将整个钻研对象分为几个子系统，各个子系统相对独立自治、散布存在、并发运转和驱动等。咱们可以从性能结构和逻辑结构来意识CIMS体系结构。从性能层方面剖析，CIMS可以由图1表示出其组成及分层状况。第一层消费/制作系统：这一层面向消费环节，包括了柔性制作单元FMS、装配设施、工业机器人及其他消费制作智能化技术，这一层以物流为中心，成功消费、加工、装配、包装等义务。图1第二层硬事务处置系统：这一层是消费/制作监控系统，经过计算机网络对第一层的设施启动综合控制与操作，成功抵消费制作的监控。蕴含狭义的CAM、CAQ及CAT等。第三层技术设计系统：这一层蕴含CAD（计算机辅佐设计）、CAPP(计算机辅佐工艺)，为消费制作系统发生消息。CAD用于产品设计、开发，它提供的是如何做的消息，而CAPP是依据CAD提供的消息指点如协作。第四层软事务处置系统：这一层关键经过计算机网络实时地处置各种软事务，譬如，财务、供销、售后服务等方面的治理，成功电子化记账。第五层消息服务系统：以狭义的MIS为主，关键对前面各层的消息启动搜集、存储、加工、传输、经常使用、查问，为各级治理者与高层提供数据。第六层决策治理系统:这一层是企业运营治理布局的决策层，关键有MRP-II(制作资源方案)、ERP(企业资源方案)、决策支持系统DSS、专家系统ES、系统模拟系统等组成。他依据企业总体路途、企业外部条件、市场消息等要素，发生消费运营优惠的方案与方案、各种资源的需求方案，包括人、物、资金的需求方案。从图2给出的CIMS逻辑相关来意识各个子系统之间相互相关，以及人与各个子系统之间的相关。图2CIMS逻辑结构不只表现了消息的传递与替换，更能反映出人在CIMS系统中的关键作用。因此可以说人为要素是实施CIMS能否取得实践功效的关键。3、CIMS分类由于CIMS作为一种消费治理系统，不同的企业环境有不同的运作方式，市场上没有详细的、现成的产品，也没有严厉的分类规范。为了剖析疑问的繁难，咱们人为地对其加以分类。从消费工艺方面分，CIMS可大抵分为：（1）团圆型制作业CIMS:这个行业的特点是加工消费环节不是延续的，而成功先加工单个整机，而后再将单个整机启动组装，装配成半成品或成品。如机床、汽车、电子设施的消费企业等。（2）延续性制作业CIMS：这个行业的特点是原资料加工装置时断时续地启动规则的物理化学变化而最终获取合乎须要的产品。如水泥消费、化学化工、石化行业等。（3）混合型制作业CIMS:这个行业的特点消费环节中既有团圆型消费环节，又有延续性消费环节。如钢铁企业炼铁、炼钢厂的炼钢、轧钢厂轧钢等各个消费环节都属于延续性的环节，但各个厂的钢水、铁水、钢锭、钢板的加工又是团圆型环节。故称这类行业为混合型制作业的CIMS。还有从CIMS体系结构来分，也可以分红集中性、扩散性和混合型三种。普通不用这种方法。4、CIMS效益评价CIMS是企业治理运作的一种手腕，是一种战略思维的运行，其初期投资大，触及面广，资金回笼周期长，短期内很难见到效益，因此在对CIMS作效益评价时不能单凭货币规范来权衡其效益，要多方面综合思考其效益目的。所谓综合效益指CIMS系统对企业和社会所能带来的各种效益。可以从上方几个方面来了解：(1)运行CIMS提高了休息消费劲为企业带来的利润，为国度参与国民支出所做出的奉献。(2)运行CIMS提高了企业对市场的应变才干和抗危险才干，对企业成功运营战略所做出的奉献；提高企业市场竞争力，促成技术提高所作的奉献。(3)为提高整个企业员工素质和技术水平作的奉献。(4)为浪费自然资源所做出的奉献。(5)经过运行和推行CIMS技术，为国度提升产业结构，开展新产业，提高造国际市场上的竞争力所作的奉献。5、CIMS开展-CIMS运行的开展关键表如今下述几方面:·已遍布发达国度及一些开展中国度；·从机械制作业扩展到各类制作业，包括流程工业；·从多种类、小批量消费方式开展到多种消费方式；·从繁难产品扩展到复杂产品；·系统开发与实施技术更为成熟，成功率大大提高；·有力地促成了CIMS技术和产业的开展。现谢环球上许多国度政府和企业界高度注重CIM和CIMS的运行和开发，我国也提出了863/CIMS战略目的，而且取得了肯定功效。目前在CIMS的运行方面还处在推行实验阶段，运行行业多是制作业，而且运行CIMS的企业，多是部分运行，还没有大范围的全体运行。CIMS作为一种先进的现代企业消费治理方式，其运行前景是良好的。其总体开展趋向为：集成化从以后企业外部的消息集成和性能集成，开展到环节集成（以并行工程为代表），并正在步入成功企业间集成的阶段（以麻利制作FMS为代表）。----数字化/虚构化从产品的数字化设计开局，开展到产品全生命周期中各类优惠、设施及实体的数字化。在数字化基础上，虚构化技术正在迅速开展，关键包括虚构理想(VR)运行、虚构产品开发(VPD)和虚构制作(VM)。----网络化从基于局域网开展到基于Intranet/Internet/Extranet的散布网络制作，以支持环球制作战略的成功。----柔性化正踊跃钻研开展企业间灵活联盟技术、麻利设计消费技术、柔性可重组机器技术等，以成功麻利制作。----智能化是制作系统在柔性化和集成化基础上进一步的开展与加长，引入各类人工智能和智能控制技术，成功具有自律、散布、智能、仿生、麻利、分形等特点的新一代制作系统。---绿色化包括绿色制作、环境意识的设计与制作、生态工厂、清洁化消费等。它是环球可继续开展战略在制作业中的表现，是摆在现代制作业背地的一个簇新课题。参考文献：1、齐德昱、何彪、欧松、钟暮良.CIMS体系结构钻研，计算工程与设计，1999年6月2、林式藩.CIMS的组成与运行，冶金智能化，1997年6月3、李伯虎-、-吴澄.开展中的CIMS4、寿云兴-、郝万福.CIMS综述，黑龙江智能化技术与运行，1997年第3期 回复 援用 投诉 宣布于：2007-03-0211:50:003楼朱晓春传授钻研过CIMS，看看先进制作技术。 回复 援用 投诉