数字化工艺与制造_陈卓宁（PDF75页）

数字化工艺与制造陈卓宁华中科技大学应用现状与发展趋势12数字化工艺与制造研究与实践工艺设计采购成本销售服务计划质量制造质量报告、设备状态、加工信息、材料信息、人员信息。。。。质量报告、设备状态、加工信息、材料信息、人员信息。。。。产品信息工艺路线、工艺规程、BOM、NC代码、质量参数、设备、工时、材料、工装。。。。。。工艺路线、工艺规程、BOM、NC代码、质量参数、设备、工时、材料、工装。。。。。。工艺评价制造评价成本目标成本核算工时定额材料定额检验方法质量标准客户订单工艺要求可选配置产品外购件外协件工艺辅料MBOM批次信息维护信息质量记录质量报告计划修订优化建议服务需求采购清单采购成本工艺与制造----PLM建设的核心和枢纽问题全生命周期中工艺与制造数据的缺失CAPP、MES等底层信息化相对薄弱CADCAMCATPDMERPERPCAQTCMSSCMCRM研发工艺与制造生产计划销售智能设计多学科优化系统仿真反求工程运筹学现代管理理论系统工程信息经济学工艺设计的效率工艺设计的标准化工艺知识积累利用工艺信息集成与工艺管理数字化工艺与制造应用现状推动企业工艺标准化、规范化填写内容可从下拉菜单中选，也可手工输入。公有和私有控制是否广播挂工艺数据库，必须在下拉菜单中选择可设置“编辑列表”和计算公式挂工艺资源库控制字体、字号控制填写格式提升工艺编制效率和质量实现快速、准确的工艺汇总静态工艺信息资源管理PLM中实现对工艺数据多角度、多层次管理在PLM实现设计和工艺流程管理和项目管理实现了与CAD/ERP等系统的信息集成新的需求、新的机会1.三维CAD应用带来的工艺设计模式的变革新的需求、新的机会2.基于三维模型的工艺设计与制造知识总结和继承个性很强形式多样逐步积累数据信息知识发展趋势设计模式：基于2D图形向基于3D产品模型的转变可视：工艺仿真与优化、可视化加工、装配规划等知识：注重工艺与制造知识表达、行业工艺设计方法、经验总结协同：基于BOM的协同设计与制造数字化工艺与制造知识可视集成协同应用现状与发展趋势12目录研究与实践研究与实践基于BOM的协同设计与制造基于BOM的协同设计与制造12基于知识的工艺设计3三维可视化工艺设计制造执行系统（MES）4构建BOM多视图设计BOM--产品设计人员的EBOM视图工艺BOM--工艺设计人员的PBOM视图制造BOM--用于生产制造的MBOM视图其它BOM--按阶段、批次、设计状态等配置的BOM视图基于BOM的协同设计与制造XXXXXXXXXXXXXXXX图纸技术文件属性工艺工时、材料工装、设备制造过程采购信息外协信息产品BOM管理基于BOM的协同设计与制造工艺BOM配置规则（结构性变化）继承件虚拟件工艺合件中间件辅料材料件采购件外协件BOM配置管理工艺BOM信息管理（属性变化）工艺路线工艺属性工艺文件工艺信息关联关系基于BOM的协同设计与制造BOM配置管理——基于零部件族结构矩阵的BOM配置零部件族管理（系列件管理）共图（模型）共工艺零部件族结构矩阵基于零部件族结构矩阵的产品配置手工选配参数化配置基于BOM的协同设计与制造可变产品结构模型（VPS）可配置规则：替换件、互换件、可选件、变量取值、零部件版本、自定义规则、相容性规则…基于产品结构模型的BOM视图批次产品的BOM阶段产品的BOMBOM配置管理——基于VPS的BOM配置基于BOM的协同设计与制造BOM协同支持工艺和产品协同设计更改工艺BOM自动继承已有工艺BOM信息BOM协同更改管理设计BOM1设计BOM1工艺BOM1工艺BOM1设计BOM2设计BOM2工艺BOM2工艺BOM2设计更改设计更改生成结构调整工艺路线工艺文档。。。工艺信息抽取生成基于BOM的协同设计与制造BOM结构比较---单层指定基准BOM指定基准BOM提供多种方式方便地选择被比较BOM对象提供多种方式方便地选择被比较BOM对象比较结果以表格形式显示。用不同颜色进行差异标记：兰色为相同，红色为增加，灰色为减少比较结果以表格形式显示。用不同颜色进行差异标记：兰色为相同，红色为增加，灰色为减少基于BOM的协同设计与制造BOM结构比较---多层选择两个BOM进行产品结构比较。比较结果如图所示，其中左窗口中为基准产品结构，右窗口中为与之比较的产品结构，其上用“位置改变”、“减少”、“增加”进行差异标记选择两个BOM进行产品结构比较。比较结果如图所示，其中左窗口中为基准产品结构，右窗口中为与之比较的产品结构，其上用“位置改变”、“减少”、“增加”进行差异标记基于BOM的协同设计与制造研究与实践基于BOM的协同设计与制造12基于知识的工艺设计3三维可视化工艺设计制造执行系统(MES)4知识分类管理产品结构模型库工艺文件知识库产品基础知识库过程基础知识库案例知识库PLM中的知识管理体系架构基于知识的工艺设计知识目录管理个人目录产品目录项目目录合同分类目录……动态知识目录管理多角度、多层次支持手工创建、按属性过滤自动创建支持目录权限管理知识管理体系架构基于知识的工艺设计知识的表达手段工艺知识的内容管理文字表格框图公式文档图形图片三维模型动画基于知识的工艺设计独立受控的平台灵活方便的信息组织方式内置大量国家标准设计手册信息与CAD深入集成对历史数据的继承知识内容管理工具——企业信息资源管理工艺知识的内容管理基于知识的工艺设计典型工艺的生成和管理快速生成新工艺知识内容管理工具——典型工艺管理工具工艺知识的内容管理基于知识的工艺设计现有工艺设计模式参数驱动工艺设计参数驱动工艺设计输入参数表输入参数表工序信息加工余量加工参数工装设备工时。。。。参数化工艺设计模式修改修改复制复制找出相似工艺文件找出相似工艺文件生成新的工艺文件生成新的工艺文件工艺参数工艺参数工艺流程工艺流程建模生成过程卡和工序卡生成过程卡和工序卡总结和积累总结和积累可编辑修改可编辑修改工艺设计的一般原则库工艺设计的一般原则库知识内容管理工具——基于知识的参数化CAPP工具基于知识的工艺设计意义工艺知识可以采用直观的形式进行自定义开放性好，企业和个人可以自己维护专业的工艺知识库基本原理采用框图表达判断性知识和陈述性知识引入变量表达不确定的工艺参数特点灵活的定制工具公式、条件、参数全开放基于知识的工艺设计知识一般关联产品结构关联派生关系管理知识关联管理基于知识的工艺设计知识的积累的机制企业知识收集整理企业知识规范化标准化个人知识收集整理个人知识积累和规范个人知识发布知识库（公有）知识库（私有）知识的使用：使用中积累，渐近地达到理想状态基于知识的工艺设计研究与实践基于BOM的协同设计与制造12基于知识的工艺设计3三维可视化工艺设计制造执行系统(MES)4特征高亮显示三维可视化工艺设计基于三维CAD的机加工艺设计自动拾取3D模型工艺特征（孔、外圆、键槽、中心孔等）基于知识辅助进行工艺特征加工方案的决策自动生成毛坯图交互式定义加工路线、自动生成加工工序图交互式定义加工基准面、自动进行公差分析和分配自动产生过程卡、工序卡等工艺文件自动产生数控代码三维可视化工艺设计基于三维CAD的机加工艺设计三维可视化工艺设计加工过程演变粗车长端外圆粗车短头外圆钻中心孔基于三维CAD的机加工艺设计三维可视化工艺设计加工过程演变精车两端面半精车长端外圆半精车短头外圆基于三维CAD的机加工艺设计三维可视化工艺设计加工过程演变精车长端外圆精车短头外圆切砂轮越程槽基于三维CAD的机加工艺设计三维可视化工艺设计加工过程演变车外锥面车螺纹修研中心孔基于三维CAD的机加工艺设计三维可视化工艺设计加工过程演变磨外圆粗磨锥面铣键槽基于三维CAD的机加工艺设计三维可视化工艺设计加工过程演变铣半月键槽精磨锥面基于三维CAD的机加工艺设计三维装配工艺性检查装配路线、装配姿态调整装配工艺过程仿真预览与3D设计模型信息集成实现三维可视化的装配过程规划装配工艺路线与装配模型的双向互动自动、手动生成三维装配工序爆炸图装配干涉检查三维可视化工艺设计基于三维CAD的可视化装配工艺规划装配过程定义装配轨迹定义装配轨迹定义选择装配对象选择装配对象指定装配方法指定装配方法用坐标轴表示装配方向用坐标轴表示装配方向三维可视化工艺设计填写工序内容填写工序内容基于三维CAD的可视化装配工艺规划装配过程仿真三维可视化工艺设计基于三维CAD的可视化装配工艺规划三维工具的选择三维可视化工艺设计基于三维CAD的可视化装配工艺规划在PLM中三维装配工艺的管理三维可视化工艺设计产品结构产品结构工艺对象工艺对象三维装配数据三维装配数据基于三维CAD的可视化装配工艺规划三维装配工艺发布到车间终端三维可视化工艺设计装入件明细装入件明细工装明细工装明细工序内容工序内容装配仿真装配仿真基于三维CAD的可视化装配工艺规划研究与实践基于BOM的协同设计与制造12基于知识的工艺设计3三维可视化工艺设计制造执行系统(MES)4计划管理与排产任务分配任务执行物料跟踪设备管理车间事件管理车间生产监控制造执行系统（MES）长期计划中期计划短期计划MRPII粗能力计划MES能力平衡计划分解反馈主生产计划车间计划计划管理从ERP中导入主计划或者直接生成主计划从ERP中导入主计划或者直接生成主计划制造执行系统（MES）车间计划排产制造执行系统（MES）车间计划排产选择排产策略选择排产策略逾期车间生产计划车间计划代号根据选定的排产策略生成车间级计划根据选定的排产策略生成车间级计划制造执行系统（MES）计划完成时间调整建议调整原因反馈给PDM/CAPP、MRPII排产结果反馈将车间计划反馈给ERP将车间计划反馈给ERP制造执行系统（MES）生产任务分配赋予班组一定的任务调配权，使得任务分配具备一定灵活性。鼓励使用高级计划排产的任务分配结果，尽量减少各种人为干扰因素。制造执行系统（MES）生产任务分配最近一周工作分派下去最近一周工作分派下去制造执行系统（MES）生产任务分派——班组长接收班组任务班组任务执行任务的设备执行任务的设备执行任务的人员执行任务的人员制造执行系统（MES）汇报进度汇报进度任务确认，查看任务的要求（图纸、工艺），工作进度汇报制造执行系统（MES）物料跟踪欠料分析欠料分析物料转运跟踪物料转运跟踪制造执行系统（MES）(OEE)//////NC/设备管理制造执行系统（MES）设备能力平衡用不同颜色标记设备的不同状态：可用、占用、故障、保养用不同颜色标记设备的不同状态：可用、占用、故障、保养详细的设备运行记录详细的设备运行记录制造执行系统（MES）设备监控与监控录像关联的设备监控与监控录像关联的设备监控用颜色标记现场设备的不同状态用颜色标记现场设备的不同状态制造执行系统（MES）质量跟踪——合格品废品汇报制造执行系统（MES）质量跟踪——质量检验数据填报(结构化数据)检测项检测项检测项数据取值与要求检测项数据取值与要求制造执行系统（MES）实时工时管理收集现场的实时工时，与计划工时对比分析收集现场的实时工时，与计划工时对比分析制造执行系统（MES）车间事件管理邮件通知邮件通知手机短信通知手机短信通知报警事件管理报警事件管理制造执行系统（MES）数字化调度室安装多台监视终端全方位监控车间实时状态数字化生产调度会议车间生产监控制造执行系统（MES）生产监控指挥中心建立集生产管制、质量控制、设备监控、能源管理等为一体的生产监控指挥中心，对生产制造全过程实时动态的高度集中一体化管理控制。车间生产监控制造执行系统（MES）车间生产监控——设备监控与监控录像关联的设备监控与监控录像关联的设备监控用颜色标记现场设备的不同状态用颜色标记现场设备的不同状态制造执行系统（MES）生产监控——场地监控统计各场地的物料情况统计各场地的物料情况标记现场场地的占用情况标记现场场地的占用情况制造执行系统（MES）报警事件监控制造