第1章 數(shù)字化制造技術(shù)基礎(chǔ)及其應(yīng)用

數(shù)字化制造技術(shù)基礎(chǔ)及其應(yīng)用

哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院

姚英學(xué)教授通信地址:哈爾濱工業(yè)大學(xué)422信箱郵政編碼:150001電話O)

傳真-Mail:yxyao@數(shù)字化制造技術(shù)基礎(chǔ)及其應(yīng)用開課的基本目的課程的基本內(nèi)容課堂教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基本安排了解學(xué)生的基礎(chǔ)情況和要求數(shù)字化制造技術(shù)基礎(chǔ)及其應(yīng)用主要參考書《CAD/CAM技術(shù)基礎(chǔ)》姚英學(xué)等，高等教育出版社，2002.1《數(shù)控加工理論與編程技術(shù)》劉雄偉編，機(jī)械工業(yè)出版社，1994.7《IntelligentMannfacturingSystems》AndrewKusiak《21stCenturyMannfacturingEnterpriseStrategyReport》RogerN.Nagel《數(shù)字化制造》周祖德編著，科學(xué)出版社，2004年6月《虛擬制造》肖田元等著，清華大學(xué)出版社，2004年8月第一章概論§1.數(shù)字化制造技術(shù)的基本概念§2.數(shù)字化制造技術(shù)的發(fā)展背景§3.數(shù)字化制造技術(shù)的相關(guān)概念§4.數(shù)字化制造技術(shù)的體系結(jié)構(gòu)§5.數(shù)字化制造技術(shù)的作用與意義數(shù)字化制造技術(shù)的基本概念1.數(shù)字化制造技術(shù)的定義以產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造全過程的知識(shí)融合為基礎(chǔ)以數(shù)字化建模仿真與優(yōu)化為特征采用計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的數(shù)字化定量描述、存儲(chǔ)、處理和控制的方法根據(jù)用戶需求，對(duì)產(chǎn)品信息、工藝信息和制造資源信息進(jìn)行分析、規(guī)劃與重組支持產(chǎn)品全生命周期和企業(yè)的全局優(yōu)化運(yùn)作實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、功能、制造過程的仿真和產(chǎn)品原型制造達(dá)到低成本快速生產(chǎn)出用戶要求的產(chǎn)品數(shù)字化制造技術(shù)的基本概念2.從制造企業(yè)的活動(dòng)理解數(shù)字化制造的內(nèi)涵

數(shù)字化制造協(xié)作鏈數(shù)字化制造供應(yīng)鏈數(shù)字化制造客戶鏈數(shù)字化制造企業(yè)數(shù)字化設(shè)計(jì)數(shù)字化產(chǎn)品原型數(shù)字化成形數(shù)字化加工（虛擬加工）數(shù)字化裝配（虛擬裝配）數(shù)字化制造過程管理……數(shù)字化制造技術(shù)的基本概念3.從制造技術(shù)理解數(shù)字化制造的內(nèi)涵數(shù)字化制造的支撐技術(shù)IGESSTEPPDMMISMRPIIERP數(shù)據(jù)庫(kù)、網(wǎng)絡(luò)QFD/CAD/DFX/VM/RP/CAM/CAE/CAPP/VA/加工仿真NC/NGC/MC/CNC/FMC/FMS/基于網(wǎng)絡(luò)的制造/無紙生產(chǎn)最終產(chǎn)品宏觀制造過程微觀制造過程制造資源、環(huán)境、服務(wù)的數(shù)字化生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與運(yùn)行優(yōu)化產(chǎn)品營(yíng)銷、維修、使用等數(shù)字化管理決策過程的數(shù)字化數(shù)字化制造技術(shù)的基本概念4.數(shù)字化制造系統(tǒng)的類型1)面向設(shè)計(jì)的數(shù)字化制造

CAD/CAPP/CAM/CAE/PDM

可加工性評(píng)價(jià)可裝配性評(píng)價(jià)快速原型與逆向工程數(shù)字化樣機(jī)2)面向生產(chǎn)的數(shù)字化制造

數(shù)控加工加工過程優(yōu)化裝配過程優(yōu)化生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化數(shù)字化制造技術(shù)的基本概念3)面向管理的數(shù)字化制造

MRPIIPDMERPMIS數(shù)字化制造技術(shù)的發(fā)展背景1.制造概念的發(fā)展

傳統(tǒng)的制造概念：物料加工現(xiàn)代制造的概念：人、技術(shù)、組織機(jī)構(gòu)、裝備集成市場(chǎng)需求分析產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)

產(chǎn)品設(shè)計(jì)

生產(chǎn)準(zhǔn)備

產(chǎn)品生產(chǎn)

質(zhì)量控制

銷售

售后服務(wù)傳統(tǒng)的制造概念m數(shù)字化制造技術(shù)的發(fā)展背景哈林頓的基本思想:制造系統(tǒng)是一個(gè)有機(jī)的整體制造過程各環(huán)節(jié)是數(shù)據(jù)處理過程產(chǎn)品是數(shù)據(jù)處理的物質(zhì)表現(xiàn)核心思想:

資源共享數(shù)字化制造技術(shù)的發(fā)展背景2.發(fā)展數(shù)字化制造技術(shù)的社會(huì)需求背景1）制造業(yè)面臨的社會(huì)環(huán)境的不斷變化

賣方市場(chǎng)轉(zhuǎn)向買方市場(chǎng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈產(chǎn)品技術(shù)含量加大產(chǎn)品開發(fā)投資風(fēng)險(xiǎn)增大產(chǎn)品生命周期縮短經(jīng)濟(jì)全球化成本、質(zhì)量競(jìng)爭(zhēng)轉(zhuǎn)向響應(yīng)速度和技術(shù)創(chuàng)新的競(jìng)爭(zhēng)。數(shù)字化制造技術(shù)的發(fā)展背景2）制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)策略的變遷

60年代：生產(chǎn)規(guī)模

70年代：制造成本

80年代：產(chǎn)品質(zhì)量

90年代：市場(chǎng)響應(yīng)速度

21世紀(jì)：技術(shù)創(chuàng)新競(jìng)爭(zhēng)特征：T-Q-C-C-S數(shù)字化制造技術(shù)的發(fā)展背景3）社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的需要制造資源制造過程使用過程各種廢棄物環(huán)境污染自然資源數(shù)字化制造技術(shù)的發(fā)展背景4）產(chǎn)品增值過程的變化增值比例整機(jī)的制造裝配產(chǎn)品生命周期產(chǎn)品設(shè)計(jì)回收再造售后服務(wù)培訓(xùn)市場(chǎng)銷售原材料零部件制造產(chǎn)品=原材料+制造資源（物質(zhì)形態(tài)）資源消耗型場(chǎng)爭(zhēng)市競(jìng)數(shù)字化制造技術(shù)的發(fā)展背景3.發(fā)展數(shù)字化制造技術(shù)的技術(shù)支撐1）設(shè)計(jì)制造理論的不斷發(fā)展與完善2）計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的成熟應(yīng)用