9-先進(jìn)生產(chǎn)模式與自動(dòng)化制造系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)ppt課件

1、第九章 先進(jìn)消費(fèi)方式與自動(dòng)化制造系統(tǒng)的開展趨勢(shì)第一節(jié) 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)CIMS第二節(jié) 精益消費(fèi)LP第三節(jié) 矯捷制造 AM第四節(jié) 智能制造系統(tǒng)的根本概念第五節(jié) 網(wǎng)絡(luò)化制造第六節(jié) 可重構(gòu)制造系統(tǒng)第七節(jié) 快速原型制造技術(shù)第八節(jié) 自動(dòng)化制造系統(tǒng)的開展趨勢(shì).第一節(jié) 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng).一、CIM與CIMS的根本概念 CIMS是以系統(tǒng)工程實(shí)際為指點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)信息集成和適度自動(dòng)化，以過程重組和機(jī)構(gòu)精簡(jiǎn)為手段，在企業(yè)信息系統(tǒng)的支持下，將制造企業(yè)的全部要素和全部運(yùn)營(yíng)活動(dòng)集成為一個(gè)有機(jī)的整體，實(shí)現(xiàn)以人為中心的柔性化消費(fèi)，使企業(yè)在新產(chǎn)品開發(fā)、產(chǎn)質(zhì)量量、產(chǎn)品本錢、相關(guān)效力、交貨期和環(huán)境維護(hù)等方面均獲得整體最正確效果。.

2、運(yùn)營(yíng)決策中央計(jì)算機(jī)產(chǎn)品CAD/CAM圖形任務(wù)站財(cái)務(wù)、人事、消費(fèi)方案、消費(fèi)管理、消費(fèi)技術(shù)數(shù)據(jù)管理等各職能部門計(jì)算機(jī)作業(yè)管理層計(jì)算機(jī)FMS管理其他消費(fèi)單元管理裝配管理FMS1FMSN消費(fèi)單元1消費(fèi)單元N裝配單元1裝配單元N產(chǎn)品產(chǎn)質(zhì)量量總檢驗(yàn)FMS與生產(chǎn)單元層作業(yè)管理層設(shè)計(jì)方案層運(yùn)營(yíng)決策層MIS.二、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)的組成CIMS由四個(gè)運(yùn)用分系統(tǒng)和兩個(gè)支撐分系統(tǒng)組成1.管理信息系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)管理、物料管理、消費(fèi)管理、人力資源管理2.工程設(shè)計(jì)自動(dòng)化系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)、分析和制造根本功能：面向產(chǎn)品生命周期的建模實(shí)現(xiàn)CAD/CAE/CAPP/CAM的集成主要功能模塊1計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與分析CAD/CAE2計(jì)算機(jī)輔助制

3、造CAM管理信息系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)系統(tǒng)質(zhì)量保證系統(tǒng)制造自動(dòng)化系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)CIMS系統(tǒng)的根本組成.第二節(jié) 精益消費(fèi)LP.一、精益消費(fèi)的根本概念精益消費(fèi)的產(chǎn)生背景 20世紀(jì)50年代日本豐田汽車公司 1985年美國MIT 精益消費(fèi)是貫徹以人為中心的思想，經(jīng)過系統(tǒng)構(gòu)造、人員組織、運(yùn)轉(zhuǎn)方式、產(chǎn)品構(gòu)造和市場(chǎng)需求等方面的變革，精簡(jiǎn)消費(fèi)過程中一切無用、多余的東西，使消費(fèi)系統(tǒng)能很快順運(yùn)用戶需求的不斷變化，并能最終到達(dá)包括市場(chǎng)供銷在內(nèi)的消費(fèi)的各方面最好的結(jié)果。.二、精益消費(fèi)的根本思想： 在企業(yè)的各個(gè)環(huán)節(jié)上去除一切多余無用的東西，每個(gè)崗位的活動(dòng)安排是必需增值，不能增值的崗位和活動(dòng)一概撤銷，即“消滅一切浪費(fèi)和“不斷

4、改善，在組織的各個(gè)層面上雇用多面手，并且運(yùn)用通用性強(qiáng)而自動(dòng)化程度又高的柔性制造設(shè)備來消費(fèi)種類多變的產(chǎn)品。其主要的支撐體系是準(zhǔn)時(shí)消費(fèi)JIM、全面質(zhì)量管理TQC、成組技術(shù)GT、彈性作業(yè)人數(shù)和尊重人性。.三、精益消費(fèi)的特征： 注重客戶需求 注重人的作用 精簡(jiǎn)一切消費(fèi)中不發(fā)明價(jià)值的任務(wù) 精益求精、繼續(xù)不斷地改良消費(fèi)，降低本錢，追求零廢品、零庫存和產(chǎn)品種類多樣化。.第三節(jié) 矯捷制造AM.一、矯捷制造的根本概念矯捷制造的根本原理： 采用規(guī)范化和專業(yè)化的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和信息集成根底構(gòu)造，以分布構(gòu)造銜接各類企業(yè)，構(gòu)造虛擬制造環(huán)境；以競(jìng)爭(zhēng)協(xié)作為原那么，在虛擬制造環(huán)境內(nèi)動(dòng)態(tài)選擇成員，組成面向義務(wù)的虛擬公司進(jìn)展快速消費(fèi)

5、；系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的最大目的是滿足客戶的要求。定義 矯捷制造指的是制造企業(yè)可以把握市場(chǎng)機(jī)遇，及時(shí)動(dòng)態(tài)地重組消費(fèi)系統(tǒng)，在最短的時(shí)間內(nèi)向市場(chǎng)推出有利可圖的、用戶認(rèn)可的、高質(zhì)量的產(chǎn)品。一句話，矯捷制造企業(yè)的一切活動(dòng)都是圍繞著快和好這兩個(gè)字進(jìn)展的，要求企業(yè)具有很強(qiáng)的自順應(yīng)才干。.矯捷制造系統(tǒng)的體系構(gòu)造.矯捷制造的產(chǎn)生背景矯捷制造是美國為了重新樹立其在全球制造業(yè)中的指點(diǎn)位置，而提出的一種面向21世紀(jì)的新型制造方式。它綜合了即時(shí)消費(fèi)、制造資源規(guī)劃和精益消費(fèi)等先進(jìn)消費(fèi)管理技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，能系統(tǒng)全面地滿足高效低本錢、高質(zhì)量多種類、迅速及時(shí)、動(dòng)態(tài)柔性等難以由一個(gè)一致消費(fèi)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的消費(fèi)管理目的要求，代表著現(xiàn)代消費(fèi)管理的最新

6、開展。.虛擬企業(yè)a)虛擬企業(yè)的功能b)虛擬企業(yè)的生命周期.矯捷制造的特點(diǎn)1.矯捷制造對(duì)市場(chǎng)需求反響矯捷2.矯捷制造是高度柔性化、無庫存的消費(fèi)組織方式3.矯捷制造企業(yè)的消費(fèi)本錢與消費(fèi)批量無關(guān)4.產(chǎn)品效力可以全程面向用戶5. 矯捷制造可以做到充分的資源共享6.矯捷制造可以充分發(fā)揚(yáng)人的作用.矯捷制造企業(yè)的表示圖.第四節(jié) 智能制造系統(tǒng)的根本概念.一、智能制造系統(tǒng)的根本概念 智能制造系統(tǒng)是一種由智能機(jī)器人和人類專家共同組成的人機(jī)一體化智能系統(tǒng)，它將人工智能技術(shù)交融進(jìn)制造系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)中，經(jīng)過模擬人類專家的智能活動(dòng)，諸如分析、推理、判別、構(gòu)思和決策等，取代或延伸制造環(huán)境中應(yīng)由人類專家完成的那部分活動(dòng)，使系

7、統(tǒng)具有智能特征。.二、智能制造系統(tǒng)的開展概略美國是智能制造思想的發(fā)源地最早正式提出智能制造并付諸實(shí)施的是建立在美國普渡大學(xué)的智能制造國家工程中心。美國其他大學(xué)歐洲日本.三、智能制造系統(tǒng)的研討領(lǐng)域智能設(shè)計(jì)智能機(jī)器人智能調(diào)度智能辦公系統(tǒng)智能診斷智能控制.第五節(jié) 網(wǎng)絡(luò)化制造正在降臨的信息網(wǎng)絡(luò)化時(shí)代 20世紀(jì)90年代以來，美國進(jìn)展了大量的信息化投資，微機(jī)累計(jì)產(chǎn)量在8500萬臺(tái)以上，同時(shí)微機(jī)VAN網(wǎng)絡(luò)成員數(shù)量在100萬人以上。家用信息電器的電子手冊(cè)、系統(tǒng)手冊(cè)，以及美國阿波羅公司推出的個(gè)人數(shù)字輔助系統(tǒng)PDA等個(gè)人信息系統(tǒng)正在迅速普及。.正在降臨的信息網(wǎng)絡(luò)化時(shí)代 由于文化和經(jīng)濟(jì)背景不同，國際市場(chǎng)并不僅僅是多

8、個(gè)國家市場(chǎng)之和。全球市場(chǎng)更是一種思索不同國家對(duì)產(chǎn)品的要求差別的新型國際市場(chǎng)。對(duì)現(xiàn)有的跨國公司和組織構(gòu)造、開展過程和戰(zhàn)略進(jìn)展研討和調(diào)查分析后，得出不同國際制造網(wǎng)絡(luò)的方式及其關(guān)系，以及如何向全球制造網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)開展的途徑，如圖中箭頭表示。.正在降臨的信息網(wǎng)絡(luò)化時(shí)代 不同國際制造網(wǎng)絡(luò)及其關(guān)系和開展途徑 .正在降臨的信息網(wǎng)絡(luò)化時(shí)代 這個(gè)從傳統(tǒng)的制造企業(yè)向全球制造網(wǎng)絡(luò)化開展的模型，按照公司的運(yùn)營(yíng)戰(zhàn)略、工廠的地理分布、文化背景以及技術(shù)和零部件供需來源可分為六種不同層次的方式： GMC3分散網(wǎng)絡(luò)化的全球制造方式； GMC2多國制造方式； GMC1區(qū)域制造方式； EMC3全球出口方式； EMC2多國出口方式；

9、EMC1區(qū)域出口方式。 此外，各種方式之間并沒有嚴(yán)厲的界限，甚至可以相互逆轉(zhuǎn)。.網(wǎng)絡(luò)上的虛擬企業(yè)及其虛擬制造信息 效力網(wǎng) 網(wǎng)絡(luò)化的全球制造不僅是跨國公司的未來，中小企業(yè)也可以經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)上的虛擬企業(yè)來實(shí)現(xiàn)全球制造?，F(xiàn)實(shí)上，跨國公司為了實(shí)現(xiàn)全球制造，也正在逐漸分布化和虛擬化。 什么是網(wǎng)絡(luò)上的虛擬企業(yè)？這里的“虛擬并非沒有。推出高質(zhì)量、低本錢的新產(chǎn)品最快的方法是利用不同地域的現(xiàn)有資源，把它們迅速組合成為一種沒有圍墻的、超越空間約束的、靠電子手段聯(lián)絡(luò)的、一致指揮的運(yùn)營(yíng)實(shí)體網(wǎng)絡(luò)上的虛擬企業(yè)。網(wǎng)絡(luò)上的虛擬企業(yè)的特點(diǎn)是企業(yè)功能上的不完好性、地域上的分散性和組織構(gòu)造上的非永久性，即：功能的虛擬化；組織的虛擬化；

10、地域的虛擬化。.全球制造方式中的制造系統(tǒng)與設(shè)備的控制技術(shù) 全球制造方式中的產(chǎn)品開發(fā)、市場(chǎng)營(yíng)銷、加工制造、裝配調(diào)試是分布在不同的地點(diǎn)，經(jīng)過企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)和國際互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)加以銜接，實(shí)現(xiàn)文件、數(shù)據(jù)、圖像和聲音的同時(shí)傳送，各企業(yè)間的刀具和夾具的管理，零件圖紙數(shù)控程序的編制方法、管理和分配，以及數(shù)控機(jī)床可用性的保證體系。如以下圖:.全球制造方式中的制造系統(tǒng)及設(shè)備的控制技術(shù).全球制造方式中的制造系統(tǒng)與設(shè)備的控制技術(shù) 1數(shù)控自動(dòng)編程系統(tǒng)及其后置處置。 2工夾具管理 一個(gè)工夾具管理系統(tǒng)應(yīng)具有以下幾方面的功能： 工夾具供應(yīng)數(shù)據(jù)庫； 刀、夾具數(shù)據(jù)庫，包括模塊化刀、夾具各組成部分的圖形庫；.全球制造方式中的制造系統(tǒng)與設(shè)

11、備的控制技術(shù) 工夾具裝配數(shù)據(jù)庫； 刀具調(diào)整數(shù)據(jù)庫； 切削用量數(shù)據(jù)庫； 輸出具有刀具簡(jiǎn)圖的刀具調(diào)整單； 工夾具CAD系統(tǒng)，如刀具與夾具之間的碰撞檢查等。.全球制造方式中的制造系統(tǒng)與設(shè)備的控制技術(shù) 3DNCDistribute Numerical Control數(shù)據(jù)程序管理及分配系統(tǒng) 4制造系統(tǒng)與設(shè)備的控制技術(shù)運(yùn)用的網(wǎng)絡(luò)化、虛擬化 .第六節(jié)可重構(gòu)制造系統(tǒng)一、可重構(gòu)制造系統(tǒng)的概念可重構(gòu)制造系統(tǒng)是以產(chǎn)品全生命周期實(shí)際為指點(diǎn)，以報(bào)廢設(shè)備及其零部件的循環(huán)運(yùn)用和反復(fù)利用為目的，以報(bào)廢產(chǎn)品為毛坯，采用先進(jìn)再制呵斥形技術(shù)，使報(bào)廢設(shè)備及其零部件恢復(fù)尺寸、外形和性能，構(gòu)成再制造產(chǎn)品的一系列技術(shù)措施或工程活動(dòng)的總稱。

12、 .再制造工藝道路簡(jiǎn)圖.二、可重構(gòu)制造系統(tǒng)的現(xiàn)狀分析 隨著資源的日益枯竭和環(huán)境污染的加劇，人們逐漸認(rèn)識(shí)到可繼續(xù)開展戰(zhàn)略的重要意義，并不斷探求實(shí)現(xiàn)可繼續(xù)開展的手段。再制造工程就是在人類對(duì)資源要求的日益增長(zhǎng)和對(duì)環(huán)境維護(hù)的迫切需求的情況下，構(gòu)成的一門新的工程學(xué)科，因其宏大的資源、環(huán)境、社會(huì)效益而遭到世界各國的注重，成為落實(shí)可繼續(xù)開展戰(zhàn)略的重要技術(shù)支撐。. 可重構(gòu)制造系統(tǒng)是廢舊配備高技術(shù)維修的產(chǎn)業(yè)化工程，再制造出來的產(chǎn)品是新產(chǎn)品而不是舊產(chǎn)品，其重要特征是再制造產(chǎn)質(zhì)量量和性能可以到達(dá)或超越新品，而本錢卻只需新品的50%，制造過程節(jié)能60%，節(jié)材70%，對(duì)環(huán)境的不良影響顯著降低。 .三、可重構(gòu)制造系統(tǒng)的特

13、點(diǎn)1.資源效益2.環(huán)保效益3.社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益.第七節(jié)快速原型制造技術(shù)一、快速成形技術(shù)概述1.快速成形的概念快速成形技術(shù)是一種用資料逐層或逐點(diǎn)堆積出制件的新型加工技術(shù)?？焖俪尚渭夹g(shù)不采用常規(guī)的模具或刀具來加工工件，而是利用光、電、熱等手段，經(jīng)過固化、燒結(jié)、粘結(jié)、熔結(jié)、聚協(xié)作用或化學(xué)作用等方式，有選擇地固化或粘結(jié)液體或固體資料，從而實(shí)現(xiàn)資料的遷移和堆積，構(gòu)成所需求的原型零件。.傳統(tǒng)加工與快速成形比較a)傳統(tǒng)加工b)快速成形 .三維地形模型的制造 .2.快速成形技術(shù)的歷史.2.快速成形技術(shù)的原理首先要用CAD軟件設(shè)計(jì)出所需零件的計(jì)算機(jī)三維模型；然后根據(jù)工藝要求，將三維模型按一定的厚度進(jìn)展離散，從而將原

14、來的三維模型轉(zhuǎn)變?yōu)槎S平面信息，接著對(duì)分層后的信息進(jìn)展處置，產(chǎn)生數(shù)控代碼；最后，數(shù)控系統(tǒng)以平面加工的方式，有序地延續(xù)地加工出每個(gè)薄層，并使它們自動(dòng)粘接而成形。.快速成形技術(shù)的原理 .3.快速成形的過程前處置分層疊加成形后處置.快速成形產(chǎn)品.4.三維建模.立體光刻的設(shè)備及產(chǎn)品.5.快速成形技術(shù)的特點(diǎn)適宜于加工復(fù)雜零件自動(dòng)化程度高 加工周期短，本錢低制造過程具有高柔性技術(shù)集成度高設(shè)計(jì)制造一體化運(yùn)用資料類型多屬非接觸加工運(yùn)用領(lǐng)域廣泛.熔融堆積成形的設(shè)備及產(chǎn)品.6.快速成形技術(shù)的運(yùn)用用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)與校審用于產(chǎn)品工程功能實(shí)驗(yàn)用作廠商與客戶的交流手段用于快速模具制造用于快速直接制造運(yùn)用于醫(yī)學(xué)、建筑等行業(yè)

15、.分層實(shí)體制造工藝的設(shè)備及產(chǎn)品前往目錄 .1.資料及制造方法的開展 資料的開展與產(chǎn)品的開展親密相關(guān)，繼1770年瓦特發(fā)明蒸汽機(jī)以后，陸續(xù)出現(xiàn)了Daimler汽油發(fā)動(dòng)機(jī)、Parson蒸汽輪機(jī)、高速斜齒輪柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，1910年左右出現(xiàn)了滾動(dòng)軸承，以后又開展了燃汽輪機(jī)、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。20世紀(jì)50年代以后，那么出現(xiàn)了導(dǎo)彈、人造衛(wèi)星，而今天宇宙飛船、載人空間站已成現(xiàn)實(shí)，目前正在向星際探測(cè)器等宇航新時(shí)代邁進(jìn)。第八節(jié) 自動(dòng)化制造系統(tǒng)的開展. 市場(chǎng)和需求推進(jìn)了產(chǎn)品的開展，產(chǎn)品的開展給資料的開展提出了新的要求，同時(shí)促進(jìn)了資料技術(shù)的開展，這就要求制造工藝和方法能快速順應(yīng)這一開展的要求，使它們相互依賴、共同開展。因此研討開發(fā)新資料，新工藝是機(jī)械工業(yè)永無盡頭的追求目的。1.資料及制造方法的開展. 保證零件加工質(zhì)量是機(jī)械加工方法要處理的首要問題，加工質(zhì)量的目的中最重要的是加工精度。保證加工精度是指限制加工方法產(chǎn)生的誤差值，使它限定在允許的范圍之內(nèi)；而提高加工精度是指需求減少加工誤差值。消費(fèi)的開展要求不斷提高機(jī)器的任務(wù)精度和運(yùn)轉(zhuǎn)精度，為此必需相應(yīng)地提高零件的尺寸和幾何外形精度。2.加工質(zhì)量的開展.2.加工質(zhì)量的開展 各年代到達(dá)的加工精度的大致情況如圖1-1所示。.3.制造自動(dòng)化的開展 自從1913年Ford建立第一條裝