1、CAD/CAM應用技術第7章CAD/CAM集成制造造系統7.1CAD/CAM集成概述述7.2CAD/CAM的系統信信息流7.3CAD/CAM信息集成成技術7.4CAD/CAM集成系統統總體規規劃7.5CIMS計算機集集成制造造系統1.CAD/CAM集成的基基本概念念CAD/CAM系統的集集成是指指借助于于公共的的工程數數據庫、網絡通通信技術術以及標標準格式式的中性性文件接接口技術術，把CAD、CAE、CAPP、CAM以致PPS等各種功功能不同同的軟件件系統有有機地結結合起來來，保證證各系統統之間信信息的提提取、交交換、共共享和處處理，實實現軟硬硬件資源源的共享享。7.1CAD/CAM集成技術概

2、概述圖7-1產品設計計與制造造流程圖7-2集成化制制造系統統2.CAD/CAM的集成方方式從CAD/CAM系統集成成技術的的實際應應用上看看，集成成有兩種種方式：系統的集集成集成的系系統7.1CAD/CAM集成技術概概述3.CAD/CAM集成的作作用有利于發發揮設計計人員的的創造性性；有利于系系統各應應用模塊塊之間的的資源共共享，提提高了系系統運行行效率，降低系系統成本本；避免了應應用系統統間信息息傳遞誤誤差，特特別是人人為的傳傳遞誤差差，從而而提高了了產品的的質量；有利于實實現產品品的標準準化、通通用化和和系列化化；有利于實實現并行行作業，縮短產產品上市市周期、提高產產品質量量和企業業的市場

3、場競爭力力；有利于實實現面向向制造的的設計（DFM）和面向向裝配的的設計（DFA），降低低成本，提高產產品競爭爭力；有益于先先進制造造模式的的實施，擴大企企業的市市場機遇遇。7.1CAD/CAM集成技術概概述4.CAD/CAM集成的體體系結構構CAD/CAM集成系統統的結構構類型有有以下三三種：傳統型系系統改進型系系統數據驅動動型系統統7.1CAD/CAM集成技術概概述圖7-3CAD/CAM集成體系系結構市場預測生產規劃資源規劃公司層主生產計劃物料需求計劃生產能力需求計劃廠/所層質量檢測計劃質量管理信息任務劃分車間作業調度仿真車間層物料工作站刀具工作站夾具工作站工作站層加工工作站測量工作站物料

4、庫各種加工設備設備層下達任務調控進度下達設計、生產及質量管理任務下達刀夾具、物料調度、加工及質量監測任務反饋各項任務進度反饋車間生產狀態和系統狀態反饋加工、庫存及測量等多類數據反饋各類加工、測量和物料儲運工作完成情況下達加工任務分配檢測任務圖7-4CAD/CAM集成系統統遞階控控制體系系結構CAD/CAM系統的信信息流是是指產品品信息在在CAD/CAM集成系統統各模塊塊間以及及CAD/CAM集成系統統與其他他系統如如管理信信息系統統（MIS）、制造造自動化化系統（MAS）、質量量保證系系統（CAQ）等間的的流動過過程。1.CAD/CAM集成系統統模塊間間的信息息流7.2CAD/CAM的系統信信

5、息流信息流生產經營決策結構設計計與分析總體結構決策概念設計計方案決策策設計任務務規劃工藝設計過程仿真資源需求求與分析設計流管管理PDMERP市場客戶戶需求信信息產品開發發過程信息息流7.2CAD/CAM的系統信信息流信息流產品制造造過程信息息流工裝規劃劃與設計車間調度度NC指令生成仿真真生產作業業計劃質量控制制資源需求求與分析PPSPDMERP資源需求求、工藝藝設計7.2CAD/CAM的系統信信息流2.CAD/CAM集成系統統與其他他系統的的信息流流CAD/CAM系統與MIS間的信息息流CAD/ CAM系統與MAS間的信息息流CAD/CAM系統與CAQ間的信息息流7.2CAD/CAM的系統信信

6、息流CADCAECAPPCAMCAD/CAM系統MISMASCAQ圖7-6CAD/CAM系統與其其他系統統間信息息傳遞關關系圖1.CAD/CAM的集成方方法CAD/CAM有以下三三種集成成方法：基于專用用接口的的CAD/CAM集成；基于STEP的CAD/CAM集成；基于數據據庫的CAD/CAM集成。7.3CAD/CAM信息集成成技術產品設計造型幾何繪圖有限元分析優化設計模擬仿真工程數據庫CADCAE工藝過程設計工夾具設計CAPP數控編程數控加工仿真CAM生產管理系統接口系統接口系統接口系統接口圖7-10基于工程程數據庫庫的CAD/CAM集成2.CAD/CAM集成的關關鍵技術術目前，為為實現CA

7、D/CAM系統的高高度集成成，常采采用的關關鍵技術術主要有有以下幾幾方面：新一代基基于特征征的建模模技術數據交換換技術工程數據據管理技技術集成框架架(或集成平平臺)7.3CAD/CAM信息集成成技術1CAD/CAM集成分步步實施的的步驟各單項計計算機應應用系統統的開發發，如CAD、CAE、CAPP、PPC、自動化化加工和和裝配單單元、CAQ等。CAD與CAE、CAPP的集成應應用，PPC與PDC的集成應應用。這這兩項集集成可以以并行進進行或先先后進行行。CAD/CAM集成模塊塊與自動動化加工工和裝配配單元集集成為狹狹義的CAD/CAM系統，自自動化加加工和裝裝配單元元與物料料運輸系系統集成成為

8、自動動化制造造系統。以上兩兩項集成成也可以以并行進進行或先先后進行行。7.4CAD/CAM集成系統統總體規規劃狹義的CAD/CAM系統，PPC/PDC集成模塊塊和自動動化制造造系統集集成為廣廣義的CAD/CAM系統。廣義的CAD/CAM系統與CAQ模塊集成成為相當當于CIMS的信息流流系統。7.4CAD/CAM集成系統統總體規規劃CADCAECAD/CAECAPPCAD/CAE/CAPP狹義CAD/CAMPPCPDC檢測監控系統物料流裝配單元機械手CNC制造單元自動化制造系統信息流廣義CAD/CAMCIMS系統CAQ輔助設備圖7-11 CAD/CAM系統集成成步驟7.4CAD/CAM集成系統統

9、總體規規劃2CAD/CAM集成系統統總體規規劃包括括的內容容CAD/CAM集成系統統的目標標功能模塊塊的組成成信息模型型系統的總總體結構構計算機硬硬、軟件件系統的的配置方方案7.5CIMS計算機集集成制造造系統1.CIM與CIMS的基本概概念CIM的提出：1973年美國國Dr.JosephHarrington提出CIM哲理（ComputerIntegrated Manufacturing)，2個要點：企業的各各個生產產環節是是不可分分割的，需要統統一考慮慮整個生產產過程實實質上也也是對信信息的采采集、傳傳遞和加加工處理理的過程程，在企企業中主主要存在在信息流流和物流流這兩種種運動過過程，而而物

10、流又又是受信信息流控控制的。863/CIMS的定義“CIM作為一種種組織、管理與與進行企企業生產產的哲理理，將信息技技術、現現代管理理技術、系統工工程技術術和制造造技術相相結合，并應用用于企業業產品全全生命周周期（從從市場需需求分析析到最終終報廢處處理）的的各個階階段。通通過信息息集成、過程優優化及資資源優化化，實現現物流、信息流流、價值值流的集集成和優優化運行行達到人人（組織織、管理理）、經經營和技技術三要要素的集集成。以以加強企企業新產產品開發發的T（技術）、Q（質量）、C（成本）、S（服務）、E（環境），從而提提高企業業的市場場應變能能力和競競爭能力力。”7.5CIMS計算機集集成制造造

11、系統2.CIMS的基本構構成CIMS的基本要要素CIMS系統的集集成7.5CIMS計算機集集成制造造系統圖7-12CIMS三要素之之間的關關系CIMS系統集成成的特征征數據共共享系系統內內部各個個子系統統間可實實現信息息共享。功能交交互通通過統統一的執執行控制制程序來來組織和和協調系系統內部部各子系系統的運運行，實實現功能能的交互互。開放式式結構系系統統內部各各個子系系統間易易于實現現信息交交換，系系統與外外部其他他系統之之間也能能通過外外部接口口實現信信息互通通。7.5CIMS計算機集集成制造造系統物理系統互連數據交換規則與慣例系統內部通訊物理系統集成公共（共享）數據資源公共服務執行環境可移

12、式應用與分布系統應用系統集成生產和過程仿真自動化的經營過程監控基于知識的決策支持人的集成經營集成CIMS集成的層層次單項技術術（自動動化孤島島）聯系系起來相互交換換信息和和數據整個系統統內部各各種應用軟件件的集成成CIMS的最高階階段即人的集集成。CIMS阻力的70%來源于人人，11%對成本的評評估，9%的技術元件件.7.5CIMS計算機集集成制造造系統集成發展展階段19851995199921世紀信息集成企業集成制造網絡過程集成7.5CIMS計算機集集成制造造系統客戶CIMS第三版的圓輪圖人員與組織全球組織客戶支持制造產品與工藝雇員責任市場交易物人料工具信息技術供應銷售渠道銷售和促銷顧客服務生命周期過渡系統設計企業定義零部件設計不斷改進文件和發布資源規劃經營計劃零部件制造組裝和測試物料管理共享知識系統商資源投資者團體規章倫