管理信息系统03-1-4

1、13.1.1.1 3.1.1.1 计算机辅助设计计算机辅助设计CADCAD3.1.1.2 3.1.1.2 计算机辅助制造计算机辅助制造CAMCAM3.1.1.3 3.1.1.3 计算机辅助工艺规程计算机辅助工艺规程 CAPPCAPP3.1.1.4 3.1.1.4 计算机辅助工程计算机辅助工程 CAE CAE 3.1.1.5 3.1.1.5 产品数据管理产品数据管理PDMPDM3.1.13.1.1.7 .7 并行设计技术并行设计技术3.1.13.1.1.8 .8 快速原型制造技术快速原型制造技术3.1.13.1.1.9 .9 成组技术成组技术3.1.1.10 3.1.1.10 数控技术数控技术3

2、.1.1.11 3.1.1.11 工业机器人工业机器人3.1.1.12 3.1.1.12 自动物料储运系统自动物料储运系统3.1.1.13 3.1.1.13 柔性制造单元与系柔性制造单元与系统统2（一）基本概念（一）基本概念 虚拟制造是以计算机支持的虚拟制造是以计算机支持的仿真技术仿真技术和和虚拟现实虚拟现实技术技术为前提，对企业的全部生产经营活动进行建模，为前提，对企业的全部生产经营活动进行建模，并在计算机上并在计算机上“虚拟虚拟”地运行整个企业地运行整个企业，即实现产品，即实现产品设计、加工制造、计划制定、生产调度、经营管理、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

3、管理甚至市场营销等在内的全部成本财务管理、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。业的物理运行。3（一）基本概念（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4（二）虚拟制造系统体系结构（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

4、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5（三）虚拟制造的分类（三）虚拟制造的分类以设计为中心的虚拟制造。以设计为中心的虚拟制造。以生产为中心的虚拟制造。以生产为中心的虚拟制造。以控制为中心的虚拟制造。以控制为中心的虚拟制造。6 三者之间的关系三者之间的关系7（四）虚拟制造系统的关键技术（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(Virtual Reality Technology)8（五）虚拟制造的作用（五）虚拟制造的作用

5、 运用软件对制造系统中的五大要素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。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。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。通过服务培训等方面的

6、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，周期， 促使企业建立快速响应市场的生产经营理念。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。有效地解决那些反映在时间、成本、质量等方面的问题。9（六）典型案例（六）典型案例美国波音美国波音(BOEING) (BOEING) 公司公司VS -

7、 X VS - X 虚拟飞虚拟飞机；机； 波音波音777777型客机的设计；型客机的设计；美国戴姆勒美国戴姆勒- - 克莱斯勒克莱斯勒( DAIML ER2CHRYSL ( DAIML ER2CHRYSL ER) ER) 汽车公司汽车公司93LH 93LH 系列汽车；系列汽车；日本日本Matsushita Matsushita 公司虚拟厨房设备制造公司虚拟厨房设备制造系统；系统； 1011u冲压分析的结果冲压分析的结果n在计算上模拟零件的冲压过程n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n能精确地模拟出零件在冲压过程中的折皱,拉破现象n减少开模的失误率-车身覆盖件的

8、冲压车身覆盖件的冲压仿仿真真12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1314市场机遇制造资源制造过程虚拟产品开发和制造数字数字原型原型仿真优化结果完善制完善制造过程造过程反复完善真实产品153.1.1.1 3.1.1.1 计算机辅助设计计算机辅助设计CADCAD3.1.1.2 3.1.1.2 计算机辅助制造计算机辅助制造CAMCAM3.1.1.3 3.1.1.3 计算机辅助工艺规程计算机辅助工艺规程 CAPPCAPP3.1.1.4 3.1.1.4 计算机辅助工程计算机辅助工程 CAE CAE 3.1.1.5 3.1.

9、1.5 产品数据管理产品数据管理PDMPDM3.1.1.6 3.1.1.6 虚拟制造虚拟制造3.1.13.1.1.8 .8 快速原型制造技术快速原型制造技术3.1.13.1.1.9 .9 成组技术成组技术3.1.1.10 3.1.1.10 数控技术数控技术3.1.1.11 3.1.1.11 工业机器人工业机器人3.1.1.12 3.1.1.12 自动物料储运系统自动物料储运系统3.1.1.13 3.1.1.13 柔性制造单元与系柔性制造单元与系统统16（一）（一） 概念概念并行设计技术的产生：并行设计技术的产生： 原有的设计：企业设计活动、制造活动、销售活动等原有的设计：企业设计活动、制造活动

10、、销售活动等单独进行。单独进行。如：如：T T形汽车的设计形汽车的设计第一台低成本、集成化缸体的第一台低成本、集成化缸体的V-8V-8发动机的设计发动机的设计M-1A2M-1A2主战坦克的设计主战坦克的设计P-51P-51野马式战机野马式战机102102天天17（一）（一） 概念概念 并行设计：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。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：并行工程：”A systematic approach to the integratedA syste

11、matic approach to the integrated，parallel design parallel design of products and their related processesof products and their related processes， including manufacturing and including manufacturing and support”support” ( (并行工程是一种以集成方式并行工程是一种以集成方式 并行地并行地 设计产品以及制造和支持等相关过设计产品以及制造和支持等相关过程的系统化方法程的系统化方法) )

12、。18（二）（二） 发展阶段发展阶段（1 1）第一阶段：并行设计概念的复兴阶段，其代表性的工作是）第一阶段：并行设计概念的复兴阶段，其代表性的工作是BoothRoydBoothRoyd在在2020世纪世纪8080年代初提出的关于年代初提出的关于“面向装配的设计面向装配的设计”的概念的概念和方法和方法 ；（2 2）第二阶段：并行设计的）第二阶段：并行设计的“CAXCAX阶段阶段”（3 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）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务范围，形成了并行工程的概念；另一方面

13、，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。计学科领域。（4 4）当前阶段：发展目标是围绕并行设计的自动化）当前阶段：发展目标是围绕并行设计的自动化 。19（三）（三） 原理原理原有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RTTT TT20（三）（三） 原理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21（三）（三） 原理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

14、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22（四）并行（四）并行设计技术设计技术的实施的实施 （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DFA DFM生产准备较少23（四）并行设计技术的实施（四）并行设计技术的实施（2 2）多学科设计队伍的组织）多学科设计队伍的组织组建组建“集成产品开发团队集成产品开发团队”（Integrated product Integrated product development teamdevelopment team，简称，简称IPTIPT）小组的组成：不同部门的人员组成，每个活动建立小组的组成：不同部门