计算机集成制造系统.ppt
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1、首页上页下页末页结束1 1首页上页下页末页结束1 1首页上页下页末页结束1 1首页上页下页末页结束1 1第三章 计算机集成制造系统技术一、学习要求一、学习要求1 1、了解:、了解:CIMSCIMS的产生背景;的产生背景;2 2、掌握:、掌握:CIMSCIMS的基本概念与组成。的基本概念与组成。二、学习要点二、学习要点1 1、CIMCIM与与CIMSCIMS的区别与联系;的区别与联系;2 2、CIMSCIMS产生的背景与发展概况;产生的背景与发展概况;3 3、CIMSCIMS的基本组成;的基本组成;4 4、CIMSCIMS应用实例。应用实例。1首页上页下页末页结束2 2首页上页下页末页结束2 2
2、首页上页下页末页结束2 2首页上页下页末页结束2 2 20世纪世纪70年代以来年代以来,随着电子信息技术、自动化技术,随着电子信息技术、自动化技术的发展以及各种先进制造技术的进步,的发展以及各种先进制造技术的进步,制造系统中许多以制造系统中许多以自动化为特征的单元技术得以广泛应用。自动化为特征的单元技术得以广泛应用。如如CAD、CAPP、CAM、工业机器人、工业机器人、FMS等单元技术的应用,为企业带来等单元技术的应用,为企业带来显著效益。显著效益。然而,然而,人们同时发现,如果局部发展这些自动化单元人们同时发现,如果局部发展这些自动化单元技术,会产生技术,会产生“自动化孤岛自动化孤岛”现象现
3、象。“自动化孤岛自动化孤岛”具有具有较大较大封闭性,相互之间难以实现信息的传递与共享,封闭性,相互之间难以实现信息的传递与共享,从而从而降低系统运行的整体效率,甚至造成资源浪费。降低系统运行的整体效率,甚至造成资源浪费。第一节 CIMS的基本概念与其发展概况一、一、CIM和和CIMS的概念的概念2首页上页下页末页结束3 3首页上页下页末页结束3 3首页上页下页末页结束3 3首页上页下页末页结束3 3“自动化孤岛自动化孤岛”3首页上页下页末页结束4 4首页上页下页末页结束4 4首页上页下页末页结束4 4首页上页下页末页结束4 4例:离散制造业CADCAPPCAMCAEROBOTFMSFAS自动化
4、立体仓库MRPIIOAMISDSS销售系统DatabaseNetworkNetwork未经集成化处理的未经集成化处理的计算机应用计算机应用,形成了多个形成了多个“自动化孤岛自动化孤岛”Internet4首页上页下页末页结束5 5首页上页下页末页结束5 5首页上页下页末页结束5 5首页上页下页末页结束5 5自动化单元如果能够实现信息集成,自动化单元如果能够实现信息集成,则各种生产要素则各种生产要素之间的配置会得到更好的优化,各种生产要素的潜力可以之间的配置会得到更好的优化,各种生产要素的潜力可以得到更大的发挥,各种资源浪费可以减少,从而获得更好得到更大的发挥,各种资源浪费可以减少,从而获得更好的
5、整体效益。这正是计算机集成制造系统的出发点。的整体效益。这正是计算机集成制造系统的出发点。将将“自动化孤岛自动化孤岛”集成在一起集成在一起5首页上页下页末页结束6 6首页上页下页末页结束6 6首页上页下页末页结束6 6首页上页下页末页结束6 6计算机集成制造计算机集成制造CIMCIM美国美国HarringtonHarrington博士关于博士关于CIMCIM两个观点两个观点:企业各个生产环节是一个企业各个生产环节是一个不可分隔的整体不可分隔的整体(集成集成);企业生产制造过程实质上是对企业生产制造过程实质上是对信息的采集、传递和加工信息的采集、传递和加工处理的过程处理的过程(信息)。(信息)。
6、CIMCIM定义定义:是一种组织、管理、企业生产的是一种组织、管理、企业生产的新哲理新哲理,它借助计,它借助计算机软硬件,综合应用现代管理技术、制造技术、信息技术、算机软硬件,综合应用现代管理技术、制造技术、信息技术、自动化技术、系统技术,将企业生产全部过程中有关自动化技术、系统技术,将企业生产全部过程中有关人、技术、人、技术、经营管理三要素经营管理三要素及其及其信息流与物质流信息流与物质流有机地有机地集成集成并优化运行,并优化运行,以实现产品的高质量、低成本、短交货期,提高企业对市场变以实现产品的高质量、低成本、短交货期,提高企业对市场变化的应变能力和综合竞争能力。化的应变能力和综合竞争能力
7、。CIMCIM:是一种思想、模式、哲理,强调企业信息集成。是一种思想、模式、哲理,强调企业信息集成。6首页上页下页末页结束7 7首页上页下页末页结束7 7首页上页下页末页结束7 7首页上页下页末页结束7 7CIMSCIMS三要素关系:三要素关系:经营管理与技术经营管理与技术:技术支持技术支持企业达到预期的经营目标;企业达到预期的经营目标;人与技术人与技术:技术支持各类人技术支持各类人员互相配合、协调一致工作;员互相配合、协调一致工作;人与经营管理人与经营管理:人员素质提人员素质提高支持企业的经营管理;高支持企业的经营管理;CIMS三要素集成计算机集成制造系统计算机集成制造系统CIMSCIMSC
8、IMS:CIMS:基于基于CIMCIM哲理的一种工程集成系统,是一种新型哲理的一种工程集成系统,是一种新型制造模式。制造模式。CIMSCIMS核心核心:是将企业内的是将企业内的人人和组织、和组织、经营经营管理和管理和技术技术三三要素之间的集成,以保证企业内的工作流、物质流和要素之间的集成,以保证企业内的工作流、物质流和信息流畅通无阻。信息流畅通无阻。7首页上页下页末页结束8 8首页上页下页末页结束8 8首页上页下页末页结束8 8首页上页下页末页结束8 8补充:补充:集成集成的概念与方式的概念与方式集成方式:集成方式:通过专用格式数据文件的集成;通过专用格式数据文件的集成;(转换接口程序)(转换
9、接口程序)通过标准数据文件的集成通过标准数据文件的集成;(典型的标准格式;(典型的标准格式IGES和和STEP)基于统一产品数据模型和数据库的集成;基于统一产品数据模型和数据库的集成;基于产品数据管理基于产品数据管理PDM的系统集成。的系统集成。8首页上页下页末页结束9 9首页上页下页末页结束9 9首页上页下页末页结束9 9首页上页下页末页结束9 91、20世纪世纪70年代以来,制造系统中许多以自动化为特征年代以来,制造系统中许多以自动化为特征的单元技术得以广泛应用,但这些新技术没有带来人们曾的单元技术得以广泛应用,但这些新技术没有带来人们曾经预测的效益。原因是:经预测的效益。原因是:“自动化
10、孤岛自动化孤岛”现象现象2 2、制造业的巨大变革:、制造业的巨大变革:全球竞争加剧;全球竞争加剧;产品结构和生产过程随着先进生产技术的出现而急剧改变;产品结构和生产过程随着先进生产技术的出现而急剧改变;传统的管理、制造模式受到社会和市场的挑战传统的管理、制造模式受到社会和市场的挑战二、二、CIMS产生的背景产生的背景9首页上页下页末页结束1010首页上页下页末页结束1010首页上页下页末页结束1010首页上页下页末页结束10103、CIM理念产生于理念产生于20世纪世纪70年代,但基于年代,但基于CIM理念的理念的CIMS在在20世纪世纪80年代中期才开始重视并大规模实施,其年代中期才开始重视
11、并大规模实施,其原因是原因是20世纪世纪70年代的美国产业政策中过分夸大了第三产年代的美国产业政策中过分夸大了第三产业的作用,而将制造业,特别是传统产业,贬低为业的作用,而将制造业,特别是传统产业,贬低为“夕阳夕阳工业工业”,这导致,这导致美国制造业优势的急剧衰退美国制造业优势的急剧衰退,并在,并在20世纪世纪80年代初开始的世界性的石油危机中暴露无遗,此时,美年代初开始的世界性的石油危机中暴露无遗,此时,美国才开始重视并决心用其信息技术的优势夺回制造业的霸国才开始重视并决心用其信息技术的优势夺回制造业的霸主地位。于是美国及其他各国纷纷制订并执行发展计划。主地位。于是美国及其他各国纷纷制订并执
12、行发展计划。自此,自此,CIMS的理念、技术也随之有了很大的发展。的理念、技术也随之有了很大的发展。10首页上页下页末页结束1111首页上页下页末页结束1111首页上页下页末页结束1111首页上页下页末页结束1111三、三、CIMS产生的发展概况产生的发展概况信息集成(信息集成(8080年代)年代)过程集成(程集成(9090年代初)年代初)企企业集成(面向集成(面向2121世世纪)11首页上页下页末页结束1212首页上页下页末页结束1212首页上页下页末页结束1212首页上页下页末页结束12121、信息集成:、信息集成:针对在设计、管理和加工制造中大量存在的自动化孤岛,解决其信针对在设计、管理
13、和加工制造中大量存在的自动化孤岛,解决其信息的正确、高效的共享和交换息的正确、高效的共享和交换;通过信息集成将各自动化单项技术集成起来,解决通过信息集成将各自动化单项技术集成起来,解决T、Q、C、S。2 2、过程集成:、过程集成:对产品设计过程进行重构;对产品设计过程进行重构;传统的产品开发模式采用串行产品开发流程传统的产品开发模式采用串行产品开发流程;反复、开发周期长反复、开发周期长以并行工程为代表以并行工程为代表12串行模式串行模式Serial ModeSerial Mode设计工工艺制造制造装配装配测试修改意修改意见反反馈13首页上页下页末页结束1414设计设计设计设计 概念模型概念模型
14、概念模型概念模型 快速制模快速制模快速制模快速制模 生产模具生产模具生产模具生产模具 投入批产投入批产投入批产投入批产 市场销售市场销售市场销售市场销售 在产品生命周期不同阶段在产品生命周期不同阶段在产品生命周期不同阶段在产品生命周期不同阶段工程更改的费用将以指数增加工程更改的费用将以指数增加工程更改的费用将以指数增加工程更改的费用将以指数增加$10$100$1,000$10,000$100,000$?产品设计决定企业兴衰产品设计决定企业兴衰并行模式并行模式(Concurrent Mode)(Concurrent Mode)设计工工艺制造制造装配装配测试修改意修改意见反反馈15首页上页下页末页
15、结束16163、企业集成:、企业集成:传统企业传统企业:“小而全小而全”、“大而全大而全”;“两头小,中间大两头小,中间大”现代企业:现代企业:必须面对全球经济、全球制造的新形势,充分利用必须面对全球经济、全球制造的新形势,充分利用全球的制造资源(包括智力资源),更快、更好、更省地响应全球的制造资源(包括智力资源),更快、更好、更省地响应市场市场 针对某一特定产品,建立企业动态联盟(即所谓虚拟企业,针对某一特定产品,建立企业动态联盟(即所谓虚拟企业,VirtualEnterprise),),提倡提倡“扁平式扁平式”企业企业两头大:即强大的新产品设计、开发能力和强大的市场开拓能两头大:即强大的新
16、产品设计、开发能力和强大的市场开拓能力力 中间小:指加工制造的设备能力可以小,多数零部件可以靠协中间小:指加工制造的设备能力可以小,多数零部件可以靠协作解决作解决 以虚拟制造、敏捷制造为代表以虚拟制造、敏捷制造为代表产品不再适应市场,动态联盟产品不再适应市场,动态联盟解散解散首页上页下页末页结束1717首页上页下页末页结束1717首页上页下页末页结束1717首页上页下页末页结束1717四个功能分系统,两个支撑分系统组成 第二节 CIMS的基本组成、体系结构及其关键技术17首页上页下页末页结束1818首页上页下页末页结束1818首页上页下页末页结束1818首页上页下页末页结束18181 1、管理
17、信息分系统(、管理信息分系统(MIS)MIS)MIS是是CIMS的神经中枢的神经中枢 信息处理信息处理 包括信息的收集、传输、加工和查询;包括信息的收集、传输、加工和查询;事务管理事务管理 包括计划管理、物料管理、生产管理、财包括计划管理、物料管理、生产管理、财务务 管理、人力资源管理等;管理、人力资源管理等;辅助决策辅助决策 根据现有信息,利用数学分析手段预测未根据现有信息,利用数学分析手段预测未来,提供企业经营管理决策。来,提供企业经营管理决策。核心工具:核心工具:制造资源计划制造资源计划MRPIIMRPII,将企业内各个管理将企业内各个管理环节进行集成,缩短生产周期、减少库存、降低成本、
18、环节进行集成,缩短生产周期、减少库存、降低成本、提高企业市场应变能力。提高企业市场应变能力。18首页上页下页末页结束1919首页上页下页末页结束1919首页上页下页末页结束1919首页上页下页末页结束19192 2、工程设计信息分系统、工程设计信息分系统(EDIS)(EDIS)(CAD/CAPP/CAM)CAD CAD 计算机绘图、有限元分析、产品造型、图像分析计算机绘图、有限元分析、产品造型、图像分析处理、优化设计、动态分析与仿真、物料清单(处理、优化设计、动态分析与仿真、物料清单(BOMBOM)生生成等;成等;CAPP CAPP 毛坯设计、工艺方法选择、工序设计、工艺路线毛坯设计、工艺方法
19、选择、工序设计、工艺路线制定、工时定额计算等;制定、工时定额计算等;CAM CAM 刀具路径确定、刀位文件生成、刀具轨迹仿真、刀具路径确定、刀位文件生成、刀具轨迹仿真、NCNC代码的生成等作业。代码的生成等作业。19首页上页下页末页结束2020首页上页下页末页结束2020首页上页下页末页结束2020首页上页下页末页结束2020CAPPCAPP系统的分类系统的分类 检索式:检索式:事先把零件的工艺规程按零件图号或成组编码储存在计算机中事先把零件的工艺规程按零件图号或成组编码储存在计算机中编制新零件的工艺规程时,检索编制新零件的工艺规程时,检索调出调出编辑修改编辑修改检索不到时,另行编制并储存在计
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