计算机集成制造系统

计算机集成制造系统（计算机 integrated manufacturing system，CIMS）是在信息技术、自动化技术与制造的基础上，通过计算机技术把分散在产品设计制造过程中各种孤立的自动化子系统有机集成起来，形成适用于多品种、小批量生产，实现整体效益的集成化和智能化制造系统。其能够提高新产品开发的质量、缩短产品上市周期，并支持企业的生产管理信息优化、工程设计与制造的集成化、车间自动化以及系统的总体集成。

计算机是CIMS的物质基础和技术支柱。自1945年，第一台计算机问世以来，就产品研发、制造和经营管理三大主要活动领域，其单项独立应用已达到很高的水平。1954年研制出第一台数控机床，为CIMS奠定了基础，并为柔性自动化提供了条件。1973年，美国的约瑟夫·哈林顿（Joseph Harington）博士在《计算机集成制造》一书中首先提出计算机集成制造的概念。1981年，美国政府在国家标准局（NBS）内建立了一个“自动化制造实验基地（AMRF）”，为工业企业提供各项CIMS的单项技术实验场所。1985年，美国制造工程师学会和自动化系统分会的技术委员会提出了CIM轮作为CIMS系统的体系结构，为美国工业界所接受。1986年，中国将CIMS作为在国家高技术研究发展计划自动化领域设立的两个研究发展主题之一。随着技术发展速度加快和生活水平提高，1991年，亚柯卡（Iacocca）提出了敏捷地产制造企业的基本概念。进入21世纪，全球经济和科技的巨变以及激烈的市场竞争推动了产品更新速度的加快。CIMS凭借提高生产效率、缩短生产周期和提高市场适应性的优势，已成为21世纪主导的生产方式。

计算机集成制造系统通常由管理信息系统、工程设计自动化系统、制造自动化系统、计算机辅助质量控制系统、数据库系统和计算机网络系统组成，其结构包括工厂层、车间层、单元层、工作站层和设备层。根据产品对象及制造工艺的不同，计算机集成制造系统可分为离散型、流程型和混合型等，涉及到先进制造技术、敏捷制造、虚拟制造等关键技术，广泛应用在服装、制造业、半导体封装等领域。未来，计算机集成制造系统会朝着数字化、精密化、自动化、网络化等方向发展，但同时也存在着无法代替个人、受阶段限制等局限性。

定义

对于计算机集成制造系统的认识，一般包括以下两个基本要点：

（1）企业生产经营的各个环节，如市场分析预测、产品设计、加工制造、经营管理、产品销售等一切的生产经营活动，是一个不可分割的整体。

（2）从本质上看，企业的整个生产经营过程是一个数据的采集、传递、加工处理的过程，而形成的最终产品也可看成是数据的物质表现形式。

因此，对计算机集成制造系统通俗的解释可以是：用计算机通过信息集成实现现代化的生产制造，以求得企业的总体效益。整个计算机集成制造系统的研究开发，即系统的目标、结构、组成、约束、优化和实现等方面，体现了系统的总体性和一致性。

历史沿革

背景

计算机是CIMS的物质基础和技术支柱。1945年，第一台计算机问世以来，对制造业而言，就产品研发、制造和经营管理三大主要活动领域，其单项独立应用已达到很高的水平。

在产品制造方面，1954年研制出第一台数控机床，为CIMS奠定了基础，为柔性自动化提供了条件。在企业经营管理方面，1954年计算机进入管理业务领域，从信息流的管理上升到物流的管理，产生了一个新的飞跃，其代表是MRP Ⅱ。1967年建成了第一套柔性制造系统（FMS），解决了柔性和生产率相互矛盾的问题，提供了工业生产全面现代化的条件。

初步形成

1973年，美国的约瑟夫·哈林顿（Joseph Harington）博士在《计算机集成制造》一书中首先提出计算机集成制造的概念。1981年，美国政府在国家标准局（NBS）内建立了一个“自动化制造实验基地（AMRF）”，为工业企业提供各项CIMS的单项技术实验场所。

1980年代中期，基于CIM理念的CIMS系统开始得到广泛关注和实施。许多先进工业国家，如美国、日本、德国、英国、瑞典、瑞士和苏联，均开始制订并实施CIMS策略。这些国家采用柔性计算机集成制造技术以适应市场变化，提高生产质量与效率，降低成本，并满足多品种小批量生产的需求。同时，发展中国家如中国、新加坡、韩国等也开始积极发展CIMS技术，以应对国际和国内市场的竞争压力。1985年，美国制造工程师学会提出了CIM轮作为CIMS的体系结构，并通过对五家领先的美国制造企业的调查，报告了显著的效益提升，如产品质量提高200%至500%，生产率提升40%至70%等。

广泛应用

随着CIM理念的不断拓展，人们认识到其适用性不仅限于离散制造业，也适用于流程制造业。1986年欧洲共同体将CIMS概念扩展到流程工业，称之为CIPS（计算机 Integrated Processing System）。同年，中原地区启动了863高技术发展计划，将CIMS作为在国家高技术研究发展计划自动化领域设立的两个研究发展主题之一，重视其在推动工业发展中的作用。

到1989年，据日本统计，在电子、精密机械行业中，已有36.7%的企业开始或已经开发CIMS，而在机械制造行业中，这一比例为31.3%。这些应用主要集中在机械制造和逐渐扩展到电子仪器、通信设备、集成电路等领域，同时也涉及到化工、冶金等连续或半连续生产行业。

随着技术发展和生活水平提高，对新产品的需求不断增长。1991年，为克服柔性制造系统（FMS）和计算机集成制造系统（CIMS）的局限性，日本、美国、加拿大、澳大利亚、瑞士、韩国和欧盟联合投资40亿美元启动智能制造系统国际合作计划。该计划旨在结合各国专业技术，开发无国界限制、人与智能设备合作的高技术生产系统，促进工业界、学术界和政府在现代制造技术领域的合作。同年，亚柯卡提出敏捷制造企业的基本概念。

深入扩展

1991年，日本能源协会定义CIMS为以信息为媒介，整合企业多业务领域的新型生产系统。1992年，国际标准化组织第184技术委员会提出CIM的定义，强调整合人员、功能、信息和组织。1993年，美国机械工程师会更新了CIM的轮图，将客户置于核心，强调人、组织和协同工作的重要性。1993年3月，汉诺博览会展示了国际上CIMS的实施成果，展出了199家公司的CIMS应用软件，涵盖了不同规模和类型的制造企业。

在1993年底，中国建成了7个单元技术工程实验室，实现CIMS领域关键技术的突破并培养了专业技术人员。1994年，清华大学CIMS工程研究中心获得“SME大学领先奖”，同年航空工业成飞等大型企业取得了CIMS应用的显著进展，显示了CIMS在大中型企业中的重要性和示范作用。1998年，中国863计划的CIMS专家组正式定义了CIMS，结合信息技术、现代管理与制造技术优化产品全生命周期。

进入21世纪，全球经济和科技的巨变以及激烈的市场竞争推动了产品更新速度的加快。CIMS凭借提高生产效率、缩短生产周期和提高市场适应性的优势，已成为21世纪主导的生产方式。2008年全球金融危机后，欧美等发达国家重视发展实体经济，推行“再工业化”战略，注重技术储备和科技成果转化，强化创新引导和人才培养。

关键要素及目标

关键要素

在计算机集成制造系统中，CIMS三要素的有效集成是至关重要的，它们分别为人机构、技术和经营。由于三要素之间的相互作用、相互制约，从而构成了企业内部的4类集成：

（1）经营管理与技术的集成，即利用计算机技术、自动化技术、制造技术及信息技术等各种工程技术，支持企业达到最大的工作效率；

（2）人/机构与技术的集成，即利用各种工程技术支持企业中各类人员的工作，使之相互配合，协调一致，发挥最大的工作效率；

（3）人/机构与经营的集成，即通过人员素质的提高和组织机构的改进来支持企业的经营和管理；

（4）CIMS三要素的综合集成，使企业达到整体优化。

在三要素中，人的作用最为关键。企业的经营思想的贯彻、技术的发展，归根结底都取决于人。CIMS并不过分强调物流自动化，而是侧重于以人为中心的适度自动化，即强调人、经营、技术三者的有机集成，充分发挥人的作用。

目标

计算机集成制造系统的目标是将现有企业生产经营活动中各个孤立的信息子系统利用计算机网络连接为一个有机整体，通过各子系统之间的信息流动使各子系统形成有机结合消除它们之间的屏障，实现信息的高度集成，从而形成管理系统、决策系统、生产控制系统等之间的协调，使之一方面能够发挥自动化的高效率、高质量；另一方面又具有充分的灵活性，以利于经营、管理及工程人员发挥智能，根据激烈变化的市场需求及企业经营环境，灵活及时地改变企业的产品结构及人力、物力、财力等生产要素的配置，实现全局优化，从而提高企业在激烈的全球竞争中的生存和发展能力并赢得稳定的高效益。

系统组成

从系统功能考虑，计算机集成制造系统通常由4个功能分系统和2个支撑分系统组成，每个分系统都有其特有的结构、功能和目标。

管理信息系统

管理信息系统（管理学 Information System，MIS）是计算机集成制造系统的神经中枢，指挥与控制着其他各个部分有条不紊地工作。管理信息系统通常是以MRPI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、工具、人力资源等各项管理信息功能。它集生产经营与管理于一体，各个功能模块可在统一的数据环境下工作，以实现管理信息的集成，从而缩短产品生产周期、减少库存、降低流动资金、提高企业应变能力。

工程设计自动化系统

工程设计自动化系统（Engineering 设计 自动化技术 System，EDAS）实质上是指在产品开发过程中运用计算机技术，使产品开发活动更高效、更优质、更自动地进行。产品开发活动包括产品的概念设计、工程与结构分析、详细设计、工艺设计以及数控编程等设计和制造准备阶段的一系列工作，即通常所说的CAD、CAPP、CAM三大部分。

制造自动化系统

制造自动化系统（Manufacturing Automation System，MAS）是CIMS的信息流和物料流的结合点和最终产生经济效益的聚集地，通常由数控机床、加工中心、柔性制造单元或柔性制造系统等组成。MAS是在计算机的控制与调度下，按照数控机床代码将一个个毛坯加工成合格的零件并装配成部件以至产品，完成设计和管理部门下达的任务；并将制造现场的各种信息实时地或经过初步处理后反馈到相应部门，以便及时地进行调度和控制。

制造自动化系统的目标可归纳为：实现多品种、小批量产品制造的柔性自动化；实现优质、低成本、短周期及高效率生产，提高企业的市场竞争能力；为作业人员创造舒适而安全的劳动环境。

计算机辅助质量控制系统

在激烈的市场竞争中，质量是企业求得生存的关键。要赢得市场，必须在产品性能、价格、交货期、售后服务等方面满足顾客要求。因此，需要一套完整的质量保证体系，计算机辅助质量控制系统（Computer Aided Quality System，CAQS）覆盖产品生命周期的各个阶段，主要包括以下四个子系统。

数据库系统

数据库系统（Database System，DBS）是一个支撑系统，它是CIMS信息集成的关键之CIMS环境下的经营管理信息、工程技术、制造自动化、质量保证四个功能系统的信息数据都要在一个结构合理的数据库系统里进行存储和调用，以满足各系统信息的交换和共享。

CIMS的数据库系统通常采用集中与分布相结合的体系结构，以保证数据的安全性、一致性和易维护性。此外，CIMS数据库系统往往还建立一个专用的工程数据库系统，用来处理大量的工程数据。工程数据类型复杂，它包含有图形、加工工艺规程、数控机床代码等各种类型的数据。工程数据库系统中的数据与生产管理、经营管理等系统的数据均按统一规范进行交换，从而实现整个CIMS中数据的集成和共享。

计算机网络系统

计算机网络系统（Network System，NETS）是CIMS的一个支撑系统，通过计算机通信网络将物理上分布的CIMS各个功能分系统的信息联系起来，以达到共享的目的。依照企业覆盖地理范围的大小，有两种计算机网络可供CIMS采用，一种为局域网，另一种为广域网。CIMS一般以互联的局域网为主，如果工厂厂区的地理范围相当大，局域网可能要通过远程网进行互联，从而使CIMS同时兼有局域网和广域网的特点。

系统架构

根据制造企业多级管理的结构，美国国家标准技术研究所将CIMS分为五层递阶控制结构即工厂层、车间层、单元层、工作站层和设备层。设备层是最下层，如一台机床或一套输送装置等。工作站是由几台设备组成，几个工作站组成一个单元。在这种递阶控制结构中，工厂层控制车间层、车间层控制单元层、单元层控制工作站层、工作站层控制设备层。层次越高，控制功能越强，计算机处理的任务越多，信息处理周期也越长；层次越低，信息越具体，处理信息的实时性要求越高，信息流速度越快。

工厂层

工厂层是企业的最高决策层，负责市场预测、制订长期生产计划、确定生产资源需求、制订资源计划、产品开发以及工艺过程规划。同时还具有成本核算、库存统计、订单处理等经营管理工作。

车间层

车间层根据工厂层的生产计划配置资源，协调车间作业和辅助性工作。包括在CAD/计算机辅助工艺过程设计/CAM软件支持下从设计部门获取产品零件图和物料清单，编制数控加工程序，进行车间内各单元作业的管理和资源分配。

单元层

单元层主要负责加工零件的作业调度，包括零件在各工作站作业顺序、作业指令的发放管理和协调、设备和操作人员的任务分配等。还需根据实际运行状态进行及时调整，保证预定工作顺利完成。

工作站层

工作站层的任务是负责执行生产过程中各环节的具体任务。柔性制造系统中工作站可分为加工工作站、检测工作站、物料储运工作站和计算机控制系统等，主要完成与加工过程相关的各项工作。

设备层

设备层包括各种加工、测量、转运等设备，是执行上层命令的最基本单元。

类型

根据产品对象及制造工艺的不同，制造企业可以分为离散型、流程型和混合型等形式。与此相对应，CIMS集成中的实施方法、难点和关键技术也不相同。

离散型企业的CIMS

离散型企业主要是指机械、电子类产品的加工企业，如生产汽车、飞机、电视机、服装等产品的企业，由于产品种类繁多且经常变化，离散型生产通常需要高度的灵活性和可重构性。它们的基本特点是采用机床等设备完成零件外形的加工，再将不同零件组装成具有特定功能的产品。由于设备和零件都是分立的，因而称之为离散型生产方式。为提高产品的市场竞争力，人们早就开始关注上述企业生产过程的自动化与计算机化。例如采用数控（NC）机床、柔性制造系统（FMS）进行加工，采用自动导引小车（AGV）运送工件，采用数字化设计与分析软件进行产品设计，利用制造资源计划（MRPⅡ）、管理信息系统（MIS）、企业资源计划（ERP）软件管理企业等。为进一步提高系统的运行效率和经济效益，人们通过计算机网络与数据库将各环节集成起来，进而形成计算机集成制造系统（CIMS）。

流程型企业的CIMS

流程型企业也称为过程型或连续型企业，是指被加工对象不间断地通过生产设备的加工企业，如化工厂、炼油厂、水泥厂、发电厂等。流程型企业的CIMS可能更侧重于过程控制和自动化，以确保生产过程的稳定性和效率。它们的基本特点是通过一系列加工装置使原材料进行规定的化学反应或物理变化，以得到最终的产品，生产对象主要是能源和原材料，产品品种稳定，生产量大。与离散型企业不同，它们的产品一般不是以新取胜，而是以质量和价格取胜。因此，企业实施自动化和CIMS的目标是如何有效地监测和控制生产过程，使生产设备和工艺处于最佳状态，以节省原材料，降低能耗，提高产品的收益率。

混合型企业的CIMS

混合型企业是指生产活动中既有流程型特征、也有离散型特征的企业。混合型企业的CIMS实施可能更复杂，需要同时考虑生产线的连续性和生产过程中的离散任务。例如在钢铁企业中，高炉炼铁或电炉炼钢、连续铸造、热带连轧或冷带连轧等工序本身都可视为连续的生产过程，但各个工序之间的衔接要依靠分离的铁（钢）水罐铸坯、铸锭、钢卷等来实现。这类企业实现CIMS时，不仅要解决每道工序的自动化问题还要考虑到企业宏观运行中的物流平衡、资源设备平衡、温度平衡和时间平衡等问题。

特征

关键技术

先进制造技术

先进制造技术（Advanced Manufacturing Technology，AMT）是传统制造技术不断吸收嵌入式计算机集成制造系统机械、电子、信息、材料、能源和现代管理等方面的成果，并将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务的制造全过程，以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活的生产，并取得理想技术经济效果的制造技术的总称。

敏捷制造

敏捷制造（agile Manufacturing，AM）是以竞争力和信誉度为基础，选择合作者组成虚拟公司，分工合作，为同一目标共同努力来增强整体竞争能力，对用户需求作出快速反应以满足用户的需要。

虚拟制造

虚拟制造（Virtual Manufacturing，VM）利用信息技术、仿真技术、计算机技术对现实制造活动中的人、物、信息及制造过程进行全面仿真，以发现制造中可能出现的问题，在产品实际生产前就采取预防措施，从而达到产品一次性制造成功，来达到降低成本、缩短产品开发周期，增强产品竞争力的目的。

并行工程

并行工程（Concurrent Engineering，CE）是集成地、并行地设计产品及其相关过程（包括制造过程和支持过程）的系统方法。它要求产品开发人员在一开始就考虑产品整个生命周期中从概念形成到产品报废的所有因素，包括质量、成本、进度计划和用户要求，并行工程的发展为虚拟制造技术的诞生创造了条件，虚拟制造技术将是以并行工程为基础的，并行工程的进一步发展就是虚拟制造技术。

柔性制造技术

柔性制造技术（Flexible Manufacturing Technology，FMT）的具体实施是运用数控加工设备、物料运储装置和计算机控制系统组成的自动化系统来运行的。它能最大限度地利用和控制制造的技术、信息和资源为达到最佳的经济效益。柔性制造技术是制造技术吸收NC技术、计算机技术、自动控制技术、通信技术等综合应用的生产系统。

成组技术

成组技术（Group Technology，GT）是从成组工艺发展起来的。其成组工艺是把形状、工艺、尺寸相近似的零件组成一个零件族（组），按零件族统一制定工艺规程进行制造，扩大了批量，便于采用高效率的生产方法，从而大大提高劳动生产率。零件的成组分类编码是用数字来描绘零件的名称、几何形状、工艺特征、尺寸和精度等，也就是零件特征的数字化。零件分类成组的方法主要有特征码位法、码域法、特征位码域法。成组工艺的设计方法有复合零件法和复合路线法。成组生产的组织形式有单机成组加工、成组生产单元和成组生产流水线。

功能

优化企业的生产管理信息

实施计算机集成制造系统前，企业的生产管理信息系统在产品销售、成本核算、车间生产调度和产品质量管理等方面，管理方法较为落后，管理水平较低，不能与当今企业管理现代化的时代相适应。而通过利用建模和分析技术对企业的管理现状进行分析和优化，可以缩短产品开发研制周期，提高产品质量，降低生产成本，形成完善而且先进的生产管理信息系统。

实现集成化工程设计与制造

为了进一步提高新产品开发能力和水平，缩短产品设计周期，需要在并行工程思想的指导下用并行设计方法来代替传统的串行设计方法。而企业和产品的信息模型是企业设计和制造的基础，通过建模和分析系统建立企业的全局信息模型，对企业设计和制造活动及其相关信息进行优化和协调，是实现集成化工程设计的重要内容和手段。

实现车间自动化

很多企业的车间管理基本上还是停留在传统的人工管理上，管理手段较为落后企业管理层不能及时准确地掌握车间的进展情况。此外，生产过程中在制品库存时间过长占用资金多，也会增加产品成本。建模与仿真分析工具的应用，可以完善和实现车间生产任务调度、车间生产统计、车间资源管理等功能，实现车间控制和管理自动化。

实现计算机集成制造系统总体集成

企业的建模和分析是计算机集成制造系统总体集成的保证，通过建模和分析系统可以建立优化的企业信息集成系统，使企业进一步开拓市场，获取更多的订单，并能对市场变化迅速做出反应。集成化企业建模和分析系统的应用，可为企业计算机集成制造系统应用工程的实施带来诸多好处，这已被国际上著名工具制造公司的发展实践所证实，如瑞典的Sandvik公司、美国的Kernal公司等都是很好的成功案例。

优缺点

优点

保障和提高了新产品开发的质量：CIMS使企业提高了产品创新设计的深度，有利于提高企业产品的技术含量，其建立了企业从产品设计、生产制造、经营管理全方位的计算机集成制造环境，做到了企业信息流、物流、资金流的集成。市场综合反馈信息在CIMS的支持下，迅速反馈到CIMS工程设计自动化分系统（CAD/CAPP/CAM/CAE），产品设计人员在产品数据管理（PDM）、CAD等系统支持下，综合产品过去设计成果及各项信息（包括零部件明细、价格、供货质量生产加工能力等），在MIS过来的市场综合反馈信息地推动下，就能不断设计出更加满足市场需求的低成本、适销对路的产品。

缩短了新产品的上市周期：CIMS是一个集成化的生产模式，覆盖了市场分析、经营决策、新产品研制、工程设计、加工制造、库存供应、质量保证、销后服务等整个制造业的活动，并力图实现三流集成。在这种环境支持下，通过企业信息的快速流动，加速了产品的设计周期。同时，由于在设计时参考了产品的可制造性等特性，在MIS及制造自动化系统的支持下，也极大地提高了产品的生产及销售分派效率，这些都保证了企业新产品上市周期的显著改善。

缺点

未从根本上改变开发流程及组织结构：计算机集成制造系统的产品开发过程仍然采用的是按专业划分部门和递阶控制的传统方式。因此，尽管计算机集成制造系统实现了信息的连续传递和共享，减少了数据，使CAD/CAPP/CAM信息畅通并提高了产品设计效率，但未从根本上改变串行的产品开发流程和产品开发的组织结构，所以在缩短产品开发周期，提高一次性设计成功率上的效果并不显著。

人力资源的影响：CIMS的实施可能会导致直接劳动岗位的减少，因为更多的工作被自动化和计算机化所取代。这不仅影响到员工的职业生涯，也可能引起劳动力市场的波动。

技术和系统的整合问题：尽管CIMS旨在通过技术整合提高生产效率和响应速度，但在实际操作中，不同技术模块之间的整合可能存在困难，这可能影响整个系统的性能和效率。

技术与管理的不匹配：尽管CIMS集成了硬件和软件，包括信息处理技术和管理科学，但其成功实施需要有效的管理和组织支持。如果管理层未能适应新的技术环境，或者对技术的依赖过度而忽视了管理的重要性，可能会导致系统的效率降低。

组织和社会问题：CIMS的实施不仅仅是技术问题，还涉及到组织结构和社会动态的问题。技术导向的视角可能低估了实施和应用计算机化制造系统时遇到的组织和社会问题。例如，忽视不确定性和申请者动机的差异可能导致严重的摩擦和冲突。

应用领域

服装

服装产品的生产品种多，批量小，周期短。服装面、辅料柔软、易破、易变形，加工过程中难以自动抓取、输送和定位。服装设计艺术含量大，款式和衣片设计之间没有固定的联系。这样服装CIMS有别于机械制造企业的CIMS。机械制造企业实施的CIMS自动化程度更高，而服装的CIMS带有人机互动性，自动化程度较低。与一般服装企业生产相比，服装CIMS应用实现了对服装市场多品种、少批量的信息快速反应与敏捷制造。推行CIMS可使企业在生产合理化的基础上通过提高生产效率、降低生产成本、提高竞争能力，使企业在产品开发和迅速占领市场上具有较强的竞争力。

制造业

随着社会经济的发展，制造业的生产能力，包括资本和信息，在世界范围内迅速提高和扩散形成全球性的激烈竞争格局，先进生产技术的出现改变了现代制造业的产品结构和生产过程，与之相应地，传统的管理、劳动方式、组织结构和决策准则都在经历着新的变化。作为按照CIM哲理建成的复杂的人机系统，CIMS是工厂自动化的新模式，它面向整个工厂，可以覆盖工厂的各种经营活动。

半导体封装

在半导体封装中，通过CIMS的建立，将实现塑封油压机的信息智能化管控，起到防呆、防错，参数调用的准确性。使工程人员更好的监控各个设备状态，通过数据分析汇总设备异常，提出改善预防措施，进而提高了设备使用率，保证产品质量，提高了生产效率。

开放系统架构

计算机集成制造开放系统结构（CIM-OSA）为制造工业的CIMS提供了一种参考架构。它旨在通过一个集成的企业环境和基础设施，支持制造系统的规划、设计、实施和运行。CIM-OSA体系结构以CIM生命周期和集成平台为核心，包括以下主要特性：

局限性

无法代替个人：尽管计算机集成制造系统（CIMS）为厂长提供决策支持，但不能替代其作出经营决策。CIMS也不能取代销售人员的推销和公关工作，尽管它能提供客户和市场信息。虽然CIMS为设计师提供有效的设计工具，支持新产品开发，它本身不产生新思想。对于领导能力不足或员工素质问题，CIMS同样无法解决。

受阶段限制：尽管CIMS可以覆盖整个企业，但由于经济和技术原因，其实施必须分阶段进行。经济上，企业的资金筹措能力限制了CIMS实施的速度，通常不可能一次性完成。技术上，CIMS技术的发展阶段性也要求其实施必须逐步进行。

经济实用性的挑战：对于小型制造企业而言，实施CIMS可能面临成本和资源的限制。虽然CIMS可以提高企业的信息化和自动化水平，但初期投资和维护成本较高，这对于资金有限的小型企业来说是一个重大挑战。

数据完整性：在CIMS中，数据的完整性和准确性对于生产效率和产品质量至关重要。随着信息技术的广泛应用，企业在各个部门形成了信息孤岛现象，这对数据的整合和共享提出了挑战。

发展趋势

数字化：数字化不仅在信息化发展中占据着核心地位，同时还在计算机集成制造系统的发展中占据核心位置。相较于模式化处理信息的数字化处理有三个极为突出的优势：信息精确、安全且容量非常大。数字化制造简单来说就是在制造领域实现数字化，这是制造技术、网络技术、计算机技术和管理科学不断融合、交叉、应用的结果。同时也是未来制造系统和生产系统发展的必由之路。数字化制造包括三个主要部分：一是以控制为中心，二是以设计为中心，三是以管理为中心。

精密化：精密化具有两层含义：一是对零件或产品的精度具有越来越高的要求。二是对零件或产品的加工精度具有越来越高的要求。“精"是指加工精度及其发展精密加工、细微加工、纳米加工等，尤其是纳米加工，不仅可以保证产品的精度要求，还能使产品的性能得到一定程度的改善。

突出极端条件：“极”就是极端条件，指在极端条件下工作的或者有极端要求的产品，也是指这类产品的制造技术有“极”的要求。例如，在高温、高压、高湿、强磁场和强腐蚀等条件下工作，或有高硬度、大弹性等要求，或在几何形体上极大极小、极厚、极薄、奇形怪状。“极”是前沿科技或前沿科技产品发展的一个焦点。

自动化：自动化就是使人的劳动强度降低、能够取代人类劳动的技术手段。要想实现自动化，必定离不开工具或者机械。机械承载着自动化技术，自动化从最初的自动调节、控制、辨识等逐渐发展到自学习、自维护、自修复等更高层次的自动化水准，现在的自动控制水平和内涵是以前无法企及的，对理论、技术的控制和对系统、元件的控制都得到了很大程度的发展。制造业自动化的发展不仅使人的体力劳动得到了解放，还使人的脑力劳动也得到了一定程度的解放。所以，自动化为现代制造技术进步的前提。

集成化：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，即知识表现形式的集成。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”就是就是取人之长，补己之短。

网络化：网络化是现代集成制造技术发展的必由之路，制造业走向整体化、有序化，这同人类社会发展是同步的。网络化取决于两个因素，一个是生产组织改革的需求，另一个是生产技术进步的可能。

智能化：制造技术发展的前景就是实现智能化。智能制造模式以智能制造系统为基础。智能制造系统不仅是技术与智能集合在一起形成的应用环境，同时还承载着智能制造模式。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。

绿色制造：“绿色”一词是从环保领域引用的。实际上，人以及人类社会都属于大自然的组成部分，部分是离不开整体的，部分更不可以破坏整体或者与整体形成对抗关系。同样，在制造业向全球化、网络化、集成化和智能化发展的过程中，标准化技术（STEP、EDI和P-LIB等）已显得越来越重要，它是信息集成、功能集成过程集成和企业集成的基础。

参考资料

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