管理信息系统03-1-4详解

13.1.1产品研发与制造信息化3.1.1.1计算机辅助设计CAD3.1.1.2计算机辅助制造CAM3.1.1.3计算机辅助工艺规程CAPP3.1.1.4计算机辅助工程CAE3.1.1.5产品数据管理PDM3.1.1.6虚拟制造3.1.1.7并行设计技术3.1.1.8快速原型制造技术3.1.1.9成组技术3.1.1.10数控技术3.1.1.11工业机器人3.1.1.12自动物料储运系统3.1.1.13柔性制造单元与系统23.1.1.6虚拟制造（一）基本概念虚拟制造是以计算机支持的仿真技术和虚拟现实技术为前提，对企业的全部生产经营活动进行建模，并在计算机上“虚拟”地运行整个企业，即实现产品设计、加工制造、计划制定、生产调度、经营管理、成本财务管理、质量管理甚至市场营销等在内的全部功能，在求得系统的最佳运行参数后，再据此实现企业的物理运行。33.1.1.6虚拟制造（一）基本概念物理系统建模工具计算机模型系统仿真虚拟现实设计过程仿真加工过程仿真外形仿真运动学仿真装配仿真动力学仿真性能仿真力学特性仿真工艺过程仿真物流仿真企业运行状态仿真+虚拟制造系统的概念43.1.1.6虚拟制造（二）虚拟制造系统体系结构管理系统活动模型VIS虚拟信息系统工程设计活动模型质量控制活动模型系统建模工具企业管理RIS现实信息系统生产管理质量控制工程设计通讯系统工厂模型VPS虚拟物理系统生产过程模型产品模型备料RPS现实物理系统仓储加工装配检验试验包装虚拟现实系统仿真机人虚拟世界现实世界用户需求用户需求数字产品产品53.1.1.6虚拟制造（三）虚拟制造的分类以设计为中心的虚拟制造。以生产为中心的虚拟制造。以控制为中心的虚拟制造。63.1.1.6虚拟制造三者之间的关系73.1.1.6虚拟制造（四）虚拟制造系统的关键技术建模技术－－生产模型、产品模型、工艺模型。仿真技术。虚拟现实技术VRT(VirtualRealityTechnology)83.1.1.6虚拟制造（五）虚拟制造的作用运用软件对制造系统中的五大要素(人、组织管理、物流、能量流、信息流)进行全面仿真，使之高度集成。可加深对生产过程和制造系统的认识和理解，对生产过程和制造系统整体进行优化配置在虚拟制造和现实制造的相互影响和作用过程中，可以全面改进和优化企业的生产组织管理模式。通过服务培训等方面的模拟和仿真，加快企业技术人才的培养速度。利用虚拟制造技术不仅可以减少产品开发费用，而且可以大大缩短产品开发周期，促使企业建立快速响应市场的生产经营理念。增强企业的创新能力，能够在虚拟状态下设计、制造、测试和分析产品，以有效地解决那些反映在时间、成本、质量等方面的问题。93.1.1.6虚拟制造（六）典型案例美国波音(BOEING)公司－－VS-X虚拟飞机；波音777型客机的设计；美国戴姆勒-克莱斯勒(DAIMLER2CHRYSLER)汽车公司－－93LH系列汽车；日本Matsushita公司－－虚拟厨房设备制造系统；103.1.1.6虚拟制造虚拟幕墙113.1.1.6虚拟制造冲压仿真分析实例冲压分析的结果在计算上模拟零件的冲压过程计算出零件在冲压过程中任意一点的温度值和应力值,评价零部件的冲压特征能精确地模拟出零件在冲压过程中的折皱,拉破现象减少开模的失误率--车身覆盖件的冲压仿真123.1.1.6虚拟制造数控加工工艺过程仿真技术车削加工过程仿真对复杂NC加工环境的机床仿真复杂刀具轨迹编辑与仿真数控加工仿真中的材料去除精确的刀具轨迹仿真与检验133.1.1.6虚拟制造设计和计划虚拟加工环境特征环境特征加工模型性能数据检验及其结果数字化虚拟加工和检验143.1.1.6虚拟制造市场机遇制造资源制造过程虚拟产品开发和制造数字原型仿真优化结果完善制造过程反复完善真实产品的制造在计算机上虚拟制造真实产品借助计算机的潜力，对产品的使用性能、制造过程和生产管理过程进行仿真，及时发现问题，避免失误，保证新产品一次投产成功153.1.1产品研发与制造信息化3.1.1.1计算机辅助设计CAD3.1.1.2计算机辅助制造CAM3.1.1.3计算机辅助工艺规程CAPP3.1.1.4计算机辅助工程CAE3.1.1.5产品数据管理PDM3.1.1.6虚拟制造3.1.1.7并行设计技术3.1.1.8快速原型制造技术3.1.1.9成组技术3.1.1.10数控技术3.1.1.11工业机器人3.1.1.12自动物料储运系统3.1.1.13柔性制造单元与系统163.1.1.7并行设计技术（一）概念并行设计技术的产生：原有的设计：企业设计活动、制造活动、销售活动等单独进行。如：T形汽车的设计第一台低成本、集成化缸体的V-8发动机的设计M-1A2主战坦克的设计P-51野马式战机－102天173.1.1.7并行设计技术（一）概念并行设计：就是集成地、并行地设计产品及其零部件和相关各种过程的一种系统方法。设计过程工艺过程虚拟生产准备过程虚拟制造过程并行工程：”Asystematicapproachtotheintegrated，[parallel]designofproductsandtheirrelatedprocesses，includingmanufacturingandsupport”(并行工程是一种以集成方式[并行地]设计产品以及制造和支持等相关过程的系统化方法)。183.1.1.7并行设计技术（二）发展阶段（1）第一阶段：并行设计概念的复兴阶段，其代表性的工作是BoothRoyd在20世纪80年代初提出的关于“面向装配的设计”的概念和方法；（2）第二阶段：并行设计的“CAX阶段”（3）第三阶段：一方面并行设计概念被进一步推广应用到企业全部业务范围，形成了并行工程的概念；另一方面，并行设计的发展得到了现代设计理论和方法学的指导，形成了比较系统和完整的并行设计学科领域。（4）当前阶段：发展目标是围绕并行设计的自动化。193.1.1.7并行设计技术（三）原理原有T串行设计生命周期总时间：返工系数售后服务产品制造产品定义需求分析＋＋＋R]TTT[TT203.1.1.7并行设计技术（三）原理需求分析方案设计工程分析技术设计施工设计、工艺规划制造、装配销售服务产品生命并行设计过程方案论证设计反馈加工反馈市场反馈213.1.1.7并行设计技术（三）原理需求分析产品设计过程设计产品制造销售服务需求分析产品设计过程设计产品制造设计中发生的错误、修改串行设计中产品的生命周期串行设计中产品的生命周期销售服务节约时间223.1.1.7并行设计技术（四）并行设计技术的实施（1）设计过程的重组用户需求和市场分析方案设计与论证技术设计试验研究小批试制生产准备正式加工制造销售服务、用户访问原理实验与分析工程分析与优化工艺审查样机试制与评测试制与评测生产工艺链检查施工设计频繁较多一般偶尔串行工作模式用户需求和市场分析方案设计与论证技术设计仿真技术快速成型制造正式加工制造销售服务、用户访问原理实验与分析工程分析与优化工艺规划夹具设计生产工艺链检查较少并行工作模式施工设计较少DFADFM生产准备较少233.1.1.7并行设计技术（四）并行设计技术的实施（2）多学科设计队伍的组织组建“集成产品开发团队”（Integratedproductdevelopmentteam，简称IPT）小组的组成：不同部门的人员组成，每个活动建立相应的开发团；每个团队成员应精通自己所从事的工作；小组的工作方式：通过网络采用文本、图形、语音、视频等进行实时讨论；243.1.1.7并行设计技术（四）并行设计技术的实施（3）软件支持（4）硬件环境支持－协同工作环境工艺设计市场分析制造工程分析详细设计产品设计共享信息模型