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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題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,CAD/CAM應用技術,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,7.4 CAD/CAM集成系統(tǒng)總體規(guī)劃,7.5 CIMS計算機集成制造系統(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、網絡通信技術以及標準格式的中性文件接口技術，把CAD、CAE、CAPP、CAM以致PPS等各種功能不同的軟件系統(tǒng)有機地結合起來，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。,7.1 CAD/CAM集成技術概述,圖7-1 產品設計與制造流程,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)集成技術的實際應用上看，集成有兩種方式：,系統(tǒng)的集成,集成的系統(tǒng),7.1 CAD/CAM集成技術概述,3.CAD/CAM集成的作用,有利于發(fā)揮設計人員的創(chuàng)造性；,有利于系統(tǒng)各應用模塊之間的資源共享，提高了系

3、統(tǒng)運行效率，降低系統(tǒng)成本；,避免了應用系統(tǒng)間信息傳遞誤差，特別是人為的傳遞誤差，從而提高了產品的質量；,有利于實現(xiàn)產品的標準化、通用化和系列化；,有利于實現(xiàn)并行作業(yè)，縮短產品上市周期、提高產品質量和企業(yè)的市場競爭力；,有利于實現(xiàn)面向制造的設計（DFM）和面向裝配的設計（DFA），降低成本，提高產品競爭力；,有益于先進制造模式的實施，擴大企業(yè)的市場機遇。,7.1 CAD/CAM集成技術概述,4.CAD/CAM集成的體系結構,CAD/CAM集成系統(tǒng)的結構類型有以下三種：,傳統(tǒng)型系統(tǒng),改進型系統(tǒng),數(shù)據(jù)驅動型系統(tǒng),7.1 CAD/CAM集成技術概述,圖7-3 CAD/CAM集成體系結構,市場預測,生產

4、規(guī)劃,資源規(guī)劃,公司層,主生產,計劃,物料需,求計劃,生產能力,需求計劃,廠/所層,質量檢,測計劃,質量管,理信息,任務劃分,車間作業(yè)調度仿真,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,各種加工設備,設備層,下達任務,調控進度,下達設計、生產,及質量管理任務,下達刀夾具、物料調度、加工及質量監(jiān)測任務,反饋各項任務進度,反饋車間生產狀態(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,下達加工任務,分配檢測任務,圖7-4 CAD/CAM集成系統(tǒng)遞階控制體系結構,CAD/CAM系統(tǒng)的信息流是指產品信息在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）、制造自動化系統(tǒng)（MAS）、質量保證系統(tǒng)（CAQ）等間的流動過程。,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,生產經,營決策,結構設計,與分析,總體結,構決策,概念設計,方案決策,設計任務,規(guī)劃,工藝,設計,過程,仿真,資源需求,與分析,設計流管理,PDM,ERP,市場客戶需求信息,產品開發(fā),過程信息流,7.2 CAD/CAM的系統(tǒng)信息流,信息流,產品制造,過程信息流,工裝規(guī)劃,與設計,車間調度,NC指令,生成仿真,生產作業(yè),計劃,質量控制,資源需求,與分析,PPS,

6、PDM,ERP,資源需求、工藝設計,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)庫的CAD/CAM集成。,7.3 CAD/CAM信息

7、集成技術,產品設計造型,幾何繪圖,有限元分析,優(yōu)化設計,模擬仿真,工程,數(shù)據(jù)庫,CAD,CAE,工藝過程設計,工夾具設計,CAPP,數(shù)控編程,數(shù)控加工仿真,CAM,生產管理,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)庫的CAD/CAM集成,2.CAD/CAM集成的關鍵技術,目前，為實現(xiàn)CAD/CAM系統(tǒng)的高度集成，常采用的關鍵技術主要有以下幾方面：,新一代基于特征的建模技術,數(shù)據(jù)交換技術,工程數(shù)據(jù)管理技術,集成框架(或集成平臺),7.3 CAD/CAM信息集成技術,1CAD/CAM集成分步實施的步驟,各單項計算機應用系統(tǒng)的開發(fā)，如CAD、CAE、CAPP、PPC、

8、自動化加工和裝配單元、CAQ等。,CAD與CAE、CAPP的集成應用，PPC與PDC的集成應用。這兩項集成可以并行進行或先后進行。,CAD/CAM集成模塊與自動化加工和裝配單元集成為狹義的CAD/CAM系統(tǒng)，自動化加工和裝配單元與物料運輸系統(tǒng)集成為自動化制造系統(tǒng)。以上兩項集成也可以并行進行或先后進行。,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,檢測監(jiān)控系統(tǒng),物料流,裝配單元,機械手,CNC,制造單元,自動化制造系統(tǒng),信息流,廣義CAD/CAM,CIMS系統(tǒng),CAQ,輔助設備,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)劃包括的內容,CAD/CAM集成系統(tǒng)的目標,功能模塊的組成,信息模型,系統(tǒng)的總體結構,計算機硬、軟件系統(tǒng)的配置方案,7.5 CIMS計算機集成制造系統(tǒng),1.CIM與CIMS的基本概念,CIM的提出：,1973年美國Dr.JosephHarrington提出CIM哲理（Computer Integr

10、ated Manufacturing)，2個要點：,企業(yè)的各個生產環(huán)節(jié)是不可分割的，需要統(tǒng)一考慮,整個生產過程實質上也是對信息的采集、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動過程，而物流又是受信息流控制的。,863/CIMS的定義,“CIM,作為一種組織、管理與進行企業(yè)生產的哲理，將信息技術、現(xiàn)代管理技術、系統(tǒng)工程技術和制造技術相結合，并應用于企業(yè)產品全生命周期（從市場需求分析到最終報廢處理）的各個階段。通過信息集成、過程優(yōu)化及資源優(yōu)化，實現(xiàn)物流、信息流、價值流的集成和優(yōu)化運行達到人（組織、管理）、經營和技術三要素的集成。以加強企業(yè)新產品開發(fā)的T（技術）、Q（質量）、C（成

11、本）、S（服務）、E（環(huán)境），從而提高企業(yè)的市場應變能力和競爭能力?！?7.5 CIMS計算機集成制造系統(tǒng),2.CIMS的基本構成,CIMS的基本要素,CIMS系統(tǒng)的集成,7.5 CIMS計算機集成制造系統(tǒng),圖7-12 CIMS三要素之間的關系,CIMS系統(tǒng)集成的特征,數(shù)據(jù)共享 系統(tǒng)內部各個子系統(tǒng)間可實現(xiàn)信息共享。,功能交互 通過統(tǒng)一的執(zhí)行控制程序來組織和協(xié)調系統(tǒng)內部各子系統(tǒng)的運行，實現(xiàn)功能的交互。,開放式結構 系統(tǒng)內部各個子系統(tǒng)間易于實現(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現(xiàn)信息互通。,7.5 CIMS計算機集成制造系統(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,公共服務執(zhí)行環(huán)境,可移式應用與分布系統(tǒng),應用系統(tǒng)集成,生產和過程仿真,自動化的經營過程監(jiān)控,基于知識的決策支持,人的集成,經營集成,CIMS集成的層次,單項技術（自動化孤島）聯(lián)系起來,相互交換信息和數(shù)據(jù),整個系統(tǒng)內部各種,應用軟件的集成,CIMS的最高階段,即人的集成。,CIMS 阻力的70%,來源于人，11%對,成本的評估，9%的,技術元件.,7.5 CIMS計算機集成制造系統(tǒng),集成發(fā)展階段,1985,1995,1999,21,世紀,信息集成,企業(yè)集成,制造網絡,過程集成,7.5 CIMS計算機集成制造系統(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,品,與,工,藝,雇,員,責任,市,場,交,易,物,人,料,工具,信息,技術,供,應,銷售,渠道,銷售和,促銷,顧客,服務,生命周,期過渡,系統(tǒng),設計,企業(yè),定義,零部件,設計,不斷,改進,文件和,發(fā)布,資源,規(guī)劃,經營,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,團體,規(guī)章,倫理,環(huán)境,制,造,業(yè),基,礎,設,施,制,造,業(yè),基,礎,設,施,（3）CIMS的基本結構輪圖,管,理,信,息,分,系,統(tǒng),MIS,質,量,保,證,分,系,統(tǒng),CAQ,工程設計分系統(tǒng),CAD/CAE/CAM,制造自動化分系統(tǒng),MAS,數(shù)據(jù)庫分系

14、統(tǒng)DBS,網絡分系統(tǒng)NETS,支撐分系統(tǒng),應用分系統(tǒng),市場信息,技術信息,服務信息,（4）CIMS中的主要功能模塊,3.CIMS的發(fā)展趨勢,集成化,智能化,全球化,虛擬化,柔性化,綠色化,7.5 CIMS計算機集成制造系統(tǒng),謝謝各位！,演講完畢，謝謝觀看！,內容總結,CAD/CAM應用技術。CAD/CAM系統(tǒng)的集成是指借助于公共的工程數(shù)據(jù)庫、網絡通信技術以及標準格式的中性文件接口技術，把CAD、CAE、CAPP、CAM以致PPS等各種功能不同的軟件系統(tǒng)有機地結合起來，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。有利于系統(tǒng)各應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，從而提高了產品的質量。有利于實現(xiàn)面向制造的設計（DFM）和面向裝配的設計（DFA），降低成本，提高產品競爭力。有益于先進制造模式的實施，擴大企業(yè)的市場機遇。圖7-3 CAD/CAM集成體系結構。下達刀夾具、物料調度、加工及質量監(jiān)測任務。圖7-4 CAD/CAM集成系統(tǒng)遞階控制體系結構。圖7-6 CAD/CAM系統(tǒng)與其他系統(tǒng)間信息傳遞關系圖。目前，為實現(xiàn)CAD/CAM系統(tǒng)的高度集成，常采用的關鍵技術主要有以下幾方面：,