計算機仿真在制造業(yè)的應用
計算機仿真在制造業(yè)的應用【1】
摘 要：在現代新產(chǎn)品的設計、研究和開(kāi)發(fā)中計算機仿真技術(shù)發(fā)揮著(zhù)巨大的作用，它是設計、研究和開(kāi)發(fā)工作必要的工具和手段，為整個(gè)制造產(chǎn)業(yè)帶了一場(chǎng)革命。
未來(lái)的制造業(yè)，仿真技術(shù)和數字化設計將成為一種發(fā)展趨勢。
計算機仿真技術(shù)不僅規模越來(lái)越大，并且更加集成化、智能化、可視化和交互化。
計算機仿真計算的發(fā)展以及在各行業(yè)的廣泛應用，必將對我國制造業(yè)的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)產(chǎn)生巨大的推動(dòng)力，也必將對民族工業(yè)的發(fā)展做出更大的貢獻。
關(guān)鍵詞：計算機;仿真;制造業(yè)
計算機仿真技術(shù)在制造業(yè)的作用越來(lái)越明顯，它在產(chǎn)品設計和整個(gè)生產(chǎn)流程中都發(fā)揮著(zhù)不可估量的作用。
這種技術(shù)的應用為開(kāi)發(fā)和制造企業(yè)節約了大量的經(jīng)費，減少了不必要的損失，大大縮短了產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期并提高了產(chǎn)品質(zhì)量。
計算機仿真技術(shù)在日趨激烈的制造業(yè)競爭中占有越來(lái)越重要的地位。
現代制造業(yè)的飛速發(fā)展為計算機仿真技術(shù)帶了新的機遇，同時(shí)也提出了新的要求。
我們放眼計算機仿真技術(shù)的發(fā)展歷程，它已經(jīng)突破了在傳統領(lǐng)域的運用，發(fā)展到了產(chǎn)品的設計開(kāi)發(fā)以及銷(xiāo)售方面。
現代社會(huì )網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的發(fā)展也為計算機仿真技術(shù)開(kāi)辟了新的發(fā)展空間，使得這種技術(shù)表現出許多新的特點(diǎn)。
如交互性、分布性，集成化等。
這也將成為計算機仿真技術(shù)新的應用趨勢。
1 在制造業(yè)中，計算機仿真技術(shù)應用的分類(lèi)
計算機仿真技術(shù)在制造業(yè)中按照模型種類(lèi)，可大致分為三種，它以產(chǎn)品模型、開(kāi)發(fā)模型以及制造系統模型為中心進(jìn)行拓展。
1.1 仿真技術(shù)以產(chǎn)品模型為中心的應用。
在產(chǎn)品模型中，計算機仿真技術(shù)的應用對產(chǎn)品的靜態(tài)與動(dòng)態(tài)性能，可制造型、可裝配性進(jìn)行分析。
因為設計者在開(kāi)發(fā)產(chǎn)品的時(shí)候，不僅要考慮它的實(shí)用功能和需求，還要考慮諸如外形，外觀(guān)以及尺寸等方面的因素，而且還要考慮產(chǎn)品的可制造性，可批量生產(chǎn)或者是在裝配、保養、維護等方面的因素。
這就需要計算機仿真技術(shù)在產(chǎn)品模型中發(fā)揮作用。
1.2 仿真技術(shù)以制造系統模型為中心的應用。
制造系統模型包括制造設備的高仿真智能運用、相對復雜的制造系統的模擬運行。
在檢測設備的運行能力與實(shí)際運行狀況時(shí)，如物料供給、資源分配或者是加工流程上發(fā)揮著(zhù)巨大作用。
1.3 仿真技術(shù)以開(kāi)發(fā)過(guò)程模型為中心的運用。
以開(kāi)發(fā)模型為中心的仿真包括設計和制造過(guò)程的仿真。
很多產(chǎn)品的性能以及生產(chǎn)成本在設計階段就基本定型了，設計階段對于一種新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)非常重要，它需要反復設計和試驗，復雜的計算以及多學(xué)科的共同協(xié)作，這些特點(diǎn)決定產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)過(guò)程迫切需要一種能建立模型并仿真試驗的計算機仿真技術(shù)。
而在制造過(guò)程中運用仿真技術(shù)將制造系統模型和產(chǎn)品模型結合到一起，多方位模擬，整體運算，再綜合考慮庫存、成本控制以及負載等因素，開(kāi)發(fā)出合格的新產(chǎn)品。
2 在當代制造業(yè)中計算機仿真技術(shù)的廣泛應用
計算機仿真技術(shù)是一門(mén)高新科學(xué)技術(shù)，在當代制造業(yè)中，產(chǎn)品的設計和制造都離不開(kāi)它，尤其是一些諸如航空航天工業(yè)、國防工業(yè)等規模大，復雜性強的系統研發(fā)中，作用更加明顯。
它作為一種新型的科學(xué)手段和工具，有效地減少了不必要的經(jīng)濟損失，節約了大量研究經(jīng)費，并大大縮短了產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期和提高了產(chǎn)品質(zhì)量。
計算機仿真技術(shù)貫穿于產(chǎn)品的設計、制造和測試運行的全過(guò)程。
當代企業(yè)的研發(fā)部門(mén)只有重視質(zhì)量、成本、時(shí)間、服務(wù)和環(huán)境這五項指標，才能獲得更好的發(fā)展。
這種需求也促進(jìn)了計算機集成技術(shù)、模擬測試系統，仿真運行環(huán)境等技術(shù)的相互結合。
他們已經(jīng)成為制造業(yè)不可缺少的重要技術(shù)手段。
上世紀八十年代以后，計算機仿真技術(shù)的發(fā)展越來(lái)越快，應用最為廣泛的就是“虛擬制造”。
通過(guò)在計算機上模擬產(chǎn)品的設計和制造過(guò)程，提前發(fā)現在制造中可能出現的問(wèn)題，減少不必要的經(jīng)濟損失。
虛擬運行環(huán)境，也稱(chēng)虛擬現實(shí)技術(shù)或者是靈境技術(shù)，它通過(guò)模擬人在自然環(huán)境中的感官和行動(dòng)，實(shí)現高級人機互動(dòng)，對產(chǎn)品的性能和運行狀況進(jìn)行測試。
它綜合運用了計算機圖形學(xué)、高仿真技術(shù)以及計算機傳感技術(shù)等多種科學(xué)技術(shù)手段。
“靈境感”和“交互感”是虛擬現實(shí)技術(shù)的基本特征。
通過(guò)計算機虛擬現實(shí)技術(shù)，將事物內部各種關(guān)系的交互與真實(shí)作用模擬運行，仿真出一個(gè)幾乎真實(shí)的虛擬環(huán)境讓用戶(hù)體驗，從而使用戶(hù)的感受更加真實(shí)，人機交流的方式更為先進(jìn)。
這種計算機虛擬現實(shí)技術(shù)，可以支持產(chǎn)品的各個(gè)階段，客戶(hù)可以通過(guò)虛擬的現實(shí)環(huán)境，驗證產(chǎn)品的各個(gè)部件是否合格，產(chǎn)品的性能是否穩定，功能是否能夠滿(mǎn)足人們的日常需要。
隨著(zhù)當代制造業(yè)的發(fā)展，人們開(kāi)始對仿真技術(shù)的另一個(gè)應用熱點(diǎn)，即虛擬產(chǎn)品開(kāi)發(fā)技術(shù)越來(lái)越重視。
并行工程的運用促進(jìn)了虛擬產(chǎn)品開(kāi)發(fā)技術(shù)的出現和發(fā)展。
并行工程思想將現代哲學(xué)、文化等與現代先進(jìn)組織思想集合起來(lái)，將產(chǎn)品的設計、制造、使用和支持過(guò)程并行運作，進(jìn)行一體化的設計和開(kāi)發(fā)。
并行工程從產(chǎn)品開(kāi)發(fā)之初就將投資、制造、裝配以及銷(xiāo)售維護等產(chǎn)品生命周期中各種因素考慮在內，有效地解決了產(chǎn)品設計與開(kāi)發(fā)之間存在的矛盾。
而虛擬產(chǎn)品開(kāi)發(fā)技術(shù)就是在并行工程思想的指導下，將計算機輔助設計、CS和大型的產(chǎn)品數字化管理系統綜合運用，虛擬一個(gè)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)環(huán)境。
方便產(chǎn)品開(kāi)發(fā)人員在近乎真實(shí)的環(huán)境下進(jìn)行策劃、設計和預測產(chǎn)品在現實(shí)環(huán)境中的性能及其他狀況，將產(chǎn)品在現實(shí)工況下的真實(shí)運行能力，這樣就可以避免反復設計，不斷變更設計方案，避免因反復制作樣機而造成的資源浪費和經(jīng)濟損失;方便對產(chǎn)品的設計進(jìn)行檢驗、指導和優(yōu)化，使產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期大大縮減，從而節省了大筆開(kāi)發(fā)費用。
在計算機仿真技術(shù)的發(fā)展中，虛擬產(chǎn)品開(kāi)發(fā)技術(shù)是又一重要發(fā)展，它深入到產(chǎn)品復雜的制造過(guò)程中，產(chǎn)生的經(jīng)濟效益不可小覷。
現在，仿真技術(shù)的應用已經(jīng)從單一的系統走向開(kāi)放復雜的大系統。
當仿真對象分布于廣闊的時(shí)空領(lǐng)域，仿真任務(wù)要求將不同地理位置、不同類(lèi)型(包括人在內)的仿真對象構成一個(gè)統一整體進(jìn)行仿真時(shí)，產(chǎn)生了分布交互化仿真(DIS――Districted InteractiveSimulation)。
這種仿真系統里包含有不同類(lèi)型的實(shí)體―虛體、真實(shí)實(shí)體和構造實(shí)體，這些實(shí)體可以基于不同目的系統、不同年代的技術(shù)、不同廠(chǎng)商的產(chǎn)品和不同產(chǎn)品組成，并允許它們交互操作。
DIS實(shí)現用計算機網(wǎng)絡(luò )將不同地點(diǎn)的仿真設備連接起來(lái)，通過(guò)實(shí)體間的數據交換構成時(shí)空到合成仿真環(huán)境的一種先進(jìn)仿真技術(shù)。
在這種復雜的分布綜合的系統進(jìn)行實(shí)時(shí)仿真時(shí)，必須提供快速、高效、大量的信息通道和相應的處理。
美國是最早研究這種技術(shù)并投入使用的國家，已經(jīng)完成了多項基于虛擬仿真的DIS工程項目，相關(guān)的協(xié)議與標準已經(jīng)完成或正在完成。
在制造行業(yè)，已經(jīng)產(chǎn)生了類(lèi)似于DIS的虛擬研究開(kāi)發(fā)中心或虛擬企業(yè)。
香港生產(chǎn)力促進(jìn)局和香港城市大學(xué)共建的快速科技中心就是一個(gè)虛擬研究開(kāi)發(fā)中心。
此外，為了適應快速變化的世界市場(chǎng)，克服單個(gè)企業(yè)難以在短期內具備所需資源的局限性，出現了在一定時(shí)限內，為了某一市場(chǎng)機遇，通過(guò)網(wǎng)絡(luò )臨時(shí)聯(lián)結的一種動(dòng)態(tài)聯(lián)盟――虛擬企業(yè)。
美國波音(BOEING)公司可以把777飛機的研制、生產(chǎn)做到幾乎“無(wú)圖紙”的程度。
波音777飛機的研制、整機設計、裝配、部件測試以及各種試飛，都是由計算機完成的。
它能將開(kāi)發(fā)周期從原來(lái)的8年縮短到5年，節約了數百萬(wàn)美元經(jīng)費。
3 結論
當代制造業(yè)中，計算機仿真技術(shù)已經(jīng)成為一種綜合性的高新科學(xué)技術(shù)，它綜合了計算機技術(shù)、計算機輔助設計技術(shù)、多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò )技術(shù)、信息技術(shù)、軟件工程、數字化控制技術(shù)等多種科學(xué)技術(shù)，在制造業(yè)中發(fā)揮著(zhù)越來(lái)越大的作用，在一些大型的復雜形同研發(fā)中，更是必不可少的重要工具，它有效地減少了企業(yè)的經(jīng)濟損失，節省了大量的研發(fā)經(jīng)費，使產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期大大縮減，產(chǎn)品質(zhì)量得到顯著(zhù)提高。
參考文獻：
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計算機仿真在制造業(yè)的應用與發(fā)展【2】
摘 要
隨著(zhù)我國科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，使得我國的計算機仿真技術(shù)得到了質(zhì)的變化，并且，它也是當前我國信息化社會(huì )下的產(chǎn)物。
另外，我國本來(lái)就是一個(gè)制造業(yè)大國，通過(guò)把計算機仿真技術(shù)應用到我國制造業(yè)的發(fā)展中具有非常重要的作用。
本論文對系統仿真類(lèi)型進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹，接下來(lái)，對計算機仿真在制造業(yè)中的應用及發(fā)展現狀進(jìn)行了詳細的概述，最后對計算機仿真技術(shù)的熱點(diǎn)以及對我國制造業(yè)的影響進(jìn)行了研究，希望本論文的研究工作能夠為我國計算機仿真技術(shù)在制造業(yè)中的應用與發(fā)展提供一點(diǎn)借鑒意義。
【關(guān)鍵詞】計算機仿真技術(shù) 信息化 制造業(yè)
1 對系統仿真類(lèi)型進(jìn)行概述
顧名思義，“仿真”就是對現實(shí)世界的物體進(jìn)行模擬的一種狀態(tài)，使其達到逼真的情形。
在工程技術(shù)領(lǐng)域，經(jīng)常采用系統仿真技術(shù)來(lái)研究相關(guān)事物，如通過(guò)系統模型的相關(guān)實(shí)驗來(lái)研究設計或者存在的某個(gè)系統。
表1為系統仿真分類(lèi)表。
2 對計算機仿真技術(shù)在制造業(yè)中的應用以及發(fā)展現狀進(jìn)行概述
由于我國是一個(gè)制造業(yè)大國，并且制造業(yè)在我國的國民經(jīng)濟收入中也占很大的比例，因此，國家及企業(yè)都非常重視我國制造業(yè)技術(shù)的發(fā)展。
隨著(zhù)我國科學(xué)技術(shù)及制造業(yè)的進(jìn)步，使得CIMS、NC、FMS、CAPP、MRP等都得到了快速發(fā)展。
而系統仿真技術(shù)作為工程領(lǐng)域里面的一個(gè)重要手段，其被大量應用到我國制造業(yè)進(jìn)行研究及實(shí)踐，從而產(chǎn)生出一些先進(jìn)制造技術(shù)。
對于系統仿真技術(shù)而言，如果從本質(zhì)上面來(lái)講，其就是通過(guò)建立仿真模型，然后再對仿真模型不斷進(jìn)行實(shí)踐模擬的一種先進(jìn)技術(shù)。
它的實(shí)現過(guò)程主要是由仿真語(yǔ)言、計算機高級語(yǔ)言、以及計算機仿真軟件來(lái)實(shí)現，具體情況如上圖2-1所示。
可以很明�@的看出，對于一個(gè)典型的仿真軟件來(lái)講，它主要包括程序包、仿真語(yǔ)言、仿真環(huán)境三種不同的形式，它的覆蓋功能也不是完全相同的，并且，從下到上是大致的反映了計算機仿真軟件的一個(gè)發(fā)展情況。
隨著(zhù)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，直到上個(gè)世紀80年代后期，出現了一體化的仿真環(huán)境。
隨著(zhù)我國計算機技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，開(kāi)始出現了面向對象的并發(fā)執行機制，這樣，就非常容易的實(shí)現在數據庫管理的基礎之上來(lái)對實(shí)驗及模型數據、以及實(shí)驗仿真的結果等進(jìn)行統一的管理，與此同時(shí)，人工智能等相關(guān)的先進(jìn)技術(shù)也開(kāi)始應用到仿真建模、運行以及對仿真的結果進(jìn)行分析之中。
另外，廣義的制造系統的相關(guān)仿真器也開(kāi)始大量出現，在某種程度上面很好的實(shí)現了對制造系統進(jìn)行的非語(yǔ)言建模、以及模型數據驅動(dòng)等相關(guān)的重要功能。
比較典型的一體化仿真軟件有TESS等，廣義的仿真器有FATOR等。
3 計算機仿真研究的熱點(diǎn)以及對我國制造業(yè)的相關(guān)影響
自從上世紀末以來(lái)，隨著(zhù)我國制造業(yè)的競爭不斷加劇，產(chǎn)品生產(chǎn)周期不斷縮短，這樣就導致系統仿真技術(shù)不斷向橫向的方向發(fā)展，在制造業(yè)里面比較典型的就是“虛擬制造技術(shù)”的發(fā)展。
根據虛擬制造的概念可以得知，需要先采取計算機來(lái)模擬整個(gè)產(chǎn)品的設計及制造過(guò)程，這樣便于發(fā)現各種問(wèn)題，并且在產(chǎn)品制造之前就把問(wèn)題解決掉，從而提高生產(chǎn)效率及產(chǎn)品質(zhì)量。
隨著(zhù)制造業(yè)的發(fā)展，仿真技術(shù)在我國制造行業(yè)里面的又一個(gè)重要研究熱點(diǎn)誕生，即虛擬產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)(VPD)，它最早是來(lái)源于并行工程的思想。
并行工程技術(shù)(CE)在對產(chǎn)品進(jìn)行開(kāi)發(fā)之前就對產(chǎn)品的整個(gè)生命周期進(jìn)行全面的考慮，這樣，對解決相關(guān)產(chǎn)品的設計以及開(kāi)發(fā)之間的矛盾是非常有益的。
而虛擬產(chǎn)品開(kāi)發(fā)是在并行工程的指導下，把大規模的產(chǎn)品數據管理系統以及CAD等產(chǎn)品設計系統等進(jìn)行綜合起來(lái)，從而進(jìn)一步的形成虛擬產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)環(huán)境，這樣就可以在該環(huán)境下進(jìn)行產(chǎn)品的策劃、設計等，以及預測產(chǎn)品在真實(shí)環(huán)境下的相關(guān)特征、功能及性能等，這樣在進(jìn)行實(shí)際設計、生產(chǎn)的過(guò)程中，可以減少反復或者變更等的次數。
VPD技術(shù)能夠深入到各種復雜產(chǎn)品的制造之中，從而為企業(yè)產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益。
隨著(zhù)計算機技術(shù)的高度快速發(fā)展，對仿真技術(shù)的相關(guān)應用已由單一的形式向復雜性的方向進(jìn)行發(fā)展。
由于現代制造企業(yè)面向全國甚至全世界，因此，它的仿真對象也是分布在不同的時(shí)空，在這樣的背景下就產(chǎn)生了分布交互化仿真技術(shù)(DIS)。
對于這種仿真系統來(lái)講，它所包括的內容有：構造實(shí)體、實(shí)體-虛體、真實(shí)方面的實(shí)體等，并且，這些實(shí)體是可以基于不同時(shí)期的相關(guān)技術(shù)、不同產(chǎn)品的相互組成、不同的系統方面的目的、以及不同生產(chǎn)廠(chǎng)家的相關(guān)技術(shù)等，對于這樣的復雜情況是允許他們進(jìn)行交換操作的。
分布交互化仿真技術(shù)(DIS)通過(guò)采用計算機網(wǎng)絡(luò )將分布在不同地點(diǎn)的仿真設備進(jìn)行連接起來(lái)，這樣便可以通過(guò)實(shí)體之間的數據方面的交換構成時(shí)空到合成仿真環(huán)境的一種比較先進(jìn)的仿真技術(shù)。
如今，在我國制造業(yè)中已經(jīng)產(chǎn)生了虛擬企業(yè)或者類(lèi)似于DIS的虛擬研究開(kāi)發(fā)中心等。
就目前來(lái)講，比較出名的就是香港城市大學(xué)與香港生產(chǎn)力方面的促進(jìn)局共同構建的快速科技中心，它就是虛擬研究開(kāi)發(fā)中心。
由于當今社會(huì )是動(dòng)態(tài)快速發(fā)展變化的，人們的需求更多轉向個(gè)性化、多樣化等方向，因此，對于制造企業(yè)來(lái)講，它們就要抓住市場(chǎng)的需求，然后采取方式(如柔性生產(chǎn)制造)來(lái)快速響應市場(chǎng)需求，這樣才能夠為企業(yè)獲取更多的市場(chǎng)利潤，但是，通常情況之下，由于企業(yè)在短期內存在相關(guān)資源欠缺等方面的局限性，在這樣的背景下，企業(yè)要想獲得市場(chǎng)機會(huì )，它們就有可能通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)來(lái)臨時(shí)連接成一種動(dòng)態(tài)方面的聯(lián)盟-也就是所謂的虛擬企業(yè)。
4 結束語(yǔ)
隨著(zhù)我國社會(huì )的不斷發(fā)展，導致計算機仿真技術(shù)的發(fā)展也日新月異。
在制造業(yè)中，對于整個(gè)產(chǎn)品的生命周期來(lái)講，仿真技術(shù)都表現出其強大的發(fā)展潛力。
在當今制造業(yè)競爭激烈的社會(huì )，計算機仿真技術(shù)在制造領(lǐng)域的應用及發(fā)展在不斷的擴展，其功能也更多的面向可視化、智能化生產(chǎn)、綠色制造等方面不斷發(fā)展。
參考文獻
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計算機集成制造系統在機械制造業(yè)的應用【3】
摘 要：近年來(lái)，隨著(zhù)計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，傳統的機械加工制造技術(shù)發(fā)生了極為廣泛的變化。
計算機輔助制造系統的集成，可實(shí)現產(chǎn)品訂貨、設計、制造、管理和銷(xiāo)售過(guò)程的高度自動(dòng)化和總體最優(yōu)化，從而提高企業(yè)的競爭能力和生存能力。
關(guān)鍵詞：計算機集成制造系統;計算機輔助制造;TQCS;數據庫
在日趨激烈的競爭市場(chǎng)和科研發(fā)展的不斷推動(dòng)下，機械加工制造業(yè)不斷吸收機械、電子、信息材料、能源及現代管理技術(shù)的最新成果，將其綜合應用于機械制造全過(guò)程，實(shí)現優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔無(wú)污染和靈活的柔性生產(chǎn)。
一、計算機集成制造系統及其特征
1.計算機集成制造系統定義
計算機集成制造系統(Computer Integrated Making System，簡(jiǎn)稱(chēng)CIMS)又稱(chēng)計算機綜合制造系統。
在產(chǎn)品生命周期中，各項作業(yè)都已有了其相應的計算機輔助系統，如計算機輔助設計(CAD)、計算機輔助制造(CAM)、計算機輔助工藝規劃(CAPP)、計算機輔助測試(CAT)、計算機輔助質(zhì)量控制(CAQ)等。
2.計算機集成制造系統特征
與傳統機械制造技術(shù)相比，計算機集成技術(shù)具有如下特征：
(1)傳統機械制造技術(shù)的學(xué)科、專(zhuān)業(yè)單一，界限分明，而計算機集成制造系統技術(shù)的引入及與傳統機械制造技術(shù)的結合，形成能駕馭生產(chǎn)過(guò)程的物質(zhì)流、能量流和信息流的多學(xué)科交叉的生產(chǎn)制造系統。
(2)傳統制造技術(shù)一般僅指加工制造過(guò)程的工藝方法，而計算機制造系統技術(shù)則貫穿了從產(chǎn)品設計、加工制造到產(chǎn)品銷(xiāo)售及使用維修的全過(guò)程，強調了“市場(chǎng)―產(chǎn)品設計―制造―市場(chǎng)”的一體化，以實(shí)現“TQCS”生產(chǎn)的綜合指標為宗旨，進(jìn)而滿(mǎn)足不斷的多樣化需求。
(3)生產(chǎn)規模的擴大及最佳技術(shù)經(jīng)濟效果的追求，使計算機集成制造系統技術(shù)更加重視技術(shù)與管理的結合，重視制造過(guò)程的組織和管理體制的簡(jiǎn)化及合理化，產(chǎn)生了一系列技術(shù)與管理相結合的新的生產(chǎn)方式。
二、計算機集成制造系統組成及應用
1.計算機集成制造系統的組成
計算機集成制造系統的主要技術(shù)基礎是柔性制造系統，是集成化的柔性制造系統。
作為一個(gè)復雜系統的集成，計算機集成制造系統必須是有層次的。
其組成如圖1所示,一般分為五層：
(1)第一層為工廠(chǎng)層，它是決策工廠(chǎng)的整體資源、生產(chǎn)活動(dòng)和經(jīng)營(yíng)管理的最高層。
(2)第二層為車(chē)間層，又稱(chēng)為區間層，這里的車(chē)間并不是目前工廠(chǎng)中“車(chē)間”概念，車(chē)間層僅表示它要執行工廠(chǎng)整體活動(dòng)中的某部分功能，進(jìn)行資源調配和任務(wù)管理。
(3)第三層為單元層，這一層將支配一個(gè)產(chǎn)品的加工或裝配過(guò)程。
(4)第四層為工作站層，這將協(xié)調站內的一組設備。
(5)第五層為設備層，這是一些具體的設備，如機床、測量機等，將執行具體的加工，裝配或測量任務(wù)。
按照上述層級原理組成的計算機集成制造系統，一般可看成是由管理信息系統、計算機輔助工程系統、生產(chǎn)過(guò)程控制和管理系統及物料的儲存、運輸和保障系統等四個(gè)子系統和一個(gè)數據庫組成的大系統。
如圖2所示：
2.計算機集成制造系統的應用
(1)管理信息系統。
這是生產(chǎn)系統的最高層次，是企業(yè)的靈魂，它將對生產(chǎn)進(jìn)行戰略決策和宏觀(guān)管理。
它根據市場(chǎng)需求和物質(zhì)供應等信息，從全局和長(cháng)遠的觀(guān)點(diǎn)出發(fā)，通過(guò)決策模型來(lái)決定投資策略和生產(chǎn)計劃。
同時(shí)，將決策結果的信息和數據，通過(guò)數據庫和通信網(wǎng)絡(luò )與各子系統進(jìn)行聯(lián)系和交換，對各子系統進(jìn)行管理。
(2)計算機輔助工程系統。
這是企業(yè)產(chǎn)品研究的開(kāi)發(fā)系統，并能進(jìn)行生產(chǎn)技術(shù)的準備工作。
能根據決策信息進(jìn)行產(chǎn)品的計算機輔助設計，對零件、產(chǎn)品的使用性能、結構、強度等進(jìn)行分析計算，利用成組技術(shù)的方法對零件、刀具和其他信息進(jìn)行分類(lèi)和編碼，并在此基礎上進(jìn)行零件加工的計算機輔助工藝設計和編制數控加工程序，以及進(jìn)行相應的工、夾具設計等生產(chǎn)技術(shù)準備工作。
(3)生產(chǎn)過(guò)程控制與管理系統。
它從數據庫中取出由管理信息系統和計算機輔助工程系統中傳出的相應的信息數據，對生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)控制和管理，并把生產(chǎn)中出現的新信息通過(guò)數據庫反饋給有關(guān)的子系統，如產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題，生產(chǎn)統計數據，廢次品率等，以便決策機構作出相應的反應，及時(shí)調整生產(chǎn)。
(4)物料的儲存、運輸和保障系統。
這是組織原材料和配件的供應，成品和半成品的管理與輸送及各功能部門(mén)與車(chē)間之間的物流系統。
(5)數據庫。
計算機集成制造系統中的數據庫涉及的部門(mén)繁多，含有不同類(lèi)型、不同邏輯結構和物理結構的數據及不同語(yǔ)言和不同定義等。
因此，除各部門(mén)經(jīng)常使用的某些信息可由中央數據庫統一管理外，一般都在各部門(mén)或地區內建立專(zhuān)用的數據庫，即在整個(gè)系統中建立一個(gè)分布或數據庫。
三、計算機輔助制造
利用計算機分析結構將產(chǎn)品的設計信息自動(dòng)地轉換成制造信息，以控制產(chǎn)品的加工、裝配、檢驗、試驗、包裝等全過(guò)程，以及與這些過(guò)程有關(guān)的全部物流系統和初步的生產(chǎn)調度，這就是計算機輔助制造。
計算機輔助制造的應用可以概括為兩大類(lèi)。
一類(lèi)是計算機直接與制造過(guò)程連接，對制造過(guò)程及其設備實(shí)施監視和控制，這是計算機輔助制造的直接應用。
另一類(lèi)是計算機不直接與制造過(guò)程連接，而是用計算機提供生產(chǎn)計劃、進(jìn)行技術(shù)準備和發(fā)出各種指令和信息，以便使生產(chǎn)資源和管理更為有效，從而對制造過(guò)程進(jìn)行支持，這是計算機輔助制造的間接應用。
目前，計算機集成制造系統已經(jīng)實(shí)現了在計算機網(wǎng)絡(luò )及分布式數據庫支持下，將不同類(lèi)型的計算機及設備控制器按信息共享，柔性生產(chǎn)的目的集成起來(lái)，從而形成了從工程設計、生產(chǎn)調度與控制加工制造的集成試驗制造系統，建立了包括加工制造、物料儲存、刀具與夾具管理及測量等8個(gè)工作站的柔性制造單元，實(shí)現了車(chē)間層、工作站層、設備層的遞階調度與控制。
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