コンピュータ統合製造

コンピュータ統合製造（CIM ）は、コンピュータを使用して生産プロセス全体を制御する製造アプローチです。 ^[1]^[2]この統合により、個々のプロセスが各部品と情報を交換できるようになります。コンピュータの統合により、製造はより速く、エラーが少なくなります。通常、CIMはセンサーからのリアルタイム入力に基づく閉ループ制御プロセスに依存しています。これは、柔軟な設計と製造としても知られています。^[3]

概要

コンピュータ統合製造は、自動車、航空、宇宙、造船業界で使用されています。^[4]
「コンピュータ統合製造」という用語は、製造方法であると同時に、製造企業の個々のエンジニアリング、生産、マーケティング、およびサポート機能が組織化されたコンピュータ自動化システムの名前でもあります。
CIM システムでは、設計、分析、計画、購買、原価計算、在庫管理、配送などの機能領域が、コンピュータを介して材料の取り扱いや管理などの工場現場の機能とリンクされ、すべての操作を直接制御および監視できます。

CIM は、製造業における情報通信技術(ICT)の実装の一例です。

CIM は、アームロボットのコントローラーとマイクロコントローラーなど、少なくとも 2 台のコンピューターが情報を交換することを意味します。

CIM は、 CAD/CAMシステムやプロセス計画とそのデータの可用性など、企業または施設で高度な ICT が使用されている場合に最も役立ちます。

歴史

「デジタル製造」という概念は、ジョセフ・ハリントン博士の著書『コンピュータ統合製造』の出版により、1970年代初頭に注目を集めました。^{[5]しかし、コンピュータ統合製造が工作機械メーカーやコンピュータおよび自動化システム協会および}製造技術者協会（CASA/SME）によって開発され、推進され始めたのは1984年になってからでした。

「CIM とは、統合システムとデータ通信を、組織と人員の効率性を向上させる新しい経営理念と組み合わせて使用することで、製造企業全体を統合することです。」 ERHUM

文献調査では、CIM の 37 の異なる概念が出版されており、そのほとんどはドイツと米国からのものであることが示されています。37 の出版物のタイムラインでは、CIM の概念が時間の経過とともにどのように発展してきたかを見ることができます。また、すべての出版物の概念がいかに異なっているかは非常に顕著です。^[6]

トピック

主な課題

円滑に動作するコンピュータ統合製造システムの開発には、3 つの大きな課題があります。

異なるサプライヤーのコンポーネントの統合: CNC、コンベア、ロボットなどの異なるマシンが異なる通信プロトコルを使用している場合 ( AGVの場合、バッテリーの充電時間が異なるだけでも)、問題が発生する可能性があります。
データの整合性: 自動化の度合いが高ければ高いほど、機械の制御に使用されるデータの整合性が重要になります。CIM システムは機械の操作にかかる労力を節約しますが、機械の制御に使用されるデータ信号に適切な保護が確実に施されるようにするために、余分な人的労力が必要になります。
プロセス制御: コンピュータは製造施設の人間のオペレーターを支援するために使用できますが、制御ソフトウェアの設計者が予見できなかった状況に対処するために、常に有能なエンジニアが待機していなければなりません。

サブシステム

コンピュータ統合製造システムは、人間の介入から完全に独立して稼働する「無人工場」とは異なりますが、その方向への大きな一歩です。システムの一部には、工場を迅速に変更してさまざまな製品を生産したり、コンピュータの助けを借りて製品の量を迅速に変更したりできる柔軟な製造が含まれます。CIM 操作には、次のサブシステムの一部またはすべてが使用される場合があります。

コンピュータ支援技術:

必要なデバイスと機器:

CNC、コンピュータ数値制御工作機械
DNC、直接数値制御工作機械
PLC、プログラマブルロジックコントローラ
ロボット工学
コンピューター
ソフトウェア
コントローラー
ネットワーク
インターフェース
監視機器

テクノロジー:

その他:

リーン生産方式

シモサ

CIMOSA (Computer Integrated Manufacturing Open System Architecture) は、1990 年代にヨーロッパで提案されたCIM 用のオープンシステムアーキテクチャであり、 AMICE コンソーシアムによって一連のESPRITプロジェクトとして開発されました。^[8]^{[9] CIMOSA の目標は、「企業が世界的な競争に直面するために、変化を管理し、施設と業務を統合できるように支援すること。CIM 環境で必要とされる}エンタープライズモデリングとエンタープライズ統合の両方に一貫したアーキテクチャフレームワークを提供する」ことでした。^[10]

CIMOSAは4種類の製品でビジネス統合のソリューションを提供しています。^[11]

CIMOSAエンタープライズモデリングフレームワークは、エンタープライズアーキテクチャのリファレンスアーキテクチャを提供します。
CIMOSA IIS は、物理とアプリケーションの統合の標準です。
CIMOSA システムライフサイクルは、CIM の開発と展開のためのライフサイクルモデルです。
標準化へのインプット、国際標準開発の基礎。

CIMOSA は、Vernadat (1996) によれば、ビジネスプロセスという用語を作り出し、従来の機能ベースまたはアクティビティベースのアプローチとは対照的に、境界を越えたアプローチに基づく統合エンタープライズモデリングのためのプロセスベースのアプローチを導入しました。CIMOSA では、CIM 用の「オープンシステムアーキテクチャ」(OSA) の概念も導入されました。これはベンダーに依存しないように設計され、標準化された CIM モジュールで構築されました。ここで、OSA は「機能、情報、リソース、および組織の側面の観点から説明されます。これは、構造化されたエンジニアリング手法で設計され、運用上の使用のためにモジュール式で進化的なアーキテクチャで運用される必要があります」。^[10]

エリア

使用領域は複数あります:

工業および生産工学
機械工学では
電子設計自動化（プリント回路基板（PCB）および集積回路の製造設計データ）

参照

参考文献

^ カルパクジャン、セロペ、シュミッド、スティーブン（2006）、製造工学と技術（第5版）、プレンティスホール、p. 1192、ISBN 978-7-302-12535-8。
^ ラプランテ、フィリップ A. (2005)、電気工学総合辞典（第 2 版）、CRC プレス、p. 136、ISBN 978-0-8493-3086-5。
^ 「フレキシブル製造システム」。2017年3月21日。
^ Saracoglu, BO (2011)。「造船業界における CAD/CAM/CAE/CIM/CAL の技術パフォーマンス基準の特定」。2006グローバルな未来のための技術管理 - PICMET 2006 会議。pp. 1635–1646。doi : 10.1109 / PICMET.2006.296739。ISBN 978-1-890843-14-4. S2CID 23963474。
^ http://www.simflow.net/publications/books/cimie-part1.pdf 2020-10-27に Wayback Machineでアーカイブ^[^{URLのみのPDF}^]
^ ミュート、トビアス;ポール、マルタ;メッテルニヒ、ヨアヒム（2017年7月27日）。「コンピューター統合製造 (CIM) のモデルと戦略 - Ein Literaturüberblick」。TU プリント: 36。
^ ワルドナー、ジャン・バティスト（1992年9月）。コンピュータ統合製造の原理。ロンドン：ジョン・ワイリー＆サンズ。pp. 128– p132。ISBN 0-471-93450-X。
^ AMICEコンソーシアム（1991年）。CIMのためのオープンシステムアーキテクチャ、ESPRITプロジェクト688の研究報告書、第1巻、Springer-Verlag、1989年。
^ AMICE コンソーシアム(1991)、オープンシステムアーキテクチャ、CIMOSA、AD 1.0、アーキテクチャの説明、ESPRIT コンソーシアム AMICE、ブリュッセル、ベルギー。
^ ab F. Vernadat (1996).エンタープライズモデリングと統合. p.40
^ Richard C. Dorf、Andrew Kusiak (1994)。設計、製造、自動化ハンドブック。p.1014

さらに読む

ヨラム・コーレン『コンピュータによる製造システムの制御』、McGraw Hill, Inc. 1983、287 ページ、ISBN 0-07-035341-7
Singh, V (1997). CIM の大失敗: ソフトウェアの相互運用性を促進する方法論. Springer. ISBN 981-3083-21-2 .
A. de Toni および S. Tonchia、「製造業の柔軟性: 文献レビュー」 、International Journal of Production Research、1998 年、第 36 巻、第 6 号、1587–617 ページ。
Jean-Baptiste Waldner (1992)、「コンピュータ統合製造の原理」、John Wiley & Sons、ISBN 0-471-93450-X
Jean-Baptiste Waldner (1990)、CIM、制作のヌーベル視点、DUNOD-BORDAS、ISBN 978-2-04-019820-6

外部リンク

cam-occ、OpenCASCADE を使用した Linux CAM プログラム
国際コンピュータ統合製造ジャーナル

[1] カルパクジャン、セロペ、シュミッド、スティーブン（2006）、製造工学と技術（第5版）、プレンティスホール、p. 1192、ISBN 978-7-302-12535-8。

[2] ラプランテ、フィリップ A. (2005)、電気工学総合辞典（第 2 版）、CRC プレス、p. 136、ISBN 978-0-8493-3086-5。

[3] 「フレキシブル製造システム」。2017年3月21日。

[saracoglu-4] Saracoglu, BO (2011)。「造船業界における CAD/CAM/CAE/CIM/CAL の技術パフォーマンス基準の特定」。2006グローバルな未来のための技術管理 - PICMET 2006 会議。pp. 1635–1646。doi : 10.1109 / PICMET.2006.296739。ISBN 978-1-890843-14-4. S2CID 23963474。

[5] ^ http://www.simflow.net/publications/books/cimie-part1.pdf 2020-10-27に Wayback Machineでアーカイブ^[^{URLのみのPDF}^]

[6] ミュート、トビアス;ポール、マルタ;メッテルニヒ、ヨアヒム（2017年7月27日）。「コンピューター統合製造 (CIM) のモデルと戦略 - Ein Literaturüberblick」。TU プリント: 36。

[7] ワルドナー、ジャン・バティスト（1992年9月）。コンピュータ統合製造の原理。ロンドン：ジョン・ワイリー＆サンズ。pp. 128– p132。ISBN 0-471-93450-X。

[8] AMICEコンソーシアム（1991年）。CIMのためのオープンシステムアーキテクチャ、ESPRITプロジェクト688の研究報告書、第1巻、Springer-Verlag、1989年。

[9] AMICE コンソーシアム(1991)、オープンシステムアーキテクチャ、CIMOSA、AD 1.0、アーキテクチャの説明、ESPRIT コンソーシアム AMICE、ブリュッセル、ベルギー。

[Vern96-10] F. Vernadat (1996).エンタープライズモデリングと統合. p.40

[11] Richard C. Dorf、Andrew Kusiak (1994)。設計、製造、自動化ハンドブック。p.1014