世纪的先进制造技术.ppt

21世纪的先进制造技术1 21世纪的产品特点 2 21世纪制造企业的环境3 现代集成制造技术21世纪的产品特点•产品结构的特点 知识-->技术-->产品的时间越来越来短、 结构越来越复杂 •1782年摄影原理到1838年照相机 56年•1831年电机原理到1872年发动机 41年•1948年半导体到1954年半导体收音机 6年21世纪的产品特点•产品的批量 更小•产品价格的特点 取决于独占知识的含量•产品的市场特点•顾客对产品功能、性能、质量、服务 更高•参与全球竞争 更加激烈现代制造企业环境的变化n大市场和大竞争；大市场和大竞争；n产品生命周期缩短；产品生命周期缩短；n交货期成为主要竞争因素；交货期成为主要竞争因素；n用户需求个性化用户需求个性化, 多品种小批量多品种小批量生产生产 比例增大比例增大发达国家的制造业发展迅速例：波音777的设计和制造是20世纪90年代制造业的标志性进展n全数字化定义——无纸生产；n数字化预装配——无金属样机的生产(虚拟)n广域网上的异地设计、异地制造；n基于ＳＴＥＰ的数据交换；n协同工作小组（Team work) 238设计制造周期大大缩短：　　波音757,767 —— 9-10年　　波音7７7缩短到4.5年，并获得巨大的独占性利润，每架波音777要价1.4亿美元。

信息时代造成了跨国公司的垄断性n跨国公司的生产总值占工业化国家生产总值的跨国公司的生产总值占工业化国家生产总值的 40%；；n跨国公司的贸易额占世界贸易总值的跨国公司的贸易额占世界贸易总值的 50%；；n跨国公司的工业研制费占世界总值的跨国公司的工业研制费占世界总值的 80%；；n跨国公司操纵了世界技术转让的跨国公司操纵了世界技术转让的 75%；；n跨国公司操纵了对发展中国家技术贸易的跨国公司操纵了对发展中国家技术贸易的 90%90年代国际水平的占30% 80年代国际水平的占40%2000多种主导产品的平均生命周期为10.5年是美国产品3.5倍美国新产品贡献率已达到生产总值的52%　我国仅为5.9%　我国的技术来源主要依赖国外技术，企业技术创新能力低下我国制造业的严峻形势我国机械工业主导产品设计在整个生产周期中所占的比重设计开发设计开发制造制造时间百分比（%)开发设计工作的重要性开发设计生产准备与加工原材料与外购件的采购管理和销售010203040506070开发设计生产准备与加工原材料与外购件的采购管理和销售对成本的影响所需的工时成本个性化个性化 ！！将核心工作放在本企业两头在内，中间在外两头在内，中间在外开发设计开发设计市场销售市场销售制造制造成功企业的关键因素• 上市时间上市时间 T• 质量质量 Q• 产品成本产品成本 C• 服务服务 S• 灵活性灵活性 ＦＦ•　环境　　　环境　　 ＥＥ“快鱼”吃“慢鱼”现代制造系统的模式和哲理• 成组技术成组技术 (相似性相似性)• CIM (集成集成)• 并行工程并行工程 (同步同步)• JIT (准确准确)• 智能制造系统智能制造系统 (智能智能)• 敏捷制造敏捷制造敏捷制造敏捷制造 (灵活灵活)• 精益生产精益生产 (简化简化)• 合理化工程合理化工程 (重组、标准化重组、标准化)• 业务过程重组业务过程重组BPR(重组重组)TQCSFE现代集成制造技术现代集成制造技术 J. Harringtong 博士 Computer Integrated Manufacturing 计算机集成制造 CIM 基本思想•企业的各个生产环节是不可分割的，应该加以统一处理；•整个生产过程实质上也是对信息的采集、传递和加工处理的过程，在企业中主要存在信息流和物流这两种运动过程，而物流又是受信息流控制的。

“自动化孤岛自动化孤岛”1 + 1 = 2 ? 将将“自动化孤岛自动化孤岛”集成在一起集成在一起将将“自动化孤岛自动化孤岛”集成在一起集成在一起产品形成过程 昨天-今天-明天 产品规划概念设计生产准备详细设计昨天昨天昨天昨天过程序列产品规划 概念设计 详细设计 生产准备PDM数字模型过程管理明天明天明天明天过程流产品规划概念设计详细设计生产准备PDM今天今天今天今天过程链CIM是一种组织、管理与运行企业的哲理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结合，借助计算机（硬、软件），使企业产品全生命周期——市场需求分析、产品定义、研究开发、设计、制造、支持（包括质量、销售、采购、发送、服务）以及产品最后报废、环境处理等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、物流和价值流有机集成并优化运行，实现企业制造活动的计算机化、信息化、智能化、集成优化，以达到产品上市快、高质、低耗、服务好、环境清洁，进而提高企业的柔性、健壮性、敏捷性，使企业赢得市场竞争CIMS是一种基于CIM哲理构成的计算机化、信息化、智能化、集成优化的制造系统。

CIM和和CIMS的定义的定义lCIM是一种组织、管理与运行企业的哲理其目的是使企业达到产品上市快、高质、低耗、服务好、环境清洁，进而提高企业的柔性、健壮性、敏捷性，使企业赢得市场竞争因此，CIM/CIMS不是企业的目标，而是达到企业目标的手段之一；l企业生产过程中的各个环节是一个不可分的整体，要以系统的观点进行优化此处的优化是指对企业生产过程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、物流和价值流有机集成并优化；lCIM技术是传统的制造技术与现代信息技术、管理技术、自动化技术、系统工程技术等的有机结合，其包括总体技术、支撑技术、设计自动化技术、制造自动化技术和管理自动化技术；lCIMS的主要特点是计算机化、信息化、智能化、集成优化，CIM哲理和相关技术既可用于离散型制造业，也可用于流程和混合型制造业；lCIM是生产力发展的必然结果；CIM不是排他的，如CIM与LP对对CIM和和CIMS的进一步说明的进一步说明CIMS的集成的集成集成的内容集成的内容集成的内容集成的内容p 功能集成功能集成p 组织集成组织集成p 信息集成信息集成p 过程集成过程集成集成的范围集成的范围集成的范围集成的范围p 功能集成功能集成p 组织集成组织集成销售部门销售部门制造部门制造部门技术部门技术部门传统的组织结构传统的组织结构 面向功能的组织结构面向功能的组织结构面向功能的组织结构面向功能的组织结构现代的组织结构现代的组织结构 面向过程的组织结构面向过程的组织结构面向过程的组织结构面向过程的组织结构TeamworkCIMS的发展信息集成过程集成企业间集成离散制造业CIMS的关键技术n并行工程n产品数据管理 PDMn项目管理n快速原型技术n拟实制造n大规模定制生产并行工程(Concurrent Engineering，CE)并并行行工工程程是是集集成成地地、、并并行行地地设设计计产产品品及及其其相相关关的的各各种种过过程程（（包包括括制制造造过过程程和和支支持持过过程程））的的系系统统方方法法。

这这种种方方法法要要求求产产品品开开发发人人员员在在设设计计一一开开始始就就考考虑虑产产品品整整个个生生命命周周期期中中从从概概念念形形成成到到产产品品报报废废处处理理的的所所有有因因素素，，包包括括质质量量、、成成本本、、进进度度计计划划和和用用户户要求丰田汽车公司的并行工程系统规划车型设计产品设计生产准备生产财务财务 . 会计会计Finance /Accounting开发期开发期Length of Development Time规划Planning 车形 设计 Styling design Engineering 产品设计DesignPrototypeFabrication & Testing 试制评价 Productionengineering 生产准备生产 Production零部件厂家零部件厂家Parts suppliers Production engineeringProduction规划规划 Planning车形设计车形设计Styling design产品设计产品设计Engineering Design试制试制 . 评价评价PrototypeFabrication& Testing生产准备生产准备 生产生产 试制评价在开发和设计的工作中，正确的文档应该在正确的时候送到正确的地方l需求需求功能图功能图计算资料计算资料产品目录产品目录标准标准图纸图纸零件表零件表准则准则规格说明书规格说明书材料表材料表工具单工具单DINISO 重要工作重要工作重要工作重要工作– –查找查找– –通知通知– –检查检查– –归档归档– –分类分类– –设计设计– –计算计算– –绘图绘图– –建立零件表建立零件表– –修改修改利用PDM可以大大简化开发和设计工作图纸管理图纸管理文档管理文档管理零件分类零件分类产品结构管理产品结构管理BOM生成生成2D / 3D - CADFEMDTP文档保存文档保存基于基于PDM的系统解决方案的系统解决方案零件管理零件管理产品数据管理（PDM）的原理M-CADE-CADCAPPFEMDTPPDMClientPDMClientPDMClientMetadaten文件系统文件系统文档文档PDMServerDBServer数据库数据库利用 PDM实现异地设计PDMServerInternet / LAN / WANClientLocalFilesFilesDBFilesDBFilesDBPDM系统中工作流管理CIMS推广应用总方针推广应用总方针。

效益驱动，总体规划，分步实施，效益驱动，总体规划，分步实施， 重点突破，推广应用重点突破，推广应用浙江省推广应用浙江省推广应用CIMS现状：现状： 7家企业，家企业，14家企业家企业。