Unit 28 计算机集成制造
一、国际竞争和制造工业
1. 国际竞争使能在国际市场竞争的高质量产品的要求不断增强。作为这种快速竞争的结果，产品成系统开发的节奏被加快。从而使得制造商进入这样一个时代，在这个时代持续不断改善产品的质量不再单纯是竞争的优势，而只是生存。随着产品生产周期的时间尺度增加和对产品质量要求的增强，注意力已经集中在提高产品质量和提升公司的竞争能力通过更好的设计、制造、管理和销售。显然，增加制造速度和提高产品质量会成为在国际市场竞争的最重要的因素。
2. 全球制造业现在正在经历一个快速的结构转变。在这个连续的过程中，我们的制造业正遇到一些面对多变和更具竞争力的环境和市场这样的难题。很显然，我们不能维持我们产业基础和生活水平不通过一种高效率的制造工业。
3. 为了参与全球的竞争，为了占有国际市场，也为了增加我们总的生产要素的生产率和制造劳动生产率，我们的制造商可能会执行两项策略，首先是改变我们现在做事的方式来提高我们企业的管理；第二项，就是为我们的公司和企业开发和应用高科技比如计算机集成制造技术和集成信息管理。计算机辅助设计（Cad）在电子屏上定义和描述了产品。计算机辅助工程（CAE）分析生产性能和生产力。而且计算机辅助制造（Cam）自动操作车间工艺，作为后果，更快，更经济，更安全和更高的产量，更好的操作都可以被实现。
二、制造工业的发展
1. 众所周知，工业化的课题实质上是自动化的过程，从自动化的观点来看，工业自动化的过程，从自动化的观点来看，工业自动化的发展可以被分为4个阶段，正如表28.1所看到的。
2、阶段1，劳动力密集型产业，在这个阶段，产品的效率和质量主要依赖于工人使用无自动化控制和操作的简单机械地的技巧。设备的维护绝大部分依赖“个人”经验。
3、第二阶段，设备密集型产业，自动化设备在生产力的竞争中扮演着一个主导的角色，设备几乎由非常有竞争力的机械装备，由于装置和计算机装置组成，而且可以作为独一无二的自动化机械使用。
4、一个典型的例子就是数字控制机械，它是一种高自动化的精度机械。与此同时，传感器和先进的元件已经成为设备维护和自动控制提供生产数据的重要工具。作为在工厂车间里更多动力和可负担的计算机设备的结果。我们的工业现在正在进入第三阶段。
表28.1 工业自动化进程 自动阶段 特征 化 劳动力密1 集型 设备密集2 型 信息密集3 型 信息 计算机辅助设计 工厂管理系统 元件 团队 控制 数字控制，电脑数字无 个人 制造 设计 制作 知识密集4 型 决策 智能计算机辅助计算机集成制造系统 设计 Information-intensive industry: This stimulates the development of flexible manufacturing systems (FMS). At this stage automation is realized at the level of data processing for groups of automatic of the stage. CAD/CAM technology is a typical example representing the characteristics of the stage. Based on mathematical models, computers assist human experts for numerical analysis, synthesis, simulation and graphics, and also provide information for them to make decisions. Fault diagnosis and equipment maintenance depend not only on the information from sensors but also on human experts experience.
信息产业:这刺激发展的柔性制造系统(FMS)。在这个阶段实现自动化的水平的数据处理组的自动的舞台。CAD / CAM技术是一个典型的例子代表特征的阶段。基于数学模型,计算机帮助人类专家为数值分析、合成、仿真和图形,并为他们提供信息做出决策。故障诊断和设备维护,不仅取决于信息从传感器也在人类专家的经验。
With the paid growth of complexity of manufacturing processes and the demand for higher efficiency, greater flexibility, better product quality, and lower cost, industrial practice has approached the more advanced level of automation. Nowadays, much attention has been given by both industry and academia to computer-integrated manufacturing systems (CIMS). What CIMS try to do is to integrate all stages in a product life
cycle, including taking orders from customers, production planning, product design, process scheduling, NC coding, product testing, sales, service and production management, into a complete (or integrated) information processing system with minimum interference to the operation process by human operators.
与支付增长的复杂性和生产流程要求更高的效率、更大的灵活性,更好的产品质量、成本低、工业实践已向更先进的自动化水平。如今,已引起广泛的关注,给工业和学术界都对电脑一体机制造系统(CIMS)。什么CIMS试图做的是整合所有产品生命周期中的各个阶段,包括从客户接受订单,生产计划、产品设计、工艺安排、数控编码、产品测试、销售、服务和生产管理,形成一个完整的(或集成)信息处理系统干扰最小的操作过程由人类操作员。
Knowledge-intensive industry: At the stage, computers help human experts not only for data processing, but also for decision-making. The tendency to replace human brain power by computers is developing into decision-making automation, which is based on the technology of knowledge process. In future industrial companies, intelligent computer-aided design (ICAD) will automatically generate and analyze product models with the help of human expertise; CIMS technology will be used to implement plant-wide integration; and intelligent maintenance systems (IMS) will maintain the computerized automated production process and equipment. This high-performance automation represents the
next generation of manufacturing systems. So far,many efforts have been made to investigate the architecture fo the integrated environment for CIMS, since it is recognized as the key issue for this very comprehensive and sophisticated system.
知识密集型的产业:在阶段,计算机帮助人类专家不仅为数据处理,也为决策。倾向于通过计算机代替人的脑力发展成决策自动化,这是基于知识的技术过程。在未来的工业企业、智能计算机辅助设计(ICAD)将自动生成和分析产品模型与操作者的专业知识,技术将用于CIMS实施整厂集成;和智能维护系统(IMS)将保持电脑自动化生产流程和设备。这种高性能自动化代表下一代制造系统。到目前为止,许多已作出努力,研究架构集成环境为CIMS佛,因为它被认为是关键的问题,这个非常全面和复杂的系统。
Computer-integrated manufacturing (CIM) is a strategic thrust, an operating philosophy. Its objective is to achieve greater efficiencies within the entire business, across the whole cycle of product design, manufacturing and ,marketing. Currently, there exist islands of automation,
such
as
computer-aided
design,
computer-aided
manufacturing, flexible manufacturing systems, manufacturing resource planning, office automation, computerized marketed forecasting, and so on. Manual operations and paperwork systems as well as human decision making power link the islands together. CIM digitally connects these islands by providing fast, accurate, consistent data from decision-making
process. CIM thereby can cut costs, enhance quality, reduce response time, and improve white-collar productivity. As a result, the competitive capacity of a product or company can gain an increased share in the international marketplace.
电脑一体机制造(CIM)是一个战略性的推力,一个经营理念。它的目标是实现更高效率在整个业务,在整个周期的产品设计、制造和营销,。目前,存在岛屿的自动化,如计算机辅助设计、计算机辅助制造、柔性制造系统、制造资源计划、办公自动化、电脑化的销售预测,等等。手动操作和文件系统以及人类决策权力联系在一起的岛屿。CIM数字连接这些岛屿提供快速、准确、一致的数据从决策过程。CIM从而可以降低成本,提高质量,减少响应时间,提高生产率,白领因此,竞争能力的一个产品或公司可以获得增加在国际市场份额。