機(jī)械基礎(chǔ)第9章

1、第九章第九章 先進(jìn)制造技術(shù)先進(jìn)制造技術(shù)先進(jìn)制造技術(shù)先進(jìn)制造技術(shù)9 9.1 .1 先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展9 9.2 .2 成組技術(shù)（成組技術(shù)（GTGT）9 9.3 .3 柔性制造系統(tǒng)（柔性制造系統(tǒng)（FMSFMS）9.4 9.4 計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)程設(shè)計(jì)（計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)程設(shè)計(jì)（CAPPCAPP）9.5 9.5 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMSCIMS） 目前，隨著電子、信息等高新技術(shù)的不斷發(fā)展及市場(chǎng)需求個(gè)性化與多樣化，世界各國(guó)都把機(jī)械制造技術(shù)的研究和開發(fā)作為國(guó)家的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行優(yōu)先發(fā)展，將其他學(xué)科的高技術(shù)成果引入機(jī)械制造業(yè)中。 因此機(jī)械制造業(yè)的內(nèi)涵與水平已今非昔比，它是

2、基于先進(jìn)制造技術(shù)的現(xiàn)代制造產(chǎn)業(yè)?？v觀現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的新發(fā)展，其重要特征主要體現(xiàn)在它的綠色制造、計(jì)算機(jī)集成制造、柔性制造、虛擬制造、智能制造、并行工程、敏捷制造和網(wǎng)絡(luò)制造等方面。先進(jìn)制造技術(shù)先進(jìn)制造技術(shù)9.1.1 9.1.1 先進(jìn)制造技術(shù)的特征先進(jìn)制造技術(shù)的特征 （1）機(jī)械制造科學(xué)是由機(jī)械、計(jì)算機(jī)、信息、材料、自動(dòng)化等學(xué)科有機(jī)結(jié)合而發(fā)展起來的一門跨學(xué)科的綜合科學(xué)跨學(xué)科的綜合科學(xué)，它隨不同對(duì)象和時(shí)間而改變功能結(jié)構(gòu)及信息系統(tǒng)。 （2）柔性、集成、并行工作。柔性、集成、并行工作?，F(xiàn)代機(jī)械制造系統(tǒng)具有多功能性和信息密集性，能夠制造生產(chǎn)成本與批量無關(guān)的產(chǎn)品，能按訂單制造，滿足產(chǎn)品的個(gè)性要求。 （3）制造

3、智能化。制造智能化。能夠代替熟練工人的技藝，具有學(xué)習(xí)工程技術(shù)人員多年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)的能力，并用以解決生產(chǎn)實(shí)際問題。智能制造系統(tǒng)能發(fā)揮人的創(chuàng)造能力和具有人的智能和技能，強(qiáng)調(diào)以人為系統(tǒng)的主導(dǎo)者這一總的概念。在智能制造系統(tǒng)中，智能和集成并列，集成是智能的重要支撐，反過來智能又促進(jìn)集成水平的提高。9.1 9.1 先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展9.1.1 9.1.1 先進(jìn)制造技術(shù)的特征先進(jìn)制造技術(shù)的特征 （4）設(shè)計(jì)與工藝一體化。設(shè)計(jì)與工藝一體化。傳統(tǒng)的制造工程設(shè)計(jì)和工藝分步實(shí)施，造成了工藝從屬于設(shè)計(jì)、工藝與設(shè)計(jì)脫離等現(xiàn)象，影響了制造技術(shù)的發(fā)展。產(chǎn)品設(shè)計(jì)往往受到工藝條件的制約，受到制造可靠性、加工精

4、度、表面粗糙度、尺寸等限制。因此，設(shè)計(jì)與工藝必須密切結(jié)合，要以工藝為突破口，形成設(shè)計(jì)與工藝的一體化。 （5）精密加工技術(shù)是關(guān)鍵。精密加工技術(shù)是關(guān)鍵。精密和超精密加工技術(shù)是衡量先進(jìn)制造技術(shù)水平的重要指標(biāo)之一。當(dāng)前，納米加工技術(shù)代表了制造技術(shù)的最高精度水平。9.1 9.1 先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展9.1.1 9.1.1 先進(jìn)制造技術(shù)的特征先進(jìn)制造技術(shù)的特征 （6）產(chǎn)品生命周期的全過程。產(chǎn)品生命周期的全過程。現(xiàn)代制造技術(shù)是一個(gè)從產(chǎn)品概念開始，到產(chǎn)品形成、使用，一直到處理報(bào)廢的集成活動(dòng)和系統(tǒng)。在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中，不僅要進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、零件設(shè)計(jì)、裝配設(shè)計(jì)，而且特別強(qiáng)調(diào)拆卸設(shè)計(jì)。使產(chǎn)品報(bào)廢處理時(shí)，能

5、夠進(jìn)行材料的再循環(huán)。節(jié)約能源，保護(hù)環(huán)境。 （7）人、組織、技術(shù)三結(jié)合。人、組織、技術(shù)三結(jié)合。現(xiàn)代制造技術(shù)強(qiáng)調(diào)人的創(chuàng)造性和作用的永恒性，提出了由技術(shù)支撐轉(zhuǎn)變?yōu)槿恕⒔M織、技術(shù)的集成；強(qiáng)調(diào)了經(jīng)營(yíng)管理、戰(zhàn)略決策的作用。在制造工業(yè)戰(zhàn)略決策中，提出了市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)、需求牽引的概念，強(qiáng)調(diào)用戶是核心，用戶的需求是企業(yè)成功的關(guān)鍵，并且強(qiáng)調(diào)快速響應(yīng)市場(chǎng)需求的重要性。9.1 9.1 先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展9.1.2 9.1.2 先進(jìn)機(jī)械制造技術(shù)的內(nèi)容和發(fā)展方向先進(jìn)機(jī)械制造技術(shù)的內(nèi)容和發(fā)展方向9.1.2.1 9.1.2.1 綠色制造綠色制造 GMGM 綠色制造是一個(gè)綜合考慮環(huán)境影響和資源效率的現(xiàn)代制造模式。綠

6、色制造是可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略在制造業(yè)中的重要體現(xiàn)。其目標(biāo)是使產(chǎn)品在設(shè)計(jì)、制造、裝配、運(yùn)輸、銷售及使用的整個(gè)過程中努力做到資源的優(yōu)化利用、清潔生產(chǎn)和廢棄物的最少化及綜合利用。要力求實(shí)現(xiàn)切削加工工藝的綠色化。 目前這一綠色加工工藝主要集中在不使用切削液上，這主要是因?yàn)榍邢饕杭任廴经h(huán)境和危害工人健康，又增加資源和能源的消耗。9.1 9.1 先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展9.1.2.2 9.1.2.2 計(jì)算機(jī)集成制造計(jì)算機(jī)集成制造 CIMCIM CIM就是通過計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)信息集成，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的生產(chǎn)制造，求得企業(yè)的總體效益，使企業(yè)能夠持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展。隨著計(jì)算機(jī)的普及應(yīng)用，計(jì)算機(jī)集成制造已成為規(guī)模生產(chǎn)的主要

7、科技，企業(yè)從市場(chǎng)預(yù)測(cè)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工制造、經(jīng)營(yíng)管理直至售后服務(wù)是一個(gè)不可分割的整體，需要統(tǒng)籌考慮，集成制造主要指： （1）人員集成人員集成 管理者、設(shè)計(jì)者、制造者、保障者(負(fù)責(zé)質(zhì)量、銷售、采購(gòu)、服務(wù)等的人員)以及用戶應(yīng)集成為一個(gè)協(xié)調(diào)整體。 （2）信息集成信息集成 產(chǎn)品生命周期中各類信息的獲取、表示、處理和操作工具集成為一體，組成統(tǒng)一的管理控制系統(tǒng)。 （3）功能集成功能集成 產(chǎn)品生命周期中企業(yè)各部門功能集成以及產(chǎn)品開發(fā)與外部協(xié)作企業(yè)間功能的集成。 （4）技術(shù)集成技術(shù)集成 產(chǎn)品開發(fā)全過程中涉及的多學(xué)科知識(shí)以及各種技術(shù)、方法的集成，形成集成的知識(shí)庫(kù)和方法庫(kù)，以利CIMS的實(shí)施。9.1 9.1 先進(jìn)制

8、造技術(shù)的發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展9.2.1 9.2.1 成組技術(shù)的概念成組技術(shù)的概念 市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，產(chǎn)品更新?lián)Q代越來越快。多品種、中小批生產(chǎn)方式約占75%80%，產(chǎn)品的生產(chǎn)效率低、成本高、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力差。如何用規(guī)模生產(chǎn)方式組織中小批產(chǎn)品的生產(chǎn)成組技術(shù)就是針對(duì)這種需求而發(fā)展起來的一種先進(jìn)技術(shù)。 成組技術(shù)遵循事物的相似性，把許多具有相似信息的問題匯歸成組（族），以求用同一的方法來解決，達(dá)到節(jié)省時(shí)間、提高效率、降低成本的目的。而成組工藝就是把相似的零件組成一個(gè)零件組（族），按零件組制定統(tǒng)一的加工方案，從而擴(kuò)大了批量，就可以采用高效率的生產(chǎn)方法。 成組技術(shù)的實(shí)質(zhì)：利用相似性，擴(kuò)大生產(chǎn)批量。9.2 9

9、.2 成組技術(shù)成組技術(shù)9.2.1 9.2.1 成組技術(shù)的概念成組技術(shù)的概念 零件的相似性是指零件所具有的特征的相似性，可分為結(jié)構(gòu)、材料和工藝等方面的相似性。9.2 9.2 成組技術(shù)成組技術(shù)9.2.2 9.2.2 零件組的劃分零件組的劃分 （1）目測(cè)法目測(cè)法 取決于個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，帶有主觀性和片面性。 （2）生產(chǎn)流程分析法生產(chǎn)流程分析法 分析零件的生產(chǎn)流程，進(jìn)行分類。 （3）編碼分類法編碼分類法 采用零件編碼系統(tǒng)進(jìn)行分類，有助于實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助編碼。分類前需做工作： 選用或制定零件分類編碼系統(tǒng)，對(duì)零件進(jìn)行編碼。 確定各零件族的相似性標(biāo)準(zhǔn)，按編碼系統(tǒng)建立各零件族的相似特征矩陣。 相似性的標(biāo)準(zhǔn)與分類的目的和

10、要求密切相關(guān)。9.2 9.2 成組技術(shù)成組技術(shù)9.2.3 9.2.3 成組工藝規(guī)程成組工藝規(guī)程 （1）目測(cè)法目測(cè)法 取決于個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，帶有主觀性和片面性。 （2）生產(chǎn)流程分析法生產(chǎn)流程分析法 分析零件的生產(chǎn)流程，進(jìn)行分類。 （3）編碼分類法編碼分類法 采用零件編碼系統(tǒng)進(jìn)行分類，有助于實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助編碼。分類前需做工作： 選用或制定零件分類編碼系統(tǒng)，對(duì)零件進(jìn)行編碼。 確定各零件族的相似性標(biāo)準(zhǔn)，按編碼系統(tǒng)建立各零件族的相似特征矩陣。 相似性的標(biāo)準(zhǔn)與分類的目的和要求密切相關(guān)。9.2 9.2 成組技術(shù)成組技術(shù)9.2.4 9.2.4 成組工藝的組織形式成組工藝的組織形式9.2.4.1 9.2.4.1 成組

11、加工單機(jī)成組加工單機(jī) 成組加工單機(jī)是把一組工序相同或相似的零件族集中在一臺(tái)機(jī)床上加工。 特點(diǎn)：針對(duì)從毛坯到成品多數(shù)工序可以在同一類型的設(shè)備上完成的工件，也可以只完成其中某幾道工序。 功用：成組技術(shù)的最初形式，是成組技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)；減少機(jī)床調(diào)整時(shí)間，有一定經(jīng)濟(jì)效果。9.2 9.2 成組技術(shù)成組技術(shù)9.2.4.2 9.2.4.2 成組生產(chǎn)單元成組生產(chǎn)單元 成組生產(chǎn)單元指一組或幾組工藝上相似零件的全部工藝過程，由相應(yīng)的一組機(jī)床完成，該組機(jī)床即構(gòu)成車間的一個(gè)封閉生產(chǎn)單元。 特點(diǎn)：把幾種類型機(jī)床組成一個(gè)封閉的生產(chǎn)系統(tǒng)，完成一組或幾組相似零件的全部工藝過程。有一定的獨(dú)立性，并有明確的職責(zé)。 功用：設(shè)備利用

12、率高、縮短了生產(chǎn)周期、簡(jiǎn)化了生產(chǎn)管理。9.2 9.2 成組技術(shù)成組技術(shù)9.2.4.3 9.2.4.3 成組加工生產(chǎn)線或成組加工柔性制造系統(tǒng)成組加工生產(chǎn)線或成組加工柔性制造系統(tǒng) 成組加工生產(chǎn)線或成組加工柔性制造系統(tǒng)是嚴(yán)格地按零件組的工藝過程組織起來，零件組的工序全部由成組加工機(jī)床完成，其自動(dòng)化程度和生產(chǎn)率大大提高。 特點(diǎn)：在線上各工序節(jié)拍是相互一致的，所以其工作過程是連續(xù)而有節(jié)奏地進(jìn)行的。 功用：縮短零件的生產(chǎn)時(shí)間和減少在制品數(shù)量。9.2 9.2 成組技術(shù)成組技術(shù) 傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝只有在品種單一、批量大、設(shè)備專用、工藝穩(wěn)定及效率高,才能構(gòu)成規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益。反之,多品種、小批量生產(chǎn),設(shè)備的專用性低,在

13、加工形式相似的情況下,頻繁的調(diào)整工具夾,工藝穩(wěn)定難度增大,生產(chǎn)效率勢(shì)必受到影響。 為了同時(shí)提高制造工業(yè)的柔性和生產(chǎn)效率,使之在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下,縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期,降低產(chǎn)品成本,最終使中小批量生產(chǎn)能與大批量生產(chǎn)抗衡,柔性自動(dòng)化系統(tǒng)便應(yīng)運(yùn)而生。9.3 9.3 柔性制造系統(tǒng)柔性制造系統(tǒng)9.3.1 9.3.1 柔性制造系統(tǒng)的概念柔性制造系統(tǒng)的概念 柔性制造系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)集成管理和控制、高效率地制造某一類中小批量多品種零部件的自動(dòng)化制造系統(tǒng)。 它是由數(shù)字控制加工設(shè)備、物料儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)和信息控制系統(tǒng)等三個(gè)子系統(tǒng)組成的。 能根據(jù)制造任務(wù)或生產(chǎn)環(huán)境的變化迅速調(diào)整，以適宜于多品種、中小批量生產(chǎn)，能適應(yīng)加工對(duì)象變換

14、，在加工自動(dòng)化的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)物料流和信息流的自動(dòng)化。9.3 9.3 柔性制造系統(tǒng)柔性制造系統(tǒng)9.3.2 9.3.2 柔性制造系統(tǒng)的特點(diǎn)柔性制造系統(tǒng)的特點(diǎn) （1）適應(yīng)加工零件生產(chǎn)數(shù)量和工藝要求的變化。 （2）具有高度的自動(dòng)化程度、穩(wěn)定性和可靠性，能實(shí)現(xiàn)24小時(shí)無人自動(dòng)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。 （3）大大改善操作人員的工作條件。 （4）提高設(shè)備的利用率，減小調(diào)整、準(zhǔn)備等輔助時(shí)間。 （5）降低直接勞動(dòng)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。 （6）提高生產(chǎn)率。9.3 9.3 柔性制造系統(tǒng)柔性制造系統(tǒng)9.3.3 9.3.3 柔性制造系統(tǒng)的功能柔性制造系統(tǒng)的功能 （1）自動(dòng)完成多品種多工序零件的加工 （2）自動(dòng)輸送和儲(chǔ)料 （3）自動(dòng)診斷

15、（4）信息處理 編制生產(chǎn)計(jì)劃和生產(chǎn)管理程序，進(jìn)行可變加工，實(shí)現(xiàn)均衡生產(chǎn)。 編制數(shù)控機(jī)床輸送裝置、儲(chǔ)料裝置及其他設(shè)備的工作程序，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加工、自動(dòng)輸送和自動(dòng)儲(chǔ)料。 生產(chǎn)、工程信息的論證及其數(shù)據(jù)庫(kù)的建立。9.3 9.3 柔性制造系統(tǒng)柔性制造系統(tǒng)柔性制造系統(tǒng)實(shí)例柔性制造系統(tǒng)實(shí)例9.3 9.3 柔性制造系統(tǒng)柔性制造系統(tǒng)FMS的組成自動(dòng)倉(cāng)庫(kù)工廠計(jì)算機(jī)中央計(jì)算機(jī)物流控制計(jì)算機(jī)運(yùn)輸小車加工單元1加工單元2加工單元N信 息 傳 輸 網(wǎng) 絡(luò)工夾具站9.4.1 CAPP9.4.1 CAPP系統(tǒng)的功能系統(tǒng)的功能 計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)程設(shè)計(jì)（CAPP）是指工程技術(shù)人員以計(jì)算機(jī)為工具，根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)所給出的信息，對(duì)產(chǎn)品的

16、加工方法和制造過程進(jìn)行的工藝設(shè)計(jì)。 一般認(rèn)為，CAPP的功能包括毛坯設(shè)計(jì)、加工方法選擇、工藝路線制定、工序設(shè)計(jì)和工時(shí)定額計(jì)算等。其中，工序設(shè)計(jì)又包括裝夾設(shè)備的選擇或設(shè)計(jì)、加工余量分配、切削用量選擇以及機(jī)床、刀具、夾具的選擇和生成必要的工序圖等。 CAPP是計(jì)算機(jī)輔助制造的重要環(huán)節(jié)，是連接計(jì)算機(jī)輔助制造和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的紐帶，在現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)中有重要的作用。9.4 9.4 計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)程設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)程設(shè)計(jì)9.4.2 CAPP9.4.2 CAPP系統(tǒng)的基本功能系統(tǒng)的基本功能 （1）零件信息的輸入零件信息的輸入 零件信息是CAPP系統(tǒng)進(jìn)行工藝過程設(shè)計(jì)的依據(jù)和對(duì)象，零件信息的描述和輸入是C

17、APP系統(tǒng)的重要組成部分。 （2）工藝決策工藝決策 工藝決策是以零件信息為依據(jù)，按預(yù)先規(guī)定的決策邏輯，調(diào)用相關(guān)的知識(shí)和數(shù)據(jù)，進(jìn)行必要的比較、推理和決策，生成所需要的零件加工工藝規(guī)程。 （3）工藝數(shù)據(jù)工藝數(shù)據(jù)/ /知識(shí)庫(kù)知識(shí)庫(kù) 工藝數(shù)據(jù)庫(kù)和知識(shí)庫(kù)是CAPP系統(tǒng)的支撐工具，包含了工藝設(shè)計(jì)所要求的工藝數(shù)據(jù)和規(guī)則。9.4 9.4 計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)程設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)程設(shè)計(jì)9.4.2 CAPP9.4.2 CAPP系統(tǒng)的基本功能系統(tǒng)的基本功能 （4）人機(jī)界面人機(jī)界面 人機(jī)交換界面是用戶的操作平臺(tái)，包括系統(tǒng)菜單，工藝設(shè)計(jì)界面，工藝數(shù)據(jù)/知識(shí)輸入界面，工藝文件的顯示。編輯和管理界面等。 （5）工藝文件管理和

18、輸出工藝文件管理和輸出 一個(gè)CAPP系統(tǒng)可能擁有成百上千個(gè)工藝文件，如何管理和維護(hù)這些文件，按什么格式輸出這些文件，是CAPP 系統(tǒng)所需要完成的重要內(nèi)容。工藝文件的輸出包括文件的格式化顯示和打印輸出等內(nèi)容。9.4 9.4 計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)程設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)程設(shè)計(jì)9.4.3 CAPP9.4.3 CAPP的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 我國(guó)對(duì)CAPP的研究始于20世紀(jì)80年代初，近年來取得了很大的成績(jī)，但還存在一些問題有待解決和完善。主要表現(xiàn)在以下四個(gè)方面： （1）CAPPCAPP系統(tǒng)零件信息的描述與輸入問題系統(tǒng)零件信息的描述與輸入問題 零件信息的描述與輸入問題實(shí)際上就是CAD與CAPP的集

19、成問題，關(guān)系到CAPP系統(tǒng)能否真正實(shí)用化與商品化。要想從根本上實(shí)現(xiàn)CADCAPPCAM的集成，最理想的方法是用通用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)規(guī)范為產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造的全過程規(guī)定通用的產(chǎn)品定義模型。所以，機(jī)械制造業(yè)迫切需要研究開發(fā)新型CAD系統(tǒng)，建立CAD、CAPP、CAM統(tǒng)一的零件模型，徹底解決CAPP與CAM的零件信息二次輸入問題。9.4 9.4 計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)程設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)程設(shè)計(jì)9.4.3 CAPP9.4.3 CAPP的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) （2）CAPPCAPP系統(tǒng)的通用性問題系統(tǒng)的通用性問題 工藝設(shè)計(jì)是一項(xiàng)個(gè)性很強(qiáng)的工作，各個(gè)工廠、甚至一個(gè)工廠的不同車問，由于產(chǎn)品不同，零件批量不同，加

20、工環(huán)境不同，工藝設(shè)計(jì)方法都可能不一樣。另外，由于工藝決策問題本身的復(fù)雜性，其制約因素太多且不易把握。想解決CAPP系統(tǒng)的通用化問題，首先需要研究解決CAPP系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和應(yīng)用上的許多基礎(chǔ)問題，比如怎樣使CAPP所用的工藝決策規(guī)則與系統(tǒng)各工藝決策模塊完全獨(dú)立，修改和添加有關(guān)規(guī)則而不必修改原程序就能滿足不同用戶的需要；其次要對(duì)工藝設(shè)計(jì)進(jìn)行大量的規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化工作。9.4 9.4 計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)程設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)程設(shè)計(jì)9.4.3 CAPP9.4.3 CAPP的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) （3）工藝決策數(shù)據(jù)與知識(shí)的獲取、表達(dá)和相應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)與知識(shí)庫(kù)的工藝決策數(shù)據(jù)與知識(shí)的獲取、表達(dá)和相應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)與知識(shí)庫(kù)

21、的建造問題建造問題 工藝決策所用的數(shù)據(jù)有加工方法、余量、切削用量、機(jī)床、刀具、量具、輔具以及材料、工時(shí)、成本核算等多方面的信息，如何組織和管理這些信息，并便于擴(kuò)充和維護(hù)，使之適用于各種不同的企業(yè)和產(chǎn)品，是當(dāng)今CAPP系統(tǒng)需要迫切解決的問題。知識(shí)的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化是知識(shí)的獲取與表達(dá)以及建立便于維護(hù)和管理的知識(shí)庫(kù)的最關(guān)鍵和最基本的問題。 （4）工序尺寸的自動(dòng)確定和工序圖的自動(dòng)生成問題工序尺寸的自動(dòng)確定和工序圖的自動(dòng)生成問題 工序尺寸的計(jì)算和確定，以及參數(shù)化的基于特征的工序圖生成方法，也是當(dāng)今CAPP要解決的重要問題。9.4 9.4 計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)程設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)程設(shè)計(jì)9.4.3 CAPP9.

22、4.3 CAPP的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 發(fā)展趨勢(shì)發(fā)展趨勢(shì) （1）集成化集成化 隨著企業(yè)信息化建設(shè)的不斷深入，各種單元系統(tǒng)在企業(yè)均得到了很好的應(yīng)用，如CAD、CAM、CAE、MIS、PDM、ERP等，但各單元系統(tǒng)之間信息得不到充分的利用，甚至很多信息需要重新輸入，這是企業(yè)所不能接受的。尤其CAPP在整個(gè)信息流傳中起的是橋梁作用，使得CAPP的集成顯得尤為重要。面向單個(gè)零件的單元CAPP系統(tǒng)已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足企業(yè)的整體發(fā)展需要了，所以近年來面向產(chǎn)品的集成化CAPP系統(tǒng)研究顯得異?；钴S。 （2）通用化通用化 通用化系統(tǒng)最近幾年得到了工業(yè)界的認(rèn)同，他們認(rèn)識(shí)到工藝師是不可替代的。隨著標(biāo)準(zhǔn)化程度的不

23、斷深入，加工環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)化以后，工藝師的作用會(huì)有所減弱。但目前，至少短時(shí)間內(nèi)是不現(xiàn)實(shí)的，所以通用化系統(tǒng)的開發(fā)是近年來CAPP發(fā)展的主要趨勢(shì)之一。9.4 9.4 計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)程設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)程設(shè)計(jì)9.4.3 CAPP9.4.3 CAPP的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) （3）智能化智能化 注重人工智能理論在CAPP系統(tǒng)中的應(yīng)用，將人工智能的一些最新的研究成果應(yīng)用到CAPP系統(tǒng)或局部模塊的開發(fā)中，提高系統(tǒng)的智能化程度。智能化研究在較長(zhǎng)的一段時(shí)間將繼續(xù)保持在特定零件（如回轉(zhuǎn)體、箱體以及其它特征較明顯的零件）、特定專業(yè)（如某產(chǎn)品的焊接工藝、某零件的拉伸工藝、下料工藝）、特定環(huán)境下（加工中心、裝配

24、線等）的工藝智能生成。9.4 9.4 計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)程設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)程設(shè)計(jì)9.5.1 CIMS9.5.1 CIMS的概念的概念 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMC）是一種現(xiàn)代制造系統(tǒng)，包含兩個(gè)基本觀點(diǎn)： （1）企業(yè)的各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)是一個(gè)不可分隔的整體，需要統(tǒng)一考慮。 （2）整個(gè)生產(chǎn)制造過程實(shí)質(zhì)上是對(duì)信息的采集、傳遞和加工處理的過程，最終形成的產(chǎn)品可看作是信息的物質(zhì)表現(xiàn)。 它從企業(yè)的經(jīng)營(yíng)戰(zhàn)略目標(biāo)出發(fā)，將傳統(tǒng)的制造技術(shù)與現(xiàn)代信息技術(shù)、管理技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、系統(tǒng)工程技術(shù)等有機(jī)結(jié)合，將產(chǎn)品從創(chuàng)意策劃、設(shè)計(jì)、制造、儲(chǔ)運(yùn)、營(yíng)銷到售后服務(wù)全過程中有關(guān)的人和組織、經(jīng)營(yíng)管理和技術(shù)三要素有機(jī)結(jié)合起來，使制造系統(tǒng)中

25、的各種活動(dòng)、信息有機(jī)集成并優(yōu)化運(yùn)行，以達(dá)到降低成本、提高質(zhì)量、縮短交貨周期等目的，從而提高企業(yè)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。 9.5 9.5 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)9.5.2 CIMS9.5.2 CIMS的功能構(gòu)成的功能構(gòu)成 CIMS CIMS由由管理信息系統(tǒng)管理信息系統(tǒng)、工程設(shè)計(jì)自動(dòng)化系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)自動(dòng)化系統(tǒng)、制造自動(dòng)化系統(tǒng)制造自動(dòng)化系統(tǒng)和和質(zhì)量保證系統(tǒng)質(zhì)量保證系統(tǒng)四個(gè)功能分系統(tǒng)，以及四個(gè)功能分系統(tǒng)，以及數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)和和計(jì)算機(jī)通訊網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)通訊網(wǎng)絡(luò)兩個(gè)兩個(gè)支撐分系統(tǒng)組成。支撐分系統(tǒng)組成。9.5 9.5 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)9.5.2 CIMS9.5.2 CIMS的功

26、能構(gòu)成的功能構(gòu)成9.5 9.5 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)經(jīng)營(yíng)管理信息分系統(tǒng)質(zhì)量保證分系統(tǒng)設(shè)計(jì)自動(dòng)化分系統(tǒng)制造自動(dòng)化分系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)分系統(tǒng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分系統(tǒng)市場(chǎng)信息技術(shù)信息售后服務(wù)信息原材料產(chǎn)品CIMS功能分系統(tǒng)CIMS支撐分系統(tǒng)9.5.2.1 9.5.2.1 經(jīng)營(yíng)管理信息系統(tǒng)經(jīng)營(yíng)管理信息系統(tǒng) 經(jīng)營(yíng)管理信息系統(tǒng)是CIMS的神經(jīng)中樞，指揮與控制著其它各個(gè)部分有條不紊地工作。 經(jīng)營(yíng)管理信息系統(tǒng)通常是以制造資源計(jì)劃（MRP）為核心，包括預(yù)測(cè)、經(jīng)營(yíng)決策、各級(jí)生產(chǎn)計(jì)劃、生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備、銷售、供應(yīng)、財(cái)務(wù)、成本、設(shè)備、工具、人力資源等各項(xiàng)管理信息功能。 9.5 9.5 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)

27、9.5.2.2 9.5.2.2 工程設(shè)計(jì)自動(dòng)化系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)自動(dòng)化系統(tǒng) 工程設(shè)計(jì)自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)質(zhì)上是指在產(chǎn)品開發(fā)過程中引用計(jì)算機(jī)技術(shù)，使產(chǎn)品開發(fā)活動(dòng)更高效、更優(yōu)質(zhì)、更自動(dòng)地進(jìn)行。 產(chǎn)品開發(fā)活動(dòng)包含產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)、工程與結(jié)構(gòu)分析、詳細(xì)設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)以及數(shù)控編程等設(shè)計(jì)和制造準(zhǔn)備階段的一系列工作，即通常所說的CADCAD、CAPPCAPP、CAMCAM三大部分。 9.5 9.5 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)9.5.2.3 9.5.2.3 制造自動(dòng)化系統(tǒng)制造自動(dòng)化系統(tǒng) 制造自動(dòng)化系統(tǒng)是CIMS的信息流和物料流的結(jié)合點(diǎn)，是CIMS最終產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益的聚集地，通常由CNC機(jī)床、加工中心、FMC和MS等組成。其主要組成部分有： （1）加工單元加工單元 由具有自動(dòng)換刀裝置（ATC）、自動(dòng)更換托盤裝置（APC）的加工中心或CNC機(jī)床組成。 （2）工件運(yùn)送子系統(tǒng)工件運(yùn)送子系統(tǒng) 有自動(dòng)引導(dǎo)小車（AGV）、裝卸站、緩沖存儲(chǔ)站和自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)等。 （3）刀具運(yùn)送子系統(tǒng)刀具運(yùn)送子系統(tǒng) 有刀具預(yù)調(diào)站、中央刀庫(kù)、換刀裝置和刀具識(shí)別系統(tǒng)等。 （4）計(jì)算機(jī)控制管理子系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制管理子系統(tǒng) 通過主控計(jì)算機(jī)或分級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)制造系統(tǒng)的控制和管理。9.5