机械制造基础之先进制造技术-(PPT-141页)课件.ppt
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- 机械制造 基础 先进 制造 技术 PPT 141 课件
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1、 制造业处于国家工业的中心地位,是工业化、现代制造业处于国家工业的中心地位,是工业化、现代化建设的发动机和动力源,是国际竞争中取胜的法宝、化建设的发动机和动力源,是国际竞争中取胜的法宝、技术进步的舞台、国防安全的保障、发展现代文明的技术进步的舞台、国防安全的保障、发展现代文明的物质基础。物质基础。&Prof.Dr.-Ing Bullinger 78 80 828486 88 90 92 94 962时间时间46810平均产品寿命 TL平均开发时间 TDTD TL年数年数产品上市 时间 产品市场寿命=10 年X构想&Siemens AG假设假设:5 年的产品寿命;20%的市场增长率;每年 2%的
2、价格降低。利润减少利润减少4%22%33%原因原因 开发成本 增加 50%制造成本 增加 10%产品上市 延迟6个月0200400600800100012001400单位:10亿美元LucentCiscoMicrosoftNokiaIntel人类社会6000年挖掘的黄金(1998年价)0255075100低高扰动程度80年代90年代54503027252236546045382836554651415363535251633964644154627640555674/质量意识价格意识服务水平对替代品的脆弱性产品生命周期经济循环依赖水平流行 时尚意识竞争强度消费者需求及欲望的变化程度购买者能力技
3、术变化率饱和水平愿望的一致程度需求水平稳定性需求及消费者欲望的确定性必需品 奢侈品价格竞争 产品的差异性以产品为中心以顾客为中心以市场为中心TQCSEK 物料需求计划 MRP42产品信息(物料清单)(工艺路线)库存信息3(物料可用量)主生产计划 MPS 1潜在客户预测合同采购计划生产计划物 料 号:10000 计量单位:件件 批量:10 现 有 量:8 物料名称:X 分 类 码:08 提前期:2 累计提前期:28物料清单物料清单(BOM)基本内容基本内容 1.2.3.2.3 1.2 1.层次物料号1100011100111101120011210120001210013000 A C O D
4、P B R E计量单位 件 件 m2 件 m3 件 m3 套数量1.01.01.04.00.24.00.21.0类型生效日期失效日期物料名称成品率 累计提前期ABC 码 M M B M B M B B199901011999010119990101199901011999010119990101199901011999010199999999999999999999999999999999199912319999999999999999999999991.001.000.901.000.901.001.001.0026.015.012.022.020.017.010.0 5.0AABCCBCC
5、 主生产计划MRP计算:一 生产哪些零部件、数量多少二 何时下达零部件的生产任务、何时发货计划下达的任务(订购/生产)零部件和材料的库存文件在制品文件产品结构文件即物料清单BOM订购余额文件 MRP执行结果反馈进行能力的负荷平衡NNYY经营计划生产计划大纲主生产计划粗能力计划物料需求计划能力需求计划采购生产活动控制派工 输入/输出控制财务及成本管理是否可行是否可行闭环MRP闭环闭环MRP与与MRP MRP MRP II ERP的扩展关系的扩展关系ERP需求市场需求市场/制造企业制造企业/供应市场供应市场 信息集成信息集成面向供需链面向供需链Enterprise Resource Plannin
6、g MRP II物料物料/资金信息集成资金信息集成面向企业面向企业Manufacturing Resource Planning MRP物料信息物料信息集成集成Material Requirements Planning MRP-MRP II-ERP 功能扩展法制条例控制流程工业管理运输管理仓库管理设备维修管理质量管理产品数据管理 MRP MRP II ERP 70年代 80年代 90年代 销售管理财务管理成本管理物流资金流 信息集成多行业、多地区、多业务 供需链信息集成(不断扩展)客户关系管理Internet/Intranet MPS,MRP,CRP库存管理工艺路线工作中心 BOMMPS,M
7、RP,CRP库存管理工艺路线工作中心BOM销售管理财务管理成本管理 库存计划物料信息集成MPS,MRP,CRP库存管理工艺路线工作中心BOM 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
8、、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(computer integrated manufacturing system)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。销售部门销售部门制造部门制造部门技术部门技术部门Teamwork 信息集成过程集成企业间集成 MFG制造Finance财务Distribution分销Purchasing 采购Sales销售Design设计从早期的以信息集成为特征的计算机集成制造系统计算机集成制造系统客户客户Customers供应商供应商Suppliers价值链以过程集成和企业优化为特征的现代集成制
9、造系统现代集成制造系统大制造,大系统大制造,大系统 CIMS实现的关键技术:并行工程产品数据管理 PDM项目管理快速原型技术拟实制造大规模定制生产 并行工程并行工程(Concurrent Engineering,CE)是是指:指:集成集成、并行地设计产品及其相关并行地设计产品及其相关的各种过程(包括制造过程和支持过程)的系的各种过程(包括制造过程和支持过程)的系统方法。这种方法要求产品开发人员在设计一统方法。这种方法要求产品开发人员在设计一开始就考虑产品整个生命周期中从概念形成到开始就考虑产品整个生命周期中从概念形成到产品报废处理的所有因素,包括质量、成本、产品报废处理的所有因素,包括质量、成
10、本、进度计划和用户要求进度计划和用户要求。顺序方法开发产品的弊端产品设计工艺规划加工装配市场需求无法加工装配困难 需求分析产品设计过程设计原型产品a)串行方法需求分析产品设计过程设计原型产品b)并行方法CE依赖于产品开发中各学科、各职能部门人员相互合作,相互信任和共享信息,通过彼此间有效地通讯和交流,尽早考虑产品全生命周期中的各种因素,尽早发现和解决问题,以达到各项工作协调一致。CE方法有别于传统的强调“分工”的管理方式,是一种在更深层次上的集成(人、技术、管理的集成;产品设计及其相关过程设计的集成)。CE的核心是产品及其相关过程(加工工艺、装配、检测、质量控制、销售、售后服务)设计的集成。C
11、E 效益缩短新产品开发周期4060%;提高设计质量(早期生产中工程变更次数减小一半以上,产品报废及反复工作减小75%);制造成本下降3040%工厂组织机构分散工人的培养方式是师傅带徒弟、工人操作技能高、手工操作进行生产采用通用机械、实行单件生产产量低、质量差、成本高 (2)大量生产方式的兴起)大量生产方式的兴起 1908年,世界著名的T型汽车诞生。福特设想像生产别针和火柴那样生产T型车。因此为生产技术进行了一系列的改型,并将改进后的生产方式称为大量生产方式。其特点:产品、零部件标准化,装配的简单化 在劳动组织上,最大限度地采用分工的原则 采用流水生产线生产方式,总装每辆轿车的工时由750分下降
12、到93分,减少88;每台发 动机所需要的工时由750分下降到226分,减少62。在组织结构上,追求纵向一体化 1989年世界汽车装配厂比较(平均值)年世界汽车装配厂比较(平均值)三种生产方式的比较三种生产方式的比较 日本公司采用日本公司采用LP效果表效果表 加强沟通重视培养和发扬集体主义的团队精神 (4)将)将“推动式推动式”生产控制系统变为生产控制系统变为“拉动式拉动式”生产控制生产控制系统系统“推动式”“拉动式”或“牵引式”提高生产效率、提高生产效率、产品质量、降低产品质量、降低成本成本 图图4-3 奥匹兹奥匹兹(OPITZ)编码系统编码系统 柔性制造系统(柔性制造系统(FMS,flexi
13、ble manufacturing system)是由统一的)是由统一的信息控制系统、物料储运系统和一组数控加信息控制系统、物料储运系统和一组数控加工设备组成,能适应加工对象变换的自动化工设备组成,能适应加工对象变换的自动化机械制造系统。机械制造系统。柔性制造系统的特点柔性制造系统的特点:)生产自动化:可实现生产过程的自动管理、信息的自)生产自动化:可实现生产过程的自动管理、信息的自动收集传输、制造质量自动控制和故障自动诊断处理。动收集传输、制造质量自动控制和故障自动诊断处理。)物流自动化:可实现刀具、工装、工件等生产资源的)物流自动化:可实现刀具、工装、工件等生产资源的自动供给、运输和存储。
14、自动供给、运输和存储。)生产能力柔性化:仅通过更改软件或系统参数就可以)生产能力柔性化:仅通过更改软件或系统参数就可以生产某类型多种不同的零件。生产某类型多种不同的零件。)工艺柔性化:能以多种方法加工某零件,实现对零件)工艺柔性化:能以多种方法加工某零件,实现对零件的多机床混流加工。的多机床混流加工。)生产调度优化:能实现对生产资源的优化调度和配置)生产调度优化:能实现对生产资源的优化调度和配置管理,实现生产的无人化或少人化。管理,实现生产的无人化或少人化。过程过程控制控制生产生产调度调度过程过程监视监视 FMS的组成零件零件 PDM(Product Data Management)是一个方法
15、论和一整套帮助企业管理产品数据和产品研发过程的工具。PDM系统帮助组织产品设计,完善产品结构,确保设计、制造所需的大量的数据和信息清楚明了,从而构筑一个信息平台对产品进行支持和维护,保证有竞争力产品的及时交付。PDM系统管理产品生命周期的整个过程,组织协调诸如开发过程中设计评审、批准、变更及产品发布等事件,并最终落实到工作流和流程管理。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 在开发和设计中,正确的文档应该在正确的时候送在开发和设计中,正确的文档应该在正确的时候送到正确的地方到正确的地方图
16、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利用利用PDM可以大大简化开发和设计工作可以大大简化开发和设计工作M-CADE-CADCAPPFEMDTPPDMClientPDMClientPDMClientMetadaten文件系统文件系统文档文档PDMServerDBServer数据库数据库PDMServerInternet/LAN/WANClientLocalFilesFilesDBFilesDBFilesDB 快速原型制造(快速原型制造(Rapid
17、 Photograph Manufacturing RPM),又称),又称“快速成形技术快速成形技术”(Rapid Photograph RP)或或“分层制造分层制造”(Layer Manufacturing LM),是),是20世纪世纪80年代后期迅速发展起来的一种新型制造技术。年代后期迅速发展起来的一种新型制造技术。它将计算机辅助设计(它将计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造)、计算机辅助制造(CAM)、计算机数控()、计算机数控(CNC)、精密伺服驱动、新材料)、精密伺服驱动、新材料等先进技术集于一体,依据计算机上构成的产品三维设计模等先进技术集于一体,依据计算机上构成的产品三维设计
18、模型,对其进行分层切片,得到各层截面的轮廓。型,对其进行分层切片,得到各层截面的轮廓。RP 技术在不需要任何刀具、模具及工装卡具的情况下,技术在不需要任何刀具、模具及工装卡具的情况下,可将任意复杂形状的设计方案快速转换为三维的实体模型或可将任意复杂形状的设计方案快速转换为三维的实体模型或样件,这就是样件,这就是 RP 技术所具有的潜在的革命意义。技术所具有的潜在的革命意义。原型含义?原型含义?用来建造未来模型或系统基础的一个初始模型或系统,它包括从概念设计到具有完整功能制品的有形和无形展示。原型可分为物理原型和分析原型。物理原型:近似或直接为产品的有形实体表示,物理原型是实际存在的,可以进行检
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