《机械cadcam技术山》ppt课件

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1、机械CAD/CAM技术,山东理工大学机械工程学院,2,先进制造技术,一、 先进生产模式 二、 先进制造技术,3,21世纪先进生产模式,一、计算机集成制造系统（CIMS）,二、精良生产（Lean Production）,三、敏捷制造（agile manufacturing）,4,一、计算机集成制造系统（CIMS）,1、制造 是关于企业的一组相关操作和活动的集合，它包括市场分析、产品设计、材料选择、计划作业、生产、质量检验、生产管理和市场销售等一系列与制造企业有关的生产活动。,基本哲理,企业生产活动是一个不可分割的整体，其各个环节彼此紧密关联；,5,就其本质而言，整个生产活动是一个数据采集、传递和

2、加工处理的过程，最终形成的产品可以视为“数据”的物质表现； 制造应包括从产品需求分析开始到销售服务之间全过程的一切活动； 将制造理解为是一个复杂的信息转换过程，在制造中发生的相关活动都是信息处理整体中的一部分； 信息技术与制造过程相结合是制造业在信息社会中发展的新模式，也是企业发展的必然。,6,2、CIM与CIMS的定义,1）CIM,CIM最早于1974年由美国约瑟夫。哈林顿博士提出来的，其基本思想是： （1）企业的各种经营活动是不可分割的，要统一考虑。 （2）整个生产制造过程实际上信息采集、传递和加工处理的过程。,7,CIM作为一种组织、管理与进行企业生产的哲理，它在计算机网络和数据库技术的

3、支撑下，综合运用现代管理、制造、信息、自动化和系统工程等领域的技术，将企业生产全部过程中有关人、技术、经营管理要素及其信息流与物流有机地集成并优化运行，以实现产品高质量、低成本、上市快，从而使企业赢得市场竞争。 简单地说，CIM是用计算机通过信息集成实现现代化的生产制造，求得企业的总体效益，即以计算机作为工具，制造为其内容的CIM，其哲理的核心为信息的“集成”。,8,2）CIMS,CIM是一种组织现代化生产的哲理，而基于这种哲理组成的系统CIMS，就是哲理的实现。 CIMS是基于CIM哲理构成的优化运行的企业制造系统。在CIMS的研究和实施中必须强调“信息流”和“系统集成”这两个最基本观点。

4、CIMS是一种工程技术系统，是CIM的具体实施，可以把CIMS看成是未来生产自动化系统的一种模式，但这种模式不是单纯的技术上的“自动化”，它所强调的是用集成来提高企业竞争力。,9,3）CIMS的特征,（1）CIMS包含了整个工厂的全部生产经营活动，即从市场需求分析、生产经营决策、产品设计、加工制造、质量管理、经营销售等一直到售后服务全部活动。 （2）CIMS与传统的自动化有所不同，其复杂程度要大很多，涉及的自动化不是工厂各个环节的自动化或计算机及其网络的简单叠加，而是有机的集成。即不仅是物料、设备的集成，更重要的是以信息集成为本质的技术集成、人的集成。,10,4）CIMS的重要功能模块,（1）

5、工程设计自动化分系统 即CAD/CAE/CAPP/CAM分系统，它是基于特征的产品建模系统，为集成工程分析提供分析模型、产生装配图、零件图等各种设计文档，为CAPP提供零件几何拓扑信息、加工工艺信息及检测信息。为CIMS提供管理所需要的信息。,11,（2）制造自动化分系统（MAS） MAS是工厂生产经营活动的基础，包括以下的功能： 实现MAS的递阶结构控制，优化生产调度；（工厂层、车间层、单元层、工作站层、设备层） 工具、夹具、量具的集中管理与调度； 满足多品种小批量生产需求，实现加工过程柔性化；,12,信息采集自动化； 对零件加工质量进行统计分析，并反馈给质量保证系统。,13,（3）质量保证

6、系统 根据全面质量管理的要求，质量系统应贯穿于产品的全部生产过程，它的基本功能是： 协调并组织有产品质量有关的各部门实施全面质量管理 根据用户和市场变化，及企业质量技术状况和工程设计分析的要求，进行质量规划，制定产品和设备，工具、夹具、量具检测规划和要求。 对采集的质量信息进行分析，并对设计、工艺提出改进意见。,14,对质量信息通过计算机辅助质量管理，全面支持质量最优决策。 实现质量成本的有效管理分析。,15,（4）经营管理信息分系统（MIS） MIS是企事业单位的一种现代化工具，在CIMS环境下，建立的MIS是一个以缩短产品生产周期、降低成本、减少流动资金、提高企业经济效益和应变能力为主要目

7、的，并以计划管理为中心，在计算机网络和分布式数据库支撑下，与CIMS中其他分系统实现集成，其核心是适用于各个进程的决策支撑系统。,16,二、CIMS在我国的发展及实施CIMS的效益,1、目标,我国“863计划”中将CIMS确定为自动化领域的主题研究项目之一，并规定了我国863/CIMS的战略目标为： 跟踪国际CIMS有关技术的发展； 掌握CIMS关键技术； 在制造业中建立能获得综合经济效益并能带动全局的CIMS示范工厂，通过推广应用及产品化促进我国CIMS高技术产业的发展。,17,效益驱动、 总体规划、 重点突破、 分步实施、 推广应用,2、方针,18,3、发展,经过十多年的努力，我国CIMS

8、事业取得了迅速发展，已形成了一个健全的组织和一支研究队伍； 实现了我国CIMS研究和开发的基本框架；建设研究环境和工程环境，包括一个国家CIMS实验工程中心和7个单元技术开放实验室，完成了一大批课题的研究工作，陆续选定了一批CIMS典型应用工厂作为利用CIMS推动企业技术改造的示范点； 这些工厂包括飞机、机床、大型鼓风机、纺织机械、汽车、家电、服装以及钢铁、化工等行业。,19,4、效益,实施CIMS的效益主要体现在信息集成的效益上； 由于系统集成度提高，使各功能分系统间的配合和参数配置更加优化，各种生产要素的潜力得到更有效的利用，减少实际存在于企业生产中的各种资源浪费，同时使管理科学化，提高企

9、业对市场的响应能力。 具体表现在： 1）提高产品质量 2）提高设备利用率 3）提高科学管理水平。,20,实施CIMS后，明显提高企业新品开发能力，提高企业市场竞争能力。产品质量明显提高，交货期短而准确，价格合理，企业的信誉随之提高； CIMS在其发展历程中的主要应用对象是离散型制造业（约占全部制造业的50%）。,21,必须指出,CIMS的思想、系统方法和集成技术同样可用于诸如连续型或混合型企业中，国内外在电器、化工、电子元件、钢铁行业中已有不少企业实施CIMS应用工程并取得了成功。,22,二、精良生产（Lean Production）,精良生产方式实质上是从生产操作、组织管理、经营方式等各个方

10、面，找出一切不能为产品增值的活动或人员，并加以革除。 未来产品市场是多元化、个人化，因此要力求制造系统做到成本与批量无关，生产周期短，产品复杂性高，使一切企业具有高柔性、强的应变能力去对付市场的挑战。,23,1、精良生产的特点,精良生产综合了单件生产和大量生产的优点，克服了传统经营方式中的很多不合理做法，开创了一种新的高效率的生产方式； 它既避免了单件生产的高成本，又避免了大量生产的僵化不灵活； 与大量生产相比，人员、场地、设备都减少一半，新品开发时间、工程设计工时、现场库存减少一半，废品大大减少，而且能生产更多、更好，又各种变型的产品；,24,精良生产方式要求产品“尽善尽美”，必须精益求精，

11、不断降低成本，做到无废品、零库存、无设备故障等，产品品种多样化。 精良生产不仅是生产方式的改变，而且改变了人们传统的认识，改变了人们的思维方式，改变了人们之间的相互关系。 虽然这种理想境界还有很长一段路要走，但只要人们不断追求就会产生惊人的效果,25,2、精良生产的生产操作与对工人的要求,减少以至撤消非增值的人员和岗位，彻底消除各种浪费； 浪费有资源、人力、时间、空间等多个方面，如何正确区分什么是工作，什么是浪费，在贯彻精良生产方式中，是一件非常重要的事件； 总装线上工人的集体负责制。装配工人被编成小组，每个小组对指定的一套组装工序负责，有人缺勤，或某一零件安装有问题，小组内互相帮助，集体负责

12、，不能把问题留到下道工序，问题解决不了，必须暂停装配线；,26,对原因进行分析（When、Why、Where、Who、What、How）提出五个为什么，再提出措施，保证不再发生； 对效率的看法。不从局部设备在单位时间内生产多少零件来计算效率，而是从全局从总体上来看效率。 精良生产把人看作是生产中最宝贵的，是解决问题的根本动力，而不是当成会说话的机器，解决问题只能靠技术。,27,3、精良的管理,在精良生产中，精益求精的管理使得它在人员的利用、厂房的利用、时间的利用等方面都大大优于大量生产方式。 精良生产的基本观念是及时供应，尽可能减少库存，甚至零库存。 精良生产的组织是能把最大量的工作任务和责任

13、转移到生产线上真正为产品增值的那些工人身上； 精良生产的组织另一个特点是具有一个处于在适当位置的一旦发现问题就能快速追查并找出最终原因的检测缺陷系统。,28,4、精良管理的具体做法,1）从组织上实现对工人的要求,要求工人是多面手，对小组的工作集体负责外，要求工人全面了解全厂的情况，并把工厂的全部信息公布出来，工厂任何地方出现任何差错，谁知道怎么解决问题就会去帮忙，这种灵活动态的工作小组就是精良管理的核心。,29,2）改变单调枯燥的重复工作,在精良生产的组织管理中，工人是多面手，动态的工作小组集体负责，工作中充满了创造性的解决问题的挑战，生产活动不再枯燥无味。,30,3）从推动方式变成拉取方式,

14、在传统的生产方式下，人们为了使后工序不致停工停料，总是在前工序多生产一些产品（零件），即由前向后的推动方式，由于多生产了某种零件，或遗漏了生产下一工序所需的另一种零件，形成浪费。精良生产则是拉取方式，即后工序只在必要的时候到前工序领取必要的物品，且前工序只生产要被取走的物品，即准时生产（JIT）的概念。,31,5、精良的设计,消除一切无用的和浪费的东西。 能早做的事情不要晚做，能并行的不要串行进行，这样总的时间进度就能缩短。 在精良生产中，强化设计者和制造者之间的信息交流； 准确预测和妥善安排生产，实现并行工作； 与传统的大量生产方式相比生产周期大大缩短，库存、劳动量等都响应减少。 这也就是并

15、行工程（Concurrent Engineering）的基本做法。,32,三、敏捷制造（agile manufacturing）,敏捷制造是一种哲理，是先进制造业的一种模式，目前世界各地都有人在研究敏捷制造，但还没有公认的定义，正在不断发展的过程之中。但必须正确认识这一概念，要改变旧的传统观念，才能正确地改造旧企业，走上新运行模式地道路。,33,1、敏捷制造的提出,面对21世纪的市场竞争，制造业不仅要灵活多变地满足用户对产品多样性地要求，而且新产品要快速上市。 未来市场对产品多样性要求会非常突出，各种产品和生产系统必须是可重新编程、可重新组合、可连续更换的，每张订单可能只有一件或两件产品，厂家

16、按订单生产是希望与批量无关。,34,上市时间是指从提出概念到产品交到用户手上的时间，它将成为竞争的关键，要力争缩到最短。 产品质量的概念从过去的“符合技术标准”、“经久耐用”等，变成为在整个产品生命周期内使顾客满意。 “敏捷”的字面含义是用灵活的应变去对付快速变化的市场需求。,35,2、敏捷制造的基本思想,敏捷制造就是通过灵活的动态联盟、先进的柔性制造技术和高素质的人员进行全面集成，从而使企业能够从容应付快速的和不可预测的市场需求。获得企业的长期经济效益。,36,经济全球化以及市场的急剧变化 促使企业必须实施敏捷制造,具体表现,市场的分割越来越严峻； 必须对批量任意大小的订单生产； 大批用户的客户关系管理； 缩短产品生命周期； 物理产品和服务的交融； 全球的生产网； 公司之间既合作又竞争； 适合大批量用户化生产的销售基础结构； 集团重新组织的热潮； 把流行的社会价值观变成公司内部因素的压力。,37,3、敏捷制造企业的基本特征,并行工作 继续教育 业务流程重组 动态多方合作，从竞争走向合作； 珍惜雇员，把雇员的知识和创造性看成是企业的财富； 企业组织结构要减少层次，扁平化； 对环境仁