數(shù)字化設(shè)計(jì)制造技術(shù)基礎(chǔ)(共9頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上第一章1.1數(shù)字化設(shè)計(jì)制造是現(xiàn)代產(chǎn)品研制的基本手段。1.2先進(jìn)制造技術(shù)的特征：(1)先進(jìn)制造技術(shù)是制造技術(shù)的最新發(fā)展階段；(2)先進(jìn)制造技術(shù)貫穿了制造全過程以至產(chǎn)品的整個(gè)生命周期；(3)先進(jìn)制造技術(shù)注重技術(shù)與管理的結(jié)合；(4)先進(jìn)制造技術(shù)是面向工業(yè)應(yīng)用的技術(shù)。1.3設(shè)計(jì)制造技術(shù)主要表現(xiàn)在全球化、網(wǎng)絡(luò)化、虛擬化、智能化和綠色化等幾個(gè)方面。1.4任何一種產(chǎn)品的研制過程從大的方面可以劃分為設(shè)計(jì)與制造兩部分。1.5可以將產(chǎn)品的制造過程的基本要素抽象為產(chǎn)品（product）、工藝過程（process）、制造資源（resource），即PPR模型，實(shí)際的過程是三個(gè)要素相互耦合作用

2、的結(jié)果。1.6串行設(shè)計(jì)與并行設(shè)計(jì)：(1)串行設(shè)計(jì)的組織模式是遞階結(jié)構(gòu)，各個(gè)階段的活動(dòng)是按時(shí)間順序進(jìn)行的，一個(gè)階段的活動(dòng)完成后，下一個(gè)階段的活動(dòng)才開始，各個(gè)階段依次排列，都有自己的輸入和輸出。(2)并行設(shè)計(jì)的工作模式是在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的同時(shí)就考慮后續(xù)階段的相關(guān)工作，包括加工工藝、裝配、檢驗(yàn)等，在并行設(shè)計(jì)中產(chǎn)品開發(fā)過程各個(gè)階段的工作是交叉進(jìn)行的。1.7數(shù)字化設(shè)計(jì)制造基本概念：(1)數(shù)字化是利用數(shù)字技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)的技術(shù)內(nèi)容和體系進(jìn)行改造的進(jìn)程。(2)數(shù)字化設(shè)計(jì)就是通過數(shù)字化的手段來改造傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法，旨在建立一套基于計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)，支持產(chǎn)品開發(fā)與生產(chǎn)全過程的設(shè)計(jì)方法。數(shù)字化設(shè)計(jì)制造的內(nèi)涵是支持產(chǎn)

3、品開發(fā)全過程、支持產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)、支持產(chǎn)品相關(guān)數(shù)據(jù)管理、支持產(chǎn)品開發(fā)流程的控制與優(yōu)化等，歸納起來就是產(chǎn)品建模是基礎(chǔ)，優(yōu)化設(shè)計(jì)是主體，數(shù)據(jù)管理是核心。(3)數(shù)字化制造是指對(duì)制造過程進(jìn)行數(shù)字化描述而在數(shù)字空間中完成產(chǎn)品的制造過程是計(jì)算機(jī)數(shù)字技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)與制造技術(shù)不斷融合、發(fā)展和應(yīng)用的結(jié)果，也使制造企業(yè)、制造系統(tǒng)和生產(chǎn)系統(tǒng)不斷實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的必然。(4)數(shù)字化設(shè)計(jì)制造本質(zhì)上是產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造信息的數(shù)字化，它將產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特征、材料特征、制造特征和功能特征統(tǒng)一起來。1.8典型的CAD模型標(biāo)準(zhǔn)交換格式，DXF、DWG、JGES、STEP。1.9典型的數(shù)字化設(shè)計(jì)制造應(yīng)用工具系統(tǒng)：(1)CAD系統(tǒng)，AutoCAD

4、、CATIA、UGS、Pro/E(2)CAE系統(tǒng)，NASTRAN、ANASYS(3)CAPP系統(tǒng)，CAPPFramework(4)CAM系統(tǒng)，在CATIA、UGS和Pro/E等CAD/CAM系統(tǒng)中，均包含有專門的CAM模塊(5)DFx（design for x）系統(tǒng)，x可代表生命周期中的各種因素，如制造、裝配、檢測(cè)等1.10產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（product data management，PDM）是一種幫助工程技術(shù)人員管理產(chǎn)品數(shù)據(jù)和產(chǎn)品研發(fā)過程的工具。PDM系統(tǒng)確保跟蹤設(shè)計(jì)、制造所需的大量數(shù)據(jù)和信息，并由此支持和維護(hù)產(chǎn)品。1.11數(shù)字化設(shè)計(jì)制造的特點(diǎn)：(1)過程延伸；(2)智能水平的提高；(3)集

5、成水平的提高。1.12數(shù)字化設(shè)計(jì)制造的性能要求：(1)穩(wěn)定性；(2)集成性(3)敏捷性；(4)制造工程信息的主動(dòng)共享能力；(5)數(shù)字仿真能力(6)支持異構(gòu)分布式環(huán)境的能力；(7)擴(kuò)展能力。第二章2.1產(chǎn)品數(shù)字化模型是產(chǎn)品信息的載體，包含了產(chǎn)品功能信息、性能信息、結(jié)構(gòu)信息、零件幾何信息、裝配信息、工藝和加工信息等。2.2信息的表現(xiàn)形式主要以幾何信息和非幾何信息為主。2.3設(shè)計(jì)過程的零件模型為主模型，其他模型均以主模型為基礎(chǔ)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行新模型的構(gòu)建。2.4產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段的模型：(1)概念設(shè)計(jì)階段模型：主要從功能需求分析出發(fā)，初步提出產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方案，此時(shí)并不涉及產(chǎn)品的精確形狀和幾何參數(shù)設(shè)計(jì)。概念設(shè)

6、計(jì)模型包括產(chǎn)品的方案構(gòu)圖、創(chuàng)新設(shè)計(jì)等。從數(shù)字化角度看，概念設(shè)計(jì)師在一定的設(shè)計(jì)規(guī)范下，以方案報(bào)告、草圖等形式完成設(shè)計(jì)的。(2)零件幾何模型：幾何模型是產(chǎn)品詳細(xì)設(shè)計(jì)的核心，是將概要設(shè)計(jì)進(jìn)行細(xì)化的關(guān)鍵內(nèi)容，是所有后續(xù)工作的基礎(chǔ)，也是最適合計(jì)算機(jī)表示的產(chǎn)品模型。幾何模型用二維或者三維模型表示。幾何模型的非幾何信息以屬性表示，屬性信息的定義以文本說明。零件幾何模型是詳細(xì)設(shè)計(jì)階段產(chǎn)生的信息模型，是其他各階段設(shè)計(jì)的信息載體，通常作為主模型。(3)產(chǎn)品仿真模型：一般不能直接在詳細(xì)設(shè)計(jì)階段產(chǎn)生的零件幾何模型上進(jìn)行。產(chǎn)品仿真模型表達(dá)了仿真分析階段的信息。(4)產(chǎn)品裝配模型：表示產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)關(guān)系、裝配的物料清單、裝配

7、的約束關(guān)系、面向?qū)嶋H的裝配順序和路徑規(guī)劃等。裝配結(jié)構(gòu)樹，反映產(chǎn)品的總體結(jié)構(gòu)；屬性信息表，用來表示產(chǎn)品的非幾何信息；裝配約束模型，包括裝配特征描述、裝配關(guān)系描述、裝配操作描述以及裝配約束參數(shù)；裝配規(guī)劃模型，用于裝配順序規(guī)劃和路徑規(guī)劃。2.5產(chǎn)品制造階段的模型：(1)工藝信息模型：為CAPP提供基本信息。根據(jù)零件加工要求和尺寸、粗糙度、公差、基準(zhǔn)、加工方法等信息，建立工藝信息模型。工藝設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)源來自于詳細(xì)設(shè)計(jì)階段產(chǎn)生的幾何模型和裝配模型。(2)工裝模型：是經(jīng)過不斷演化產(chǎn)生的中間狀態(tài)模型。工裝模型包含了兩大部分，工裝設(shè)計(jì)模型和產(chǎn)品過程模型。(3)數(shù)控加工模型：是指數(shù)控加工設(shè)計(jì)的模型和產(chǎn)生的相應(yīng)NC

8、程序。2.6物理樣機(jī)與數(shù)字樣機(jī)：(1)用物質(zhì)材料制作的產(chǎn)品模型一般稱為物理模型（或物理樣機(jī)、實(shí)物樣機(jī)）。(2)數(shù)字樣機(jī)(Digital MockUp，DMU)是相對(duì)于物理樣機(jī)在計(jì)算機(jī)上表達(dá)的產(chǎn)品數(shù)字化模型。(3)在CAD領(lǐng)域，虛擬樣機(jī)的概念實(shí)際上是數(shù)字樣機(jī)的含義。(4)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)特征：自主性、交互性和浸沒性。2.7幾何模型構(gòu)造的模型表達(dá)類型分為，線框模型、表面模型、實(shí)體模型。(1)線框模型：在計(jì)算機(jī)內(nèi)描述一個(gè)三維線框模型必須給出兩類信息：頂點(diǎn)表（存儲(chǔ)模型中各頂點(diǎn)的三維坐標(biāo)）；邊表（存儲(chǔ)模型中的各棱邊，用指針指向個(gè)棱邊的頂點(diǎn)）。它的缺點(diǎn)是：由于信息過于簡(jiǎn)單，沒有面信息，所以不能進(jìn)行消隱處理；模

9、型在顯示時(shí)理解上存在二義性；不便于描述含有曲面的物體；無法應(yīng)用于工程分析和數(shù)控加工刀具軌跡的自動(dòng)計(jì)算。(2)表面模型：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是以“面-棱邊-點(diǎn)”三層信息表示。表面模型避免了線框模型的二義性，表示的是零件幾何形狀的外殼，不具備零件的實(shí)體特征，不能進(jìn)行物理特性計(jì)算，如轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、體積等。(3)實(shí)體模型：一般是以“體-面-環(huán)-棱邊-點(diǎn)”五層結(jié)構(gòu)信息表示模型。實(shí)體建模最常用的是邊界描述法（boundary representation，B-Rep）和構(gòu)造性實(shí)體幾何法（computed structure geometry，CSM）。實(shí)體建模方法在表示物體形狀和幾何特性方面是完全有效的。2.8特征建模(

10、1)特征是產(chǎn)品各種信息的載體，包括幾何信息和非幾何信息。(2)特征分類：形狀特征；材料特征；精度特征；裝配特征。(3)特征造型的本質(zhì)還是實(shí)體造型，但是進(jìn)行了工程語義的抽象，即語義+形狀特征。(4)應(yīng)用最好和最為成熟的是形狀特征設(shè)計(jì)。(5)特征設(shè)計(jì)是在實(shí)體模型基礎(chǔ)上，根據(jù)特征分類，對(duì)一個(gè)特征定義，對(duì)操作特征進(jìn)行描述，指定特征的表示方法，并且利用實(shí)體造型具體實(shí)現(xiàn)。2.9特征造型系統(tǒng)的基本要求：(1)所建立的產(chǎn)品零件模型應(yīng)包括下列5種數(shù)據(jù)類型：幾何數(shù)據(jù)；拓?fù)鋽?shù)據(jù)；形狀特征數(shù)據(jù)；精度數(shù)據(jù)；技術(shù)數(shù)據(jù)(2)特征造型方式必須靈活多變，應(yīng)當(dāng)允許設(shè)計(jì)這以任何形式，任意級(jí)別和任意組合的方式定義特征，以滿足各應(yīng)用領(lǐng)

11、域的需要。(3)造型系統(tǒng)應(yīng)能方便地實(shí)現(xiàn)特征和零件模型的建立、修改、刪除、更新，應(yīng)能單獨(dú)定義和分別引用產(chǎn)品模型中的各個(gè)層次數(shù)據(jù)對(duì)行啊，并對(duì)其進(jìn)行關(guān)聯(lián)，相互作用，構(gòu)成新的特征與零件模型。(4)應(yīng)建立與應(yīng)用相關(guān)的映像模型，支持產(chǎn)品模型的應(yīng)用特征分解與釋義。2.10參數(shù)化設(shè)計(jì)與變量化設(shè)計(jì)(1)參數(shù)化設(shè)計(jì)一般是指設(shè)計(jì)對(duì)象的結(jié)構(gòu)形狀基本不變，而用一組參數(shù)來約定尺寸關(guān)系。參數(shù)與設(shè)計(jì)對(duì)象的控制尺寸有顯示對(duì)應(yīng)關(guān)系，設(shè)計(jì)結(jié)果的修改受尺寸驅(qū)動(dòng)，因此參數(shù)的求解較簡(jiǎn)單。(2)參數(shù)化設(shè)計(jì)的特點(diǎn)：基于特征；全尺寸約束；尺寸驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)修改；全數(shù)據(jù)相關(guān)。(3) 參數(shù)化設(shè)計(jì)與變量化設(shè)計(jì)的共同點(diǎn)：二者都強(qiáng)調(diào)基于特征的設(shè)計(jì)、全數(shù)據(jù)

12、相關(guān)，并可實(shí)現(xiàn)尺寸驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)修改等。(4) 參數(shù)化設(shè)計(jì)與變量化設(shè)計(jì)的不同點(diǎn)：參數(shù)化設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)的是尺寸全約束，而變量化設(shè)計(jì)不嚴(yán)格要求尺寸全約束，可以是過約束，也可以是全約束。參數(shù)化設(shè)計(jì)方法主要是利用尺寸約束，而變量化設(shè)計(jì)的約束種類比較廣，包括幾何、尺寸、工程約束，通過求解一組聯(lián)立方程組來確定產(chǎn)品的尺寸和形狀。2.11常用的文件交換類型：(1)IGES(initial graphics exchange specification)初始圖形交換規(guī)范，是國(guó)際上產(chǎn)生最早，且應(yīng)用最廣泛的圖形數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)。在IGES文件中，信息的基本單位是實(shí)體（entity）。(2)STEP（standard for the

13、 exchange of product model data）產(chǎn)品模型數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)，是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織（ISO）制定的產(chǎn)品數(shù)據(jù)表達(dá)與交換標(biāo)準(zhǔn)。STEP的產(chǎn)品模型數(shù)據(jù)覆蓋產(chǎn)品的整個(gè)生命周期。形狀特征信息模型是STEP的產(chǎn)品模型的核心。幾何信息交換是STEP標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用著廣泛的一部分。(3)DXF(data exchange file )數(shù)據(jù)交換文件。第三章3.1數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)：是以專業(yè)設(shè)計(jì)技術(shù)為基礎(chǔ)，與以信息技術(shù)為代表的高科技充分融合，形成面向產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、分析運(yùn)算、虛擬仿真，在數(shù)字空間完成制造。數(shù)字化設(shè)計(jì)是利用數(shù)字化技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程的改造、延伸與發(fā)展。3.2“1+3+X”綜合設(shè)計(jì)法：采用功能優(yōu)

14、化、動(dòng)態(tài)優(yōu)化、智能優(yōu)化和可視優(yōu)化及對(duì)某種產(chǎn)品有特殊要求的設(shè)計(jì)等幾種方法來完成設(shè)計(jì)工作。1-功能優(yōu)化；3-將動(dòng)態(tài)優(yōu)化、智能優(yōu)化和可視優(yōu)化結(jié)合在一起的設(shè)計(jì)方法；X-對(duì)某種產(chǎn)品有特殊要求的設(shè)計(jì)方法。3.3可靠性設(shè)計(jì)(1)可靠性定義：產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力。它包括四個(gè)要素：研究對(duì)象；規(guī)定的條件；規(guī)定的時(shí)間；規(guī)定的功能。(2)可靠性設(shè)計(jì)常用指標(biāo)：可靠度（R(t)），設(shè)有N個(gè)相同的產(chǎn)品在相同的條件下工作，到任意給定時(shí)間t時(shí)，累積有n(t)個(gè)產(chǎn)品失效，其余N-n(t)個(gè)產(chǎn)品仍能正常工作，那么該產(chǎn)品到時(shí)間t的可靠度為R(t)= N-n(t)/N。累積失效概率（F(t)）：F(t)=

15、n(t)/N；R(t)+F(t)=1。失效概率密度（f(t)）：f(t)= F(t)=(-R(t)失效率（(t)）：(t)=；(t)= f(t)/ R(t)；(3)可靠性設(shè)計(jì)中常用分布函數(shù)：指數(shù)分布，當(dāng)失效率(t)為常數(shù)時(shí)，R(t)，F(xiàn)(t)，f(t)都呈指數(shù)分布函數(shù)的形式。R(t)= ； F(t)=1- ；f(t)=正態(tài)分布：uz=uc-us ；z=；ZR=P(z<0)=P(t<-ZR)=P(t>)=1- P(t<)(4)串聯(lián)系統(tǒng)的可靠度：=*(5)并聯(lián)系統(tǒng)的可靠度：=(1-)(1-)(1-)(6)復(fù)雜系統(tǒng)的可靠度：形函數(shù)：=（ ）(下標(biāo)i,j,m輪換)集中載荷移植：

16、R=NP面力移植：R=tds第五章5.1成組技術(shù)(1)基本原理，對(duì)相似的零件進(jìn)行識(shí)別和分組，相似的零件歸入一個(gè)零件組或零件族，并在設(shè)計(jì)和制造中充分利用他們的相似點(diǎn)，以獲得所期望的經(jīng)濟(jì)效益。(2)零件的相似性包括設(shè)計(jì)性質(zhì)方面的相似性和制造型之方面的相似性，是零件分祖的基礎(chǔ)。(3)定義：成組技術(shù)是一門生產(chǎn)技術(shù)科學(xué)和管理技術(shù)科學(xué)，研究如何識(shí)別和發(fā)展生產(chǎn)活動(dòng)中有關(guān)事務(wù)的相似性，并充分利用它把他們之間的相似性歸類成組，并尋求解決這一組問題相對(duì)統(tǒng)一的最優(yōu)方案，已取得所期望的經(jīng)濟(jì)效益。5.2OPITZ編碼系統(tǒng)是一個(gè)十進(jìn)制的9位代碼的呼和結(jié)構(gòu)分類編碼系統(tǒng)。是由德國(guó)教授H.Opitz領(lǐng)導(dǎo)開發(fā)的。(1) 第位，代

17、表形狀碼，用于描述工件的主要設(shè)計(jì)特征，其中第位代表零件類別碼，第位代表形狀及加工碼。(2) 第位代表輔助碼，用于描述制造特征。5.3我國(guó)研制的編碼系統(tǒng)JLBM-1，其基本結(jié)構(gòu)與OPITZ基本相同，該系統(tǒng)有15個(gè)碼位，每個(gè)碼位有09十個(gè)數(shù)字表示不同的特征項(xiàng)號(hào)。(1)第12碼位代表零件類別碼(2)第39碼位代表形狀和加工碼(3)第1015碼位代表輔助碼，表示工藝信息。5.4工藝規(guī)劃是連接產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造的橋梁，產(chǎn)品制造一般包括工藝規(guī)劃、生產(chǎn)設(shè)計(jì)制定、零件加工、部件和產(chǎn)品裝配、檢驗(yàn)等主要環(huán)節(jié)。其中工藝規(guī)劃一般是指零件機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)和產(chǎn)品裝配工藝設(shè)計(jì)。5.5機(jī)械產(chǎn)品是由零件、組件和部件組成的。裝配單元

18、可分為零件、組件、部件和機(jī)器四種等級(jí)。5.6計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)劃（computer aided process planning，CAPP）是指利用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)和編制工藝規(guī)程。計(jì)算機(jī)技術(shù)在在工藝規(guī)劃中的輔助作用主要體現(xiàn)在交互處理、數(shù)值計(jì)算、圖形處理、邏輯決策、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理等方面。從內(nèi)容上來說，CAPP應(yīng)包括工藝規(guī)劃的全部?jī)?nèi)容。5.7CAPP的發(fā)展，可分為三個(gè)發(fā)展階段：(1)基于自動(dòng)化思想的修訂/創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)；(2)基于計(jì)算機(jī)輔助的實(shí)用化CAPP系統(tǒng)；(3)面向企業(yè)信息化的制造工藝信息系統(tǒng)。5.8CAPP系統(tǒng)的三個(gè)基本組成部分：(1)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)信息輸入；(2)工藝決策；(3)產(chǎn)品

19、工藝信息輸出。5.9CAPP系統(tǒng)所采用的基本工藝決策方法有以下兩種：(1)修訂式方法（variant approach）：修訂式方法也稱為派生式方法，其基本思路是將相似的零件歸并成零件族，設(shè)計(jì)時(shí)檢索出相應(yīng)零件族的標(biāo)注工藝規(guī)程，并根據(jù)設(shè)計(jì)對(duì)象的具體特征加以修訂。(2)生成式方法（generative approach）：生成式方法也稱為創(chuàng)成式方法，其基本思路是將人們?cè)O(shè)計(jì)工藝過程時(shí)的推理和決策轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)可以處理的決策邏輯、算法，在使用時(shí)由計(jì)算機(jī)程序采用內(nèi)部的決策邏輯和算法，依據(jù)制造資源信息，自動(dòng)生成零件的工藝規(guī)程。5.10常用的決策方法有決策表和決策樹等。5.11工藝決策專家系統(tǒng)(1)所謂專家系

20、統(tǒng)，就是一種在特定領(lǐng)域內(nèi)具有專家水平的計(jì)算機(jī)程序系統(tǒng)，它將人類專家的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)以知識(shí)庫(kù)的形式存入計(jì)算機(jī)，并模擬人類專家解決問題的推理方式和思維過程，運(yùn)用這些知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)對(duì)現(xiàn)實(shí)中的問題做出判斷和決策。(2)專家系統(tǒng)的三個(gè)組成部分：零件信息輸入模塊、推理機(jī)和知識(shí)庫(kù)。其中，知識(shí)庫(kù)和推理機(jī)是專家系統(tǒng)的兩大主要組成部分，知識(shí)庫(kù)是專家系統(tǒng)的核心。(3)專家系統(tǒng)中使用的三種推理方法：正向演繹推理、反向演繹推理和正反向混合演繹推理5.11物料清單BOM（bill of material）是描述用于制造一個(gè)產(chǎn)品的所有零件、組件、部件和原材料的表單，并給出了它們的類型、編號(hào)、數(shù)量及其裝配關(guān)系。(1)設(shè)計(jì)部門產(chǎn)生的是

21、工程BOM（EBOM）(2)工藝部門產(chǎn)生的是制造BOM（MBOM）(3)制造部門產(chǎn)生的是質(zhì)量BOM（QBOM）第六章6.1生產(chǎn)過程是指圍繞完成產(chǎn)品生產(chǎn)的一系列有組織的生產(chǎn)活動(dòng)的運(yùn)行過程。6.2生產(chǎn)過程的組織形式可以按照生產(chǎn)工藝專業(yè)化（job shop）和產(chǎn)品對(duì)象專業(yè)化（flow shop）原則進(jìn)行分類。(1)按照生產(chǎn)工藝專業(yè)化的原則分類，常見的形式有：鍛造車間、鑄造車間、機(jī)械加工車間。(2)按照產(chǎn)品對(duì)象專業(yè)化的原則分類，常見的形式有：汽車生產(chǎn)線、家電生產(chǎn)線。6.3按照生產(chǎn)的連續(xù)程度生產(chǎn)類型可以分為連續(xù)型生產(chǎn)和離散型生產(chǎn)兩種類型。機(jī)械加工是典型的離散加工類型。根據(jù)產(chǎn)品的品種的產(chǎn)量，離散型生產(chǎn)可進(jìn)

22、一步分為：(1)大批量生產(chǎn)，最典型的例子是汽車制造業(yè)。(2)單件小批量生產(chǎn)，如船舶、大型電機(jī)、橋梁、大型建筑等。(3)多品種小批量生產(chǎn)，主要特點(diǎn)是通常應(yīng)用成組技術(shù)。(4)大批量定制生產(chǎn)6.4生產(chǎn)管理是企業(yè)對(duì)所有和生產(chǎn)產(chǎn)品或提供服務(wù)有關(guān)活動(dòng)的管理，是對(duì)生產(chǎn)過程所涉及的活動(dòng)進(jìn)行計(jì)劃、組織與控制。(1)狹義的生產(chǎn)管理主要包括生產(chǎn)管理和生產(chǎn)控制兩個(gè)方面。(2)廣義的生產(chǎn)管理主要包括與企業(yè)生產(chǎn)相關(guān)的計(jì)劃、組織和控制等活動(dòng)。6.5數(shù)字化生產(chǎn)管理的特點(diǎn)：(1)實(shí)時(shí)性；(2)精確性；(3)集成性；(4)自反饋性；(5)決策支持。6.6在現(xiàn)代生產(chǎn)管理過程中，把用于生產(chǎn)管理的各種軟硬件與管理方法和制造過程集成起來

23、，形成數(shù)字化生產(chǎn)管理系統(tǒng)。它的主要功能包括：計(jì)劃管理、資源管理、庫(kù)存管理、生產(chǎn)過程控制等。數(shù)字化生產(chǎn)管理系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)軟硬件、生產(chǎn)管理理念與生產(chǎn)過程的集成。6.7物料需求計(jì)劃（material resource planning，MRP）(1)MRP是以生產(chǎn)計(jì)劃為基礎(chǔ)，結(jié)合產(chǎn)品結(jié)構(gòu)信息和庫(kù)存信息來制定生產(chǎn)計(jì)劃和采購(gòu)計(jì)劃(2)MRP的基本原理：是將企業(yè)產(chǎn)品中的各中物料分為獨(dú)立物料和相關(guān)物料，并按時(shí)間段確定不同時(shí)期的物料需求，基于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的物料需求組織生產(chǎn)，根據(jù)產(chǎn)品完工日期和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)制訂生產(chǎn)計(jì)劃，從而解決庫(kù)存物料訂貨與組織生產(chǎn)的問題。(3)主計(jì)劃是獨(dú)立需求計(jì)劃，MRP是相關(guān)需求計(jì)劃。6.8制造資源計(jì)

24、劃（MRP）(1)在MRP的基礎(chǔ)上增加了財(cái)務(wù)管理和銷售管理(2)基本思想：基于企業(yè)經(jīng)營(yíng)目標(biāo)制訂生產(chǎn)計(jì)劃，圍繞物料轉(zhuǎn)化組織制造資源，實(shí)現(xiàn)按需按時(shí)生產(chǎn)。6.9企業(yè)資源規(guī)劃（enterprise resource planning，ERP），涉及企業(yè)供應(yīng)鏈的所有管理。6.10MRP（manufacturing resource planning）/ERP和MES（制造執(zhí)行系統(tǒng)）集成階段，管理系統(tǒng)加入了生產(chǎn)狀況反應(yīng)信息。6.11制造計(jì)劃又稱為生產(chǎn)計(jì)劃，是為制造企業(yè)、制造車間或制造單元等制造活動(dòng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)制定在未來一段時(shí)間內(nèi)所完成的任務(wù)和達(dá)到的目標(biāo)。制造計(jì)劃按照不同的層次，可以分為三類計(jì)劃：(1)企業(yè)戰(zhàn)

25、略規(guī)劃：一般來說，戰(zhàn)略規(guī)劃是由高層管理人員參與制訂，它的覆蓋周期通常為35年或者更長(zhǎng)。(2)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)計(jì)劃：企業(yè)戰(zhàn)術(shù)層的經(jīng)營(yíng)計(jì)劃比戰(zhàn)略規(guī)劃的時(shí)間跨度要短一些，通常為一年左右。在企業(yè)中，經(jīng)營(yíng)計(jì)劃的制定往往由生產(chǎn)計(jì)劃部門負(fù)責(zé)。(3)執(zhí)行作業(yè)計(jì)劃：執(zhí)行作業(yè)計(jì)劃的生產(chǎn)周期一般比較短，集中在戰(zhàn)術(shù)層和執(zhí)行層。6.12數(shù)字化制造計(jì)劃系統(tǒng)主要有：(1)MRP計(jì)劃系統(tǒng)：是一種將庫(kù)存管理和生產(chǎn)進(jìn)度計(jì)劃集合在一起的計(jì)算機(jī)輔助生產(chǎn)計(jì)劃管理系統(tǒng)。MRP的計(jì)劃原理：MRP計(jì)劃是以零部件為對(duì)象的生產(chǎn)進(jìn)度計(jì)劃。通常，它是根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中的零件層次關(guān)系，來編制零件的生產(chǎn)進(jìn)度。MRP計(jì)劃最為關(guān)鍵的文件形式就是物料清單BOM，以此來描

26、述零件在產(chǎn)品中的層次關(guān)系和數(shù)量。MRP計(jì)劃系統(tǒng)根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)文件、工藝文件、物料文件和生產(chǎn)提前期（lead time）等資料自動(dòng)生成BOM表。MRP在編制零部件的生產(chǎn)進(jìn)度時(shí)，它是以產(chǎn)品的交貨期（或計(jì)劃完工日期）為基準(zhǔn)，朝著工藝過程的逆向，按生產(chǎn)投入提前期的長(zhǎng)度，采用倒排法來編制。滾動(dòng)計(jì)劃（rolling plan）是一種動(dòng)態(tài)編制計(jì)劃的計(jì)劃方法，滾動(dòng)計(jì)劃編制規(guī)則是每走一步向前看兩步。滾動(dòng)計(jì)劃一般把計(jì)劃分為三個(gè)時(shí)區(qū)，執(zhí)行區(qū)、準(zhǔn)備區(qū)和展望區(qū)。離當(dāng)前最近的是執(zhí)行區(qū)，最遠(yuǎn)的是展望區(qū)。按滾動(dòng)計(jì)劃而編制方法是每經(jīng)過一個(gè)執(zhí)行區(qū)編制一次計(jì)劃，每個(gè)計(jì)劃的長(zhǎng)度仍為8個(gè)星期。MRP的滾動(dòng)期通常設(shè)為周，班組的生產(chǎn)日程規(guī)劃

27、每天滾動(dòng)一次。每滾動(dòng)一次，計(jì)劃就重編一次，為了減少重新編制的操作采用了兩種方式切換進(jìn)行的方式，即采用凈改變（net change）和完全重編（regeneration）。凈改變只修改計(jì)劃期內(nèi)有變化的部分，局部重編。完全重編則要運(yùn)行一次計(jì)劃編制程序，重新一個(gè)新計(jì)劃。(2)JIT（just in time）計(jì)劃系統(tǒng)：JIT計(jì)劃的核心思想是在需要的時(shí)候才去生產(chǎn)所需要的品種和數(shù)量，不要多生產(chǎn)，也不要提前生產(chǎn)。JIT計(jì)劃系統(tǒng)又稱豐田生產(chǎn)系統(tǒng)。JIT屬于拉式系統(tǒng)，是由需求驅(qū)動(dòng)的，而MRP等推式系統(tǒng)，是有計(jì)劃驅(qū)動(dòng)的。拉式系統(tǒng)不制訂主生產(chǎn)計(jì)劃?？窗迨荍IT計(jì)劃系統(tǒng)中最為重要的管理工具。看板的作用是傳遞信息。看

28、板的種類有生產(chǎn)看板、運(yùn)輸看板、外協(xié)看板和臨時(shí)看板等?？窗迨褂靡?guī)則如下：看板必須跟隨實(shí)物，與工件一起轉(zhuǎn)移；每一種看板嚴(yán)格按照自己的路線運(yùn)行；看板必須對(duì)所需工件提供完整的信息；不合格產(chǎn)品不能使用看板。(3)TOC計(jì)劃系統(tǒng)：約束理論（TOC）的指導(dǎo)思想實(shí)質(zhì)上是尋求系統(tǒng)的關(guān)鍵約束點(diǎn)，集中精力優(yōu)先解決主要矛盾。TOC計(jì)劃系統(tǒng)，首先確定瓶頸工序和瓶頸資源，編制產(chǎn)品關(guān)鍵生產(chǎn)計(jì)劃，在確認(rèn)關(guān)鍵件的生產(chǎn)進(jìn)度的前提下，再編制非關(guān)鍵件的生產(chǎn)計(jì)劃，一般來說，瓶頸工序的前導(dǎo)和后續(xù)工序采用不同的計(jì)劃方法，以提高計(jì)劃的可執(zhí)行性。(4)APS高級(jí)計(jì)劃排產(chǎn)系統(tǒng)：是進(jìn)行優(yōu)先能力計(jì)劃的應(yīng)用系統(tǒng)，它是基于約束理論，通過事先定義的規(guī)則，

29、由計(jì)算機(jī)自動(dòng)進(jìn)行排產(chǎn)的過程。6.13生產(chǎn)調(diào)度（product scheduling）是在生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃的基礎(chǔ)上確定生產(chǎn)任務(wù)（入工件）進(jìn)入車間的順序以及車間運(yùn)行中各種制造資源的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)度。一般將生產(chǎn)調(diào)度又分解為生產(chǎn)任務(wù)的靜態(tài)排序、動(dòng)態(tài)排序和系統(tǒng)資源實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)度三個(gè)子問題。(1)生產(chǎn)任務(wù)的靜態(tài)排序（off-line sequencing）是指根據(jù)零件生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃規(guī)定的生產(chǎn)進(jìn)度，進(jìn)一步具體地確每個(gè)工件在每臺(tái)設(shè)備上的加工工序和生產(chǎn)進(jìn)度，同時(shí)也確定了每臺(tái)設(shè)備、每個(gè)工作人員、給個(gè)工作班次的生產(chǎn)任務(wù)。生產(chǎn)任務(wù)排序分類：按機(jī)器的數(shù)目的不同，可以分為單臺(tái)機(jī)器的排序問題和多臺(tái)機(jī)器的排序問題。按工件到達(dá)的情況不同，

30、可以分為靜態(tài)排序問題和動(dòng)態(tài)排序問題。按目標(biāo)函數(shù)的不同，可以分為使平均的流程時(shí)間最短的排序問題和使誤期完工工件數(shù)量最少的排序問題。生產(chǎn)任務(wù)排序方法：約翰遜法；關(guān)鍵工序法；優(yōu)先規(guī)則法。(2)生產(chǎn)任務(wù)的動(dòng)態(tài)排序（on-line or real time sequencing）：使用最多的動(dòng)態(tài)排序算法是人工智能領(lǐng)域的啟發(fā)式規(guī)則和遺傳算法等。6.14制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）在數(shù)字化生產(chǎn)管理中起到了承上啟下的作用。數(shù)字化生產(chǎn)管理系統(tǒng)的層次模型：（1）計(jì)劃層：數(shù)字化生產(chǎn)管理中的計(jì)劃系統(tǒng)，以客戶訂單和市場(chǎng)需求為計(jì)劃源頭，充分利用企內(nèi)的各種資源，降低庫(kù)存，提高生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的效益。從數(shù)字化生產(chǎn)管理的角度來看，MRP/ERP屬于企業(yè)的計(jì)劃層。（2）執(zhí)行層：上層和底層的信息樞紐，強(qiáng)調(diào)計(jì)劃的執(zhí)行和制造過程的控制，把上層的計(jì)劃層和車間的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)控制有機(jī)地集成起來。（3）控制層：對(duì)生產(chǎn)設(shè)備的開啟、運(yùn)行和停止進(jìn)行控制等，完成計(jì)劃指令和制造指令執(zhí)行的控制。第七章7.1數(shù)字控制（numerical control，NC），簡(jiǎn)稱數(shù)控，是一種自動(dòng)控制技術(shù)，使用數(shù)字化信號(hào)對(duì)控制對(duì)象加以控制的一種方法。數(shù)字控制的對(duì)象是多種多樣的，