现代制造业信息化技术

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1、现代制造业信息化技术主讲人：刘文剑、金天国现代制造业信息化技术1、制造业信息化的先进理念与模式2、制造业信息化总体设计与实施3、制造业信息化系统建模技术4、制造业信息化的技术集成5、制造业信息化的生产过程管理集成目录目录1、制造业信息化的先进理念与模式1.1面向产品生命周期的设计（DFX）1.2并行工程（CE）1.3敏捷制造（AM）1.4虚拟制造（VM）1.5计算机集成制造系统（CIMS）1.6绿色制造（GM）1、制造业信息化的先进理念与模式1.1面向产品生命周期的设计（DFX）1.1.1基本概念DFX是一种哲理，是一种设计方法，它强调产品

2、设计与过程设计同步进行，要求所有的产品开发人员都应该在产品的设计阶段尽量考虑产品整个生命周期的各项因素的影响。1.1面向产品生命周期的设计（DFX）(4-8)1.1面向产品生命周期的设计（DFX）1.1.2DFX分类X代表决定产品竞争能力的因素；X代表产品生命周期的某一个环节。1.1面向产品生命周期的设计（DFX）1.1.3面向集成的DFM技术狭义的DFM是指零件的DFM。对零件设计的优化分析技术，零件设计时考虑相关约束影响；材料成本的最小化、加工工艺的最优化、可制造性等。广义的DFM是指产品的DFM。包括：1）零件的DFM；2）面向装配的

3、设计（DFA）；对产品结构进行优化设计，包括对组成产品零件的分析和对零件之间装配关系的分析。3）成本早期预估（earlycostevaluating)。1.1面向产品生命周期的设计（DFX）1.1.4集成化DFM系统的体系结构DFM系统的系统结构可以分为4个阶段：1）产品概念设计及其评价概念设计：功能建模，方案设计；评价：方案优选、批量与类型。2）产品结构设计及其评价设计：最佳方案结构化；评价：可装配性、成本和功能。3）详细设计及其评价设计：零部件及其工艺；评价：可制造性。1.1面向产品生命周期的设计（DFX）4）产品总体性能评价产品功能、

4、性能和成本等。右图是基于集成的DFM系统体系结构。1.2并行工程（CE）1.2.1基本概念并行工程是对产品设计及其相关过程（包括制造过程和支持过程）进行并行、一体化设计的一种系统化的工作模式，是一种指导新产品开发的哲理。其运行机理表现在：一方面突出了人的作用，强调团队的协同工作；另一方面要求一体化、并行进行相关过程的设计，尤其是强调概念设计阶段的并行和协调。1.2并行工程（CE）(9-16)串行与并行开发过程比较1.2并行工程（CE）1.2.2并行产品开发的特点并行工程是对产品开发模式的一种变革：1）在组织方面，通过组建多学科小组来促进设计

5、过程的协作与并行；2）在管理方面，通过改革管理方式和机构重组，建立扁平化的生产管理模式，实现跨时域、跨功能、多目标的决策与协调；3）在技术方面，不仅继承和发展了传统的CAD/CAM技术，而且还采用了多种并行工程的使能工具(如DFX工具)及集成技术。1.2并行工程（CE）并行产品开发的特点如下：1）在产品设计期间，并行地处理整个产品生命周期中各个环节的关系与影响因素；2）组织基于产品生命周期的跨部门多学科的集成产品开发团队；3）具有支持并行处理的信息集成支撑工具；①项目管理系统：主要功能是任务分解、进度安排和跟踪、资源分配、成本核算和功能分析

6、。②工作流管理系统（WFM）：是人与计算机共同工作的自动化协调、控制和通信系统。如SoftwareLey公司的COSAWorkflow，IBM公司的FlowMark、Staffware公司的Staffware。1.2并行工程（CE）③群体决策支持系统：决策室、工程室、远程会议系统、电子邮件与语言邮件。系统软件如Banxia公司的DecisionExplorer。4）协同工作环境是实施并行工程的必要条件；协同工作的7个要素：协作（Collaboration）、信任（Commitment）、交流（Communications）、折中（Compr

7、omise）、一致（Consensus)、不断提高（Continuousimprovement）和协调（Coordination）支持人类协同工作的计算机工具被称为CSCW(computer-supportedcooperativework)CSCW的概念：利用多媒体技术、网络与通信技术、分布式处理技术等建立一个多模式的协同工作环境。5）设计一开始就考虑影响产品质量的所有因素，保证产品开发一次性成功。1.2并行工程（CE）1.2.3实施并行工程的4个要素(1)组织结构变革，产品开发队伍（IPT）重构；团队有四种形式：①任务级（task）；②

8、项目级（program）③工程级（project）；④企业级（enterprise）(2)过程重组，将串行产品开发流程变成集成的、并行的产品开发过程；(3)数字化产品定义，包括数