先进制造技术(第2章).ppt

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1、第二章先进制造系统的基础理论第一节先进制造系统的基本构成第二节物料流第三节信息流第四节先进制造系统的控制方式第五节约束与决策第六节面向21世纪的信息化制造第二章先进制造系统的基础理论第一节先进制造系统的基本构成第二节物料流第三节信息流第四节先进制造系统的控制方式第五节约束与决策第六节面向21世纪的信息化制造一、制造系统基本概念二、制造系统基本构成第一节先进制造系统的基本构成第二章之先进制造系统基础理论国际生产工程学会(CIRP)1990年将制造系统定义为：制造系统是制造业中形成制造生产(简称生产)的组织形式，而在机电工程产业中

2、的制造系统具有设计、生产、发运和销售的一体化功能。制造系统作为由人、工具、材料组成的有机整体，存在狭义的制造系统概念和广义的制造系统概念。狭义的制造系统仅仅研究产品的设计、工艺、加工、装配等生产过程；而广义的制造系统除研究生产过程外，其研究内容还包括市场、经营、销售、售后服务、成本与财务等，即研究从经营决策开始直到售后服务、报废回收的产品生产整个生命周期过程。制造系统是制造过程所涉及的硬件(物料、设备、工具、能源等)、软件(包括制造理论、制造工艺和制造信息等)和人员所组成的一个具有特定功能的有机整体，将输入制造资源(原材料、能

3、源等)，通过制造过程输出产品或半成品，制造系统的运行过程包括市场分析、产品设计、工艺规划、制造装配、检验出厂、产品销售及售后服务等各个环节一、制造系统基本概念第一节先进制造系统的基本构成第二章之先进制造系统基础理论制造系统是由众多的要素和子系统组成的有机整体，因而在子系统与要素之间存在着组织、协调等管理问题。制造系统是过程系统与结构系统的统一，因此制造系统理论应该实现过程研究与结构研究的统一，即制造系统理论应该实现静态分析与动态分析的统一。过程系统是指其产品的生产从设计、工艺、加工、装配到检测出厂是一个随时间变化的序列系统。对

4、于过程系统，一般宜采用分析的方法，在对各环节分析的基础上进行综合。结构系统指制造系统在空间上具有一定的结构形态。对于结构系统，宜于采用综合的方法，在综合的基础上再对结构进行分析。二、制造系统基本构成第一节先进制造系统的基本构成第二章之先进制造系统基础理论制造系统静态分析是在不考虑时间因素情况下研究制造系统的各组成要素，要素之间的相互关系及子系统与分系统，系统与环境之间的相互关系。以系统论的观点，任何系统的功能都可以抽象为一个利用系统资源，在满足系统约束和目标的前提下，将从系统环境中获得的输入转换为输出的过程。二、制造系统基本构

5、成第一节先进制造系统的基本构成第二章之先进制造系统基础理论制造系统根据订单和市场预测安排的生产计划，利用制造资源(包括人员、机床设备、刀量夹辅具、技术、相关的产品数据和计算机软、硬件等)，在生产过程中采用相应技术实现产品的生产，以最适当的制造成本，在最适当的时间生产出客户需要的产品以获取最大利润。制造系统整体的性能是与系统各个组成部分之间是紧密相关的。在制造系统运行过程中，无时无刻不伴随着物料流、信息流和能量流的流动，并且制造系统中的物料流、信息流、能量流之间相互联系、相互影响，形成一个不可分割的有机整体。物料流是在整个加工过

6、程中(包括加工准备阶段)物料的输入和输出的动态过程，这种物料在制造系统中的运动称为物料流。制造系统中的信息可分为静态信息(如工件尺寸、公差大小等)和动态信息(如刀具磨损程度、资源状态、加工进程等)，信息在制造系统中的作用过程称为信息流。所有这些信息不断地与制造过程的各种状态进行信息交换，并综合、分析来自各方面的信息，从而有效地控制制造过程，以保证制造过程的正常进行，提高制造系统的效率和产品质量。制造过程中的能量运动称为能量流。在制造系统中，能量是一切物质运动的基础，其所有运动，例如物料的运动，均需要能量来维持。第一节先进制造系

7、统的基本构成二、制造系统基本构成第二章之先进制造系统基础理论第二章先进制造系统的基础理论第一节先进制造系统的基本构成第二节物料流第三节信息流第四节先进制造系统的控制方式第五节约束与决策第六节面向21世纪的信息化制造制造系统中的所有资源构成制造资源，制造资源是制造系统存在和运行的物质基础。狭义制造资源包括物料(原材料、坯料、半成品等)、设备(机床、生产线等)、能源(电能、燃料等)、其他(土地、厂房、工具等)；广义制造资源不仅包括物料、设备、能源、土地、厂房、工具等，还包括资金、技术、信息、人力等。制造系统中将制造资源转变为产品或

8、零件的制造过程，实质上是一个物料流动的动态过程。根据制造系统的定义，制造系统是一个输入制造资源(原材料、能源等)通过制造过程而输出产品(包括半成品)的输入输出系统，它同时产生废弃物，并可能造成环境污染。第二节物料流第二章之先进制造系统基础理论制造系统的物料流动过程不仅是物料资