ERP技術(shù)與管理課件：產(chǎn)品技術(shù)信息化

產(chǎn)品技術(shù)信息化3.產(chǎn)品技術(shù)信息化CONTENTSPAGE3.1產(chǎn)品技術(shù)信息化概述3.2產(chǎn)品設(shè)計(jì)信息化系統(tǒng)3.3產(chǎn)品制造信息化系統(tǒng)3.4產(chǎn)品技術(shù)信息化集成技術(shù)3.1產(chǎn)品技術(shù)信息化概述產(chǎn)品技術(shù)信息化概述產(chǎn)品技術(shù)信息化分為兩個(gè)階段，一個(gè)是產(chǎn)品的設(shè)計(jì)階段，另一個(gè)是產(chǎn)品的制造階段。產(chǎn)品設(shè)計(jì)信息化是產(chǎn)品設(shè)計(jì)手段以及設(shè)計(jì)過程的標(biāo)準(zhǔn)化、智能化、虛擬化和集成化，其目標(biāo)是縮短產(chǎn)品的開發(fā)期、降低產(chǎn)品的成本、提高產(chǎn)品的質(zhì)量、提高企業(yè)的產(chǎn)品創(chuàng)新能力。產(chǎn)品制造信息化涉及從投料開始到最終產(chǎn)品的全部過程，是對(duì)制造過程優(yōu)化、監(jiān)控和管理，解決制造過程中的問題，提高產(chǎn)品的質(zhì)量、精度、和規(guī)模制造水平，使制造過程更加高效、敏捷、柔性。其主要包括制造執(zhí)行系統(tǒng)、數(shù)字控制、柔性制造、工業(yè)機(jī)器人、計(jì)算機(jī)輔助制造、計(jì)算機(jī)輔助質(zhì)量管理和其他制造自動(dòng)化技術(shù)。3.1產(chǎn)品技術(shù)信息化概述產(chǎn)品技術(shù)信息化框架模型從所考慮的過程來分，產(chǎn)品技術(shù)信息化模型可以分為:面向產(chǎn)品形成過程的；面向產(chǎn)品全生命周期的：（1）面向產(chǎn)品形成過程的產(chǎn)品技術(shù)信息化框架模型。如圖右所示，在產(chǎn)品技術(shù)信息化的不同階段有不同信息系統(tǒng)的支持，在數(shù)據(jù)管理層由產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)對(duì)各系統(tǒng)所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行集管理，并在模型的底層由統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型實(shí)現(xiàn)各系統(tǒng)的深層次集成。圖3-1一種面向產(chǎn)品形成過程的產(chǎn)品技術(shù)信息化框架模型3.1產(chǎn)品技術(shù)信息化概述（2）面向產(chǎn)品全生命周期的產(chǎn)品技術(shù)信息化框架模型。如下圖所示，在數(shù)據(jù)管理層，由產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)對(duì)各系統(tǒng)所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行集成管理。圖3-2一種面向產(chǎn)品全生命周期的產(chǎn)品技術(shù)信息化框架模型3.1產(chǎn)品技術(shù)信息化概述企業(yè)對(duì)產(chǎn)品技術(shù)信息化的需求?3.1產(chǎn)品技術(shù)信息化概述企業(yè)對(duì)產(chǎn)品技術(shù)信息化的需求（1）從“技術(shù)模仿”向“技術(shù)創(chuàng)新”轉(zhuǎn)變。隨著市場競爭日趨激烈，知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)越來越嚴(yán)厲，企業(yè)越來越強(qiáng)調(diào)自主創(chuàng)新，從而對(duì)設(shè)計(jì)信息化提出了更高的要求。（2）縮短設(shè)計(jì)周期，提高設(shè)計(jì)效率。采用CAD系統(tǒng)，可以快速進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)，特別是提高變型設(shè)計(jì)的效率；采用CAPP系統(tǒng)，利用典型工藝，可以快速進(jìn)行產(chǎn)品工藝設(shè)計(jì)。（3）提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)的一次成功率。傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)結(jié)束后，需要設(shè)計(jì)和制造多種樣機(jī)，進(jìn)行各種實(shí)驗(yàn)，制造、裝配和使用中的大量問題難以在設(shè)計(jì)階段發(fā)現(xiàn)。采用CAE系統(tǒng)，可以直接利用產(chǎn)品模型，建立虛擬樣機(jī)，進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)，在設(shè)計(jì)階段就能發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品制造、裝配、使用和維護(hù)中的問題，提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)的一次成功率。3.1產(chǎn)品技術(shù)信息化概述（4）確保設(shè)計(jì)資源的共享與可用性。設(shè)計(jì)資源以往分散在不同的設(shè)計(jì)人員的計(jì)算機(jī)中，很難共享。利用PDM系統(tǒng)，可以促進(jìn)企業(yè)內(nèi)部設(shè)計(jì)資源的共享和重用。利用互聯(lián)網(wǎng)和協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)，可以支持全球開發(fā)模式，促進(jìn)企業(yè)之間的設(shè)計(jì)資源共享和重用。（5）減少零件和工藝文件的多樣化。結(jié)合CAD/CAPP/PDM系統(tǒng)的應(yīng)用，促進(jìn)零件的通用化和標(biāo)準(zhǔn)化，對(duì)工藝文件進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，盡可能選用標(biāo)準(zhǔn)件和標(biāo)準(zhǔn)工藝，或者在標(biāo)準(zhǔn)件和標(biāo)準(zhǔn)工藝的基礎(chǔ)上進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖冃驮O(shè)計(jì)。減少零件和減少工藝文件的多樣化，進(jìn)而降低產(chǎn)品成本。（6）確保設(shè)計(jì)資源的安全。采用CAD系統(tǒng)設(shè)計(jì)后，帶來的問題之一是數(shù)字化的設(shè)計(jì)資源容易被人非法復(fù)制。利用PDM系統(tǒng)，可以幫助提高設(shè)計(jì)資源的安全等級(jí)。因?yàn)橐喿x、修改、下載CAD模型，必須通過PDM系統(tǒng)及權(quán)限管理模塊。所下載的CAD模型，在CAD系統(tǒng)中不能直接打開使用，只有通過該P(yáng)DM系統(tǒng)才能打開。3.產(chǎn)品技術(shù)信息化CONTENTSPAGE3.1產(chǎn)品技術(shù)信息化概述3.2產(chǎn)品設(shè)計(jì)信息化系統(tǒng)3.3產(chǎn)品制造信息化系統(tǒng)3.4產(chǎn)品技術(shù)信息化集成技術(shù)3.2產(chǎn)品設(shè)計(jì)信息化系統(tǒng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程：產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)：包括分析用戶需求到生成概念產(chǎn)品的一系列設(shè)計(jì)活動(dòng)，是一個(gè)由粗到精、由模糊到清晰、由抽象到具體的過程。

產(chǎn)品總體設(shè)計(jì)：主要完成產(chǎn)品整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，使產(chǎn)品能夠滿足用戶需求。主要采用CAE技術(shù)和CAD技術(shù)。產(chǎn)品詳細(xì)設(shè)計(jì)：主要完成產(chǎn)品中的各零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，編制產(chǎn)品物料清單（BillofMaterial，BOM），主要采用CAD技術(shù)，有時(shí)需要采用CAE。產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)：貫穿在產(chǎn)品總體設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)階段，并在所有圖紙完成后，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化審核。主要采用CAS技術(shù)和CAD技術(shù)，進(jìn)行產(chǎn)品系列化、標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化設(shè)計(jì)，滿足未來市場可能出現(xiàn)的各種個(gè)性化需求。3.2產(chǎn)品設(shè)計(jì)信息化系統(tǒng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)信息化系統(tǒng)概述產(chǎn)品設(shè)計(jì)信息系統(tǒng)是依賴于計(jì)算機(jī)硬件、外部設(shè)備及開發(fā)環(huán)境和工具進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)的綜合技術(shù)，涉及許多學(xué)科領(lǐng)域。設(shè)計(jì)人員在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的輔助之下，通過人－機(jī)交互操作方式進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)，以及技術(shù)文檔和有關(guān)技術(shù)報(bào)告的編制等。在每個(gè)子階段所采用的信息化系統(tǒng)有所不同，其框圖如下圖所示。圖3-3產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段中不同環(huán)節(jié)所需要的信息化系統(tǒng)3.2產(chǎn)品設(shè)計(jì)信息化系統(tǒng)

（一）基于TRIZ理論的CAI系統(tǒng)CAI（計(jì)算機(jī)輔助創(chuàng)新技術(shù)）作為工程領(lǐng)域又一個(gè)重要的計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)而出現(xiàn)，和其他CAX技術(shù)一樣，它得益于相關(guān)的先進(jìn)創(chuàng)新理論、方法的發(fā)展及其和計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷融合。傳統(tǒng)的創(chuàng)新方法更多是依賴心理因素，具有很大的隨機(jī)性和偶然性，創(chuàng)新效果也很難保證。TRIZ理論是一種在前人創(chuàng)新成果與創(chuàng)新方法基礎(chǔ)上的提升和集成，強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)中存在的矛盾，而不是逃避矛盾，其目標(biāo)是完全解決矛盾，獲得最終的理想解，它是基于技術(shù)的發(fā)展演化規(guī)律研究整個(gè)設(shè)計(jì)與開發(fā)過程。即：TRIZ理論的發(fā)展催生了計(jì)算機(jī)輔助創(chuàng)新。基于TRIZ的著名CAI系統(tǒng)有：美國億維訊公司（IWINT，Inc.）的Pro/Innovator軟件、美國的Inventionmachine公司的TechOptimizer、IdeationInternational公司的InnovationWorkBench（IWB）、德國的TriSolve公司的TriSolver2.1等。我國商品化的CAI軟件有河北工業(yè)大學(xué)TRIZ研究中心的InventionTool軟件。3.2產(chǎn)品設(shè)計(jì)信息化系統(tǒng)3.2產(chǎn)品設(shè)計(jì)信息化系統(tǒng)基于TRIZ理論的CAI技術(shù)和系統(tǒng)CAI(計(jì)算機(jī)輔助創(chuàng)新，ComputerAidedInnovation)是新產(chǎn)品開發(fā)中的一項(xiàng)關(guān)鍵基礎(chǔ)技術(shù)，它是以近年來在歐美國家迅速發(fā)展的創(chuàng)新問題解決理論(TRIZ)研究為基礎(chǔ)，結(jié)合本體論(Ontology)、現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法學(xué)、計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)等多領(lǐng)域科學(xué)知識(shí)，綜合而成的創(chuàng)新技術(shù)。產(chǎn)品創(chuàng)新技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則40個(gè)發(fā)明原理發(fā)明問題解決算法物場模型分析最終理想解物理矛盾分離方法矛盾矩陣創(chuàng)新原理科學(xué)效應(yīng)知識(shí)庫發(fā)明問題標(biāo)準(zhǔn)解法TRIZ理論體系TRIZ理論的九把利劍1、八大進(jìn)化法則：預(yù)測技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化模式和產(chǎn)品成熟度；2、最終理想解：系統(tǒng)的進(jìn)化總是向著更理想化的方向發(fā)展；3、40個(gè)發(fā)明原理：濃縮250萬份專利背后所隱藏的共性發(fā)明原理；4、39個(gè)工程參數(shù)和矛盾矩陣：為解決問題直接提供化解矛盾的發(fā)明工具；5、物理矛盾的分離原理：分離原理是針對(duì)物理矛盾的解決而提出的；6、物場模型分析：用于建立與已存在的系統(tǒng)或新技術(shù)系統(tǒng)問題相聯(lián)系的功能模型；7、發(fā)明問題的標(biāo)準(zhǔn)解法：5級(jí)共76個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解法，可以將標(biāo)準(zhǔn)問題在一兩步中快速進(jìn)行解決；8、發(fā)明問題標(biāo)準(zhǔn)算法（ARIZ)：針對(duì)非標(biāo)準(zhǔn)問題而提出的一套解決算法；9、物理效應(yīng)和現(xiàn)象知識(shí)庫：將物理現(xiàn)象和效應(yīng)應(yīng)用在問題解決過程中。17技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化八大法則1、技術(shù)系統(tǒng)的S曲線進(jìn)化法則；2、提高理想化法則；3、子系統(tǒng)不均衡進(jìn)化法則；4、動(dòng)態(tài)性進(jìn)化法則；5、向超系統(tǒng)進(jìn)化法則；6、子系統(tǒng)協(xié)調(diào)性法則；7、向微觀級(jí)和場的應(yīng)用進(jìn)化法則；8、向自動(dòng)化方向進(jìn)化法則。18技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則之一

－S曲線進(jìn)化法則、

一個(gè)技術(shù)系統(tǒng)的進(jìn)化一般經(jīng)歷4個(gè)階段，典型的S曲線是描述一個(gè)技術(shù)系統(tǒng)的完整生命周期。當(dāng)一個(gè)技術(shù)系統(tǒng)的進(jìn)化完成4個(gè)階段后，必然會(huì)出現(xiàn)一個(gè)新的技術(shù)系統(tǒng)來替代它，如此不斷的替代。嬰兒期衰退期成長期成熟期19技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則之二

－提高理想度法則最理想的技術(shù)系統(tǒng)：“它既不消耗任何資源，但卻能夠?qū)崿F(xiàn)所有必要的功能”（作為物理實(shí)體它并不存在）技術(shù)系統(tǒng)是沿著提高其理想度，向最理想系統(tǒng)的方向進(jìn)化提高理想度法則是所有進(jìn)化法則的基礎(chǔ)。20技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則之三

－子系統(tǒng)不均衡進(jìn)化法則技術(shù)系統(tǒng)由多個(gè)實(shí)現(xiàn)各自不同功能的子系統(tǒng)組成。子系統(tǒng)不均衡進(jìn)化法則包含著：任何技術(shù)系統(tǒng)中的每一個(gè)子系統(tǒng)都是沿著各自的S曲線進(jìn)化的；組成技術(shù)系統(tǒng)所包含的各個(gè)子系統(tǒng)都是不同步、不均衡進(jìn)化的；整個(gè)技術(shù)系統(tǒng)的進(jìn)化速度取決于系統(tǒng)中發(fā)展最慢的即最不理想的子系統(tǒng)（木桶原理）利用這一法則的知識(shí)，可以幫助創(chuàng)造者及時(shí)發(fā)現(xiàn)并改進(jìn)最不理想的子系統(tǒng)．21技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則之四

－（結(jié)構(gòu)）動(dòng)態(tài)性進(jìn)化法則沿著增加系統(tǒng)可移動(dòng)性的方向發(fā)展沿著增加系統(tǒng)的柔性方向發(fā)展沿著增加系統(tǒng)可控性方向發(fā)展22剛體單鉸鏈多鉸鏈柔性體液體/氣體場系統(tǒng)的柔性進(jìn)化23不同產(chǎn)品技術(shù)的進(jìn)化路徑剛性單鉸鏈多鉸鏈柔性氣體、液體場24切割技術(shù)的動(dòng)態(tài)性進(jìn)化水切割激光切割線切割機(jī)床25技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則之五

－向超系統(tǒng)進(jìn)化法則技術(shù)系統(tǒng)首先向系統(tǒng)的合成方向發(fā)展技術(shù)系統(tǒng)的簡化子系統(tǒng)雙系統(tǒng)多系統(tǒng)單系統(tǒng)超系統(tǒng)此時(shí)，子系統(tǒng)功能得到加強(qiáng)的同時(shí)，也簡化了原有的系統(tǒng)。26飛機(jī)燃油系統(tǒng)向超系統(tǒng)躍遷

—空中加油機(jī)實(shí)例、超系統(tǒng)空中加油機(jī)系統(tǒng)受油機(jī)輸油管子系統(tǒng)超系統(tǒng)27技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則之六

－子系統(tǒng)協(xié)調(diào)性進(jìn)化法則組成技術(shù)系統(tǒng)的各個(gè)子系統(tǒng)、各個(gè)部件在保持協(xié)調(diào)的前提下，充分發(fā)揮各自的功能。表現(xiàn)在：結(jié)構(gòu)上協(xié)調(diào)。比如：早期積木只能摞、搭；現(xiàn)代積木可自由組合、隨意插合成不同的形狀。性能參數(shù)的協(xié)調(diào)。比如：網(wǎng)球拍需要考慮兩個(gè)性能參數(shù)的協(xié)調(diào)：一方面要將球拍整體重量降低，以提高其靈活性；同時(shí)要增加球拍頭部重量，以保證產(chǎn)生更大的揮拍力量。工作節(jié)奏和頻率上的協(xié)調(diào)。比如吸塵器．吸力太大，吸嘴會(huì)粘住地毯．28(a)積木(c)

澆灌混凝土(b)網(wǎng)球拍結(jié)構(gòu)、性能、節(jié)奏和頻率的協(xié)調(diào)性29技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則之七

－向微觀級(jí)和場的應(yīng)用進(jìn)化法則技術(shù)系統(tǒng)：元件：場的應(yīng)用：微觀宏觀微觀最初的尺寸原子、基本粒子尺寸高效場和增加場效率的方向30錄音機(jī)隨身聽便攜CD機(jī)mp3耳環(huán)播放機(jī)播放機(jī)向微觀的進(jìn)化31計(jì)算機(jī)從宏觀進(jìn)化到微觀10210110010－110－210－310－410－510－610-710－810－9量子計(jì)算機(jī)32通信產(chǎn)品的波長從宏觀進(jìn)化到微觀10210110010－110－210－310－410－510－610-710－810－9波長約300-3米波長約1-0.1米波長約0.1米-3納米向微觀進(jìn)化法則意味著：從最初的尺寸向原子、基本粒子的尺寸進(jìn)化，同時(shí)能夠更好的實(shí)現(xiàn)相同的甚至更好的功能33技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則之八

－向自動(dòng)化方向進(jìn)化法則

技術(shù)系統(tǒng)：摒棄那些機(jī)械的、重復(fù)的、枯燥無味的手工操作，實(shí)現(xiàn)并提高技術(shù)系統(tǒng)功能的效益，解放人們?nèi)ネ瓿筛哂袆?chuàng)造性的工作。產(chǎn)品創(chuàng)新技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則40個(gè)發(fā)明原理發(fā)明問題解決算法物場模型分析最終理想解物理矛盾分離方法矛盾矩陣創(chuàng)新原理科學(xué)效應(yīng)知識(shí)庫發(fā)明問題標(biāo)準(zhǔn)解法TRIZ理論體系35矛盾的解決辦法傳統(tǒng)設(shè)計(jì)是在矛盾雙方取得折中方案，矛盾并沒有徹底克服和解決TRIZ理論的核心是建立了基于消除矛盾的邏輯方法。使設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過程中不斷地發(fā)現(xiàn)并解決矛盾，推動(dòng)產(chǎn)品的不斷進(jìn)化，從一個(gè)狀態(tài)進(jìn)化到一個(gè)新的狀態(tài)，向著理想化創(chuàng)新產(chǎn)品設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)。36技術(shù)系統(tǒng)矛盾的分類：

技術(shù)矛盾物理矛盾技術(shù)系統(tǒng)矛盾的兩大類37什么是技術(shù)矛盾？由表述系統(tǒng)性能的兩個(gè)參數(shù)所構(gòu)成的矛盾稱之謂技術(shù)矛盾當(dāng)用已知的方法去改善系統(tǒng)的一部分或一個(gè)參數(shù)時(shí)，該系統(tǒng)的其它部分或參數(shù)就要不可容忍地變壞的現(xiàn)象．常表現(xiàn)為一個(gè)系統(tǒng)中兩個(gè)子系統(tǒng)之間的矛盾：

1）在一個(gè)子系統(tǒng)中引入一種有用功能，導(dǎo)致另一個(gè)子系統(tǒng)產(chǎn)生一種有害功能或加強(qiáng)了已存在的一種有害功能；

2）消除一種有害功能導(dǎo)致另一個(gè)子系統(tǒng)有用功能降低；

3）有用功能的加強(qiáng)或有害功能的減少導(dǎo)致另一個(gè)子系統(tǒng)或系統(tǒng)變得復(fù)雜化。38解決產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)矛盾的三步驟描述問題，建立問題模型確定技術(shù)矛盾（確定兩個(gè)通用工程參數(shù)）發(fā)明原理待解決的問題最終解決方案第三步：應(yīng)用第一步：分析技術(shù)系統(tǒng)第二步：解決技術(shù)矛盾（應(yīng)用矛盾矩陣）如果由矛盾矩陣所有給出的原理都完全不能應(yīng)用，則需重新確定技術(shù)矛盾，再做一遍，直到找出可操作的解決方案。39技術(shù)系統(tǒng)分析方向準(zhǔn)確分析技術(shù)系統(tǒng)，技術(shù)矛盾即可輕松獲解！分析方向：了解組成系統(tǒng)的各個(gè)部分（子系統(tǒng)）、系統(tǒng)所從屬的上級(jí)系統(tǒng)以及問題本身的根源；了解整個(gè)系統(tǒng)的持續(xù)情況：系統(tǒng)的過去、現(xiàn)在以及將來在各個(gè)子系統(tǒng)就上級(jí)系統(tǒng)可以發(fā)展的情況。40如何描述問題確定技術(shù)矛盾？1、問題是什么？2、現(xiàn)在有什么解決方案？3、這個(gè)解決方案有什么問題？利用39個(gè)通用工程參數(shù)（技術(shù)特性）來描述需要改善的特性和可能惡化的特性。產(chǎn)品創(chuàng)新技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則40個(gè)發(fā)明原理發(fā)明問題解決算法物場模型分析最終理想解物理矛盾分離方法矛盾矩陣創(chuàng)新原理科學(xué)效應(yīng)知識(shí)庫發(fā)明問題標(biāo)準(zhǔn)解法TRIZ理論體系4240個(gè)發(fā)明原理

－用有限的40條原理來解決無限的發(fā)明問題。

阿奇舒勒通過對(duì)250萬份發(fā)明專利的研究發(fā)現(xiàn)，大約只有20％左右的專利才稱得上是真正的創(chuàng)新，其它80％的專利往往早已在其它的產(chǎn)業(yè)中出現(xiàn)并被應(yīng)用過。阿奇舒勒?qǐng)?jiān)信發(fā)明問題的原理是客觀存在的，設(shè)計(jì)者掌握這些原理，就可以大大提高發(fā)明的效率、縮短發(fā)明的周期，而且能使發(fā)明過程更具有可預(yù)見性。為此，阿奇舒勒對(duì)大量的專利進(jìn)行研究、分析、總結(jié)、提煉出了TRIZ中最重要的、具有普遍用途的40個(gè)發(fā)明原理。當(dāng)前，40個(gè)發(fā)明原理已經(jīng)從傳統(tǒng)的工程領(lǐng)域擴(kuò)展到微電子、醫(yī)學(xué)、管理、文化、教育等社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域問題。40個(gè)發(fā)明原理的廣泛應(yīng)用，導(dǎo)致不計(jì)其數(shù)新的專利發(fā)明的產(chǎn)生。4340個(gè)創(chuàng)新原理01、分割原理02、抽出原理03、局部特性原理04、不對(duì)稱原理05、合并原理06、多功能原理07、嵌套原理08、質(zhì)量補(bǔ)償原理09、預(yù)先反作用原理10、預(yù)先作用原理11、預(yù)置防范原理12、等勢原理13、反向作用原理14、曲面化原理15、動(dòng)態(tài)化原理16、不足或過度作用原理17、多維化原理18、振動(dòng)原理19、周期性作用原理20、有效持續(xù)作用原理21、急速作用原理22、變害為益原理23、反饋原理24、中介物原理25、自助原理26、復(fù)制原理27、一次性用品替代原理28、替換機(jī)械系統(tǒng)原理29、氣壓或液壓結(jié)構(gòu)替代原理30、柔性殼體或薄膜結(jié)構(gòu)原理31、多孔材料原理32、變換顏色原理33、同質(zhì)性原理34、自棄與修復(fù)原理35、改變狀態(tài)原理36、相變原理37、熱膨脹原理38、強(qiáng)氧化作用原理39、惰性（或真空）環(huán)境原理40、復(fù)合材料原理4401、分割原理

將物體分割成相互獨(dú)立的部分；使物體成為可組合的（易于拆卸和組裝）的部分；提高物體的分割程度或分散程度；4501、分割原理將卡車分成牽引車頭和拖車組合家具百葉窗拉圾桶活動(dòng)房屋將物體分割成相互獨(dú)立的部分使物體成為可組合的（易于拆卸和組裝）的部分提高物體的分割程度或分散程度4639個(gè)通用工程參數(shù)幾何參數(shù)：長度、面積、體積、形狀一般物理參數(shù)：重量、速度、力、應(yīng)力/壓強(qiáng)、溫度、光照度系統(tǒng)參數(shù)：作用于物體的有害因素、物體產(chǎn)生的有害因素功率參數(shù)；物體的能量消耗、功率技術(shù)參數(shù)：操作時(shí)間、可靠性、強(qiáng)度、適用性和通用性、可制造性/可操作性/可維護(hù)性、制造精度、設(shè)計(jì)復(fù)雜性、自動(dòng)化程度、生產(chǎn)率、對(duì)象的穩(wěn)定性與測量有關(guān)的參數(shù)：測量的必要性、測量精度損失參數(shù)：能量損失、物質(zhì)損失、信息損失、時(shí)間損失47矛盾矩陣表的組成阿奇舒勒將39個(gè)通用工程參數(shù)和40條發(fā)明原理有機(jī)地聯(lián)系起來，建立起對(duì)應(yīng)關(guān)系，整理成39×39的矛盾矩陣表（詳見（《創(chuàng)新制勝》附錄）。矛盾矩陣的第1行、列為39個(gè)通用工程參數(shù)的編碼，第2行、列分別為39個(gè)通用工程參數(shù)的名稱。但是，縱行表示要改善的參數(shù)，橫行表示會(huì)惡化的參數(shù)。39×39個(gè)通用工程參數(shù)從行、列兩個(gè)緯度構(gòu)成矩陣的方格共1521個(gè)，在其中1263個(gè)方格中，均列有幾個(gè)數(shù)字，這幾個(gè)數(shù)字就是由TRIZ推出的解決對(duì)應(yīng)工程矛盾的發(fā)明原理的編碼。按照編碼查“40條發(fā)明創(chuàng)造原理”表，即可得到該編碼的實(shí)際含義。使用者根據(jù)系統(tǒng)中產(chǎn)生矛盾的2個(gè)通用工程參數(shù)，從矛盾矩陣表中直接查找出化解矛盾的發(fā)明原理，并使用這些原理來解決問題。48矛盾矩陣表1333.2產(chǎn)品設(shè)計(jì)信息化系統(tǒng)（二）CAI常用的產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法（1）原理創(chuàng)新。一般是從產(chǎn)品的功能要求出發(fā)，通過技術(shù)分析，尋求產(chǎn)品創(chuàng)新的過程。它主要是把復(fù)雜的設(shè)計(jì)要求通過功能關(guān)系的分析抽象為簡單的模式，以便尋求能滿足設(shè)計(jì)對(duì)象主要功能關(guān)系的原理方案。（2）功能創(chuàng)新。主要依賴于市場需求的分析結(jié)果。在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，主要靠人工來完成。隨著信息技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，特別是數(shù)據(jù)庫、信息管理、人工智能等技術(shù)的深入應(yīng)用，最終必將使計(jì)算機(jī)在輔助產(chǎn)品功能創(chuàng)新中發(fā)揮其巨大的作用。（3）布局創(chuàng)新。主要是指對(duì)整個(gè)產(chǎn)品按功能進(jìn)行分解或組合，從而劃分為若干個(gè)組件單元，然后通過產(chǎn)品布局的空間排列、配置方式和尺度變化等三要素的變化來實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品創(chuàng)新的過程。3.2產(chǎn)品設(shè)計(jì)信息化系統(tǒng)（4）形狀創(chuàng)新。主要是指對(duì)經(jīng)過原理方案實(shí)體化后的初始產(chǎn)品形狀，在遵循基本的形狀法則的基礎(chǔ)上，通過形狀變換操作而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品創(chuàng)新的過程。（5）結(jié)構(gòu)創(chuàng)新。主要是指創(chuàng)新設(shè)計(jì)后期對(duì)方案進(jìn)行初步結(jié)構(gòu)化過程中的產(chǎn)品創(chuàng)新過程。這一過程從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的角度出發(fā)，對(duì)構(gòu)成產(chǎn)品的各個(gè)部件進(jìn)行初步結(jié)構(gòu)化，以達(dá)到與后續(xù)設(shè)計(jì)的銜接，同時(shí)體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)上的創(chuàng)新性。（6）集成創(chuàng)新。集成創(chuàng)新是利用各種信息技術(shù)、管理技術(shù)與工具等，對(duì)各個(gè)創(chuàng)新要素和創(chuàng)新內(nèi)容進(jìn)行選擇、集成和優(yōu)化，形成優(yōu)勢互補(bǔ)的有機(jī)整體的動(dòng)態(tài)創(chuàng)新過程。強(qiáng)調(diào)靈活性，重視質(zhì)量和產(chǎn)品多樣化。3.2產(chǎn)品設(shè)計(jì)信息化系統(tǒng)（三）基于TRIZ的Pro/Innovator創(chuàng)新設(shè)計(jì)應(yīng)用Pro/Innovator解決創(chuàng)新問題的流程如圖所示。圖3-4Pro/Innovator解決創(chuàng)新問題的流程圖

3.2產(chǎn)品設(shè)計(jì)信息化系統(tǒng)53實(shí)例一：坦克裝甲的改進(jìn)法國“雷諾FT-17”式坦克戰(zhàn)斗全重：7

噸裝甲：22mm德國“虎2”式重型坦克戰(zhàn)斗全重：69.8

噸炮塔前部裝甲：185mm54問題描述↑裝甲抗打擊能力↑裝甲厚度戰(zhàn)斗全重↑整車重量增加引起的一系列后果：

坦克的機(jī)動(dòng)性能降低

坦克的耗油量增加55一、對(duì)問題進(jìn)行抽象抽象矛盾矩陣具化待解決的問題問題模型：技術(shù)矛盾解模型：創(chuàng)新原理最終解決方案（一）（二）（三）56定義矛盾的過程第一步：問題是什么？

為了提高坦克在戰(zhàn)場上的生存能力，需要提高裝甲的抗打擊能力第二步：現(xiàn)在有什么解決方案？增加裝甲的厚度，以便提高裝甲的強(qiáng)度第三步：這個(gè)解決方案有什么問題？裝甲厚度增加后，坦克的戰(zhàn)斗全重增加

57建立原問題的問題模型強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)物體的重量58利用矛盾矩陣求解問題模型1405901、分割原理08、重量補(bǔ)償原理40、復(fù)合材料原理15、動(dòng)態(tài)特性原理TRIZ推薦的創(chuàng)新原理（解決方案模型）60三、回到問題:“坦克裝甲的改進(jìn)”強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)物體的重量改善的參數(shù)：裝甲抗打擊能力惡化的參數(shù)：戰(zhàn)斗全重原問題：問題模型：解決方案模型：01、分割原理08、重量補(bǔ)償原理40、復(fù)合材料原理15、動(dòng)態(tài)特性原理61裝甲改進(jìn)方案（最終解決方案）01、分割原理40、復(fù)合材料原理15、動(dòng)態(tài)特性原理復(fù)合裝甲a）陶瓷復(fù)合裝甲(“喬巴姆”裝甲)；b）貧鈾裝甲；c)縫隙裝甲；均質(zhì)鋼裝甲1裝甲陶瓷均質(zhì)鋼裝甲262改進(jìn)結(jié)果戰(zhàn)斗全重：52噸車體正面：110mm美國“M60A1”坦克3.2產(chǎn)品設(shè)計(jì)信息化系統(tǒng)3.2產(chǎn)品設(shè)計(jì)信息化系統(tǒng)實(shí)例三某造紙廠用圓木做造紙?jiān)?。圓木由卸載處直接用傳送帶運(yùn)往切削機(jī)進(jìn)行加工。為了使切削流程順利完成，圓木最好與傳送帶軸線方向一致。由于圓木卸下時(shí)是雜亂的堆砌在傳送帶上的，所以需要在傳送過程中增加一個(gè)圓木定向的工序。這一操作如果由機(jī)器人完成，則成本太高，結(jié)構(gòu)也非常復(fù)雜。針對(duì)這一問題，應(yīng)用Pro/Innovator相關(guān)模塊逐步分析如下：3.2產(chǎn)品設(shè)計(jì)信息化系統(tǒng)（1）問題分析首先明確解決此問題的目的：不對(duì)系統(tǒng)做大的改動(dòng)，在傳送過程中即可實(shí)現(xiàn)圓木的定向。利用系統(tǒng)分析原理找出產(chǎn)生此問題的區(qū)域：傳送帶與圓木相互作用的區(qū)域。根據(jù)解決創(chuàng)新問題的模型可得到提示——利用系統(tǒng)中已有的資源實(shí)現(xiàn)所需的功能。而系統(tǒng)在此區(qū)域中的唯一資源是傳送帶。可得到問題：如何利用傳送帶自身實(shí)現(xiàn)圓木的定向?借助Pro/Innovator中的問題分析功能從上述問題描述中抽取出本質(zhì)的問題。經(jīng)過分析找出實(shí)際問題中的矛盾：為定向圓木，傳送帶表面的不同點(diǎn)需要有不同的速度；為傳送圓木，傳送帶表面需要以同一速度運(yùn)動(dòng)。3.2產(chǎn)品設(shè)計(jì)信息化系統(tǒng)（2）解決問題(消除矛盾)問題矛盾確定之后，根據(jù)Pro/Innovator中的創(chuàng)新原理提示，經(jīng)過分析，采用“分割”原理，將互相矛盾的要求分別用相互獨(dú)立的部件實(shí)現(xiàn)：整個(gè)傳送帶以生產(chǎn)所需的速度向前運(yùn)動(dòng)，它的附加部件則以不同的速度運(yùn)動(dòng)。（3）最終方案將傳送帶設(shè)計(jì)成三個(gè)部分：中間的主體部分以生產(chǎn)所需的速度運(yùn)動(dòng)，將圓木送往砍削機(jī)；兩邊的傳送帶則以一定的相對(duì)速度向相反方向“錯(cuò)動(dòng)”，摩擦圓木，調(diào)整圓木的方向，逐漸使其軸線方向與傳送帶軸向一致，從而達(dá)到定向的目的。3.2產(chǎn)品設(shè)計(jì)信息化系統(tǒng)課堂討論：如何進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)？試舉例說明3.2產(chǎn)品設(shè)計(jì)信息化系統(tǒng)CAE技術(shù)和系統(tǒng)CAE（計(jì)算機(jī)輔助工程，ComputerAidedEngineering）是實(shí)現(xiàn)重大工程和工業(yè)產(chǎn)品計(jì)算分析、模擬仿真與優(yōu)化設(shè)計(jì)的工程軟件。CAE軟件是計(jì)算力學(xué)、計(jì)算數(shù)學(xué)、相關(guān)的工程科學(xué)、工程管理學(xué)與現(xiàn)代計(jì)算機(jī)科學(xué)和技術(shù)相結(jié)合，而形成的一種綜合性、知識(shí)密集型信息產(chǎn)品。CAD:Solidworks;Proe;Croe;……CAE:Ansys;Abacus;……3.2產(chǎn)品設(shè)計(jì)信息化系統(tǒng)（一）CAE系統(tǒng)CAE技術(shù)的關(guān)鍵是在三維實(shí)體建模的基礎(chǔ)上，從產(chǎn)品的方案設(shè)計(jì)階段開始，按照實(shí)際使用的條件進(jìn)行仿真和結(jié)構(gòu)分析；按照性能要求進(jìn)行設(shè)計(jì)和綜合評(píng)價(jià)，以便從多個(gè)設(shè)計(jì)方案中選擇最佳方案。CAE系統(tǒng)不像CAD系統(tǒng)那樣比較單一，其涉及的系統(tǒng)和方法很多，主要有有限元法技術(shù)、模態(tài)分析法技術(shù)、仿真技術(shù)、優(yōu)化設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)等方面。（1）有限單元分析法。用計(jì)算機(jī)把復(fù)雜的零件形體自動(dòng)分割成有限個(gè)形狀簡單的小塊（稱網(wǎng)格單元），然后逐個(gè)分析、計(jì)算這些小單元體的變形，并按一定的關(guān)系求得零件的總變形。（2）模態(tài)分析法（modality）。模態(tài)分析是研究結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性一種近代方法，是系統(tǒng)辨別方法在工程振動(dòng)領(lǐng)域中的應(yīng)用。3.2產(chǎn)品設(shè)計(jì)信息化系統(tǒng)（3）仿真技術(shù)。仿真技術(shù)是一門多學(xué)科的綜合性技術(shù)，它以控制論、系統(tǒng)論、相似原理和信息技術(shù)為基礎(chǔ)，以計(jì)算機(jī)和專用設(shè)備為工具，利用系統(tǒng)模型對(duì)實(shí)際的或設(shè)想的系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)試驗(yàn)。包括：物流仿真運(yùn)動(dòng)仿真制造過程仿真產(chǎn)品裝配仿真虛擬樣機(jī)與產(chǎn)品工作性能評(píng)測（4）優(yōu)化設(shè)計(jì)。CAE系統(tǒng)采用參數(shù)優(yōu)化方法進(jìn)行方案優(yōu)選，使方案設(shè)計(jì)考慮的因素更為精細(xì)、全面和合理。不同的產(chǎn)品往往有不同的方案優(yōu)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)。（5）可靠性分析。通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行可靠性分析，使工程師能過預(yù)測和改善其設(shè)計(jì)方案的疲勞性能，減少可靠性試驗(yàn)次數(shù)。3.2產(chǎn)品設(shè)計(jì)信息化系統(tǒng)（二）CAE技術(shù)在汽車產(chǎn)品開發(fā)中的應(yīng)用CAE則是在保證產(chǎn)品設(shè)計(jì)的質(zhì)量、壽命、性能、成本等方面發(fā)揮著重要作用。CAE技術(shù)在汽車產(chǎn)品開發(fā)中效果突出，其分析方法的準(zhǔn)確性和精確性已得到普遍認(rèn)可，幾乎所有的中國汽車企業(yè)都采用了CAE技術(shù)。運(yùn)用CAE仿真技術(shù)，對(duì)“原型車”和開發(fā)車系統(tǒng)進(jìn)行仿真，可以在概念設(shè)計(jì)階段就精確地預(yù)測和控制零部件乃至整車的性能和結(jié)構(gòu)可靠性，從而在開發(fā)初期就能使未來產(chǎn)品性能和結(jié)構(gòu)指標(biāo)得到保證。CAE技術(shù)的采用可以節(jié)約大量成本和時(shí)間。例如福特汽車2000年應(yīng)用CAE技術(shù)后，新車型開發(fā)周期從36個(gè)月降低到12～18個(gè)月；開發(fā)后期設(shè)計(jì)修改率減少50%；原型車制造和試驗(yàn)成本減少50%；投資收益提高50%。3.2產(chǎn)品設(shè)計(jì)信息化系統(tǒng)CAD技術(shù)和系統(tǒng)

CAD（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，ComputerAidedDesign）是用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)協(xié)助產(chǎn)生、修改、分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)的技術(shù)。CAD技術(shù)將計(jì)算機(jī)高速、海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及處理和挖掘能力與人的綜合分析及創(chuàng)造性思維能力結(jié)合起來，對(duì)加速工程和產(chǎn)品的開發(fā)、縮短設(shè)計(jì)制造周期、提高質(zhì)量、降低成本、增強(qiáng)企業(yè)市場競爭能力與創(chuàng)新能力發(fā)揮著重要作用。3.2產(chǎn)品設(shè)計(jì)信息化系統(tǒng)現(xiàn)代CAD系統(tǒng)的功能主要有：設(shè)計(jì)組件重用；簡易的設(shè)計(jì)修改和版本控制功能；設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)組件的自動(dòng)產(chǎn)生；設(shè)計(jì)是否滿足要求和實(shí)際規(guī)則的檢驗(yàn)；無需建立物理原型的設(shè)計(jì)模擬；裝配件(一堆零件或者其他裝配件)的自動(dòng)設(shè)計(jì)；工程文檔的輸出，例如制造圖紙，材料明細(xì)表；設(shè)計(jì)到生產(chǎn)設(shè)備的直接輸出；到快速原型或快速制造工業(yè)原型的機(jī)器的直接輸出。3.2產(chǎn)品設(shè)計(jì)信息化系統(tǒng)根據(jù)CAD系統(tǒng)模型的特點(diǎn)，CAD系統(tǒng)一般被分為二維CAD系統(tǒng)和三維CAD系統(tǒng)。（一）二維CAD系統(tǒng)二維CAD系統(tǒng)將工程設(shè)計(jì)圖紙看成是點(diǎn)、線、圓、弧、文本等幾何元素的集合，系統(tǒng)內(nèi)表達(dá)的任何設(shè)計(jì)都變成了幾何圖形，所依據(jù)的數(shù)學(xué)模型是純幾何模型，系統(tǒng)記錄了這些圖素的幾何特征。右圖所示為二維CAD系統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型圖3-5二維CAD系統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型3.2產(chǎn)品設(shè)計(jì)信息化系統(tǒng)（二）三維CAD系統(tǒng)三維CAD系統(tǒng)的核心是產(chǎn)品的三維模型。三維模型是在計(jì)算機(jī)中將產(chǎn)品的實(shí)際形狀表示成為三維的模型，模型中包括了與產(chǎn)品幾何體結(jié)構(gòu)有關(guān)的點(diǎn)、線、面、體的各種信息。計(jì)算機(jī)三維模型的描述已經(jīng)歷了從線框模型、表面模型到實(shí)體模型的發(fā)展，所表達(dá)的幾何體信息越來越完整和準(zhǔn)確，能“設(shè)計(jì)”的范圍越來越廣。3.2產(chǎn)品設(shè)計(jì)信息化系統(tǒng)三維CAD的特點(diǎn)：（1）設(shè)計(jì)過程直觀、設(shè)計(jì)效率高；（2）三維特征和參數(shù)化功能更加準(zhǔn)確地表達(dá)設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)意圖，使設(shè)計(jì)過程更加符合設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)習(xí)慣和思維方式，從而使設(shè)計(jì)人員可以更加專注于產(chǎn)品設(shè)計(jì)本身，而不是產(chǎn)品的圖形表示。（3）三維CAD系統(tǒng)具有高級(jí)的曲面造型工具，能夠構(gòu)造各種復(fù)雜的產(chǎn)品形狀。（4）利用三維的產(chǎn)品模型可以進(jìn)行產(chǎn)品的裝配設(shè)計(jì)。（5）通過賦予零部件一定的物理屬性就可以進(jìn)行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分析和各種物理特性計(jì)算。（6）產(chǎn)品的三維模型可以直接通過投影自動(dòng)生成二維工程圖；（7）設(shè)計(jì)結(jié)果也可以為后續(xù)設(shè)計(jì)模塊，如工程分析、數(shù)控加工等應(yīng)用。（8）三維造型系統(tǒng)能方便地與CAE系統(tǒng)集成，支持結(jié)構(gòu)分析的前后處理和設(shè)計(jì)仿真等復(fù)雜設(shè)計(jì)過程，方便地與工藝和輔助制造系統(tǒng)集成，能提供數(shù)控加工所需的信息；（9）三維CAD系統(tǒng)價(jià)格相對(duì)較貴；需要巨大的信息存儲(chǔ)空間，對(duì)硬件的要求較高；對(duì)用戶的知識(shí)和操作技巧要求較高，掌握起來比較困難。3.產(chǎn)品技術(shù)信息化CONTENTSPAGE3.1產(chǎn)品技術(shù)信息化概述3.2產(chǎn)品設(shè)計(jì)信息化系統(tǒng)3.3產(chǎn)品制造信息化系統(tǒng)3.4產(chǎn)品技術(shù)信息化集成技術(shù)3.3產(chǎn)品制造信息化系統(tǒng)產(chǎn)品制造信息化系統(tǒng)概述制造階段包括產(chǎn)品工藝設(shè)計(jì)、數(shù)控加工編程、制造質(zhì)量管理和產(chǎn)品測試等階段。產(chǎn)品工藝設(shè)計(jì)階段：需要按照設(shè)計(jì)圖紙，根據(jù)訂單要求，結(jié)合企業(yè)的制造裝備，進(jìn)行產(chǎn)品工藝計(jì)劃編制，提供給制造車間有關(guān)產(chǎn)品的工藝文件。在該階段，主要采用計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)（CAPP）技術(shù)。數(shù)控加工編程階段：需要按照設(shè)計(jì)圖紙，根據(jù)企業(yè)的數(shù)控加工機(jī)床的特點(diǎn)，進(jìn)行數(shù)控加工編程，提供給制造車間有關(guān)零件的數(shù)控程序。在該階段，主要采用計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）技術(shù)。產(chǎn)品制造和裝配階段：需要對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量進(jìn)行管理，主要采用計(jì)算機(jī)輔助質(zhì)量管理（CAQ）技術(shù)。產(chǎn)品測試階段：隨著三坐標(biāo)測量機(jī)、虛擬儀器等的使用，將越來越多地采用計(jì)算機(jī)輔助測試（CAT）技術(shù)。3.3產(chǎn)品制造信息化系統(tǒng)產(chǎn)品制造階段各環(huán)節(jié)所需要的信息系統(tǒng)如下圖所示。圖3-6產(chǎn)品制造階段各環(huán)節(jié)所需要的信息系統(tǒng)3.3產(chǎn)品制造信息化系統(tǒng)CAPP技術(shù)和系統(tǒng)

CAPP(計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)，ComputerAidedProcessPlanning)是指借助于計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)和支撐環(huán)境，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)值計(jì)算、邏輯判斷和推理等功能來制定零件的機(jī)械加工工藝過程。CAPP系統(tǒng)的實(shí)施就是為了縮短工藝編制的時(shí)間，優(yōu)化工藝并實(shí)現(xiàn)工藝編制的自動(dòng)化，減輕工藝編制人員的勞動(dòng)強(qiáng)度；CAPP系統(tǒng)的應(yīng)用還可以使企業(yè)的工藝文件實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，實(shí)現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部數(shù)據(jù)的高度統(tǒng)一，標(biāo)準(zhǔn)化的工藝文件更加適合企業(yè)現(xiàn)代化的生產(chǎn)與管理環(huán)境，方便企業(yè)應(yīng)用PDM，ERP等系統(tǒng)。81工藝設(shè)計(jì)任務(wù)樹工藝設(shè)計(jì)確定毛坯類型確定表面特征元素制訂工藝流程工序設(shè)計(jì)識(shí)別工件材料類別確定毛坯類別外部特征元素內(nèi)部特征元素確定毛坯尺寸選擇表面的各準(zhǔn)備工序確定工藝流程內(nèi)容工序規(guī)劃機(jī)床選擇選擇裝夾方式通用工夾量具選擇專用工夾量具設(shè)計(jì)規(guī)劃工序內(nèi)容設(shè)計(jì)工序圖設(shè)計(jì)確定工序中的各工步內(nèi)容和次序工步設(shè)計(jì)工時(shí)成本計(jì)算選擇切削用量確定工藝尺寸選擇加工余量3.3產(chǎn)品制造信息化系統(tǒng)823.3產(chǎn)品制造信息化系統(tǒng)（一）CAPP系統(tǒng)的構(gòu)成（1）控制模塊?？刂颇K的主要任務(wù)是協(xié)調(diào)各模塊的運(yùn)行，使人機(jī)交互的窗口，實(shí)現(xiàn)人機(jī)之間的信息交流，控制零件信息的獲取方式；（2）零件信息輸入模塊。當(dāng)零件信息不能從CAD系統(tǒng)直接獲取時(shí)，用此模塊實(shí)現(xiàn)零件信息的輸入；（3）工藝過程設(shè)計(jì)模塊。工藝過程設(shè)計(jì)模塊進(jìn)行加工工藝流程的決策，產(chǎn)生工藝過程卡，供加工及生產(chǎn)管理部門使用；（4）工序決策模塊。工序決策模塊的主要任務(wù)是生成工序卡，對(duì)工序間尺寸進(jìn)行計(jì)算，生成工序圖；（5）工步?jīng)Q策模塊。工步?jīng)Q策模塊對(duì)工步內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)，確定切削用量，提供形成NC加工控制指令所需的刀位文件；3.3產(chǎn)品制造信息化系統(tǒng)（6）NC加工指令生成模塊。NC加工指令生成模塊依據(jù)工步?jīng)Q策模塊所提供的刀位文件，調(diào)用NC指令代碼系統(tǒng)，產(chǎn)生NC加工控制指令；（7）輸出模塊。輸出模塊可輸出工藝流程卡、工序卡、工步卡、工序圖及其他文檔，輸出亦可從現(xiàn)有工藝文件庫中調(diào)出各類工藝文件，利用編輯工具對(duì)現(xiàn)有工藝文件進(jìn)行修改的到所需的工藝文件；（8）加工過程動(dòng)態(tài)仿真。加工過程動(dòng)態(tài)仿真對(duì)所產(chǎn)生的加工過程進(jìn)行模擬，檢查工藝的正確性。85控制模塊：協(xié)調(diào)各模塊的運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)人機(jī)間信息交流，控制產(chǎn)品設(shè)計(jì)信息獲取方式零件信息獲取模塊：產(chǎn)品設(shè)計(jì)信息輸入工藝路線設(shè)計(jì)模塊：加工工藝流程決策，生成工藝過程卡工序決策模塊：選定加工設(shè)備、定位安裝方式、加工要求，生成工序卡輸出模塊：輸出工藝流程卡、工序和工步卡，工序圖…

工步?jīng)Q策模塊：選擇刀具軌跡、加工參數(shù)，確定加工質(zhì)量要求，生成工步卡及提供形成NC指令所需的刀位文件86產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫：存放CAD系統(tǒng)完成的產(chǎn)品設(shè)計(jì)信息制造資源數(shù)據(jù)庫：存放企業(yè)加工設(shè)備、工裝工具等制造資源的相關(guān)信息存工藝知識(shí)數(shù)據(jù)庫：存放產(chǎn)品制造工藝規(guī)則、工藝標(biāo)準(zhǔn)、工藝數(shù)據(jù)手冊、工藝信息處理的相關(guān)算法和工具…

典型案例數(shù)據(jù)庫：存放零件族典型零件的工序卡、工步卡、工藝流程圖、加工參數(shù)…，供系統(tǒng)參考使用制造工藝文件庫：存放CAPP系統(tǒng)生成的產(chǎn)品制造工藝信息，供輸出工藝文件、數(shù)控加工編程和生產(chǎn)管理與運(yùn)行控制系統(tǒng)使用編輯工具數(shù)據(jù)庫：存放工藝流程圖、工序卡、工步卡等系統(tǒng)輸入輸出模板、手工查詢工具和系統(tǒng)操作工具集…

3.3產(chǎn)品制造信息化系統(tǒng)CAPP系統(tǒng)按其工作原理可分為派生式、創(chuàng)成式和綜合式等。（1）派生式CAPP。派生式CAPP系統(tǒng)是利用零件的相似性來檢索現(xiàn)有工藝規(guī)程的一種軟件系統(tǒng)，該系統(tǒng)是建立在成組技術(shù)基礎(chǔ)上，按照零件幾何形狀或工藝的相似性歸類成族，建立該零件族零件的典型工藝規(guī)程。派生式CAPP系統(tǒng)的工作原理如右圖所示。（二）CAPP系統(tǒng)的分類圖3-7派生式CAPP系統(tǒng)工作原理3.3產(chǎn)品制造信息化系統(tǒng)（2）創(chuàng)成式CAPP。創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)應(yīng)是一個(gè)能綜合零件加工信息，自動(dòng)地為一個(gè)新零件創(chuàng)造工藝規(guī)程的系統(tǒng)。創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)工作原理圖如下圖所示。圖3-8創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)工作原理3.3產(chǎn)品制造信息化系統(tǒng)（3）綜合式CAPP。綜合式CAPP也稱半創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)，它綜合派生式CAPP與創(chuàng)成式CAPP的方法和原理，采取派生與自動(dòng)決策相結(jié)合的方法生成工藝規(guī)程。綜合式CAPP系統(tǒng)工作原理圖如下圖所示。圖3-9綜合式CAPP系統(tǒng)工作原理3.3產(chǎn)品制造信息化系統(tǒng)（三）CAPP系統(tǒng)的功能模型CAPP系統(tǒng)基本構(gòu)成視CAPP系統(tǒng)的工作原理、產(chǎn)品對(duì)象、規(guī)模大小不同而有較大的差異。其功能模型如下圖所示。圖3-10CAPP系統(tǒng)的功能模型3.3產(chǎn)品制造信息化系統(tǒng)（四）CAPP的關(guān)鍵技術(shù)——成組技術(shù)成組工藝（GroupTechnology）是把不同產(chǎn)品中的尺寸、形狀、工藝等相近似的零件組成一個(gè)個(gè)零件族，按零件族制定工藝進(jìn)行生產(chǎn)制造，這樣就擴(kuò)大了批量，減少了品種，便于采用高效率的生產(chǎn)方式，從而提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，為多品種、小批量生產(chǎn)提高經(jīng)濟(jì)效益開辟了一條途徑。3.3產(chǎn)品制造信息化系統(tǒng)CAM技術(shù)和系統(tǒng)CAM(計(jì)算機(jī)輔助制造，ComputerAidedManufacturing)利用計(jì)算機(jī)來進(jìn)行生產(chǎn)設(shè)備管理控制和操作的過程。如數(shù)字控制(NumericalControl，簡稱NC)和增材制造（3D打?。?。（一）數(shù)字控制技術(shù)數(shù)字控制(NumericalControl，NC)技術(shù)是用數(shù)字化信息進(jìn)行控制的自動(dòng)控制技術(shù)。采用數(shù)控技術(shù)控制的機(jī)床稱之為數(shù)控機(jī)床，數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)如下圖所示。常用的數(shù)控機(jī)床有數(shù)控車床、數(shù)控銑床、加工中心等。圖3-11數(shù)控機(jī)床的組成3.3產(chǎn)品制造信息化系統(tǒng)（二）增材制造（3D打?。┘夹g(shù)

增材制造（AdditiveManufacturing，AM）技術(shù)，俗稱3D打印。借助類似于打印機(jī)的數(shù)字化制造設(shè)備，以非去除加工的方式，分層制造，疊加出各類工業(yè)、日用產(chǎn)品或藝術(shù)品。該項(xiàng)技術(shù)發(fā)展已有20余年。3D打印技術(shù)無需傳統(tǒng)加工機(jī)床和工模具，據(jù)CAD圖形可直接制作形狀非常復(fù)雜的工件，通常只需切削法30％～50%的工時(shí)和20％～35%的成本。被譽(yù)為制造業(yè)的一場革命并獲得了廣泛的應(yīng)用。3.3產(chǎn)品制造信息化系統(tǒng)3D打印技術(shù)的獨(dú)特優(yōu)勢主要有：（1）無需機(jī)械加工或任何工裝模具，經(jīng)相應(yīng)的成形設(shè)備，利用計(jì)算機(jī)圖形數(shù)據(jù)生成任何形狀的三維實(shí)體；（2）大大縮短產(chǎn)品的研制周期，提高生產(chǎn)率并降低生產(chǎn)成本；（3）不受形狀復(fù)雜程度的限制，可以制造出傳統(tǒng)生產(chǎn)技術(shù)無法做成的復(fù)雜外形或內(nèi)腔；（4）讓設(shè)計(jì)能以最優(yōu)化的方式實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品功能，而無需顧及任何制造方法的困難；（5）原材料消耗可降至最低。3.3產(chǎn)品制造信息化系統(tǒng)增材制造的數(shù)據(jù)處理流程如圖1所示。廣義的3D打印技術(shù)如圖2所示。圖1增材制造的數(shù)據(jù)處理流程圖2廣義的3D打印技術(shù)類型3.3產(chǎn)品制造信息化系統(tǒng)其技術(shù)類型、使用材料以及產(chǎn)品使用領(lǐng)域如下表所示。表3-23D打印技術(shù)一覽表3.3產(chǎn)品制造信息化系統(tǒng)目前市場上主要應(yīng)用的3D打印技術(shù)有：FDM熔融層積成型技術(shù)、SLA立體平版印刷技術(shù)、SLS選區(qū)激光燒結(jié)技術(shù)、SLM是選擇性激光熔化技術(shù)等。

（1）FDM熔融層積成型技術(shù)。FDM熔融層積成型技術(shù)是將絲狀的熱熔性材料加熱融化，同時(shí)三維噴頭在計(jì)算機(jī)的控制下，根據(jù)截面輪廓信息，將材料選擇性地涂敷在工作臺(tái)上，快速冷卻后形成一層截面。一層成型完成后，機(jī)器工作臺(tái)下降一個(gè)高度（即分層厚度）再成型下一層，直至形成整個(gè)實(shí)體造型。其成型材料種類多，成型件強(qiáng)度高、精度較高，主要適用于成型小塑料件。FDM熔融層積成型技術(shù)工作原理如圖所示。圖3-14FDM工作原理3.3產(chǎn)品制造信息化系統(tǒng)（2）SLA立體平版印刷技術(shù)。SLA立體平版印刷技術(shù)以光敏樹脂為原料，通過計(jì)算機(jī)控制激光按零件的各分層截面信息在液態(tài)的光敏樹脂表面進(jìn)行逐點(diǎn)掃描，被掃描區(qū)域的樹脂薄層產(chǎn)生光聚合反應(yīng)而固化，形成零件的一個(gè)薄層。一層固化完成后，工作臺(tái)下移一個(gè)層厚的距離，然后在原先固化好的樹脂表面再敷上一層新的液態(tài)樹脂，直至得到三維實(shí)體模型。該方法成型速度快，自動(dòng)化程度高，可成形任意復(fù)雜形狀，尺寸精度高，主要應(yīng)用于復(fù)雜、高精度的精細(xì)工件快速成型。SLA快速成型系統(tǒng)工作原理如圖所示。圖

3-15SLA快速成型系統(tǒng)工作原理3.3產(chǎn)品制造信息化系統(tǒng)（3）SLS選區(qū)激光燒結(jié)技術(shù)。SLS選區(qū)激光燒結(jié)技術(shù)是通過預(yù)先在工作臺(tái)上鋪一層粉末材料（金屬粉末或非金屬粉末），然后讓激光在計(jì)算機(jī)控制下按照界面輪廓信息對(duì)實(shí)心部分粉末進(jìn)行燒結(jié)，然后不斷循環(huán)，層層堆積成型。該方法制造工藝簡單，材料選擇范圍廣，成本較低，成型速度快，主要應(yīng)用于鑄造業(yè)直接制作快速模具。SLS選區(qū)激光燒結(jié)技術(shù)工作原理如圖所示。圖3-16原理SLS選區(qū)激光燒結(jié)技術(shù)工作原理4）SLM是選擇性激光熔化技術(shù)。SLM是選擇性激光熔化，顧名思義也就是在加工的過程中用激光使粉體完全熔化，不需要黏結(jié)劑，成型的精度和力學(xué)性能都比SLS要好。3.3產(chǎn)品制造信息化系統(tǒng)3.3產(chǎn)品制造信息化系統(tǒng)CAT技術(shù)和系統(tǒng)

CAT（計(jì)算機(jī)輔助測試，ComputerAidedTesting）是指利用計(jì)算機(jī)協(xié)助進(jìn)行測試的一種方法。計(jì)算機(jī)輔助測試可以用在不同的領(lǐng)域。在教學(xué)領(lǐng)域，可以使用計(jì)算機(jī)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行測試和學(xué)習(xí)能力估量，一般分為脫機(jī)測試和聯(lián)機(jī)測試兩種方法。在軟件測試領(lǐng)域，可以使用計(jì)算機(jī)來進(jìn)行軟件的測試，提高測試效率。

CAT領(lǐng)域的產(chǎn)品線包括三維空間掃描儀、檢測臂等，主要為客戶帶來高精度的測量數(shù)據(jù)。產(chǎn)品的檢測尺寸跨越度很大，既可以做精密零部件和產(chǎn)品的尺寸檢測，也可為工廠、流程工業(yè)提供大尺度的測量服務(wù)，在此基礎(chǔ)上，還可以為企業(yè)用戶提供測量的全面解決方案。主要涉及汽車、國防軍工、航空航天等行業(yè)。

3.3產(chǎn)品制造信息化系統(tǒng)三維測量技術(shù)：在許多領(lǐng)域，如機(jī)器視覺、面形檢測、實(shí)物仿形、自動(dòng)加工、產(chǎn)品質(zhì)量控制、生物醫(yī)學(xué)等，物體的三維信息是必不可少的。因此三維物體面形輪廓測量得以發(fā)展。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、光電子技術(shù)的迅速發(fā)展，新的光學(xué)三維掃描技術(shù)和計(jì)量方法也不斷涌現(xiàn)，三維測量技術(shù)（ThreeDimensionalMeasurementTechnique）已成為打通復(fù)雜零部件數(shù)字化設(shè)計(jì)、制造、檢測一體化流程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。3.3產(chǎn)品制造信息化系統(tǒng)三維測量技術(shù)的意義主要有兩個(gè)方面：一是大范圍：航空航天、能源電力等領(lǐng)域的復(fù)雜零部件種類繁多，尺寸各異；需要對(duì)自由形面、幾何特征、關(guān)鍵點(diǎn)等幾何要素進(jìn)行快速統(tǒng)一測量；二是多狀態(tài)：需對(duì)復(fù)雜零部件研發(fā)、制造和運(yùn)行等多狀態(tài)下進(jìn)行快速的靜、動(dòng)態(tài)三維測量。3.3產(chǎn)品制造信息化系統(tǒng)目前，數(shù)字化測量方法主要有接觸式和非接觸式兩大類。具體分類如圖所示。圖3-17三維測量方式分類3.3產(chǎn)品制造信息化系統(tǒng)典型的接觸式測量方法為三坐標(biāo)測量法。接觸式測量優(yōu)點(diǎn)主要有：較高的準(zhǔn)確性和可靠性；與工件表面的反射特性、顏色及曲率關(guān)系不大；可快速準(zhǔn)確地測量出物體的基本幾何形狀，如面、圓、圓柱、圓錐、圓球等。缺點(diǎn)主要有：需要特殊夾具，測量成本高，測量速度慢；探針易磨損；檢測一些內(nèi)部元件受測頭半徑限制；測量接觸力影響測量精度。

3.3產(chǎn)品制造信息化系統(tǒng)非接觸式測量法按其原理不同，可分為光學(xué)式、聲學(xué)式以及電磁學(xué)式。主要優(yōu)點(diǎn)有：不必做測頭半徑補(bǔ)償；測量速度非?？欤卉浌ぜ?、薄工件、不可接觸的高精密工件可直接測量。主要缺點(diǎn)有：測量精度較差；易受工件表面反射特性的影響，如顏色、斜率等；易受環(huán)境光線及雜散光影響；對(duì)邊線處理、凹孔處理以及不連續(xù)形狀處理比較困難。3.產(chǎn)品技術(shù)信息化CONTENTSPAGE3.1產(chǎn)品技術(shù)信息化概述3.2產(chǎn)品設(shè)計(jì)信息化系統(tǒng)3.3產(chǎn)品制造信息化系統(tǒng)3.4產(chǎn)品技術(shù)信息化集成技術(shù)3.4產(chǎn)品技術(shù)信息化集成技術(shù)產(chǎn)品技術(shù)信息化集成技術(shù)概述企業(yè)要求產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造緊密結(jié)合，其目標(biāo)是產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工程分析、工程模擬直至產(chǎn)品制造過程中死亡數(shù)據(jù)具有高度的一致性，減少信息傳遞誤差。由于CAD、CAM、CAPP、CAT等系統(tǒng)是獨(dú)立發(fā)展起來的，所以它們的數(shù)據(jù)模型彼此不兼容。它們之間的信息傳遞出現(xiàn)了中斷。在使用CAM、CAPP、CAT等子系統(tǒng)時(shí)，需要補(bǔ)充輸入各種非幾何信息，甚至還要重復(fù)輸入加工特征信息。因此需要研究CAD、CAM、CAPP、CAT的集成技術(shù)。3.4產(chǎn)品技術(shù)信息化集成技術(shù)多個(gè)產(chǎn)品技術(shù)信息化系統(tǒng)集成形成產(chǎn)品技術(shù)信息化平臺(tái)，根據(jù)需要可采取不同的集成技術(shù)，主要有：基于信息編碼技術(shù)的產(chǎn)品技術(shù)信息化集成技術(shù)（如圖1所示）、基于專用數(shù)據(jù)格式的產(chǎn)品技術(shù)信息化集成技術(shù)（如圖2所示）、基于標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)格式的產(chǎn)品技術(shù)信息化集成技術(shù)（如圖3所示）、基于統(tǒng)一產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型的產(chǎn)品技術(shù)信息化集成技術(shù)（如圖4所示）、基于統(tǒng)一數(shù)據(jù)管理平臺(tái)的產(chǎn)品技術(shù)信息化集成技術(shù)（如圖5所示）基于WEB的產(chǎn)品技術(shù)信息化集成技術(shù)（如圖6所示）等。3.4產(chǎn)品技術(shù)信息化集成技術(shù)圖6基于WEB的產(chǎn)品技術(shù)信息化集成技術(shù)圖5基于統(tǒng)一數(shù)據(jù)管理平臺(tái)的產(chǎn)品技術(shù)信息化集成技術(shù)圖4基于統(tǒng)一產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型的產(chǎn)品技術(shù)信息化集成技術(shù)圖1基于信息編碼技術(shù)的產(chǎn)品技術(shù)信息化集成技術(shù)圖3基于標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)格式的產(chǎn)品技術(shù)信息化集成技術(shù)圖2基于專用數(shù)據(jù)格式的產(chǎn)品技術(shù)信息化集成技術(shù)3.4產(chǎn)品技術(shù)信息化集成技術(shù)

CAD/CAPP集成技術(shù)基于信息編碼技術(shù)的CAD/CAPP集成：典型零件對(duì)應(yīng)典型工藝。對(duì)于新零件的設(shè)計(jì)，只要能通過其編碼找到相似的典型零件的典型工藝，就可以在此基礎(chǔ)上進(jìn)行修改，即可快速得到所要的零件圖和工藝過程，這種集成模式需要人工的干預(yù)，但將相似零件歸類加工比較方便，并有助于減少零件及工藝文件的多樣化。其原理如圖所示。圖3-24基于信息編碼技術(shù)的CAD/CAPP集成3.4產(chǎn)品技術(shù)信息化集成技術(shù)基于人工智能技術(shù)的CAD/CAPP集成：這是直接用CAPP系統(tǒng)可識(shí)別和理解的特征描述CAD系統(tǒng)中的零件模型，結(jié)合工藝知識(shí)庫及推理機(jī)就可以自動(dòng)產(chǎn)生新零件的工藝文件。應(yīng)用的關(guān)鍵是在CAD系統(tǒng)中應(yīng)用中需要應(yīng)用CAPP系統(tǒng)可識(shí)別和理解的特征描述其產(chǎn)品模型以及很難獲取工藝知識(shí)。其原理如圖所示。圖3-25基于人工智能技術(shù)的CAD/CAPP集成3.4產(chǎn)品技術(shù)信息化集成技術(shù)CAD/CAPP/CAM集成技術(shù)基于信息編碼技術(shù)的CAD/CAPP/CAM集成：對(duì)于新零件的設(shè)計(jì)，只要能通過其編碼找到最最相似的典型零件、典型工藝和典型數(shù)控程序后，就可以在此基礎(chǔ)上進(jìn)行修改，快速得到所要的零件圖、工藝過程和數(shù)控程序。其原理如圖所示。圖3-26基于信息編碼技術(shù)的CAD/CAPP/CAM集成3.4產(chǎn)品技術(shù)信息化集成技術(shù)基于人工智能技術(shù)的CAD/CAPP/CAM集成：該方法主要用于自動(dòng)生成全部采用數(shù)控加工的零件的工藝文件和數(shù)控程序，如Pro/E等CAD系統(tǒng)。其原理如圖所示。圖3-27基于人工智能技術(shù)的CAD/CAPP/CAM集成3.4產(chǎn)品技術(shù)信息化集成技術(shù)CAD/CAPP/CAM系統(tǒng)之間信息交換的方式（3種方式）（1）通過專用數(shù)據(jù)格式文件交換產(chǎn)品信息的集成方式。這種方式的特點(diǎn)是原理簡單。但當(dāng)子系統(tǒng)較多時(shí)，接口程序增多，而且編寫接口時(shí)需要了解的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)也較多，當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí)，引起的修改量也較多。這是CAD/CAPP/CAM系統(tǒng)發(fā)展初期所采用集成方式。圖3-19基于專用數(shù)據(jù)格式的產(chǎn)品技術(shù)信息化集成技術(shù)3.4產(chǎn)品技術(shù)信息化集成技術(shù)（2）通過標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式的文件交換產(chǎn)品信息的集成方式。系統(tǒng)中存在一個(gè)與各子系統(tǒng)無關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)格式，各子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通過前置處理轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)格式的文件。各子系統(tǒng)也可以通過后置處理，將標(biāo)準(zhǔn)格式文件，轉(zhuǎn)換為本系統(tǒng)所需要的數(shù)據(jù)。這種集成方式每個(gè)子系統(tǒng)只與標(biāo)準(zhǔn)格式文件打交道，無需知道別的系統(tǒng)細(xì)節(jié)，為系統(tǒng)的開發(fā)者和使用者提供較大的方便，并可以減少集成系統(tǒng)模型統(tǒng)一問題，且運(yùn)動(dòng)效率較低，也不能算是一種十分理想的集成方式。圖3-20基于標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)格式的產(chǎn)品技術(shù)信息化集成技術(shù)3.4產(chǎn)品技術(shù)信息化集成技術(shù)（3）通過統(tǒng)一的產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型交換的集成方式。這種集成方式的原理是：建立CAD/CAPP/CAM范圍內(nèi)相對(duì)統(tǒng)一的、基于特征的產(chǎn)品數(shù)據(jù)定義模型，并以此模型為基礎(chǔ)，運(yùn)用產(chǎn)品數(shù)據(jù)交換技術(shù)，實(shí)現(xiàn)CAD、CAPP、CAM間的數(shù)據(jù)交換與共享。如圖所示。圖3-21基于統(tǒng)一產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型的產(chǎn)品技術(shù)信息化集成技術(shù)3.4產(chǎn)品技術(shù)信息化集成技術(shù)產(chǎn)品數(shù)據(jù)交換技術(shù)：產(chǎn)品數(shù)據(jù)是指覆蓋產(chǎn)品整個(gè)生命周期中各個(gè)環(huán)節(jié)的應(yīng)用而全面定義的所有數(shù)據(jù)，包括為進(jìn)行設(shè)計(jì)、分析、制造、測試、檢驗(yàn)和維護(hù)而全面定義的零部件所需要的幾何、拓?fù)?、公差、關(guān)系、屬性和性能等數(shù)據(jù)，另外還包括一些與處理有關(guān)的數(shù)據(jù)。產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理和產(chǎn)品交換標(biāo)準(zhǔn)是CAD/CAPP/CAM集成的重要基礎(chǔ)。STEP(產(chǎn)品模型數(shù)據(jù)交互規(guī)范，StandardfortheExchangeofProductModelData)標(biāo)準(zhǔn)是國際標(biāo)準(zhǔn)化組織制定的描述整個(gè)產(chǎn)品生命周期內(nèi)產(chǎn)品信息的標(biāo)準(zhǔn)。它提供了一種不依賴具體系統(tǒng)的中性機(jī)制，旨在實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)的交換和共享。這種描述的性質(zhì)使得它不僅適合于交換文件，也適合于作為執(zhí)行和分享產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫和存檔的基礎(chǔ)。它的應(yīng)用顯著降低了產(chǎn)品生命周期內(nèi)的信息交換成本，提高了產(chǎn)品研發(fā)效率，成為制造業(yè)進(jìn)行國際合作、參與國際競爭的重要基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，是保持企業(yè)競爭力的重要工具。3.4產(chǎn)品技術(shù)信息化集成技術(shù)STEP是一個(gè)描述怎樣表達(dá)和交換數(shù)字化產(chǎn)品信息的ISO標(biāo)準(zhǔn)(IS010303)。STEP包含幾何、拓?fù)?、公差、約束、屬性、裝配、尺寸和其他許多方面的內(nèi)容，因此，STEP被構(gòu)造成一個(gè)由多個(gè)分部組成的ISO標(biāo)準(zhǔn)。它的主要特點(diǎn)有：（1）可擴(kuò)充性。用EXPRESS的語言來定義描述產(chǎn)品所需的信息，還能表達(dá)約束。