Tích hợp máy tính trong sản xuất CIM (Computer-integrated manufacturing)

Sản xuất tích hợp máy tính (CIM) là phương pháp sản xuất sử dụng máy tính để kiểm soát toàn bộ quy trình sản xuất. Việc tích hợp này cho phép các quá trình riêng lẻ trao đổi thông tin với nhau và bắt đầu các hoạt động. Mặc dù việc sản xuất có thể nhanh hơn và ít bị lỗi hơn do sự tích hợp của máy tính, nhưng lợi thế chính là khả năng tạo ra các quy trình sản xuất tự động. Thông thường CIM dựa vào các quy trình điều khiển vòng kín, dựa trên đầu vào thời gian thực từ các cảm biến. Nó còn được gọi là thiết kế và sản xuất linh hoạt.

Chương trình tích hợp hệ thống sản xuất, NIST 2008

Tổng quan

Sản xuất tích hợp máy tính được sử dụng trong các ngành công nghiệp ô tô, hàng không, vũ trụ và đóng tàu.  Thuật ngữ “sản xuất tích hợp máy tính” vừa là một phương thức sản xuất vừa là tên của một hệ thống tự động hóa máy tính trong đó các chức năng kỹ thuật, sản xuất, tiếp thị và hỗ trợ cá nhân của một doanh nghiệp sản xuất được quản trị. Trong một khu vực chức năng của hệ thống CIM như thiết kế, phân tích, lập kế hoạch, vật tư, kế toán chi phí, kiểm soát hàng tồn kho và phân phối được liên kết thông qua máy tính với các chức năng của nhà máy như xử lý và quản lý vật liệu, cung cấp kiểm soát và giám sát trực tiếp tất cả các hoạt động.

Là một phương pháp sản xuất, ba thành phần phân biệt CIM với các phương pháp sản xuất khác:

Phương tiện lưu trữ dữ liệu, truy xuất, thao tác và báo cáo;
Cơ chế nhận định trạng thái và hiệu chỉnh, can thiệp các quy trình;
Các thuật toán để hợp nhất thành phần xử lý dữ liệu với thành phần cảm biến / hiệu chỉnh.

CIM là một ví dụ về việc triển khai các công nghệ thông tin và truyền thông (CNTT & TT) trong sản xuất.

CIM ngụ ý rằng có ít nhất hai máy tính trao đổi thông tin, ví dụ: bộ điều khiển của cánh tay robot và bộ vi xử lý của nó

Một số yếu tố liên quan khi xem xét triển khai CIM là khối lượng sản xuất, kinh nghiệm của công ty hoặc nhân sự để thực hiện việc tích hợp, mức độ tích hợp vào chính sản phẩm và tích hợp các quy trình sản xuất. CIM là hữu ích nhất khi sử dụng mức độ cao của CNTT trong công ty hoặc cơ sở, chẳng hạn như hệ thống CAD / CAM, tính khả dụng của lập kế hoạch quy trình và dữ liệu của nó.

Lịch sử

Ý tưởng về “sản xuất kỹ thuật số” đã trở nên nổi bật vào đầu những năm 1970, với việc phát hành cuốn sách của Tiến sĩ Joseph Harrington, Computer Integrated Manufacturing ,Sản xuất tích hợp máy tính.  Tuy nhiên, mãi đến năm 1984, việc sản xuất tích hợp máy tính bắt đầu được phát triển và thúc đẩy bởi các nhà sản xuất máy công cụ và Hiệp hội Máy tính và Hệ thống tự động và Hiệp hội kỹ sư sản xuất (CASA / SME).

“CIM là sự tích hợp của toàn bộ doanh nghiệp sản xuất bằng cách sử dụng các hệ thống tích hợp và truyền thông dữ liệu cùng với các triết lý quản lý mới giúp cải thiện hiệu quả của tổ chức và nhân sự.”
Trong một nghiên cứu tài liệu đã chỉ ra rằng 37 khái niệm khác nhau về CIM đã được công bố, hầu hết trong số chúng đến từ Đức và Hoa Kỳ. Trong quá trình ra đời của 37 ấn phẩm, có thể thấy khái niệm CIM đã phát triển theo thời gian như thế nào. Ngoài ra, có thể thấy rõ các khái niệm của tất cả các ấn phẩm khác nhau như thế nào.

Chủ đề

Hệ thống kiểm soát sản xuất và CIM: Sản xuất tích hợp máy tính được sử dụng để mô tả tự động hóa hoàn toàn của một nhà máy sản xuất, với tất cả các quy trình chạy dưới sự kiểm soát của máy tính và thông tin kỹ thuật số buộc chúng lại với nhau. [7]
Những thách thức chính
Có ba thách thức lớn để phát triển hệ thống sản xuất tích hợp máy tính vận hành trơn tru:

Tích hợp các thành phần từ các nhà cung cấp khác nhau: Khi các máy khác nhau, chẳng hạn như CNC, băng tải và robot, đang sử dụng các giao thức truyền thông khác nhau (Trong trường hợp AGV, thậm chí thời gian khác nhau để sạc pin) có thể gây ra sự cố.
Tính toàn vẹn dữ liệu: Mức độ tự động hóa càng cao, điều quan trọng hơn là tính toàn vẹn của dữ liệu được sử dụng để điều khiển máy. Mặc dù hệ thống CIM giúp tiết kiệm nhân công vận hành máy móc, nhưng nó đòi hỏi thêm lao động của con người để đảm bảo rằng có các biện pháp bảo vệ thích hợp cho các tín hiệu dữ liệu được sử dụng để điều khiển máy.
Kiểm soát quy trình: Máy tính có thể được sử dụng để hỗ trợ người vận hành con người của cơ sở sản xuất, nhưng luôn phải có một kỹ sư có thẩm quyền để xử lý các tình huống mà các nhà thiết kế phần mềm điều khiển không thể lường trước.

Hệ thống kiểm soát sản xuất và CIM: Sản xuất tích hợp máy tính được sử dụng để mô tả tự động hóa hoàn toàn của một nhà máy sản xuất, với tất cả các quy trình chạy dưới sự kiểm soát của máy tính và thông tin kỹ thuật số với sự ràng buộc lẫn nhau

Hệ thống con

Một hệ thống sản xuất tích hợp trên máy tính không giống như một “nhà máy tắt đèn”, hoạt động hoàn toàn độc lập với sự can thiệp của con người, mặc dù đó là một bước tiến lớn theo hướng đó. Một phần của hệ thống liên quan đến sản xuất linh hoạt, trong đó nhà máy có thể được sửa đổi nhanh chóng để sản xuất các sản phẩm khác nhau hoặc nơi có thể thay đổi khối lượng sản phẩm nhanh chóng với sự trợ giúp của máy tính. Một số hoặc tất cả các hệ thống con sau đây có thể được tìm thấy trong một hoạt động CIM:

Kỹ thuật hỗ trợ máy tính:

CAD (thiết kế với hỗ trợ máy tính)
CAE (phân tích với hỗ trợ máy tính)
CAM (gia công với hỗ trợ máy tính

Từ: https://en.wikipedia.org/wiki/Computer-integrated_manufacturing