江苏科技大学现代制造技术-考试纲领

1.制造业信息化制造业信息化是指充分利用以现代信息技术为代表的高新技术对传统产业的渗透以及信息技术与其它专业技术的融合，在制造企业行业里的产品全生命周期中，通过信息技术的应用、信息资源的开发、利用、集成和共享，达到企业资源的优化配置和高效运转，从而提高制造业的经济效益和整体竞争力，改造和提升传统的制造行业1.1信息化技术融入生产管理设计中：统一定义技术资料、设计图纸、工艺文件、生产管理数据及财务数据等，使用统一数据库，把分散在个部门的设计图纸、工艺、资料、文件、台账改造成共享数据库中的数据，由PDM和ERP分工管理，严格维护。其核心要素是数据平台的建设和数据的深度挖掘，将现代信息技术与先进的管理理念相融合，通过信息管理系统把企业的设计、采购、生产、制造、财务、营销、经营、管理等各个环节集成起来，共享信息和资源，同时利用现代的技术手段来寻找自己的潜在客户，有效地支撑企业的决策系统，达到降低库存、提高生产效能和质量、快速应变的目的。转变企业生产方式、经营方式、业务流程、传统管理方式和组织方式，增强企业的市场竞争力；重新整合企业内外部资源，提高企业效率和效益。1.2信息化技术融入产品中：指越来越多的制造信息被录制、被物化在产品中，导致产品中的信息含量逐渐增高，一直到其在产品中占据主导地位。含两层意思：一是产品所含各类信息比重日益增大、物质比重日益降低，产品日益由物质产品的特征向信息产品的特征迈进；二是越来越多的产品中嵌入了智能化元器件，使产品具有越来越强的信息处理功能。产品信息化的优点：拓展传统产品的功能，提高产品的附加值，提高服务质量，增强产品的市场竞争力。2.PDM与PLM的作用，区别2.1PDM的中文名称为产品数据管理（ProductDataManagement），是一门用来管理所有与产品相关信息(包括零件信息、配置、文档、CAD文件、结构、权限信息等)和所有与产品相关过程(包括过程定义和管理)的技术。它的基本原理是，在逻辑上将各个CAX信息化孤岛集成起来，利用计算机系统控制整个产品的开发设计过程，通过逐步建立虚拟的产品模型，最终形成完整的产品描述、生产过程描述以及生产过程控制数据2.2PLM，全称产品生命周期管理（ProductLifecycleManagement）。PLM的核心思想是设计数据的有序、设计过程的优化和资源的共享、系统集成。用整体优化的观念对产品开发过程数据和产品制造过程进行描述，能够规范产品生命周期管理，保持产品数据的一致性和可跟踪性2.3区别：PDM管控的是静态的数据，主要关注的是研发部门本身的协同；而PLM则管控整个研发过程的数据，让产品信息在企业的各个业务部门共享（在权限允许范围内），甚至合作伙伴、客户与供应商。PLM完全包含了PDM的全部内容，PDM功能是PLM中的一个子集。但是PLM强调对产品生命周期内跨越供应链的所有信息进行管理和利用的概念，这是与PDM的本质区别。3.MES（车间执行系统）概念，构成，作用3.1概念：位于企业上层生产计划和底层工业控制之间，面向车间层的生产管理技术与实时信息系统。3.2构成：1）专用的MES系统。它主要是针对某个特定的领域问题而开发的系统，如车间维护、生产监控、有限能力调度或是SCADA等；2）集成的MES系统(IntegratedMES)。该类系统起初是针对一个特定的、规范化的环境而设计的，目前已拓展到许多领域，如航空、装配、半导体、食品和卫生等行业，在功能上它已实现了与上层事务处理和下层实时控制系统的集成。虽然专用的MES能够为某一特定环境提供最好的性能，却常常难以与其它应用集成。集成的MES比专用的MES迈进了一大步，具有一些优点，如单一的逻辑数据库、系统内部具有良好的集成性、统一的数据模型等等，但其整个系统重构性能弱，很难随业务过程的变化而进行功能配置和动态改变。3.3作用：(1)资源配置与状态(ResourceAllocationandSsttus):管理机器、工具、劳工技能、材料、设备和其它实体,使其在操作前按顺序可得,同时提供资源的具体历史信息,保证设备正确安装并提供实时状态。(2)操作/详细调度(OperationsDetailedScheduling):提供基于优先权、属性、特性、工艺等的合适顺序,从而缩短安装过程。(3)派遣生产单元(DispatchingProductionUntis):管理以工件、订单、批量、时序等为形式的生产单元流程,提供派遣信息,并可改变预先的调度方案和通过缓冲区管理来控制加工数量。(4)文档控制(DocumentControl):控制与生产单元相关的记录,具有编辑和指令下达等功能。(5)数据收集/获取(DataCollectionAcquisition):提供获取内部数据的接口,构成相应的表格和记录,数据的收集可以是自动或手动方式。(6)劳工管理(LaborManagement):提供职员有关状态,并与资源配置关联来决定最优分配。(7)质量管理(QualityManagement):提供度量的实时分析来保证产品质量控制并鉴定需注意的问题,建议更正的建议,也包括SPC/SQC的跟踪和离线检查操作的管理。(8)过程管理(ProcessManagement):监视生产或自动纠正或提供决策支持来改善操作中的活动,也包括报警管理,提供智能设备和MES的接口等。(9)维护管理(MaintenanceManagement):跟踪和指导设备和工具维护的活动来保证生产和调度的进程,也提供紧急问题的反应,如报警,并维护历史信息来支持问题的诊断。(10)产品跟踪和记录(ProductTrackingandGenealogy):提供工作的可见度和相关的状态信息,在线跟踪功能可产生历史记录。(11)性能分析(PERFORMANCEanlysis):通过分析不同功能的汇总信息,提供实际生产操作与历史记录和期望结果的报告。4.物料需求计划目的how物料需求计划（MRP）的核心是优化计划和支持作业调度。企业从接受客户订单开始，根据主生产计划提出的产品需求和市场对某些零部件的独立需求，根据产品结构数据（即物料用量清单），并考虑产品、零部件和原材料的生产或采购提前期及库存储备情况，计算出个零部件和原材料的需要量和需要时间，从而做出生产或采购计划，即物料需求计划。4.1目的：（1）及时取得生产所需的原材料及零部件，保证按时供应用户所需产品。（2）保证尽可能低的库存水平。（3）计划企业的生产活动与采购活动，使各部门生产的零部件、采购的外购件与装配的要求在时间和数量上精确衔接。4.2How：1）根据市场预测和客户订单，正确编制可靠的生产计划和生产作业计划，在计划中规定生产的品种、规格、数量和交货日期，同时，生产计划必须是同现有生产能力相适应的计划。（2）正确编制产品结构图和各种物料、零件的用料明细表。（3）正确掌握各种物料和零件的实际库存量。（4）正确规定各种物料和零件的采购交货日期，以及订货周期和订购批量。（5）通过MRP逻辑运算确定各种物料和零件的总需要量以及实际需要量。（6）向采购部门发出采购通知单或向本企业生产车间发出生产指令。5.绿色设计概念原则5.1概念：绿色设计也称生态设计(EcologicalDesign),环境设计（DesignforEnvironment）,环境意识设计（EnvironmentConsciousDesign）。在产品整个生命周期内，着重考虑产品环境属性（可拆卸性，可回收性、可维护性、可重复利用性等），保证产品应有的功能、使用寿命、质量等要求。在考虑产品的功能、质量、开发周期和成本的同时，优化有关设计因素，使得产品及其制造过程对环境的影响和资源的消耗最小。5.2绿色设计的原则，6R1.研究research：研究产品的环境对策，在设计过程中充分考虑环境效益，尽量减少对环境的破坏2.保护reserve：最大限度地保护环境，避免污染3.减量化reduce：减少物质浪费与环境污染，减小体量，精简结构，生产中减少消耗污染。4.回收recycling：将使用过的产品废弃物中的尚有利用价值的资源或部件加以回收，减少废弃物的垃圾量，并将可利用的部分加以重复使用或再生。5.重复使用reuse：包含2层：其一：将废弃产品可用的零部件用于适合结构中，时期重新发挥作用；其二：更换零部件，使原产品可用重新使用。6.再生regeneration：将尚有资源利用价值的废弃物回收后，重新制成有利用价值的原料或产品。6.DB（数据库）在CIMS中的作用6.1数据库指的是以一定组织方式储存在一起、相互关联的、能以最佳方式、最少数据重复为多个应用服务、具有尽可能小的冗余度、与应用程序彼此独立的数据集合。数据库的特点：（1）冗余少与文件系统相比，数据库中的是数据重复大为减少（2）多用户共享在数据库系统中，当数据可以进行各种组合，以最佳方式适应多个用户需求（3）独立性强在数据库系统中，当数据存储方式和数据逻辑结构改变是，不需变更用户的应用程序。（4）完整性与安全性好数据库系统的各种防错措施保证数据的正确、有效、相容，并通过设置口令、密码等保证数据的安全。CIMS：计算机集成制造系统。6.2CIMS数据库：在CIMS中用于储存和管理数据的数据库系统，既是CIMS中信息的载体，又对信息流进行控制和管理。6.3功能：1具备一般数据库管理系统的功能2能够管理不同数据类型，根据不同应用系统的不同数据类型，采取不同的管理方法3采用分布式异构系统数据库技术。在CIMS中，数据逻辑上是集成的,而物理上是分布的,存储在各功能分系统的设备上。分布式异构系统数据库技术使得CIMS各功能分系统通过网络相互联接,既能共享、传递信息,又有足够的自治能力管理每个功能分系统本地的数据。4采用符合工业标谁的SQL结构化查询语言5具有容错和故障恢复能力;6具有良好的安全保密技术7支持工程数据库的管理和事务处理系统。7.RP（快速制造）基本原理过程7.1RP(RapidPhototyping),中文译为快速成型、快速制造、快速造型或快速造形。7.2基本原理：分层制造，逐层叠加。将计算机内的三维数据模型进行分层切片得到各层截面的轮廓数据，计算机据此信息控制激光器（或喷嘴）有选择性地烧结一层接一层的粉末材料（或固化一层又一层的液态光敏树脂，或切割一层又一层的片状材料，或喷射一层又一层的热熔材料或粘合剂）形成一系列具有一个微小厚度的的片状实体，再采用熔结、聚合、粘结等手段使其逐层堆积成一体，便可以制造出所设计的新产品样件、模型或模具。简单来讲，快速成形系统就像是一台立体打印机。7.3过程：形象地比喻：快速成形系统相当于一台立体打印机。它可以在没有任何刀具、模具及工装卡具的情况下，快速直接地实现零件的单件生产。根据零件的复杂程度，这个过程一般需要1～7天的时间。换句话说，RP技术是一项快速直接地制造单件零件的技术。7.4优点：它可以在无需准备任何模具、刀具和工装卡具的情况下，直接接受产品设计（CAD）数据，快速制造出新产品的样件、模具或模型。因此，RP技术的推广应用可以大大缩短新产品开发周期、降低开发成本、提高开发质量。由传统的去除法到今天的增长法，由有模制造到无模制造，这就是RP技术对制造业产生的革命性意义。8.制造模式（敏捷制造）概念、特点8.1现代制造模式有敏捷制造、精益生产、并行工程、绿色制造和虚拟制造。8.2敏捷制造定义：指制造系统在满足低成本和高质量的同时，对变幻莫测的市场需求的快速反应。8.3敏捷制造的特点：敏捷制造是自主制造系统、虚拟制造系统、可重构的制造系统。9.JIT（准时制生产）概念特点9.1JIT定义：JIT(准时制生产方式)又称作无库存生产方式，只在需要时，按需要的量，生产所需产品。9.2JIT生产方式的特点：零库存，并能够快速地应对市场的变化；真正实现了信息流与物流的结合，从而生产过程中不会产生多余的中间产品，节约产品的生产成本。10.现代集成制造系统的组成，子系统，支撑系统10.1CIMS:计算机/现代集成制造系统10.2CIMS定义：CIMS是通过计算机硬软件，