08060405-计算机集成制造技术在陶瓷业的应用

-计算机集成制造技术在陶瓷业的应用班级：08营 姓名：陈义平 学号：08060405摘要：CIMS是英语Computer Integrated Manufacturing System的缩写，意思是计算机集成制造系统。它是随着计算机辅助设计与制造的发展而产生的。它是在信息技术自动化技术与制造的基础上，通过计算机技术把分散在产品设计制造过程中各种孤立的自动化子系统有机地集成起来，形成适用于多品种、小批量生产，实现整体效益的集成化和智能化制造系统。集成化反映了自动化的广度， 智能化则体现了自动化的深度，它不仅涉及物资流控制的传统体力劳动自动化，还包括信息流控制的脑力劳动的自动化。陶瓷产品计算机集成制造技术对提高陶瓷企业的产品开发能力、制造能力、管理水平，以及改造传统产业均有重要的意义和作用。针对陶瓷产品制造过程的特点，建立了一种陶瓷产品计算机集成制造系统的体系结构，开发了陶瓷企业管理信息系统的集成技术、陶瓷产品的计算机辅助全过程设计的集成技术、陶瓷产品模具制造过程的数字化技术、陶瓷虚拟产品技术和陶瓷产品逆向工程技术等关键技术，并以重庆兆瓷有限公司为应用企业，实施了我国陶瓷行业第一个CIMS应用示范工程。本文主要介绍了陶瓷产品计算机集成制造体系结构，陶瓷产品计算机集成制造的关键技术和实际应用等。 关键词：计算机集成制造 陶瓷产品 体系结构 关键技术 应用 Application of computer integrated manufacturing technology in ceramic enterprisesAbstract: CIMS is the English abbreviation for Computer Integrated Manufacturing System, which means the computer integrated manufacturing system. It is with the development of computer-aided design and manufacturing generated. It is in information technology and manufacturing automation technology, based on the spread of computer technology to product design and manufacturing process automation in various isolated sub-organically integrated to form for more variety, small batch production, to achieve the overall efficiency Integrated and intelligent manufacturing systems. Integration reflects the breadth of automation, intelligent automation reflects the depth is, it involves not only the traditional manual control of material flow automation, control of information flow also includes the automation of mental work. Computer integrated manufacturing technology ceramic products ceramic enterprises to improve product development capabilities, manufacturing capacity, management, and the transformation of traditional industries and role are important. For the characteristics of the manufacturing process of ceramic products, ceramic products to establish a computer integrated manufacturing system architecture, development of a ceramic integrated enterprise management information system technology, the whole process of ceramic products for computer-aided design of integrated technology, mold manufacturing process of ceramic products Of digital technology, ceramic technology and ceramic products virtual product reverse engineering, and other key technologies, and Porcelain Co., Ltd. Chongqing trillion for the application business, the implementation of the CIMS of China ceramic industrys first demonstration project. In this paper, ceramic products, computer integrated manufacturing architecture, computer integrated manufacturing of ceramic products, the key technical and practical applications.Keywords ： computer intergrated manufacturing ceramic product architecture key technology application 0 引言陶瓷制造业是我国的传统产业之一，由于长期以来采用落后的生产和管理方式，致使我国的陶瓷制造业无论是产品开发能力、产品质量、技术水平、还是市场快速反应能力方面，与英国、德国等陶瓷业相比都有较大差距。要想赶上和超过先进国家企业的水平，就必须开发和应用比它们更先进的产品开发竞争能力。陶瓷产品的现代制造技术较多地集中在CAD/CAM技术上，我国陶瓷产品的现代设计和制造技术的研究始于80年代末，一些高等院校，研究院和企业进行了这方面的研究和应用，例如，景德镇陶瓷学院开发的陶瓷产品CAD集成系统已成为国家863/CIMS主题目标产品，目前推出了陶瓷坯釉料配方CAD系统，以及实现CIMS的基本条件和实施步骤。但是，关于陶瓷产品CIM技术和系统的研究及应用仍有待深入。本文针对国内外现有研究不足，提出陶瓷产品计算机集成制造系统的一种体系结构，研究陶瓷产品计算机集成制造的关键技术。1 计算机集成制造计算机集成制造系统是将市场分析、开发设计、生产作业、生产管理、计划调度、协调排产、经营销售等企业生产活动中的各个环节有机的结合在一起的、具有高度自动化和总体最优化功能的计算机一体化智能生产系统。CIMS的指导思想是，它是一种新的生产制造思想或一种新的技术形态，是未来的工厂模式，是信息技术与生产过程相结合的自动化技术和科学。CIM是CAD（计算机辅助设计），CAPP（计算机辅助工艺规划）、CAM（计算机辅助制造）、MRP（制造资源规划）以及机器人等计算机工业控制和经营管理系统。但大多数企业的工业自动化水平仍限于DCS和PLC的现场监控阶段，经营管理系统仍处于所谓的“自动化孤岛”水平上，即生产调度管理、计量管理、统计和营销管理等多数还处于人工状态。如某陶瓷厂的原始记录、各种台帐和保镖总数多达396种，所需兼职和专职人员多达106人。即使已经或计划引进计算机，也没有从整体CIMS结构考虑，存在盲目性。所以，陶瓷企业CIMS的研究和实施已经势在必行。2 陶瓷企业CIMS的特点典型的陶瓷厂结构如图1所示：办公楼输出输入成品仓库生产车间原料仓库 生产工艺特点是生产批量大，原料成分复杂，品种多;从原料到产品的整个过程中，物料的化学性质、化学成份以及物质结构都在不断地发生变化；整个生产中物流、能流和信息流同时并存;个单元设备的相互关系有串联、并联和混联三种。生产管理特点是由于产品多数直接销往建筑工地，故产品出产时间性较强；生产计划由用户合同所决定，并且由最后一道工序逆流分别制定生产单元的生产计划；前后工艺之间的生产计划需相互统一，各道工序需联合管理，即需要相互协调；生产的连续性要求生产调度具有实时的在线计划和重新计划的能力。陶瓷企业应具有如下特点优化调度和具体装置的控制相结合构成优化生产系统计划优化和调度优化构成管理优化优化经营和优化管理系统构成优化经营管理系统管理系统和生产系统的有机统一可实现全厂的实时管理, 局部变动会引起全系统的迅速反应, 上层的任意决策可在下层系统得到快速响应.下层系统在执行过程中的任意变动和临时结果都可以及时反馈到上层系统, 以便进行决策调节。3 陶瓷产品计算机集成制造系统体系结构3.1陶瓷产品制造过程是一个流程和离散的混合型过程，与典型的机械制造业相比有许多不同之处：（1）陶瓷制造要经过素烧、轴烧和烤花三个流程型制造型制造过程，在前后和其间插穿成型加工、施轴、粘花和磨底等离散型制造过程；（2）陶瓷产品设计的两大主要部分是产品造型和花案设计、产品造型设计一般由陶瓷制造厂完成，花案设计通常由陶瓷贴花纸制造厂承担，而陶瓷制造厂和陶瓷贴花纸制造厂往往在不同地域，甚至不同国家，这就需要它们之间有良好的合作关系和协同设计技术和手段。（3）传统的陶瓷产品制造过程如图1所示采用串行工作方式。产品设计和经营管理采用手工方式，管理和设计手段落后，信息不灵、新产品开发周期长、信息标准化和规范化程度低，不利于新产品的快速开发和对是下行的快速响应。例如，某一客户（宾馆、酒店）订购一批高档餐具，要求在某套样品的基础上改型设计。现行制造过程是：实物打样（非常繁杂的人工测绘）!产品改型造型设计!花案设计!图纸!工艺设计!模具设计!白瓷样品试制!公司评审（包括专家或客户评审）。若评审未通过，前面漫长的工作全部报废，造成大量时间、资源和资金上的损失；若评审通过，则贴花烧制，再让客户对花案效果和彩瓷效果进行评价，若不满意，还要进行从花案设计到贴花烧制的局部过程返工。（4）本文论述的陶瓷产品计算机集成制造系统的体系结构如图2 所示，它包括陶瓷产品工程设计系统、逆向工程系统、陶瓷企业管理信息系统和生产过程监控系统等的技术支持和集成。可以实现陶瓷产品的造型、花案、工艺和模具的协同和集成设计，从而缩短新产品开发时间，实现陶瓷制造业管理信息的共享与集成，改善企业管理流程，提高生产效率。该系统开发和建立了实用系统，主要包括计算机网络系统和数据库系统等支撑分系统，以及陶瓷产品工程设计系统和陶瓷企业管理信息系统等功能分系统。陶瓷产品工程设计系统包括陶瓷产品造型、花案（贴花纸）、模具和产品数据管理等子系统，实现了上述系统的集成；陶瓷产品管理系统实现了从营销、生产、供应、库存、财务和人事等主要经营管理业务的集成，以及工程设计系统与管理信息系统的集成。4 陶瓷产品计算机集成制造的关键技术4.1陶瓷企业管理信息系统的集成技术 实现销售、生产、采购、财务和库存的集成是陶瓷业管理信息系统中最重要的任务，其结构示意图如图3 所示。销售管理子系统录入销售合同，查询现有成品库存后，向生产管理部门下达生产订单，同时产生提货单和应收帐提交财务管理。主生产计划子系统接到生产订单后查询白瓷（半成品）库存，产生主生产计划，然后向车间下达生产任务，同时由物料需求计划子系统产生物料需求计划，提交给采购管理子系统。采购管理子系统接到物料需求计划后查询原材料库存，制定原材料订单，并与供应商签定合同，同时产生应付帐提交给财务管理。财务管理接到应付帐、应收帐和提货单后进行收、付款处理，并对提货单进行确认后提交给销售管理子系统和库存管理子系统。这时，库存管理子系统即可发货，销售管理子系统即可计算销售收入。上述集成过程在Microsoft SQL Server 数据库支持下进行。4.2 陶瓷产品计算机辅助全过程设计集成技术针对陶瓷产品设计的特点，提出了陶瓷产品的计算机辅助全过程设计的集成技术。实现了造型设计CAD子系统和花案CAD子系统的集成，从而实现了陶瓷产品三维彩瓷效果设计；实现了造型设计CAD 子系统和模具CAD 子系统，从而实现了陶瓷产品和模具的一体化设计；通过陶瓷产品数据管理子系统，实现了陶瓷产品工程设计系统和陶瓷企业管理信息系统的集成。通过陶瓷CAPP 子系统的应用，使陶瓷产品制造工艺由过去的口头下达、无存档的方式，变成由计算机辅助制定、工艺文件正式下达和保存，使陶瓷产品制造工艺科学化和规范化。4.3陶瓷虚拟产品技术应用陶瓷产品工程设计系统进行陶瓷产品三维彩瓷效果设计，解决了效果设计中复杂曲面贴合花案变形、贴花难以准确定位、三维造型贴花透明等问题，实现了陶瓷产品三维彩瓷动画。我们称这种尚未投入制造的计算机上陶瓷产品三维彩瓷为陶瓷虚拟产品。这种虚拟产品使客户在陶瓷产品制造出来之前，就能看见所需产品的真实效果，并提出修改意见供设计人员修改。将这种陶瓷虚拟产品放在陶瓷虚拟产品电子仓库中，客户通过Internet即可方便、及时地看到企业推出的陶瓷产品，为企业的网上营销和电子商务打下了基础。5 实际应用应用上述技术，以重庆兆瓷有限公司为应用企业，实施了我国陶瓷行业第一个CIMS 应用示范工程。该公司建成了计算机网络系统和数据库系统，实施了陶瓷产品工程设计系统和陶瓷企业管理信息系统，从而实现了上述各系统的集成。陶瓷产品计算机集成制造系统采取边实施、边应用的原则，在实施和应用过程中取得了显著的效果。例如：1998年12 月，美国最大的艺术挂盘、挂牌生产和销售公司高格陶瓷公司（CGC）董事长兼总裁Robert Perkins博士在参观了重庆兆瓷实施和应用的陶瓷产品CIMS 系统后，对其新产品开发能力和管理水平的信心大大增强，并与该公司签订了总额为1.4亿美元的10 年长期贸易协议。实施陶瓷产品工程设计系统后，实现了产品造型、花案、模具和工艺的计算机辅助设计。设计了千禧年系列等D) 套产品、粉色夫人等230套花案、平盘系列等32 套模具，以及上述产品的全套工艺。产品设计周期由原来的2030天缩短为1015 天。初步应用就创产值760 万元。实施采购管理子系统和库存管理子系统后，严格库存管理和优化各类外购物资的合理储备量，按照物资采购计划进行采购，减少了各类外购物资的库存资金占用。实施销售管理子系统和生产管理子系统后，基本实现了以销定产，减少盲目生产，提高及时交货率，减少了产成品资金占用。初步应用就减少库存资金占用100 万元。6 总结目前, 我国的陶瓷企业也和其他企业一样,由过去的单纯生产型逐渐变为生产经营型企业。许多企业虽然已经用到了计算机, 但都还处在“ 自动化孤岛”水平上。CIMS是未来的工业模式, 但不少企业至