CADCAM集成制造系统概述

1、CAD/CAM应用技术第7章CAD/CAM集成制造造系统7.1CAD/CAM集成概述述7.2CAD/CAM的系统信信息流7.3CAD/CAM信息集成成技术7.4CAD/CAM集成系统统总体规规划7.5CIMS计算机集集成制造造系统1.CAD/CAM集成的基基本概念念CAD/CAM系统的集集成是指指借助于于公共的的工程数数据库、网络通通信技术术以及标标准格式式的中性性文件接接口技术术，把CAD、CAE、CAPP、CAM以致PPS等各种功功能不同同的软件件系统有有机地结结合起来来，保证证各系统统之间信信息的提提取、交交换、共共享和处处理，实实现软硬硬件资源源的共享享。7.1CAD/CAM集成技术概

2、概述图7-1产品设计计与制造造流程图7-2集成化制制造系统统2.CAD/CAM的集成方方式从CAD/CAM系统集成成技术的的实际应应用上看看，集成成有两种种方式：系统的集集成集成的系系统7.1CAD/CAM集成技术概概述3.CAD/CAM集成的作作用有利于发发挥设计计人员的的创造性性；有利于系系统各应应用模块块之间的的资源共共享，提提高了系系统运行行效率，降低系系统成本本；避免了应应用系统统间信息息传递误误差，特特别是人人为的传传递误差差，从而而提高了了产品的的质量；有利于实实现产品品的标准准化、通通用化和和系列化化；有利于实实现并行行作业，缩短产产品上市市周期、提高产产品质量量和企业业的市场

3、场竞争力力；有利于实实现面向向制造的的设计（DFM）和面向向装配的的设计（DFA），降低低成本，提高产产品竞争争力；有益于先先进制造造模式的的实施，扩大企企业的市市场机遇遇。7.1CAD/CAM集成技术概概述4.CAD/CAM集成的体体系结构构CAD/CAM集成系统统的结构构类型有有以下三三种：传统型系系统改进型系系统数据驱动动型系统统7.1CAD/CAM集成技术概概述图7-3CAD/CAM集成体系系结构市场预测生产规划资源规划公司层主生产计划物料需求计划生产能力需求计划厂/所层质量检测计划质量管理信息任务划分车间作业调度仿真车间层物料工作站刀具工作站夹具工作站工作站层加工工作站测量工作站物料

4、库各种加工设备设备层下达任务调控进度下达设计、生产及质量管理任务下达刀夹具、物料调度、加工及质量监测任务反馈各项任务进度反馈车间生产状态和系统状态反馈加工、库存及测量等多类数据反馈各类加工、测量和物料储运工作完成情况下达加工任务分配检测任务图7-4CAD/CAM集成系统统递阶控控制体系系结构CAD/CAM系统的信信息流是是指产品品信息在在CAD/CAM集成系统统各模块块间以及及CAD/CAM集成系统统与其他他系统如如管理信信息系统统（MIS）、制造造自动化化系统（MAS）、质量量保证系系统（CAQ）等间的的流动过过程。1.CAD/CAM集成系统统模块间间的信息息流7.2CAD/CAM的系统信信

5、息流信息流生产经营决策结构设计计与分析总体结构决策概念设计计方案决策策设计任务务规划工艺设计过程仿真资源需求求与分析设计流管管理PDMERP市场客户户需求信信息产品开发发过程信息息流7.2CAD/CAM的系统信信息流信息流产品制造造过程信息息流工装规划划与设计车间调度度NC指令生成仿真真生产作业业计划质量控制制资源需求求与分析PPSPDMERP资源需求求、工艺艺设计7.2CAD/CAM的系统信信息流2.CAD/CAM集成系统统与其他他系统的的信息流流CAD/CAM系统与MIS间的信息息流CAD/ CAM系统与MAS间的信息息流CAD/CAM系统与CAQ间的信息息流7.2CAD/CAM的系统信信

6、息流CADCAECAPPCAMCAD/CAM系统MISMASCAQ图7-6CAD/CAM系统与其其他系统统间信息息传递关关系图1.CAD/CAM的集成方方法CAD/CAM有以下三三种集成成方法：基于专用用接口的的CAD/CAM集成；基于STEP的CAD/CAM集成；基于数据据库的CAD/CAM集成。7.3CAD/CAM信息集成成技术产品设计造型几何绘图有限元分析优化设计模拟仿真工程数据库CADCAE工艺过程设计工夹具设计CAPP数控编程数控加工仿真CAM生产管理系统接口系统接口系统接口系统接口图7-10基于工程程数据库库的CAD/CAM集成2.CAD/CAM集成的关关键技术术目前，为为实现CA

7、D/CAM系统的高高度集成成，常采采用的关关键技术术主要有有以下几几方面：新一代基基于特征征的建模模技术数据交换换技术工程数据据管理技技术集成框架架(或集成平平台)7.3CAD/CAM信息集成成技术1CAD/CAM集成分步步实施的的步骤各单项计计算机应应用系统统的开发发，如CAD、CAE、CAPP、PPC、自动化化加工和和装配单单元、CAQ等。CAD与CAE、CAPP的集成应应用，PPC与PDC的集成应应用。这这两项集集成可以以并行进进行或先先后进行行。CAD/CAM集成模块块与自动动化加工工和装配配单元集集成为狭狭义的CAD/CAM系统，自自动化加加工和装装配单元元与物料料运输系系统集成成为

8、自动动化制造造系统。以上两两项集成成也可以以并行进进行或先先后进行行。7.4CAD/CAM集成系统统总体规规划狭义的CAD/CAM系统，PPC/PDC集成模块块和自动动化制造造系统集集成为广广义的CAD/CAM系统。广义的CAD/CAM系统与CAQ模块集成成为相当当于CIMS的信息流流系统。7.4CAD/CAM集成系统统总体规规划CADCAECAD/CAECAPPCAD/CAE/CAPP狭义CAD/CAMPPCPDC检测监控系统物料流装配单元机械手CNC制造单元自动化制造系统信息流广义CAD/CAMCIMS系统CAQ辅助设备图7-11 CAD/CAM系统集成成步骤7.4CAD/CAM集成系统统

9、总体规规划2CAD/CAM集成系统统总体规规划包括括的内容容CAD/CAM集成系统统的目标标功能模块块的组成成信息模型型系统的总总体结构构计算机硬硬、软件件系统的的配置方方案7.5CIMS计算机集集成制造造系统1.CIM与CIMS的基本概概念CIM的提出：1973年美国国Dr.JosephHarrington提出CIM哲理（ComputerIntegrated Manufacturing)，2个要点：企业的各各个生产产环节是是不可分分割的，需要统统一考虑虑整个生产产过程实实质上也也是对信信息的采采集、传传递和加加工处理理的过程程，在企企业中主主要存在在信息流流和物流流这两种种运动过过程，而而物

10、流又又是受信信息流控控制的。863/CIMS的定义“CIM作为一种种组织、管理与与进行企企业生产产的哲理理，将信息技技术、现现代管理理技术、系统工工程技术术和制造造技术相相结合，并应用用于企业业产品全全生命周周期（从从市场需需求分析析到最终终报废处处理）的的各个阶阶段。通通过信息息集成、过程优优化及资资源优化化，实现现物流、信息流流、价值值流的集集成和优优化运行行达到人人（组织织、管理理）、经经营和技技术三要要素的集集成。以以加强企企业新产产品开发发的T（技术）、Q（质量）、C（成本）、S（服务）、E（环境），从而提提高企业业的市场场应变能能力和竞竞争能力力。”7.5CIMS计算机集集成制造造

11、系统2.CIMS的基本构构成CIMS的基本要要素CIMS系统的集集成7.5CIMS计算机集集成制造造系统图7-12CIMS三要素之之间的关关系CIMS系统集成成的特征征数据共共享系系统内内部各个个子系统统间可实实现信息息共享。功能交交互通通过统统一的执执行控制制程序来来组织和和协调系系统内部部各子系系统的运运行，实实现功能能的交互互。开放式式结构系系统统内部各各个子系系统间易易于实现现信息交交换，系系统与外外部其他他系统之之间也能能通过外外部接口口实现信信息互通通。7.5CIMS计算机集集成制造造系统物理系统互连数据交换规则与惯例系统内部通讯物理系统集成公共（共享）数据资源公共服务执行环境可移

12、式应用与分布系统应用系统集成生产和过程仿真自动化的经营过程监控基于知识的决策支持人的集成经营集成CIMS集成的层层次单项技术术（自动动化孤岛岛）联系系起来相互交换换信息和和数据整个系统统内部各各种应用软件件的集成成CIMS的最高阶阶段即人的集集成。CIMS阻力的70%来源于人人，11%对成本的评评估，9%的技术元件件.7.5CIMS计算机集集成制造造系统集成发展展阶段19851995199921世纪信息集成企业集成制造网络过程集成7.5CIMS计算机集集成制造造系统客户CIMS第三版的圆轮图人员与组织全球组织客户支持制造产品与工艺雇员责任市场交易物人料工具信息技术供应销售渠道销售和促销顾客服务生命周期过渡系统设计企业定义零部件设计不断改进文件和发布资源规划经营计划零部件制造组装和测试物料管理共享知识系统商资源投资者团体规章伦