CADCAM集成制造系统概述

CAD/CAM应用技术第7章CAD/CAM集成制造系统

7.1CAD/CAM集成概述7.2CAD/CAM的系统信息流7.3CAD/CAM信息集成技术7.4CAD/CAM集成系统总体规划7.5CIMS计算机集成制造系统1.CAD/CAM集成的基本概念CAD/CAM系统的集成是指借助于公共的工程数据库、网络通信技术以及标准格式的中性文件接口技术，把CAD、CAE、CAPP、CAM以致PPS等各种功能不同的软件系统有机地结合起来，保证各系统之间信息的提取、交换、共享和处理，实现软硬件资源的共享。7.1CAD/CAM集成技术概述图7-1产品设计与制造流程图7-2集成化制造系统2.CAD/CAM的集成方式从CAD/CAM系统集成技术的实际应用上看，集成有两种方式：系统的集成集成的系统7.1CAD/CAM集成技术概述3.CAD/CAM集成的作用有利于发挥设计人员的创造性；有利于系统各应用模块之间的资源共享，提高了系统运行效率，降低系统成本；避免了应用系统间信息传递误差，特别是人为的传递误差，从而提高了产品的质量；有利于实现产品的标准化、通用化和系列化；有利于实现并行作业，缩短产品上市周期、提高产品质量和企业的市场竞争力；有利于实现面向制造的设计（DFM）和面向装配的设计（DFA），降低成本，提高产品竞争力；有益于先进制造模式的实施，扩大企业的市场机遇。7.1CAD/CAM集成技术概述4.CAD/CAM集成的体系结构CAD/CAM集成系统的结构类型有以下三种：传统型系统改进型系统数据驱动型系统7.1CAD/CAM集成技术概述图7-3CAD/CAM集成体系结构市场预测生产规划资源规划公司层主生产计划物料需求计划生产能力需求计划厂/所层质量检测计划质量管理信息任务划分车间作业调度仿真车间层物料工作站刀具工作站夹具工作站工作站层加工工作站测量工作站物料库各种加工设备设备层下达任务调控进度下达设计、生产及质量管理任务下达刀夹具、物料调度、加工及质量监测任务反馈各项任务进度反馈车间生产状态和系统状态反馈加工、库存及测量等多类数据反馈各类加工、测量和物料储运工作完成情况下达加工任务分配检测任务图7-4CAD/CAM集成系统递阶控制体系结构CAD/CAM系统统的信息流流是指产品品信息在CAD/CAM集成成系统各模模块间以及及CAD/CAM集集成系统与与其他系统统如管理信信息系统（（MIS））、制造自自动化系统统（MAS）、质量量保证系统统（CAQ）等间的的流动过程程。1.CAD/CAM集成系系统模块间间的信息流流7.2CAD/CAM的系系统信息流流信息流生产经营决策结构设计与分析总体结构决策概念设计方案决策设计任务规划工艺设计过程仿真资源需求与分析设计流管理理PDMERP市场客户需需求信息产品开发过程信息流流7.2CAD/CAM的系系统信息流流信息流产品制造过程信息流流工装规划与设计车间调度NC指令生成仿真生产作业计划质量控制资源需求与分析PPSPDMERP资源需求、、工艺设计计7.2CAD/CAM的系系统信息息流2.CAD/CAM集成系系统与其其他系统统的信息息流CAD/CAM系统与与MIS间的信信息流CAD/CAM系统统与MAS间的的信息流流CAD/CAM系统与与CAQ间的信信息流7.2CAD/CAM的系系统信息息流CADCAECAPPCAMCAD/CAM系统MISMASCAQ图7-6CAD/CAM系统与与其他系系统间信信息传递递关系图图1.CAD/CAM的集成成方法CAD/CAM有以下下三种集集成方法法：基于专用用接口的的CAD/CAM集成成；基于STEP的的CAD/CAM集成成；基于数据据库的CAD/CAM集成。。7.3CAD/CAM信息息集成技技术产品设计造型几何绘图有限元分析优化设计模拟仿真工程数据库CADCAE工艺过程设计工夹具设计CAPP数控编程数控加工仿真CAM生产管理系统接口系统接口系统接口系统接口图7-10基基于工程程数据库库的CAD/CAM集集成2.CAD/CAM集成的的关键技技术目前，为为实现CAD/CAM系统的的高度集集成，常常采用的的关键技技术主要要有以下下几方面面：新一代基基于特征征的建模模技术数据交换换技术工程数据据管理技技术集成框架架(或集集成平台台)7.3CAD/CAM信息息集成技技术1．CAD/CAM集集成分步步实施的的步骤各单项计计算机应应用系统统的开发发，如CAD、、CAE、CAPP、、PPC、自动动化加工工和装配配单元、、CAQ等。CAD与与CAE、CAPP的的集成应应用，PPC与与PDC的集成成应用。。这两项项集成可可以并行行进行或或先后进进行。CAD/CAM集成模模块与自自动化加加工和装装配单元元集成为为狭义的的CAD/CAM系统统，自动动化加工工和装配配单元与与物料运运输系统统集成为为自动化化制造系系统。以以上两项项集成也也可以并并行进行行或先后后进行。。7.4CAD/CAM集集成系统统总体规规划狭义的CAD/CAM系统，，PPC/PDC集成成模块和和自动化化制造系系统集成成为广义义的CAD/CAM系系统。广义的CAD/CAM系统与与CAQ模块集集成为相相当于CIMS的信息息流系统统。7.4CAD/CAM集集成系统统总体规规划CADCAECAD/CAECAPPCAD/CAE/CAPP狭义CAD/CAMPPCPDC检测监控系统物料流装配单元机械手CNC制造单元自动化制造系统信息流广义CAD/CAMCIMS系统CAQ辅助设备图7-11CAD/CAM系统集集成步骤骤7.4CAD/CAM集集成系统统总体规规划2．CAD/CAM集集成系统统总体规规划包括括的内容容CAD/CAM集成系系统的目目标功能模块块的组成成信息模型型系统的总总体结构构计算机硬硬、软件件系统的的配置方方案7.5CIMS计计算机集集成制造造系统1.CIM与与CIMS的基基本概念念CIM的的提出：：1973年美国国Dr.Joseph•Harrington提出CIM哲哲理（ComputerIntegratedManufacturing)，2个个要点：：企业的各各个生产产环节是是不可分分割的，，需要统统一考虑虑整个生产产过程实实质上也也是对信信息的采采集、传传递和加加工处理理的过程程，在企企业中主主要存在在信息流流和物流流这两种种运动过过程，而而物流又又是受信信息流控控制的。。863/CIMS的定义义“CIM作为一种组织织、管理与进进行企业生产产的哲理，将将信息技术、、现代管理技技术、系统工工程技术和制制造技术相结结合，并应用用于企业产品品全生命周期期（从市场需需求分析到最最终报废处理理）的各个阶阶段。通过信信息集成、过过程优化及资资源优化，实实现物流、信信息流、价值值流的集成和和优化运行达达到人（组织织、管理）、、经营和技术术三要素的集集成。以加强强企业新产品品开发的T（（技术）、Q（质量）、、C（成本））、S（服务务）、E（环环境），从而而提高企业的的市场应变能能力和竞争能能力。”7.5CIMS计算算机集成制造造系统2.CIMS的基本构构成CIMS的基基本要素CIMS系统统的集成7.5CIMS计算算机集成制造造系统图7-12CIMS三要素之间间的关系CIMS系统统集成的特征征①数据共享系系统内部部各个子系统统间可实现信信息共享。②功能交互通通过统一一的执行控制制程序来组织织和协调系统统内部各子系系统的运行，，实现功能的的交互。③开放式结构构系统内内部各个子系系统间易于实实现信息交换换，系统与外外部其他系统统之间也能通通过外部接口口实现信息互互通。7.5CIMS计算算机集成制造造系统物理系统互连数据交换规则与惯例系统内部通讯物理系统集成公共（共享）数据资源公共服务执行环境可移式应用与分布系统应用系统集成生产和过程仿真自动化的经营过程监控基于知识的决策支持人的集成经营集成CIMS集成成的层次单项技术（自自动化孤岛））联系起来相互交换信息息和数据整个系统内部部各种应用软件的集集成CIMS的最最高阶段即人的集成。。CIMS阻阻力的70%来源于人，11%对成本的评估，，9%的技术元件.7.5CIMS计算算机集成制造造系统集成发展阶段段19851995199921世纪信息集成企业集成制造网络过程集成7.5CIMS计算算机集成制造造系统客户CIMS第三版的圆轮图人员与组织全球组织客户支持制造产品与工艺雇员责任市场交易物人料工具信息技术供应销售渠道销售和促销顾客服务生命周期过渡系统设计企业定义零部件设计不断改进文件和发布资源规划经营计划零部件制造组装和测试物料管理共享知识系统商资源投资者团体规章伦理环境制造业基础设施制造业基础