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数字化工艺与制造的研究与实践

华中科技大学陈卓宁
工艺信息化应用现状与发展趋势
国内外数字化工艺与制造技术研究现状
数字化工艺与制造系统的关键技术
工艺信息化应用现状
工艺信息集成工艺知识与工艺管理
工艺设计积累利用
工艺设计的标准化
的效率
工艺信息化应用现状
提升工艺编制效率
图文表一工程体化编符号/特工艺辑平台殊符号参数查询自动工艺计算图形编辑
推动企业工艺标准化、规范化
控制字体、字号
填写内容可从下拉菜单
中选,也可手工输入。

公有和私有控制是否广

挂工艺数据库,必须在
下拉菜单中选择
可设置“编辑列表”和
控制填写格式计算公式
挂工艺资源库
实现快速准确的工艺汇总
建立了工艺信息资源和工艺知识的积累和复用体系建立艺信息资源艺知识的复体
多角度多层次工艺数据管理
建立企业流程管理和项目管理机制
与设计紧密集成、高效衔接
从信息系统的角度看工艺信息化发展趋势
信息技术拉动
企业需求推动¾三维CAD技术
¾系统集成技术
¾业务需求¾管理需求¾数据仓库技术
¾。

¾知识管理
¾。

从工艺设计的角度看工艺信息化发展趋势 三维CAD应用逐渐推广和深入
企业的经验和知识的积累逐渐丰富和完善
企的验和知识的积累逐渐丰富和完善 工艺分析仿真系统的应用
专业工艺工具软件的应用
从工艺管理的角度看工艺信息化发展趋势
从工艺相关文档的管理扩展到与工艺相关的各类数据的管理 从工艺动作的优化扩展到工艺过程的优化
从生产准备阶段的工艺管理到生产制造阶段的工艺运行管理生产准备的艺管到生产造的艺行管 从单一工厂管理扩展到集团型企业的管理
工艺信息化应用现状与发展趋势
国内外数字化工艺与制造技术研究现状
数字化工艺与制造系统的关键技术
数字化工艺与制造
低决策风险都是非常重要的。

装配技术特点
装配工作量其它工作量
装配工人其它工人装配成本其它成本

技术状由于产品构件的种类多,结构复杂,部件连接件极多。

需要大量的装配型架,每次新产品的研制或改型均会产生大量的部件装配设计和制造任务尺寸调整装配技术现状
每一次新产品的研制或改型均会产生大量的部件装配设计和制造任务,尺寸调整复杂困难。

严重影响产品的交付。

装配大多仍采用手工作业模式,装配工人在现场工作需要仔细翻阅大量的图纸、工艺文件, 难免错装、漏装, 造成装配质量问题, 影响装配周期。

部件与整体装配的自动化水平低,严重影响产品的有效装配时间和加工质量的一致性,装配效率低下。

国内:较多存在普通机加
国外:数控加工为主
模具及模具加工(汽车及复杂类零件)
一般零件(机械零件、机床设备等)
复杂零件(航空、航天、军工、能源)
复杂零件(航空航天军工能源)
国内数字化装配研究现状
某飞机制造公司研制的数字化产品设计制造系统实现了产品零
件的三维模型设计、数字化装配、空间检查等功能;
件的三维模型设计数字化装配空间检查等功能;
某大学在基于虚拟现实技术的“沉浸式”数字化装配技术取得
技术成果
某机械工程研究所对基于虚拟现实技术的原型设计机理进行了
研究,把虚拟现实技术与CAD设计环境结合起来;
某大学建立了分布式虚拟制造系统的框架体系(DVMS)等。

数字化加工工艺的发展趋势
面向工艺特征
基于知识、智能化
与CAD功能分离
工艺设计与工艺管理体化
工艺信息化应用现状与发展趋势 国内外数字化工艺与制造技术研究现状 数字化工艺与制造系统的关键技术


数字化工艺与制造平台构架 数字化 工艺与制造平台构架
工艺仿真平台
三维装配仿真 三维机加仿真 生产节拍规划 制造资源规划 三维工装仿真 三维车间仿真
工艺信息发布
机加工艺规划
工艺质量跟踪
数据中心
装配工艺规划
车间制造执行 设计数据 工艺数据 资源数据 车间数据
工艺发布与执行平台
22


形成从需求到交付的完整数字化业务链
需求管理
工艺路线规划 工艺规程规划
生产计划管理
生产过程跟踪
产 维 产品维修
需求与设计
工艺与仿真
计划与生产
交付与维修
设计管理
工艺资源规划
质量管理规划 生产数据采集
车间生产监控
售后维护


三维模型管理 维模型管理 基于三维模型的BOM 基于三维模型的 BOM管理 管理 三维工艺规划 三维工艺下车间 生产现场质量跟踪


三维模型管理
正向集成
„ „ „ „ „ „ „ „ „
反向集成
„ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „
批量导入 双向信息互动 系列件管理 浏览和批注 电子签名 轻量化模型文件 文件修改并发控制 钣金件管理 焊接件管理
下载 打开 入库指定文件 下载、打开、入库指定文件 更新模型文件属性 从零部件库中选择装入零部件模型 查看所属的对象信息 查看所属于的任务 打开个人工作区 编辑工程图标题栏和明细表 使用资源管理器填写信息 使用编码管理器填写信息 产品结构变更后的同步 ……
……


三维模型管理 维模型管理 基于三维模型的BOM 基于三维模型的 BOM管理 管理 三维工艺规划 三维工艺下车间 生产现场质量跟踪


工艺BOM管理
1、BOM多视图的转换:设计BOM转化为工艺BOM
ˆ 手工调整产品结构 ˆ 根据转化规则自动转化 ¾ 继承件 ¾ 虚拟件 ¾ 工艺合件 ¾ 中间件 ¾ 辅料 ¾ 材料件 ¾ 采购件 ¾ 外协件


工艺BOM管理
1、BOM多视图的转换:在工艺BOM上添加多种属性
ˆ 工艺属性 ˆ 制造属性 ˆ 采购属性 ˆ 管理属性


工艺BOM管理
1、BOM多视图的转换:工艺BOM转化为装配BOM
„ 通过综合PBOM生成总装BOM视图 „ 支持总装BOM批量编辑 z 定义装配线 z 历史工位工时信息继承 z 可视化定义、工位、工时、物流 路径 „ 支持系列产品装配BOM表编辑 „ 由变更单生成装配BOM „ 总装零部件查询 „ 自动生成装配工艺卡片 „ 通过BOM汇总自动生成ERP所 需产品装配信息


工艺BOM管理
2、围绕BOM的工艺数据组织和查询
图纸
技术资料
XXXXX XXXXX X
XXXXX
属性
商务文档 技术文档 工作历史 更改资料 。




工艺BOM管理
2、围绕BOM的工艺数据组织和查询
产品结构树相应零部件 的替换代用件


工艺BOM管理
2、围绕BOM的工艺数据组织和查询 绕 的 艺数据组织和查询
产品结构树相应节点上的工艺文件
32


工艺BOM管理
2 围绕BOM的工艺数据组织和查询 2、围绕BOM的工艺数据组织和查询
产品结构树相应节点上的NC代码


工艺BOM管理
2、围绕BOM的工艺数据组织和查询 绕 的 艺数据组织和查询
基于产品结构树的工艺汇总
工时汇总
设计汇总 材料汇总


工艺BOM管理
2、围绕BOM的工艺数据组织和查询 绕 的 艺数据组织和查询
基于产品结构树的文档齐套性查询


产品配置管理
3、BOM多视图的比较 BOM结构单层比较 BOM结构多层比较
提供多种方式 方便地选择被 比较BOM对象 比较结果以表格形式 显示。

用不同颜色进 行差异标记 兰色为 行差异标记:兰色为 相同,红色为增加, 灰色为减少
指定基准BOM


工艺BOM管理
4、BOM变更的管理与协同——变更影响范围分析


工艺BOM管理
4、BOM变更的管理与协同——信息协同
¾ 支持工艺和产品协同设计 ¾ 支持多BOM间的协同 ¾ 更改工艺BOM自动继承已有工艺BOM信息
设计更改
设计BOM1
设计BOM2
生成 结构调整 工艺路线 工艺文档 。


生成
工艺BOM1
工艺信息复制
工艺BOM2


工艺BOM管理
4、BOM变更的管理与协同——变更信息的完整追溯
被更改的数据 更改申请单
更改申请单多个待 更改数据的列表
更改的流程信息
更改申请单每个待更 改数据的具体信息


三维模型管理 维模型管理 基于三维模型的BOM 基于三维模型的 BOM管理 管理 三维工艺规划 三维工艺下车间 制造执行系统 生产现场质量跟踪


三维可视化装配工艺规划
与传统装配工艺的区别
面向复杂产品的装配方法规划 平动运动
牵引运动 典型运动
直线运动
旋转运动 径向运动 周向运动螺旋运动
扳手/螺丝刀运动
面向复杂产品的装配节拍规划
多样、全面的技术图解
装配BOM清单和零部件序号标注
多样、全面的技术图解
多种形式标签
内部构造的多种显示方式
装配尺寸测量
距离测量角度测量
长度测量直径/半径测量
装配干涉检查可精确定义干涉检查精度
制造资源规划
电线电缆布线。

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