计算机集成制造系统———CIMS 试题
1、 简述CIMS的典型构成（10分）（未完成）
从系统功能角度看，通常CIMS是由若干个分系统构成：生产经营管理系统；工程设计自动化系统；制造自动化系统和质量保证系统这4个功能分系统；计算机通信网络和数据库系统这2个支撑分系统组成。
CIMS一般是由计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助工艺过程设计(CAPP)、计算机辅助制造(CAM)、计算机辅助测试(CAT)、自动化仓库管理(AS)、计算机辅助企业管理(MRP)等组成。其中应以计算机辅助企业管理为核心。如果不以管理为核心，企业系统就集成不起来，就不能发挥整体的功能，CIMS就失去意义。
通常系统可以分为若干个分系统：生产经营管理分系统；工程设计分系统；车间自动化分系统；计算机支承环境分系统。
①、生产经营管理分系统：包括经营计划子系统、销售管理子系统、财务成本管理子系统、生产管理子系统、物料管理子系统、设备管理子系统、人事管理子系统、质量管理子系统等。 ②、工程设计分系统：包括产品设计、工程分析、工艺设计、工装设计、数控编程等子系统，它们不仅能支持变形产品的各项设计活动，也应支持新产品的研究、设计等。
③、车间自动化分系统支持制造现场（车间）的各种活动，包括车间管理、单元调度、工作站及设备的控制；人、财、物的管理等。它不仅包括各种自动化设备和系统，也包括人参与的半自动化系统，甚至手工操作的设备。根据企业的需要也可以将企业内各种质量保证功能集成起来，构成质量保证分系统。
④、计算机支撑环境分系统：主要包括计算机网络通信及数据库管理两个子系统、也可包括支持系统集成运行的集成平台，如使能器、集成框架等。
分系统构成只分解到分系统和一级子系统，显然，每个一级子系统还可以继续分解。
2、 简述CIMS的递阶控制结构（10分）（完成） 递阶的含义是上一级控制下一级，下一级可向上一级反馈信息但不能控制上一级，是一种单向控制的方式。自上而下，涉及范围越来越小，工作内容越来越细，时标越来越短，实时性要求越来越高。如机械制造业，一般可分成工厂层、车间层、单元层、工作站层和设备层等5个层次。其中，各个层次的工作内容为：
（1）工厂层：最高决策层，制定长期生产计划、确定资源需求、产品开发、成本核算，规划周期几个月/几年时间。
（2）车间层：协调车间作业和资源配置，短期（旬）生产作业计划，作用周期为几周/几个月。
（3）单元层：主要任务是：完成本单元作业调度，包括作业顺序和指令发放、进行任务分配调度、协调物料运输，规划时间几小时/几周。一个车间可以由若干个单元组成，单元层规划时间范围可以从几小时到几个工作日。
（4）工作站层：负责协调设备小组活动，规划时间几分钟/几小时。一个单元可以由加工、测量、物流、装卸等多个工作站组成，工作站层的规划时间范围可从几分钟到几小时
（5）设备层 第五层即底层是设备层，是组成各工作站的设备。各种设备控制器，执行上层控制命令，完成加工、测量、运输等任务，响应时间几毫秒/几分钟 递阶控制中上层传给下层的是控制信息或指令信息，下层传给上层的是状态反馈信息或指令执行情况汇报信息。按递阶结构，信息不能越级传递。
其优点是简化了各层的管理内容，任务明确，容易实现各级控制，大多数情况下对复杂系统的控制还是采用这种方式。
3、 简述CIMS总体方案的设计内容（15分）（完成） CIMS总体方案主要包括如下内容：
1．CIMS的体系结构：CIMS体系结构就是描述CIMS系统构成的宏观框架，是系统运行的总体结构，包括CIMS中的信息系统的构成、应用软件系统的构成，以及与它们相关的计算机硬软件互联的蓝图和规则体系。
2．CIMS的功能设计：功能模型用以描述企业的经营过程和企业活动的组成，即说明CIMS包括的功能行为，功能间的相互联系，以及实现这些功能所需的资源和约束等。功能是系统外部性能，体系结构是系统的内部特性，二者结合可全部说明系统的性能和行为。功能是直接为企业的运行、为实现企业的经营目标服务的，用户(企业的各部门)也是从功能看到CIMS的作用。
3．CIMS信息设计：企业的各种功能实质上是信息的处理过程，包括信息的采集，加工、存贮和传输等。同时，各种功能的实现必须在信息系统的支持下完成，二者密不可分，任何功能的实现必须有输入信息，也必然会产生相应的输出信息。信息模型是为将来数据库的设计实施服务的。
4．CIMS的资源设计：CIMS的功能实现和信息的组织管理，都需要足够的系统资源来保证CIMS所需的各种资源，它们集中体现在系统的软件和硬件配置上，也包括人力资源的配置。 5．CIMS的组织设计：CIMS的组织设计即是企业的组织设计，就是提出CIMS运行的组织机构。这种设计应考虑下列因素：1)企业的经营过程重组：在先进的管理模式指导下，重新考查原有的组织结构，剔出不合理成分，进行重新组合调整。2)要考虑到引进CIMS后，对企业的各种经营活动带来的变化，如功能的简化、合并、流程的改变等，在组织机构及岗位设置等方面进行必要的改进。3)对信息系统本身进行相应的组织设计，包括功能的组织、信息的组织、资源的组织，使系统优化运行。4)人是系统中的重要资源，组织设计中既要充分考虑人的能力、体力、精力的限制、又要创造条件，充分发挥人的主观能动性。
6．关键技术分析：CIMS应用工程按其工程性要求，应尽量采用成熟技术，以使工程顺利实施和应用。但CIMS总体方案是企业应用计算机的中长期规划，应考虑到一定的先进性，以适应企业的未来发展。这样就应在总体设计时，把那些对企业CIMS影响较大，有一定难度，且经过攻关可以解决的技术问题当作关键技术来处理，在设计时充分论证其可行性，在实施安排时给予重点考虑，以保证项目的顺利完成。
7．分系统的总体设计：CIMS作为大型复杂的工程系统，一般均分解为若干个分系统。这样既有利于分解问题的复杂性，便于处理，也有利于按专业分工进行工程的组织。但CIMS的复杂性使我们在总体设计阶段不能只停留在只解决系统的第一次分解和集成的程度上，还必须对分系统进一步分解和集成。也就是说，CIMS总体设计过程中必须对每个分系统进行总体设计，在体系结构、功能、信息、资源和组织等几个方面对每个分系统分别进行设计和描述，这样才能形成完整的CIMS总体方案。
4、 简述IDEF0及IDEF1X图的结构、特点及用途（20分）
图形结构：IDEF0描述系统的功能活动及其联系。在活动图形中，其基本图形是用方框代表功能，用与之相连的箭头表示与活动关联的各种事物。功能可能是一种行动、作业或是过程。箭头代表方块中所需的信息，例如：输入、输出、控制、机制以及呼叫等。其中左端为输入的资料、信息对象等，右端为输出的信息、对象或是资料，而上方为控制方格运作的条件、下方为支持作业方格的机制，以上四种接口来表达系统架构中功能执行时的所有变化以及所需的环境，而活动与活动间之箭号流向可为物料流及信息流之展现。
特点： 优点 共同语法规定与批注功能的关联性 缺点 缺乏功能范围及问题的定义 提供组织的细部功能分工模式，协助决策者制可能由于分工过细，导致一般人无法实际参与定决策 整个模式的运作 活动透过层级的分解可将问题清楚的表达，有模式当中没有清楚地列出活动顺序，因此常被助于组织内部及外部的沟通 误解为一连串的活动 具有良好的弹性与良好的逻辑性 以自然的语法表达各活动，有助于功能细部的 分工 可以与IDEF家族当中的其它分析工具相整合 用途：IDEF0其主要的功能是在于以结构化的方式来表达出系统功能环境，以及各个功能之间的关系。系统分析人员藉由IDEF0来做为分析工具时，可以很清楚的表达出系统架构，而程序设计师也可藉由IDEF0的模型图明白的了解系统的需求，也因此降低了系统分析师与程序设计师的认知差距。同时IDEF0又可以与IDEF家族当中的其它成员相结合，也因此增添了许多的便利性。
IDEF1x：IDEF1x
主要特点：
①支持概念模式的开发，IDEF1x语法支持概念模式开发说需要的语义结构，完善的IDEF1x模型具有所期望的一致性、可扩展性和可变换性。