9-先进生产模式与自动化制造系统的发展趋势ppt课件

1、第九章 先进消费方式与自动化制造系统的开展趋势第一节 计算机集成制造系统CIMS第二节 精益消费LP第三节 矫捷制造 AM第四节 智能制造系统的根本概念第五节 网络化制造第六节 可重构制造系统第七节 快速原型制造技术第八节 自动化制造系统的开展趋势.第一节 计算机集成制造系统.一、CIM与CIMS的根本概念 CIMS是以系统工程实际为指点，强调信息集成和适度自动化，以过程重组和机构精简为手段，在企业信息系统的支持下，将制造企业的全部要素和全部运营活动集成为一个有机的整体，实现以人为中心的柔性化消费，使企业在新产品开发、产质量量、产品本钱、相关效力、交货期和环境维护等方面均获得整体最正确效果。.

2、运营决策中央计算机产品CAD/CAM图形任务站财务、人事、消费方案、消费管理、消费技术数据管理等各职能部门计算机作业管理层计算机FMS管理其他消费单元管理装配管理FMS1FMSN消费单元1消费单元N装配单元1装配单元N产品产质量量总检验FMS与生产单元层作业管理层设计方案层运营决策层MIS.二、计算机集成制造系统的组成CIMS由四个运用分系统和两个支撑分系统组成1.管理信息系统运营管理、物料管理、消费管理、人力资源管理2.工程设计自动化系统工程设计、分析和制造根本功能：面向产品生命周期的建模实现CAD/CAE/CAPP/CAM的集成主要功能模块1计算机辅助设计与分析CAD/CAE2计算机辅助制

3、造CAM管理信息系统工程设计系统质量保证系统制造自动化系统数据库计算机网络CIMS系统的根本组成.第二节 精益消费LP.一、精益消费的根本概念精益消费的产生背景 20世纪50年代日本丰田汽车公司 1985年美国MIT 精益消费是贯彻以人为中心的思想，经过系统构造、人员组织、运转方式、产品构造和市场需求等方面的变革，精简消费过程中一切无用、多余的东西，使消费系统能很快顺运用户需求的不断变化，并能最终到达包括市场供销在内的消费的各方面最好的结果。.二、精益消费的根本思想： 在企业的各个环节上去除一切多余无用的东西，每个岗位的活动安排是必需增值，不能增值的岗位和活动一概撤销，即“消灭一切浪费和“不断

4、改善，在组织的各个层面上雇用多面手，并且运用通用性强而自动化程度又高的柔性制造设备来消费种类多变的产品。其主要的支撑体系是准时消费JIM、全面质量管理TQC、成组技术GT、弹性作业人数和尊重人性。.三、精益消费的特征： 注重客户需求 注重人的作用 精简一切消费中不发明价值的任务 精益求精、继续不断地改良消费，降低本钱，追求零废品、零库存和产品种类多样化。.第三节 矫捷制造AM.一、矫捷制造的根本概念矫捷制造的根本原理： 采用规范化和专业化的计算机网络和信息集成根底构造，以分布构造衔接各类企业，构造虚拟制造环境；以竞争协作为原那么，在虚拟制造环境内动态选择成员，组成面向义务的虚拟公司进展快速消费

5、；系统运转的最大目的是满足客户的要求。定义 矫捷制造指的是制造企业可以把握市场机遇，及时动态地重组消费系统，在最短的时间内向市场推出有利可图的、用户认可的、高质量的产品。一句话，矫捷制造企业的一切活动都是围绕着快和好这两个字进展的，要求企业具有很强的自顺应才干。.矫捷制造系统的体系构造.矫捷制造的产生背景矫捷制造是美国为了重新树立其在全球制造业中的指点位置，而提出的一种面向21世纪的新型制造方式。它综合了即时消费、制造资源规划和精益消费等先进消费管理技术的优点，能系统全面地满足高效低本钱、高质量多种类、迅速及时、动态柔性等难以由一个一致消费系统来实现的消费管理目的要求，代表着现代消费管理的最新

6、开展。.虚拟企业a)虚拟企业的功能b)虚拟企业的生命周期.矫捷制造的特点1.矫捷制造对市场需求反响矫捷2.矫捷制造是高度柔性化、无库存的消费组织方式3.矫捷制造企业的消费本钱与消费批量无关4.产品效力可以全程面向用户5. 矫捷制造可以做到充分的资源共享6.矫捷制造可以充分发扬人的作用.矫捷制造企业的表示图.第四节 智能制造系统的根本概念.一、智能制造系统的根本概念 智能制造系统是一种由智能机器人和人类专家共同组成的人机一体化智能系统，它将人工智能技术交融进制造系统的各个环节中，经过模拟人类专家的智能活动，诸如分析、推理、判别、构思和决策等，取代或延伸制造环境中应由人类专家完成的那部分活动，使系

7、统具有智能特征。.二、智能制造系统的开展概略美国是智能制造思想的发源地最早正式提出智能制造并付诸实施的是建立在美国普渡大学的智能制造国家工程中心。美国其他大学欧洲日本.三、智能制造系统的研讨领域智能设计智能机器人智能调度智能办公系统智能诊断智能控制.第五节 网络化制造正在降临的信息网络化时代 20世纪90年代以来，美国进展了大量的信息化投资，微机累计产量在8500万台以上，同时微机VAN网络成员数量在100万人以上。家用信息电器的电子手册、系统手册，以及美国阿波罗公司推出的个人数字辅助系统PDA等个人信息系统正在迅速普及。.正在降临的信息网络化时代 由于文化和经济背景不同，国际市场并不仅仅是多

8、个国家市场之和。全球市场更是一种思索不同国家对产品的要求差别的新型国际市场。对现有的跨国公司和组织构造、开展过程和战略进展研讨和调查分析后，得出不同国际制造网络的方式及其关系，以及如何向全球制造网络化系统开展的途径，如图中箭头表示。.正在降临的信息网络化时代 不同国际制造网络及其关系和开展途径 .正在降临的信息网络化时代 这个从传统的制造企业向全球制造网络化开展的模型，按照公司的运营战略、工厂的地理分布、文化背景以及技术和零部件供需来源可分为六种不同层次的方式： GMC3分散网络化的全球制造方式； GMC2多国制造方式； GMC1区域制造方式； EMC3全球出口方式； EMC2多国出口方式；

9、EMC1区域出口方式。 此外，各种方式之间并没有严厉的界限，甚至可以相互逆转。.网络上的虚拟企业及其虚拟制造信息 效力网 网络化的全球制造不仅是跨国公司的未来，中小企业也可以经过网络上的虚拟企业来实现全球制造。现实上，跨国公司为了实现全球制造，也正在逐渐分布化和虚拟化。 什么是网络上的虚拟企业？这里的“虚拟并非没有。推出高质量、低本钱的新产品最快的方法是利用不同地域的现有资源，把它们迅速组合成为一种没有围墙的、超越空间约束的、靠电子手段联络的、一致指挥的运营实体网络上的虚拟企业。网络上的虚拟企业的特点是企业功能上的不完好性、地域上的分散性和组织构造上的非永久性，即：功能的虚拟化；组织的虚拟化；

10、地域的虚拟化。.全球制造方式中的制造系统与设备的控制技术 全球制造方式中的产品开发、市场营销、加工制造、装配调试是分布在不同的地点，经过企业内部网络和国际互联网络加以衔接，实现文件、数据、图像和声音的同时传送，各企业间的刀具和夹具的管理，零件图纸数控程序的编制方法、管理和分配，以及数控机床可用性的保证体系。如以下图:.全球制造方式中的制造系统及设备的控制技术.全球制造方式中的制造系统与设备的控制技术 1数控自动编程系统及其后置处置。 2工夹具管理 一个工夹具管理系统应具有以下几方面的功能： 工夹具供应数据库； 刀、夹具数据库，包括模块化刀、夹具各组成部分的图形库；.全球制造方式中的制造系统与设

11、备的控制技术 工夹具装配数据库； 刀具调整数据库； 切削用量数据库； 输出具有刀具简图的刀具调整单； 工夹具CAD系统，如刀具与夹具之间的碰撞检查等。.全球制造方式中的制造系统与设备的控制技术 3DNCDistribute Numerical Control数据程序管理及分配系统 4制造系统与设备的控制技术运用的网络化、虚拟化 .第六节可重构制造系统一、可重构制造系统的概念可重构制造系统是以产品全生命周期实际为指点，以报废设备及其零部件的循环运用和反复利用为目的，以报废产品为毛坯，采用先进再制呵斥形技术，使报废设备及其零部件恢复尺寸、外形和性能，构成再制造产品的一系列技术措施或工程活动的总称。

12、 .再制造工艺道路简图.二、可重构制造系统的现状分析 随着资源的日益枯竭和环境污染的加剧，人们逐渐认识到可继续开展战略的重要意义，并不断探求实现可继续开展的手段。再制造工程就是在人类对资源要求的日益增长和对环境维护的迫切需求的情况下，构成的一门新的工程学科，因其宏大的资源、环境、社会效益而遭到世界各国的注重，成为落实可继续开展战略的重要技术支撑。. 可重构制造系统是废旧配备高技术维修的产业化工程，再制造出来的产品是新产品而不是旧产品，其重要特征是再制造产质量量和性能可以到达或超越新品，而本钱却只需新品的50%，制造过程节能60%，节材70%，对环境的不良影响显著降低。 .三、可重构制造系统的特

13、点1.资源效益2.环保效益3.社会经济效益.第七节快速原型制造技术一、快速成形技术概述1.快速成形的概念快速成形技术是一种用资料逐层或逐点堆积出制件的新型加工技术。快速成形技术不采用常规的模具或刀具来加工工件，而是利用光、电、热等手段，经过固化、烧结、粘结、熔结、聚协作用或化学作用等方式，有选择地固化或粘结液体或固体资料，从而实现资料的迁移和堆积，构成所需求的原型零件。.传统加工与快速成形比较a)传统加工b)快速成形 .三维地形模型的制造 .2.快速成形技术的历史.2.快速成形技术的原理首先要用CAD软件设计出所需零件的计算机三维模型；然后根据工艺要求，将三维模型按一定的厚度进展离散，从而将原

14、来的三维模型转变为二维平面信息，接着对分层后的信息进展处置，产生数控代码；最后，数控系统以平面加工的方式，有序地延续地加工出每个薄层，并使它们自动粘接而成形。.快速成形技术的原理 .3.快速成形的过程前处置分层叠加成形后处置.快速成形产品.4.三维建模.立体光刻的设备及产品.5.快速成形技术的特点适宜于加工复杂零件自动化程度高 加工周期短，本钱低制造过程具有高柔性技术集成度高设计制造一体化运用资料类型多属非接触加工运用领域广泛.熔融堆积成形的设备及产品.6.快速成形技术的运用用于产品设计评价与校审用于产品工程功能实验用作厂商与客户的交流手段用于快速模具制造用于快速直接制造运用于医学、建筑等行业

15、.分层实体制造工艺的设备及产品前往目录 .1.资料及制造方法的开展 资料的开展与产品的开展亲密相关，继1770年瓦特发明蒸汽机以后，陆续出现了Daimler汽油发动机、Parson蒸汽轮机、高速斜齿轮柴油发动机，1910年左右出现了滚动轴承，以后又开展了燃汽轮机、喷气发动机。20世纪50年代以后，那么出现了导弹、人造卫星，而今天宇宙飞船、载人空间站已成现实，目前正在向星际探测器等宇航新时代迈进。第八节 自动化制造系统的开展. 市场和需求推进了产品的开展，产品的开展给资料的开展提出了新的要求，同时促进了资料技术的开展，这就要求制造工艺和方法能快速顺应这一开展的要求，使它们相互依赖、共同开展。因此研讨开发新资料，新工艺是机械工业永无尽头的追求目的。1.资料及制造方法的开展. 保证零件加工质量是机械加工方法要处理的首要问题，加工质量的目的中最重要的是加工精度。保证加工精度是指限制加工方法产生的误差值，使它限定在允许的范围之内；而提高加工精度是指需求减少加工误差值。消费的开展要求不断提高机器的任务精度和运转精度，为此必需相应地提高零件的尺寸和几何外形精度。2.加工质量的开展.2.加工质量的开展 各年代到达的加工精度的大致情况如图1-1所示。.3.制造自动化的开展 自从1913年Ford建立第一条装