《制造业信息化》PPT课件.ppt
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1、制造业信息化导论,信息中心,引用:,第一章 绪论 第二章 产品技术信息化 第三章 企业管理信息化 第四章 制造业信息化中的合理化,第一章 绪论,一、信息化概述1、案例2、信息化促进工业化3、全面准确地认识信息化二、制造业信息化的发展概况1、国外相关发展规划2、制造业信息化应用案例联合攻击战斗机研制计划,一、信息化概述,1.案例案例1:某企业的老总早晨上班的第一件事,就是打开计算机,输入密码进入企业的INTRANT(内联网),了解各部门提供自己的各种最新报表,如生产任务完成请抗、订单情况、产品在国内外各销售点的销售情况、企业的财务状况等等。这些信息都是以非常直观、形象的方式呈现在老总面前的,使企
2、业老总只要花很傻的时间,就能对企业的运作情况有清晰和全面的了解。譬如,某采购员昨天采购的一批原材料,其价格高出两天前采购价格的10%,原因是前两天市场上该原材料的价格上涨了。,案例2:美国通用电气公司在企业管理中广泛应用计算机后,建立了一个网络系统,将分布在各地的销售部门、产品仓库、以及制造厂全部连接起来。在接到客户订货时,销售人员就把相关数据输入到网络系统,自动查询客户的信息状况,同时查询附近仓库有无这种产品的存库。在得到肯定的回答以后,这个网络系统就同时办理接受订货、开具发票、登记仓库账目等手续。同时、还向工厂发出补充仓库存货的生产调度指令,然后通知销售人员所需货物已经发货。全部过程在不到
3、15秒的时间内即可完成。,案例3:21世纪的市场正在发生根本性的变化,产品生产周期缩短、品种增加、批量减小、用户对产品的交货期、价格和质量的要求以及对产品的个性化需求越来越高。宁破XXX集团是一家以生产和销售服装为主的股份制产业集团。集团老总曾感叹:“服装出了厂门就不知去向。不知道是否卖掉,在什么地方卖掉,何时卖掉。”XXX集团通过实施信息化工程解决了这一问题,将全国各地几千家卖场的信息按天收集汇总,通过数据挖掘,掌握了市场动向,并整合了从上游的面料生产企业到下游的销售网点,使之成为一个信息畅通、反应迅速的有机整体,从而在减少库存的同时,对客户需求做出快速反应、扩大了销售量。,一、信息化概述,
4、2、信息化促进工业化 工业化与信息化是人类文明进程中的两个重要社会发展阶段,是人类现代化和后现代化的两个基本标志。信息化是建立在高度工业化基础之上,是工业化和科技进步发展到一定程度的结果。工业化直接创造社会财富,信息化除了促进信息产业、第三产业的发展外、更主要的是通过促进工业现代化而间接创造社会财富。信息技术对工业生产的影响已经是无处不在,无时不在。由于信息化的作用,工业形态发生了重大变化,其主要特征是:市场变化越来越快,行业边界越来越模糊,信息产业成为主导产业,生产与服务的结合越来越紧密,知识和信息成为企业的重要乃至主要资源,信息技术广泛应用于工业的各项活动之中。,一、信息化概述,信息化是加
5、快实现工业化的必然选择,具体表现在几个方面:信息化是加快经济结构调整,推动产业结构升级的必然选择信息化是应对经济全球化的必然选择信息化是提高企业运行效率、转变生产模式的必然选择以信息化带动工业化是一个全局性战略举措,对发展中的中国尤其重要信息化与工业化相互促进,共同发展信息化是解决信息问题的必要环境,一、信息化概述,3、全面准确地认识信息化企业的信息化不是单纯的信息技术问题信息化是手段而不是目的信息技术不是万能的对计算机而言,进去的是垃圾,出来的也是垃圾信息安全问题“谁控制互联网,谁就控制世界”信息技术并不稀缺信息化是带动新型工业化的必要条件但非充分条件,二、制造业信息化的发展概况,1.国外相
6、关发展规划制造业是国家战略安全的基础,是国家工业的重要组成部分,是衡量国家综合国力主要标志。2.制造业信息化应用案例联合攻击战斗机研制计划联合攻击战斗机(JSF)研制计划是有史以来规模最发的就能用飞机研制计划之一。联合攻击战斗机研制计划是由美国牵头,另有英国、荷兰、丹麦、挪威、加拿大、意大利、新加坡、土耳其和以色列等多国参与,是一项国际合作研制项目。案例:JSF的主要研制技术特点:全球数字协同网络整个系统实行PLM与任何CAx系统兼容超过5万个用户超级保密,迅即访问可快速/低风险地扩展在一条生产线上生产和装配4各军种用的3种机型使用同一种通用的支援和维护系统各种机型之间的零部件/系统/设备的通
7、用性达到80%以上,二、制造业信息化的发展概况,在项目研制阶段,作为投标方的波音公司和洛克希德.马丁公司在阳极的生产过程中,分别结合各自的生产特点,大量应用了信息化技术。通过采用先进的信息系统和计算机辅助设计、制造技术,在武器装备快速研制、全生命周期管理、降低研制成本、提高武器装备经济可承受等方面取得了相当显著的效益。联合攻击战斗机研制计划是应用信息技术的成功案例,代表可信息技术的发展趋势。广泛应用数字化设计及预警装配技术虚拟开发环境覆盖全生命周期每一阶段采用并行工作方式实现异地联合设计制造产品数据管理极大地简化了工作程序,保证了准确性广泛应用集成制造系统技术通过精益制造实现经济可承受性采用信
8、息化生产技术实现生产的快速转换,第二章 产品技术信息化,一、产品技术信息化概述二、产品设计信息化单元系统1、计算机辅助创新(CAI)技术和系统2、计算机辅助工程(CAE)技术和系统3、计算机辅助设计(CAD)技术和系统三、制造技术信息化单元系统1、制造阶段包括产品工艺设计、数控加工编程、制造质量和产品测试等阶段。2、计算机辅助工艺设计(CAPP)技术和系统3、计算机辅助制造(CAM)技术和系统4、计算机辅助指质量管理(CAQ)技术系统5、计算机辅助测试(CAT)技术与系统,第二章 产品技术信息化,四、产品技术信息化平台五、制造业信息化中的合理化方法1、制造业信息化中的合理化工作框架2、信息化与
9、合理化的相互促进3、产品设计合理化4、产品信息分类编码合理化方法5、企业过程合理化6、企业信息分类编码和合理化7、企业过程的标准化8、企业组织流程的合理化9、信息质量的改善,一、产品技术信息化,一、产品技术信息化概述1、产品生命周期通常,产品周期可以分为两种:产品的市场生命周期和产品的个性生命周期。1)产品的市场生命周期,一、产品技术信息化,2)产品技术信息化模型,一、产品技术信息化,3)产品技术信息化模型 产品技术信息化模型可以分为面向产品形成过程和面向产品全生命周期的两种模型。面向产品形成过程的产品技术信息化模型,一种面向产品形成过程的产品技术信息化模型,一、产品技术信息化,面向产品全生命
10、周期的产品技术信息化模型,一、产品技术信息化,4)企业对产品研发和设计信息化的需求从“技术模仿”向“技术创新”转变缩短设计周期,提高设计效率提高产品设计的一次成功率确保设计资源的共享确保产品信息在其全生命周期的可用性减少零件和工艺文件的多样化确保设计资源的安全,二、产品设计信息化单元系统,产品研发信息系统是一种依赖于计算机硬件、外部设备及开发环境和工具进行产品设计的综合系统,设计多学科领域。设计人员在研发系统的辅助之下,通过人一机交互操作方式进行产品概念设计、总体设计和详细设计,以及技术文档和有关技术报告的编制和管理等。,产品研发和设计 阶段中不同环节所需要的信息化单元系统,二、产品设计信息化
11、单元系统,1、计算机辅助创新(CAI)技术和系统 CAI将TRIZ、本体论、现代设计方法学与IT技术等融为一体,帮助设计者在概念设计阶段,有效地利用多学科领域知识和前人的智慧,遵循创新规律,打败思维定式,快速的发现技术系统中存在的问题,找到新的解决方案,同时有效地规避现有的竞争专利,促进创新。2、计算机辅助工程(CAE)技术和系统1)计算机辅助工程(Computer Aided Engineering,CAE)从20世纪60年代初在工程中老师得到应用,是实现重大工程和工业产品计算分析、模拟仿真与优化设计的工程技术。CAF软件是计算力、计算数学、相关的工程科学、工程管理学与现代计算机科学和技术相
12、结合而形成的一种综合性、知识密集型信息产品。2)CAE系统CAE系统不像CAD系统那样比较单一,其所涉及的系统和方法很多,主要有:a.有限元法b.模态分析法c.运动仿真d.方案优选e.可靠分析f.制造过程仿真g.产品装配仿真h.虚拟样机与产品工作性能评测,二、产品设计信息化单元系统,3、计算机辅助设计(CAD)技术和系统1)概述 计算机辅助设计(Computer Aided Design,CAD)是用计算机系统协助产生、修改、分析和优化设计的技术。CAD是工程技术人员以计算机为工具,对产品和工程进行总体设计、绘图、分析和编写技术文档等设计活动的总称。CAD的功能可归纳为四类:数学建模、工程分析
13、、动态模拟和自动绘图。一个完整的CAD系统,通常由人机交互接口、科学计算、图形系统和工程数据库等组成。根据模型的特点,CAD系统一般分为二维CAD系统和三维CAD系统。2)二维CAD系统 二维CAD系统将工程设计图纸都看成是点、线、圆、弧、文本等基本几何元素的集合,系统内表达的任何设计都变成了几何图形,所依赖的数学模型是纯几何模型,系统记录了这些图素的几何特征。3)三维CAD系统 三维CAD系统的核心是产品的三维模型。三维模型是在计算机中将产品的实际形状表示成为三维模型,模型中包括了与产品几何体结构有关的点、线、面、体的各种信息。,三、制造技术信息化单元系统,1、制造阶段包括产品工艺设计、数控
14、加工编程、制造质量和产品测试等阶段。,产品制造准备和制造过程阶段各环节所需要的系统资源,三、制造技术信息化单元系统,2、计算机辅助工艺设计(CAPP)技术和系统a.概述:CAPP是利用计算机技术辅助工艺人员进行从毛坯到成品零件的制造工艺设计的方法,是将企业产品设计数据转换为产品制造数据的一项技术。CAPP向上CAD相接,向下CAM相连。CAPP从CAD系统中获取零件的特征信息、工艺信息,并从工程数据库中获取企业的生产条件、资源情况及企业工人技术水平等信息,从而进行工艺设计,形成工艺流程卡、工艺卡和工序卡。b.CAPP系统:CAPP系统按其工作原理课分为检索式、派生式、创成式、混合式系统等。c.
15、CAPP系统的功能模型,图:CAPP系统的功能模,三、制造技术信息化单元系统,3、计算机辅助制造(CAM)技术和系统a.计算机辅助制造(Computer Aided Manufacturing,CAM)是指应用计算机来进行产品制造的统称。有广义CAM和狭义CAM之分。广义CAM是指利用计算机辅助完成从原材料到产品的全部制造过程,其中包括之间制造过程和间接制造过程。狭义CAM是指计算机辅助机械加工(Computer Aided Manchining),更明确的说,是指数控加工,即数控加工自动编辑(Automatic Programming,AP)。CAM系统的输入信息时零件的工艺路选和工序内容,
16、输出信息时刀具加工时的运动轨迹(刀位文件)和数控程序。数控机床是实现CAM的主要载体,数控机床与自动小车或生产线的集成构成了柔性制造系统(FMS)。数控机床的结构也在不断发生变化,出现了虚拟轴机床。快速成型技术也是一种基于数控技术的新型加工方法。,三、制造技术信息化单元系统,b、数控加工自动编程,1)前置处理前置处理:根据所加工零件的结构特诊,结合工艺决策(包括刀具选择、进给量等工艺参数的决定),生成描述加工过程的刀具轨迹信息文件。2)后置处理后置处理的作用是根据刀具轨迹信息,特定机床的性能参数以及机床的数控系统的特性要求,生成针对该数控设备的数控加工代码。,三、制造技术信息化单元系统,4、计
17、算机辅助指质量管理(CAQ)技术系统CAQ系统运用计算机实现质量书库采集、分析、处理、传递的自动化,实现质量控制、质量保证和质量管理的自动化。5、计算机辅助测试(CAT)技术与系统计算机辅助测试(Computer Aided Testing,CAT)是利用计算机来辅助进行复杂而大量测试工作的系统。,四、产品技术信息化平台,1、企业要求产品设计与制造紧密结合,其目标是产品设计、工程分析、工程模拟直至产品制造过程中的数据具有高度的一致性,且直接在应用系统之间传递,跨越由图纸、语言、编码造成的信息传递“鸿沟”,减少信息传递误差。2、基于PDM的集成技术产品数据管理(Product Date Mana
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