1、第十三章 先进制造技术与制造信息化,主要内容,第一节 企业制造信息化的现状与发展趋势 第二节 制造系统的网络环境 第三节 企业信息化过程中采用的计算机辅助工具简介 第四节 快速成型技术 第五节 虚拟现实技术,第一节 企业制造信息化的现状与发展趋势,第一节 企业制造信息化的现状与发展趋势,一、制造信息化技术的历史制造信息化是当今世界制造业发展的大趋势。我国制造信息化方针“以信息化带动工业化，以工业化促进信息化”定义：制造业信息化是将信息化、自动化技术、现代化管理技术与制造技术相结合，改善制造企业的经营、管理、产品开发和生产等各个环节，提高生产效率、产品质量和企业的创新能力等，提高制造业的竞争力。
2、,第一节 企业制造信息化的现状与发展趋势,二、制造业信息化概述 1、数字化工程与信息化的概述数字化工程一般是指在国家经济各个领域，应用数字化技术实施领域上、中、下游作业的数字化运作，所需各种措施的集合。数字化技术是指以计算机硬件、软件、信息存储、通信协议、周边设备和互联网络等为技术手段，以信息科学为理论基础得科学技术集合。,第一节 企业制造信息化的现状与发展趋势,数字化制造内涵：（1）以CAD/CAM/CAE为主体的技术（2）以MRPII、MIS、PDM为主体的制造信息支持系统。（3）数字控制制造技术。 数字化制造就是用数字化定量、表述、存储、处理和控制方法，支持产品全生命周期和企业的全局优化
3、运作。,第一节 企业制造信息化的现状与发展趋势,2、数字化制造中的信息 3、制造业信息化的内涵以QFD/CAD/DFX/VM/RP/CAM/CAE以及成形和加工工艺仿真等为主体的上游骨干技术群。由NC/NGC/MC/CNC/DNC/FMC/PFMC/FMS/PFMS/web-based制造、无图样制造和机器人，物流系统等组成的下游数字控制制造群。以IGES、STEP、MRPE、ERP、MIS、PDM、TDM、工程数据库和因特网等为主体的制造信支持技术群。,第一节 企业制造信息化的现状与发展趋势,三、制造信息化的实施 制造信息化的策略包括： (1)企业信息化的准备 (2)企业内部资源的整合 (3
4、)企业外部资源的利用 (4)建立商务社区 (5)开展电子商务,第二节 制造系统的网络环境,一、计算机网络基本概念 计算机网络是一些互相连接的、自治的计算机的集合。 网络系统是由网络操作系统和多台计算机、以及各种通信设备的构成。,第二节 制造系统的网络环境,1、计算机网络的分类 从传输技术进行分类 广播网络（broadcast network）： 点到点网络(point-to-point network)： 从网络的作用范围进行分类 广域网 WAN (Wide Area Network) 局域网 LAN (Local Area Network) 城域网 MAN (Metropolitan Are
5、a Network) 接入网 AN (Access Network),第二节 制造系统的网络环境,2、客户/服务器工作模式（C/S，Client/Server） 组成：客户计算机、服务器和连接的网络。 局限性：他是单一服务器且以局域网为中心的，难以扩展至大型企业广域网或internet； 软硬件的组合及集成能力有限。,第二节 制造系统的网络环境,二、Internet与Web （一）InternetInternet是将大量局域网和广域网连接起来的逻辑网络。 （二）WebWeb是传输文档，包括文件、图形甚至是语音和视频图像给远程访问者的平台。它包括HTML、HTTP、Webserver软件、浏览器
6、软件以及java技术等。,第二节 制造系统的网络环境,三、企业实用网络技术 企业通常可分为四层：公司级、工厂/部门级、车间/科室级和生产线/班组级。 功能：实现异机数据访问、异机程序访问和增值通信三大类功能。,第三节 企业信息化过程中采用的计算机辅助工具简介,CAD/CAM系统层次： CNC系统及各种自动化加工设备。 物料存储及运送系统。 分布式直接数控及设备控制系统。 物流控制与管理系统。 工艺规程设计及管理系统。 数控加工自动编程系统。 全面质量保证系统。 车间生产计划控制系统。 计算机辅助工程制图系统。 计算机辅助设计/辅助工程（CAD/CAE）系统。 产品综合信息管理系统。,第三节 企
7、业信息化过程中采用的计算机辅助工具简介,一、计算机辅助设计软件 （一）国外开发的CAD/CAM软件 1.Pro/Engineer 2.I-DEAS 3.AutoCAD 4.SOLIDEDGE 5.INVENTER 6.SolidWorks,第三节 企业信息化过程中采用的计算机辅助工具简介,(二)国内开发的CAD/CAM软件 1.高华CAD 2.CAXA电子图板和CAXA-me制造工程师 3.GS-CAD98 4.金银花系统 5.开目CAD,第三节 企业信息化过程中采用的计算机辅助工具简介,二.CAE软件 1.ANSYS 2.MSC.NASTRAN 三、计算机辅助生产管理系统软件 1.ERP 2
8、.MRP(物料需求计划) 3.SCM（供应链管理） 4CRM（客户关系管理）,第三节 企业信息化过程中采用的计算机辅助工具简介,四、PDM（Product Data Management）产品数据管理系统 五、数字化工厂,第四节快速成型技术,图13-1 立体光固化法,第四节快速成型技术,系统组成：1、光学部分2、树脂容器系统3、数控系统和控制软件 后处理：1、清洗；2、未完全固化的再固化；3、去台阶（喷砂）；,第四节快速成型技术,选择性激光烧结法（SLSSelective Laser Sintering） 粉末材料薄薄地铺上一层在工作台上，按截面轮廓的信息，2激光束扫过之处，粉末烧结成一定厚度
9、的实体片层，逐层扫描烧结最终形成快速原型。 如图13-20所示。选用的粉末有金属粉、陶瓷粉和塑料粉。,第四节快速成型技术,图13-2 选择性激光烧结法,第四节快速成型技术,烧结件后处理：1、高温烧结2、热等静压3、熔浸4、浸渍,第四节快速成型技术,分层实体造型法（LOM Laminated Object Manufacturing） 计算机控制的2激光束按三维实体模型每一个截面轮廓线对薄形材料（如底面涂胶的卷状纸、或金属薄材料）进行切割，逐步得到各个轮廓，并将其粘结形成快速原型。用此法制作铸造母模。如图13-21所示。,第四节快速成型技术,图13-4 分层实体造型法,第四节快速成型技术,熔融堆
10、积成型法（FDM Fused Deposition Modeling） 熔融堆积成形是指将热熔性材料（ABS、尼龙或蜡）通过加热器熔化，挤压喷出并堆积一个层面，然后将第二个层面用同样的方法建造出来，并与前一个层面熔结在一起，如此层层堆积而获得一个三维实体。 如图1322所示。,第四节快速成型技术,图13-5 熔融堆积成型法,第四节快速成型技术,三维打印（3DP-Three Dimension Printing）以某种喷头作成型源，它的工作很像打印头，喷头作X-Y运动，工作台作Z方向的垂直运动。喷出材料为热塑性材料、蜡或粘结剂。,第四节快速成型技术,快速成型技术的应用：1、产品的设计与校审2、快
11、速模具制造3、单件小批量生产4、产品工程功能实验5、厂家与客户或定购商的交流6、快速直接制造7、医疗领域,第四节快速成型技术,第五节 虚拟现实技术,一、虚拟现实基本概念虚拟现实是由计算机系统形成的一种模拟真实情景、令人感到身临其境、可以获得与环境交互体验的虚拟世界。 是综合计算机图形技术、多媒体技术、并行实时计算技术、人工智能、仿真技术等多种学科发展期来的计算机领域最新技术。,第五节 虚拟现实技术,二、虚拟现实技术的特征 1.投入 2.交互性 3.构想,第五节 虚拟现实技术,四、虚拟现实系统 1.头盔显示器 2.数据手套 3.计算机系统与定位装置 4.面向虚拟现实的软件系统,第五节 虚拟现实技术,五、虚拟设计与制造 虚拟设计综合利用建模、分析、方针以及虚拟现实等技术和工具，在网络支持下，采用群组协同工作，通过模型来模拟和预估产品功能、性能、可装配性、可加工性等各个方面可能存在的问题，实现产品设计、制造的本质过程，包括产品的设计、工艺规划、加工制造、性能分析、质量检验、并进行过程管理和控制。,
