現代制造業(yè)信息化技術

現代制造業(yè)信息化技術第1頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六1、制造業(yè)信息化的先進理念與模式

2、制造業(yè)信息化總體設計與實施

3、制造業(yè)信息化系統建模技術

4、制造業(yè)信息化的技術集成

5、制造業(yè)信息化的生產過程管理集成目錄目錄第2頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六1、制造業(yè)信息化的先進理念與模式1.1面向產品生命周期的設計（DFX）

1.2并行工程（CE）

1.3敏捷制造（AM）

1.4虛擬制造（VM）

1.5計算機集成制造系統（CIMS）

1.6綠色制造（GM）1、制造業(yè)信息化的先進理念與模式第3頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六1.1面向產品生命周期的設計（DFX）1.1.1

基本概念

DFX是一種哲理，是一種設計方法，它強調產品設計與過程設計同步進行，要求所有的產品開發(fā)人員都應該在產品的設計階段盡量考慮產品整個生命周期的各項因素的影響。1.1面向產品生命周期的設計（DFX）(4-8)第4頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六1.1面向產品生命周期的設計（DFX）1.1.2DFX分類

X代表決定產品競爭能力的因素；

X代表產品生命周期的某一個環(huán)節(jié)。第5頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六1.1面向產品生命周期的設計（DFX）1.1.3

面向集成的DFM技術

狹義的DFM是指零件的DFM。對零件設計的優(yōu)化分析技術，相關約束有材料成本的最小化、加工工藝的最優(yōu)化、可制造性等。

廣義的DFM是指產品的DFM。包括：1）零件的DFM；

2）面向裝配的設計（DFA）；

對產品結構進行優(yōu)化設計，包括對組成產品零件的分析和對零件之間裝配關系的分析。

3）成本早期預估（earlycostevaluating)。第6頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六1.1面向產品生命周期的設計（DFX）1.1.4集成化DFM系統的體系結構

DFM系統的系統結構可以分為4個階段：

1）產品概念設計及其評價概念設計：功能建模，方案設計；評價：方案優(yōu)選、批量與類型。

2）產品結構設計及其評價設計：最佳方案結構化；評價：可裝配性、成本和功能。

3）詳細設計及其評價設計：零部件及其工藝；評價：可制造性。第7頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六1.1面向產品生命周期的設計（DFX）4）產品總體性能評價

產品功能、性能和成本等。右圖是基于集成的DFM系統體系結構。第8頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六1.2并行工程（CE）1.2.1基本概念

并行工程是對產品設計及其相關過程（包括制造過程和支持過程）進行并行、一體化設計的一種系統化的工作模式，是一種指導新產品開發(fā)的哲理。

其運行機理表現在：一方面突出了人的作用，強調團隊的協同工作；另一方面要求一體化、并行進行相關過程的設計，尤其是強調概念設計階段的并行和協調。1.2并行工程（CE）(9-16)第9頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六串行與并行開發(fā)過程比較

第10頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六1.2并行工程（CE）1.2.2并行產品開發(fā)的特點

并行工程是對產品開發(fā)模式的一種變革：

1）在組織方面，通過組建多學科小組來促進設計過程的協作與并行；

2）在管理方面，通過改革管理方式和機構重組，建立扁平化的生產管理模式，實現跨時域、跨功能、多目標的決策與協調；

3）在技術方面，不僅繼承和發(fā)展了傳統的CAD/CAM技術，而且還采用了多種并行工程的使能工具(如DFX工具)及集成技術。第11頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六1.2并行工程（CE）并行產品開發(fā)的特點如下：

1）在產品設計期間，并行地處理整個產品生命周期中各個環(huán)節(jié)的關系與影響因素；

2）組織基于產品生命周期的跨部門多學科的集成產品開發(fā)團隊；

3）具有支持并行處理的信息集成支撐工具；①項目管理系統：主要功能是任務分解、進度安排和跟蹤、資源分配、成本核算和功能分析。②工作流管理系統（WFM）：是人與計算機共同工作的自動化協調、控制和通信系統。如SoftwareLey公司的COSAWorkflow，IBM公司的FlowMark、Staffware公司的Staffware。第12頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六1.2并行工程（CE）③群體決策支持系統：決策室、工程室、遠程會議系統、電子郵件與語言郵件。系統軟件如Banxia公司的DecisionExplorer。4）協同工作環(huán)境是實施并行工程的必要條件；

協同工作的7個要素：協作（Collaboration）、信任（Commitment）、交流（Communications）、折中（Compromise）、一致（Consensus)、不斷提高（Continuousimprovement）和協調（Coorsination）支持人類協同工作的計算機工具被稱為CSCW(computer-supportedcooperativework)

CSCW的概念：利用多媒體技術、網絡與通信技術、分布式處理技術等建立一個多模式的協同工作環(huán)境。5）設計一開始就考慮影響產品質量的所有因素，保證產品開發(fā)一次性成功。第13頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六1.2并行工程（CE）1.2.3實施并行工程的4個要素

(1)組織結構變革，產品開發(fā)隊伍（IPT）重構；團隊有四種形式：①任務級（task）；②項目級（program）

③工程級（project）；④企業(yè)級（enterprise）

(2)過程重組，將串行產品開發(fā)流程變成集成的、并行的產品開發(fā)過程；

(3)數字化產品定義，包括數字化產品建模,面向產品生命周期的數據管理,數字化工具定義和信息集成.開發(fā)PDM.

(4)協同工作環(huán)境，用于支持IPT協同工作的網絡與計算機平臺。第14頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六1.2并行工程（CE）1.2.4面向并行工程的系統結構

(1)基于PDM的并行產品開發(fā)的體系結構第15頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六1.2并行工程（CE）基于PDM的并行設計系統的功能結構第16頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六(2)面向并行工程的CAPP系統的總體結構第17頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六(3)復雜結構件設計與制造并行工程總體結構第18頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六1.3敏捷制造（AM）1.3.1敏捷制造的理念

敏捷制造是一種先進的生產理念，也是一種面向市場快速反應的靈活的生產模式。通過將高素質的員工、動態(tài)靈活的組織機構、企業(yè)內及企業(yè)間的靈活管理、以及先進的制造技術進行全面集成，使企業(yè)對持續(xù)變化、不可預測的市場需求作出快速反應，從而獲得長期的持續(xù)的經濟效益。

由此可見：敏捷制造強調人、組織、管理和技術的高度集成；強調企業(yè)面向市場的敏捷性。1.3敏捷制造（AM）(17-29)第19頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六1.3敏捷制造（AM）主要特征表現在：

1）是21世紀信息時代最有競爭力的生產模式；

2）具有靈活的動態(tài)組織機構，形成具有快速響應能力的動態(tài)企業(yè)聯盟；

3）生產各環(huán)節(jié)都采用先進的制造理論與技術，如柔性制造、并行工程、動態(tài)計劃與調度、企業(yè)經營過程重構、產品數據管理、虛擬產品開發(fā)等；

4）建立開放式的基礎結構和協同工作環(huán)境，把企業(yè)的生產經營活動與市場和合作伙伴緊密地聯系起來。第20頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六1.3敏捷制造（AM）1.3.2企業(yè)的敏捷性

敏捷性是指適應競爭市場的主動綜合應變能力。

1）企業(yè)對市場需求的快速響應性；

2）企業(yè)組織形態(tài)的動態(tài)可重組性、可重用性與可擴展性；

3）企業(yè)管理方式的自適應性；企業(yè)組織形態(tài)自適應性是指應變管理、企業(yè)業(yè)務流程管理、動態(tài)聯盟運作及過程管理。

4）制造資源的分布性、可配置性及可重構性；

5）制造系統的柔性及集成性；

6）制造活動的協同性。第21頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六1.3.3敏捷制造系統的實現技術第22頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六1.3敏捷制造（AM）1.3.4敏捷制造的實施方法

五個層次：

1）企業(yè)敏捷制造戰(zhàn)略層；

2）企業(yè)的敏捷化建設及經營策略變更層；

3）企業(yè)技術準備層；

4）敏捷制造系統構建層；

5）敏捷制造系統運行與管理層。

敏捷制造實施的一般流程如下圖所示：第23頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六敏捷制造的實施流程第24頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六1.3.5敏捷制造的實施框架第25頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六1.3敏捷制造（AM）1.3.6產品驅動的企業(yè)動態(tài)聯盟

(1)基本概念

企業(yè)動態(tài)聯盟亦稱為虛擬企業(yè)，它是敏捷制造的一種主要實現模式，它以具有共同利益的產品開發(fā)與制造為凝聚核心，將不同企業(yè)中具有技術和經驗優(yōu)勢和資源優(yōu)勢的相關部分組合在一起，構成企業(yè)動態(tài)聯盟的組織形態(tài)。第26頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六產品驅動的企業(yè)動態(tài)聯盟組織形態(tài)

第27頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六1.3敏捷制造（AM）(2)企業(yè)動態(tài)聯盟的生命周期

1）產品確認并形成盟主企業(yè)；

2）盟主企業(yè)通過一定方法，如招投標機制選擇盟員企業(yè)；

3）按“扁平結構”組成企業(yè)的動態(tài)聯盟；

4）企業(yè)聯盟的運行；

5）企業(yè)動態(tài)聯盟運行終止并進行利益清算；

6）企業(yè)動態(tài)聯盟解散。第28頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六1.3敏捷制造（AM）(3)企業(yè)動態(tài)聯盟的建立流程

1）目標確定：用于完成市場機遇的尋求與評估分析、差距分析與目標確定兩項任務；

2）動態(tài)聯盟建模及伙伴選擇：任務包括虛擬企業(yè)過程規(guī)劃、成員企業(yè)確定及動態(tài)聯盟的企業(yè)模型設計；

3）組織設計：搭建企業(yè)動態(tài)聯盟，從項目分解的角度出發(fā)，進行任務分解；

4）實施：搭建基于網絡的信息集成平臺。第29頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六企業(yè)動態(tài)聯盟建立流程的四階段模型第30頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六(4)企業(yè)動態(tài)聯盟的運行第31頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六1.4虛擬制造（VM）1.4.1虛擬制造的定義是實際制造在計算機上的本質實現，即采用計算機仿真與虛擬現實技術，通過計算機上的群組協同工作，實現產品設計、工藝規(guī)劃、加工制造、性能分析、質量檢驗，以及企業(yè)各級過程的管理與控制等產品制造的本質過程，以增強制造過程各級的決策與控制能力，預測產品的性能、產品的制造成本、產品的可制造性等。1.4虛擬制造（VM）(30-40)第32頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六1.4虛擬制造（VM）1.4.2虛擬制造的特點

1）虛擬制造是實際制造過程在計算機上的映射和本質表現，即采用計算機仿真和虛擬現實技術，在計算機上群組協同工作，實現產品的設計、工藝規(guī)劃、加工制造、性能分析、質量檢驗，以及企業(yè)各級過程的管理與控制等產品制造的本質過程的模擬與仿真。

2）虛擬制造通過數字化產品模型來反映產品演變過程的全部信息，如結構配置、零件信息、CAD/CAPP/CAE/CAM文件、材料清單、維護文件等全是電子文檔。第33頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六1.4虛擬制造（VM）3）虛擬制造是基于模型的集成。通過模型集成實現制造系統的五大要素(人、組織管理、物流、信息流和能量流)的高度集成；通過產品模型、過程模型、活動模型和資源模型的組合與匹配，仿真特定制造系統中的設備布置、生產活動、經營活動等行為。

4）虛擬制造具有分布式的協同工作環(huán)境。分布在不同地點、不同部門的具有不同專業(yè)背景的人員，可以在同一個產品模型上協同工作，交流和共享信息。

5）虛擬制造實現了人與虛擬制造環(huán)境交互的自然化。通過媒體映射的模型運行信息與人的思維進行信息融合，來深刻的理解與領會產品制造過程的本質。第34頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六1.4虛擬制造（VM）1.4.3虛擬制造的分類

(1).以設計為中心的虛擬制造核心思想是以設計為中心的虛擬制造的核心思想是：把制造信息引入到設計過程中，利用制造仿真來優(yōu)化產品設計。其目標是仿真與評價產品的可制造性、可裝配性、產品的性能。

(2).以生產為中心的虛擬制造核心思想是將仿真技術引入到生產過程中，通過建立生產過程模型來評估和優(yōu)化生產過程。其目標是評價可生產性，對生產計劃與調度、生產過程進行仿真。

(3).以控制為中心的虛擬制造

核心思想是通過對制造設備和制造過程進行仿真。其目標是對各種制造單元的控制策略和制造設備的控制策略進行評估。第35頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六三類虛擬制造之間的關系第36頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六1.4虛擬制造（VM）1.4.4虛擬制造的體系結構

五層構成，分別是：

1）經營決策層：根據用戶需求分析作出生產產品的種類、規(guī)模、性能和規(guī)格等決策；

2）產品決策層：作出產品總體方案決策，對其性能作出評價，對其成本作出初步預估；

3）生產決策層：根據上層決策和企業(yè)現狀，作出產品開發(fā)計劃、生產任務規(guī)劃、生產調度計劃等決策；

4）虛擬設計與制造層：完成虛擬設計到虛擬制造與裝配的全部生產過程的仿真；

5）集成支撐環(huán)境層。第37頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六虛擬制造系統的體系結構第38頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六1.4虛擬制造（VM）1.4.5虛擬制造的環(huán)境與平臺虛擬制造應包括產品的可制造性、可生產性和可合作性的支持。

可制造性是指可加工性和可裝配性；可生產性是指如何優(yōu)化生產計劃和調度；可合作性是指為企業(yè)聯盟提供協同工作環(huán)境。虛擬制造平臺應包括虛擬制造、虛擬生產和虛擬企業(yè)三個層次。第39頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六虛擬制造環(huán)境與平臺體系第40頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六1.4虛擬制造（VM）

(1).虛擬制造平臺該平臺支持產品的并行設計、工藝規(guī)劃、加工、裝配及維修等過程，進行可制造性分析。它是以全信息模型為基礎的眾多仿真分析軟件的集成，虛擬制造平臺應具有統一的框架、統一的數據模型，并具有開放的體系結構。

(2).虛擬生產平臺該平臺將支持生產環(huán)境的布局設計及設備集成、產品遠程虛擬測試、企業(yè)生產計劃及調度的優(yōu)化，進行可生產性分析。

(3).虛擬企業(yè)平臺為敏捷制造提供虛擬企業(yè)協同工作環(huán)境。第41頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六1.4.6基于Internet的虛擬制造系統軟件的體系結構第42頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六1.5計算機集成制造系統（CIMS）1.5.1計算機集成制造（CIM）的基本概念

計算機集成制造(ComputerIntegratedManufacturing,CIM)是一種先進的哲理，一種新的制造思想和技術形態(tài)，它強調系統的觀點，認為企業(yè)各個生產環(huán)節(jié)是不可分割的，需要統一組織和安排；它強調信息化的觀點，認為產品制造過程是信息采集、傳遞和加工處理的過程。

CIM是一種組織、管理和運行企業(yè)的哲理，它將信息技術、現代管理技術和制造技術相結合，并應用于企業(yè)產品全生命周期的各個階段。通過信息集成、過程優(yōu)化及資源優(yōu)化，實現物流、信息流、價值流的集成和優(yōu)化運行，達到人(組織、管理)、經營和技術三要素的集成。1.5計算機集成制造系統（CIMS）(41-45)第43頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六1.5.2CIMS系統的結構組成1.5.2計算機集成制造（CIM）的組成第44頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六1.5.3計算機集成制造系統軟件的層次結構CIMS層次結構是將復雜的大系統劃分為若干個較小的子系統，依靠信息傳遞，通過網絡和數據庫，實現上層對下層的控制，以及將下層的狀態(tài)信息進行及時的反饋。第45頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六1.5計算機集成制造系統（CIMS）1.5.4計算機集成制造系統的網絡體系結構第46頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六1.5計算機集成制造系統（CIMS）1.5.5CIMS集成技術的發(fā)展

信息集成→過程集成→企業(yè)集成

信息集成主要內容有：企業(yè)建模、系統設計方法、軟件工具和規(guī)范；異構環(huán)境和子系統的信息集成。

過程集成是利用并行工程理念，基于協同工作環(huán)境（CSCW）和產品數據管理技術（PDM）實現產品設計與開發(fā)過程的并行與集成。企業(yè)間集成通過網絡技術和協同工作平臺，實現企業(yè)間生產和經營決策的協作與集成。第47頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六1.6綠色制造（GM）1.6.1綠色制造的基本概念

綠色制造就是一個綜合考慮環(huán)境影響和資源消耗的現代制造模式，其目標是使得產品從設計、制造、包裝、運輸、使用到報廢處理的整個生命周期中，對環(huán)境的負面影響最小、資源利用率最高，并使企業(yè)經濟效益和社會效益最高。1.6.2綠色設計(1).基本概念在產品設計階段，考慮在產品生命周期的全過程中，各個環(huán)節(jié)對資源和環(huán)境的影響，使得產品及其制造過程對環(huán)境的影響和資源的消耗最小。

并行工程是實現綠色設計的最佳工作模式。1.6綠色制造（GM）(46-49)第48頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六1.6綠色制造（GM）綠色產品并行閉環(huán)設計流程圖第49頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六1.6綠色制造（GM）(2).綠色設計理念的兩種模式1）面向拆卸的設計（DesignforDisassembly,DFD)

拆卸工作量最小原則；結構可拆卸準則；拆卸易于操作準則；易于分離原則；產品結構的可預估性準則。

2）面向回收的設計（DesignforRecovering&recycling,DER)

重用；再加工；高級回收；次級回收；三級回收；四級回收；處理。第50頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六1.6.3綠色制造系統的體系結構第51頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六2、制造業(yè)信息化總體設計與實施*2、制造業(yè)信息化總體設計與實施2.1制造業(yè)信息化系統的組成與總體結構

2.2產品數據管理（PDM）技術

2.3制造資源管理（MRPII）與企業(yè)資源計劃（ERP）

2.4制造業(yè)信息化的實施第52頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六2.1制造企業(yè)信息化系統的建設內容(51-57)*2.1制造業(yè)信息化系統的組成與總體結構2.1.1制造企業(yè)信息化系統的建設內容信息化建設包括硬件建設、軟件建設、應用系統建設三個方面。應用系統建設包括網絡平臺、信息資源及應用軟件建設三大部分。制造企業(yè)信息化系統的邏輯結構和建設內容如下圖所示。第53頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六2.1.2面向產品全生命周期的制造企業(yè)信息化系統

廣義的制造業(yè)信息化是一個面向產品的全生命周期的信息化系統，產品決策與營銷鏈，產品制造鏈。第54頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六面向產品全生命周期的信息化系統第55頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六*2.1制造業(yè)信息化系統的組成與總體結構2.1.3面向產品生產過程的產品技術管理集成（PTM2）系統

(1).PTM2系統的功能體系結構

1）技術集成線、管理集成線和質量集成線；

2）產品計劃與生產決策層、技術與生產準備層、制造與裝配層。第56頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六*（1）PTM2系統的功能體系結構第57頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六(2)PTM2系統的軟件體系結構第58頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六(3)PTM2系統的組織模式第59頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六(4)PTM2系統的功能界面第60頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六2.2產品數據管理（PDM）技術(58-68)*2.2產品數據管理（PDM）技術2.2.1產品數據管理的概念

PDM是一門管理所有與產品相關的信息和所有與產品相關的過程的技術。與產品相關的信息包括CAD/CAE/CAM文件、材料清單、產品配置、事務文件、產品訂單、電子表格、生產成本、供應商狀況等；與產品相關的過程包括設計的組織者、設計人員、加工工序、加工路線、權限的審批與分配、安全、工作標準、工作流程、機構關系等。第61頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六*2.2產品數據管理（PDM）技術2.2.2PDM系統的特點

1）用整體優(yōu)化的觀念對產品設計數據和設計過程進行描述，保持產品數據的一致性和可跟蹤性；

2）采用面向對象的開放式體系結構，提供系統功能擴展和標準接口；

3）采用客戶/服務器結構（C/S），為多用戶協同工作提供了一個方便靈活的運行方式；

4）支持多種數據存儲，如分布式數據存儲、元數據存儲；

5）可實現與CAD/CAM軟件的無縫集成；

6）支持多種硬件平臺、多操作系統以及多種通信協議。第62頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六2.2.3PDM系統的體系結構第63頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六*2.2產品數據管理（PDM）技術2.2.4PDM系統的主要功能

(1).數據與文檔管理

文檔有五類：圖形文件、文本文件、數據文件、表格文件、多媒體文件。

基本功能：

1）產品數據對象、有關文件的檢人/檢出和引用；

2）分布式文件管理/分布式數據庫管理；

3）安全保密功能；4）動態(tài)瀏覽和導航機制；

5）屬性管理，包括數據相關屬性的創(chuàng)建、刪除、修改和查詢機制；6）數據和文檔的版本管理。第64頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六*工程圖檔管理的體系結構如下：

主要功能包括：圖檔信息定義和編輯模塊、圖檔入庫與出庫模塊、圖檔瀏覽模塊、圖檔批注模塊等。第65頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六*2.2產品數據管理（PDM）技術(2).產品結構與配置管理

產品結構管理（productstructuremanagement）允許用戶定義所有與產品相關的數據，建立數據與數據之間的關聯，提供建立和編輯產品結構樹的基本功能，還能控制相關數據的更改，從而保證了產品數據一致性和完整性。

產品配置管理（productconfigurationmanagement）以電子倉庫為底層支持，以材料清單BOM為其組織核心，把定義最終產品的所有工程數據和文檔聯系起來，對產品對象及其相互之間的聯系進行維護和管理。第66頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六*2.2產品數據管理（PDM）技術產品結構與配置管理的主要功能模塊包括：

1）BOM表的創(chuàng)建、自動生成和編輯；

2）產品結構的圖示化瀏覽和查詢；

3）產品結構的多視圖建模和管理；

4）支持產品數據的版本管理；

5）基于規(guī)則的配置管理；

6）提供與MRP、MRPⅡ、ERP等系統的集成接口。第67頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六*2.2產品數據管理（PDM）技術產品結構與配置管理的體系結構第68頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六*2.2產品數據管理（PDM）技術(3).過程和工作流程管理

主要實現產品的設計與修改過程的跟蹤與控制。

主要功能模塊包括：

1）面向任務的工作流管理；

2）圖示化的工作流程的定義和修改編輯器；

3）工作流程的異常處理和過程重組；

4）具有觸發(fā)、警告和提醒機制；

5）提供與電子郵件的應用接口。第69頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六*2.2產品數據管理（PDM）技術(4).設計檢索與零部件分類庫管理

主要功能模塊包括：

1）組織零部件的分類結構；

2）支持現有的各種零部件標準；

3）支持新標準定義功能；

4）零部件圖示化查詢功能；

5）支持對各種技術文檔的分類。第70頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六*2.2產品數據管理（PDM）技術(5).項目管理

項目管理是在項目實施過程中實現其計劃、組織、人員及相關數據的管理與配置，進行項目運行狀態(tài)的監(jiān)控，完成計劃的反饋。

主要功能模塊包括：

1）項目的創(chuàng)建、刪除和屬性修改；

2）項目參與人員的機構組織定義及角色指派；

3）項目基本信息及進展情況的瀏覽；

4）項目所需資源的規(guī)劃與管理；

5）項目有關工作活動的審查，審計項目進度管理與進度報告。第71頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六2.3制造資源計劃（MRPII）與企業(yè)資源計劃（ERP）（69-77）*2.3制造資源計劃（MRPII）與企業(yè)資源計劃（ERP）2.3.1制造資源計劃

MRPⅡ的基本思想是：基于企業(yè)經營目標制定生產計劃，圍繞物料轉化組織制造資源，實現按需要、按時進行生產。

制造資源計劃MRPII的邏輯流程如下圖所示：第72頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六2.3

制造資源計劃（MRPII）與企業(yè)資源計劃（ERP）第73頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六*2.3制造資源計劃（MRPII）與企業(yè)資源計劃（ERP）2.3.2企業(yè)資源計劃

ERP的特點：

1）ERP更加面向市場，面向經營，面向銷售，強化供應量管理功能，強調了供應商、制造商與分銷商間新的伙伴關系；

2）ERP更強調企業(yè)流程與工作流，支持企業(yè)過程重組；

3）ERP更多地強調財務，實現了資金流與物流、信息流的有機結合；

4）ERP較多地考慮人的因素作為資源在生產經營規(guī)劃中的作用；

5）在生產制造計劃中，ERP支持MRPⅡ與JIT(Just-In-Time)的混合生產管理模式；

6）ERP采用了最新的計算機技術，如客戶/服務器分布式結構、面向對象技術、電子數據交換、多數據庫集成、電子商務平臺等。第74頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六*ERP功能邏輯流程圖第75頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六

*2.3制造資源計劃（MRPII）與企業(yè)資源計劃（ERP）

2.3.3ERP軟件系統的主要功能

1.銷售預測，輸出銷售預測表，生成反映預測的銷售訂單。

2.訂單管理

1）產品報價處理；

2）訂單信息處理；

3）客戶信用檢查；

4）庫存信息查詢；

5）發(fā)貨確認處理；

6）客戶檔案管理。第76頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六

*2.3制造資源計劃（MRPII）與企業(yè)資源計劃（ERP）(3).銷售管理

銷售統計、銷售分析和客戶管理。

(4).采購管理

物料請購管理、供應商管理、采購訂單管理、收退貨管理和采購經濟核算。

(5).庫存管理

庫存檔案管理、ABC分類管理、日常進出庫管理、物料移位處理、物料盤點管理、收料質量檢驗管理、呆滯物料處理、庫存統計分析。

(6).生產計劃大綱

編制1～3年內的生產計劃綱要。第77頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六

*2.3制造資源計劃（MRPII）與企業(yè)資源計劃（ERP）(7).主生產計劃

編制年生產計劃，并按月分解為月生產計劃。

(8).物料需求計劃

生產物料清單（BillofMaterial,BOM），它是以數據格式來描述產品結構的文件。BOM主要格式有：單級型BOM、多級型BOM和綜合型BOM。構造BOM應注意的問題：

1）每一個項目（零部件）必須有一個惟一的編碼；

2）BOM中零件、部件的層次關系一定要反映實際裝配過程；

3）為了強化某些工裝、模具的準備工作，還可以將這些工具構造在BOM中；第78頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六

*2.3制造資源計劃（MRPII）與企業(yè)資源計劃（ERP）

4）可以靈活地設計BOM中每個項目的屬性，例如計劃方面、成本方面的、庫存方面的、訂單方面的等等。

(9).能力需求計劃

對物料需求計劃所需能力進行核算的一種計劃管理方法。

(10).車間作業(yè)計劃

車間作業(yè)計劃(ProductionActivityControl,PAC)是企業(yè)短期計劃管理的核心部分。第79頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六

*2.3制造資源計劃（MRPII）與企業(yè)資源計劃（ERP）

車間作業(yè)管理則根據生產處下達給車間的月生產計劃，車間的生產資源情況，包括設備、人員、物料的可用性及加工能力的大小，以及材料、工裝刀具的準備情況，將零部件的月生產計劃細分為車間生產的周或日計劃，組織日常的生產。

車間作業(yè)計劃的主要功能包括生產計劃和生產作業(yè)調度控制兩個方面。車間作業(yè)管理的主要內容是：作業(yè)分配、作業(yè)排序、作業(yè)修改、作業(yè)監(jiān)控。

(11).成本核算

(12).財務管理

(13).分銷管理

(14).人力資源管理第80頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六2.4制造業(yè)信息化的實施（78-87）*2.4制造業(yè)信息化的實施2.4.1企業(yè)信息化工程的開發(fā)過程

1）可行性論證；

2）初步設計；

3）詳細設計；

4）實施與測試；

5）運行和維護。第81頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六*2.4制造業(yè)信息化的實施2.4.2制造業(yè)信息化工程的可行性論證

1）了解企業(yè)的市場環(huán)境、生產經營特點、經營目標及采取的策略；

2）企業(yè)現狀分析包括：生產經營活動分析、組織機構與工作流程分析、生產流程分析、市場分析、技術與隊伍現狀、問題與對策分析等；

3）確定信息化工程的目標及主要功能；

4）提出信息化工程的總體初步方案和擬定采取的技術路線；第82頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六*2.4制造業(yè)信息化的實施5）明確信息化工程的關鍵技術，分析可行性和解決的途徑；

6）提出實施信息化工程對組織機構變化的要求；

7）制定信息化工程的初步開發(fā)計劃；

8）分析制定投資規(guī)劃并進行初步的成本效益分析；

9）編寫可行性論證報告。第83頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六可行性論證的工作程序第84頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六*2.4制造業(yè)信息化的實施2.4.3制造業(yè)信息化工程的初步設計

1）明確制造業(yè)信息化工程的目標，包括總目標和階段目標，功能目標和效益目標等；

2）系統總體結構設計，給出系統的構成，應用系統的層次結構和信息系統的層次結構；

3）系統的功能及技術性能指標設計，繪制系統的功能模型圖；

4）確定系統內的實體和聯系，繪制系統的信息模型圖；

5）提出系統集成方案及所需的內、外部接口；

6）制定信息分類編碼體系；第85頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六*2.4制造業(yè)信息化的實施

7）確定系統配置，對系統重要的軟件、硬件的選型要進行論證；

8）提出系統的關鍵技術、解決方案，并論證其技術的可行性；

9）提出具體的實施進度計劃；

10）規(guī)劃信息化工程的組織機構、人員配置及培訓計劃；

11）提出經費預算及資金籌措途徑，進行經濟效益分析；

12）編寫初步設計報告，功能模型圖冊和信息模型圖冊。第86頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六初步設計的工作程序第87頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六*2.4制造業(yè)信息化的實施2.4.4制造業(yè)信息化工程的詳細設計

1）系統詳細需求分析；

2）規(guī)定系統運行環(huán)境及限制條件；

3）確定系統性能指標；

4）確定各分系統的詳細功能界面、信息界面、資源界面和組織界面；

5）建立系統的總體信息模型；

6）完成數據庫的邏輯設計，確定數據類型、共享方式、訪問頻度和流量，進行數據安全和保密設計，編寫系統信息數據字典；第88頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六*2.4制造業(yè)信息化的實施7）完成網絡的邏輯設計與物理設計，確定網絡協議及服務；

8）擬定編碼方案，給出代碼表；

9）確定軟硬件配置及采購開發(fā)工作需求；

10）確定實施計劃和要求；

11）制定系統測試計劃和質量保證措施；

12）編寫詳細設計報告和有關文檔，如功能模型與信息模型圖冊，編碼手冊，系統測試計劃等。第89頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六*詳細設計的工作程序第90頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六3、制造業(yè)信息化系統建模技術*3.制造業(yè)信息化系統建模技術3.1數字化產品建模方法

3.2特征建模方法

3.3功能模型建模方法

3.4信息模型建模方法第91頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六3.1數字化產品建模方法(89-103)*3.1數字化產品建模方法

模型是實際對象或系統的抽象及簡化表示，是抽取研究對象的本質特征，忽略或精簡一些次要的非本質影響因素的對象表示法。3.1.1基本概念

(1).

產品數據與產品數據模型

是指產品生命周期所有階段有關產品的數據總和。一個完整的產品定義數據模型不僅是產品數據的集合，還應反映出各類數據的表達方式以及相互間的關系。第92頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六*3.1數字化產品建模方法(2).

產品建模

將人們頭腦中構思的產品模型轉換成用圖形、符號或算法表示的形式，然后形成計算機內部數據模型的過程。換句話說，就是在計算機內部產生、存儲、處理和表達產品的過程。

(3).

機械產品建模

根據使用需求確定產品應具備的功能，構思出產品的工作原理、運動方式、力和能量的傳遞，結構形狀以及所使用的材料等事項，將其在計算機內部轉化為具體描述或數據模型，例如圖紙、文檔等。3.1.1基本概念

第93頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六*3.1數字化產品建模方法(4).

數字化產品建模

定義和表達產品在全生命周期中所必需的產品數據內容，數據關系以及活動過程的數字化信息模型。換句話說，數字化產品建模是建立產品數字化信息模型的過程。

3.1.2零件信息模型

(1).零件信息模型的總體結構

零件信息模型是一個層次的結構，包含有零件層、特征層和幾何層。零件層主要反映零件的總體信息；特征層包含各類特征信息及其相互間關系；幾何層記錄了零件的點、線、面的幾何/拓撲信息。

第94頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六

*3.1數字化產品建模方法基于特征的零件信息模型的總體結構第95頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六

*3.1數字化產品建模方法(2).零件信息模型的數據結構

1）管理特征數據結構

管理特征描述零件的總體信息和標題欄信息。E-枚舉數據類型I-整形數據類型S-字符數據類型

2）形狀特征數據結構

形狀特征包括有幾何屬性、精度屬性、材料熱處理屬性和關系屬性等。零件類型零件名圖號GT碼件數材料名設計者設計日期其他ESSS1SSS第96頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六

*3.1數字化產品建模方法形狀特征的數據結構第97頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六

3）精度特征的數據結構。包括：精度規(guī)范信息、實體狀態(tài)信息、基準信息。第98頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六

*3.1數字化產品建模方法4）材料熱處理特征的數據結構

包括：材料信息和熱處理信息。如下圖所示：第99頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六

*3.1數字化產品建模方法5）技術特征的數據結構

包括：零件的技術要求和特性表等。

(3)基于特征的零件信息模型的應用舉例技術要求：調質處理，硬度200-250HBS。第100頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六

基于特征的零件信息模型的數據結構實例第101頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六*3.1數字化產品建模方法3.1.3產品信息模型

產品信息模型是指產品從毛坯到成品的整個設計和制造過程所需要的信息總和，它是由產品結構信息模型和產品工藝信息模型組合而成的復合模型。

(1).產品結構信息模型

1）產品結構信息模型

產品結構信息模型是描述產品的結構組成以及各組成元素相互關系的信息總和。構成產品的組成元素包括部件、組件和零件。

產品結構信息包含三類信息：工程圖形信息、基本屬性信息、裝配信息。第102頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六*3.1數字化產品建模方法產品結構信息模型如下：

產品結構信息模型也可以用產品明細表BOM進行描述。其結構為：零部件代碼零部件基本信息(圖號、材料、規(guī)格、來源等)父件代碼第103頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六*3.1數字化產品建模方法2）產品結構的自動編碼及可視化處理一般采用層次數字碼來描述樹形產品結構。首先要對產品結構進行編碼。產品結構碼編碼規(guī)則如下：第104頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六*3.1數字化產品建模方法

圖中××為產品的基本信息；@位代表了層次結構，且肯定不為零；#位為順序號，如####表示0001～9999的順序號。

產品結構的可視化處理是利用計算機對產品結構碼進行分析，再現產品結構樹的處理過程。第105頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六*3.1數字化產品建模方法(2).產品工藝信息模型

產品工藝信息模型是表示構成產品的零件從毛坯到成品的全部工藝過程信息的模型。產品工藝信息模型示意圖如下：第106頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六3.2特征建模方法(104-116)*3.2特征建模方法3.2.1

特征與特征建模的概念

特征：是一組具有特定屬性且相互關聯的幾何形體，是零件形狀、工藝和功能等特征信息集的綜合描述。它能攜帶和傳送有關設計和制造所需要的工程信息。

特征建模：是指通過特征及其集合來定義和描述零件模型的過程。第107頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六*3.2特征建模方法3.2.2特征的分類與特征間的關系(1).特征的分類

1）形狀特征

描述零件上有一定拓樸關系的幾何形狀信息。形狀特征是攜帶其他特征信息的載體。形狀特征可分為主要形狀特征和輔助形狀特征，其中主要形狀特征用于構造零件的基本形狀，輔助形狀特征用于對主要形狀特征的補充。

2）精度特征用于描述產品、零件幾何形狀和尺寸的誤差信息。

3）材料特征用于描述產品、零件的材料成分、物理化學指標、熱處理方法

第108頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六*4）技術特征用于描述產品、零件的性能、工藝技術要求、功能等信息。5）管理特征6）裝配特征用于描述零件之間、特征之間的裝配關系、裝配方向、配合表面、裝配順序、裝配工具等信息3.2特征建模方法第109頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六*3.2特征建模方法(2).特征表達與特征聯系

1）特征的表示與約束對形狀特征的表示有三種方法，即邊界表示(B-rep)、幾何體素構造表示(CSG)和二者的混合表示。

特征約束是指對特征的形狀尺寸或工程信息的限制。分為幾何約束和工程約束。

2）特征聯系

鄰結關系：反映主要形狀特征間的空間相互位置關系。

所屬關系：反映特征對象與其所屬特征類間的關系。第110頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六*3.2特征建模方法

引用關系：描述特征類間作為關聯屬性而相互引用的關系。

附屬關系：輔助形狀特征從屬于一個主要特征或另一個輔助形狀特征構成的關系。3.2.3

制造特征的層次結構

制造特征之間可以形成樹狀的層次結構。特征之間是否形成父子關系，取決于加工時是否相互影響。零件特征對象的層次結構如下圖所示。

第111頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六零件特征的對象層次結構圖第112頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六*3.2特征建模方法3.2.4特征建模

(1).

特征模型零件特征的組成可用如下特征集F

表示：式中：i表示特征數；j表示特征分類；

—形狀特征集；

—精度特征集；

—材料特征集；

—裝配特征集；

1）零件特征模型可以用數據結構表示，如下圖所示：第113頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六第114頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六*2）零件相關性特征模型也可用特征關系樹表示，關系樹的建立過程如下圖所示：a）零件特征構成模型b）零件特征關系分析c）零件特征關系樹第115頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六*3.2特征建模方法(2).

特征的層次結構特征的層次結構可以定義為三層(如下圖所示)，即應用特征層、形狀特征層和幾何表達層。應用特征描述生產活動的過程屬性。

應用特征層描述生產活動的過程屬性。

形狀特征層描述特征的基本形狀構成。

幾何表達層是表達特征形素構成信息(點、線、面、體)的數學模型和數據結構。第116頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六*特征層次結構第117頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六面向設計過程的特征分類層次細化結構第118頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六(3).

基于特征的零件信息模型的層次結構用零件總體信息層、特征信息層、形狀幾何層三層來描述，如下圖所示：第119頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六3.3功能模型建模方法(117-120)*3.3功能模型建模方法

功能建模常用的方法是IDEF0方法。該模型由一系列圖形組成。圖形元素主要是簡單的盒子及箭頭。

IDEF0方法把描述功能活動的圖形稱為活動圖形，其中，盒子表示活動，箭頭表示由系統處理的事件。

3.3.1

活動圖形

IDEF0模型按照結構化方法自頂向下，逐步分解細化。一個系統的功能模型用一組遞階分解的活動圖形來表示，其遞階關系可以表示成樹狀結構，底層的詳細圖是頂層較抽象圖的一個分解，頂層較抽象的圖稱為父圖，底層詳細圖稱為子圖。第120頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六*3.3功能模型建模方法3.3.2

盒子

盒子代表活動，用主動的動詞短語來描述，盒子的內部寫上描述盒子的短語，盒子的右下角寫上編號，從1編到6。盒子的四邊表示輸入、控制、輸出與機制。3.3.3箭頭在活動圖形上，箭頭代表資料約束，而不代表流或順序。

IDEF0遞階層次分解圖

箭頭有兩類：一類稱內部箭頭，它的兩端分別連在圖形的盒子上。另一類稱邊界箭頭，它兩端中的一端是開的，表示由圖形以外的活動所產生，或供圖形以外的活動所使用。盒子底部的機制箭頭指出活動是依靠什么來完成的。第121頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六*3.3功能模型建模方法3.3.4功能建模的基本原則及應用實例

IDEF0圖展開的基本原則是：

1）一次分解的子功能數不宜超過6；

2）對展開的子功能進行編號，編號按子功能在圖形中的位置自上而下，從左至右的順序，用自然數標注在盒子的右下角；

3）展開后圖形中的箭頭有兩類，一類是內部箭頭，其兩端分別聯到兩個盒子上，表示兩個子功能之間的聯系；箭頭也可以連到同一個盒子的不同側面上，表示該功能本身存在的反饋作用；另一類箭頭是邊界箭頭，表示子功能繼承了其父功能的某種對外聯系；

4）ICOM碼。I、C、O、M碼分別代表輸入、控制、輸出和支撐機制；

5）結點號用來標志圖形和盒子在層次中的位置。第122頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六CAD/CAM系統功能模型AO圖第123頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六3.4信息模型建模方法(121-132)*3.4信息模型建模方法

信息模型是指采集和整理共享信息數據的基本模式及其聯系，信息模型建模常用的方法是IDEF1X方法。3.4.1IDEF1X模型的基本結構

IDEF1X模型的基本結構：

1）包含數據的有關事物，例如人、概念、地方和事物等，用盒子來表示；

2）事物之間的聯系，用連接盒子的連線來表示；

3）事物的特征，用盒子中的屬性名來表示。第124頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六*3.4信息模型建模方法

其基本成分有：

(1).實體(entity)

實體包括三部分內容：語義、語法和規(guī)則。實體表示具有相同屬性或特性的一個現實或抽象事物的集合。實體又分為獨立實體和從屬實體兩類，獨立實體是指從不依賴于其他實體存在的實體；從屬實體是指必須依賴于其他實體才能存在的實體。

IDEF1X用矩形表示實體，其中方角的矩形表示獨立實體，圓角的矩形表示從屬實體。在矩形的上方應標出實體的名稱和序號，用“/”分隔。實體的名稱不允許有二義性，通常用名詞或名詞短語命名。第125頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六*獨立實體和從屬實體的表示符號實體存在下述規(guī)則：

1）每一個實體必須有惟一的實體名；

2）一個實體可以有多個屬性，屬性可以是自身固有的，也可以是繼承的；

3）實體應有一個或多個能惟一標識實體實例的屬性；

4）任何實體可以與其他實體有聯系。第126頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六*3.4信息模型建模方法獨立實體

獨立實體的各種屬性的數據通常以表格、曲線、手冊等形式出現，在相當一段時間內穩(wěn)定不變，并經常被查問和引用。采用只讀靜態(tài)數據庫的方法來維護的。從屬實體獨立實體參與生產活動所派生出來的動態(tài)信息，按照IDEF1的定義，屬于從屬實體或派生實體。派生實體的各種屬性信息的數據將隨時間不斷地改變，是生產活動過程中產生的報表，用于反映事物在某一時間的狀態(tài)。中間數據信息也是一種從屬實體。第127頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六*3.4信息模型建模方法(2).屬性

屬性表示實體的特征和性質；屬性名稱一般用名詞或名詞短語表示。實體被一水平分割線分割，其中主關鍵字屬性位于實體分割線的上方，非關鍵字屬性位于下方。

屬性存在下述規(guī)則：

1）每個屬性必須有一個惟一的名稱。

2）一個實體可以有多個屬性，一個屬性只能屬于一個實體，這就是“單屬規(guī)則”。

3）一個實體可以有多個繼承屬性，而每個繼承屬性都必須是某個相關的父實體或一般實體主關鍵字的一部分。第128頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六*3.4信息模型建模方法

4）實體實例不允許重復，即為非重復規(guī)則。屬性及其表示如下圖。第129頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六(3)連接關系在IDEF1X中，連接關系用來描述實體之間的聯系。連接關系包括確定連接關系、非確定連接關系和分類關系三種。確定連接關系是“一對多關系”。非確定連接關系又稱為“多對多關系”。第130頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六*3.4信息模型建模方法

在用實體描述事物時，某些實體可以是其他實體的分類。在IDEF1X中稱為分類關系。賬戶示例：第131頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六*3.4信息模型建模方法分類關系示例：第132頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六*3.4信息模型建模方法3.4.2建模步驟

1）明確建模的對象，建模的內容與范圍，建模的目的；

2）定義實體：標識和定義待建模問題范圍內的實體。標識實體是確定實體表示的成員（實例）的集合，定義實體是確定實體名；

3）定義關系：標識相關實體間的關系，確定關系名稱和編寫關系說明；

4）定義鍵：①把模型中的不確定關系，分解成確定關系，分解的方法是構造一個新實體，作為兩個實體的子實體，新實體與兩個父實體之間用確定關系代替；第133頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六*3.4信息模型建模方法②標識鍵屬性：實體的屬性是其所有實例的該屬性值的集合。IDEF1X中有四種類型的鍵。實體的候選鍵是指實體的一個或多個屬性。如果實體只有一種屬性，即一個候選鍵，也是主鍵。否則，根據問題需要選擇一個候選鍵作為主鍵，其他作為次鍵。在實體-關系圖中，需要將屬性標注在實體中，主鍵放在實體水平分割線的上方，次鍵放在下方；③遷移鍵：對于關系連接的實體，需要在實體之間引入遷移鍵；

5）定義屬性：將每一個具有明確意義的屬性分配到實體中。第134頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六基于IDEF1X的信息模型實例第135頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六4、制造業(yè)信息化的技術集成*4、制造業(yè)信息化的技術集成4.1制造業(yè)信息化技術集成概述4.2制造業(yè)信息化的主要集成方式4.3CAD/CAM集成的體系結構4.4CAPP系統的主要形式4.5基于事例推理的CAPP系統4.6基于事例推理的CAFD系統設計第136頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六4.1制造業(yè)信息化技術集成概述(1)傳統的設計制造過程第137頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六（2）系統的組成與功能1）系統組成第138頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六2）系統的功能第139頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六3）系統的特點①采用統一的數據標準，建立一個完整統一的產品數據模型，并將其存放在一個共享數據文件或數據庫中。②功能上具有層次性。一方面具有最基本的功能模塊，如零件特征建模、可制造性評價及工藝生成等模塊；另一方面，還具備上層模塊對上述各基本模塊在并行模式下的工作進行控制，實現對各功能活動的管理。③在結構上不是單一的流程形式，而是更復雜的具有反饋的雙向嵌入式并行結構。制造過程中出現的問題可以直接反饋給產品設計與工藝設計模塊進行評價和修改，縮短了產品的設計和制造周期。④在性能上則體現為更加靈活、開放的系統。表現為具有可擴展性，可以添加新的功能模塊(如可裝配性評價模塊)；同時在不影響內部推理機制的前提下，系統數據庫和知識庫能夠方便地擴充。第140頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六4.1制造業(yè)信息化的主要集成方式(134-140)4.2制造業(yè)信息化的主要集成方式(1).通過專用格式文件的集成方式

在這種方式下需要在各系統與專用數據文件之間開發(fā)專用的轉換接口進行前置或后置處理。這種方式需要設計的專用格式處理程序很多，若以雙向傳輸為例，設系統內有N個系統需要互相傳輸數據，則需要2N!個前、后置處理程序。用于小范圍、簡單的系統信息集成。第141頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六

通過專用格式數據文件的集成方法第142頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六(2).通過標準格式數據文件的集成方式在這種方式下，采用統一格式的中性數據文件作為系統集成的工具，各個應用子系統通過前置和后置數據轉換接口進行系統間數據的傳輸。通過標準格式數據文件的集成方式是目前系統集成應用較多的有效方法之一。第143頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六

通過標準格式數據文件的集成方式第144頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六(3).基于統一產品數據模型和數據庫的集成

在這種方案中統一的產品數據模型是實現集成的核心，統一工程數據庫是實現集成的基礎。它與用文件形式實現系統間集成的方法相比，由于不需要通過轉換接口來進行數據交換，加快了集成系統的運行速度，提高了系統集成化程度。這種方式既可實現各子系統之間直接的信息交換，又可使集成系統達以真正的數據一致性、準確性、及時性和共享性。第145頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六(4).基于產品數據管理(PDM)的系統集成基于PDM的系統集成是指集數據庫管理、網絡通信能力和過程控制能力于一體，將多種功能軟件集成在一個統一平臺上。系統集成的核心是PDM技術向上提供CAD/CAE/CAPP/CAM的集成平臺，把與產品有關的信息集成管理起來；向下提供對異構網絡和異構數據庫的接口，實現數據跨平臺傳輸與分布處理。第146頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六基于PDM的集成系統體系結構第147頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六4.3CAD/CAM集成的體系結構（1）系統的體系結構第148頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六（2）系統的實現模型第149頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六（3）系統的功能模型第150頁，共270頁，2023年，2月20日，星期六（4）系統的信息接口1)內部信息接口CAD子系統接受產品開發(fā)計劃等信息，輸出產品的零件模型、BOM表、圖紙和技術文檔等信息，并將上述信息傳給CAPP子系統；CAPP子系統在接收來自CAD子系統的BOM表、零件圖紙和PMS子系統的工藝設計任務信息后，將產生的工藝信息和編程信息傳遞給CAM子系統，將工裝設計任務信息傳遞給CAFD子系統，將工藝文件與流程信息傳遞給生產管理系統PMS和質量管理系統QMS。然后CAFD子系統將工裝設計任務以及物料加工需求等信息傳遞給生產管理系統，將工裝模型傳遞給CAM子系統，同時將工裝設計結果信息傳遞給CAPP子系統；CAM子系統則輸出NC程序和調試結果傳遞給制造自動化系統MAS。MAS系統將加工質量情況等信