计算机集成制造 cimsPPT课件.ppt

先进制造模式计算机集成制造 CIMS 王微2010412058机械制造及自动化专业 引言 随着信息时代的到来 全球统一市场的形成和全球经济一体化化进程的加速推进 最为国民经济支柱产业的制造业 国内及国际范围内的行业竞争更加激励 市场对制造业的要求也越来越严格 现代制造业如何满足市场的如下要求 交货期短 T TimetoMarket 质量优良 Q GoodQuality 环境清洁 E CleanEnvironment 价格低廉 C LowCost 知识创新 K KnowledgeCreation 服务优质 S HighService 计算机集成制造 CIMS CIM及CIMS的概念 CIMS的构成及其相互作用 CIMS的体系结构 CIMS的应用实例 小结 为大家介绍一种先进制造模式 它可以帮助制造业解决这些问题 CIM及CIMS的概念 它将传统的制造技术与现代信息技术 管理技术 自动化技术 系统工程技术等有机集合 使企业产品全生命周期各阶段活动中有关人 组织 经营管理和技术三要素及其信息流 物流和价值流三流有机集成并优化运行 以达到产品上市快 T 高质 Q 低耗 C 服务好 S 环境清洁 E 进而提高企业的柔性 健壮性 敏捷性 是企业赢得市场竞争 技术集合 多要素多流程集成优化 满足市场要求 我国的863 CIMS主题集合国际上先进制造技术的发展同时基于实践 提出了 现代集成制造 的理念 CIM是一种组织 管理和运行现代制造企业的理念 CIM及CIMS的概念 CIMS中的 制造 是 广义的制造 的概念 它包括产品周期各类活动 它是基于CIM理念构建的数字化 信息化 智能化 绿色化 集成优化的制造系统 数字化 集成优化 智能化 绿色化 信息化 CIMS的构成及其相互作用 CIMS一般可以划分为4个功能子系统和2个支撑子系统 计算机网络支撑子系统和数据库支撑子系统 管理信息功能子系统 工程设计自动化功能子系统 制造自动化功能子系统 质量保证功能子系统 市场信息 原材料 产品 技术信息 销售服务信息 CIMS的构成及其相互作用 记忆 大脑 集成数据库 若将一个具体的的CIMS工程同极为复杂的大系统 人来相比 两这个部分功能可做如下对比 血液 生物电波 能力 神经 计算机系统 计算机网络 物质流 信息流 价值流 由此可见 贯穿于CIMS的信息流的载体是计算机及其网络 物质流的载体是各种自动化生产线 自动化搬运工具等 集成数据作为CIMS的知识库 整个系统的活动受计算机系统的控制 CIMS的各部分相互作用 CIMS的体系结构 工厂层 车间层 单元层 工作站层 设备层 为CIMS的最高一级控制 进行生产管理 履行 工厂和总公司 的职能 协调车间生产和辅助性工作及资源配置 负责相似零件分批通过工作站大人顺序和管理 诸如物料储运 检验 及其它有关辅助工作 负责和协调车间中一个设备小组的活动 是机器人 各种加工机床 测量仪器 小车 传送装置等各种设备的控制器 工厂层控制系统 跟踪主要项目 制定长期生产计划 明确生产资源需求 确定所需的追加投资 计算出剩余生产能力 汇总质量性能数据 根据生产计划数据确定交给下一级的生产指令 通过用户 数据接口实现必要的行政或经营的管理功能 如成本估算 库存估计 用户订单处理 采购 认识管理以及工资单处理等 包括计算机辅助设计和工艺辅助设计模块 编辑设计产品的几何尺寸规格 材料及工艺工程等等 工厂层控制系统 生产管理模块 信息管理模块 制造工程模块 负责安排生产能力计划 对订单进行分批 把任务及资源分配给各单元 跟踪订单直到完成 跟踪设备利用情况 安排所有切削刀具 夹具 机器人 机床及物料运输设备的预防性维修 以及其他辅助性工作 任务管理模块 控制系统进行各项目具体加工时所需的工作站 储存区 托盘 刀具及材料等 它根据 按需分配 原则 把一些工作暂分配给特定的 虚拟 单元 动态的改变其组织结构 资源分配模块 车间层控制系统 CIMS的体系结构 工厂 加工车间 加工车间 虚拟单元1 虚拟单元2 虚拟单元n 机器人 机床 零件仓库 机器人 检验设备 零件仓库 机器人 自动小车 传送器 切削工作站 检验工作站 物料储运工作站 单元层 工厂层 工作站层 工设备层 车间层 某厂CIMS分级控制体系结构 CIMS的成功应用案例 成功应用CIMS的制造企业都不同程度上地提高了企业的整体效益 具体表现为 可以提高产品的研制和生产能力 便于开发技术含量高结构复杂的产品 保证产品质量 缩短产品设计和开发周期 从而满足客户需求 占领市场 加强了产品制造的质量和柔性 提高了设备利用率 缩短了产品制造周期 增强了生产能力 使企业的经营决策和生产管理趋于科学化 使企业能够在市场竞争中 快速 准确报价 赢在时间 同时 降低库存 提高资金周转效率 CIMS 工程设计自动化方面 制造自动化方或柔性化面 经营管理方面 CIMS的应用案例 产品质量提高 生产率提高 设备利用率 生产周期缩短 200 500 40 70 200 300 30 60 美国科学院对美国在CIMS处于领先地位的公司进行调查发现 应用CIMS可以带来如下效益 CIMS的应用案例 以波音777飞机从设计到投入市场采用CIMS的进展情况为例 看看CIMS的成功应用 无纸生产 整个设计 制造过程完全是数字量传递 无需样机和模型 通过数字化预装配等虚拟制造技术 无需作出样机 一次成功 是飞机制造史的创举 采用并行工程和协同小组 在一家波音777飞机设计中工作的 由多专业人员协同工作小组达238个 因而是企业的管理发生重大变革 在一个连接美国 加拿大 日本 英国的广域网上实现异地设计和制造 每天传递5000个文件 每周 按5天计 传递6000本100玩汉字书的信息量 产品数据的交换过程按国际标准 STEP标准进行 数字交换按照统一的准则 便于录库和记录 波音777飞机的研制 是集当代信息技术和现金管理模式的大成 CIMS的应用实例 电子化信息管理 应用CIMS之前 CIMS改善之后 沈阳鼓风机厂1990年被国家科委批准为863 CIMS应用工厂 并于当年完成了可行性论证 1991年完成了初步设计 1992年完成了总体详细设计及部分实施 1993年初CIMS主题专家组根据 效益驱动 重点突破 的方针 确定沈阳鼓风风机厂为CIMS突破口应用工厂 1994年11月通过了国家科委 863 自动化领域CIMS主题专家组的预验收 10月通过国家863计划自动化领域组织的正式验收 同年12月机械部对该项目组织了由国家有关部委 中国科学院 辽宁省科委和沈阳市科委等专家参加的鉴定会 目前已有相当一部分应用于技术与生产经营工作中 并取了较好的应用效果 产品按订单安排生产 单件小批量 满足不了市场需求 效益低微 应用现代信息管理技术 广泛使用计算机对市场预测 集成数据库进行经营决策 各级生产管理 生产技术准备 销售 供应 财务 成本 设备 人力资源管理 开阔了市场 提高了效率 增加了效益 成果 CIMS的应用实例 传统的手工绘图设计 老式机床生产线 手动操作 生产强度大 产品质量低 质量保证技术 工程设计自动化和制造自动化 应用CIMS之前 CIMS改善之后 沈阳鼓风机厂生产大型涡轮压塑机的案例 产品质量和技术指标均无法和国外厂商比拟 市场占有份额小 应用计算机技术 进行质量跟踪保障 在制造过程全程监视 预防次品和废品的产生 并以数据库技术收集整理市场对产品的要求和售后技术反馈 反馈给生产部门 改进生产设计 改善产品质量 提高技术含量 成果 生产效率高 降低劳动强度 质量提高 以计算机辅助 应用CATIA MATLAB等大型软件进行CAD CAPP CAE CAM过程 并集成数控机床 加工中心 清洗机 测量机 运输小车 立体仓库等建立自动化生产过程 根据作业指令完成作业调度和制造 CIMS的应用实例 建立产品报价系统 应用CIMS之前 CIMS改善之后 沈阳鼓风机厂生产大型涡轮压塑机的案例 国外厂商需要2周之内精确报价 而 沈鼓 需要6周才能粗略报价 连参与估计投标的资格都不具备 按用户询价书的要求 进行产品方案设计 给出主机系统 辅机系统与仪控系统的分项报价 最后完成产品技术报价书 根据技术报价 按产品组部给出产品价格 按期量标准给出产品的交货形成产品的商务报价书 从而达到精确快速报价 形成通用报价系统框架 使报价技术文档和报价周期达到国际同行业厂家水平 成果 传统的流水式生产方式 按部就班的设计生产 从订货到交货大概要18月 而国外厂商大概需要10 12个月 并行优化技术 缩短生产周期 提高产品可靠性 并行各步生产过程 根据对市场的调查和售后反馈信息制定生产计划 并应用计算机进行设计 同时进行工艺设计 并通过在线仿真系统