计算机集成制造技术试卷

西北工业大学研究生院学位研究生课程考试试题课程名称：计算机集成制造学院：专业方向：学号：姓名：一、概念题（每题5分，共计25分）1.CIMSCIMS是英文ComputerIntegratedManufacturingSystems或ContemporaryIntegratedManufacturingSystems的缩写，直译就是计算机/现代集成制造系统。计算机集成制造——CIM的概念最早是由美国学者哈林顿博士提出的，CIMS是通过计算机硬软件，并综合运用现代管理技术、制造技术、信息技术、自动化技术、系统工程技术，将企业生产全部过程中有关的人、技术、经营管理三要素及其信息与物流有机集成并优化运行的复杂的大系统，它综合并发展了与企业生产各个环节有关的计算机辅助技术，即计算机辅助经营管理与决策技术（MIS、OA、MRP），计算机辅助信息集成技术（网络、数据库、标准化、CASE、AI），计算机辅助建模、仿真、实验技术，计算机辅助质量管理与控制等。2.PDM/PLMPDM是英文ProductDataManagement的缩写，直译就是产品数据管理。PDM是帮助工程师和其他人员管理产品数据和产品研发过程的工具。PDM系统确保跟踪设计、制造所需的大量数据和信息，并由此支持和维护产品。PLM是英文ProductLifecycleManagement的缩写，直译就是产品生命周期管理。PLM对产品的整个生命周期进行管理，通过培育期研发成本最小化和成长期至结束期的企业利润最大化实现降低成本和增加利润。PLM是一种企业信息化的商业战略。它实施一整套的业务解决方案，把人、过程和信息有效地集成在一起，作用于整个企业，遍历产品从概念到报废的全生命周期，支持与产品相关的协作研发、管理、分发和使用产品定义信息。PLM为企业及其供应链组成产品信息的框架。它由多种信息化元素构成：基础技术和标准(如XML、视算、协作和企业应用集成)、信息生成工具(如MCAD、ECAD和技术发布)、核心功能(如数据仓库、文档和内容管理、工作流和程序管理)、功能性的应用(如配置管理)以及构建在其他系统上的商业解决方案。3.MPMMPM是英文ManufacturingProcessManagement的缩写，直译就是制造过程工艺管理，这是产品形成的关键过程，也是决定产品质量、上市时间、生产成本的关键因素。工艺过程管理(MPM)，是一种贯穿计划、设计、制造和管理全过程的协同工作环境，旨在对生产过程中的工艺信息进行协调的统一管理。MPM解决方案主要解决了生产管理部门在制造过程中复杂工艺过程的管理问题，应用在制造工艺管理中的各个阶段，包括规划阶段和工程阶段。在这些阶段中，系统采用其本身的计划工具、运营过程仿真优化工具、工程工具、装配仿真、质量控制工具等来仿真和优化制造过程，同时又可以使用支持协同作业的浏览器工具等对整个工艺过程进行统一的监控和管理。通过与CAD、PDM、ERP系统的集成和交互，是企业实现了产品数据、工艺数据和资源数据的共享。4.MESMES是英文ManufacturingExecutionSystem的缩写，直译就是制造执行系统,是企业CIMS信息集成的纽带，是实施企业敏捷制造战略和实现车间生产敏捷化的基本技术手段。MES是美国先进制造研究机构AMR（AdvancedManufacturingResearch）在90年代初提出的，并将MES定义为“位于上层的计划管理系统与底层的工业控制之间的面向车间层的管理信息系统”,它为操作人员/管理人员提供计划的执行、跟踪以及所有资源(人、设备、物料、客户需求等)的当前状态。旨在加强MRP计划的执行功能，把MRP计划同车间作业现场控制，通过执行系统联系起来。这里的现场控制包括PLC程控器、数据采集器、条形码、各种计量及检测仪器、机械手等。MES能通过信息传递对从订单下达到产品完成的整个生产过程进行优化管理。当工厂发生实时事件时，MES能对此及时做出反应、报告，并用当前的准确数据对它们进行指导和处理。这种对状态变化的迅速响应使MES能够减少企业内部没有附加值的活动，有效地指导工厂的生产运作过程，从而使其既能提高工厂及时交货能力，改善物料的流通性能，又能提高生产回报率。MES还通过双向的直接通讯在企业内部和整个产品供应链中提供有关产品行为的关键任务信息。5.网络化制造网络化制造是指通过采用先进的网络技术、制造技术以及其它相关技术，构建面向企业特定需求的基于网络的制造系统，并在系统的支持下，突破空间对企业生产经营范围和方式的约束，开展覆盖产品整个生命周期全部或部分环节的企业业务活动(如产品设计、制造、销售、采购、管理等)，实现企业间的协同和各种社会资源的共享与集成，高速度、高质量、低成本地为市场提供所需的产品和服务。网络化制造是企业为应对知识经济和制造全球化的挑战、实施的以快速响应市场需求和提高企业(企业群体)竞争力为主要目标的一种先进制造模式。网络化制造定义中所指的网络技术包括Internet、Intranet和Extranet技术；企业间协同包括产品设计协同、制造协同、供应链协同和商务协同；社会资源包括制造资源、智力资源和环境资源。作为一种先进制造技术与网络技术结合的先进制造模式，网络化制造为企业指出了在网络环境下，通过企业间协同，集成和利用全社会资源开展企业的生产经营管理活动的指导思想，在这一指导思想下，结合企业具体应用需求，构建特定的基于网络的制造系统，为企业的业务运作提供系统和工具上的支持。因此，网络化制造既包括了通用的基础性的网络化制造模式、理论和方法，又包括结合企业具体需求构建的各种形式的网络化制造系统，还包括一批支持网络化制造系统的规划、组织、设计、实施、运行和管理的技术。二、专题论述（每题15分，共计45分）产品设计分析、工艺技术准备、生产过程管理、质量计划与控制、物料采购供应等业务领域是企业核心业务，请选择一项业务进行详细系统分析（采用IDEF、OOA、OOD等方法皆可，利用Visio等工具绘图）：1.业务过程分析分析该业务领域工作内容、工作流程，以规范化表达形式进行深入分析阐述，字数在2000字左右，要求图文并茂，文字简洁明白，条理清晰，图文形式规范。2.信息流程及管理需求分析分析该业务领域信息需求、信息模型和信息流程，并分析与其它系统的信息集成。以规范化表达形式进行深入分析阐述，字数在2000字左右，要求图文并茂，文字简洁明白，条理清晰，图文形式规范。3.该领域信息化系统方案针对1~2项分析，对该领域进行系统设计，包括系统架构、功能设计、数据库设计、系统信息流程和工作流程。字数在3000字左右，要求图文并茂，文字简洁明白，条理清晰，图文形式规范。对于质量计划与控制业务领域进行相关分析1.业务过程分析CIMS环境下质量控制是指为达到质量要求所采取的作业技术和活动。伴随着质量观念的演变和质量管理思想的不断完善，用于解决质量问题的质量控制方法也得到了迅猛发展。CIMS环境下产品质量保证不仅保证产品的最终质量，而且还要保证产品质量赖以产生和形成的市场调研、产品设计和开发、过程策划、采购、生产或服务、验证、包装和储存、销售和分发、安装和运行、技术支持、售后服务、使用寿命结束后的处理或再生利用阶段的质量。产品质量保证活动覆盖了产品的整个生命周期。CIMS环境下产品质量保证强调从质量问题的“源”头进行预防性的事先质量控制，CIMS环境下的产品质量保证强调从产品生命周期采集、分析与质量有关的信息，找出产品或过程质量的薄弱环节，并将有关信息反馈给质量问题的源头或产品开发的上游阶段，以便及时改进，获得最优的产品设计和相关过程规划结果。CIMS环境下的产品质量保证强调将质量保证的范围扩展到产品设计、制造、装配和使用等过程，强调把现代科学管理、科学技术和统计方法密切地结合起来，建立一套完善的工作体系和方法。CIMS环境下两种质量控制技术质量控制技术包括两大类：抽样检验和过程质量控制。抽样检验通常发生在生产前对原材料的检验或生产后对成品的检验，根据随机样本的质量检验结果决定是否接受该批原材料或产品。抽样检验用与机械加工过程质量控制与分析环节，主要是对具体工序加工的半成品进行抽样检验，以防止出现成批的不合格半成品，避免不合格的半成品流入下一道工序。由于抽样检验要处理和分析的数据很多，数据来源范围广，计算机运算速度快、存储容量大，利用计算机可以在很短的时间内从收集到的数据中提取有用的信息，系统地、全面地分析加工过程的质量，指导生产现场、控制产品质量。因此，计算机的引入是抽样检验发展的必然趋势。过程质量控制是指对生产过程中的产品随机样本进行检验，以判断该过程是否在预定标准内生产。抽样检验用于采购或验收，而过程质量控制应用于各种形式的生产过程。统计过程控制方法是机械加工过程控制最常用的方法统计过程控制(SPC)是一种借助数理统计方法的过程控制工具。它对生产过程进行分析评价，根据反馈信息及时发现系统性因素出现的征兆，并采取措施消除其影响，使过程维持在仅受随机性因素影响的受控状态，以达到控制质量的目的。由于过程波动具有统计规律性，当过程受控时，过程特性一般服从稳定的随机分布；而失控时过程分布将发生改变。SPC正是利用过程波动的统计规律性对过程进行分析控制的。因而，它强调过程在受控和有能力的状态下运行，从而使产品和服务稳定地满足顾客的要求。图1质量计划与控制流程图计算机质量系统(CAQ)的作用80年代后期以来，计算机辅助质量系统在世界范围受到广泛的重视，被认为是提高企业市场竞争能力的重要途径，对制造企业有着十分重要的意义。CAQ系统能有效地支持实施全面质量管理。全面质量管理强调“三全”，即对全面质量的管理，对全过程的管理，由全体人员参与的管理。要实现这个目标，一方面取决于完善的管理机制，同时取决于不同部门之间及时地交换信息，及时地向不同层次(从操作者到企业的高层决策者)提供正确而充分的信息。质量部门需要及时了解用户的反馈意识，生产管理部门需要根据产品及其零部件的质量状况动态的安排生产计划。CAQ系统在网络的支持下实现企业内部各部门之间以及企业集团间信息的自动传递，及时地向各个层次人员提供正确结构的产品及过程质量信息，为实施全面质量管理提供有效的支持。CAQ系统是企业实施CIMS及其它先进生产模式的基础。面对国际市场的新挑战，为了求得生存和发展，越来越多的企业正在向先进的生产模式转换。在我国，一大批企业开始规划自己的CIMS工程。而企业在向柔性化和高效发展过程中，在实现产品开发、生产管理及产品制造等自动化过程中，如果忽略了质量控制系统的自动化，而采用落后的质量控制手段，必将影响质量信息的及时反馈、导致大量有用的质量信息丢失、失去有效的质量改进的机会。CAQ系统能实现对急剧增长的、质量的质量数据的有效管理。在现代化的制造企业中质量信息量猛增，其主要原因是：第一，产品信息的完善化、结构的复杂化、精细化和功能的多样化，使产品所包含的设计信息、工艺信息以及与其相应质量信息猛增；第二，消费的个性化、市场的多变性，以及由此而产生的多品种、小批量的柔性化生产趋势，促使质量信息猛增；第三，在线检侧、监控、补偿技术的发展和广泛应用使检测数据大量增加；第四，制造企业规模的扩大，跨地区、跨行业和跨国的制造企业的形成，都极大的增加了信息量。在CMIS环境下，实施CAQ系统可以充分保证日后建立的系统能够对这些日益剧增的质量信息进行快捷的采集、存储、加工、处理和传递。2.信息流程及管理需求分析随着社会的发展、科学技术的进步和生产力水平的提高，人们的质量概念发生了很大的变化，主要表现在它不仅要求产品的功能和性能达到预期水平，而且要求产品的可靠性、安全性、适应性、经济性、时}可胜等方面全面满足顾客和社会的需求。因此，在CIMS环境下建立集成化的质量管理信息系统，如CAQ(ComputerAidedQuality)或QIS(QualityInformationSystem)是提高产品质量、增强企业竞争力的重要手段，已经成为CIMS理论的重要组成部分，并且也为大多数CIMS工程项