先進(jìn)制造技術(shù)概述課件

第六章先進(jìn)制造技術(shù)第六章先進(jìn)制造技術(shù)16。1制造技術(shù)的新發(fā)展

6。1。1超精密加工

精密與超精密加工和制造自動化是先進(jìn)制造技術(shù)的兩大領(lǐng)域，精密與超精密加工要靠自動化技術(shù)的支持，而制造自動化有賴于精密加工才能得以實(shí)現(xiàn)。精密與超精密是相對而言的，在不同的時期有各不同的理解，這與科學(xué)技術(shù)水平有關(guān)。加工精度在0.1~1μm，加工表面粗糙度Ra在0.02~0.1μm之間的加工方法稱為精密加工;而將加工精度高于0.1μm，加工表面粗糙度Ra小于0.01μm的加工方法稱為超精密加工。6。1制造技術(shù)的新發(fā)展6。1。1超精密加2

3

現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)之所以要致力于提高加工精度其主要原因：提高產(chǎn)品的性能和質(zhì)量，提高其穩(wěn)定性和可靠性，促進(jìn)產(chǎn)品的小型化，增加零件的互換性，提高裝配生產(chǎn)率，并促進(jìn)自動化裝配。

超精密加工是尖端技術(shù)產(chǎn)品發(fā)展中不可缺少的關(guān)鍵加工手段。飛行高度----磁頭與磁盤之間的距離。超精密加工擔(dān)負(fù)著支持最新科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的重要使命。各國政府和軍方對超精密加工技術(shù)都十分重視，并投入大量的資金和人力來開發(fā)這項(xiàng)技術(shù)?，F(xiàn)代機(jī)械工業(yè)之所以要致力于提高加工精度其主要原因4

一。超精密加工的領(lǐng)域

1。超精密切削

2。精密和超精密磨削研磨

3。精密特種加工

二。超精密加工的難點(diǎn)

1。工具和工件表面微觀的彈性變形和塑性變形是隨機(jī)的，精度難以控制。

2。工藝系統(tǒng)的剛度和熱變形對加工精度有很大影響。

3。去除層越薄，被加工表面所受的切削應(yīng)力越大，材料就越不容易被去除。一。超精密加工的領(lǐng)域5

三。超精密加工的方法

1。切削加工

2。磨料加工(分固結(jié)磨料和游離磨料加工)

3。特種加工

4。復(fù)合加工三。超精密加工的方法6先進(jìn)制造技術(shù)概述7先進(jìn)制造技術(shù)概述8

刀具切削加工傳統(tǒng)加工固結(jié)磨料加工游離磨料加工非傳統(tǒng)加工：利用電能、磁能、聲能、光能、化學(xué)能、核能等對材料進(jìn)行加工和處理。復(fù)合加工：多種加工方法的復(fù)合。超精密加工

9

四。超精密加工的實(shí)現(xiàn)條件

1)超精密加工的機(jī)理與工藝方法

2)超精密加工工藝裝備

3)超精密加工工具4)超精密加工中的工件材料5)精密測量與誤差補(bǔ)償技術(shù)

6)超精密加工工作環(huán)境、條件等

在超精密加工的實(shí)施過程中，必須綜合考慮上述因素，才能取得滿意的效果。四。超精密加工的實(shí)現(xiàn)條件10

五。超精密加工的典型工藝

1。金剛石鏡面切削金剛石具有無與倫比的硬度，是最佳的切削工具材料，金剛石結(jié)晶原子間的結(jié)合力非常堅(jiān)固，最強(qiáng)結(jié)晶位置是111面。

2。精密超精密鏡面磨削鏡面磨削比研磨拋光的生產(chǎn)率高，形狀精度高，特別是對脆硬材料的鏡面磨削，具有精度高特點(diǎn)。

3。研磨與拋光利用研磨劑使工件與研具進(jìn)行單純的對研而獲得高質(zhì)量、高精度的加工方法。五。超精密加工的典型工藝11先進(jìn)制造技術(shù)概述12

在實(shí)現(xiàn)超精密切削加工中刀具、磨具是十分重要的。理想的刀具材料是天然金剛石。采用金剛石刀具切削有色金屬材料，并使用適宜的切削液，則可以不產(chǎn)生刀痕。砂輪的材質(zhì)十分重要，要求砂輪銳利、耐磨、顆粒大小均勻、結(jié)合均勻。

研具材料可用鑄鐵、錫、工程塑料和玻璃等材料。鑄鐵研具用于金屬零件的加工，瀝青研具用于光學(xué)加工，玻璃研具用于高平面度平晶加工中。在實(shí)現(xiàn)超精密切削加工中刀具、磨具是十分重要的。理13

超精密加工機(jī)床是超精密加工中最重要、最基本的加工設(shè)備。在結(jié)構(gòu)原理、精度要求、熱平衡及抗振性能方面與普通機(jī)床相比有許多特殊要求：

1)高精度

2)高剛度

3)高穩(wěn)定性

4)高自動化超精密加工機(jī)床是超精密加工中最重要、最基本的加工設(shè)146。1。2微機(jī)械制造

在機(jī)械裝置的小型化過程中出現(xiàn)兩類機(jī)械，即小型機(jī)械和微型機(jī)械。劃分如下：

10~1mm為小型機(jī)械，用精密加工方法可以制造出來;1mm~1μm為微型機(jī)械，需要用硅微加工技術(shù)或LIGA技術(shù)等微細(xì)加工方法才能制造出來;1μm~1nm為納米機(jī)械，是分子級的零件，需采用生物工程的方法制造。小型機(jī)械是傳統(tǒng)機(jī)械的小型化，在工作原理、材料結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)理論等方面可以借鑒傳統(tǒng)機(jī)械學(xué)。6。1。2微機(jī)械制造在機(jī)械裝置的小型化過程中15

微型機(jī)械在尺寸、構(gòu)造、材料、制造方法和工作原理等方面，都與傳統(tǒng)機(jī)械截然不同，其學(xué)科基礎(chǔ)、研究手段和研究內(nèi)容也與傳統(tǒng)機(jī)械學(xué)不同。微型機(jī)械不是傳統(tǒng)機(jī)械的簡單微型化，而是指集微型機(jī)構(gòu)、微型傳動器以及信號處理和控制電路，甚至外圍接口電路、通信電路和電源等于一體的微型機(jī)電系統(tǒng)。微型機(jī)械遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了傳統(tǒng)機(jī)械的概念和范疇，是基于現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，用嶄新的思維方法指導(dǎo)的產(chǎn)物。微型機(jī)械在尺寸、構(gòu)造、材料、制造方法和工作原理等方16

特點(diǎn)：

1)體積小、精度高、重量輕

2)性能穩(wěn)定，可靠性高

3)能耗低、靈敏性和工作效率高

4)多功能和智能化

5)適于大批量生產(chǎn)，制造成本低廉

具有一般機(jī)械所不能及的優(yōu)勢：

1)表現(xiàn)在活動空間上、操作對象和工作環(huán)境上

2)與一般機(jī)械相比，微型機(jī)械所表現(xiàn)出來的智能化程度更高，實(shí)現(xiàn)的功能更趨于多樣化。特點(diǎn)：176。1。3超高速切削

超高速切削----比常規(guī)高5~10倍以上的切削。切削溫度通常隨切削速度升高而升高，但超過一定溫度后，切削溫度反而隨切削速度的升高而下降。6。1。3超高速切削超高速切削----比常規(guī)18

超高速切削可以提高加工質(zhì)量和生產(chǎn)率，節(jié)約能耗，是一項(xiàng)有綜合效益的機(jī)械加工技術(shù)。超高速切削目前主要用于飛機(jī)、汽車及模具工業(yè)。超高速切削希望刀具強(qiáng)度高，耐熱性能好。刀具材料一般根據(jù)工件材料來選擇。常用的刀具材料有：帶涂層的硬質(zhì)合金刀具、陶瓷刀具、立方氮化硼或聚晶金剛石刀具。在同等情況下，其壽命往往比常規(guī)速度下的刀具壽命還要長。超高速切削可以提高加工質(zhì)量和生產(chǎn)率，節(jié)約能耗，19

超高速切削對機(jī)床的主要要求：

1)要有一個適應(yīng)于超高速運(yùn)轉(zhuǎn)的主軸部件及其驅(qū)動系統(tǒng)。

2)要有一個快速反應(yīng)的數(shù)控伺服系統(tǒng)和進(jìn)給部件。超高速機(jī)床必須是精密的數(shù)控機(jī)床。

3)高壓大流量噴射冷卻系統(tǒng)。

4)要有一個“三剛”(靜剛度、動剛度、熱剛度)特性都很好的機(jī)床支承件。超高速切削對機(jī)床的主要要求：20

超高速加工技術(shù)的發(fā)展趨勢：

前提：刀具技術(shù)關(guān)鍵設(shè)備：數(shù)控機(jī)床、加工中心

1)有必要實(shí)現(xiàn)干切削或準(zhǔn)干切削狀態(tài)的綠色超高速加工。

2)有必要在重切削工藝中引入超高速切削加工

3)有必要開發(fā)和完善各種超高速加工工藝方法

4)如何有效地采用超高速加工機(jī)床來加工難加工材料，是一個有待解決的問題。

5)有必要監(jiān)控加工工況。監(jiān)控內(nèi)容主要有加工質(zhì)量、加工過程穩(wěn)定性和安全性。

超高速加工技術(shù)的發(fā)展趨勢：216。2制造哲理與生產(chǎn)模式

6。2。1制造哲理在大批量制造模式下，提高工序效率可以顯著提高生產(chǎn)率，制造技術(shù)的許多研究都致力于切削速度的提高。在大批量生產(chǎn)情況下，生產(chǎn)準(zhǔn)備終結(jié)時間占的比例很少，加工輔助時間也經(jīng)過精確的設(shè)計(jì)，因而基本時間占的比例較大。提高切削速度，加大吃刀量，這些單工序優(yōu)化措施取得了良好的效率。近年來在歐、美、日的制造業(yè)中，產(chǎn)品的70%~75%己按多品種、小批量的生產(chǎn)方式組織。

6。2制造哲理與生產(chǎn)模式6。2。122

二十世紀(jì)初葉至中期，以Ford生產(chǎn)方式為代表的典型大批量生產(chǎn)模式占主導(dǎo)地位。由HenryFord在汽車生產(chǎn)中開創(chuàng)了機(jī)械自動流水線生產(chǎn)之先河，出現(xiàn)了“少品種大批量生產(chǎn)”的模式(又稱為底特律式自動化)，成為各國紛紛仿效的制造生產(chǎn)模式。在這種生產(chǎn)模式中，專用設(shè)備、剛性生產(chǎn)線、以互換性和質(zhì)量統(tǒng)計(jì)分析為主的質(zhì)量保證體系代表了其結(jié)構(gòu)特征，大大提高了生產(chǎn)效率，從而降低了產(chǎn)品的成本。但這是以損失產(chǎn)品的多樣性為代價(jià)的。然而在多品種、小批量生產(chǎn)類型中，F(xiàn)ord生產(chǎn)方式中所采取的措施就不再是那么顯著，因?yàn)檩o助時間占了較大的比重，如何縮短輔助時間才是至關(guān)重要的。二十世紀(jì)初葉至中期，以Ford生產(chǎn)方式為代表的典23

管理專家注意兩個現(xiàn)象：

1)企業(yè)的在制品相當(dāng)多，在制品放在機(jī)床上進(jìn)行切削加工的時間占全部通過時間(從購進(jìn)材料到產(chǎn)品銷售)的比少于5%。

2)機(jī)床開動加工的時間利用率也僅占5%~10%

在制品通過時間，直接影響企業(yè)流動資金的利用率，而設(shè)備利用率則關(guān)系到固定資產(chǎn)的利用率。

在分析在制品滯留時間，發(fā)現(xiàn)存在如下問題：

1)批量制造中，為防止質(zhì)量事故、設(shè)備故障等因素的超量投料。

2)工序進(jìn)度不平衡，設(shè)備有閑置時間。管理專家注意兩個現(xiàn)象：24

3)生產(chǎn)準(zhǔn)備時間長。如消化圖樣、準(zhǔn)備工裝卡具、編制及輸入數(shù)控程序、對刀等。

4)工件裝夾時間

5)工件在機(jī)床工序間的運(yùn)輸時間

6)工件檢測時間。采用計(jì)算機(jī)數(shù)控機(jī)床(CNC)，可以減少對刀及消化圖樣時間。采用加工中心，實(shí)行工序集中，可以減少生產(chǎn)準(zhǔn)備時間。采用柔性制造系統(tǒng)在統(tǒng)一調(diào)度、物流控制及CNC程序的存儲與輸入等項(xiàng)均有節(jié)省，取得效益。3)生產(chǎn)準(zhǔn)備時間長。如消化圖樣、準(zhǔn)備工裝卡25

柔性制造系統(tǒng)的另一個優(yōu)勢是，一次投資，長期受益。擴(kuò)大了設(shè)備對市場變化的適應(yīng)性。計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)更是將制造中的信息(技術(shù)、管理、控制等)集成，保證了統(tǒng)一的計(jì)劃與調(diào)度，進(jìn)一步縮短了在制品通過時間和設(shè)備利用率。統(tǒng)計(jì)表明：制造業(yè)采用CIMS的實(shí)際效益與期望值尚有距離。CIMS實(shí)際上是快速按定單生產(chǎn)的自動化系統(tǒng)，其硬件設(shè)備的柔性是有限的，它只能針對某一類型的產(chǎn)品才保持柔性。產(chǎn)品市場一旦疲軟，其巨額投資則可能成為企業(yè)的包袱。柔性制造系統(tǒng)的另一個優(yōu)勢是，一次投資，長期受益266。2。2生產(chǎn)模式

一。準(zhǔn)時生產(chǎn)

1。準(zhǔn)時生產(chǎn)的概念

準(zhǔn)時生產(chǎn)JIT(JustinTime)是二十世紀(jì)七十年代由日本豐田汽車制造公司創(chuàng)立并實(shí)施的一種現(xiàn)代企業(yè)生產(chǎn)管理模式。

宗旨：使用最少量的設(shè)備、裝置、物料和人力資源，在規(guī)定的時間、地點(diǎn)，提供必要數(shù)量的零部件，達(dá)到以最低的成本、最高的效益、最好的質(zhì)量、零庫存進(jìn)行生產(chǎn)和完成交貨的目的。準(zhǔn)時生產(chǎn)方式在最初引起人們的注意時曾被稱為“豐田生產(chǎn)”方式，后來隨著這種生產(chǎn)方式的獨(dú)特性以及有效性而被人們廣泛地認(rèn)識、研究和應(yīng)用，特別是引起西方國家的廣泛注意以后，人們開始把它稱為JIT生產(chǎn)方式。6。2。2生產(chǎn)模式一。準(zhǔn)時生產(chǎn)27先進(jìn)制造技術(shù)概述28

2。準(zhǔn)時生產(chǎn)的目標(biāo)傳統(tǒng)的生產(chǎn)管理方式一般是上一道工序向下一道工序供應(yīng)零部件，采取增加在制品的儲備量以應(yīng)付生產(chǎn)中的失調(diào)或事故導(dǎo)致的需求變化。準(zhǔn)時生產(chǎn)方式認(rèn)為：傳統(tǒng)的生產(chǎn)管理方式掩蓋了生產(chǎn)中的矛盾，久而久之，那些不能用或不再用的在制品積壓量會越來越大，導(dǎo)致在制品的過剩和積壓，占用過多的資金，不利于降低成本，影響產(chǎn)品的竟?fàn)幜?，最終影響企業(yè)的經(jīng)營效果。

目標(biāo)：盡量減少庫存或?qū)崿F(xiàn)零庫存生產(chǎn)。強(qiáng)調(diào)：只在必要的時侯，按必要的數(shù)量，生產(chǎn)必要的產(chǎn)品(零件、部件、成品)。使生產(chǎn)現(xiàn)場實(shí)物流通處于最佳狀態(tài)，做到“準(zhǔn)時領(lǐng)取”，“準(zhǔn)時運(yùn)送”和“準(zhǔn)時生產(chǎn)”。2。準(zhǔn)時生產(chǎn)的目標(biāo)29

3。準(zhǔn)時生產(chǎn)的基本思想

1)由后工序向前工序領(lǐng)取零部件：整個生產(chǎn)過程的聯(lián)系方式是以裝配為起點(diǎn)，下道工序向上道工序提取零部件，而上道工序向更上道工序提取同樣的在制品進(jìn)行加工，以補(bǔ)充被下道工序提走的零部件，如此層層向上推動，把各道工序連結(jié)起來，形成一個準(zhǔn)時生產(chǎn)的加工系統(tǒng)。

2)按件傳送在制品：各車間與各道工序一般都避免成批生產(chǎn)或成批搬運(yùn)，盡可能做到必要時只生產(chǎn)一件，只傳送一件，只儲備一件，任何工序不準(zhǔn)額外多生產(chǎn)，把在制品減至最低限度。3。準(zhǔn)時生產(chǎn)的基本思想30

3)均衡生產(chǎn)：即平均制造產(chǎn)品，使物流在各作業(yè)之間、生產(chǎn)線之間、工序之間，工廠之間平穩(wěn)、均衡地流動。均衡化生產(chǎn)是杜絕浪費(fèi)的前提。

4)質(zhì)量保證：在傳統(tǒng)的生產(chǎn)系統(tǒng)中，都規(guī)定了可接受的廢品百分?jǐn)?shù)，用在制品庫存來彌補(bǔ)不合格品和機(jī)器故障所引起的問題，以保證穩(wěn)定生產(chǎn)。JIT生產(chǎn)方式認(rèn)為，這不是揭露問題的本質(zhì)和解決問題的方法，是治標(biāo)不治本上的方法。

JIT方式中強(qiáng)調(diào)全面質(zhì)量控制(TQC)，將質(zhì)量管理貫穿每一工序之中，目標(biāo)是消除不合格品，消除可能引起不合格品的根源，并想辦法解決問題。其做法是：3)均衡生產(chǎn)：即平均制造產(chǎn)品，使物流在各作業(yè)之31

(1)使設(shè)備或生產(chǎn)線能夠自動檢測出不良產(chǎn)品，當(dāng)不合格產(chǎn)品或不正常情況發(fā)生時，能自動停機(jī)或停線。

(2)生產(chǎn)第一線的設(shè)備操作人員發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品或設(shè)備的問題時，有權(quán)自行停止生產(chǎn)。這樣可迫使人們重視問題，調(diào)查問題的原因，進(jìn)行改正活動，防止類似異常情況再發(fā)生，杜絕類似的不良產(chǎn)品的再產(chǎn)生，這與在最后一道工序?qū)Ξa(chǎn)品進(jìn)行檢測的質(zhì)量保證方法不同。

5)彈性配置作業(yè)人數(shù)：根據(jù)生產(chǎn)量的變動，彈性地增減各生產(chǎn)線的作業(yè)人數(shù)，盡量用較少的人力完成較多的生產(chǎn)，它與歷來生產(chǎn)系統(tǒng)中的“定員制”完全不同，是一種全新的人員配置方法。(1)使設(shè)備或生產(chǎn)線能夠自動檢測出不良32

6)用最后的裝配工序調(diào)整和平衡全部生產(chǎn)過程：準(zhǔn)時生產(chǎn)是以最后的裝配工序作為組織生產(chǎn)的起點(diǎn)，因而裝配工序?qū)嶋H上起著調(diào)節(jié)和平衡全部生產(chǎn)的作用。實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)時生產(chǎn)方式的具體手段是看板管理。

4。看板管理準(zhǔn)時生產(chǎn)是按市場的要求安排生產(chǎn)，生產(chǎn)的產(chǎn)品應(yīng)能馬上銷售掉，強(qiáng)調(diào)準(zhǔn)時。反之，如果沒有確定的需要就不生產(chǎn)。

把后工序看成用戶，只有后工序提出要求時，前工序才允許生產(chǎn)，看板充當(dāng)傳遞生產(chǎn)指令的角色。

6)用最后的裝配工序調(diào)整和平衡全部生33

在生產(chǎn)中由看板來嚴(yán)格控制零部件的制造和領(lǐng)取，以防止過量生產(chǎn)和降低庫存。

1)看板形式

看板實(shí)際上就是一種記載著生產(chǎn)信息的卡片。傳送看板(即取貨看板)

看板生產(chǎn)看板(即定貨看板)

傳送看板標(biāo)明后一道工序向前一道工序拿取工件的種類和數(shù)量，起著取貨指令的作用，生產(chǎn)人員接到“取貨看板”后，就應(yīng)該按看板上的零件種類及數(shù)量立及發(fā)貨。在生產(chǎn)中由看板來嚴(yán)格控制零部件的制造和領(lǐng)取，34

生產(chǎn)看板則標(biāo)明前一道工序應(yīng)生產(chǎn)的工件的種類和數(shù)量，起著生產(chǎn)指令的作用。當(dāng)前工序接到后工序發(fā)來的“生產(chǎn)看板”后，就立即生產(chǎn)卡片上規(guī)定數(shù)量的零件。

生產(chǎn)看板則標(biāo)明前一道工序應(yīng)生產(chǎn)的工件的35

2)看板使用方式

2)看板使用方式36

這是一種“拉動式”的生產(chǎn)，即以銷售(面向訂貨單位)為整個企業(yè)工作的起點(diǎn)，從后道工序拉動前道工序，一環(huán)一環(huán)地“拉動”各個環(huán)節(jié)，以市場需要的產(chǎn)品品種、數(shù)量、時間和質(zhì)量來組織生產(chǎn)，從而消除生產(chǎn)過程中的一切松馳點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品“無多余庫存”以至零庫存，從而最大限度地提高生產(chǎn)過程的有效性。

JIT生產(chǎn)中還有一些其它的看板，如用于工廠和工廠之間的“外協(xié)看板”;用于標(biāo)明生產(chǎn)批量的“信號看板”;用于零部件短缺場合的“快捷看板”;用于發(fā)現(xiàn)次品或機(jī)器故障等突發(fā)事件的“緊急看板”等。這是一種“拉動式”的生產(chǎn)，即以銷售(面向訂貨單37

二。敏捷制造

1。敏捷制造的概念敏捷制造最初是由美國里海大學(xué)(LehighUniversity)在《21世紀(jì)制造企業(yè)戰(zhàn)略》的報(bào)告中提出的。該報(bào)告有兩個最重要的結(jié)論：①影響企業(yè)生存發(fā)展的共性問題是：目前競爭環(huán)境的變化太快，而制造企業(yè)自我調(diào)整與之適應(yīng)的速度跟不上。②依靠對現(xiàn)有大規(guī)模生產(chǎn)模式和系統(tǒng)的逐步改進(jìn)和完善，不能實(shí)現(xiàn)重振美國制造業(yè)雄風(fēng)的目標(biāo)。報(bào)告建議綜合利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息集成技術(shù)和通信技術(shù)來構(gòu)造一個全新的競爭系統(tǒng)，即一種新的制造模式----敏捷制造，并描繪了巳經(jīng)開始出現(xiàn)的敏捷制造的未來全景，指出要在下世紀(jì)初以前，通過采用敏捷制造奪回美國制造工業(yè)在世界上的領(lǐng)先地位。二。敏捷制造38

敏捷制造是將柔性的先進(jìn)制造技術(shù)、熟練掌握生產(chǎn)技能有知識的勞動力、以及促進(jìn)企業(yè)內(nèi)部和企業(yè)之間的靈活管理三者集成在一起，對千變?nèi)f化的消費(fèi)者的市場時機(jī)作出快速響應(yīng)。敏捷制造包含了許多新思想，新概念。

1)可重構(gòu)的和不斷改變的生產(chǎn)系統(tǒng);

2)以信息為主和批量無關(guān)的制造系統(tǒng);

3)充分調(diào)動人的積極因素和發(fā)揮人的創(chuàng)造性;

4)向基層下放權(quán)力，簡化領(lǐng)導(dǎo)層次和組織結(jié)構(gòu);

5)虛擬公司和插件兼容式的企業(yè);

6)利用信息高速公路，建立全國工廠網(wǎng)絡(luò);

7)模塊化的、柔性的、分布式的制造單元;

8)并行工作方式和快速產(chǎn)品開發(fā)等。敏捷制造是將柔性的先進(jìn)制造技術(shù)、熟39

美國USM汽車公司是一家以國防部為主要用戶的汽車公司，它向用戶承諾：

(1)每輛USM汽車都按用戶要求制造

(2)每輛USM汽車從訂貨起三天內(nèi)交貨

(3)在整個壽命周期內(nèi)，有責(zé)任使用戶滿意。這種車能夠重新改造，使用壽命長。盡管USM公司的每年產(chǎn)量不超過18萬輛，它還是成功的，它成功的關(guān)鍵因素是，設(shè)計(jì)與制造能力相匹配。在該公司，產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)是并行進(jìn)行的，借助計(jì)算機(jī)對全車的設(shè)計(jì)和制造過程進(jìn)行仿真。美國USM汽車公司是一家以國防部為主要用戶的汽車40

敏捷性首先是以產(chǎn)品模塊化的形式引入，隨著成組技術(shù)的普及程度逐步成長，成為整個分布式、網(wǎng)絡(luò)化制造企業(yè)的一種特征，因此它不會導(dǎo)致很大的額外投資。最重要的問題是：急需開發(fā)具有迅速響應(yīng)能力的管理系統(tǒng)，從而將企業(yè)經(jīng)營管理從那種緩慢而古老的批量生產(chǎn)的思想桎梏中解放出來，實(shí)現(xiàn)經(jīng)營管理的重組。這種新的生產(chǎn)模式將改變許多觀念，包括生產(chǎn)機(jī)器的認(rèn)識。過去在設(shè)計(jì)一臺機(jī)器時，主要考慮的是機(jī)器本身，其次才考慮與控制部分怎樣連接。而今天，與控制部分的連接，是機(jī)器設(shè)計(jì)中的首要因素。敏捷性首先是以產(chǎn)品模塊化的形式引入，隨著成組技術(shù)的41

2。敏捷制造企業(yè)的特點(diǎn)

1)企業(yè)能夠迅速推出全新的產(chǎn)品，積極消化吸收外單位的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)成果，不斷改進(jìn)它的產(chǎn)品。

2)將一些可重新編寫、可重新組合、可不斷更新的生產(chǎn)系統(tǒng)結(jié)合成新的、信息密集的制造系統(tǒng)，使生產(chǎn)成本與批量無關(guān)。

3)企業(yè)的制造是按照定單進(jìn)行生產(chǎn)的，產(chǎn)品在質(zhì)量上也有明顯的提高。敏捷制造企業(yè)是一種高度集成的組織，信息在制造工程、市場、采購、財(cái)務(wù)、倉儲、銷售、研究等部門之間連續(xù)地流動，各項(xiàng)工作是同時進(jìn)行的，而不是按順序進(jìn)行的。

2。敏捷制造企業(yè)的特點(diǎn)42先進(jìn)制造技術(shù)概述43

開發(fā)新產(chǎn)品，編制生產(chǎn)工藝規(guī)程，進(jìn)行產(chǎn)品銷售是同時進(jìn)行的。設(shè)計(jì)工作不僅屬于技術(shù)部門，也不只是工程與制造的結(jié)合，從用原材料制造產(chǎn)品到最終報(bào)廢的整個產(chǎn)品生命周期內(nèi)，每一個階段的代表都要參與產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，信息不僅要在敏捷制造企業(yè)與其用戶之間連續(xù)的流動，而且也要在敏捷制造企業(yè)與供應(yīng)廠家之間連續(xù)地流動。在敏捷制造中，用戶和配件供應(yīng)廠家在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和開發(fā)中都起積極作用，每一產(chǎn)品的生產(chǎn)都可能要使用具有高度交互性的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，與在技術(shù)上分散，在組織上分離的企業(yè)內(nèi)部成員彼此合作，并且也可以與其它企業(yè)的成員合作。

職業(yè)道德是以合作為基礎(chǔ)的相互信賴，把合作視為解決問題與項(xiàng)目所有合作者共享信息的首要途徑。開發(fā)新產(chǎn)品，編制生產(chǎn)工藝規(guī)程，進(jìn)行產(chǎn)品銷售是同時44

三。虛擬企業(yè)VE(VirtualEnterprise)

新產(chǎn)品投放市場的速度是重要的競爭優(yōu)勢，推出新產(chǎn)品最快的辦法是利用不同企業(yè)的資源，把它們綜合成一種沒有圍墻的、超越空間約束的、靠電子手段聯(lián)系的、統(tǒng)一的經(jīng)營實(shí)體----虛擬企業(yè)。分布在不同企業(yè)內(nèi)的人力資源和某些物質(zhì)能夠互換，即能把它們組織起來去完成特定的任務(wù)，就有可能通過信息聯(lián)網(wǎng)運(yùn)作，實(shí)現(xiàn)社會資源的優(yōu)化。當(dāng)有了好的產(chǎn)品設(shè)計(jì)后，不需要像常規(guī)的方法那樣組織生產(chǎn)，而是通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在全球范圍內(nèi)選取最優(yōu)的制造資源，組成聯(lián)盟或稱虛擬公司，通過網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫、多媒體等技術(shù)的支撐，來協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)、制造、裝配、銷售活動。各加盟單位根據(jù)貢獻(xiàn)和合同分享利潤，當(dāng)該產(chǎn)品的市場壽命結(jié)束了，虛擬公司就解體了。三。虛擬企業(yè)VE(VirtualEnterp45

1。虛擬企業(yè)(動態(tài)聯(lián)盟)的概念

虛擬企業(yè)----根據(jù)市場需求，通過信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將不同地域具有不同資源與優(yōu)勢的若干企業(yè)聯(lián)系在一起，組成一個統(tǒng)一指揮的生產(chǎn)與經(jīng)營的動態(tài)組織。虛擬企業(yè)的出現(xiàn)常常是參與聯(lián)盟的企業(yè)追求一種完全靠自身能力達(dá)不到的超常目標(biāo)，即這種目標(biāo)高于企業(yè)運(yùn)用自身資源可以達(dá)到的限度，因而企業(yè)要求突破自身的組織界限，必須與其它對此目標(biāo)有共識的企業(yè)，實(shí)現(xiàn)全方位的戰(zhàn)略聯(lián)盟。1。虛擬企業(yè)(動態(tài)聯(lián)盟)的概念46

2。虛擬企業(yè)帶來的好處：

①

常規(guī)生產(chǎn)組織方式是可行性分析、吸引投資、征地建廠或擴(kuò)大生產(chǎn)線、工藝設(shè)計(jì)、設(shè)備招標(biāo)引進(jìn)、安裝調(diào)試、產(chǎn)品試制、工裝準(zhǔn)備等，逐漸形成批量生產(chǎn)能力。這是一個長周期的過程，而虛擬公司充分利用現(xiàn)有資源與技術(shù)，大大縮短了產(chǎn)品上市周期。

②

虛擬公司在全球范圍內(nèi)優(yōu)化組織制造資源，因而可以獲得最好的質(zhì)量及較低的經(jīng)濟(jì)成本。

③

不需要固定資產(chǎn)的再投資，避免了固定資產(chǎn)的投資風(fēng)險(xiǎn)及貸款利率，虛擬企業(yè)可以獲得穩(wěn)定的利潤。

2。虛擬企業(yè)帶來的好處：473。虛擬企業(yè)的特點(diǎn)

①組織構(gòu)成的動態(tài)性和靈活性虛擬企業(yè)是一個為實(shí)現(xiàn)市場機(jī)遇而臨時組成的具有企業(yè)功能的組織形式，一旦合作目的達(dá)到，這種組織形式便可能宣告結(jié)束，該企業(yè)也隨之消失。虛擬企業(yè)正是以這種動態(tài)的、結(jié)構(gòu)靈活的方式，來適應(yīng)市場快速的變化。

②地理位置的分布性一個企業(yè)在規(guī)模上不可能足夠大到擁有所需要的所有資源，所以為實(shí)現(xiàn)某個市場機(jī)遇而組成的虛擬企業(yè)的成員，往往來自于擁有為實(shí)現(xiàn)該市場機(jī)遇所需資源并在該資源方面具有相對優(yōu)勢的不同企業(yè)和部門，這些成員可能位于不同的地區(qū)，甚至不同的國家，在地理位置上呈現(xiàn)明顯的分布特點(diǎn)。3。虛擬企業(yè)的特點(diǎn)48

③結(jié)構(gòu)的可重構(gòu)性虛擬企業(yè)的成員組織可以根據(jù)需要進(jìn)入或退出該虛擬企業(yè)，也可以同時參與多個項(xiàng)目而成為多個虛擬企業(yè)的成員，靈活地重構(gòu)出不同的虛擬企業(yè)。

④資源的互補(bǔ)性虛擬企業(yè)的各個成員組織為虛擬企業(yè)貢獻(xiàn)出各自的優(yōu)勢資源，共同構(gòu)成實(shí)現(xiàn)市場機(jī)遇所需的所有資源，形成優(yōu)勢資源互補(bǔ)的統(tǒng)一體，產(chǎn)生強(qiáng)大的資源優(yōu)勢和競爭優(yōu)勢。

⑤對信息的依賴性虛擬企業(yè)的形成基礎(chǔ)是企業(yè)網(wǎng)絡(luò)，其成員通過信息網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系在一起，沒有信息技術(shù)的支持，各成員便不能進(jìn)行及時的溝通與交流。③結(jié)構(gòu)的可重構(gòu)性虛擬企業(yè)的成員組織49

4。建立虛擬企業(yè)應(yīng)考慮的主要問題

①在一個針對某一新產(chǎn)品的虛擬企業(yè)中，基本設(shè)施資源、研究和開發(fā)費(fèi)用以及產(chǎn)品生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)是否被合理地分配?②一個虛擬企業(yè)的產(chǎn)品開發(fā)能力是否由于將自己的核心作用與外部因素結(jié)合而得到提高?③一個虛擬組織能否通過集成跨越企業(yè)的分散的知識而縮短開發(fā)過程?④一個虛擬企業(yè)組織能否通過所建立的伙伴關(guān)系打入新的市場，是否可能贏得新客戶的信任?⑤一個虛擬企業(yè)組織能否支持本身的變革過程直至找到解決問題的方法，而不依賴于產(chǎn)品銷售者?4。建立虛擬企業(yè)應(yīng)考慮的主要問題50

要實(shí)現(xiàn)這一思想，需要一些技術(shù)支撐，同時還需要在企業(yè)管理觀念上發(fā)生一些變更。

1)加入動態(tài)聯(lián)盟的可能不是企業(yè)的整體，而是其制造資源的一部分，這一部分可稱為參組單元。

2)

決策權(quán)要充分下放，使參組單元在技術(shù)上、經(jīng)濟(jì)上、管理上有較大的決策權(quán)，以便在動態(tài)聯(lián)盟內(nèi)及時對話、及時決策，而不必再事事請示原企業(yè)職權(quán)代表。

3)

虛擬企業(yè)的運(yùn)行方式是扁平的，即參組單元實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化通信、協(xié)商和交流，而不再是樹狀的集中決策與控制方式;它強(qiáng)調(diào)信息的管理主要是分布式的，而不是以集成為特色;它的控制是并行的，而不在是遞階方式。要實(shí)現(xiàn)這一思想，需要一些技術(shù)支撐，同時還需要在企業(yè)51

4)

虛擬企業(yè)的研發(fā)甚至也是分布式的，設(shè)計(jì)階段可能是盟主主持，加盟單元參加的;也可能是加盟單元為主，盟主僅參加意見(尤其是零部件的設(shè)計(jì))，這樣更有利于獲得敏捷的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)與制造并行。大量生產(chǎn)方式的支配地位形成后，使那些不能或不愿意采用新的生產(chǎn)技術(shù)和管理結(jié)構(gòu)的小型企業(yè)時刻面臨破產(chǎn)的危險(xiǎn)，而虛擬企業(yè)則為中、小型企業(yè)創(chuàng)造了新的發(fā)展機(jī)會(因?yàn)樗鼈兛梢岳萌珖圃炀W(wǎng)絡(luò)提供各種服務(wù)，打破了單個企業(yè)縱向聯(lián)合的局限性)。由小型零配件供應(yīng)商、機(jī)械裝配廠和專業(yè)化生產(chǎn)廠家組成的聯(lián)合體，在不久的將來會構(gòu)成了一個國家的工業(yè)實(shí)體，形成新的工業(yè)資源。4)虛擬企業(yè)的研發(fā)甚至也是分布式的，設(shè)計(jì)階段可能526。3自動化制造系統(tǒng)

6。3。1柔性制造系統(tǒng)

Ford開創(chuàng)的大批量生產(chǎn)時代，以剛性自動化生產(chǎn)線為主要模式，專用設(shè)備、組合機(jī)床、專用工夾量具，以協(xié)調(diào)的節(jié)拍設(shè)計(jì)組成生產(chǎn)線。這種自動化制造系統(tǒng)缺點(diǎn)是適應(yīng)性差，產(chǎn)品略作修改，生產(chǎn)線便要大規(guī)模改造，花費(fèi)很大的代價(jià)，因此阻礙了產(chǎn)品的改進(jìn)和多品種生產(chǎn)。

數(shù)控機(jī)床以軟件的修改來適應(yīng)零件幾何形狀的變化，具有較大的柔性。加工中心一般由帶有數(shù)十把刀具的刀庫管理刀具的更換，用工作臺的轉(zhuǎn)動節(jié)約了夾具的使用，更大程度地提高了柔性。

6。3自動化制造系統(tǒng)6。3。1柔性53

柔性制造系統(tǒng)FMS(FlexibleManufacturingSystem)是通過局域網(wǎng)把數(shù)控機(jī)床(加工中心)、坐標(biāo)測量機(jī)、物料輸送裝置、對刀儀、立體刀庫、工件裝卸站、機(jī)器人等設(shè)備聯(lián)結(jié)起來，在計(jì)算機(jī)及軟件的控制下，形成一個加工系統(tǒng)。柔性制造系統(tǒng)FMS(FlexibleMan54先進(jìn)制造技術(shù)概述55

FMS----是一種在中央計(jì)算機(jī)控制下，由二臺以上配有自動刀具交換和自動工件托盤交換裝置的數(shù)控機(jī)床及自動化物料運(yùn)送裝置組成的，并且有生產(chǎn)負(fù)荷平衡、生產(chǎn)調(diào)度、對制造過程實(shí)時控制與監(jiān)控功能的可加工多族零件的柔性自動化生產(chǎn)系統(tǒng)。本質(zhì)上：許多制造單元結(jié)合成的一個大規(guī)模的高柔性(包括生產(chǎn)柔性和工藝柔性)的、制造一個新產(chǎn)品需要較少勞動力和時間的、能為多品種中、小批生產(chǎn)提供大量生產(chǎn)的、高效率的、可降低中、小批量方式生產(chǎn)零件成本的制造系統(tǒng)。

主體：制造單元，并且制造單元中應(yīng)用最廣泛的是臥式加工中心和車削中心，臥式加工中心特別適合加工大箱體及重型零件，并且轉(zhuǎn)臺的分度功能保證工件在一次裝夾中能進(jìn)行多面加工，具有更多的柔性。FMS----是一種在中央計(jì)算機(jī)控制下，由二臺以56

工作原理：每個制造單元均有一臺工業(yè)機(jī)器人服務(wù)于若干臺CNC數(shù)控機(jī)床或加工中心以及其它獨(dú)立系統(tǒng)，各個制造單元沿著一個中央物料輸送系統(tǒng)來分布，而傳送帶上可以傳送許多不同的工件和零件，每個零件的生產(chǎn)需要組合不同的制造單元來進(jìn)行加工，并且多數(shù)情況下需要一個以上的制造單元才能完成一個給定的加工步驟。當(dāng)一個特定的工件在傳送帶上趨近所需的制造單元時，相應(yīng)的機(jī)器人將其拾取并將它安裝在制造單元的某臺CNC數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行加工;在某制造單元經(jīng)過加工后，機(jī)器人會把半成品或成品零件返回到傳送帶上;半成品零件將在傳送帶上移動到下一個順序制造單元處，繼續(xù)進(jìn)行加工。這樣的工作順序?qū)⒀刂鴤魉蛶е貜?fù)進(jìn)行，直至到達(dá)規(guī)定路線的終點(diǎn)，才將加工完的零件卸下，并按規(guī)定的路線送到自動檢驗(yàn)站，最后離開FMS

。工作原理：每個制造單元均有一臺工業(yè)機(jī)器人服務(wù)于若干57

各個制造單元之間的協(xié)調(diào)和零件在傳送帶上的流程控制均在一臺中央計(jì)算機(jī)的統(tǒng)一管理下完成。先進(jìn)的FMS系統(tǒng)除了上述配置外，還包括：高功率激光站，它主要用于熱處理、金屬板材切割、鉆孔和焊接等;中央計(jì)算機(jī)中還配備有一個加工數(shù)據(jù)庫，方便用戶依據(jù)機(jī)床，刀具，工件材料來選擇合理的切削參數(shù)及可更換的主軸箱等。

主要特點(diǎn)：提高生產(chǎn)率、縮短新產(chǎn)品的準(zhǔn)備時間、減少工廠的庫存零件、節(jié)約勞動成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量、操作人員安全性提高、制造新產(chǎn)品的高柔性或靈活性以及大幅度降低中小批零件的成本。

各個制造單元之間的協(xié)調(diào)和零件在傳送帶上的流58先進(jìn)制造技術(shù)概述59

FMS系統(tǒng)的分類：

柔性制造單元FMC

根據(jù)規(guī)模大小分柔性制造系統(tǒng)FMS

柔性生產(chǎn)線FML

機(jī)械加工FMS

裝配FMS

根據(jù)工藝鈑金加工FMS

特點(diǎn)分激光加工FMS

熱處理FMS

焊接FMSFMS系統(tǒng)的分類：60先進(jìn)制造技術(shù)概述616。3。2計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)CIMS

一。CIM概念的發(fā)展

1。計(jì)算機(jī)集成制造概念的出現(xiàn)

計(jì)算機(jī)集成制造CIM(ComputerIntegratedManufacturing)是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)在制造領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用而產(chǎn)生的一種生產(chǎn)模式。

CIM是一種概念，一種哲理，是用來組織現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的指導(dǎo)思想。由美國的JosephHarrington博士在1974年出版的《ComputerIntegratedManufacturing》一書中正式提出的。6。3。2計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)CIMS一。62

CIM中有兩個基本觀點(diǎn)：

①系統(tǒng)觀企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營的各個環(huán)節(jié)，從市場分析、產(chǎn)品開發(fā)、加工制造、經(jīng)營管理、銷售及服務(wù)的全部生產(chǎn)活動都是一個不可分割的整體。

②制造信息觀企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營過程實(shí)質(zhì)上是一個數(shù)據(jù)的采集、傳遞和加工的處理過程。所產(chǎn)生的最終產(chǎn)品是信息的物資表現(xiàn)。比較共同的認(rèn)識是：CIM是一種新的制造思想和技術(shù)形態(tài)，是未來工廠的一種模式：是信息技術(shù)與制造技術(shù)相結(jié)合的自動化技術(shù)與科學(xué)。通俗地說，CIM是CAD、CAPP、CAM、MRPⅡ等自動化技術(shù)發(fā)展的繼續(xù)和更高水平上的集成。CIM中有兩個基本觀點(diǎn)：632。CIM的初始概念

20世紀(jì)70年代時CIM系統(tǒng)的初始概念2。CIM的初始概念64

3。CIM的發(fā)展以人和管理為核心

從20世紀(jì)70年代至90年代初期，工業(yè)發(fā)達(dá)國家付出了極大努力，將制造業(yè)的系統(tǒng)觀點(diǎn)、CIM系統(tǒng)的概念和技術(shù)加以發(fā)展，并付諸實(shí)踐，以期獲得CIM的潛在效益。但大多數(shù)實(shí)施CIMS的企業(yè)并未取得預(yù)期的效果。

人們在生產(chǎn)實(shí)踐中遂漸認(rèn)識到，制造企業(yè)缺乏足夠的合格工程師是一個重要的原因。CIMS技術(shù)對于忽視人力資源要素造成的影響特別敏感，因而產(chǎn)生了制造系統(tǒng)運(yùn)作的新觀點(diǎn)，即培養(yǎng)CIMS企業(yè)的人的能力，進(jìn)而開發(fā)出新的制造技術(shù)。利用人的能力來支持技術(shù)，這意味著CIM概念從以技術(shù)為中心開始轉(zhuǎn)向以管理為中心。3。CIM的發(fā)展以人和管理為核心65

4。中國對CIM概念發(fā)展的貢獻(xiàn)

我國在1986年開始實(shí)施旨在振興高科技實(shí)力國家的863計(jì)劃。

863/CIMS主題提出：

1)CIM是一種組織、管理和運(yùn)行現(xiàn)代制造類企業(yè)的理念，它將傳統(tǒng)的制造技術(shù)與現(xiàn)代信息技術(shù)、管理技術(shù)、自動化技術(shù)、系統(tǒng)工程技術(shù)等有機(jī)結(jié)合，使企業(yè)產(chǎn)品全生命周期各階段活動中有關(guān)人/組織、經(jīng)營管理和技術(shù)三要素及信息流、物流和價(jià)值流這三流有機(jī)集成并優(yōu)化運(yùn)行，以達(dá)到產(chǎn)品上市快、高質(zhì)、低耗、服務(wù)好、環(huán)境清潔，進(jìn)而提高企業(yè)的柔性、健壯性、敏捷性，使企業(yè)贏得市場竟?fàn)帯?。中國對CIM概念發(fā)展的貢獻(xiàn)66

2)CIMS是一種基于CIM理念構(gòu)成的數(shù)字化、信息化、智能化、綠色化、集成優(yōu)化的制造系統(tǒng)，是信息時代的一種新型生產(chǎn)制造模式。

3)CIMS通常由經(jīng)營管理與決策子系統(tǒng)、工程分析與設(shè)計(jì)子系統(tǒng)、加工生產(chǎn)系統(tǒng)、質(zhì)量保證子系統(tǒng)及支撐平臺子系統(tǒng)(如網(wǎng)絡(luò)/數(shù)據(jù)庫/集成框架)組成。

二。CIMS的結(jié)構(gòu)體系

CIMS一般采用分級控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，也稱遞階控制結(jié)構(gòu)。2)CIMS是一種基于CIM理念構(gòu)成的數(shù)67

68

生產(chǎn)管理：跟蹤主要項(xiàng)目，制定長期生產(chǎn)計(jì)劃，明確生產(chǎn)資源需求，確定所需要的投資，算出剩余生產(chǎn)能力，匯總質(zhì)量性能數(shù)據(jù)。生產(chǎn)計(jì)劃數(shù)據(jù)用來確定給下一級的生產(chǎn)指令。

信息管理：

通過用戶接口實(shí)現(xiàn)必要的行政或經(jīng)營管理功能，如成本估算、庫存統(tǒng)計(jì)、用戶定單處理、采購、人事管理和工資處理等。

制造工程：制造工程包括CAD、CAPP、CAM，其功能一般都是通過用戶和數(shù)據(jù)接口在人的干預(yù)下實(shí)現(xiàn)的。工廠層控制系統(tǒng)1。生產(chǎn)管理：跟蹤主要項(xiàng)目，制定長期生產(chǎn)69

任務(wù)管理模塊

負(fù)責(zé)安排生產(chǎn)能力計(jì)劃，對定單進(jìn)行分批，把任務(wù)及資源分配給單元，跟蹤定單直到完成。同時安排所有刀具、夾具、機(jī)器、人、機(jī)床及物料運(yùn)輸設(shè)備的預(yù)防性維修以及其它輔助性工作。

資源分配模塊負(fù)責(zé)分配各單元進(jìn)行各項(xiàng)具體加工時所需的工作站、儲存站、托盤、刀具及材料等

車間層控制系統(tǒng)2。任務(wù)管理模塊負(fù)責(zé)安排生70

排隊(duì)管理模塊

向上與操作命令模塊接口，向下與調(diào)度模塊接口。

調(diào)度模塊每個工作站都配有一個調(diào)度模塊，它向上與排隊(duì)模塊接口，向下與本單元的分配模塊接口。

分配模塊每個工作站都有分配模塊，它向上與調(diào)度模塊接口，向下直接與有關(guān)的工作站控制器接口。

分配模塊有兩個基本功能：

①把經(jīng)過選擇的任務(wù)用適當(dāng)?shù)拿罱Y(jié)構(gòu)分配給工作站。

②通過工作站的反饋、監(jiān)控該命令的執(zhí)行情況，對工作站的反饋進(jìn)行處理，調(diào)度模抉利用經(jīng)過這種處理的信息，適時修改排隊(duì)和工作站狀態(tài)。單元層控制系統(tǒng)3。排隊(duì)管理模塊向上與操作命令71

4。工作站層控制系統(tǒng)

負(fù)責(zé)指揮和協(xié)調(diào)車間中一個設(shè)備小組的活動。一個典型的加工工作站由一臺機(jī)器人、一臺機(jī)床、一個物料儲運(yùn)器和一臺控制計(jì)算機(jī)組成。它負(fù)責(zé)處理由物料儲運(yùn)系統(tǒng)交來的零件托盤?？刂破鲗⒐ぜ{(diào)整、零件夾緊、切削加工、切屑清除、加工檢驗(yàn)、拆卸工件以及清理工作臺等設(shè)備級各子系統(tǒng)排序。單元至工作站的控制接口設(shè)計(jì)成可用于各種型式的工作站。4。工作站層控制系統(tǒng)72

5。設(shè)備層控制系統(tǒng)

這一層是“前沿”系統(tǒng)，是各種設(shè)備如機(jī)器人、機(jī)床坐標(biāo)測量機(jī)、小車、傳送裝置及儲存/檢索系統(tǒng)等的控制器。這一層控制系統(tǒng)向上與工作站控制系統(tǒng)接口連接，向下與廠家供應(yīng)的設(shè)備控制器接口連接。設(shè)備控制器的功能：把工作站控制器命令轉(zhuǎn)換成可操作的、有次序的、簡單任務(wù)，并通過各種傳感器監(jiān)控這些任務(wù)的執(zhí)行。

5。設(shè)備層控制系統(tǒng)73

三。CIMS的特點(diǎn)

1)

CIMS是人/經(jīng)營/技術(shù)三要素統(tǒng)一協(xié)調(diào)的系統(tǒng)。它是以經(jīng)營過程為對象，人為主導(dǎo)，技術(shù)為手段(后盾)，三者相互協(xié)調(diào)一致的系統(tǒng)，而不是單純的技術(shù)系統(tǒng)，涉及范圍比一般自動化系統(tǒng)廣泛。

2)

CIMS是以集成為基礎(chǔ)追求全局優(yōu)化的系統(tǒng)。是以計(jì)算機(jī)為工具，以物流集成和信息集成為主要特征，以整個企業(yè)的主要生產(chǎn)經(jīng)營活動為對象的自動化系統(tǒng)。它追求的是整個企業(yè)經(jīng)營/管理、運(yùn)行的全局，全過程優(yōu)化，從而縮短產(chǎn)品交貨期，降低成本，提高質(zhì)量，獲得全局效益。

三。CIMS的特點(diǎn)74

3)CIMS是一個具有高度柔性的系統(tǒng)。人是CIMS中的一個關(guān)鍵要素，信息集成為生產(chǎn)管理者靈活組織生產(chǎn)提供了有效的幫助。能根據(jù)市場和環(huán)境的變化，快速組織生產(chǎn)，使企業(yè)具有應(yīng)變能力和竟?fàn)幠芰Α?/p>

4)CIMS是一個具有現(xiàn)代化生產(chǎn)模式的制造系統(tǒng)。它以信息集成為基礎(chǔ)，通過信息自動采集、加工、轉(zhuǎn)換、處理、資源分配和調(diào)度等手段來組織生產(chǎn)和進(jìn)行有關(guān)經(jīng)營活動，使企業(yè)在現(xiàn)代化、科學(xué)化的生產(chǎn)模式下進(jìn)行各類生產(chǎn)經(jīng)營活動。3)CIMS是一個具有高度柔性的系統(tǒng)。人是CI756。3。3現(xiàn)代集成制造技術(shù)的發(fā)展趨勢

1。集成化從當(dāng)前企業(yè)內(nèi)部的信息集成和功能集成，發(fā)展到過程集成(以并行工程為代表)，并正在步入實(shí)現(xiàn)企業(yè)間集成階段(以敏捷制造為代表)。

2。智能化

是制造系統(tǒng)在柔性化和集成化基礎(chǔ)上進(jìn)一步的發(fā)展與延伸，當(dāng)前和未來的研究重點(diǎn)是：具有自律、分布、智能、仿生、敏捷、分形等特點(diǎn)的下一代制造系統(tǒng)。

6。3。3現(xiàn)代集成制造技術(shù)的發(fā)展趨勢1。76

3。網(wǎng)絡(luò)化從基于局域網(wǎng)發(fā)展到基于Intranet/Intemet/Exteraned的分布網(wǎng)絡(luò)制造，發(fā)展企業(yè)間動態(tài)聯(lián)盟技術(shù)、敏捷設(shè)計(jì)生產(chǎn)技術(shù)、柔性可重組機(jī)器技術(shù)等，以實(shí)現(xiàn)敏捷制造和支持全球制造策略的實(shí)現(xiàn)。

4。全球化

隨著網(wǎng)絡(luò)全球化、市場全球化、竟?fàn)幦蚧⒔?jīng)營全球化的出現(xiàn)，許多企業(yè)正積極采用“全球制造”和“網(wǎng)絡(luò)制造”的策略。3。網(wǎng)絡(luò)化77

5。數(shù)字化/虛擬化

從產(chǎn)品的數(shù)字化設(shè)計(jì)開始，發(fā)展到產(chǎn)品全生命周期中各類活動設(shè)備及實(shí)體的數(shù)字化。在數(shù)字化的基礎(chǔ)上，虛擬化技術(shù)的研究正在迅速發(fā)展，虛擬化技術(shù)主要包括虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)、虛擬產(chǎn)品開發(fā)(VPD)、虛擬制造(VM)和虛擬企業(yè)(VE)等。

6。標(biāo)準(zhǔn)化

在制造業(yè)向全球化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化、智能化發(fā)展的過程中，標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)(如SETP)巳顯得愈來愈重要，它是信息集成、功能集成、過程集成和企業(yè)集成的基礎(chǔ)。5。數(shù)字化/虛擬化78

7。綠色化

綠色制造、環(huán)境意識的設(shè)計(jì)與制造、生態(tài)工廠、清潔化生產(chǎn)等概念是全球可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略在制造業(yè)中的體現(xiàn)，是擺在現(xiàn)代制造業(yè)面前的一個嶄新而又十分緊迫的課題。7。綠色化796。4快速響應(yīng)制造

技術(shù)的發(fā)展，生產(chǎn)力的進(jìn)步，使工業(yè)體系滿足人類物質(zhì)需求的能力越來越強(qiáng)，這些因素導(dǎo)致市場的竟?fàn)幵絹碓郊ち?，不斷地有功能更?qiáng)、更經(jīng)濟(jì)、更賞心悅目的消費(fèi)品涌現(xiàn)，產(chǎn)品的市場壽命越來越短。產(chǎn)品最上市的幾家公司往往占領(lǐng)市場的85%以上。這就要求制造技術(shù)對市場有快速響應(yīng)的能力，因而快速響應(yīng)制造成了制造技術(shù)發(fā)展的重要方向?？焖夙憫?yīng)制造技術(shù)主要包括：產(chǎn)品的快速設(shè)計(jì)、快速開發(fā)、快速制造及生產(chǎn)系統(tǒng)的快速組成。先進(jìn)制造技術(shù)的許多重要概念都與快速響應(yīng)密切相關(guān)。

6。4快速響應(yīng)制造技術(shù)的發(fā)展，生產(chǎn)力80

一。產(chǎn)品快速開發(fā)系統(tǒng)1。并行工程CE(ConcurrentEngineering)

傳統(tǒng)的產(chǎn)品開發(fā)過程是一個順序過程即：

市場調(diào)查→概念設(shè)計(jì)→方案設(shè)計(jì)→結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)→工藝設(shè)計(jì)→研制→生產(chǎn)準(zhǔn)備→批量生產(chǎn)→市場信息反饋。缺陷在于：設(shè)計(jì)過程不能及早考慮制造過程及質(zhì)量保證問題，造成設(shè)計(jì)與制造脫節(jié)，一旦制造過程出現(xiàn)問題與設(shè)計(jì)有關(guān)時，就要修改設(shè)計(jì)，后續(xù)階段與之有關(guān)的環(huán)節(jié)也都要隨之進(jìn)行設(shè)計(jì)變更，這就使得產(chǎn)品開發(fā)過程成為設(shè)計(jì)、加工、測試、修改、設(shè)計(jì)大循環(huán)。而且可能在不同的環(huán)節(jié)多次重復(fù)這一過程，造成設(shè)計(jì)改動量大，物力消耗大，成本高，產(chǎn)品開發(fā)周期長，質(zhì)量不易保證且產(chǎn)品成本增加。一。產(chǎn)品快速開發(fā)系統(tǒng)81

為了適應(yīng)市場竟?fàn)幍钠惹行枰?，人們提出了并行工程的概念。并行工程是針對傳統(tǒng)的產(chǎn)品串行開發(fā)過程而提出的一個概念，一種哲理和方法。是1986年美國國防部防御分析研究所著名的R-338報(bào)告中提出的。

并行工程----是集成地并行地設(shè)計(jì)產(chǎn)品及其相關(guān)的各種過程(包括制造過程和支持過程)的系統(tǒng)方法。這種方法要求產(chǎn)品開發(fā)人員從設(shè)計(jì)一開始就要考慮產(chǎn)品整個生命周期從概念形成到產(chǎn)品報(bào)廢處理的所有因素，包括質(zhì)量、成本、進(jìn)度計(jì)劃和用戶要求。

為了適應(yīng)市場竟?fàn)幍钠惹行枰藗?2

目標(biāo)為：提高質(zhì)量，降低成本，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期和產(chǎn)品上市時間。方法為：設(shè)計(jì)質(zhì)量改進(jìn)----使早期生產(chǎn)中工程變更次數(shù)減少50%以上;

產(chǎn)品設(shè)計(jì)及其相關(guān)過程并行----使產(chǎn)品開發(fā)周期縮短40%~60%;

產(chǎn)品設(shè)計(jì)及其制造過程一體化----使制造成本降低30%~40%。

并行工程是一種企業(yè)組織管理以及運(yùn)行的先進(jìn)設(shè)計(jì)和制造模式，它通過集成企業(yè)內(nèi)的一切資源，使生產(chǎn)的整個過程在設(shè)計(jì)階段就全面展開，使產(chǎn)品開發(fā)的各個階段既有一定的時序又能并行，同時采用由上、下游的目標(biāo)為：提高質(zhì)量，降低成本，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期和產(chǎn)83

各種因素共同決策產(chǎn)品開發(fā)各階段工作的方式，使產(chǎn)品開發(fā)的早期就能及時發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品開發(fā)全過程中的問題，以確保設(shè)計(jì)和制造的一次成功率，從而縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低產(chǎn)品成本。

并行工程要求在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段集中企業(yè)內(nèi)有關(guān)產(chǎn)品研制部門的技術(shù)員共同設(shè)計(jì)，并對產(chǎn)品的各種性能和制造過程進(jìn)行計(jì)算機(jī)動態(tài)仿真，生成“軟產(chǎn)品”，對它進(jìn)行分析和評估，然后改進(jìn)設(shè)計(jì)，以取得最優(yōu)結(jié)果。

各種因素共同決策產(chǎn)品開發(fā)各階段工作的方式，使產(chǎn)品開發(fā)的84先進(jìn)制造技術(shù)概述85

并行工程特點(diǎn)：

①強(qiáng)調(diào)團(tuán)隊(duì)工作首先要實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)人員的集成，“團(tuán)隊(duì)工作”是CE系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的首要條件，需要組織一個包括與產(chǎn)品開發(fā)全過程有關(guān)的各部門工作技術(shù)人員的多功能小組，小組成員在設(shè)計(jì)階段協(xié)同工作，設(shè)計(jì)產(chǎn)品的同時設(shè)計(jì)與之有關(guān)的全部過程。

②強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)過程的并行性并行工程有兩方面的含義。其一是設(shè)計(jì)過程中通過專家把關(guān)同時考慮產(chǎn)品壽命循環(huán)的各個方面;其二是在設(shè)計(jì)階段就可以同時進(jìn)行工藝過程設(shè)計(jì)，并對工藝設(shè)計(jì)的結(jié)果進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真，直至用快速原型法產(chǎn)生出產(chǎn)品的樣件。

并行工程特點(diǎn)：86

③強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)過程的系統(tǒng)性設(shè)計(jì)、制造、管理等過程不再是一個個相互獨(dú)立的單元，而是將它們納入一個系統(tǒng)來考慮。設(shè)計(jì)過程不僅是提供圖樣和其它資料，還要進(jìn)行質(zhì)量控制、成本核算，也要產(chǎn)生進(jìn)度計(jì)劃等。這種工作方式是對傳統(tǒng)管理機(jī)構(gòu)的一種挑戰(zhàn)。

④強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)過程的快速“短”反饋強(qiáng)調(diào)對設(shè)計(jì)結(jié)果及時進(jìn)行審查，并及時反饋給設(shè)計(jì)人員。這樣可以大大縮短設(shè)計(jì)時間，還可以保證將“錯誤”消滅在“萌芽”狀態(tài)。③強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)過程的系統(tǒng)性設(shè)計(jì)、制造、87

2。虛擬制造VM(VirtualManufacturing)

虛擬制造：在計(jì)算機(jī)上模擬產(chǎn)品的制造和裝配全過程?；舅枷耄涸诋a(chǎn)品制造過程的設(shè)計(jì)階段就進(jìn)行對產(chǎn)品制造全過程的虛擬集成，將全階段可能出現(xiàn)的問題解決在這一階段，通過設(shè)計(jì)的最優(yōu)化達(dá)到產(chǎn)品的一次性制造成功。制造企業(yè)采用虛擬制造可增強(qiáng)四種竟?fàn)幠芰Γ?/p>

①時間競爭能力

②質(zhì)量競爭能力③價(jià)格競爭能力④創(chuàng)新競爭能力2。虛擬制造VM(VirtualManu88

虛擬制造----是實(shí)際制造過程在計(jì)算機(jī)上的本質(zhì)實(shí)現(xiàn)。即采用計(jì)算機(jī)仿真與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在計(jì)算機(jī)上群組協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、工藝規(guī)劃、加工制造性能分析、質(zhì)量檢驗(yàn)，以及企業(yè)各級過程的管理與控制等產(chǎn)品制造的本質(zhì)過程，以增加各級制造過程的決策與控制能力。虛擬制造----是實(shí)際制造過程在計(jì)算機(jī)上的本89

主要特點(diǎn)：

1)無需制造實(shí)物樣機(jī)就可以預(yù)測產(chǎn)品的性能在計(jì)算機(jī)上對虛擬模型進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造、測試，甚至設(shè)計(jì)人員或用戶可“進(jìn)入”虛擬的制造環(huán)境檢驗(yàn)其設(shè)計(jì)、加工、裝配和操作，而不必依賴于傳統(tǒng)原型樣機(jī)的反復(fù)修改。更能根據(jù)用戶需求或市場變化快速改變設(shè)計(jì)，快速投入批量生產(chǎn)。

主要特點(diǎn)：90

2)可使分布在不同地點(diǎn)、不同部門的不同專業(yè)人員在同一產(chǎn)品模型上同時工作，相互交流、信息共享減少大量文檔生成及其傳遞的時間和誤差，從而使產(chǎn)品開發(fā)以快捷、優(yōu)質(zhì)、低耗來響應(yīng)市場變化。

3)

提供關(guān)鍵的設(shè)計(jì)和管理決策對生產(chǎn)成本、周期和能力的影響信息，以便正確處理產(chǎn)品性能與制造成本、生產(chǎn)進(jìn)度和風(fēng)險(xiǎn)之間的平衡，作出正確的決策。2)可使分布在不同地點(diǎn)、不同部門的不同專業(yè)91

4)提高生產(chǎn)過程的開發(fā)效率，可以按照產(chǎn)品的特點(diǎn)優(yōu)化生產(chǎn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。5)通過生產(chǎn)計(jì)劃的仿真，優(yōu)化資源的利用，縮短生產(chǎn)周期，實(shí)現(xiàn)柔性制造和敏捷化制造。

6)可根據(jù)用戶要求修改產(chǎn)品設(shè)計(jì)，及時作出報(bào)價(jià)和保證交貨期。

7)產(chǎn)品開發(fā)中可以及早發(fā)現(xiàn)問題，及時進(jìn)行更正。4)提高生產(chǎn)過程的開發(fā)效率，可以按92

技術(shù)分類：

根據(jù)各種相關(guān)技術(shù)在虛擬制造中的地位可分為：

①核心技術(shù)級;②使能技術(shù)級;③突破技術(shù)級;④一般技術(shù)級。按照與生產(chǎn)各個階段的關(guān)系可分為：

1)以設(shè)計(jì)為核心的虛擬制造強(qiáng)調(diào)以統(tǒng)一制造模型信息為基礎(chǔ)，對數(shù)字化產(chǎn)品模型進(jìn)行仿真分析與優(yōu)化，進(jìn)行產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)性能運(yùn)動學(xué)、動力學(xué)、熱力學(xué)等方面的分析和可裝配性分析，以獲得對產(chǎn)品的設(shè)計(jì)評估與性能預(yù)測結(jié)果。

技術(shù)分類：93

2)以生產(chǎn)為核心的虛擬制造在企業(yè)資源的約束條件下，對企業(yè)的生產(chǎn)過程進(jìn)行仿真，對不同的加工過程及其組合進(jìn)行優(yōu)化，對產(chǎn)品的可行性進(jìn)行分析與評估，對制造資源和環(huán)境進(jìn)行優(yōu)化組合，提供精確的生產(chǎn)成本信息，對生產(chǎn)計(jì)劃和調(diào)度進(jìn)行合理化決策。

3)以控制為中心的虛擬制造提供模擬實(shí)際生產(chǎn)過程的虛擬環(huán)境，使企業(yè)在考慮車間控制行為的基礎(chǔ)上，對制造過程進(jìn)行優(yōu)化控制。2)以生產(chǎn)為核心的虛擬制造在企業(yè)94

虛擬制造中的關(guān)鍵技術(shù)：

1)偏重于計(jì)算機(jī)科學(xué)與VM裝置的關(guān)鍵技術(shù)

①人機(jī)接口技術(shù)

人機(jī)接口----向操作者顯示信息，并接受操作者控制機(jī)器的行動和反應(yīng)的所有設(shè)備。接口覆蓋了人類感知世界的多重信息通道，包括視覺、聽覺、觸覺等，此外接口還包括位置、跟蹤、運(yùn)動接口、語言交流以及生理反應(yīng)裝置。

虛擬制造中的關(guān)鍵技術(shù)：95②軟件技術(shù)是創(chuàng)造高度交互的、實(shí)時的、逼真的虛擬環(huán)境所需要的關(guān)鍵技術(shù)。軟件不僅需要實(shí)現(xiàn)虛擬環(huán)境的建模，還要考慮所建虛擬環(huán)境的可交互性、可漫游性等。

③虛擬現(xiàn)實(shí)計(jì)算平臺

計(jì)算平臺----在VM系統(tǒng)中綜合處理各種輸入信息并產(chǎn)生作用于用戶的交互性輸出結(jié)果的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。②軟件技術(shù)是創(chuàng)造高度交互的、實(shí)時的、逼真的虛96

模式一：采用多個圖形處理器并聯(lián)及高速的數(shù)據(jù)總線裝置實(shí)現(xiàn)高度并行的計(jì)算結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)平臺計(jì)算。

模式二：采用分布式的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，利用現(xiàn)有資源完成復(fù)雜圖形計(jì)算，同時還可以實(shí)現(xiàn)多用戶參與，并提供“遠(yuǎn)程參與”的感覺。

97

2)偏重于制造應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)

①建模技術(shù)虛擬制造系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)建立一個包容生產(chǎn)系統(tǒng)模型、產(chǎn)品模型和工藝模型的信息體系結(jié)構(gòu)。生產(chǎn)系統(tǒng)模型的建立有兩個方面：

其一：靜態(tài)描述即系統(tǒng)生產(chǎn)能力和生產(chǎn)特性的描述。

其二：動態(tài)描述即系統(tǒng)動態(tài)行為和狀態(tài)的描述。2)偏重于制造應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)98

產(chǎn)品模型----通過映射、抽象等方法提取的產(chǎn)品實(shí)施中各活動所需的模型

工藝模型----將工藝參數(shù)與影響制造功能的產(chǎn)品設(shè)計(jì)屬性聯(lián)系起來，以反映生產(chǎn)模型與產(chǎn)品模型間的交互作用。

工藝模型包括：物理和數(shù)學(xué)模型、統(tǒng)計(jì)模型、計(jì)算機(jī)工藝仿真、制造數(shù)據(jù)表和制造規(guī)則等。

產(chǎn)品模型----通過映射、抽象等方法提取的產(chǎn)品實(shí)99

②仿真技術(shù)虛擬制造系統(tǒng)的產(chǎn)品開發(fā)涉及產(chǎn)品建模仿真、過程仿真、制造系統(tǒng)仿真、設(shè)計(jì)思維過程和設(shè)計(jì)交互行為等的仿真。

③可制造性評價(jià)用計(jì)算機(jī)語言對給定的設(shè)計(jì)信息和制造資源等環(huán)境信息進(jìn)行描述，確定設(shè)計(jì)特性是否可制造，如果設(shè)計(jì)方案是可制造的，就確定可制造等級，如果設(shè)計(jì)方案的結(jié)論是不可制造，則判斷引起制造問題的設(shè)計(jì)原因，并給出修改方案。先進(jìn)制造技術(shù)概述100

虛擬制造技術(shù)的主要研究內(nèi)容：

1)產(chǎn)品的虛擬設(shè)計(jì)環(huán)境包括:虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境、虛擬裝配與檢查、樣機(jī)設(shè)計(jì)與性能評價(jià)、運(yùn)動仿真、干涉檢驗(yàn)、產(chǎn)品的布局設(shè)計(jì)、造型設(shè)計(jì)等。

產(chǎn)品的虛擬設(shè)計(jì)要求：建立一個較完善的虛擬現(xiàn)實(shí)軟、硬件環(huán)境。在這個環(huán)境中，應(yīng)能實(shí)現(xiàn)概念設(shè)計(jì)、三維建模、虛擬裝配以及各種仿真和檢驗(yàn)等功能。

2)單元技術(shù)包括虛擬樣機(jī)與產(chǎn)品工作性能評判、產(chǎn)品熱加工過程仿真、企業(yè)生產(chǎn)過程規(guī)化、仿真與優(yōu)化、虛擬企業(yè)(分散網(wǎng)絡(luò)化制造)和虛擬研發(fā)中心等。虛擬制造技術(shù)的主要研究內(nèi)容：101

3)單元技術(shù)的集成與虛擬制造系統(tǒng)以構(gòu)成一個集設(shè)計(jì)、仿真、檢查、校驗(yàn)和評價(jià)的完善系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品建立數(shù)據(jù)、信息技術(shù)和資源共享與交換、以及技術(shù)人員之間的直接聯(lián)系和協(xié)同工作的基礎(chǔ)，使得并行工程、人力和技術(shù)集成、信息交流等現(xiàn)代設(shè)計(jì)與制造技術(shù)成為可能。

4)分散網(wǎng)絡(luò)化制造(虛擬企業(yè))

虛擬企業(yè)是多個自主企業(yè)由網(wǎng)絡(luò)和合作協(xié)議聯(lián)系起來的動態(tài)聯(lián)盟，能夠充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢，共同形成強(qiáng)大的市場競爭能力。3)單元技術(shù)的集成與虛擬制造系統(tǒng)以構(gòu)102

3?？焖俪尚椭圃炜焖俪尚椭圃彀焖僭椭圃霷P(RapidPrototyping)、基于RP的快速模具制造RT(RapidTooling)、快速精鑄QC(QuickCasting)和快速反求工程RE(ReverseEngineering)。

RP&M的技術(shù)內(nèi)容可包含在如下圖中：

3?？焖俪尚椭圃?03先進(jìn)制造技術(shù)概述104

RP&M是一個產(chǎn)品快速開發(fā)的制造系統(tǒng)它主要在如下方面加快了開發(fā)速度。

1)原型及樣件快速制造產(chǎn)品開發(fā)是一個制造→評估→改進(jìn)的不斷循環(huán)過程。在新產(chǎn)品開發(fā)中，很難作到一次開發(fā)成功。一個產(chǎn)品的生產(chǎn)往往要等到制造出來，才能進(jìn)行全面評估。但一個產(chǎn)品的制造往往需要專用工夾具、模具，尤其是形狀復(fù)雜的零件更是如此。而在產(chǎn)品試制開發(fā)時，制造工夾具往往造成資金投入的浪費(fèi)及開發(fā)時間的延誤。

RP&M技術(shù)可以在計(jì)算機(jī)的控制下，直接制造出形狀精確的零件原型，原型在精鑄技術(shù)或簡易工模具制造技術(shù)支持下，轉(zhuǎn)化成與需要相接近的工程材料的功能零件，而不再需要工夾模具的投入。RP&M是一個產(chǎn)品快速開發(fā)的制造系統(tǒng)它主要105

原型及功能零件的作用有：

①

進(jìn)行試裝配，發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的問題。

②

進(jìn)行戶外評估，以開發(fā)出更優(yōu)美的產(chǎn)品。

③

進(jìn)行功能試驗(yàn)，驗(yàn)證產(chǎn)品的性能是否滿足要求，以便優(yōu)化設(shè)計(jì)。

④

上市受顧客評估。

⑤

作為樣品，進(jìn)行投標(biāo)。

⑥

在客戶與供應(yīng)商之間作為一個更真實(shí)、更方便的交流媒介。

⑦

直接作為個性化、小批量的產(chǎn)品。原型及功能零件的作用有：106

2)模具快速制造模具是制造業(yè)的一個關(guān)鍵問題。機(jī)電產(chǎn)品中相當(dāng)多數(shù)零件是由模具成形的。模具的形狀復(fù)雜，加工精度高，基本上是單件生產(chǎn)，其制造周期一般比較長，費(fèi)用也較高，往往成為機(jī)電產(chǎn)品及早上市的瓶項(xiàng)環(huán)節(jié)。

RP技術(shù)與RT技術(shù)集成，可快速提供工模具，與機(jī)械加工方法制造的模具相比，其周期往往縮短1/5~1/10，費(fèi)用降低1/3~1/5。與常規(guī)機(jī)械加工工藝比較，RP&M系統(tǒng)的優(yōu)勢體現(xiàn)在以下幾方面：2)模具快速制造107

①數(shù)控加工中由CAD→CAM中間有一個CAPP(計(jì)算機(jī)輔助工藝編程)