第2章现代集成制造系统的基本组成-1

CAPP/CAM
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CAE-计算机辅助工程分析
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EDS功能分析

实现产品开发项目的有效管理 实现产品二维CAD/CAPP集成 实现产品信息管理 EDS在CIMS环境下与其他系统集成以解决信 息交互的问题。
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EDS功能树
生产 Production
财务 . 会计 Finance /Accounting 规划 Planning 车形设计 Styling design
产品设计 Engineering Design 试制 . 评价 Prototype 生产准备 Fabrication 生产 & Testing 零部件厂家
Parts suppliers
过程自动 化系统
软 构 件 软 构 件 软 构 件
子系统
子系统
子系统
子系统
子系统
子系统
设计制造子平台
管理与电子商务子平台
过程自动化子平台
现代集成制造系统平台
重点行业现代集 成制造系统 典型区域现代集 成制造系统
现 代 集 成 制 造 系 统 构 成
CIMS输入输出
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CIMS相关技术
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CIMS的功能结构
CIMS包含了一个制造企业的设计、制造、经营管
理三种主要功能，要使这三者集成起来，还需要一 个支持环境，即分布式数据库和计算机网络以及指 导集成运行的系统技术。 四个功能分系统
管理信息分系统。以MRPⅡ为核心。 产品设计与制造工程设计自动化分系统。即
销售部门
技术部门
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制造部门
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现代的组织结构 面向过程的组织结构
Teamwork
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制造系统组织形式的变化
网络联盟的 生物型结构 项目小组的三维 化学型结构 部门分工的 机械型结构
1920~1990
1975~2000
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21世纪
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Pyramid Structure Enterprise Structure Changing
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2.1制造企业的功能和 生产组织方式
产品形成过程 昨天-今天-明天
昨天 过程序列
产品规划 概念设计 详细设计 生产准备
今天 过程链
产品规划
概念设计
详细设计
生产准备
PDM
过程管理
明天 过程流
产品规划
概念设计
详细设计
生产准备
PDM 数字模型
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传统的组织结构 面向功能的组织结构
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CAM
Computer Aided Manufacturing
计算机辅助制造 起始于上世纪50年代。1952年，美国首先研 制成功数控机床。1958年，随着刀库的发明 ，出现了能在一台机床上通过自动换刀实现 铣、钻、镗、铰及攻丝等多种加工的数控加 工中心。1967年，英国首先研制、美国制造 成功了由数控机床组成名符其实的多品种加 工自动生产线，即柔性制造系统（FMS） 在制造的各个环节，人们反复地使用系统的 一次性输入信息及其处理后的二次信息，从 而使计算机辅助渗透到制造的全过程，这就 是CAM。
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CAD、CAM
CAD和CAM是制造业用得最普遍的信息
化技术，它引发了各个行业设计领域 中的一场革命。计算机的辅助使得工 程设计师们从繁重的脑力劳动中开始 解脱，它使技术人员能有更多的精力 从事创造性的活动。 CAD是为了解决CAM的数控机床的加工 指令才出现的，即CAD是由CAM引发的 。 CAM中所需的信息和数据大都由CAD提 供，CAM离不开CAD的支持；许多信息 和数据又为CAD和CAM所共享。 26 华北电力大学自动化系
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EDS功能模型
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EDS与CIMS其他系统的接口

CAPP->QMS（质量管理系统） CAPP->PMS（生产管理系统） CAFP->PMS（生产管理系统） CAM(NC)->MAS（制造自动化系统） 反馈
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EDS发展趋势
CAD/CAPP/CAM系统。 制造自动化或柔性自动化分系统。数控机床等。 质量保证分系统。包括质量检测、评价、控制、跟踪等
两个支撑分系统
计算机网络分系统。实现异种机互联、异构局部网络及
多种网络的互联。 数据库分系统。支撑CIMS各分系统，覆盖企业全部信息 的数据库系统。
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第2章 现代集成制造系统的 基本组成
现代制造的产品和生产
产品结构的特点
知识-->技术-->产品的时间越来越来短、结构越来 越复杂
1782年摄影原理到1838年照相机
1831年电机原理到1872年发动机 1948年半导体到1954年半导体收音机
56年
41年 6年
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EDS结构及组成
一般包括计算机辅助设计(CAD),计算机辅助工艺设 计(CAPP),计算机辅助夹具设计(CAFD)和计算机辅助 制造(CAM)四个子系统。 统一、层次、并行、开放 CAD CAPP CAFD CAM
产品数据管理系统PDM
数据库管理系统DBMS 计算机与操作系统
Production engineering Production
开发期 Length of Development Time
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2D 手工绘图和 2D 产品设计描述回顾 CAD
b
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产品设计描述回顾
3D 手工描绘和 测绘
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现代制造的产品和生产
产品的批量更小 产品价格的特点取决于独占知识的含量 产品的市场特点
顾客对产品功能、性能、质量、服务更高
参与全球竞争更加激烈
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现代制造企业环境的变化

大市场和大竞争； 产品生命周期缩短； 交货期成为主要竞争因素； 用户需求个性化, 多品种小批量生产 比例增大。
将数字化技术用于支持产品全生命周期的制造活动和企
业的全局优化运作就是数字化制造技术； 将数字化技术注入工业产品就形成了数字化产品。
伴随计算机图形学的发展，计算机辅助设计系统，
将实现CAD／CAPP／CAM／CAE的一体化，使产品向 无图纸制造方向发展。 计算机控制加工机床，其特点是把过去利用人工、 行程开关或模板产生的加工信息数字化，并用以控 制机床的加工运动，这就是数控机床，它是数字 化制造的一个十分重要的基础。
Bureaucratize !
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Eradicate Bureaucratize
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现代集成制造系统的 基本组成
863计划现代集成制造系统技术主题
现代集成制造系统
数字化设计 与制造系统
软 构 件 软 构 件 软 构 件 软 构 件 软 构 件
企业管理与电 子商务系统
软 构 件 软 构 件 软 构 件 软 构 件
产品设计描述回顾
3D CAD 实体建模
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CAD
Computer Aided Design 计算机辅助设计 起始于上世纪50年代，刚开始主要用于产品
设计计算及计算机绘图，随着计算机性能的 提高和成本的大幅度下降，CAD进入了更多 的应用领域（出现了可绘制2维、3维图形的 交叉绘图系统，可以完成产品设计、材料分 析、制造要求分析等），采用CAD可以大大 节省劳动时间，其设计速度一般是人工的1 至5倍。
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企业信息化技术的5个主要特征
管理数字化 设计数字化
企业数字化
生产过程数字化
Байду номын сангаас
制造装备数字化
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2.2 数字化设计与制造系统
1）数字化设计与制造概述
数字化技术是以计算机硬软件、周边设备、协议和
网络为基础的信息离散化表述、定量、感知、传递 、存贮、处理、控制、联网的集成技术。
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2） 工程设计自动化系统EDS
用计算机来辅助产品设计、制造准备及产品性能测
试等阶段的工作，即常说的CAD/CAPP/CAM系统， 目的是使产品开发活动更高效、更优质、更自动地 进行。 缩写 EDS(Engineering Design System) CAD( Computer Aided Design) CAM( Computer Aided Manufacturing) CAFD( Computer Aided Frock Design) CAPP( Computer Aided Process Planning) PDM( Product Data Management) PLM( Product Life Management)
智能化：AI引入CAD/CAPP/CAM 网络化：共享与协作 集成化：信息集成、功能集成、过程
集成 并行化：并行处理、减少错误 虚拟化：VR
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丰田汽车公司的并行工程系统
规划 车型设计 产品设计
试制评 价
生产准备
生产
规划 Planning
产品 试制 生产 车形 设计 评价 准备 设计 Prototype Engineering Production Styling Fabrication engineering design Design & Testing