PRAKTYCZNE

ZASTOSOWANIE

SYSTEMU CIM

Jakub Pasterz

Dominik Jankowski

Komputerowo zintegrowane

wytwarzanie- CIM

Computer

Integrated

Manufacturing

-

zintegrowany

komputerowo

system

zarządzania

produkcją; łączy zautomatyzowane linie produkcyjne
z funkcjami planowania, projektowania, zaopatrzenia
i zbytu.

Integracja

procesów

technologicznych,

organizacyjnych i zarządczych w dziedzinie produkcji
odpowiada logistycznej idei postrzegania całości.
Zastosowanie systemu CIM prowadzi do poprawy
ekonomiki

przedsiębiorstwa

produkcyjnego:

zmniejszenia kosztów i jednoczesnego zapewnienia
właściwych

wymogów

jakościowych

produktom

finalnym, umożliwia optymalizację produkcji i wzrost
elastyczności działania przedsiębiorstwa

Integracja logistyki i

komputerowego wspomagania

wytwarzania:

Modele CIM



Model wg. 

AWF

, który przedstawia powiązania pomiędzy

komputerowo wspomaganymi funkcjami przedsiębiorstwa



Model wg. 

Eversheima

, który pokazuje odwzorowanie

wzorcowej fabryki CIM z zastosowaniem łańcuchów
procesowych



Model wg. 

Spura

, w którym przedsiębiorstwo widziane jest w

ramach swojego otoczenia



Kostka CIM wg 

Tunschela

, która przedstawia w trzech

wymiarach: czas, zakres odpowiedzialności i działy zadaniowe



Model CIM opracowany przez 

KAMG

 (Keele Advanced

Manufacturing Group) zorientowany na integrację łańcuchów
procesowych.



Model Y wg. 

Scheera

, w którym jest przedstawiony przepływ

informacji i materiałów

CIM jest bardzo interaktywnym

systemem wymagającym operatora. Jeśli
jest stosowany poprawnie, poprawia
wydajność całego zakładu. Połączy kilka
działów i funkcji razem. Jest prosty w
instalacji. Zwykle jest instalowany przy
pomocy sieci LAN, lub lokalnego
połączenia sieciowego.

Celem systemu CIM jest wyeliminowanie
odpadów w procesie produkcji. Odbywa
się to poprzez wewnętrzne połączenie
działów projektowania, analizy,
planowania, zakupów, księgowania
kosztów, kontroli zapasów i dystrybucji, z
halą produkcyjną, magazynowaniem, i
działami zarządzania. System CIM będzie
miał wpływ na każdy system w fabryce.

Elementy składowe CIM

W skład systemu CIM wchodzą systemy techniczne określane jako techniki CAx. Do
technik, podsystemów technicznych CAx zaliczamy:



CAD (komputerowo wspomagane projektowanie) - proces, w którym komputer
wykorzystywany jest jako podstawowe narzędzie pracy projektanta,



CAM (komputerowo wspomagane wytwarzanie) - proces, w którym komputer ma za
zadanie połączyć fazy projektowania i wytwarzania, czyli jest używany do
planowania procesów produkcyjnych oraz do kontrolowania pracy narzędzi i
przepływów materiałów,



CAP (komputerowo wspomagane planowanie) - na tę technikę składają się
narzędzia, które wspomagają realizację zadań związanych z planowaniem pracy;
służy integracji działań ludzi i środków produkcji,



CAQ (komputerowo wspomagane sterowanie jakością) - metody i techniki
komputerowego wspomagania projektowania, planowania i realizacji procesów
pomiarowych oraz procedur kontroli jakości,



CAE (komputerowo wspomagana inżynieria)-

Oprogramowanie komputerowe

wspomagające prace inżyniera



PPC (planowanie i sterowanie produkcją) - systemy pełniące nadrzędną rolę w
przetwarzaniu danych w wielu obszarach przedsiębiorstwa w różnym horyzoncie
czasowym; do głównych funkcji tych systemów należy planowanie,
przygotowywanie i sterowanie procesami wytwórczymi w zakresie realizacji
poszczególnych zleceń produkcyjnych.

Wymagane urządzenia i sprzęt:



CNC- komputerowe sterowanie urządzeń
numerycznych



DNC- Bezpośrednie sterowanie obrabiarek
numerycznych



PLCs- Programowalne sterowniki logiczne



Roboty



Komputery



Oprogramowanie



Kontrolery



Sieci



Interfejsy



Urządzenia monitorujące

Technologie:



FMS- elastyczny system produkcyjny



ASRS- zautomatyzowany system
przechowywania i odzyskiwania



AGV- zautomatyzowane pojazdy
kierowane



Robotyka



Zautomatyzowane systemy transportowe

CIMOSA

Computer Integrated Manufacturing Open System Architecture- Europejski projekt
otwartej architektury systemowej dla CIM opracowany przez Konsorcjum AMICE
jako seria projektów ESPRIT. Celem CIMOSA była pomoc firmom w zarządzaniu
zmianami i integracja ich urządzeń i operacji by stawić czoła światowej
konkurencji. Zapewnia spójne ramy architektoniczne zarówno modelowania
przedsiębiorstwa i integracji przedsiębiorstw wymagane w środowiskach CIM .

CIMOSA dostarcza rozwiązania dla integracji biznesu z czterech rodzajów
produktów:



CIMOSA Modeling Framework Enterprise- zapewnia architekturę odniesienia dla

architektury korporacyjnej



CIMOSA IIS- standard integracji fizycznej i aplikacji.



CIMOSA Life Cycle Systems- model cyklu życia dla rozwoju i wdrażania CIM



Dane wejściowe do normalizacji, podstawy do międzynarodowej normy rozwoju.

CIMOSA, według Vernadata , stworzył termin procesu biznesowego i wprowadził
podejście oparte na procesach (dla zintegrowanego modelowania korporacyjnego,
w oparciu o krzyżowe granice podejścia), które sprzeciwia się tradycyjnemu
działaniu lub podejściu opartemu na działaniach.

Z CIMOSA do CIM została wprowadzona koncepcja "otwartej architektury systemu"
(OSA), która została zaprojektowana, aby być niezależna od dostawcy, i wykonana
ze standardowych modułów CIM.

Główne wyzwania

Istnieją trzy główne wyzwania dla rozwoju sprawnie funkcjonującego
komputerowo zintegrowanego systemu produkcyjnego:



Integracja komponentów pochodzących od różnych dostawców:
Gdy różne maszyny, takie jak CNC, roboty i przenośniki, używają
różnych protokołów komunikacyjnych. W przypadku AGV, nawet
różne długości czasu ładowania baterii może spowodować
problemy.



Integralność danych: Im wyższy stopień automatyzacji, tym
bardziej krytyczna jest integralność danych wykorzystywanych do
kontroli maszyn. System CIM oszczędza na pracy ludzkiej
związanej z obsługą maszyn, jednak wymaga dodatkowej pracy
ludzkiej w zabezpieczeniu sygnałów danych, które są używane do
kontroli maszyn.



Kontrola procesu: Komputery mogą być wykorzystywane w celu
wspierania operatorów zakładu produkcyjnego, ale zawsze musi
być kompetentny inżynier do radzenia sobie z okolicznościami,
które nie mogły być przewidziane przez projektantów
oprogramowania sterującego.

Zastosowanie CIM



Systemy CAx muszą być ze sobą ściśle powiązane tworząc określoną
architekturę CIM. Jedną z możliwych struktur jest zastosowanie dużego
centralnego komputera, który jest odpowiedzialny za przetwarzanie danych.
Inną z możliwości jest zastosowanie systemu wieloprocesowego, czyli jeden
centralny komputer składający się z wielu modułów procesowych.



Powiązania podsystemów zintegrowanego wytwarzania można zaobserwować
we wszystkich fazach powstawania produktu, zaczynając od fazy koncepcyjnej i
rozwoju konstrukcji, w trakcie której konstruktor wprowadza do CAD istotne
cechy produktu aż do fazy, w której produkt poddawany jest kontroli jakościowej
przez narzędzia programowe typu CAQ. Wnioski z tej analizy trafiają ponownie
do CAD. Na konstrukcję wyrobu wpływ mają również problemy ujawnione w
fazie projektowania procesów technologicznych obróbki i montażu z
zastosowaniem CAP. Na poziomie CAM programy sterujące maszynami
technologicznymi odbierają informacje z CAP i PPC, mogą też stanowić dla nich
źródło informacji. Cały proces pozwala na ciągłe udoskonalanie technologii,
polepszenie jakości produktu i w końcu poprawę wyników ekonomicznych
przedsiębiorstwa.



Z powodu wysokich kosztów infrastruktury informatycznej przedsiębiorstwa i
konieczności przeszkolenia pracowników obsługujących konkretne komórki,
wprowadzenie CIM powinno przebiegać etapami. Systemy te są szczególnie
opłacalne dla przedsiębiorstw produkujących wyroby: skomplikowane
technologiczne, w przypadku powtórnego zamówienia na dany produkt, oraz
masowo.

Zalety i wady

wprowadzenia CIM

Zalety



Stworzenie produkcji bez barier, minimalizacja nakładów
poniesionych na fazę technologiczną przygotowania
produkcji, zmniejszenie kosztów wytwarzania i ceny
produktów, przy jednoczesnym zachowaniu wysokiej
jakości,



Aby promować swoje produkty niektóre przedsiębiorstwa
występują o certyfikaty zgodności z normami grupy ISO
9000, których uzyskanie jest praktycznie niemożliwe bez
zastosowania

produkcji

z

oprogramowaniem

CAD/CAP/CAM,



Sieci komputerowe świetnie spełniają funkcję kontroli
stanu finansowania, procesu produkcyjnego i procesów
pomocniczych, gdyż czynności te wymagają sprawnej
wymiany

danych

miedzy

różnymi

systemami

informacyjnymi, tzw. Wyspami informacyjnymi.

Wady



Możliwość

konwersji

danych

między

poszczególnymi

podsystemami CIM stwarza problemy, gdyż każdy z tych
podsystemów generuje dane własnego typu, natomiast w
komputerowej integracji wymagane jest, aby te dane były
możliwe do przetworzenia przez inne podsystemy,



Wymagane

jest

pełne

zaangażowanie

całej

załogi

przedsiębiorstwa,



Wprowadzenie CIM wzbudza opór pracowników, gdyż oznacza
duże zmiany, dotyczące prawie wszystkich komórek
organizacyjnych

przedsiębiorstwa;

czasami

wymaga

wprowadzenia zmian w strukturze funkcjonalnej i strukturze
zatrudnienia,



Wprowadzenie CIM jest kosztownym przedsięwzięciem, które
podnosi próg rentowności w firmach; aby było to opłacalne
firmy często muszą zwiększyć poziom produkcji i sprzedaży,



Długi okres oczekiwania na efekty - od kilku do kilkunastu
miesięcy od wprowadzenia CIM.