【正文】 第 6章 先進制造模式 1 2 3 6 . 1 計算機集成制造系統(tǒng) ( C I M S ) 6 . 2 虛擬制造技術(shù) 6 . 3 敏捷制造與并行工程 返回 第 6章 先進制造模式 5 6 6 . 5 綠色制造技術(shù) 6 . 6 生物制造技術(shù) 返回 4 6 . 4 智能制造與精益生產(chǎn) 計算機集成制造系統(tǒng) (CIMS) ? CIMS的內(nèi)涵 ? 計算機集成制造系統(tǒng)(ComputerIntegratedManufacturingSystem,CIMS)是由一個多級計算機控制硬件結(jié)構(gòu) ,配合一套訂貨、銷售、設(shè)計、制造和管理綜合為一體的軟件系統(tǒng)所構(gòu)成的全盤自動化制造系統(tǒng)。它是在信息技術(shù)、自動化技術(shù)及制造技術(shù)的基礎(chǔ)上 ,通過計算機技術(shù)把分散在產(chǎn)品設(shè)計制造過程中各種孤立的自動化子系統(tǒng)有機地集成起來 ,形成適用于多品種、小批量生產(chǎn) ,實現(xiàn)整體效益的集成化和智能化制造系統(tǒng)。計算機集成制造系統(tǒng) (CIMS)是基于計算機集成制造 (CIM)哲理而組成的系統(tǒng) ,是 CIM 思想的物理體現(xiàn)。 ? CIMS的基本組成 下一頁 返回 計算機集成制造系統(tǒng) (CIMS) ? 1. CIMS體系分系統(tǒng) ? CIMS通常是由管理信息系統(tǒng)、產(chǎn)品設(shè)計與制造工程設(shè)計自動化系統(tǒng)、制造自動化 (柔性自動化 )系統(tǒng)、質(zhì)量保證系統(tǒng)以及計算機網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 6個部分有機地集成起來的。所以一般說 CIMS是由 4個功能分系統(tǒng)和兩個支撐分系統(tǒng)組成 ,圖 6個分系統(tǒng)及其與外部信息的聯(lián)系。企業(yè)、工廠實施 CIMS時會根據(jù)具體需求和條件增加或減少某個分系統(tǒng)。下面對此 6個分系統(tǒng)做一簡要介紹。 ? (1)管理信息系統(tǒng) ? 管理信息系統(tǒng)是 CIMS的上層管理系統(tǒng) ,它不僅需要根據(jù)廠情、國情和國際市場的需息做出生產(chǎn)決策、確定生產(chǎn)計劃和估算產(chǎn)品成本和生產(chǎn)效益 ,而且需要做出物料、能源、設(shè)備、人員的計劃安排 ,保證生產(chǎn)的正常運行。 上一頁 下一頁 返回 計算機集成制造系統(tǒng) (CIMS) ? (2)產(chǎn)品設(shè)計與制造工程設(shè)計自動化系統(tǒng) ? 產(chǎn)品設(shè)計與制造工程設(shè)計自動化系統(tǒng)是計算機輔助產(chǎn)品設(shè)計、制造準備及產(chǎn)品性能測試階段的工作 ,即常說的 CAD/CAPP/CAM 系統(tǒng) ,目的是使產(chǎn)品開發(fā)活動更高效、更優(yōu)質(zhì)、更自動地進行。 ? (3)制造自動化或柔性制造系統(tǒng) ? 制造自動化或柔性制造系統(tǒng)是 CIMS中信息流和物料流的結(jié)合點 ,是 CIMS最終產(chǎn)生經(jīng)濟效益的聚集地 ,可以由數(shù)控機床、加工中心、清洗機、測量機、運輸小車、立體倉庫、多級分式控制 (管理 )計算機等設(shè)備及相應(yīng)支持軟件組成。根據(jù)產(chǎn)品的工程技術(shù)信息、車間層的加工指令 ,完成對零件毛坯加工的作業(yè)調(diào)度及制造 ,使產(chǎn)品制造活動優(yōu)化、周期短、成本低、柔性強。 ? (4)質(zhì)量保證系統(tǒng) 上一頁 下一頁 返回 計算機集成制造系統(tǒng) (CIMS) ? 質(zhì)量保證系統(tǒng)包括質(zhì)量決策、質(zhì)量檢測與數(shù)據(jù)采集、質(zhì)量評價、控制與跟蹤等功能。系統(tǒng)保證從產(chǎn)品設(shè)計、制造、檢驗到售后服務(wù)的整個過程 ,從而實現(xiàn)產(chǎn)品的高質(zhì)量、低成本 ,提高了企業(yè)的競爭力。 ? (5)計算機網(wǎng)絡(luò)分系統(tǒng) ? 計算機網(wǎng)絡(luò)分系統(tǒng)是支持 CIMS各個分系統(tǒng)的開放型網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng) ,其采用國際標準和工業(yè)化標準規(guī)定的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 ,可以實現(xiàn)異種機互聯(lián)和異構(gòu)局部網(wǎng)絡(luò)及多種網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)。以分布為手段 ,滿足各應(yīng)用分系統(tǒng)對網(wǎng)絡(luò)支持服務(wù)的不同需求 ,支持資源共享、分布處理、分布數(shù)據(jù)庫、分層遞階和實時控制。 ? (6)數(shù)據(jù)庫分系統(tǒng) ? 數(shù)據(jù)庫分系統(tǒng)是支持 CIMS各分系統(tǒng) ,覆蓋企業(yè)全部信息的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) ,它在邏輯上是統(tǒng)一的 ,在物理上可以是分布的全局數(shù)據(jù)管理系統(tǒng) ,以實現(xiàn)企業(yè)數(shù)據(jù)共享和信息集成。 上一頁 下一頁 返回 計算機集成制造系統(tǒng) (CIMS) ? 2. 籠統(tǒng)分析 ? 籠統(tǒng)地分析 ,CIMS的組成包含三個要素 ,即人 /機構(gòu)、經(jīng)營與技術(shù) ,如圖 6 .2所示。在三要素的相交部分需解決四類集成問題 : ? 3. 總體功能的角度分析 ? 如圖 63所示 ,從總體功能的角度分析 ,CIMS的組成主要包括以下 4大部分 : ? CIMS的技術(shù)優(yōu)勢 ? (1)保障和提高了新產(chǎn)品開發(fā)的前景 ? CIMS(包括并行工程和虛擬制造技術(shù)等 )使企業(yè)提高了產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計的深度 ,大大有利于提高企業(yè)產(chǎn)品的技術(shù)含量。 CIMS建立了企業(yè)從產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)制造、經(jīng)營管理全方位的計算機集成制造環(huán)境 ,做到了企業(yè)信息流、物流、資金流的集成。 上一頁 下一頁 返回 計算機集成制造系統(tǒng) (CIMS) ? (2)縮短了新產(chǎn)品的上市周期 ? CIMS是一個集成化的生產(chǎn)模式 ,覆蓋了市場分析、經(jīng)營決策、新產(chǎn)品研制、工程設(shè)計、加工制造、庫存供應(yīng)、質(zhì)量保證、售后服務(wù)等整個制造業(yè)的活動。在這種環(huán)境支持下 ,通過企業(yè)信息的快速流動 ,縮短了產(chǎn)品的設(shè)計周期。同時 ,由于在設(shè)計時參考了產(chǎn)品的可制造性等特性 ,在 MIS及制造自動化系統(tǒng)的支持下 ,也極大地提高了產(chǎn)品的生產(chǎn)及銷售效率。這些都保證了企業(yè)新產(chǎn)品上市周期的顯著改善。 ? (3)經(jīng)營管理科學(xué)化 ,同時降低了產(chǎn)品的成本 ? 在經(jīng)營管理方面 ,使企業(yè)的經(jīng)營決策和生產(chǎn)管理趨于科學(xué)化 ,使企業(yè)能夠在市場競爭中快速、準確地報價 ,贏得時間 。在實際生產(chǎn)中 ,解決“瓶頸”問題 ,減少在制品 ,同時降低了庫存資金的占用。調(diào)查材料表明 ,采用計算機集成制造系統(tǒng)后 ,企業(yè)新產(chǎn)品的各項因素發(fā)生了明顯的變化 ,數(shù)據(jù)變化如表 6 1所示。 上一頁 返回 虛擬制造技術(shù) ? 虛擬現(xiàn)實 ? 虛擬現(xiàn)實 (VirtualReality,VR),又稱靈境、擬實 ,是一門高新技術(shù) ,它采用計算機技術(shù)生成一個逼真的 ,具有視、聽、觸等多種感知的人工媒體空間(即人工虛擬環(huán)境 ),使置身于該環(huán)境中的人 ,可以通過各種多媒體傳感交互設(shè)備與這一虛構(gòu)的環(huán)境進行實時交互作用 ,產(chǎn)生身臨其境的感覺。這種虛擬環(huán)境既可以是真實世界的模擬體現(xiàn) ,也可以是構(gòu)想中的世界。 ? 虛擬制造的概念 ? 現(xiàn)在對虛擬制造 (VirtualManufacturing,VM)的定義多種多樣 ,美國佛羅里達大學(xué) 制造過程的相似性 ,認為虛擬制造與實際制造一樣 ,只不過是在計算機上執(zhí)行制造的全過程 ,其中虛擬模型是在實際制造之前 , 下一頁 返回 虛擬制造技術(shù) ? 用于對產(chǎn)品的功能及可制造的潛在問題進行預(yù)測 ,而美國空軍 Wright實驗室和馬里蘭大學(xué) EdwardLin的定義則側(cè)重于虛擬制造的仿真、建模與分析技術(shù)和工具的綜合應(yīng)用 ,以增強各層的制造設(shè)計能力及生產(chǎn)決策與控制能力。綜合以上定義 ,不難看到 ,目前對虛擬制造技術(shù)的研究正處于不斷的深入、細化之中 ,因此對其的定義也是在不斷地完善。 ?