先進生產制造模式(PPT 27頁)

1、第六章第六章 先進生產制造模式6.1 計算機集成制造(CIM)6.2 并行工程（CE）6.3 精益生產(LP)6.4 敏捷制造（AM）6.5 智能制造系統(tǒng)（IMS）第六章第一節(jié) 計算機集成制造(CIM) 6.1.1 CIM和CIMS的概念 6.1.2 CIMS的組成 6.1.3 CIMS遞階控制結構 6.1.4 CIMS的體系結構 6.1.5 CIMS在我國的實施進展 第六章6.1.1 CIM和CIMS的概念計算機集成制造CIMCIM美國Harrington博士關于CIM兩個觀點: 企業(yè)各個生產環(huán)節(jié)是一個不可分隔的整體(集成)； 企業(yè)生產制造過程實質上是對信息的采集、傳遞和加工處理的過程（信息

2、）。ISO關于CIM定義：是將企業(yè)所有的人員、功能、信息和組織等 諸方面集成為一個整體的生產方式。CIM：是一種思想、模式、哲理，強調企業(yè)信息集成。第六章CIMS三要素關系： 經營管理與技術:技術支持企業(yè)達到預期的經營目標； 人與技術:技術支持各類人員互相配合、協(xié)調一致工作； 人與經營管理:人員素質提高支持企業(yè)的經營管理；CIMS三要素集成 計算機集成制造系統(tǒng)計算機集成制造系統(tǒng)CIMSCIMSCIMS:基于CIM哲理的一種工程集成系統(tǒng)。CIMS核心:是將企業(yè)內的人/組織、經營管理和技術三要素之間的集成，以保證企業(yè)內的工作流程、物質流和信息流暢通無阻。第六章6.1.2 CIMS的組成 四個功能分

3、系統(tǒng)，兩個支撐分系統(tǒng)組成四個功能分系統(tǒng)，兩個支撐分系統(tǒng)組成 第六章1 1、經營管理信息分系統(tǒng)（、經營管理信息分系統(tǒng)（MIS)MIS) 信息處理 包括信息的收集、傳輸、加工和查詢； 事務管理 包括計劃管理、物料管理、生產管理、財務 管理、人力資源管理等； 輔助決策 根據現(xiàn)有信息，利用數學分析手段預測未來，提供企業(yè)經營管理決策。 核心工具：制造資源計劃MRPII，將企業(yè)內各個管理環(huán)節(jié)進行集成，縮短生產周期、減少庫存、降低成本、提高企業(yè)市場應變能力。第六章2 2、工程設計自動化分系統(tǒng)、工程設計自動化分系統(tǒng)(EDIS)(EDIS)（CAD/CAPP/CAM） CAD 計算機繪圖、有限元分析、產品造型、

4、圖像分析處理、優(yōu)化設計、動態(tài)分析與仿真、物料清單（BOM）生成等； CAPP 毛坯設計、工藝方法選擇、工序設計、工藝路線制定、工時定額計算等； CAM 刀具路徑確定、刀位文件生成、刀具軌跡仿真、NC代碼的生成等作業(yè)。 第六章3 3、制造自動化分系統(tǒng)、制造自動化分系統(tǒng)(MAS)(MAS)MAS地位: 位于企業(yè)底層，是企業(yè)信息流和物料流的結合點， 是最終產生效益聚集地。MAS組成:機械加工系統(tǒng)-CNC、MC、FMC、FMS加工設備；物流系統(tǒng)對工件和工具存儲、搬運、裝卸等操作；控制系統(tǒng)-實現(xiàn)對加工設備和物流系統(tǒng)的控制；MAS目標:實現(xiàn)多品種、小批量生產柔性自動化；實現(xiàn)優(yōu)質、低成本、短周期、高效率生產

5、；創(chuàng)造舒適安全勞動環(huán)境。 第六章4 4、質量保證信息分系統(tǒng)（、質量保證信息分系統(tǒng)（QIS)QIS) 質量計劃-建立質量技術標準，制定檢測計劃、檢測規(guī)程和規(guī)范； 質量檢測管理-包括進出廠材料檢測、產品質量檢測管理，設計質量指標管理，生產質量數據管理； 質量分析評價-對各類質量問題進行分析，評價各種影響因素，查明主要原因。 質量信息綜合與控制-報表生成，質量綜合查詢，采取各種質量控制措施。第六章第二節(jié) 并行工程（CE） 6.2.1 并行工程定義 6.2.2 并行工程運行模式 6.2.3 并行工程特征 6.2.4 并行工程關鍵技術 6.2.5 并行工程的支持工具第六章6.2.1 并行工程定義 串行工

6、程 在前一工作環(huán)節(jié)完成之后才開始后一工作環(huán)節(jié)的工作，各工作環(huán)節(jié)作業(yè)時序上沒有重疊和反饋，即使有反饋，也是事后的反饋。 并行工程 將時間上先后的知識處理和作業(yè)實施過程，轉變?yōu)橥瑫r考慮，盡可能同時處理的一種作業(yè)方式。 并行工程關鍵思想 是一種工作模式，而不是具體的工作方法； 從產品設計一開始就考慮產品全生命周期中所有因素，以保證產品設計一次成功。第六章 串行工程工作方式 并行工程工作方式 第六章6.2.2 并行工程運行模式 并行工程運行模式第六章并行工程設計網絡第六章6.2.3 并行工程特征 并行特征-在產品設計階段并行考慮產品整個生命 周期中的所有因素。 注意：并行工程不能省去任一生產環(huán)節(jié)，不是

7、將 設計和生產環(huán)節(jié)重疊進行。整體特征-強調全局考慮問題，追求整體最優(yōu)。 第六章協(xié)同特征協(xié)同組織形式：群體小組（Teamwork）工作方式，小組成員由設計、工藝、制造不同代表組成，有自己責、權、利，有自身的工作計劃和目標；協(xié)同設計思想：強調一體化、并行地進行產品及其相關過程的協(xié)同設計；協(xié)同的效率：強調“1+12” ，強調“工”字鋼協(xié)同強度。集成特征人員集成：管理者、設計者、制造者以至用戶集成；信息集成：信息獲取、表示和操作工具的集成與管理；功能集成：企業(yè)內部及外部功能集成；技術集成：多學科知識以及各種技術、方法的集成。第六章6.2.4 并行工程關鍵技術 產品開發(fā)過程的重構 從產品特征、開發(fā)活動、

8、組織結構、資源配置、開發(fā)計劃、調度策略等方面不斷改進和提高。 集成的產品信息模型 應能夠全面表達產品、工藝、制造以及產品生命周期內各環(huán)節(jié)的信息，能夠使小組成員共享模型中的信息，這是并行作業(yè)的基礎。 并行設計過程的協(xié)調與控制-并行設計是一個反復迭代優(yōu)化的過程，該過程的管理、協(xié)調與控制是實現(xiàn)并行設計關鍵。第六章6.2.5 并行工程的支持工具 CAX工具：CAD、CAE、CAPP、CAM、CAT等； DFX工具：DFM、DFA、DFT、DFU等； 產品數據管理（PDM）：對共享數據進行統(tǒng)一規(guī)范管理，保證全局共享數據的一致性，提供統(tǒng)一的數據庫操縱界面。 協(xié)同的網絡通訊手段： 多媒體郵件-傳送速率低，不

9、適于解決期限緊迫設計問題； 電子公告板-是一種提供觀察、修改公共信息的白板技術， 仍不能保證在規(guī)定時間內得到同事的反應； 基于網絡的視頻會議系統(tǒng)（MONET）：基于網絡的多媒體會議系統(tǒng)，可共商關心的問題，減少來往消耗的時間和精力。 第六章第五節(jié) 智能制造系統(tǒng)（IMS） 6.5.1 智能制造系統(tǒng)的含義與發(fā)展 6.5.2 智能制造系統(tǒng)的特征 6.5.3 智能加工與智能加工設備第六章6.5.1 智能制造系統(tǒng)的含義與發(fā)展 智能制造系統(tǒng)（IMS）含義： 由智能機器和人類專家共同組成的人機一體化系統(tǒng)； 模擬人類專家的智能活動，進行分析、推理和決策； 取代/延伸人部分腦力勞動，發(fā)展人類專家的制造智能。智能制

10、造模式的發(fā)展： 智能制造是影響未來經濟發(fā)展的重要生產模式； 制造系統(tǒng)將由能量驅動型轉變?yōu)樾畔Ⅱ寗有停?智能制造被各國政府列為國家發(fā)展計劃； 智能制造特別是信息技術發(fā)展的必然，是自動化和集成技術縱向發(fā)展的結果。第六章6.5.2 智能制造系統(tǒng)的特征 自律（Holonic)能力 搜集理解環(huán)境和自身信息，規(guī)劃自身行為的能力，基于知識的模型是系統(tǒng)自律能力的基礎。 人機一體化 智能機器只具有邏輯思維（專家系統(tǒng)和部分形象思維（神經網絡），沒有人的靈感思維，不可能全面取代人類專家智能；人機一體化突出人的核心地位，使二者各顯其能。 虛擬現(xiàn)實技術 借助于音像和傳感裝置，虛擬展示現(xiàn)實生活中各種過程，虛擬未來產品及其

11、制造過程，從感官和視覺上使人獲得完全如同真實的感受。 自組織與超柔性 能夠自行組成一種最佳結構，具有運行方式和結構形式的柔性，如同一群人類專家群體，具有生物特性。 學習能力與自我維護能力 在實踐中不斷充實知識庫，具有自學習，自行進行故障診斷與排除功能。 第六章第六章6.5.3 智能加工與智能加工設備技術工人職責：用感覺器官監(jiān)視加工狀況；通過大腦判斷加工狀態(tài)，并作出決策；用四肢實施相應的操作和處理。智能加工：應用傳感處理、智能決策、實時控制技術，自主選取數據，積累經驗，根據獲取的狀態(tài)信息創(chuàng)造新的知識。智能機床：應用傳感器對切削過程進行在線監(jiān)測，依據神經網絡診斷異常狀態(tài)；故障發(fā)生時，啟動知識處理機

12、，參照存儲積累的知識，決策修正加工條件，排除機床故障。預測推理模塊：事前對異常情況進行推理，提供處理對策表供檢索調用?？刂仆评砟K：對已發(fā)生的異常情況采取相應處理對策。第六章智能機床的基本結構 第六章智能加工中心的主機結構 第六章本章小結本章小結CIMS是企業(yè)內的人/組織、經營管理和技術三要素集成，以保證企業(yè)內的工作流程、物質流和信息流暢通無阻的企業(yè)信息集成系統(tǒng)。CIMS是由經營管理信息系統(tǒng)、工程設計自動化系統(tǒng)、制造自動化系統(tǒng)和質量保證信息系統(tǒng)四個功能分系統(tǒng)，以及計算機網絡和數據庫管理兩個支撐分系統(tǒng)組成；并行工程是將時間上先后的知識處理和作業(yè)實施過程轉變?yōu)橥瑫r考慮和盡可能的同時處理的一種生產組織管理方式。群體小組和并行工程是精益生產的基礎，及時生產、成組技術和全面質量管理是精益生產的三大支柱。敏捷制造是在“競爭-合作-協(xié)同”機制下，實現(xiàn)對市場需求作出靈活快速反應的一種生產制造模式。第六章本章小結本章小結CIMS是企業(yè)內的人/組織、經營管理和技術三要素集成，以保證企業(yè)內的工作流程、物質流和信息流暢通無阻的企業(yè)信息集成系統(tǒng)。CIMS是由經營管理信息系統(tǒng)