先進(jìn)生產(chǎn)制造模式(PPT 27頁)

1、第六章第六章 先進(jìn)生產(chǎn)制造模式6.1 計(jì)算機(jī)集成制造(CIM)6.2 并行工程（CE）6.3 精益生產(chǎn)(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(jì)算機(jī)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(jié)構(gòu) 6.1.4 CIMS的體系結(jié)構(gòu) 6.1.5 CIMS在我國的實(shí)施進(jìn)展 第六章6.1.1 CIM和CIMS的概念計(jì)算機(jī)集成制造CIMCIM美國Harrington博士關(guān)于CIM兩個(gè)觀點(diǎn): 企業(yè)各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)是一個(gè)不可分隔的整體(集成)； 企業(yè)生產(chǎn)制造過程實(shí)質(zhì)上是對信息的采集、傳遞和加工處理的過程（信息

2、）。ISO關(guān)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(gè)整體的生產(chǎn)方式。CIM：是一種思想、模式、哲理，強(qiáng)調(diào)企業(yè)信息集成。第六章CIMS三要素關(guān)系： 經(jīng)營管理與技術(shù):技術(shù)支持企業(yè)達(dá)到預(yù)期的經(jīng)營目標(biāo)； 人與技術(shù):技術(shù)支持各類人員互相配合、協(xié)調(diào)一致工作； 人與經(jīng)營管理:人員素質(zhì)提高支持企業(yè)的經(jīng)營管理；CIMS三要素集成 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)計(jì)算機(jī)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(nèi)的人/組織、經(jīng)營管理和技術(shù)三要素之間的集成，以保證企業(yè)內(nèi)的工作流程、物質(zhì)流和信息流暢通無阻。第六章6.1.2 CIMS的組成 四個(gè)功能分

3、系統(tǒng)，兩個(gè)支撐分系統(tǒng)組成四個(gè)功能分系統(tǒng)，兩個(gè)支撐分系統(tǒng)組成 第六章1 1、經(jīng)營管理信息分系統(tǒng)（、經(jīng)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(wù)管理 包括計(jì)劃管理、物料管理、生產(chǎn)管理、財(cái)務(wù) 管理、人力資源管理等； 輔助決策 根據(jù)現(xiàn)有信息，利用數(shù)學(xué)分析手段預(yù)測未來，提供企業(yè)經(jīng)營管理決策。 核心工具：制造資源計(jì)劃MRPII，將企業(yè)內(nèi)各個(gè)管理環(huán)節(jié)進(jìn)行集成，縮短生產(chǎn)周期、減少庫存、降低成本、提高企業(yè)市場應(yīng)變能力。第六章2 2、工程設(shè)計(jì)自動化分系統(tǒng)、工程設(shè)計(jì)自動化分系統(tǒng)(EDIS)(EDIS)（CAD/CAPP/CAM） CAD 計(jì)算機(jī)繪圖、有限元分析、產(chǎn)品造型、

4、圖像分析處理、優(yōu)化設(shè)計(jì)、動態(tài)分析與仿真、物料清單（BOM）生成等； CAPP 毛坯設(shè)計(jì)、工藝方法選擇、工序設(shè)計(jì)、工藝路線制定、工時(shí)定額計(jì)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(jié)合點(diǎn)， 是最終產(chǎn)生效益聚集地。MAS組成:機(jī)械加工系統(tǒng)-CNC、MC、FMC、FMS加工設(shè)備；物流系統(tǒng)對工件和工具存儲、搬運(yùn)、裝卸等操作；控制系統(tǒng)-實(shí)現(xiàn)對加工設(shè)備和物流系統(tǒng)的控制；MAS目標(biāo):實(shí)現(xiàn)多品種、小批量生產(chǎn)柔性自動化；實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、低成本、短周期、高效率生產(chǎn)

5、；創(chuàng)造舒適安全勞動環(huán)境。 第六章4 4、質(zhì)量保證信息分系統(tǒng)（、質(zhì)量保證信息分系統(tǒng)（QIS)QIS) 質(zhì)量計(jì)劃-建立質(zhì)量技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，制定檢測計(jì)劃、檢測規(guī)程和規(guī)范； 質(zhì)量檢測管理-包括進(jìn)出廠材料檢測、產(chǎn)品質(zhì)量檢測管理，設(shè)計(jì)質(zhì)量指標(biāo)管理，生產(chǎn)質(zhì)量數(shù)據(jù)管理； 質(zhì)量分析評價(jià)-對各類質(zhì)量問題進(jìn)行分析，評價(jià)各種影響因素，查明主要原因。 質(zhì)量信息綜合與控制-報(bào)表生成，質(zhì)量綜合查詢，采取各種質(zhì)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(yùn)行模式 6.2.3 并行工程特征 6.2.4 并行工程關(guān)鍵技術(shù) 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(shí)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(shí)間上先后的知識處理和作業(yè)實(shí)施過程，轉(zhuǎn)變?yōu)橥瑫r(shí)考慮，盡可能同時(shí)處理的一種作業(yè)方式。 并行工程關(guān)鍵思想 是一種工作模式，而不是具體的工作方法； 從產(chǎn)品設(shè)計(jì)一開始就考慮產(chǎn)品全生命周期中所有因素，以保證產(chǎn)品設(shè)計(jì)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(yùn)行模式 并行工程運(yùn)行模式第六章并行工程設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)第六章6.2.3 并行工程特征 并行特征-在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段并行考慮產(chǎn)品整個(gè)生命 周期中的所有因素。 注意：并行工程不能省去任一生產(chǎn)環(huán)節(jié)，不是

7、將 設(shè)計(jì)和生產(chǎn)環(huán)節(jié)重疊進(jìn)行。整體特征-強(qiáng)調(diào)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(shè)計(jì)、工藝、制造不同代表組成，有自己責(zé)、權(quán)、利，有自身的工作計(jì)劃和目標(biāo)；協(xié)同設(shè)計(jì)思想：強(qiáng)調(diào)一體化、并行地進(jìn)行產(chǎn)品及其相關(guān)過程的協(xié)同設(shè)計(jì)；協(xié)同的效率：強(qiáng)調(diào)“1+12” ，強(qiáng)調(diào)“工”字鋼協(xié)同強(qiáng)度。集成特征人員集成：管理者、設(shè)計(jì)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(nèi)部及外部功能集成；技術(shù)集成：多學(xué)科知識以及各種技術(shù)、方法的集成。第六章6.2.4 并行工程關(guān)鍵技術(shù) 產(chǎn)品開發(fā)過程的重構(gòu) 從產(chǎn)品特征、開發(fā)活動、

8、組織結(jié)構(gòu)、資源配置、開發(fā)計(jì)劃、調(diào)度策略等方面不斷改進(jìn)和提高。 集成的產(chǎn)品信息模型 應(yīng)能夠全面表達(dá)產(chǎn)品、工藝、制造以及產(chǎn)品生命周期內(nèi)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(chǔ)。 并行設(shè)計(jì)過程的協(xié)調(diào)與控制-并行設(shè)計(jì)是一個(gè)反復(fù)迭代優(yōu)化的過程，該過程的管理、協(xié)調(diào)與控制是實(shí)現(xiàn)并行設(shè)計(jì)關(guān)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(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（PDM）：對共享數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)范管理，保證全局共享數(shù)據(jù)的一致性，提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫操縱界面。 協(xié)同的網(wǎng)絡(luò)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(shè)計(jì)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(shù)， 仍不能保證在規(guī)定時(shí)間內(nèi)得到同事的反應(yīng)； 基于網(wǎng)絡(luò)的視頻會議系統(tǒng)（MONET）：基于網(wǎng)絡(luò)的多媒體會議系統(tǒng)，可共商關(guān)心的問題，減少來往消耗的時(shí)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(shè)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(jī)器和人類專家共同組成的人機(jī)一體化系統(tǒng)； 模擬人類專家的智能活動，進(jìn)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(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要生產(chǎn)模式； 制造系統(tǒng)將由能量驅(qū)動型轉(zhuǎn)變?yōu)樾畔Ⅱ?qū)動型； 智能制造被各國政府列為國家發(fā)展計(jì)劃； 智能制造特別是信息技術(shù)發(fā)展的必然，是自動化和集成技術(shù)縱向發(fā)展的結(jié)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(chǔ)。 人機(jī)一體化 智能機(jī)器只具有邏輯思維（專家系統(tǒng)和部分形象思維（神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)），沒有人的靈感思維，不可能全面取代人類專家智能；人機(jī)一體化突出人的核心地位，使二者各顯其能。 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù) 借助于音像和傳感裝置，虛擬展示現(xiàn)實(shí)生活中各種過程，虛擬未來產(chǎn)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(shí)的感受。 自組織與超柔性 能夠自行組成一種最佳結(jié)構(gòu)，具有運(yùn)行方式和結(jié)構(gòu)形式的柔性，如同一群人類專家群體，具有生物特性。 學(xué)習(xí)能力與自我維護(hù)能力 在實(shí)踐中不斷充實(shí)知識庫，具有自學(xué)習(xí)，自行進(jìn)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(shè)備技術(shù)工人職責(zé)：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(shí)施相應(yīng)的操作和處理。智能加工：應(yīng)用傳感處理、智能決策、實(shí)時(shí)控制技術(shù)，自主選取數(shù)據(jù)，積累經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)獲取的狀態(tài)信息創(chuàng)造新的知識。智能機(jī)床：應(yīng)用傳感器對切削過程進(jìn)行在線監(jiān)測，依據(jù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)診斷異常狀態(tài)；故障發(fā)生時(shí)，啟動知識處理機(jī)

12、，參照存儲積累的知識，決策修正加工條件，排除機(jī)床故障。預(yù)測推理模塊：事前對異常情況進(jìn)行推理，提供處理對策表供檢索調(diào)用。控制推理模塊：對已發(fā)生的異常情況采取相應(yīng)處理對策。第六章智能機(jī)床的基本結(jié)構(gòu) 第六章智能加工中心的主機(jī)結(jié)構(gòu) 第六章本章小結(jié)本章小結(jié)CIMS是企業(yè)內(nèi)的人/組織、經(jīng)營管理和技術(shù)三要素集成，以保證企業(yè)內(nèi)的工作流程、物質(zhì)流和信息流暢通無阻的企業(yè)信息集成系統(tǒng)。CIMS是由經(jīng)營管理信息系統(tǒng)、工程設(shè)計(jì)自動化系統(tǒng)、制造自動化系統(tǒng)和質(zhì)量保證信息系統(tǒng)四個(gè)功能分系統(tǒng)，以及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫管理兩個(gè)支撐分系統(tǒng)組成；并行工程是將時(shí)間上先后的知識處理和作業(yè)實(shí)施過程轉(zhuǎn)變?yōu)橥瑫r(shí)考慮和盡可能的同時(shí)處理的一種生產(chǎn)組織管理方式。群體小組和并行工程是精益生產(chǎn)的基礎(chǔ)，及時(shí)生產(chǎn)、成組技術(shù)和全面質(zhì)量管理是精益生產(chǎn)的三大支柱。敏捷制造是在“競爭-合作-協(xié)同”機(jī)制下，實(shí)現(xiàn)對市場需求作出靈活快速反應(yīng)的一種生產(chǎn)制造模式。第六章本章小結(jié)本章小結(jié)CIMS是企業(yè)內(nèi)的人/組織、經(jīng)營管理和技術(shù)三要素集成，以保證企業(yè)內(nèi)的工作流程、物質(zhì)流和信息流暢通無阻的企業(yè)信息集成系統(tǒng)。CIMS是由經(jīng)營管理信息系統(tǒng)