CAME计算机辅助制造ppt第一章

1第一章绪论21.1计算机辅助制造工程基本概念1.2计算机辅助制造工程技术体系与内容1.3计算机辅助制造工程系统的计算机环境1.4计算机辅助制造工程的应用和发展主要内容31.1.1制造业、制造工程与制造系统制造业的重要性20世纪是以大规模生产为特征的制造业。一个国家的实力及其繁荣，最终将取决于其制造业所提供的产品和服务的竞争力。工业化国家的经济总产值大约50%（日本）到68%（德国）是由制造工业创造的。制造工业对国民经济的发展有决定性的影响，已成为国民经济的重要基础，其先进与否是一个国家经济发展的重要标志。制造业涉及机械产品制造、电气电子产品制造、仪器仪表业、轻工纺织与服装业、化工产品制造、医药行业等诸多行业。1.1计算机辅助制造工程基本概念掌握：制造业机械制造业了解：大规模生产大规模定制41.1.1制造业、制造工程与制造系统机械制造业机械制造业是制造业的基础，它承担着为国民经济各部门提供各种装备的任务。【行业：航空、航天、船舶、汽车、装备、通用机械】大规模定制与大规模生产掌握：制造业机械制造业了解：大规模生产大规模定制1.1计算机辅助制造工程基本概念5制造过程通过生产对象在几何形状和材料性能上的变化来为社会提供所需的产品与服务。【冷工艺、热工艺】制造技术为工业界生产一系列创新的成本上有竞争能力和高质量的产品与服务投入市场打下基础，是支撑制造工业的关键。现代的制造技术是融合集成机械与结构技术、设计与工艺技术、计算机控制与辅助技术、自动化技术、信息技术、微电子技术、材料技术、财会金融与工商管理为一体，综合应用于市场开拓、产品供销、设计、加工、检测、生产管理与售后服务全过程。按制造过程划分，制造技术包括设计技术、制造工程技术、经营管理技术、加工与制造过程控制技术等。按技术领域划分，制造技术包括设计技术、精密成形与加工技术、快速成型（RP，RapidPrototyping）技术、制造自动化与计算机辅助制造技术、系统管理技术等。掌握：制造过程制造技术及分类1.1计算机辅助制造工程基本概念6制造工程技术是将工程科学与分析方法应用于产品设计与制造、制造过程与系统的控制等所形成的专业化知识、技术与技能。制造工程是从产品设计到制造过程实现的中间环节和支撑体系，是制造技术的重要组成部分。其基本活动包括：产品设计与规范的可制造性审查；制造工艺过程的选择与设计；产品制造、装配与测试的方法和顺序的确定；生产设备的选择与设计；工装与测试设备的选择与设计；工厂建筑、机器、设备、材料与储存设施的布置；工时定额的确定；制造成本估计、分析与转换研究；生产管理、协调与控制等。制造系统以系统论、信息论和控制论等所形成的系统科学和方法论为工具，从系统各组成部分之间的相互联系、相互作用、相互制约的关系来分析和研究制造过程，制造系统是由物质流、能量流、信息流三个基本要素组成的，而信息流的引入是形成制造系统最关键的因素。掌握：制造工程技术制造工程制造系统1.1计算机辅助制造工程基本概念71.1.1制造业、制造工程与制造系统制造系统制造工程生产管理工艺设计数控编程设备设计工装设计制造过程存储运输零件加工产品装配经营管理财务会计市场策划营销管理产品设计概念设计结构设计详细设计工程分析图1.1制造系统构成1.1计算机辅助制造工程基本概念8产品开发工艺规划加工库存装配包装发货运输售后服务回收利用经营管理功能产品设计与制造功能信息交换与反馈图1.2制造系统的两大功能主线订单控制（销售）主生产计划物料需求计划能力需求计划生产指令发送生产控制生产数据采集生产计划调整质量管理财务管理成本核算销售管理后勤管理客户满意度更短的开发周期高质量低成本创新速度全球化的市场产品的生命周期越来越短1.1计算机辅助制造工程基本概念9离散型制造产品要通过有限次数的生产或装配操作，制造过程的各个环节之间可以彼此关联或不关联。机电产品和机械制造过程是一种典型的离散生产过程。本书主要讨论离散型制造，特别是机械加工零件的加工制造。连续处理型（流程型）制造是连续性产品的生产，其整个处理过程是通过阀门、泵、加热器等进行控制的，例如，化工行业中的一种化学反应将原材料转变成最终产品，这类生产也称为流程型生产。掌握：离散型制造连续处理型（流程型）制造1.1计算机辅助制造工程基本概念10设计样机产品发布工程变更概念生产制造信息信息信息信息信息信息信息优势已逐渐成为企业竞争的优先级竞争优势。信息加速了制造技术创新速度和新产品开发节奏，提高了制造业自身素质与水平。制造企业计算机技术在制造中应用的意义1.1计算机辅助制造工程基本概念111.1.2计算机技术在制造工程中的应用及发展历史沿革随着计算机技术的迅速发展，企业的制造工程环境发生了一系列的革命性变化，计算机技术在产品设计、工艺过程设计、工装设计与制造、数控编程与仿真、生产管理等方面得到了广泛的应用。计算机辅助制造工程（CAME）它是指计算机技术在制造工程中的应用技术的总称。1．计算机技术在制造工程中的应用辅助作用：主要体现在数值计算、数据存储与管理、图形处理、逻辑决策等方面。计算的优越性：复杂运算精确度和准确性、人工错误避免、设计分析方法的实现，例如优化方法、有限元分析等（CAE），离开计算机便难以实现。存储管理的优越性:可靠的记忆能力，数据存储与管理方面发挥重要作用,数据资料检索方面。计算机辅助绘图：设计工作量的60%以上，重复使用，可以进行修改与编辑。智能特性：CAD/CAM、人工智能技术，提高之咱系统智能水平。掌握：计算机辅助制造工程计算机技术在制造工程中的应用1.1计算机辅助制造工程基本概念121.1.2计算机技术在制造工程中的应用及发展历史沿革2．计算机辅助制造工程的发展历史沿革CAME技术的发展是以各种计算机辅助单元技术在制造工程某些环节上的应用为起点，它以相关的基础技术的发展为基础。计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助工艺设计（CAPP）、计算机辅助数控加工与测量、计算机辅助工装设计、计算机辅助企业生产管理等一系列计算机辅助单元技术的发展，而这些计算机辅助单元技术随着计算机技术及相关基础技术的发展而不断完善，并向CIMS等先进制造系统模式发展。计算机辅助技术支持环境：1、2、3、4代计算机。计算机辅助技术支持系统：FEA、APT、GT、CAD、MRP、CAPP、CAD/CAM、MRPII、CIMS。掌握：计算机辅助单元技术计算机辅助设计计算机辅助工艺设计计算机辅助数控加工与测量计算机辅助工装设计计算机辅助企业生产管理CAME技术支持环境CAME技术支持系统1.1计算机辅助制造工程基本概念13图1.2计算机辅助制造工程技术的发展1420世纪40年代中期第一台计算机的问世及其发展1952年，美国麻省理工学院（MIT）研制了世界上第一台数控机床第一台平板绘图仪，第一台滚筒式绘图仪成组技术(GroupTechnology,GT)的概念和方法零件分类编码系统交互式图形生成与显示的基本理论和技术计算机辅助工艺过程设计(ComputerAidedProcessPlanning,CAPP)技术计算机数字控制（ComputerNumericalControl）、直接数控（DNC–DirectNumericalControl）和自适应控制等技术物料需求计划（MRP,MaterialRequriementsＰlanning）技术制造资源计划（ManufacturingResourcesPlanning）ERP（ＥnterpriseResourcePlanning）计算机集成制造系统（CIMS，ComputerIntegratedManufacturingSystem）柔性制造系统（FMS，FlexibleManufacturingSystem）1.1计算机辅助制造工程基本概念151.1.2计算机技术在制造工程中的应用及发展历史沿革计算机辅助制造系统的新模式并行工程（CE，ConcurrentEngineering）敏捷制造（AM，AgileManufacturing）虚拟制造（VM，VirtualManufacturing）智能制造（IMT，IntelligentManufacturingTechnology）掌握：CEAMVMIMT1.1计算机辅助制造工程基本概念161.2计算机辅助制造工程技术体系与内容1.计算机辅助制造工程技术体系第1个层次是以计算机辅助制造工程应用软件及其它相关的计算机辅助软件有机结合与集成所构成的基于CIMS等先进制造系统模式的计算机辅助制造系统。第2个层次由计算机辅助产品设计、计算机辅助制造工程、计算机辅助企业经营管理等专业化技术与软件以及相应的基础技术与集成技术所构成。第3个层次由数控机床、存储运输装置等制造硬件环境和计算机硬件、支撑软件环境、计算机网络等计算机环境构成。掌握：计算机辅助制造工程技术体系计算机辅助制造系统CAME基础技术与集成技术计算机环境171.计算机辅助制造工程技术体系基于CIMS等先进制造系统与模式的计算机辅助制造系统计算机辅助制造工程技术与软件计算机辅助产品设计计算机辅助工艺设计计算机辅助工装设计与管理计算机辅助制造计算机辅助生产管理等计算机辅助企业经营管理技术与软件计算机辅助数控加工与生产过程控制技术与软件基础技术与集成技术GT、数据管理与数据库技术、人工智能技术、人机一体化技术、集成技术等制造硬件环境数控机床、存储运输装置等计算机环境计算机硬件与系统软件、计算机网络与Internet/Intranet等图1.3计算机辅助制造工程技术体系1.2计算机辅助制造工程技术体系与内容182.计算机辅助制造工程基础技术（1）成组技术（GT）成组技术（GT，GroupTechnology）是提高多品种、中小批量机械制造业生产效率和水平，增加生产效益的一种基础技术。（2）数据管理与数据库技术产品的开发制造过程实质上是一个数据采集、传递和加工处理的过程，其制造形成的产品可以看作是数据的物质表现。因此如何实现产品数据的收集、存储、处理和共享是计算机辅助制造工程的共性技术和基础技术，数据库技术与数据交换技术的发展为计算机辅助制造工程的发展提供了良好的基础。概念：成组技术数据管理数据库技术1.2计算机辅助制造工程技术体系与内容192.计算机辅助制造工程基础技术（3）人工智能与专家系统技术在制造智能化发展中，人们将人工智能融进产品设计、工艺过程设计、生产计划调度、工艺过程控制等制造系统环节，使计算机能够帮助人们完成一定的逻辑决策功能，从而提高制造系统各个环节的智能水平。其中以专家系统为代表的符号化人工智能技术在计算机辅助制造工程中得到广泛应用，成为实现计算机辅助制造工程智能化的重要基础技术。(4）人机一体化技术在计算机辅助制造工程技术的应用开发中，注意人和计算机有机结合，恰当地发挥二者的作用十分重要。概念：人工智能专家系统人机一体化1.2计算机辅助制造工程技术体系与内容20人机的特点经验与判断，设计过程必须由人控制，算机完成一些工作量大的选择性逻辑决策任务，而不必片面追求决策的自动化。人可以从过去的设计中学习，总结经验，而计算机的学习能力差，学习的任务应由人来完成。数值分析工作，计算机可高速精确地完成。计算机具有永久存储信息的能力，对重复性工作有极强的耐力。计算机具有系统检错的能力，人则可用直觉方式检错。改正错误、修放设计的任务应通过人的控制来完成。人和计算机在计算机辅助制造工程中起着不同的作用，人的主要作用是控制整个设计过程，利用自身的经验、直觉思维和想象力进行创造性的工作；计算机的作用则是扩展人脑的记忆功能，加强设计者的分析能力，将设计者从繁琐的重复性的工作中解放出来，在计算机辅助技术中人与计算机相结合，共同进行设计。1.2计算机辅助制造工程技术体系与内容213.计算机辅助制造工程单元技术（1）计算机辅助设计(CAD)ＣＡＤ，ComputerAidedDesign技术具有两层含义：一层含义