三、系统功能结构和配置

构成一个制造业工厂的基本要素主要是人、财、物，它们通过信息网络， 按照制造业的经济活动规律相互联结，相互作用，形成和产生了一系列的管理功能和管理活动，推动和执行这些管理活动和功能的是企业的各个管理机构。

根据制造企业经济活动的规律和制造业的典型，企业管理职能机构体系，制造业管理系统可以分解成若干个执行不同管理功能的子系统，这些子系统分布在不同的职能管理层次上。因此扩建的计算机系统和功能结构，必须符合上述典型制造业管理系统的层次和子系统的结构，便于信息的采集， 满足各层次管理职能机构人员的需求。

对于如“二纺机”一类的制造业企业，系统的管理结构层次一般可划分为操作层、管理层和决策层三个层次。

（一）系统功能结构和配置的总体性能要求。系统功能结构的总体性能要求如下：

1.拟建系统的功能结构，应是一个以交互式数据库为基础，中国化的CIM/MRPⅡ管理软件为核心的，面向全企业管理人员，多层次、多用户、多任务、多功能的制造业管理信息系统网络。

2，系统功能结构将分布在车间/分厂、总厂科室和总厂厂部领导机构三个管理层次上，覆盖总计五十多个生产经营管理单元，

经营与决策—— 国内外市场预测，生产优化组合，效益

 子系统

 BDS





仿真，决策支持，经营状态信息，经营计划，总体资源计划，销售与服务

产品目录，零件与材料字典

生产技术数据管理工艺规划文件，NC

 子系统

 TDS









材料卡，工艺定额，数据库管理

主生产计划与排程，物料需求计划

产能需求计划，原材料供应计划

生产管理子系统

 PNS





库存管理，采购与合同

设备与能耗管理

生产控制子系统作业计划，作业资源需求与控制



管理信息 

PCS



作业高度，质量管理与作业统计

分系统(MIS) 

数据收集子系统——条形码数据采集系统

 DCS



财务成本计划控制财会帐务处理工资结算

 子系统

 FCS



成本计划

成本结算与控制，统计分析

人力资源管理 人事、劳资、人员培训、人才结构需求

 子系统

 ERS









安全、劳保防护等

企业内外部综合信息获取，企业统计



辅助办公子系统厂长办公事务管理

 AOS







电子邮件

文档、资料管理

图 6 − 5 (a)

设置终端数应逐步扩展至 100 个以上。3.数据信息存贮量应在 2000MB 以上。

1. 设置联机 CADI 作站、辅助产品、工程设计、输出图纸和材料清单。

 机加工成组编码系统

GT

 钣金加工成组编码系统

 产品方案设计的专家系统

 产品强度、刚度的分析和计算，有限元分析、优化技术

 二维生产图纸的输出、三维的先生造型

CAD







产品设计与 

工艺分系统 

工程技术文件的生成和管理

电子电气设计



三维工业造型设计(总体布局)

工艺分工计划系统

(CAD / CAM)  

 

常规机加工CAPP



 机加工数控机加工CAPP

CAPP CAPP

  FMS机加工CAPP



 钣金CAPP

 热处理CAPP

CAM——三维自由曲面数控程编



————箱体类CAD / CAM

————工装CAD / CAM

图 6 − 5 (b)

1. 要有性能良好，便于操作的数据采集装置构成的数据采集系统。

根据上述对系统功能结构的总体规划，拟建系统的硬软件配置的原则和要求如下：

1. 超级小型机/中型机系统一套，要求产品成熟，性能十分可靠、适用于企业管理，能有效地运行

   CIM/MRPⅡ管理软件，支持同时运行终端数在 100 个以上，有进一步升级扩展能力。

 卧式加工中心

 

 有轨无人运输小车

 中央刀库，机械手(或主副刀库)

 

FMS − 1装卸工作台

 平面库

 三座标测量仪(线外布置)

 

 对刀仪



 CNC车床

自动化加工

DNC − 1

分系统(FMS) 







CNC磨床

CNC剪切机



CNC冲床



FMS − 2CNC激光切割机

 立体料库

 机械手



 卧式加工中心2台

 

DNC − 2数控龙门铣1台

 立式加工中心2台

图 6 − 5

(c)

1. 高性能的多用户交互式数据库系统，提供丰富的，面向管理人员的高效辅助开发工具和手段，便于存贮和生成输出各种类型的信息，如文字、报表、文件、图像，支持汉字处理。

2. 提供类似于 CIM/MRPⅡ软件和本地化，用户化的开发支持和合作。

3. 配备性能良好，符合国家标准的汉字输入输出系统，优先采用具有同西文处理一样高效率的中文操作系统和汉化数据库系统。

 质量指标计划

 

 检测规程

 质量规划 

(CAP − P) 检测计划

  工夹量刃具检定计划

 工艺装备检定计划

 











原材料检测



外购外协件检测

 检测

工序监测

检测量仪检定计划

检测与监测 

 (CAQ − I) 

 

诊断













质量管理分 

系统(CAQ ) 







工艺装备检测

成品检测



用户意见收取











产品质量动态分析



外购外协厂质保状况评价



能力分析

评价与控制

 (CAQ − C) 质量统计技术试验分析

  

  内部故障成本

  

  外部故障成本

 质量成本管理

  预防成本

  鉴别成本

 售后产品质量分析



 质量法规

 质量档案

质量信息管理

 (CAQ − M)







质量报表

信息反馈

图 6 − 5

(d)

1. 提供与微机、CAD

   工作站以及远程终端的通信联网设施，解决数据文件的传送。

（二）系统功能组成。系统功能模块组成如表 6—2 所示。

续前表

主要子系统功能分述如下：

1. 技术数据管理子系统（TDS）。该系统是技术系统和生产系统的接口，

   它除了获取技术系统的信息，经过处理形成生产信息，更重要的是具有对共享的技术信息管理的功能。其中技术数据主要内容：产品目录、零件材料字典（技术要求、特征、价格）、BOM、技术文件、工艺规划文件、材料加工卡、工艺定额等。如图 6—6 所示。

2. 计算机辅助设计和制造子系统。采用 PARTDESIGNANDVARIATIONDESIGN

   实现三维实体造型功能；ZDDRAFTING 实现二维工程图纸绘制功能；对设计产品进行动态分析和有限元分析。

设计严主的三维信息经 CAM 软件的处理，人机交互进行工艺制定，进行数控刀位路径模拟并生成刀位文件，最后经后置处理生成 NC 加工纸带。

CAD 接口人/机接口

单 级

BOM 注册

产品、零件材料字典

图 6-6 技术数据管理子系统功能模型

1. 主生产计划子系统（MPS）。该功能模块根据生产计划，对来自 TDS

子系统的 BOM 信息进行分解，产生零件生产计划和排产，其主要输出有：各分厂零件生产计划清单、集料计划清单和装配计划取出清单，这些输出即为下达至生产控制子系统的零件制造指令或采购指令。

1. 生产控制子系统（PCB）。该系统的主要功能有：采用倒排法作业计划编制作业资源需求（毛胚、工具、材料）、作业能力需求（机床、人）计划；

   在制品库存管理、人机交互方式进行作业调度及优化；工作令下达及跟踪； 质量控制，并且有成本分析及控制，作业统计的功能。PCS 功能模型如图 6

—7 所示。

生产管理系统模块间的信息关联，如图 6—8 所示。

产品生产计划和 TDS 产生的 BOM 表信息驱动 MPS 运行，产生面向零件的生产计划和采购清单；零件生产计划进而与来自 TDs 的 BOM 表加工工艺信息驱动 PCS 运行，进行车间的作业计划编制和作业跟踪。

（三）系统配置方案。

1.组建系统配置方案的原则。根据前面关于系统功能结构和

计划指令

工艺文件和 BOM

图 6-7 生产控制子系统功能模型

图 6—8 生产管理系统模块间的信息关联

配置要求的分析，CIM/MRPⅡ系统的硬软件配置，集中在面向企业管理的超级小型机/中型机的配套系统上。

80 年代以来，超级小型机/中型机的发展相当迅速，许多国外著名的计算机公司不断地更新技术，推出各自的新的产品系列，市场争夺十分激烈。上海“二纺机”根据国内外技术市场动向和自身的条件慎重加以选用，注意掌握以下原则：

1. 满足对拟建系统提出的性能要求；

2. 具有较好的性能/价格比；

3. 产品有一定的通用性和流行程度，在国内外有较多的用户或潜在的用户；

4. 易于开发，能获得较长时期可靠的技术支持（包括在系统开发、运行、维护方面的支持）以及优惠的合作条件；

5. 初期投资能力和系统最小配置间的匹配；

6. 可靠性、扩展性、升级和向上兼容性；

7. 技术生命周期和发展前景。2.系统配置方案。

1. 系统采用 UNISYS2200/202 中型机，双 CPU、16MB 内存；DCP/15

   通讯处理机、2 台 U28 磁带机、3000MB 硬盘、激光打印机和 65 台终端构成主机系统，担负工厂级的信息处理任务和生产管理系统的信息处理任务。

采用 7 台 HP9000/400 系列工作站，2 台激光打印机、2 台绘图仪，2000MB 硬盘、光盘和 8 台 386 微机构成 CAD/CAM 系统，担负辅助产品设计和制造任务。

85 台 PC 机、U6000 超微机、ALTOS 微机系统分布在各部门，担负部门级的信息处理任务。

这些设备通过计算机网络分布与全厂主要生产单元和管理部门，形成全厂管理信息网络。系统总体配置如图 6—9 所示。

1. 系统网络主要由总线网（TCP/IP）和主机终端网构成。在计算中心由

   UNISYS2200/202 中型机、HP9000/400 工作站和 U6000 超微机，通过 TCP/IP协议连成总线网；PC 和终端通过电话线与主机构成终端网，分布于全厂各部门和生产单元，PC 机插接 sTEPC 板运行 UNlsCOPE 协议完成与主机的通讯。 ALTOS 微机采用 UUCP 软件与主机通讯。财务管理系统由 PC/NOVEL 网构

成，也可通过 PC 机上插接 STEPC 仿真卡，进行协议切换与主机通讯。

1. 系统软件配置主要是：主机系统配置 OS1100

   操作系统，sX1100UNIX环境。采用 MAPPER 第四代语言为主要开发工具，它可以认为是一个准关系型数据库管理系统。

系统引进了 UNISYS 公司的生产控制系统（PCS）应用软件。这个软件是一套较完整的车间作业计划管理系统，主要由工作指令管理、原材料管理和设备人力管理三大模块构成。

HP9000/400CADI 作站采用 UNIX 操作系统，配置 ORACIE 数据库。

图 6—9 系统总体配置

引进了 SDRC 公司的 I-DEAS 机械工程软件工具，主要功能有： I- DEASFORDESIGN（机械设计）、MECHANIAM（机械分析）、FINILEELEMENTANALYsIS

（有限元分析）、GNC（数控）、GNC-POST（后置处理）等。PC 机采用中文 DOS，配置 DBAsEⅡ或 FOXBASE 数据库。四、系统的初步实施情况与效益

1991 年底，由上海市科委主持，对原上海第二纺织机械厂计算机辅助设计和生产管理系统进行了鉴定。认为该系统软硬件结构配置合理，系统研制和应用成功起到了改变企业生产管理面貌的作用，提高了企业管理的整体水平。

整个系统在引进消化生产控制系统 PCS 的基础上，使用 MAPPER 工具自

行开发了技术数据子系统 TDS 和主生产计划子系统 MPS 等，使整个系统的整体功能已接近 MRPⅡ的功能，并为将来建立 CIMS 打下了良好基础。

系统的实施已产生如下效益：

（一）CAD/CAM 系统的运用提高了产品设计和工艺制造水平，从而增强了产品竞争和出口创汇能力。

（二）技术数据子系统的应用，缩短了产品生产的技术准备周期。

（三）生产控制子系统的应用加强了车间生产的在制品管理与控制，提高了库存控制水平，提高了分厂均衡生产能力。

（四）系统实施促进了企业综合效益的增长，平均每年提高工时利用率 1

％；利润增力 039 万元/年。

1991 年与 1988 年相比，流动资金占用减少 4.79％；降低库存 5％。系

统实施促进了企业综合效益的增长，1991 年工业总产值比 1988 年增长 78.9

％；劳动生产率比 1988 年增长 57.7％。

系统运行以来，提高了企业信息处理能力和水平，增强了产品竞争与出口创汇能力，取得了良好的社会经济效益。

上海“二纺机”股份有限公司作为国家 CIMS 重点应用工厂之一，其 CIMS 规划正在不断完善与实施过程中。在上海“二纺机”规划设计中，确定要建立一个新的数控加工车间，即 CIM 车间，生产纺机中的主要关键零件。“二纺机”CIM 车间已进行了可行性分析和初步设计工作。

1992 年受到德国政府技研部的高度重视，已被中德两国政府定为 1992

—1994 年度中德政府在生产技术领域唯一的科研开发项目。