《制造业信息化》PPT课件.pptx
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1、制造业信息化导论信息中心信息中心引用:引用:第一章 绪论 第二章 产品技术信息化 第三章 企业管理信息化 第四章 制造业信息化中的合理化第一章 绪论一、信息化概述一、信息化概述1 1、案例、案例2 2、信息化促进工业化、信息化促进工业化3 3、全面准确地认识信息化全面准确地认识信息化二二、制造业信息化的发展、制造业信息化的发展概况概况1 1、国外相关发展规划、国外相关发展规划2 2、制造业信息化应用案例、制造业信息化应用案例联合攻击战斗机研制计划联合攻击战斗机研制计划一、信息化概述一、信息化概述1.1.案例案例案例案例1 1:某企业的老总早晨上班的第一件事,就是打开计算机,输入密码进入企业的I
2、NTRANT(内联网),了解各部门提供自己的各种最新报表,如生产任务完成请抗、订单情况、产品在国内外各销售点的销售情况、企业的财务状况等等。这些信息都是以非常直观、形象的方式呈现在老总面前的,使企业老总只要花很傻的时间,就能对企业的运作情况有清晰和全面的了解。譬如,某采购员昨天采购的一批原材料,其价格高出两天前采购价格的10%,原因是前两天市场上该原材料的价格上涨了。案例案例2 2:美国通用电气公司在企业管理中广泛应用计算机后,建立了一个网络系统,将分布在各地的销售部门、产品仓库、以及制造厂全部连接起来。在接到客户订货时,销售人员就把相关数据输入到网络系统,自动查询客户的信息状况,同时查询附近
3、仓库有无这种产品的存库。在得到肯定的回答以后,这个网络系统就同时办理接受订货、开具发票、登记仓库账目等手续。同时、还向工厂发出补充仓库存货的生产调度指令,然后通知销售人员所需货物已经发货。全部过程在不到15秒的时间内即可完成。案例案例3 3:21世纪的市场正在发生根本性的变化,产品生产周期缩短、品种增加、批量减小、用户对产品的交货期、价格和质量的要求以及对产品的个性化需求越来越高。宁破XXX集团是一家以生产和销售服装为主的股份制产业集团。集团老总曾感叹:“服装出了厂门就不知去向。不知道是否卖掉,在什么地方卖掉,何时卖掉。”XXX集团通过实施信息化工程解决了这一问题,将全国各地几千家卖场的信息按
4、天收集汇总,通过数据挖掘,掌握了市场动向,并整合了从上游的面料生产企业到下游的销售网点,使之成为一个信息畅通、反应迅速的有机整体,从而在减少库存的同时,对客户需求做出快速反应、扩大了销售量。一、信息化概述一、信息化概述2 2、信息化促进工业化、信息化促进工业化 工业化与信息化是人类文明进程中的两个重要社会发展阶段,是人类现代化和后现代化的两个基本标志。信息化是建立在高度工业化基础之上,是工业化和科技进步发展到一定程度的结果。工业化直接创造社会财富,信息化除了促进信息产业、第三产业的发展外、更主要的是通过促进工业现代化而间接创造社会财富。信息技术对工业生产的影响已经是无处不在,无时不在。由于信息
5、化的作用,工业形态发生了重大变化,其主要特征是:市场变化越来越快,行业边界越来越模糊,信息产业成为主导产业,生产与服务的结合越来越紧密,知识和信息成为企业的重要乃至主要资源,信息技术广泛应用于工业的各项活动之中。一、信息化概述一、信息化概述信息化是加快实现工业化的必然选择,具体表现在几个方面:信息化是加快实现工业化的必然选择,具体表现在几个方面:信息化是加快经济结构调整,推动产业结构升级的必然选择信息化是应对经济全球化的必然选择信息化是提高企业运行效率、转变生产模式的必然选择以信息化带动工业化是一个全局性战略举措,对发展中的中国尤其重要信息化与工业化相互促进,共同发展信息化是解决信息问题的必要
6、环境一、信息化概述一、信息化概述3 3、全面准确地认识信息化、全面准确地认识信息化企业的信息化不是单纯的信息技术问题信息化是手段而不是目的信息技术不是万能的对计算机而言,进去的是垃圾,出来的也是垃圾信息安全问题“谁控制互联网,谁就控制世界”信息技术并不稀缺信息化是带动新型工业化的必要条件但非充分条件二、二、制造业信息化的发展概况制造业信息化的发展概况1.1.国外相关发展规划国外相关发展规划制造业是国家战略安全的基础,是国家工业的重要组成部分,是衡量国家综合国力主要标志。2.2.制造业信息化应用案例制造业信息化应用案例联合攻击战斗机研制计划联合攻击战斗机研制计划联合攻击战斗机(JSF)研制计划是
7、有史以来规模最发的就能用飞机研制计划之一。联合攻击战斗机研制计划是由美国牵头,另有英国、荷兰、丹麦、挪威、加拿大、意大利、新加坡、土耳其和以色列等多国参与,是一项国际合作研制项目。案例:案例:JSFJSF的主要研制技术特点:的主要研制技术特点:全球数字协同网络整个系统实行PLM与任何CAx系统兼容超过5万个用户超级保密,迅即访问可快速/低风险地扩展在一条生产线上生产和装配4各军种用的3种机型使用同一种通用的支援和维护系统各种机型之间的零部件/系统/设备的通用性达到80%以上二、二、制造业信息化的发展概况制造业信息化的发展概况 在在项目研制阶段,作为投标方的波音公司和洛克希德项目研制阶段,作为投
8、标方的波音公司和洛克希德.马丁公司在阳极的生产过程中,马丁公司在阳极的生产过程中,分别结合各自的生产特点,大量应用了信息化技术。分别结合各自的生产特点,大量应用了信息化技术。通过通过采用先进的信息系统和计算机辅助设计、制造技术,在武器装备快速研制、全生命采用先进的信息系统和计算机辅助设计、制造技术,在武器装备快速研制、全生命周期管理、降低研制成本、提高武器装备经济可承受等方面取得了相当显著的效益。周期管理、降低研制成本、提高武器装备经济可承受等方面取得了相当显著的效益。联合联合攻击战斗机研制计划是应用信息技术的成功案例,代表可信息技术的发展趋势。攻击战斗机研制计划是应用信息技术的成功案例,代表
9、可信息技术的发展趋势。广泛应用数字化设计及预警装配技术虚拟开发环境覆盖全生命周期每一阶段采用并行工作方式实现异地联合设计制造产品数据管理极大地简化了工作程序,保证了准确性广泛应用集成制造系统技术通过精益制造实现经济可承受性采用信息化生产技术实现生产的快速转换第二章 产品技术信息化一、产品技术信息化概述一、产品技术信息化概述二、产品设计信息化单元系统二、产品设计信息化单元系统1、计算机辅助创新(CAI)技术和系统2、计算机辅助工程(CAE)技术和系统3、计算机辅助设计(CAD)技术和系统三、制造技术信息化单元系统三、制造技术信息化单元系统1、制造阶段包括产品工艺设计、数控加工编程、制造质量和产品
10、测试等阶段。2、计算机辅助工艺设计(CAPP)技术和系统3、计算机辅助制造(CAM)技术和系统4、计算机辅助指质量管理(CAQ)技术系统5、计算机辅助测试(CAT)技术与系统第二章 产品技术信息化四、产品技术信息化平台四、产品技术信息化平台五、五、制造业信息化中的合理化方法制造业信息化中的合理化方法1、制造业信息化中的合理化工作框架2、信息化与合理化的相互促进3、产品设计合理化4、产品信息分类编码合理化方法5、企业过程合理化6、企业信息分类编码和合理化7、企业过程的标准化8、企业组织流程的合理化9、信息质量的改善一、一、产品技术信息化产品技术信息化一一、产品技术信息化概述、产品技术信息化概述1
11、、产品生命周期通常,产品周期可以分为两种:产品的市场生命周期和产品的个性生命周期。1)产品的市场生命周期其他原始其他原始创新创新1其他原始其他原始创新创新i跟随跟随创新创新集成集成创新创新产品产品改进改进科学科学发明发明原始原始创新创新原型机原型机研究研究第一代产第一代产品研发品研发使用意使用意见反馈见反馈技术技术发明发明产品合产品合理化理化i=i+1第第i代产代产品研发品研发市场前市场前景好吗景好吗?退出退出市场市场基于集成创新的产品的市场生命周期基于集成创新的产品的市场生命周期基于跟随创新的产品的市场生命周期基于跟随创新的产品的市场生命周期好好不好不好基于集成创新的产品的市场生命周期基于集
12、成创新的产品的市场生命周期一、一、产品技术信息化产品技术信息化2)产品技术信息化模型可维护可维护不可维护不可维护订单订单接受接受产品产品研发研发产产品品设计设计零部件零部件制造制造零部件零部件采购采购产品产品装配装配产品产品销售销售产产品品使用使用产品可产品可维护吗维护吗?产产品品维护维护产品产品报废报废产产品品回收回收产品生产过程产品生产过程产品使用过程产品使用过程一、一、产品技术信息化产品技术信息化3)产品技术信息化模型 产品技术信息化模型可以分为面向产品形成过程和面向产品全生命周期的两种模型。a.面向产品形成过程的产品技术信息化模型产产 品品 数数 据据 管管 理理(PDM)系统)系统知
13、知 识识 管管 理理(KM)系统)系统计计算算机机辅辅助助设设计计(CAD)系统)系统计计算算机机辅辅助助工工艺艺设设计(计(CAPP)系统)系统计计算算机机辅辅助助制制造造(CAM)系统)系统计计算算机机辅辅助助质质量量(CAQ)系统)系统计计算算机机辅辅助助创创新(新(CAI)系统)系统计计算算机机辅辅助助工工程程(CAE)系统)系统计计算算机机辅辅助助标标准准化化(CAS)系统)系统计计算算机机辅辅助助测测试试(CAT)系统)系统大量的和高度自动化的信息流大量的和高度自动化的信息流大量的和高度自动化的信息流大量的和高度自动化的信息流需要人工支持的信息流需要人工支持的信息流需要人工支持的信
14、息流需要人工支持的信息流介于前面两者之间的休息流介于前面两者之间的休息流介于前面两者之间的休息流介于前面两者之间的休息流一种面向一种面向产品形成品形成过程的程的产品技品技术信息化模型信息化模型一、一、产品技术信息化产品技术信息化b.面向产品全生命周期的产品技术信息化模型产品全生命周产品全生命周期管理期管理(PLM)系统)系统知识管理知识管理(KM)系)系统统计算机辅计算机辅助创新助创新(CAI)系)系统统计算机辅助计算机辅助设计(设计(CAD)系统系统 计算机辅助计算机辅助工程(工程(CAE)系统系统 计算机辅助标计算机辅助标准化(准化(CAS)系统系统 计算机辅助计算机辅助工艺设计工艺设计(
15、CAPP)系)系统统计算机辅计算机辅助制造助制造(CAM)系统系统计算机辅助计算机辅助质量管理质量管理(CAQ)系)系统统计算机辅助计算机辅助测试测试(CAT)系)系统统制造资源制造资源计划计划(ERP)系统系统供应链管供应链管理理(SCM)系统系统客户关系客户关系管理管理(CRM)系统系统集成集成大量的和高度自动化的信息源大量的和高度自动化的信息源需需要要前前面面两两者者之之间间的的信信息息流流需要人工支持的信息源需要人工支持的信息源一、一、产品技术信息化产品技术信息化4)企业对产品研发和设计信息化的需求a.从“技术模仿”向“技术创新”转变b.缩短设计周期,提高设计效率c.提高产品设计的一次
16、成功率d.确保设计资源的共享e.确保产品信息在其全生命周期的可用性f.减少零件和工艺文件的多样化g.确保设计资源的安全二、二、产品设计信息化单元系统产品设计信息化单元系统 产品研发信息系统是一种依赖于计算机硬件、外部设备及开发环境和工具进行产品设计的综合系统,设计多学科领域。设计人员在研发系统的辅助之下,通过人一机交互操作方式进行产品概念设计、总体设计和详细设计,以及技术文档和有关技术报告的编制和管理等。产品标准化设计产品标准化设计产品详细设计产品详细设计产品总体设计产品总体设计产品概念设计产品概念设计产品数据管理(产品数据管理(PDM)系统)系统知识管理知识管理(KM)系统)系统计算机辅助创
17、计算机辅助创新(新(CAI)系统)系统计算机辅助工程计算机辅助工程(CAE)系统)系统计算机辅助设计计算机辅助设计(CAD)系统)系统计算机辅助工程计算机辅助工程(CAE)系统)系统计算机辅助设计计算机辅助设计(CAD)系统)系统计算机辅助设计计算机辅助设计(CAD)系统)系统计算机辅助标准化计算机辅助标准化(CAS)系统)系统用户用户登录登录概念概念产品产品整体整体结构结构零件零件结构结构结构结构标准标准时间时间产品产品研发和设计研发和设计 阶段中不同环节所需要的信息化单元系统阶段中不同环节所需要的信息化单元系统二、二、产品设计信息化单元系统产品设计信息化单元系统1 1、计算机辅助创新(、计
18、算机辅助创新(CAICAI)技术和系统)技术和系统 CAI将TRIZ、本体论、现代设计方法学与IT技术等融为一体,帮助设计者在概念设计阶段,有效地利用多学科领域知识和前人的智慧,遵循创新规律,打败思维定式,快速的发现技术系统中存在的问题,找到新的解决方案,同时有效地规避现有的竞争专利,促进创新。2 2、计算机辅助工程、计算机辅助工程(CAECAE)技术和系统)技术和系统1)计算机辅助工程(Computer Aided Engineering,CAE)从20世纪60年代初在工程中老师得到应用,是实现重大工程和工业产品计算分析、模拟仿真与优化设计的工程技术。CAF软件是计算力、计算数学、相关的工程
19、科学、工程管理学与现代计算机科学和技术相结合而形成的一种综合性、知识密集型信息产品。2)CAE系统CAE系统不像CAD系统那样比较单一,其所涉及的系统和方法很多,主要有:主要有:a.有限元法b.模态分析法c.运动仿真d.方案优选e.可靠分析f.制造过程仿真g.产品装配仿真h.虚拟样机与产品工作性能评测二、二、产品设计信息化单元系统产品设计信息化单元系统3 3、计算机辅助设计(、计算机辅助设计(CADCAD)技术和系统)技术和系统1)概述 计算机辅助设计(Computer Aided Design,CAD)是用计算机系统协助产生、修改、分析和优化设计的技术。CAD是工程技术人员以计算机为工具,对
20、产品和工程进行总体设计、绘图、分析和编写技术文档等设计活动的总称。CAD的功能可归纳为四类:数学建模、工程分析、动态模拟和自动绘图。一个完整的CAD系统,通常由人机交互接口、科学计算、图形系统和工程数据库等组成。根据模型的特点,CAD系统一般分为二维CAD系统和三维CAD系统。2)二维CAD系统 二维CAD系统将工程设计图纸都看成是点、线、圆、弧、文本等基本几何元素的集合,系统内表达的任何设计都变成了几何图形,所依赖的数学模型是纯几何模型,系统记录了这些图素的几何特征。3)三维CAD系统 三维CAD系统的核心是产品的三维模型。三维模型是在计算机中将产品的实际形状表示成为三维模型,模型中包括了与
21、产品几何体结构有关的点、线、面、体的各种信息。三三、制造技术信息化单元系统制造技术信息化单元系统1 1、制造阶段包括产品工艺设计、数控加工编程、制造质量和产品测试等阶段。制造阶段包括产品工艺设计、数控加工编程、制造质量和产品测试等阶段。产品测试产品测试制造质量管理制造质量管理数控加工编程数控加工编程产品工艺设计产品工艺设计产品数据管理(产品数据管理(PDM)系统)系统计算机辅助工计算机辅助工艺设计艺设计(CAPP)系统)系统计算机辅助制造计算机辅助制造(CAM)系统)系统计算机辅助质量计算机辅助质量管理(管理(CAQ)系统系统计算机辅助测试计算机辅助测试(CAT)系统)系统工艺工艺文件文件产成
22、产成品品质量质量报告报告测试测试报告报告时间时间产品制造准备和制造过程阶段各环节所需要的系统资源产品制造准备和制造过程阶段各环节所需要的系统资源三三、制造技术信息化单元系统制造技术信息化单元系统2 2、计算机辅助工艺设计(、计算机辅助工艺设计(CAPPCAPP)技术和系统)技术和系统a.概述:CAPP是利用计算机技术辅助工艺人员进行从毛坯到成品零件的制造工艺设计的方法,是将企业产品设计数据转换为产品制造数据的一项技术。CAPP向上CAD相接,向下CAM相连。CAPP从CAD系统中获取零件的特征信息、工艺信息,并从工程数据库中获取企业的生产条件、资源情况及企业工人技术水平等信息,从而进行工艺设计
23、,形成工艺流程卡、工艺卡和工序卡。系统:CAPP系统按其工作原理课分为检索式、派生式、创成式、混合式系统等。系统的功能模型CAPP系统系统系统管理系统管理基础数基础数控管理控管理零件信零件信息输入息输入工艺工工艺工程输入程输入工序决策工序决策工步决策工步决策统计分析统计分析结构输出结构输出图:CAPP系统的功能模三三、制造技术信息化单元系统制造技术信息化单元系统3 3、计算机辅助制造、计算机辅助制造(CAM)(CAM)技术和系统技术和系统a.计算机辅助制造(Computer Aided Manufacturing,CAM)是指应用计算机来进行产品制造的统称。有广义CAM和狭义CAM之分。广义C
24、AM是指利用计算机辅助完成从原材料到产品的全部制造过程,其中包括之间制造过程和间接制造过程。狭义CAM是指计算机辅助机械加工(Computer Aided Manchining),更明确的说,是指数控加工,即数控加工自动编辑(Automatic Programming,AP)。CAM系统的输入信息时零件的工艺路选和工序内容,输出信息时刀具加工时的运动轨迹(刀位文件)和数控程序。数控机床是实现CAM的主要载体,数控机床与自动小车或生产线的集成构成了柔性制造系统(FMS)。数控机床的结构也在不断发生变化,出现了虚拟轴机床。快速成型技术也是一种基于数控技术的新型加工方法。三三、制造技术信息化单元系统
25、制造技术信息化单元系统b、数控加工自动编程各种不同的各种不同的CAD系系统的零件数据模型统的零件数据模型文件文件有关工艺过程有关工艺过程数据交数据交换换CAM系统能识别的系统能识别的零件数据模型文件零件数据模型文件工艺过程工艺过程确定确定刀具位置数刀具位置数据计算据计算生成数控加生成数控加工代码工代码特定数控系统的特定数控系统的特性要求特性要求特定机床的性能特定机床的性能参数要求参数要求后置处理后置处理后置处理后置处理加加加加工工工工程程程程序序序序前置处理前置处理前置处理前置处理1)前置处理前置处理:根据所加工零件的结构特诊,结合工艺决策(包括刀具选择、进给量等工艺参数的决定),生成描述加工
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