CADCAM集成制造系統(tǒng)概述

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1、Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,CAD/CAM應(yīng)用技術(shù),第7章 CAD/CAM集成制造系統(tǒng),7.1 CAD/CAM集成概述,7.2 CAD/CAM的系統(tǒng)信息流,7.3 CAD/CAM信息集成技術(shù),7.4 CAD/CAM集成系統(tǒng)總體規(guī)劃,7.5 CIMS計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng),1.,CAD/CAM集成的基本概

2、念,CAD/CAM系統(tǒng)的集成是指借助于公共的工程數(shù)據(jù)庫(kù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)以及標(biāo)準(zhǔn)格式的中性文件接口技術(shù)，把CAD、CAE、CAPP、CAM以致PPS等各種功能不同的軟件系統(tǒng)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，保證各系統(tǒng)之間信息的提取、交換、共享和處理，實(shí)現(xiàn)軟硬件資源的共享。,7.1 CAD/CAM集成技術(shù)概述,圖7-1 產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造流程,圖7-2 集成化制造系統(tǒng),2.CAD/CAM的集成方式,從CAD/CAM系統(tǒng)集成技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用上看，集成有兩種方式：,系統(tǒng)的集成,集成的系統(tǒng),7.1 CAD/CAM集成技術(shù)概述,3.CAD/CAM集成的作用,有利于發(fā)揮設(shè)計(jì)人員的創(chuàng)造性；,有利于系統(tǒng)各應(yīng)用模塊之間的資源共享，提高了系

3、統(tǒng)運(yùn)行效率，降低系統(tǒng)成本；,避免了應(yīng)用系統(tǒng)間信息傳遞誤差，特別是人為的傳遞誤差，從而提高了產(chǎn)品的質(zhì)量；,有利于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、通用化和系列化；,有利于實(shí)現(xiàn)并行作業(yè)，縮短產(chǎn)品上市周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量和企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力；,有利于實(shí)現(xiàn)面向制造的設(shè)計(jì)（DFM）和面向裝配的設(shè)計(jì)（DFA），降低成本，提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力；,有益于先進(jìn)制造模式的實(shí)施，擴(kuò)大企業(yè)的市場(chǎng)機(jī)遇。,7.1 CAD/CAM集成技術(shù)概述,4.CAD/CAM集成的體系結(jié)構(gòu),CAD/CAM集成系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)類型有以下三種：,傳統(tǒng)型系統(tǒng),改進(jìn)型系統(tǒng),數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)型系統(tǒng),7.1 CAD/CAM集成技術(shù)概述,圖7-3 CAD/CAM集成體系結(jié)構(gòu),市場(chǎng)預(yù)測(cè),生產(chǎn)

4、規(guī)劃,資源規(guī)劃,公司層,主生產(chǎn),計(jì)劃,物料需,求計(jì)劃,生產(chǎn)能力,需求計(jì)劃,廠/所層,質(zhì)量檢,測(cè)計(jì)劃,質(zhì)量管,理信息,任務(wù)劃分,車間作業(yè)調(diào)度仿真,車間層,物料,工作站,刀具,工作站,夾具,工作站,工作站層,加工,工作站,測(cè)量,工作站,物料庫(kù),各種加工設(shè)備,設(shè)備層,下達(dá)任務(wù),調(diào)控進(jìn)度,下達(dá)設(shè)計(jì)、生產(chǎn),及質(zhì)量管理任務(wù),下達(dá)刀夾具、物料調(diào)度、加工及質(zhì)量監(jiān)測(cè)任務(wù),反饋各項(xiàng)任務(wù)進(jìn)度,反饋車間生產(chǎn)狀態(tài)和系統(tǒng)狀態(tài),反饋加工、庫(kù)存及測(cè)量等多類數(shù)據(jù),反饋各類加工、測(cè)量和物料儲(chǔ)運(yùn)工作完成情況,下達(dá)加工任務(wù),分配檢測(cè)任務(wù),圖7-4 CAD/CAM集成系統(tǒng)遞階控制體系結(jié)構(gòu),CAD/CAM系統(tǒng)的信息流是指產(chǎn)品信息在CAD

5、/CAM集成系統(tǒng)各模塊間以及CAD/CAM集成系統(tǒng)與其他系統(tǒng)如管理信息系統(tǒng)（MIS）、制造自動(dòng)化系統(tǒng)（MAS）、質(zhì)量保證系統(tǒng)（CAQ）等間的流動(dòng)過程。,1.CAD/CAM集成系統(tǒng)模塊間的信息流,7.2 CAD/CAM的系統(tǒng)信息流,信息流,生產(chǎn)經(jīng),營(yíng)決策,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),與分析,總體結(jié),構(gòu)決策,概念設(shè)計(jì),方案決策,設(shè)計(jì)任務(wù),規(guī)劃,工藝,設(shè)計(jì),過程,仿真,資源需求,與分析,設(shè)計(jì)流管理,PDM,ERP,市場(chǎng)客戶需求信息,產(chǎn)品開發(fā),過程信息流,7.2 CAD/CAM的系統(tǒng)信息流,信息流,產(chǎn)品制造,過程信息流,工裝規(guī)劃,與設(shè)計(jì),車間調(diào)度,NC指令,生成仿真,生產(chǎn)作業(yè),計(jì)劃,質(zhì)量控制,資源需求,與分析,PPS,

6、PDM,ERP,資源需求、工藝設(shè)計(jì),7.2 CAD/CAM的系統(tǒng)信息流,2.CAD/CAM集成系統(tǒng)與其他系統(tǒng)的信息流,CAD/CAM系統(tǒng)與MIS間的信息流,CAD/CAM系統(tǒng)與MAS間的信息流,CAD/CAM系統(tǒng)與CAQ間的信息流,7.2 CAD/CAM的系統(tǒng)信息流,CAD,CAE,CAPP,CAM,CAD/CAM系統(tǒng),MIS,MAS,CAQ,圖7-6 CAD/CAM系統(tǒng)與其他系統(tǒng)間信息傳遞關(guān)系圖,1.CAD/CAM的集成方法,CAD/CAM有以下三種集成方法：,基于專用接口的CAD/CAM集成；,基于STEP的CAD/CAM集成；,基于數(shù)據(jù)庫(kù)的CAD/CAM集成。,7.3 CAD/CAM信息

7、集成技術(shù),產(chǎn)品設(shè)計(jì)造型,幾何繪圖,有限元分析,優(yōu)化設(shè)計(jì),模擬仿真,工程,數(shù)據(jù)庫(kù),CAD,CAE,工藝過程設(shè)計(jì),工夾具設(shè)計(jì),CAPP,數(shù)控編程,數(shù)控加工仿真,CAM,生產(chǎn)管理,系統(tǒng),接口,系統(tǒng),接口,系統(tǒng),接口,系統(tǒng),接口,圖7-10 基于工程數(shù)據(jù)庫(kù)的CAD/CAM集成,2.CAD/CAM集成的關(guān)鍵技術(shù),目前，為實(shí)現(xiàn)CAD/CAM系統(tǒng)的高度集成，常采用的關(guān)鍵技術(shù)主要有以下幾方面：,新一代基于特征的建模技術(shù),數(shù)據(jù)交換技術(shù),工程數(shù)據(jù)管理技術(shù),集成框架(或集成平臺(tái)),7.3 CAD/CAM信息集成技術(shù),1CAD/CAM集成分步實(shí)施的步驟,各單項(xiàng)計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)，如CAD、CAE、CAPP、PPC、

8、自動(dòng)化加工和裝配單元、CAQ等。,CAD與CAE、CAPP的集成應(yīng)用，PPC與PDC的集成應(yīng)用。這兩項(xiàng)集成可以并行進(jìn)行或先后進(jìn)行。,CAD/CAM集成模塊與自動(dòng)化加工和裝配單元集成為狹義的CAD/CAM系統(tǒng)，自動(dòng)化加工和裝配單元與物料運(yùn)輸系統(tǒng)集成為自動(dòng)化制造系統(tǒng)。以上兩項(xiàng)集成也可以并行進(jìn)行或先后進(jìn)行。,7.4 CAD/CAM集成系統(tǒng)總體規(guī)劃,狹義的CAD/CAM系統(tǒng)，PPC/PDC集成模塊和自動(dòng)化制造系統(tǒng)集成為廣義的CAD/CAM系統(tǒng)。,廣義的CAD/CAM系統(tǒng)與CAQ模塊集成為相當(dāng)于CIMS的信息流系統(tǒng)。,7.4 CAD/CAM集成系統(tǒng)總體規(guī)劃,CAD,CAE,CAD/CAE,CAPP,CA

9、D/CAE/CAPP,狹義CAD/CAM,PPC,PDC,檢測(cè)監(jiān)控系統(tǒng),物料流,裝配單元,機(jī)械手,CNC,制造單元,自動(dòng)化制造系統(tǒng),信息流,廣義CAD/CAM,CIMS系統(tǒng),CAQ,輔助設(shè)備,圖7-11 CAD/CAM系統(tǒng)集成步驟,7.4 CAD/CAM集成系統(tǒng)總體規(guī)劃,2CAD/CAM集成系統(tǒng)總體規(guī)劃包括的內(nèi)容,CAD/CAM集成系統(tǒng)的目標(biāo),功能模塊的組成,信息模型,系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu),計(jì)算機(jī)硬、軟件系統(tǒng)的配置方案,7.5 CIMS計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng),1.CIM與CIMS的基本概念,CIM的提出：,1973年美國(guó)Dr.JosephHarrington提出CIM哲理（Computer Integr

10、ated Manufacturing)，2個(gè)要點(diǎn)：,企業(yè)的各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)是不可分割的，需要統(tǒng)一考慮,整個(gè)生產(chǎn)過程實(shí)質(zhì)上也是對(duì)信息的采集、傳遞和加工處理的過程，在企業(yè)中主要存在信息流和物流這兩種運(yùn)動(dòng)過程，而物流又是受信息流控制的。,863/CIMS的定義,“CIM,作為一種組織、管理與進(jìn)行企業(yè)生產(chǎn)的哲理，將信息技術(shù)、現(xiàn)代管理技術(shù)、系統(tǒng)工程技術(shù)和制造技術(shù)相結(jié)合，并應(yīng)用于企業(yè)產(chǎn)品全生命周期（從市場(chǎng)需求分析到最終報(bào)廢處理）的各個(gè)階段。通過信息集成、過程優(yōu)化及資源優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)物流、信息流、價(jià)值流的集成和優(yōu)化運(yùn)行達(dá)到人（組織、管理）、經(jīng)營(yíng)和技術(shù)三要素的集成。以加強(qiáng)企業(yè)新產(chǎn)品開發(fā)的T（技術(shù)）、Q（質(zhì)量）、C（成

11、本）、S（服務(wù)）、E（環(huán)境），從而提高企業(yè)的市場(chǎng)應(yīng)變能力和競(jìng)爭(zhēng)能力。”,7.5 CIMS計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng),2.CIMS的基本構(gòu)成,CIMS的基本要素,CIMS系統(tǒng)的集成,7.5 CIMS計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng),圖7-12 CIMS三要素之間的關(guān)系,CIMS系統(tǒng)集成的特征,數(shù)據(jù)共享 系統(tǒng)內(nèi)部各個(gè)子系統(tǒng)間可實(shí)現(xiàn)信息共享。,功能交互 通過統(tǒng)一的執(zhí)行控制程序來(lái)組織和協(xié)調(diào)系統(tǒng)內(nèi)部各子系統(tǒng)的運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)功能的交互。,開放式結(jié)構(gòu) 系統(tǒng)內(nèi)部各個(gè)子系統(tǒng)間易于實(shí)現(xiàn)信息交換，系統(tǒng)與外部其他系統(tǒng)之間也能通過外部接口實(shí)現(xiàn)信息互通。,7.5 CIMS計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng),物理系統(tǒng)互連,數(shù)據(jù)交換規(guī)則與慣例,系統(tǒng)內(nèi)部通訊,物理系統(tǒng)

12、集成,公共（共享）數(shù)據(jù)資源,公共服務(wù)執(zhí)行環(huán)境,可移式應(yīng)用與分布系統(tǒng),應(yīng)用系統(tǒng)集成,生產(chǎn)和過程仿真,自動(dòng)化的經(jīng)營(yíng)過程監(jiān)控,基于知識(shí)的決策支持,人的集成,經(jīng)營(yíng)集成,CIMS集成的層次,單項(xiàng)技術(shù)（自動(dòng)化孤島）聯(lián)系起來(lái),相互交換信息和數(shù)據(jù),整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)部各種,應(yīng)用軟件的集成,CIMS的最高階段,即人的集成。,CIMS 阻力的70%,來(lái)源于人，11%對(duì),成本的評(píng)估，9%的,技術(shù)元件.,7.5 CIMS計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng),集成發(fā)展階段,1985,1995,1999,21,世紀(jì),信息集成,企業(yè)集成,制造網(wǎng)絡(luò),過程集成,7.5 CIMS計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng),客戶,CIMS第三版的圓輪圖,人,員,與,組,織,全球,

13、組織,客,戶,支,持,制,造,產(chǎn),品,與,工,藝,雇,員,責(zé)任,市,場(chǎng),交,易,物,人,料,工具,信息,技術(shù),供,應(yīng),銷售,渠道,銷售和,促銷,顧客,服務(wù),生命周,期過渡,系統(tǒng),設(shè)計(jì),企業(yè),定義,零部件,設(shè)計(jì),不斷,改進(jìn),文件和,發(fā)布,資源,規(guī)劃,經(jīng)營(yíng),計(jì)劃,零部件,制造,組裝和,測(cè)試,物料,管理,共,享,知,識(shí),系,統(tǒng),商,資源,投資者,團(tuán)體,規(guī)章,倫理,環(huán)境,制,造,業(yè),基,礎(chǔ),設(shè),施,制,造,業(yè),基,礎(chǔ),設(shè),施,（3）CIMS的基本結(jié)構(gòu)輪圖,管,理,信,息,分,系,統(tǒng),MIS,質(zhì),量,保,證,分,系,統(tǒng),CAQ,工程設(shè)計(jì)分系統(tǒng),CAD/CAE/CAM,制造自動(dòng)化分系統(tǒng),MAS,數(shù)據(jù)庫(kù)分系

14、統(tǒng)DBS,網(wǎng)絡(luò)分系統(tǒng)NETS,支撐分系統(tǒng),應(yīng)用分系統(tǒng),市場(chǎng)信息,技術(shù)信息,服務(wù)信息,（4）CIMS中的主要功能模塊,3.CIMS的發(fā)展趨勢(shì),集成化,智能化,全球化,虛擬化,柔性化,綠色化,7.5 CIMS計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng),謝謝各位！,演講完畢，謝謝觀看！,內(nèi)容總結(jié),CAD/CAM應(yīng)用技術(shù)。CAD/CAM系統(tǒng)的集成是指借助于公共的工程數(shù)據(jù)庫(kù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)以及標(biāo)準(zhǔn)格式的中性文件接口技術(shù)，把CAD、CAE、CAPP、CAM以致PPS等各種功能不同的軟件系統(tǒng)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，保證各系統(tǒng)之間信息的提取、交換、共享和處理，實(shí)現(xiàn)軟硬件資源的共享。有利于系統(tǒng)各應(yīng)用模塊之間的資源共享，提高了系統(tǒng)運(yùn)行效率，降低系統(tǒng)成本。避免了應(yīng)用系統(tǒng)間信息傳遞誤差，特別是人為的傳遞誤差，從而提高了產(chǎn)品的質(zhì)量。有利于實(shí)現(xiàn)面向制造的設(shè)計(jì)（DFM）和面向裝配的設(shè)計(jì)（DFA），降低成本，提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。有益于先進(jìn)制造模式的實(shí)施，擴(kuò)大企業(yè)的市場(chǎng)機(jī)遇。圖7-3 CAD/CAM集成體系結(jié)構(gòu)。下達(dá)刀夾具、物料調(diào)度、加工及質(zhì)量監(jiān)測(cè)任務(wù)。圖7-4 CAD/CAM集成系統(tǒng)遞階控制體系結(jié)構(gòu)。圖7-6 CAD/CAM系統(tǒng)與其他系統(tǒng)間信息傳遞關(guān)系圖。目前，為實(shí)現(xiàn)CAD/CAM系統(tǒng)的高度集成，常采用的關(guān)鍵技術(shù)主要有以下幾方面：,