现代集成制造与飞行器制造系统-复习资料部分

这些复习资料补充PPT的不足一、基本概念、发展现状第一节制造信息化的内涵制造信息化究竟能做什么？（二）现代集成制造系统定义：基于系统论的原理，将信息技术、现代管理技术和制造技术结合起来，应用到企业产品设计、制造和销售的整个产品生命周期中。通过对企业物流、信息流和价值流的规划，实现企业的运行信息集成、过程集成和资源优化，改进企业的组织、技术和人力间的关系，增强企业的T（Time）Q(Quality)C(Cost)S(Service)E(Environment)K(Knowledge)能力。应用领域：企业产品设计、制造和销售的整个生命周期采用技术：信息技术、现代管理技术和制造技术方法手段：系统工程方法，信息集成、过程集成、资源优化达到目标：增强企业的T（时间，Time）Q（质量，Quality）C（成本，Cost）S（服务，Service）E（环境，Environment）K（知识，Knowledge）发展方向：网络协同化、智能化、仿真与优化（2）企业信息化应用的范围TerryHill的制造订单获取模型（TerryHillOrder-winningCriteriaModel）企业外部要求与策略企业内外接口指标企业内部能力与策略1确定企业目标（企业想做什么）2制定市场策略（企业如何达到设定的目标）3分析获得制造订单的标准（市场对企业的要求以及企业对市场反应的具体指标）4规划制造资源（企业资源的组织方式）5确定基础设施（企业具有的静态资源）规模扩张产品定位市场定位价格质量组织形式管理方式人力资源设备资源利润增长标准化程度创新水平与相似产品的区别交付时间创新性能可靠性工作流程集成方式计划与控制质量保证二、基本原理第二节制造企业的制造类型与制造策略1．企业制造类型制造类型分类表类型特点1．项目制造（Project）航天器2．单件小批（Jobshop）机床3．重复式（Repetitive）汽车零部件4．生产线（Line）汽车装配5．连续式（Continuous）石油、化工1．处理速度(Processspeed)不确定慢中等快非常快2．人力劳动量（Laborcontent）高高中等低非常低3．技能水平(Laborskilllevel)高高中等低非常低4．订货数量(OrderQuantity)非常小小不确定高非常高5．单件成本（Unitcost）非常大大中等低非常低6．路径变化程度(Routingvariations)非常高高无低非常低7．产品可定制性(Productoptions)低低无非常高非常低8．设计组件复杂性(Designcomponent)非常大大非常小中等小根据制造系统中产品制造方法的8个特性，将制造系统的制造类型分为5种。2．制造策略类型设计制造子装配最终装配装配ETOMTOATOATOMTS制造提前期根据用户对产品交货期的要求，将制造系统的制造策略分为4种ETO(EngineertoOrder)：面向订单的工程，大型设备，从概念设计开始直至产品完成，用户可以接受最长的产品交货期MTO(MaketoOrder)：面向订单的制造，产品设计和工艺设计已经完成，接到订单后就可以进行制造，如一些成熟的产品。ATO(AssemblytoOrder)：面向订单的装配，零件和子装配已经完成，只进行、定制性装配，如汽车装配线。产品交货期较短MTS(MaketoStock)：面向订单的制造，产品配置变化小，易于保存，不需要产品交货期，直接从库存中获取。第四节最新理念与模式(FMS.CIMSCE.AM.VM.IM)1．FMS（1）背景以福特汽车生产线为代表的制造模式，以泰勒制科学管理为制造的管理方法，将人作为一重自动化的机器，建立刚性的大规模生产线。1967年英国推出柔性制造系统（2）定义：由可编成的数控设备、物流储存和转运装置和计算机控制系统组成的，可以根据产品和制造任务的变化而进行调整的自动化制造系统。（3）组成形式CAD/CAMMRP生产管理计算机控制系统加工中心1加工中心2加工中心3中央刀库立体仓库1工件缓冲站检测中心导轨小车机器人FMS制造系统大仓库1大仓库2大仓库3工件缓冲站立体仓库2立体仓库3车间布局与零件、刀具、量具、机床部署车间运行控制零部件转移零部件加工零件出库/入库车、铣钣金焊接零部件加工车、铣钣金焊接大仓库CPU控制总线CPU运算器1CPU运算器2CPU运算器3内存内存段1寄存器1数据、地址总线处理器接口寄存器柔性接口与FMS制造系统对应得PC系统外存1总线外存2外存3寄存器2内存段2内存段3数据结构与状态定义程序流程控制数据传送数据处理输入输出算数运算逻辑运算字符串运算数据处理算数运算逻辑运算字符串运算计算机外设2．CIMS（1）背景在CAD设计、制造、管理各个分系统都取得相当的成果，1973年美国提出。（2）定义系统观点：企业的各个环节是不可分割的，需要统一考虑信息观点：制造过程是信息的采集、传递、处理、存储过程（3）组成计算机网络数据库系统应用集成框架支撑系统生产管理分系统车间制造自动化分系统工程设计分系统计算机辅助制造计算机辅助夹具设计计算机辅助工艺设计计算机辅助设计项目管理物料管理生产计划管理制造资源管理车间生产信息管理车间生产控制车间作业调度仿真质量管理分系统(QMS)NC程序传递质量评价与分析质量检测与监控质量规划检测计划(AMS)(EDS)(PMS)WindowsNT计算机网络环境项目管理.项目合同管理.项目定义(WBS).产品结构管理(PSM).工程数据管理(EDM).项目技术流程(PTF).项目计划流程(PPF).项目成本管理(PCM)项目综合数据库生产计划与调度.型号技术准备与调度.总技术准备与调度.型号生产计划与调度.总生产计划与调度.外协计划与调度.工时管理.关键能力平衡制造车间自动化.车间资源管理.车间任务管理.车间作业计划制定.车间能力仿真.车间计划执行管理.工时管理.NC程序传递与管理(DNC)产品设计(CAD)产品仿真分析(CAE)产品工艺分工(CAPA)工艺规划(CAPP)工装设计(CAFD)数控程序生成(NC)与制造过程仿真产品装配工艺规划(CAAP)项目质量管理.项目质量目标.项目质量计划.项目质量评价零部件质量管理.自制件质量计划.外协质量管理.质量跟踪与控制质量检验与反馈.自制件质量计划.外协质量管理.质量跟踪与控制产品工程数据库生产管理数据库制造资源数据库SQLServer网络数据库二维、三维CAD环境装配车间自动化.车间资源管理.车间任务管理.三维装配工艺.装配过程控制.装配质量控制生产管理工程设计质量管理车间自动化工厂层处室层车间层系统集成框架（MRPPDM）框架层支撑层应用层计算机集成制造系统（ComputerIntegratedManufacturingSystem），在CAD设计、制造、管理各个分系统都取得相当的成果，1973年美国(J.Harrington博士提出。主要有两个哲理，系统观点：企业的各个环节是不可分割的，需要统一考虑；信息观点：制造过程是信息的采集、传递、处理、存储过程CIMS是由五大功能分系统构成的，即管理信息系统(MIS)、工程设计自动化分系统(EDS)、制造自动化分系统(MAS)、质量保证分系统(CAQ)，以及网络/数据库分系统(NET/DB)，如图所示。经营管理信息分系统MIS工程设计自动化分系统CAD/CAPP/CAM制造自动化分系统MAS质量保证分系统CAQ数据库分系统计算机网络分系统售后服务信息功能分系统支撑分系统市场信息技术信息图2-21CIMS结构组成3．CE（1）背景90年代要求快速反应，缩短产品研制周期（2）定义并行工程是产品设计制造活动的一种系统化运行模式，要求在产品设计阶段就考虑产品生命周期中的其他阶段的影响因素，如可制造性、成本、可回收性等，从而避免后续的大返工，将大循环变为小循环。（3）组成串行开发：概念设计详细设计工艺设计原形制造及测试生产制造生产制造概念设计详细设计工艺设计原形制造及测试下游过程对上游过程的支持信息缩短上市时间少量反馈并行开发：频繁的反馈图2-4串、并行产品开发过程的对比4．AM（1）背景日本的精益生产：无废品、无多于、无仓库、少搬运（2）定义通过企业内部资源重组、以及企业与其他企业的动态联合，快速满足用户的个性化要求，提高企业竞争力。1）产品并行设计：用户参与、团队参与2）虚拟制造：增加一次成功率3）制造过程的计划与控制：协同制造，企业内外4）智能闭环控制系统：硬件设备集成5）企业间集成平台：企业联盟（3）组成核心设计部核心制造部核心装配部核心层内部协作设计所n1内部协作制造厂n1内部协作装配厂n1内部协作层内部协作设计所n2内部协作制造厂n2内部协作装配厂n2外部协作设计厂y1外部协作制造厂y1外部协作装配厂y1外部协作设计厂y1外部协作制造厂y1外部协作装配厂y1外部协作层第三节系统建模方法建模方法大致分为两类：结构化表达方法和面向对象表达方法。1.数据流图DFD(DataFlowDiagram)描述系统的业务模型是软件开发和数据库系统设计常用的一种结构化表达方法（1）理念：系统的运行过程是数据处理过程（2）组成：带有执行者的处理活动方块、活动间传递的数据、数据传递连线（3）应用例子产品信息,零件代号D1工艺技术准备计划D5车间加工车间加工成品入库车间月生产计划大纲D9型号技术准备计划与调度1.收D1,定出购件,外协件,自制件2.发D2,制订并提交型号技术准备计划（工艺，备料）3.收D34.发D5,发放技术准备计划5.发D7,将材料消耗单和备料准备计划发往物资处6.发D3，发放型号月技术准备计划型号调度型号月生产计划大纲1.发D8,制订并提交型号月生产计划大纲型号调度月技术准备计划与统计1.收D2,制订月技术准备计划2.发D3，下发月技术准备计划3.对月技术准备计划进行统计总调度型号月技术准备计划D2工艺编制编制工艺设计工装形成材料消耗单工艺室月生产计划制订与调度1.收D8,制订月生产计划大纲2.发D9,下发月生产计划大纲总调度材料消耗单D6合格的型号月技术准备计划D3型号月生产计划大纲D8合格的型号月技术准备计划D3备料材料准备并返回物资处材料消耗单，备料准备计划D7车间加工反馈信息D10生产制造部编技术准备计划蓝图、技术准备计划技术室编工艺规程文件材料消耗单生产工艺规程档案室生产工艺晒蓝晒蓝工艺技术室生产工艺随图纸返生产制造部晒蓝工艺、蓝图生产制造部编生产作业计划工时定额组编制工时条蓝图、工艺、月份生产计划、工时条车间填领料单、质量控制卡蓝图、工艺、领料单、质量控制卡片材料消耗单生产制造部材料消耗单及准备计划给物资处材料消耗单物资处对料物资处备料蓝图、工艺质量控制卡车间准备领料蓝图、工艺质量控制卡车间调度分配任务蓝图、工艺质量控制卡车间工人零件加工蓝图、工艺质量控制卡车间检验员零件检验蓝图、工艺质量控制卡合格否？车间填《技术问题处理单》《不合格品处理单》case车间返工返修处理所有工序完成？车间填《报废通知单》能在原计划时间完成？报废返工、返修不合格否生产制造部送外加工下道需外协加工？重要、关键件跨车间转序？移交车间调度填《大工序交接单》接收车间检验员质量检验是否是降级使用合格否否是生产流程图可让步使用外协处理检验外协件入半成品库第一道工序需要外协？是晒蓝工艺生产工艺规程生产制造部在生产作业计划中填写工时工时条信息是否为外协件？是半成品库领料否物资处领料车间领料完成合同/计划启动501设计信息技术流程计划流程工艺总方案库房检验入库，开合格证库房（半成品/工装）建帐归类结束此流程是部装工艺是否完成？零件总装直属件是否交付？是是是否是部件？否产品交付是P1:型号综合管理经营发展处P5:型号计划流程编制型号调度P8:技术准备计划管理P11:备料准备计划管理P13:工时准备计划管理P9:技术准备反馈CAPPP12:备料准备反馈物资处P15:型号（月/周）生产计划管理（批产、研制）型号调度P24:半成品入库、出库与齐套管理库房（半成品、工装）P19