现代制造技术2.ppt
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现代制造技术教学讲座PPT
FMS的分类
按系统的规模分类
观点 内容
布局分类 1. 直线型 机器人型 环形
典型的柔性制造系统示意图
1-自动仓库；2-装卸站；3-托盘站；4-检验机器人；5-自动小车；6-卧式加工中心； 7-立式加工中心；8-磨床；9-组装交付站；10-计算机控制室
FMS产生
背景条件
FMS的组成示意图
自动仓库
工厂计算机
中央计算机
物流控制计算机
运输小车
加工单元1
加工单元2
加工单元n
信 息 传 输 网 络
工夹具站
机械制造业的柔性制造系统的基本组成部分
该系统由自动化加工设备、检验站、清洗站、装配站等组成，是FMS的基础部分。可以任意顺序自动加工各种工件、自动换工件和刀具。
系统中的机床可以互相代替，工件可被送到适合加工它的任一台加工中心上。计算机的存储器存有每台机床的工作情况，可以对机床分配加工零件、一台加工中心可以完成部分或全部加工工序。
2.加工系统常用配置形式
2）.配备可互相替换机床的FMS
从系统的输出和输入看，它们是并联环节，因而增加了系统的可靠性，同时这种配置形式具有较大的柔性和较宽的工艺范围，可以达到较高的机床利用率。
1.FMS工件运储系统组成
2.FMS物料输送基本回路 直线输送回路 沿直线路线单向或双向移动，顺序地在各个连接点停靠； 环形输送回路 运载工具沿环形路线单向或双向移动； 网状输送回路 由多个回路相互交叉组成，可由一条环路移动到另一回路。
FMS的刀具运储系统
1.刀具运储系统的组成 刀具预调站: 设在FMS之外，按要求对刀具进行装配和调整； 刀具装卸站: 刀具进出FMS的门户，多为排架式框架结构； 刀库系统: 存放当前加工所需刀具的机床刀库，容量小；存放各加工单元共享刀具的中央刀库，容量大； 刀具运载交换装置: 负责刀具运输和交换，适时向加工单元提供所需刀具； 计算机控制管理系统: 控制刀具运输、存储和管理，监控管理刀具的使用，及时取走已报废或寿命已耗尽的刀具。
先进制造技术教学课件PPT先进制造工艺技术.ppt
19子线分析
手段：优化加工方法；开发和研制新型刀具材料；研
制超精密机床；对加工精度进行监控。
2020/7/2
7
21世纪的超精密加工将向分子级、原子级精度推进
2020/7/2
8
（2）切削加工速度迅速提高
刀具材料发展。
2020/7/2
9
20世纪前，碳素钢，耐热温度低于200ºC，切削速度不超 过10m/min；
、电火花、激光切割；
• 堆积成形 将材料有序地合并 堆积成形，如快速原形制造、焊 接等。
2020/7/2
6
二、先进制造工艺的产生和发展
先进制造工艺是在传统的机械制造工艺基础上发展来的， 优化后的工艺和新型加工方法。是核心和基础。
（1）制造加工精度不断提高
18世纪，其加工精度为1mm； 19世纪末，0.05mm； 20世纪初，μm级过渡； 20世纪50年代末，实现了μm级的加工精度； 目前达到10nm的精度水平。
1900
2020/7/2
普通加工
加工设备 车床,铣床
精密车床 磨床
测量仪器 卡尺
百分尺 比较仪
精密加工
坐标镗床 坐标磨床
气动测微仪 光学比较仪
金刚石车床 光学磁尺
精密磨床
电子比较仪
超精密加工
超精密磨床 激光测长仪 精密研磨机 圆度仪轮廓仪
超高精密磨床 激光高精度 超精密研磨机 测长仪
1920 1940
代 码
名称
0
1
2
3
4
5
6
7 89
中类名称
0 铸造
砂型铸造 特种铸造
1 压力加工
锻造
轧制
冲压 挤压 旋压 拉拔
《现代制造技术》PPT课件
10
1.1.4 我国制造业面临的机遇和挑战
我国制造业与世界发达国家的差距 （1)总体规模仍然偏小，仅为美国的1/5、日本的1/4。 （2)制造业的人均劳动生产率低，仅为美国的1/25、日本
的1/26、德国的1/20。 （3)产业结构不合理，产品低端、利润微薄。表现在：
1）我国装备制造业占整个制造业的比重不到30％，比发达 国家的平均水平低５％以上，远低于美国的41.9％、日 本的43.6％、德国的46.4％。
6
1.1.2 制造业发展的教训
瑞士依靠什么使人均产值居世界第一？ ➢瑞士是一个仅700万人口的小国，但瑞士的制造业十分发达， 瑞士的精密机械产品的出口量是我国的8倍，瑞士的手表世界第 一，连小小的军刀，也风靡全世界。 ➢瑞士的年人均国民生产总值达到4.3万美元以上,居世界第一。
7
1.1.3 制造业在国民经济中的地位
8
1.2.3 制造业在国民经济中的地位
◆ 下图显示了当今制造业的社会功能。
冶金机械
动力机械
纺织机械
建筑机械
家用电器
交通工具 环保设备
制造业
通讯设备 出版印刷
军事装备
网络媒体
医疗设备
文化娱乐机器制造Biblioteka 农业机械 化工设备9
1.1.4 我国制造业面临的机遇和挑战
我国制造业的现状
改革开放以来中国制造业发展迅速，成绩瞩目： （1）引进国外先进技术5000多项。近几年发展的新产品，50%达到或接
5
1.1.2 制造业发展的教训
东南亚经济危机的启示 ➢1998年爆发的东南亚经济危机，从另一个侧面反映了一个国 家发展制造业的重要。一个国家，如果把经济的基础放在股 票、旅游、金融、房地产、服务业上，而无自己的制造业， 这个国家的经济就容易形成泡沫经济，一有风吹草动就会产 生经济危机。 ➢新加坡、台湾都有自己的制造业，因此受经济危机的影响小 一些。
1.1.4 我国制造业面临的机遇和挑战
我国制造业与世界发达国家的差距 （1)总体规模仍然偏小，仅为美国的1/5、日本的1/4。 （2)制造业的人均劳动生产率低，仅为美国的1/25、日本
的1/26、德国的1/20。 （3)产业结构不合理，产品低端、利润微薄。表现在：
1）我国装备制造业占整个制造业的比重不到30％，比发达 国家的平均水平低５％以上，远低于美国的41.9％、日 本的43.6％、德国的46.4％。
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1.1.2 制造业发展的教训
瑞士依靠什么使人均产值居世界第一？ ➢瑞士是一个仅700万人口的小国，但瑞士的制造业十分发达， 瑞士的精密机械产品的出口量是我国的8倍，瑞士的手表世界第 一，连小小的军刀，也风靡全世界。 ➢瑞士的年人均国民生产总值达到4.3万美元以上,居世界第一。
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1.1.3 制造业在国民经济中的地位
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1.2.3 制造业在国民经济中的地位
◆ 下图显示了当今制造业的社会功能。
冶金机械
动力机械
纺织机械
建筑机械
家用电器
交通工具 环保设备
制造业
通讯设备 出版印刷
军事装备
网络媒体
医疗设备
文化娱乐机器制造Biblioteka 农业机械 化工设备9
1.1.4 我国制造业面临的机遇和挑战
我国制造业的现状
改革开放以来中国制造业发展迅速，成绩瞩目： （1）引进国外先进技术5000多项。近几年发展的新产品，50%达到或接
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1.1.2 制造业发展的教训
东南亚经济危机的启示 ➢1998年爆发的东南亚经济危机，从另一个侧面反映了一个国 家发展制造业的重要。一个国家，如果把经济的基础放在股 票、旅游、金融、房地产、服务业上，而无自己的制造业， 这个国家的经济就容易形成泡沫经济，一有风吹草动就会产 生经济危机。 ➢新加坡、台湾都有自己的制造业，因此受经济危机的影响小 一些。
现代制造技术ppt
包权
人书友圈7.三端同步
四、成组工艺
成组工艺过程是针对一个零件组设计的，适用于零 件组内的每一个零件。
1、复合零件法
2、复合路线法
五、成组生产组织形式 1、成组单机 2、成组生产单元 3、成组生产流水线
六、推广应用成组技术的效果 1、提高生产效率 2、提高加工质量 3、提高生产管理水平
第二节 CAD/CAPP/CAM
CIMS是一种工程技术系统，是CIM的具体实施， 可以把CIMS看成是未来生产自动化系统的一种 模式，但这种模式不是单纯的技术上的“自动 化”，它所强调的是用集成来提高企业竞争力。
3、CIMS的核心在于集成 1、人员集成 2、信息集成 3、功能集成 4、技术集成
二、CIMS在我国的发展及实施CIMS的效益
成组技术就是针对生产中的这种需求发展起来的一种生 产和管理相结合的科学。
一、 成组技术的概念
充分利用事物之间的相似性，将许多具有相似信 息的研究对象归并成组，并用大致相同的方法来解 决这一组研究对象的生产技术问题，这样就可以发 挥规模生产的优势，达到提高生产效率、降低生产 成本的目的，这种技术统称为成组技术（Group T买的VIP时长期间，下载特权不清零。
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目标 方针
我国“863计划”中将CIMS确定为自动化 领域的主题研究项目之一，并规定了我国 863/CIMS的战略目标为：跟踪国际CIMS 有关技术的发展；掌握CIMS关键技术；在 制造业中建立能获得综合经济效益并能带 动全局的CIMS示范工厂，通过推广应用及 产品化促进我国CIMS高技术产业的发展。
机械制造--先进制造技术PPT(18张)
第12章 先进制造技术简介
12.1.3 先进制造技术的发展趋势
1.集成化 2.柔性化 3.智能化 4.虚拟化 5.绿色化 6.高精度
第12章 先进制造技术简介
12.2 计算机辅助工艺规程设计（CAPP）
计 算 机 辅 助 工 艺 规 程 设 计 （ Computer Aided Process Planning），简称 CAPP。它利用计算机的快速处理信息功能和具 有各种决策功能的软件来自动生成工艺文件，是连接产品设计 与产品制造的桥梁。
第12章 先进制造技术简介
4.先进制造技术的动态性 先进制造技术没有一个固定的模式，是针对一定的应用目标，不断地吸收各种高新技术，
并将其渗透到制造系统的各个部分和制造活动的整个过程，而逐渐形成、不断发展的新技术， 因而其内涵不是绝对的，也不是一成不变的。反映在不同的时期，先进制造技术有其自身的特 点。
教学重点
1．了解先进制造技术的特点、体系结构和发展趋势。 2．理解计算机辅助工艺规程设计的分类。 3．明确计算机辅助工艺规程设计的基本工作过程和设计步骤。 4．了解先进制造技术和自动化工艺设计系统。
教学难点
了解先进制造技术和自动化工艺设计系统。
课时安排
4学时
主要概念
1．创成式CAPP系统 2．成组编码法 3．型面描述法 4．工艺数据库
5.先进制造技术应用的广泛性 先进制造技术包括了设计技术、自动化技术、系统管理技术，并将其综合应用于制造的全过 程，覆盖了产品设计、生产准备、加工与装配、销售使用、维修服务甚至回收再生等整个过程。 6.先进制造技术的系统性
先进制造技术比传统的制造技术更加重视技术与管理的结合，更加重视制造过程组织和管 理体制的简化以及合理化，从而产生了一系列先进的制造模式。
《现代制造技术》ppt 第3章 精密加工和超精密加工
3.4.2 珩磨工艺特点 ① 珩磨加工是一种使工件加工外表到达高精
度、高外表质量、高寿命的一种高效加工方法。 可有效地提高尺寸精度、形状精度和减小Ra值， 但不能提高孔与其他外表的位置精度。
② 可加工铸铁件、淬硬和不淬硬钢件及青铜 件等，但不宜加工韧性大的有色金属件。
③ 珩磨主要用于孔加工。在孔珩磨加工中， 是以原加工孔中心来进行导向。加工孔径 范围为φ5～ φ500，深径比可达10。
3.1.3 工艺特点
1．精密加工和超精密加工都是以精密元件为 加工对象，与精密元件密切结合而开展起 来的。
2．精密加工和超精密加工不仅要保证很高的 精度和外表质量，同时要求有很高的稳定 性或保持性，不受外界条件变化的干扰， 因此，要注意以下几个方面：
〔1〕工件材料本身的均匀性和性能的一致性，不允 许存在内部或外部的微观缺陷，甚至对材料组织 的纤维化有一定要求，如精密磁盘的铝合金盘基 就不允许有组织纤维化，精密金属球也是一样。
精密切削加工
3.2.1 精密切削加工
精密、超精密切削加工主要是利用立方氮 化硼〔CBN〕、人造〔聚晶〕金刚石和单晶 金刚石刀具进行的切削加工。
3.2.2 精密、超精密切削加工应用实例
尖端产品和现代化武器依赖于超精密加工， 如：
(1)导弹的命中精度，由惯性仪决定，而惯性 仪是超精密加工产品，1Kg重的陀螺转子， 其质量中心偏离其对称轴0.5nm，会引起 100m的射程误差和50m的轨道误差；
3.3.3 精密磨削加工实例
1〕圆柱形镜面磨削加工方法：磨削速度选 V=25~35m/s，粗磨时fr=0.02~0.07mm，精 磨时fr=3~10µm；当用油石研、抛时， V=10~50m/min，材料的去除速度为 0.1µm~1µm/min。超精磨削可到达0.01µm的 圆度和Ra 0.002µm的外表粗糙度。
度、高外表质量、高寿命的一种高效加工方法。 可有效地提高尺寸精度、形状精度和减小Ra值， 但不能提高孔与其他外表的位置精度。
② 可加工铸铁件、淬硬和不淬硬钢件及青铜 件等，但不宜加工韧性大的有色金属件。
③ 珩磨主要用于孔加工。在孔珩磨加工中， 是以原加工孔中心来进行导向。加工孔径 范围为φ5～ φ500，深径比可达10。
3.1.3 工艺特点
1．精密加工和超精密加工都是以精密元件为 加工对象，与精密元件密切结合而开展起 来的。
2．精密加工和超精密加工不仅要保证很高的 精度和外表质量，同时要求有很高的稳定 性或保持性，不受外界条件变化的干扰， 因此，要注意以下几个方面：
〔1〕工件材料本身的均匀性和性能的一致性，不允 许存在内部或外部的微观缺陷，甚至对材料组织 的纤维化有一定要求，如精密磁盘的铝合金盘基 就不允许有组织纤维化，精密金属球也是一样。
精密切削加工
3.2.1 精密切削加工
精密、超精密切削加工主要是利用立方氮 化硼〔CBN〕、人造〔聚晶〕金刚石和单晶 金刚石刀具进行的切削加工。
3.2.2 精密、超精密切削加工应用实例
尖端产品和现代化武器依赖于超精密加工， 如：
(1)导弹的命中精度，由惯性仪决定，而惯性 仪是超精密加工产品，1Kg重的陀螺转子， 其质量中心偏离其对称轴0.5nm，会引起 100m的射程误差和50m的轨道误差；
3.3.3 精密磨削加工实例
1〕圆柱形镜面磨削加工方法：磨削速度选 V=25~35m/s，粗磨时fr=0.02~0.07mm，精 磨时fr=3~10µm；当用油石研、抛时， V=10~50m/min，材料的去除速度为 0.1µm~1µm/min。超精磨削可到达0.01µm的 圆度和Ra 0.002µm的外表粗糙度。
现代制造工艺技术
航空航天制造业
高性能材料制备
采用先进的材料制备技术，如定向凝固、粉 末冶金和3D打印等，制备高性能的航空航 天材料。
精密制造技术
利用高精度数控机床、加工中心和测量设备，实现 航空航天零部件的高精度加工和装配。
数字化和仿真技术
应用数字化建模、仿真和分析技术，优化产 品设计、生产和试验过程，降低研发成本和 缩短周期。
发展趋势
随着信息技术、新材料、新能源等 领域的快速发展，现代制造工艺正 朝着数字化、网络化、智能化、绿 色化的方向发展。
技术前沿
增材制造、精密加工、智能制造、 柔性制造等现代制造工艺技术已经 成为制造业的前沿和热点领域。
02
先进制造工艺技术
柔性制造技术
总结词
柔性制造技术是一种灵活多变的制造技术，能够快速适应市场需求和生产变化。
环境保护与可持续发展
环境保护
现代制造工艺技术应注重环境保护，减少生产过程中的环境污染和资源浪费，实现绿色 生产。
可持续发展
企业应关注可持续发展，通过技术创新和管理创新，提高资源利用效率，降低能耗和排 放，实现经济效益和社会效益的双重提升。
跨领域合作与创新
跨领域合作
现代制造工艺技术涉及多个领域 ，企业应加强与相关领域的合作 ，共同研发新技术、新产品，实 现优势互补和资源共享。
04
现代制造工艺的挑战与 解决方案
技术更新与人才培养
技术更新
随着科技的不断进步，现代制造工艺技术也在不断更新换代，企业需要不断引进新技术、新设备，提高生产效率 和产品质量。
人才培养
现代制造工艺技术的更新需要相应的人才支持，企业应加强人才培养和培训，提高员工的技能水平和综合素质， 以满足生产需求。
现代制造技术第一章 现代制造技术的发展及体系结构
第一节 概述
制造技术是当代科学发展最为活跃的领域， 是产品更新、生产发展、国际间经济竞争 所依赖的重要手段。 在工业发达国家里，技术进步对经济增长 的贡献率已超过60%。
第一节 概述
3.制造业 制造业是指对采掘的自然物质资源和工农 业生产的原材料进行加工和再加工，以及 对零部件进行装配，为国民经济其它部门 提供生产资料，为全社会提供生活资料的 社会生产部门。
能
信
料
源
息
第一节 概述
二、制造是人类文明的支柱
人类文明
材能 料源
信
制
息
造
返回目录
第二节 现代制造技术的发展
一、制造技术的发展 人类的活动离不开制造，人类活动的水平 受到制造水平的极大约束，人类的发展过 程就是一个不断的制造过程。
第二节 现代制造技术的发展
1.制造的初始阶段 人类最早的制造活动可以追溯到新石器时 代。在这一时期，人们利用石器作为劳动 工具，制作生活和生产用品，制造处于一 种萌芽阶段。
造企业 国际水平的制
造中心
国际水平的先 进装备制造
★ 制造业强国的标志
第一节 概述
制造业发展水平的高低是判断一个国家综 合国力的重要依据。
第一节 概述
4.制造系统 制造系统是制造过程及其所涉及的硬件、 软件和人员所组成的一个将制造资源转变 为产品的有机整体，是制造业的基本组成 实体。
第一节 概述
从经济角度理解制造过程
第一节 概述
大制造
现代社会 的制造
全过程
多学科
第一节 概述
2.制造技术 制造技术是使原材料成为人们所需产品而 使用的一系列技术和装备的总称，是涵盖 整个生产制造过程的各种技术的集成。
第2章现代制造工艺技术ppt课件全
2.1.4 超高速切削加工的关键技术
超高速电主轴结构
1、2 、 5－密封圈;3－定子;4－转子;6－旋转变压器转子; 7－旋转变压器定子;8－螺母
2.1.4 超高速切削加工的关键技术
2）快速进给系统 要求进给系统能瞬时达到高速、瞬时停止，还要具有很
高的定位精度。采用的主要技术措施是大幅度减轻移动部件 重量以及采用新开发的多头螺纹行星滚珠丝杠，或采用直线 电机，省去了中间传动件。
2）多砂轮磨削 多砂轮磨削是在一台磨床上安装了多片砂轮，可同时加工 零件的几个表面。多砂轮磨削的砂轮片数可多达8片以上，砂
轮组合宽度达900～1000mm。在生产线上，采用多砂轮磨
床可减少磨床数量和占地面积。多砂轮磨削主要用在外圆和 平面磨床上，内圆磨床也可采用同轴多片砂轮磨同心孔。
2.2 高效磨削技术
几种常见（超）高速加工中心的技术数据：
VCP/UCP 600 /800
主 轴 转 速 ： 12000/20000/42000 转/分 工作行程：X轴：600/530mm
Y轴: 450 mm Z轴: 450mm 快移速度：22 米/分 工作进给：15 米/分 刀库容量：30把
VCP/UCP 710
VCP/UCP 1000/1350
图2-3 BIG-PLUS刀柄系统
2.1.4 超高速切削加工的关键技术
图2-4 HSK刀柄系统
2.2 高效磨削技术
1. 高速重负荷荒磨
其砂轮线速度普遍达到了80m/s，有的高达120m/s；磨削 法向力通常达到了10000～12000N，有的高达30000N； 磨削功率一般为100～150kW，有的高达300kW；材料去 除率可达150kg/h。
第二章 现代制造工艺技术
现代造船模式ppt课件
统筹法是运用统筹兼顾的基本思想，对错综复杂、种类繁多的工作 进行统一筹划，合理安排的一种科学方法。它是运筹学的一个分支， 属于管理科学的一部分。1956年，美国首先开始研究统筹法。将其 称之为“计划评估”，其意思是用这种方法来评价和估计“计划的 好坏”。1962年，我国科学家钱学森首先将网络计划技术引进国内， 随后，经过我国数学家华罗庚对网络计划技术的大力推广，使这一 科学的管理技术在中国生根发芽，开花结果。
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8
2.2 现代造船方法
2.2.3.1 统筹优化理论 统筹法
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9
2.2 现代造船方法
2.2.3.1 统筹优化理论
最优化是应用数学的一个分支，主要指在一定条件限制下，选取某 种研究方案使目标达到最优的一种方法。最优化问题在当今的军事、 工程、管理等领域有着极其广泛的应用。
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11
2.2 现代造船方法
2.2.3.1 统筹优化理论
最优化举例：
旅行商问题(TravelingSalesmanProblem，TSP)是一个经典的组合优化 问题。经典的TSP可以描述为：一个商品推销员要去若干个城市推 销商品，该推销员从一个城市出发，需要经过所有城市后，回到出 发地。应如何选择行进路线，以使总的行程最短。
6
2.2 现代造船方法
2.2.3 现代造船模式的内涵 两大理论
◦ 统筹优化理论：从整体、综合、动态、寻优观点、协调各系统关系 ◦ 成组技术原理：相似性原理
两大一体化
◦ 壳舾涂一体化 ◦ 设计、生产、管理一体化
总装造船：中间产品完整性
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2.2 现代造船方法
2.2.3.1 统筹优化理论
生产方式
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2.2 现代造船方法
2.2.3.1 统筹优化理论 统筹法
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2.2 现代造船方法
2.2.3.1 统筹优化理论
最优化是应用数学的一个分支，主要指在一定条件限制下，选取某 种研究方案使目标达到最优的一种方法。最优化问题在当今的军事、 工程、管理等领域有着极其广泛的应用。
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2.2 现代造船方法
2.2.3.1 统筹优化理论
最优化举例：
旅行商问题(TravelingSalesmanProblem，TSP)是一个经典的组合优化 问题。经典的TSP可以描述为：一个商品推销员要去若干个城市推 销商品，该推销员从一个城市出发，需要经过所有城市后，回到出 发地。应如何选择行进路线，以使总的行程最短。
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2.2 现代造船方法
2.2.3 现代造船模式的内涵 两大理论
◦ 统筹优化理论：从整体、综合、动态、寻优观点、协调各系统关系 ◦ 成组技术原理：相似性原理
两大一体化
◦ 壳舾涂一体化 ◦ 设计、生产、管理一体化
总装造船：中间产品完整性
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2.2 现代造船方法
2.2.3.1 统筹优化理论
生产方式
现代制造业信息化技术第二章
4）项目所需资源的规划与管理；
5）项目有关工作活动的审查，审计项目进度
管理与进度报告。
2021年4月22日3时
6分
2.3 制造资源计划（MRPII）与企业资源计划（ERP）
2.3.1 制造资源计划 MRPⅡ的基本思想是：基于企业经营目标
制定生产计划，围绕物料转化组织制造资源，实现 按需要、按时进行生产。
项目生产 负责人
过程控制
型号调度1 型号调度2
产品全信 息模型
产品设 计视图
产品工 艺视图
零件计 划视图
产品物 料视图
车间加 工视图
零件 成品
(4) PTM2系统的功能界面
2.2 产品数据管理（PDM）技术
2.2.1 产品数据管理的概念
PDM是一门管理所有与产品相关的信息和所 有与产品相关的过程的技术。与产品相关的信息包 括CAD/CAE/CAM文件、材料清单、产品配置、事务文 件、产品订单、电子表格、生产成本、供应商状况 等；与产品相关的过程包括设计的组织者、设计人 员、加工工序、加工路线、权限的审批与分配、安 全、工作标准、工作流程、机构关系等。
产品配置管理（product configuration management）以电子仓库为底层支持，以材料清单BOM为其组 织核心，把定义最终产品的所有工程数据和文档联系起来， 对产品对象及其相互之间的联系进行维护和管理。
2021年4月22日3时 6分
2.2 产品数据管理（PDM）技术
产品结构与配置管理的主要功能模块包括：
6）ERP采用了最新的计算机技术，如客户/服务器分布式
结构、面向对象技术、电子数据交换、多数据库集成、电子商务平
台等。
2021年4月22日3时
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5 计算机网络与数据库分系统（Network & DB）
CIMS发展简况（国外）
➢ 美国——不仅企业重视，国家也极为重视，认为CIM是 夺回失去市场、取得竞争成功的关键技术，并将不可逆转 地成为21世纪占主导地位的新的生产方式。20世纪80年代 初，美国国家标准局（NBA）所属AMRF（自动化研究实 验基地）建立了世界上第一个CIMS实验系统（见图3-3）
图3-2 CIMS功能模型
质量 信息
1 管理信息分系统（MIS）
以MRP和 ERP为核心主要包括:
经营管理(BM) 生产管理(PM) 物料管理(MM) 人事管理(LM) 财务管理(FM)
2 工程技术信息分系统(EIS/TIS)
计算机辅助设计（CAD) 50年代后期 计算机辅助工程分析(CAE) 60年代初期 计算机辅助工艺过程设计(CAPP) 60年代中期 计算机辅助工装设计(CATD) 数控程序编制（NCP）
◆ 搞CIM是非常复杂的事情，是一项高投入、高风险项目， 必须审慎行事（20世纪80，90年代只有少数公司获得成功）。
3.2 CIMS的体系结构 Architecture of CIMS
CIMS的组成
CIMS的体系结构指以现代信息技术的观点建立的企业模型框
架（或功能模型）。CIMS 功能模型通常由 5 个分系统组成
2）整个生产过程可以视为一个数据采集、传递和加工处 理的过程，最终产品可视为数据的物化表现。
➢ CIM概念提出后，未被立即接受，因条件不成熟。直至 20世纪80年代初，各项单元技术（CAD、CAPP、CNC、 MIS、FMC、FMS …）得到充分发展，并形成一个个自动 化 “孤岛”。在这种形势下，为取得更大的经济效果，需 要将这些“孤岛”集成起来，CIM概念受到重视并被实施 。
➢ CIM 与CIMS ◆ CIM是一种哲理、思想、方法； ◆ CIMS是CIM哲理的具体体现； ◆ CIMS是一个计算机控制的闭环反馈系统，其输入是 产品的需求和概念，输出的是合格的产品。
讨论
◆ CIM 的核心是集成，而集成的本质是信息集成。
◆ 整体优化是CIM的目标（相对于自动化孤岛）。
◆ 3M（人、机器、管理）集成，其中人是核心。 普渡大学T.J.Willian教授提出CIMS参考模型的两个概念：
（图3-2） 。
市场信息 生产过程信息
工程 技术 信息
EIS
CAD CAE CAPP NCP CATD
∶
MIS BM，PM，MM，LM，FM…
QIS
Network DB
MAS（制造自动化）
CAI CAT CAQC CMM ∶
CNC, MC, FMC, FMS, ROBOT, AA …
原材料，能源
产品
T（Time）——时间，加速新产品研制周期，缩短交货期 Q（Quality）——质量 C（Cost） ——成本 S（Service）——服务 E（Environment）——环保 ➢为实现这一目标，CIM是一种强有力的形式。
CIM 定义
➢ 欧共体CIM-OSA（开放体系结构）课题委员会： CIM是将人及其经营知识和能力与信息技术和制造技术 综合应用，以提高制造型企业的生产率和响应能力。企 业所有人员、功能、信息、组织管理等方面都是集成起 来的整体的各个部分。
★ Automability（可自动化性）—— 指生产活动中可用 数学形式或计算机程序描述的部分，生产活动中的这一部 分内容可用计算机来进行处理。
★ Innovation（创新）—— 生产活动中无法用数学形式 或计算机程序描述的部分，这一部分内容仍需人来完成。
他认为工业革命使人变成了机器的奴隶，新技术革命 则要 “恢复人格”（Humanlization）。
无图纸生产实例—波音 777客机
1994.4.9, 波音公司的波音777在公司宽体客机总装厂首次露面。投资40亿 美元的777从设计到制造，不用一张图纸，不做一个模型。在航空史上首 次百分百采用计算机数字设计和模拟组装，由于全面采用了数学技术， 高性能新机IMS的实现程度受企业经营环境的制约，与企业的技 术水平、投资能力、经营战略等相联系，决定了CIMS 是一个多层次、多模式、动态发展、逐渐向理想状态 趋近的系统。
◆CASA(计算机与自动化系统协会)/SME(美国制造工程师协 会)的“制造企业轮图”也强调以人为本。
资资源源
共享知识
顾客 组织
系统 制造
责任 图3-1CASA/SME的“制造企业轮图”（第三版1993）
◆ 限定“制造型企业” 。 ◆ CIM 往往和人们经常提到的“三无工厂”（无图纸、无 库存、无人化), “3J”（Just in time，Just in case，Just in supply）等概念相联系。
美国制造企业应用CIMS单项技术的分布情况
➢ 20世纪80年代中、后期，CIM逐渐开始实施，并显示出明 显的效益——提高企业的生产率和市场竞争能力。以往竞争 力主要取决于生产率，现今更重要的是对市场的响应能力。
➢ 信息时代的到来,使世界正在“变小”。世界大市场的发 展，使竞争更加激烈，这一方面极大地促进了社会的发展 ，另一方面也给企业造成了严酷的“生存环境”。企业为 求得生存和发展，必须在 TQCSE 五要素上下工夫。
3 制造自动化分系统（MAS）
包括各种自动化设备和系统
计算机数控（CNC） 加工中心（MC） 柔性制造单元（FMC） 柔性制造系统（FMS） 工业机器人（Robot） 自动装配（AA）等。
4 质量信息分系统（QIS）
计算机辅助检验（CAI） 计算机辅助测试（CAT） 计算机辅助质量控制（CAQC） 三坐标测量机（CMM）
第3章 计算机集成制造
Computer Integrated Manufacturing
3.1 概述 Introduction
CIM提出
➢ CIM一词首先由Dr.J.Harrington(约瑟夫·哈林顿)于1974 年提出，其两个基本观点：
1）企业生产活动的各个环节，从市场分析、产品设计、加工 制造、经营管理到售后服务是一个统一的不可分割的整体。
CIMS发展简况（国外）
➢ 美国——不仅企业重视，国家也极为重视，认为CIM是 夺回失去市场、取得竞争成功的关键技术，并将不可逆转 地成为21世纪占主导地位的新的生产方式。20世纪80年代 初，美国国家标准局（NBA）所属AMRF（自动化研究实 验基地）建立了世界上第一个CIMS实验系统（见图3-3）
图3-2 CIMS功能模型
质量 信息
1 管理信息分系统（MIS）
以MRP和 ERP为核心主要包括:
经营管理(BM) 生产管理(PM) 物料管理(MM) 人事管理(LM) 财务管理(FM)
2 工程技术信息分系统(EIS/TIS)
计算机辅助设计（CAD) 50年代后期 计算机辅助工程分析(CAE) 60年代初期 计算机辅助工艺过程设计(CAPP) 60年代中期 计算机辅助工装设计(CATD) 数控程序编制（NCP）
◆ 搞CIM是非常复杂的事情，是一项高投入、高风险项目， 必须审慎行事（20世纪80，90年代只有少数公司获得成功）。
3.2 CIMS的体系结构 Architecture of CIMS
CIMS的组成
CIMS的体系结构指以现代信息技术的观点建立的企业模型框
架（或功能模型）。CIMS 功能模型通常由 5 个分系统组成
2）整个生产过程可以视为一个数据采集、传递和加工处 理的过程，最终产品可视为数据的物化表现。
➢ CIM概念提出后，未被立即接受，因条件不成熟。直至 20世纪80年代初，各项单元技术（CAD、CAPP、CNC、 MIS、FMC、FMS …）得到充分发展，并形成一个个自动 化 “孤岛”。在这种形势下，为取得更大的经济效果，需 要将这些“孤岛”集成起来，CIM概念受到重视并被实施 。
➢ CIM 与CIMS ◆ CIM是一种哲理、思想、方法； ◆ CIMS是CIM哲理的具体体现； ◆ CIMS是一个计算机控制的闭环反馈系统，其输入是 产品的需求和概念，输出的是合格的产品。
讨论
◆ CIM 的核心是集成，而集成的本质是信息集成。
◆ 整体优化是CIM的目标（相对于自动化孤岛）。
◆ 3M（人、机器、管理）集成，其中人是核心。 普渡大学T.J.Willian教授提出CIMS参考模型的两个概念：
（图3-2） 。
市场信息 生产过程信息
工程 技术 信息
EIS
CAD CAE CAPP NCP CATD
∶
MIS BM，PM，MM，LM，FM…
QIS
Network DB
MAS（制造自动化）
CAI CAT CAQC CMM ∶
CNC, MC, FMC, FMS, ROBOT, AA …
原材料，能源
产品
T（Time）——时间，加速新产品研制周期，缩短交货期 Q（Quality）——质量 C（Cost） ——成本 S（Service）——服务 E（Environment）——环保 ➢为实现这一目标，CIM是一种强有力的形式。
CIM 定义
➢ 欧共体CIM-OSA（开放体系结构）课题委员会： CIM是将人及其经营知识和能力与信息技术和制造技术 综合应用，以提高制造型企业的生产率和响应能力。企 业所有人员、功能、信息、组织管理等方面都是集成起 来的整体的各个部分。
★ Automability（可自动化性）—— 指生产活动中可用 数学形式或计算机程序描述的部分，生产活动中的这一部 分内容可用计算机来进行处理。
★ Innovation（创新）—— 生产活动中无法用数学形式 或计算机程序描述的部分，这一部分内容仍需人来完成。
他认为工业革命使人变成了机器的奴隶，新技术革命 则要 “恢复人格”（Humanlization）。
无图纸生产实例—波音 777客机
1994.4.9, 波音公司的波音777在公司宽体客机总装厂首次露面。投资40亿 美元的777从设计到制造，不用一张图纸，不做一个模型。在航空史上首 次百分百采用计算机数字设计和模拟组装，由于全面采用了数学技术， 高性能新机IMS的实现程度受企业经营环境的制约，与企业的技 术水平、投资能力、经营战略等相联系，决定了CIMS 是一个多层次、多模式、动态发展、逐渐向理想状态 趋近的系统。
◆CASA(计算机与自动化系统协会)/SME(美国制造工程师协 会)的“制造企业轮图”也强调以人为本。
资资源源
共享知识
顾客 组织
系统 制造
责任 图3-1CASA/SME的“制造企业轮图”（第三版1993）
◆ 限定“制造型企业” 。 ◆ CIM 往往和人们经常提到的“三无工厂”（无图纸、无 库存、无人化), “3J”（Just in time，Just in case，Just in supply）等概念相联系。
美国制造企业应用CIMS单项技术的分布情况
➢ 20世纪80年代中、后期，CIM逐渐开始实施，并显示出明 显的效益——提高企业的生产率和市场竞争能力。以往竞争 力主要取决于生产率，现今更重要的是对市场的响应能力。
➢ 信息时代的到来,使世界正在“变小”。世界大市场的发 展，使竞争更加激烈，这一方面极大地促进了社会的发展 ，另一方面也给企业造成了严酷的“生存环境”。企业为 求得生存和发展，必须在 TQCSE 五要素上下工夫。
3 制造自动化分系统（MAS）
包括各种自动化设备和系统
计算机数控（CNC） 加工中心（MC） 柔性制造单元（FMC） 柔性制造系统（FMS） 工业机器人（Robot） 自动装配（AA）等。
4 质量信息分系统（QIS）
计算机辅助检验（CAI） 计算机辅助测试（CAT） 计算机辅助质量控制（CAQC） 三坐标测量机（CMM）
第3章 计算机集成制造
Computer Integrated Manufacturing
3.1 概述 Introduction
CIM提出
➢ CIM一词首先由Dr.J.Harrington(约瑟夫·哈林顿)于1974 年提出，其两个基本观点：
1）企业生产活动的各个环节，从市场分析、产品设计、加工 制造、经营管理到售后服务是一个统一的不可分割的整体。