zhe第3章机械制造业的信息化与产品数字化教材课程.ppt

3.1 机械制造业信息化的内涵与产品数字化 ;第3章 机械制造业的信息化与产品数字化; 一是产品的信息化，要用信息技术改造传统的产品结构。 二是产品开发过程的信息化，要用信息技术改造传统的产品设计与工艺设计方法。 三是企业管理的信息化，要用信息技术改造传统的企业生产、经营、管理的决策效率与水平。 四是为了达到以上几个方面的信息化首先必须实现产品数字化。 ;3.1 机械制造业信息化的内涵与产品数字化;国际上 ;国内 ;2．产品开发过程的信息化与产品数字化;1) 计算机辅助产品设计 ; ▲20世纪60年代开始，应用计算机技术辅助产品设计(CAD)，从设计计算开始发展到二维绘图，与成组技术、模块技术相结合，出现检索式CAD，绘图与计算相结合，称为计算机辅助工程CAE，实现零部件优化设计。 ▲到80年代开始二维绘图发展为三维几何造型，设计与制造相结合，被称为计算机辅助设计与制造CAD／CAM，又发展为三维参数化造型及面向制造设计DFM、面向装配设计DFA及动态仿真等。 ▲90年代开发基于特征的产品模型、统一产品设计与工艺设计的模型，为了实现产品设计数据共享出现产品数据管理PDM，实现CAD／CAE／CAPP／CAM的集成。这些技术与并行工程CE相结合，创建产品开发环境CAPE。 ▲90年代后期发展动态仿真建模与虚拟技术相结合，实现虚拟产品开发环境。 ; (2) 计算机辅助产品设计及其类型 现代CAD系统已贯穿整个产品设计过程，P75图3—1说明产品设计过程与CAD系统，P76图3—2～图3-4说明CAD系统种类。 (3)CAD系统的发展 ① 二维CAD系统的初步应用，大大改变了传统产品设计工作，提高了设计效率和图纸质量，但没有进一步解决产品设计中优化、标准化，把传统产品设计中复杂的分析计算与建立几何模型结合起来，把现代产品设计中先进设计方法结合起来。 ② 三维CAD的应用。三维CAD系统解决了二维CAD系统不能解决的问题，使CAD技术的应用得到进一步发展。目前三维CAD系统不但能生成三维模型，而且能生成二维图形、轴测图、剖面图，能在装配状态下进行零件设计、模拟装配设计，为实现DFA创造了条件，解决了与CAM软件集成运行。 ③ ???其他先进制造技术结合，创造现代产品开发环境。现代CAD技术与成组技术GT、模块化技术、并行工程CE、面向制造设计DFM、质量功能配置QFD、产品数据管理PDM以及CAD／CAE／CAPP／CAM的集成，构造现代产品开发环境。;Next;P78图3—5是二次开发示意图 ;二次开发的方法与策略为： ; P79图3—6表示企业专业应用软件必须企业自行开发，通用基础性软件可以由行业组织开发，或软件企业开发实现商品化。 ; (1) 概况 ;▲什么是CAPP？ 计算机辅助工艺设计(CAPP)是适应市场变化迅速、需求多样化发展起来的一门机械制造企业的应用系统。 ▲CAPP的起源 它是源于成组技术(GT)在工艺设计中的应用，目前已是计算机辅助制造(CAM)与计算机集成制造(CIM)的一个组成部分。 ▲CAPP的发展 由于工艺设计信息比较活跃(不定性)，所以在世界上这一技术比数控加工、计算机辅助设计开发得较晚。 世界上第一个CAPP系统是由挪威NAKK提出，由四家机械工业公司和两家研究所合作，于1966年开始到1970年推出的一个系统，称Autopros(自动工艺设计系统)，可以处理这家公司60％的零件，如果稍加人工辅助可达80％的零件。 20世纪70年代以来，世界各国均有所开发，如日本日立制作所的HINTCS工艺设计、美国的Miplan系统、国际机械制造研究会(CIRP)的CAPP系统等，据1985年统计已有50多个系统，在工厂实用的达20多个。;Next;Next;Next;Next; 20世纪90年代后期，在我国由于受了交互式CAD的影响，一些单位推出了完全人机对话的CAPP系统，这样的CAPP只是起了代替书写的工作，没有起到以上几种CAPP的作用。;▲为什么要使用CAPP呢? 这有很多原因。 ① 制造一个零件的费用很高。由于制造作业外观上有不规则性，故要为制造这些零件准备完全新的工艺设计。 这样的“轮番重复”不仅浪费时间而且还引起不必要的变化。 ② CAPP可充分使用过去的经验及把CAPP作为促进产品设计标准化的手段来使用。 ③使用GT系统，可使产品设计与制造工艺标准化，工艺设计人员能检索出任何零件的最相同的有效的工艺设计。 ;① 遵照系统开发的原理开展工作。 按照软件工程的要求，一个系统的发生、发展是按一定的生命周期开展的，开发任何一个系统都必须经过系统调查、系统分析、系统设计、系统实施及提高的几个阶段。 ◆