先进制造技术ppt

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
一、计算机辅助设计（CAD） 计算机辅助设计（CAD）是指工程技术人员以计 算机为工具，用各自的专业知识对产品进行总体设计、 绘图、分析和编写技术文档等设计活动的总称。 1、几何造型功能 2、有限元分析和优化设计功能 3、工程绘图功能
三、计算机辅助制造（CAM）
从广义的角度讲，CAM指利用计算机辅助从毛坯 到产品制造过程中的直接和间接的活动，包括计算 机辅助生产计划、计算机辅助工艺设计、计算机数 控编程、计算机控制加工过程等内容。 而从狭义的角度讲，CAM仅指数控程序的编制， 包括刀具路径的确定、刀位文件的生成、刀具轨迹 仿真以及NC代码的生成等
2．先进制造技术的主要发展趋势
（1） 制造技术向自动化、集成化和智能化的方向发展。 如 CIM、精良生产、并行工程、敏捷制造等 （2） 制造技术向高精度方向发展。 （3）特种加工
（4）表面工程
（ 5 ）综合考虑社会、环境要求及节约资源的可持续发 展的制造技术将越来越受到重视。(绿色制造模式)
• 我国“十五”大力推进先进制造技
对原因进行分析（When、Why、Where、Who、What、How）提出五个
为什么，再提出措施，保证不再发生；
对效率的看法。不从局部设备在单位时间内生产多少零件来计算效
率，而是从全局从总体上来看效率。
精良生产把人看作是生产中最宝贵的，是解决问题的根本动力，而
不是当成会说话的机器，解决问题只能靠技术。
是关于企业的一组相关操作 和活动的集合，它包括市场 分析、产品设计、材料选择、 计划作业、生产、质量检验、 生产管理和市场销售等一系 列与制造企业有关的生产活 动。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
•制造（Manufacturing）
•基本哲理
企业生产活动是一个不可分割的整体，其各
个环节彼此紧密关联； 就其本质而言，整个生产活动是一个数据采 集、传递和加工处理的过程，最终形成的产品可 以视为“数据”的物质表现； 制造应包括从产品需求分析开始到销售服务 之间全过程的一切活动； 将制造理解为是一个复杂的信息转换过程， 在制造中发生的相关活动都是信息处理整体中的 一部分； 信息技术与制造过程相结合是制造业在信息 社会中发展的新模式，也是企业发展的必然。
实施CIMS后，明显提高企业新品开发能力，提高企业市
场竞争能力。产品质量明显提高，交货期短而准确，价格合 理，企业的信誉随之提高；
CIMS在其发展历程中的主要应用对象是离散型制造业
（约占全部制造业的50%）。
必须指出
CIMS的思想、系统方法和集成技术同样 可用于诸如连续型或混合型企业中，国 内外在电器、化工、电子元件、钢铁行 业中已有不少企业实施CIMS应用工程并 取得了成功。
1、线框造型 2、曲面造型 3、实体造型 4、特征造型
二、计算机辅助工艺规程设计（CAPP）
计算机辅助工艺规程设计方法
派生式计算机辅助工艺规程设计原理
1、派生式 2、创成式 3、半创成式
1、工艺信息数字化 2、CAPP数据库
•特征矩阵文件 •综合工艺路线 •工序、工步文件 •工艺数据文件
1、零件编码矩阵化 2、零件组特征的矩阵化 3、主样件设计 4、零件上各种形面的数字化 5、工序工步名称编码 6、综合加工工艺路线的数字化 7、工序工步内容矩阵
•CAPP系统生成标准的自动编程程序，由一个后置处理系统将 此自动编程程序翻译成数控程序；
•将刀具路径计算结果转换成特定的数控系统的指令代码，从 而生成数控程序。
数控编程的内容与步骤
进行工艺处理
数值计算 编制工件的数控加工程序
制备控制介质
校核加工程序
第三节
1、CIM
CIMS
CIM是一种概念和哲理， 可用来作为组织现代工 业生产的指导思想。
的每一个数字码称为特征码。
迄今为止，世界上已有70多种分类编码系统。 应用最广的是奥匹兹（Opitz）分类编码系统。 我国机械工业行业于1984年制订了“机械零件编码系统
（简称JLBM-1系统）”。
该系统由名称类别、形状及加工码、辅助码三部分共15个
码位组成，每一码位包括从0到9的10个特征项号，详见图 12-1和表12-1、12-2、12-3、12-4、12-5。
2、CIM与CIMS的定义
CIM
CIM作为一种组织、管理与进行企业生产的哲 理，它在计算机网络和数据库技术的支撑下， 综合运用现代管理、制造、信息、自动化和 系统工程等领域的技术，将企业生产全部过 程中有关人、技术、经营管理要素及其信息 流与物流有机地集成并优化运行，以实现产 品高质量、低成本、上市快，从而使企业赢 得市场竞争。 简单地说，CIM是用计算机通过信息集成实现 现代化的生产制造，求得企业的总体效益”， 即以计算机作为工具，制造为其内容的CIM， 其哲理的核心为信息的“集成”。
CIMS
CIM是一种组织现代化生产的哲理，而基于 这种哲理组成的系统――CIMS，就是哲理的实 现。 CIMS是基于CIM哲理构成的优化运行的企业制造 系统”。在CIMS的研究和实施中必须强调“信 息流”和“系统集成”这两个最基本观点。 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、精良的管理
在精良生产中，精益求精的管理使得它在人员的
利用、厂房的利用、时间的利用等方面都大大优于 大量生产方式。 精良生产的基本观念是及时供应，尽可能减少库 存，甚至零库存。 精良生产的组织是能把最大量的工作任务和责任 转移到生产线上真正为产品增值的那些工人身上； 精良生产的组织另一个特点是具有一个处于在适 当位置的一旦发现问题就能快速追查并找出最终原 因的检测缺陷系统。
2、精良生产的生产操作与对工人的要求
减少以至撤消非增值的人员和岗位，彻底消除各种浪费； 浪费有资源、人力、时间、空间等多个方面，如何正确区分什么是
工作，什么是浪费，在贯彻精良生产方式中，是一件非常重要的事件；
总装线上工人的集体负责制。装配工人被编成小组，每个小组对指
定的一套组装工序负责，有人缺勤，或某一零件安装有问题，小组内 互相帮助，集体负责，不能把问题留到下道工序，问题解决不了，必 须暂停装配线；
三种生产方式的比较
数控编程与CAD、CAPP的集成是一个重要发展方向
NC/CAD/CAPP集成：
•NC模块作为CAD的一个组成部分；
•CAD输出的数据以标准接口的方式传递给数控编程系统； •CAD直接产生一个针对特定数控语言的专用零件源程序，由 后置处理系统生成数控程序。
CAPP与CAM的集成：
方针
效益驱动、总体规划、重点突破、分 步实施、推广应用
发展
•经过十多年的努力，我国CIMS事业取得 了迅速发展，已形成了一个健全的组织和 一支研究队伍； •实现了我国CIMS研究和开发的基本框架； 建设研究环境和工程环境，包括一个国家 CIMS实验工程中心和7个单元技术开放实 验室，完成了一大批课题的研究工作，陆 续选定了一批CIMS典型应用工厂作为利 用CIMS推动企业技术改造的示范点； •这些工厂包括飞机、机床、大型鼓风机、 纺织机械、汽车、家电、服装以及钢铁、 化工等行业。
第一节 成组技术
• 市场竞争日趋激烈，产品更新换代越来越快， 产品品种增多，而每种产品的生产数量却并不很多。 世界上75％~80％的机械产品是以中小批生产方式 制造的。 • 与大量生产企业相比，中小批生产企业的劳动 生产率低，生产周期长，产品成本高，市场竞争能 力差。 • 能否把大批量生产的先进工艺和高效设备以 及生产方式用于组织中小批量产品的生产，一直是 国际生产工程界广为关注的重大研究课题。 • 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。
第四节
现代制造模式的新发展
一、精良生产（Lean Production） 精良生产方式实质上是从生产操作、组 织管理、经营方式等各个方面，找出一切不 能为产品增值的活动或人员，并加以革除。 未来产品市场是多元化、个人化，因此 要力求制造系统做到成本与批量无关，生产 周期短，产品复杂性高，并一切企业具有高 柔性、强的应变能力去对付市场的挑战。
精良生产方式要求产品“尽善尽美”，必须精益求精，不断降低成本，
做到无废品、零库存、无设备故障等，产品品种多样化。 了人们的思维方式，改变了人们之间的相互关系。 生惊人的效果。
精良生产不仅是生产方式的改变，而且改变了人们传统的认识，改变 虽然这种理想境界还有很长一段路要走，但只要人们不断追求就会产
1、精良生产的特点
精良生产综合了单件生产和大量生产的优点，克服了传统经营方式中
的很多不合理做法，开创了一种新的高效率的生产方式；
它既避免了单件生产的高成本，又避免了大量生产的僵化不灵活； 与大量生产相比，人员、场地、设备都减少一半，新品开发时间、工
程设计工时、现场库存减少一半，废品大大减少，而且能生产更多、更 好，又各种变型的产品；
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
目标
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。
JLBM-1系统的特点是零件类别按名称类别矩阵划分，便
于检索，码位适中，又有足够的描述信息的容量。
日本KK系统。
三、零件的分类成组
根据零件的分类编码系统对零件进行编码 后，可根据零件的代码划分零件组，采用不同 的相似性标准，可将零件划分为具有不同属性 的零件组。
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。
效益
实施CIMS的效益主要体现在信息集成的效益上； 由于系统集成度提高，使各功能分系统间的配合和参数配
置更加优化，各种生产要素的潜力得到更有效的利用，减少 实际存在于企业生产中的各种资源浪费，同时使管理科学化， 提高企业对市场的响应能力。
具体表现在：1）提高产品质量
高科学管理水平。
2）提高设备利用率 3）提
术
----CAD、CAM、CAPP、CAE、CAQ、ERP、CIMS
近年来，在我国大力推进先进制造技术的发展与应 用，已得到社会的共识，先进制造技术已被列为国家重 点科技发展领域，并将企业实施技术改造列为重点，寻 求新的制造策略，建立新的包括市场需求、设计、车间 制造和分销集成在一起的先进制造系统。 该系统集成了计算机辅助设计（CAD），计算机辅助 制造（CAM），计算机辅助工艺设计（CAPP），计算机辅 助工程（ CAE），计算机辅助质量管理（ CAQ），企业资 源计划（ERP），物料搬运等单元技术。这些单元技术集 成为计算机集成制造系统CIMS。
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 Technology 简称GT）。
二、 零件的分类编码系统 零件编码就是用数字表示零件的形状特征，代表零件特征
先进制造技术的特点及发展趋势 1． 先进制造技术的内涵及其主要特点
与传统制造技术相比较，先进制造技术具有以下显著特征：
（1）先进制造技术是涉及机械科学、信息科学、系统科学和管 理科学的一门综合学科。 （2）先进制造技术的目的除了实现优质、高效、低成本外，敏 捷制造、可持续发展也成为其追求的重要目标。 （3）先进制造技术更加重视技术与管理的结合，重视制造过程 的组织和管理体制的精简及合理化，从而产生了一系列技术与 管理相结合的新的生产方式。