【正文】 技術的人員，通過開發(fā)，培養(yǎng)一批既懂設計又懂計算機技術的人才。由于工作量大，不是短時間能完成，所以必須根據(jù)應用需求，根據(jù)人力、財力統(tǒng)籌安排，制訂詳細實施計劃，并組織實施。但是由于機械產(chǎn)品品種成千上萬，所以要使商品化的 CAD系統(tǒng)能滿足一定的機械產(chǎn)品設計的要求，必須進行二次開發(fā)?，F(xiàn)代 CAD技術與成組技術 GT、模塊化技術、并行工程 CE、面向制造設計 DFM、質(zhì)量功能配置 QFD、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理 PDM以及 CAD／ CAE／ CAPP／ CAM的集成，構(gòu)造現(xiàn)代產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境。目前三維 CAD系統(tǒng)不但能生成三維模型，而且能生成二維圖形、軸測圖、剖面圖，能在裝配狀態(tài)下進行零件設計、模擬裝配設計，為實現(xiàn) DFA創(chuàng)造了條件，解決了與 CAM軟件集成運行。 ② 三維 CAD的應用 。 計算機輔助產(chǎn)品設計 (1) 概概 況況 Next (2) 計算機輔助產(chǎn)品設計及其類型現(xiàn)代 CAD系統(tǒng)已貫穿整個產(chǎn)品設計過程， P75圖 3—1 說明產(chǎn)品設計過程與 CAD系統(tǒng)， P76圖 3—2 ～圖 34說明 CAD系統(tǒng)種類。這些技術與并行工程 CE相結(jié)合，創(chuàng)建產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境CAPE。▲ 到 80年代開始二維繪圖發(fā)展為三維幾何造型，設計與制造相結(jié)合，被稱為計算機輔助設計與制造 CAD／ CAM，又發(fā)展為三維參數(shù)化造型及面向制造設計 DFM、面向裝配設計 DFA及動態(tài)仿真等。 ▲ 產(chǎn)品開發(fā)過程的信息化所包括的內(nèi)容 產(chǎn)品開發(fā)過程的信息化包括： CAD／ CAE， CAPP以及為使 CAD， CAPP， ERP集成的對數(shù)字化產(chǎn)品進行管理的 PDM(PLM)。 ▲ 為什么產(chǎn)品開發(fā)過程的信息化必形成產(chǎn)品數(shù)字化？其他機械設備也必須采用信息技術提高其性能、功能、質(zhì)量、價格性能比與自動化水平。三是要開發(fā)制造國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng) 。一是要改造產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu) ，把以生產(chǎn)傳統(tǒng)機床為主調(diào)整生產(chǎn)數(shù)控機床為主，提高產(chǎn)品的數(shù)控率，先進國家機床數(shù)控率已達到 30％～ 50％，我國不到 10％。1945年生產(chǎn)出第一臺數(shù)控機床，并將信息技術用于其他傳統(tǒng)機械產(chǎn)品，包括裝備工業(yè)產(chǎn)品和其他機械產(chǎn)品，使傳統(tǒng)機械產(chǎn)品更新?lián)Q代，不但滿足用戶需求，而且提高了機械產(chǎn)品技術的含量，增加了產(chǎn)品附加值，成為傳統(tǒng)機械制造業(yè)發(fā)展方向。 信息化的內(nèi)涵 機械制造業(yè)信息化的內(nèi)涵與產(chǎn)品數(shù)字化機械制造業(yè)信息化的內(nèi)涵與產(chǎn)品數(shù)字化Next 機械制造業(yè)信息化的內(nèi)涵與產(chǎn)品數(shù)字化機械制造業(yè)信息化的內(nèi)涵與產(chǎn)品數(shù)字化 1. 產(chǎn)品信息化 2．產(chǎn)品開發(fā)過程的信息化與產(chǎn)品數(shù)字化 國際上 在產(chǎn)品設計中充分應用信息技術 (計算機技術、微電子技術、通信網(wǎng)絡技術、自動控制技術等 )可提高傳統(tǒng)機械產(chǎn)品的性能、功能、質(zhì)量，價格性能比與自動化水平，提供最先進的裝備。 三是企業(yè)管理的信息化，要用信息技術改造傳統(tǒng)的企業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營、管理的決策效率與水平。 機械制造業(yè)信息化的內(nèi)涵與產(chǎn)品數(shù)字化機械制造業(yè)信息化的內(nèi)涵與產(chǎn)品數(shù)字化 第第 3章章 機械制造業(yè)的信息化與產(chǎn)品數(shù)字化機械制造業(yè)的信息化與產(chǎn)品數(shù)字化 產(chǎn)品數(shù)字化與產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理產(chǎn)品數(shù)字化與產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理 本章教學安排第第 3章章 機械制造業(yè)的信息化與產(chǎn)品數(shù)字化機械制造業(yè)的信息化與產(chǎn)品數(shù)字化一、本章重點二、本章難點三、知識擴展 產(chǎn)品數(shù)字化與產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理產(chǎn)品數(shù)字化與產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理機械制造業(yè)信息化的內(nèi)涵機械制造業(yè)信息化的內(nèi)涵與產(chǎn)品數(shù)字化與產(chǎn)品數(shù)字化 一是產(chǎn)品的信息化，要用信息技術改造傳統(tǒng)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。 二是產(chǎn)品開發(fā)過程的信息化， 要用信息技術改造傳統(tǒng)的產(chǎn)品設計與工藝設計方法。 四是為了達到以上幾個方面的信息化首先必須實現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)字化。 1. 產(chǎn)品信息化 先進國家在 20世紀中期開始應用信息技術于傳統(tǒng)機械產(chǎn)品。 Next國內(nèi) 產(chǎn)品的信息化以機床行業(yè)為例。二是要提高數(shù)控機床的水平 ，目前我國生產(chǎn)數(shù)控機床以中低檔為主，許多高檔的還需進口，國際市場上高檔數(shù)控機床市場我們還沒有進入。目前我國生產(chǎn)的機床數(shù)控系統(tǒng)基本上是國外的，國內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)還無法滿足用戶需求，也制約了我國機床工業(yè)的發(fā)展。2．產(chǎn)品開發(fā)過程的信息化與產(chǎn)品數(shù)字化 ▲ 什么是產(chǎn)品開發(fā)過程的信息化？ 用信息技術改造傳統(tǒng)的產(chǎn)品設計與工藝設計方法，把信息技術與傳統(tǒng)的產(chǎn)品設計與工藝方法結(jié)合起來，形成先進的設計方法與設計過程，這就是產(chǎn)品開發(fā)過程的信息化。 產(chǎn)品開發(fā)過程的信息化必然帶來產(chǎn)品數(shù)字化，因為用計算機技術開發(fā)的產(chǎn)品不但以傳統(tǒng)的圖紙資料、工藝文件出現(xiàn)，而且以計算機內(nèi)部存儲的各種格式數(shù)據(jù)出現(xiàn)，所以出現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)字化的概念。Next1) 計算機輔助產(chǎn)品設計 2) 計算機輔助工藝設計 3) 計算機輔助生產(chǎn)管理技術 CAPM (2) 計算機輔助產(chǎn)品設計算機輔助產(chǎn)品設計及其類型計及其類型 (1) 概概 況況 1) 計算機輔助產(chǎn)品設計 (3) CAD系統(tǒng)的發(fā)展系統(tǒng)的發(fā)展 (4) CAD技術應用的技術應用的關鍵關鍵 ▲ 20世紀 60年代開始，應用計算機技術輔助產(chǎn)品設計 (CAD)，從設計計算開始發(fā)展到二維繪圖，與成組技術、模塊技術相結(jié)合，出現(xiàn)檢索式 CAD，繪圖與計算相結(jié)合，稱為計算機輔助工程 CAE，實現(xiàn)零部件優(yōu)化設計?！?90年代開發(fā)基于特征的產(chǎn)品模型、統(tǒng)一產(chǎn)品設計與工藝設計的模型，為了實現(xiàn)產(chǎn)品設計數(shù)據(jù)共享出現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理 PDM，實現(xiàn) CAD／ CAE／CAPP／ CAM的集成。 ▲ 90年代后期發(fā)展動態(tài)仿真建模與虛擬技術相結(jié)合，實現(xiàn)虛擬產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境。 (3)CAD系統(tǒng)的發(fā)展 ① 二維 CAD系統(tǒng)的初步應用 ，大大改變了傳統(tǒng)產(chǎn)品設計工作，提高了設計效率和圖紙質(zhì)量，但沒有進一步解決產(chǎn)品設計中優(yōu)化、標準化，把傳統(tǒng)產(chǎn)品設計中復雜的分析計算與建立幾何模型結(jié)合起來，把現(xiàn)代產(chǎn)品設計中先進設計方法結(jié)合起來。三維 CAD系統(tǒng)解決了二維 CAD系統(tǒng)不能解決的問題，使CAD技術的應用得到進一步發(fā)展。 ③ 與其他先進制造技術結(jié)合，創(chuàng)造現(xiàn)代產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境 。NextNextCAD技術的發(fā)展，形成了許多商品化的軟件，它們提供一般機械設計功能，稱為支撐軟件。其主要內(nèi)容包括： (4) CAD技術應用的關鍵① 完善圖形處理功能 ⑥ 建立報價數(shù)據(jù)庫 ② 建立產(chǎn)品開發(fā)數(shù)據(jù)庫 ⑦ 建立應用軟件 ③ 建立產(chǎn)品圖形庫 ④ 建立方法庫 ⑤ 建立知識庫 ⑧ 建立工程數(shù)據(jù)管理系統(tǒng) ⑨ 建立與其他系統(tǒng)的接口 P78圖 3—5 是二次開發(fā)示意圖 Next二次開發(fā)的方法與策略為二次開發(fā)的方法與策略為：： ① 應用系統(tǒng)開發(fā)方法，二次開發(fā)雖然不是從頭開始，是在通用軟件基礎上進行，但是由于機械產(chǎn)品的復雜性，必須按系統(tǒng)開發(fā)步驟對企業(yè)情況進行調(diào)查分析，進行系統(tǒng)設計，才能決策二次開發(fā)的內(nèi)容，開發(fā)的方法和步驟，制訂二次開發(fā)計劃。凡是能外購盡可能外購，防止重復開發(fā)，開發(fā)過程中充分應用成熟技術，如成組技術、國標、行標、國際標準。 ③ 開發(fā)過程與實際應用相結(jié)合，由于工作量大，開發(fā)有一定周期，所以開發(fā)一部分，使用一部分，互相促進。 (1) 概況 (2) CAPP的幾種類型 (3) CAPP的實用意義 (4) CAPP系統(tǒng)應用開發(fā)的關鍵 (5) CAPP系統(tǒng)開發(fā)、選型應用指南 2) 計算機輔助工藝設計 ① 樣件法 ② 變異法 ③ 生成法 ④ 應用人工智能與專家系統(tǒng)理論與方法 ⑤ 交互式計算機輔助工藝設計 ▲ 什么是 CAPP？計算機輔助工藝設計 (CAPP)是適應市場變化迅速、需求多樣化發(fā)展起來的一門機械制造企業(yè)的應用系統(tǒng)?！鳦APP 的發(fā)展由于工藝設計信息比較活躍 (不定性 )，所以在世界上這一技術比數(shù)控加工、計算機輔助設計開發(fā)得較晚。20世紀 70年代以來，世界各國均有所開發(fā)，如日本日立制作所的 HINTCS工藝設計、美國的 Miplan系統(tǒng)、國際機械制造研究會 (CIRP)的 CAPP系統(tǒng)等，據(jù) 1985年統(tǒng)計已有 50多個系統(tǒng)，在工廠實用的達 20多個。▲▲ 原理原理 根據(jù) GT在工藝上的應用是按相似的零件組 (加工族 )編制適用于這一組的工藝規(guī)程?！?操作方法操作方法 在生產(chǎn)技術準備中，新的零件只要使用 GT編碼后輸入計算機，對原來存儲的各碼域進行檢索，只要檢索到與輸入零件編碼相匹配的碼域，計算機就可以輸出相應的工藝規(guī)程。這一方法簡單，對于零件標準化、系列化搞得好的企業(yè)是完全適合的。 原理原理 這一方法是對樣件法改進，提高計算機處理能力而來的。 由于樣件法無法從一組工藝中挑選需要的工序，確立每一工序的由于樣件法無法從一組工藝中挑選需要的工序，確立每一工序的機床規(guī)格以及工裝等等，所以人們在樣件法的基礎上做了改進。 它可以根據(jù)輸入的零件編碼所提供的信息來選擇部分要素加工工它可以根據(jù)輸入的零件編碼所提供的信息來選擇部分要素加工工序，選擇每一工序的機床等等，這樣減少了人機交互的干涉，使工序，選擇每一工序的機床等等，這樣減少了人機交互的干涉，使工藝規(guī)程更加符合標準，并大大提高了計算機處理的速度。不足之處不足之處 它還是以樣件的工藝為基礎的，如果沒有樣件工藝，計算機無法它還是以樣件的工藝為基礎的，如果沒有樣件工藝，計算機無法生成新的工藝文件。 ② 變異法 Next原理原理生成法計算機輔助工藝設計系統(tǒng)是依靠輸入零件圖形及其加工要求等生成法計算機輔助工藝設計系統(tǒng)是依靠輸入零件圖形及其加工要求等信息，并通過預先存人計算機系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫或知識庫中的一系列與設計信息，并通過預先存人計算機系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫或知識庫中的一系列與設計零件工藝有關的諸如毛坯類型、夾具、刀具、量具等工藝決策規(guī)則，零件工藝有關的諸如毛坯類型、夾具、刀具、量具等工藝決策規(guī)則，而充分利用計算機的邏輯判斷功能，便可生成零件工藝。與此同時，根據(jù)輸入的有關數(shù)據(jù)，利用計算機的運算功能，還可以計算出工序尺根據(jù)輸入的有關數(shù)據(jù)，利用計算機的運算功能，還可以計算出工序尺寸，加工余量、切削用量、時間定額等。不足之處不足之處必須指出，由于目前計算機技術還沒有直接識別圖紙的能力，工藝問必須指出，由于目前計算機技術還沒有直接識別圖紙的能力，工藝問題的解決又十分復雜，要想完全自動生成而不依靠人的干預，從目前題的解決又十分復雜，要想完全自動生成而不依靠人的干預，從目前的科學技術水平來看還很難實現(xiàn)，所以至今生成法工藝設計還只是處的科學技術水平來看還很難實現(xiàn)，所以至今生成法工藝設計還只是處在研制過程中而尚未達到實用化。 ③ 生成法 Next 計算機輔助工藝設計由樣件檢索法發(fā)展到半創(chuàng)成法，并已開始應用現(xiàn)代人工智能專家系統(tǒng)的理論