CADCAM集成制造系統(tǒng)概述

CAD/CAM應(yīng)用技術(shù)第7章CAD/CAM集成制造系統(tǒng)

7.1CAD/CAM集成概述7.2CAD/CAM的系統(tǒng)信息流7.3CAD/CAM信息集成技術(shù)7.4CAD/CAM集成系統(tǒng)總體規(guī)劃7.5CIMS計算機(jī)集成制造系統(tǒng)1.CAD/CAM集成的基本概念CAD/CAM系統(tǒng)的集成是指借助于公共的工程數(shù)據(jù)庫、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，保證各系統(tǒng)之間信息的提取、交換、共享和處理，實現(xiàn)軟硬件資源的共享。7.1CAD/CAM集成技術(shù)概述圖7-1產(chǎn)品設(shè)計與制造流程圖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)7.1CAD/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，提高了系統(tǒng)運行效率，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；有利于實現(xiàn)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、通用化和系列化；有利于實現(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)的市場競爭力；有利于實現(xiàn)面向制造的設(shè)計（DFM）和面向裝配的設(shè)計（DFA），降低成本，提高產(chǎn)品競爭力；有益于先進(jìn)制造模式的實施，擴(kuò)大企業(yè)的市場機(jī)遇。7.1CAD/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)動型系統(tǒng)7.1CAD/CAM集成技術(shù)概述圖7-3CAD/CAM集成體系結(jié)構(gòu)市場預(yù)測生產(chǎn)規(guī)劃資源規(guī)劃公司層主生產(chǎn)計劃物料需求計劃生產(chǎn)能力需求計劃廠/所層質(zhì)量檢測計劃質(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量工作站物料庫各種加工設(shè)備設(shè)備層下達(dá)任務(wù)調(diào)控進(jìn)度下達(dá)設(shè)計、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)測任務(wù)反饋各項任務(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、庫存及測量等多類數(shù)據(jù)反饋各類加工、測量和物料儲運工作完成情況下達(dá)加工任務(wù)分配檢測任務(wù)圖7-4CAD/CAM集成系統(tǒng)遞階控制體系結(jié)構(gòu)CAD/CAM系統(tǒng)的的信息流流是指產(chǎn)產(chǎn)品信息息在CAD/CAM集集成系統(tǒng)統(tǒng)各模塊塊間以及及CAD/CAM集成成系統(tǒng)與與其他系系統(tǒng)如管管理信息息系統(tǒng)（（MIS）、制制造自動動化系統(tǒng)統(tǒng)（MAS）、、質(zhì)量保保證系統(tǒng)統(tǒng)（CAQ）等等間的流流動過程程。1.CAD/CAM集成系系統(tǒng)模塊塊間的信信息流7.2CAD/CAM的系系統(tǒng)信息息流信息流生產(chǎn)經(jīng)營決策結(jié)構(gòu)設(shè)計計與分析總體結(jié)構(gòu)決策概念設(shè)計計方案決策策設(shè)計任務(wù)務(wù)規(guī)劃工藝設(shè)計過程仿真資源需求求與分析設(shè)計流管管理PDMERP市場客戶戶需求信信息產(chǎn)品開發(fā)發(fā)過程信息息流7.2CAD/CAM的系系統(tǒng)信息息流信息流產(chǎn)品制造造過程信息息流工裝規(guī)劃劃與設(shè)計車間調(diào)度度NC指令令生成仿真真生產(chǎn)作業(yè)業(yè)計劃質(zhì)量控制制資源需求求與分析PPSPDMERP資源需求求、工藝藝設(shè)計7.2CAD/CAM的系系統(tǒng)信息息流2.CAD/CAM集成系系統(tǒng)與其其他系統(tǒng)統(tǒng)的信息息流CAD/CAM系統(tǒng)與與MIS間的信信息流CAD/CAM系統(tǒng)統(tǒng)與MAS間的的信息流流CAD/CAM系統(tǒng)與與CAQ間的信信息流7.2CAD/CAM的系系統(tǒng)信息息流CADCAECAPPCAMCAD/CAM系統(tǒng)MISMASCAQ圖7-6CAD/CAM系統(tǒng)與與其他系系統(tǒng)間信信息傳遞遞關(guān)系圖圖1.CAD/CAM的集成成方法CAD/CAM有以下下三種集集成方法法：基于專用用接口的的CAD/CAM集成成；基于STEP的的CAD/CAM集成成；基于數(shù)據(jù)據(jù)庫的CAD/CAM集成。。7.3CAD/CAM信息息集成技技術(shù)產(chǎn)品設(shè)計造型幾何繪圖有限元分析優(yōu)化設(shè)計模擬仿真工程數(shù)據(jù)庫CADCAE工藝過程設(shè)計工夾具設(shè)計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基基于工程程數(shù)據(jù)庫庫的CAD/CAM集集成2.CAD/CAM集成的的關(guān)鍵技技術(shù)目前，為為實現(xiàn)CAD/CAM系統(tǒng)的的高度集集成，常常采用的的關(guān)鍵技技術(shù)主要要有以下下幾方面面：新一代基基于特征征的建模模技術(shù)數(shù)據(jù)交換換技術(shù)工程數(shù)據(jù)據(jù)管理技技術(shù)集成框架架(或集集成平臺臺)7.3CAD/CAM信息息集成技技術(shù)1．CAD/CAM集集成分步步實施的的步驟各單項計計算機(jī)應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)統(tǒng)的開發(fā)發(fā)，如CAD、、CAE、CAPP、、PPC、自動動化加工工和裝配配單元、、CAQ等。CAD與與CAE、CAPP的的集成應(yīng)應(yīng)用，PPC與與PDC的集成成應(yīng)用。。這兩項項集成可可以并行行進(jìn)行或或先后進(jìn)進(jìn)行。CAD/CAM集成模模塊與自自動化加加工和裝裝配單元元集成為為狹義的的CAD/CAM系統(tǒng)統(tǒng)，自動動化加工工和裝配配單元與與物料運運輸系統(tǒng)統(tǒng)集成為為自動化化制造系系統(tǒng)。以以上兩項項集成也也可以并并行進(jìn)行行或先后后進(jìn)行。。7.4CAD/CAM集集成系統(tǒng)統(tǒng)總體規(guī)規(guī)劃狹義的CAD/CAM系統(tǒng)，，PPC/PDC集成成模塊和和自動化化制造系系統(tǒng)集成成為廣義義的CAD/CAM系系統(tǒng)。廣義的CAD/CAM系統(tǒng)與與CAQ模塊集集成為相相當(dāng)于CIMS的信息息流系統(tǒng)統(tǒng)。7.4CAD/CAM集集成系統(tǒng)統(tǒng)總體規(guī)規(guī)劃CADCAECAD/CAECAPPCAD/CAE/CAPP狹義CAD/CAMPPCPDC檢測監(jiān)控系統(tǒng)物料流裝配單元機(jī)械手CNC制造單元自動化制造系統(tǒng)信息流廣義CAD/CAMCIMS系統(tǒng)CAQ輔助設(shè)備圖7-11CAD/CAM系統(tǒng)集集成步驟驟7.4CAD/CAM集集成系統(tǒng)統(tǒng)總體規(guī)規(guī)劃2．CAD/CAM集集成系統(tǒng)統(tǒng)總體規(guī)規(guī)劃包括括的內(nèi)容容CAD/CAM集成系系統(tǒng)的目目標(biāo)功能模塊塊的組成成信息模型型系統(tǒng)的總總體結(jié)構(gòu)構(gòu)計算機(jī)硬硬、軟件件系統(tǒng)的的配置方方案7.5CIMS計計算機(jī)集集成制造造系統(tǒng)1.CIM與與CIMS的基基本概念念CIM的的提出：：1973年美國國Dr.Joseph?Harrington提出CIM哲哲理（ComputerIntegratedManufacturing)，2個個要點：：企業(yè)的各各個生產(chǎn)產(chǎn)環(huán)節(jié)是是不可分分割的，，需要統(tǒng)統(tǒng)一考慮慮整個生產(chǎn)產(chǎn)過程實實質(zhì)上也也是對信信息的采采集、傳傳遞和加加工處理理的過程程，在企企業(yè)中主主要存在在信息流流和物流流這兩種種運動過過程，而而物流又又是受信信息流控控制的。。863/CIMS的定定義“CIM作為一種種組織、、管理與與進(jìn)行企企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)的哲理理，將信信息技術(shù)術(shù)、現(xiàn)代代管理技技術(shù)、系系統(tǒng)工程程技術(shù)和和制造技技術(shù)相結(jié)結(jié)合，并并應(yīng)用于于企業(yè)產(chǎn)產(chǎn)品全生生命周期期（從市市場需求求分析到到最終報報廢處理理）的各各個階段段。通過過信息集集成、過過程優(yōu)化化及資源源優(yōu)化，，實現(xiàn)物物流、信信息流、、價值流流的集成成和優(yōu)化化運行達(dá)達(dá)到人（（組織、、管理））、經(jīng)營營和技術(shù)術(shù)三要素素的集成成。以加加強企業(yè)業(yè)新產(chǎn)品品開發(fā)的的T（技技術(shù)）、、Q（質(zhì)質(zhì)量）、、C（成成本）、、S（服服務(wù)）、、E（環(huán)環(huán)境），，從而提提高企業(yè)業(yè)的市場場應(yīng)變能能力和競競爭能力力?！?.5CIMS計算機(jī)集集成制造系系統(tǒng)2.CIMS的基基本構(gòu)成CIMS的的基本要素素CIMS系系統(tǒng)的集成成7.5CIMS計算機(jī)集集成制造系系統(tǒng)圖7-12CIMS三要要素之間的的關(guān)系CIMS系系統(tǒng)集成的的特征①數(shù)據(jù)共享享系統(tǒng)統(tǒng)內(nèi)部各個個子系統(tǒng)間間可實現(xiàn)信信息共享。。②功能交互互通過過統(tǒng)一的執(zhí)執(zhí)行控制程程序來組織織和協(xié)調(diào)系系統(tǒng)內(nèi)部各各子系統(tǒng)的的運行，實實現(xiàn)功能的的交互。③開放式結(jié)結(jié)構(gòu)系系統(tǒng)內(nèi)部各各個子系統(tǒng)統(tǒng)間易于實實現(xiàn)信息交交換，系統(tǒng)統(tǒng)與外部其其他系統(tǒng)之之間也能通通過外部接接口實現(xiàn)信信息互通。。7.5CIMS計算機(jī)集集成制造系系統(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)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)和過程仿真自動化的經(jīng)營過程監(jiān)控基于知識的決策支持人的集成經(jīng)營集成CIMS集集成的層次次單項技術(shù)（（自動化孤孤島）聯(lián)系系起來相互交換信信息和數(shù)據(jù)據(jù)整個系統(tǒng)內(nèi)內(nèi)部各種應(yīng)用軟件的的集成CIMS的的最高階段段即人的集成成。CIMS阻阻力的70%來源于人，，11%對對成本的評估估，9%的的技術(shù)元件.7.5CIMS計算機(jī)集集成制造系系統(tǒng)集成發(fā)展階階段19851995199921世紀(jì)信息集成企業(yè)集成制造網(wǎng)絡(luò)過程集成7.5CIMS計算機(jī)集集成制造系系統(tǒng)客戶CIMS第三版的圓輪圖人員與組織全球組織客戶支持制造產(chǎn)品與工藝雇員責(zé)任市場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)計企業(yè)定義零部件設(shè)計不斷改進(jìn)文件和發(fā)布資源規(guī)劃經(jīng)營計劃零部件制造組裝和測試物料管理共享知識系統(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)