第9章CADCAM集成制造系統(tǒng)

CAD/CAM應(yīng)用技術(shù)目前一頁\總數(shù)三十二頁\編于四點(diǎn)第7章CAD/CAM集成制造系統(tǒng)

7.1CAD/CAM集成概述7.2CAD/CAM的系統(tǒng)信息流7.3CAD/CAM信息集成技術(shù)7.4CAD/CAM集成系統(tǒng)總體規(guī)劃7.5CIMS計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)目前二頁\總數(shù)三十二頁\編于四點(diǎn)1.CAD/CAM集成的基本概念CAD/CAM系統(tǒng)的集成是指借助于公共的工程數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)以及標(biāo)準(zhǔn)格式的中性文件接口技術(shù)，把CAD、CAE、CAPP、CAM以致PPS等各種功能不同的軟件系統(tǒng)有機(jī)地結(jié)合起來，保證各系統(tǒng)之間信息的提取、交換、共享和處理，實(shí)現(xiàn)軟硬件資源的共享。7.1CAD/CAM集成技術(shù)概述目前三頁\總數(shù)三十二頁\編于四點(diǎn)圖7-1產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造流程目前四頁\總數(shù)三十二頁\編于四點(diǎn)圖7-2集成化制造系統(tǒng)目前五頁\總數(shù)三十二頁\編于四點(diǎn)2.CAD/CAM的集成方式從CAD/CAM系統(tǒng)集成技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用上看，集成有兩種方式：系統(tǒng)的集成集成的系統(tǒng)7.1CAD/CAM集成技術(shù)概述目前六頁\總數(shù)三十二頁\編于四點(diǎn)3.CAD/CAM集成的作用有利于發(fā)揮設(shè)計(jì)人員的創(chuàng)造性；有利于系統(tǒng)各應(yīng)用模塊之間的資源共享，提高了系統(tǒng)運(yùn)行效率，降低系統(tǒng)成本；避免了應(yīng)用系統(tǒng)間信息傳遞誤差，特別是人為的傳遞誤差，從而提高了產(chǎn)品的質(zhì)量；有利于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、通用化和系列化；有利于實(shí)現(xiàn)并行作業(yè)，縮短產(chǎn)品上市周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量和企業(yè)的市場競爭力；有利于實(shí)現(xiàn)面向制造的設(shè)計(jì)（DFM）和面向裝配的設(shè)計(jì)（DFA），降低成本，提高產(chǎn)品競爭力；有益于先進(jìn)制造模式的實(shí)施，擴(kuò)大企業(yè)的市場機(jī)遇。7.1CAD/CAM集成技術(shù)概述目前七頁\總數(shù)三十二頁\編于四點(diǎn)4.CAD/CAM集成的體系結(jié)構(gòu)CAD/CAM集成系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)類型有以下三種：傳統(tǒng)型系統(tǒng)改進(jìn)型系統(tǒng)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)型系統(tǒng)7.1CAD/CAM集成技術(shù)概述目前八頁\總數(shù)三十二頁\編于四點(diǎn)圖7-3CAD/CAM集成體系結(jié)構(gòu)目前九頁\總數(shù)三十二頁\編于四點(diǎn)市場預(yù)測生產(chǎn)規(guī)劃資源規(guī)劃公司層主生產(chǎn)計(jì)劃物料需求計(jì)劃生產(chǎn)能力需求計(jì)劃廠/所層質(zhì)量檢測計(jì)劃質(zhì)量管理信息任務(wù)劃分車間作業(yè)調(diào)度仿真車間層物料工作站刀具工作站夾具工作站工作站層加工工作站測量工作站物料庫各種加工設(shè)備設(shè)備層下達(dá)任務(wù)調(diào)控進(jìn)度下達(dá)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)及質(zhì)量管理任務(wù)下達(dá)刀夾具、物料調(diào)度、加工及質(zhì)量監(jiān)測任務(wù)反饋各項(xiàng)任務(wù)進(jìn)度反饋車間生產(chǎn)狀態(tài)和系統(tǒng)狀態(tài)反饋加工、庫存及測量等多類數(shù)據(jù)反饋各類加工、測量和物料儲(chǔ)運(yùn)工作完成情況下達(dá)加工任務(wù)分配檢測任務(wù)圖7-4CAD/CAM集成系統(tǒng)遞階控制體系結(jié)構(gòu)目前十頁\總數(shù)三十二頁\編于四點(diǎn)CAD/CAM系統(tǒng)的信息流是指產(chǎn)品信息在CAD/CAM集成系統(tǒng)各模塊間以及CAD/CAM集成系統(tǒng)與其他系統(tǒng)如管理信息系統(tǒng)（MIS）、制造自動(dòng)化系統(tǒng)（MAS）、質(zhì)量保證系統(tǒng)（CAQ）等間的流動(dòng)過程。1.CAD/CAM集成系統(tǒng)模塊間的信息流7.2CAD/CAM的系統(tǒng)信息流目前十一頁\總數(shù)三十二頁\編于四點(diǎn)信息流

生產(chǎn)經(jīng)營決策結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析總體結(jié)構(gòu)決策概念設(shè)計(jì)方案決策設(shè)計(jì)任務(wù)規(guī)劃工藝設(shè)計(jì)過程仿真資源需求與分析設(shè)計(jì)流管理PDMERP市場客戶需求信息產(chǎn)品開發(fā)過程信息流7.2CAD/CAM的系統(tǒng)信息流目前十二頁\總數(shù)三十二頁\編于四點(diǎn)信息流產(chǎn)品制造過程信息流

工裝規(guī)劃與設(shè)計(jì)車間調(diào)度NC指令生成仿真生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃質(zhì)量控制資源需求與分析PPSPDMERP資源需求、工藝設(shè)計(jì)7.2CAD/CAM的系統(tǒng)信息流目前十三頁\總數(shù)三十二頁\編于四點(diǎn)2.CAD/CAM集成系統(tǒng)與其他系統(tǒng)的信息流

CAD/CAM系統(tǒng)與MIS間的信息流CAD/CAM系統(tǒng)與MAS間的信息流CAD/CAM系統(tǒng)與CAQ間的信息流7.2CAD/CAM的系統(tǒng)信息流目前十四頁\總數(shù)三十二頁\編于四點(diǎn)CADCAECAPPCAMCAD/CAM系統(tǒng)MISMASCAQ圖7-6CAD/CAM系統(tǒng)與其他系統(tǒng)間信息傳遞關(guān)系圖目前十五頁\總數(shù)三十二頁\編于四點(diǎn)1.CAD/CAM的集成方法CAD/CAM有以下三種集成方法：基于專用接口的CAD/CAM集成；基于STEP的CAD/CAM集成；基于數(shù)據(jù)庫的CAD/CAM集成。7.3CAD/CAM信息集成技術(shù)目前十六頁\總數(shù)三十二頁\編于四點(diǎn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)造型幾何繪圖有限元分析優(yōu)化設(shè)計(jì)模擬仿真工程數(shù)據(jù)庫CADCAE工藝過程設(shè)計(jì)工夾具設(shè)計(jì)CAPP數(shù)控編程數(shù)控加工仿真CAM生產(chǎn)管理系統(tǒng)接口系統(tǒng)接口系統(tǒng)接口系統(tǒng)接口圖7-10基于工程數(shù)據(jù)庫的CAD/CAM集成目前十七頁\總數(shù)三十二頁\編于四點(diǎn)2.CAD/CAM集成的關(guān)鍵技術(shù)目前，為實(shí)現(xiàn)CAD/CAM系統(tǒng)的高度集成，常采用的關(guān)鍵技術(shù)主要有以下幾方面：新一代基于特征的建模技術(shù)數(shù)據(jù)交換技術(shù)工程數(shù)據(jù)管理技術(shù)集成框架(或集成平臺(tái))7.3CAD/CAM信息集成技術(shù)目前十八頁\總數(shù)三十二頁\編于四點(diǎn)1．CAD/CAM集成分步實(shí)施的步驟各單項(xiàng)計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)，如CAD、CAE、CAPP、PPC、自動(dòng)化加工和裝配單元、CAQ等。CAD與CAE、CAPP的集成應(yīng)用，PPC與PDC的集成應(yīng)用。這兩項(xiàng)集成可以并行進(jìn)行或先后進(jìn)行。CAD/CAM集成模塊與自動(dòng)化加工和裝配單元集成為狹義的CAD/CAM系統(tǒng)，自動(dòng)化加工和裝配單元與物料運(yùn)輸系統(tǒng)集成為自動(dòng)化制造系統(tǒng)。以上兩項(xiàng)集成也可以并行進(jìn)行或先后進(jìn)行。7.4CAD/CAM集成系統(tǒng)總體規(guī)劃目前十九頁\總數(shù)三十二頁\編于四點(diǎn)狹義的CAD/CAM系統(tǒng)，PPC/PDC集成模塊和自動(dòng)化制造系統(tǒng)集成為廣義的CAD/CAM系統(tǒng)。廣義的CAD/CAM系統(tǒng)與CAQ模塊集成為相當(dāng)于CIMS的信息流系統(tǒng)。7.4CAD/CAM集成系統(tǒng)總體規(guī)劃目前二十頁\總數(shù)三十二頁\編于四點(diǎn)CADCAECAD/CAECAPPCAD/CAE/CAPP狹義CAD/CAMPPCPDC檢測監(jiān)控系統(tǒng)物料流裝配單元機(jī)械手CNC制造單元自動(dòng)化制造系統(tǒng)信息流廣義CAD/CAMCIMS系統(tǒng)CAQ輔助設(shè)備圖7-11CAD/CAM系統(tǒng)集成步驟目前二十一頁\總數(shù)三十二頁\編于四點(diǎn)7.4CAD/CAM集成系統(tǒng)總體規(guī)劃2．CAD/CAM集成系統(tǒng)總體規(guī)劃包括的內(nèi)容CAD/CAM集成系統(tǒng)的目標(biāo)功能模塊的組成信息模型系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)硬、軟件系統(tǒng)的配置方案目前二十二頁\總數(shù)三十二頁\編于四點(diǎn)7.5CIMS計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)1.CIM與CIMS的基本概念CIM的提出：1973年美國Dr.Joseph?Harrington提出CIM哲理（ComputerIntegratedManufacturing)，2個(gè)要點(diǎn)：企業(yè)的各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)是不可分割的，需要統(tǒng)一考慮整個(gè)生產(chǎn)過程實(shí)質(zhì)上也是對(duì)信息的采集、傳遞和加工處理的過程，在企業(yè)中主要存在信息流和物流這兩種運(yùn)動(dòng)過程，而物流又是受信息流控制的。目前二十三頁\總數(shù)三十二頁\編于四點(diǎn)863/CIMS的定義“CIM作為一種組織、管理與進(jìn)行企業(yè)生產(chǎn)的哲理，將信息技術(shù)、現(xiàn)代管理技術(shù)、系統(tǒng)工程技術(shù)和制造技術(shù)相結(jié)合，并應(yīng)用于企業(yè)產(chǎn)品全生命周期（從市場需求分析到最終報(bào)廢處理）的各個(gè)階段。通過信息集成、過程優(yōu)化及資源優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)物流、信息流、價(jià)值流的集成和優(yōu)化運(yùn)行達(dá)到人（組織、管理）、經(jīng)營和技術(shù)三要素的集成。以加強(qiáng)企業(yè)新產(chǎn)品開發(fā)的T（技術(shù)）、Q（質(zhì)量）、C（成本）、S（服務(wù)）、E（環(huán)境），從而提高企業(yè)的市場應(yīng)變能力和競爭能力。”7.5CIMS計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)目前二十四頁\總數(shù)三十二頁\編于四點(diǎn)2.CIMS的基本構(gòu)成

CIMS的基本要素CIMS系統(tǒng)的集成7.5CIMS計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)圖7-12CIMS三要素之間的關(guān)系目前二十五頁\總數(shù)三十二頁\編于四點(diǎn)CIMS系統(tǒng)集成的特征①數(shù)據(jù)共享系統(tǒng)內(nèi)部各個(gè)子系統(tǒng)間可實(shí)現(xiàn)信息共享。②功能交互通過統(tǒng)一的執(zhí)行控制程序來組織和協(xié)調(diào)系統(tǒng)內(nèi)部各子系統(tǒng)的運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)功能的交互。③開放式結(jié)構(gòu)系統(tǒng)內(nèi)部各個(gè)子系統(tǒng)間易于實(shí)現(xiàn)信息交換，系統(tǒng)與外部其他系統(tǒng)之間也能通過外部接口實(shí)現(xiàn)信息互通。7.5CIMS計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)目前二十六頁\總數(shù)三十二頁\編于四點(diǎn)

物理系統(tǒng)互連數(shù)據(jù)交換規(guī)則與慣例系統(tǒng)內(nèi)部通訊物理系統(tǒng)集成公共（共享）數(shù)據(jù)資源公共服務(wù)執(zhí)行環(huán)境可移式應(yīng)用與分布系統(tǒng)應(yīng)用系統(tǒng)集成生產(chǎn)和過程仿真自動(dòng)化的經(jīng)營過程監(jiān)控基于知識(shí)的決策支持人的集成經(jīng)營集成CIMS集成的層次單項(xiàng)技術(shù)（自動(dòng)化孤島）聯(lián)系起來相互交換信息和數(shù)據(jù)整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)部各種應(yīng)用軟件的集成CIMS的最高階段即人的集成。CIMS阻力的70%來源于人，11%對(duì)成本的評(píng)估，9%的技術(shù)元件.7.5CIMS計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)目前二十七頁\總數(shù)三十二頁\編于四點(diǎn)集成發(fā)展階段19851995199921世紀(jì)信息集成企業(yè)集成制造網(wǎng)絡(luò)過程集成7.5CIMS計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)目前二十八頁\總數(shù)三十二頁\編于四點(diǎn)客戶CIMS第三版的圓輪圖人員與組織全球組織客戶支持制造產(chǎn)品與工藝雇員責(zé)任市場交易物人料工具信息技術(shù)供應(yīng)銷售渠道銷售和促銷顧客服務(wù)生命周期過渡系統(tǒng)設(shè)計(jì)企業(yè)定義零部件設(shè)計(jì)不斷改進(jìn)文件和發(fā)布資源規(guī)劃經(jīng)營計(jì)劃零部件制造組裝和測試物料管理共享知識(shí)系統(tǒng)商資源投資者團(tuán)體規(guī)章倫理環(huán)境制造業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施制造業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施（3）CIMS的基本結(jié)構(gòu)輪圖目前二十九頁\總數(shù)三十二頁\編于四點(diǎn)管理信息分系統(tǒng)MIS質(zhì)量保證分系統(tǒng)CAQ