1、計算機輔助制造CAD/CAM系統(tǒng)的組成及功能模塊有哪些?CAD/CAM系統(tǒng)的組成其中，硬件系統(tǒng)的典型硬件有以下幾個組成部 分：中央處理機(CPU)，有運算器與控制器組成。liiJ數(shù)控存儲器，如磁存儲器、光存儲器等。CPU 和存儲器通常組裝在一個機殼內(nèi)，合稱為主 機。輸入/輸出設備，如鍵盤、數(shù)字化儀、鼠標、 圖形顯示器、打印機、繪圖機等。一般系統(tǒng)軟件包括有：操作系統(tǒng)(OS)、程序設 計語言處理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DBMS)、服務 性程序和計算機網(wǎng)絡軟件。CAD/CAM系統(tǒng)的功能模塊雕塑曲面造型功能、實體造型功能、物體質(zhì)量特性計算功能、三維運動機構(gòu)的分析和仿真功 能、二三維圖形的轉(zhuǎn)換功能、三維幾

2、何模型的顯 示處理功能、有限元法網(wǎng)格自動生成功能、優(yōu)化 設計功能、數(shù)控加工功能、信息處理和信息管理 功能。利用網(wǎng)絡查找出常見的CAD/CAM軟件系統(tǒng)及 其應用。I-DEAS該軟件是高度集成化的CAD/CAE/CAM軟件系 統(tǒng)。它幫助工程師以極高的效率，在單一數(shù)字模 型中完成從產(chǎn)品設計、仿真分析、測試直至數(shù) 控加工的產(chǎn)品研發(fā)全過程。I-DEAS是全世界制 造業(yè)用戶廣泛應用的大型CAD/CAE/CAM軟件。Pro-EngineerPro-Engineer由美國PTC公司推出的 CAD/CAM集成軟件。其特點是：參數(shù)化特征造型、 統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫、設計修改關聯(lián)性。UnigraphicsilliJUnig

3、raphics (簡稱 UG)是美國 EDS PLM Solutions的主導產(chǎn)品，是全球應用最普遍、 富競爭力的計算機輔助設計、輔助制造、輔助工程(CAD/CAM/CAE )的一體化軟件系統(tǒng)之一，廣 泛應用于機械、汽車、飛機、電器、化工等各個 行業(yè)的產(chǎn)品設計、制造與分析。CimatronECimatronE是以色列公司是面對工模具行業(yè) 集成的CAD/CAM 一體解決方案，該軟件3D設計 工具功能異常強大，且易于使用，該工具融合了 線框造型、曲面造型和實體造型，使用者可以方 便的處理獲得的產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型或者對新產(chǎn)品進 行概念性設計。而且還支持具有高速銑削功能的 2.5軸5軸加工的銑削編程功能基于

4、毛坯殘 知識的加工和自動化加工模板，大大縮短了數(shù)控 編程和加工的時間。Master CAM該軟件是美國的CNC Software公司開發(fā)的 基于PC平臺的CAD/CAM系統(tǒng)，由于它對硬件要 求不高，并且操作靈活、易學易用并具有良好的 價格性能比，因而深受廣大企業(yè)用戶和工程技術 人員的歡迎，廣泛應用于機械加工、模具制造、 汽車工業(yè)和航天工業(yè)等領域，是目前應用較為廣 泛的CAD/CAM軟件之一。計算機輔助制造05011104曹雪瑩2011300067利用網(wǎng)絡查找PDM、CE、CIMS、虛擬制造的相 關資料（定義、發(fā)展、應用）。1）PDMI1PDM的中文名稱為產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（Product Data

5、Management）o PDM是一門用來管理所有與 產(chǎn)品相關信息（包括零件信息、配置、文檔、CAD 文件、結(jié)構(gòu)、權(quán)限信息等）和所有與產(chǎn)品相關過 程（包括過程定義和管理）的技術。隨著市場競爭的加劇，縮短產(chǎn)品上市時間、降 低生產(chǎn)成本已經(jīng)成為企業(yè)所面臨的嚴峻挑戰(zhàn)，這 種情況直接影響到了企業(yè)的產(chǎn)品全生命周期管 理。而虛擬企業(yè)概念的提出，更加要求企業(yè)具備 一種信息基礎環(huán)境，使得企業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)與供應商 和客戶之間交換多種類型的產(chǎn)品數(shù)據(jù)。每個企業(yè) 在產(chǎn)品開發(fā)過程中必須全面有效的協(xié)作，這種合 作關系從產(chǎn)品的概念設計階段就要開始，它們不 但要訪問產(chǎn)品設計數(shù)據(jù)，而且要還需要訪問制造 過程中的數(shù)據(jù)，還有其它一些在產(chǎn)

6、品生命周期中 的涉及到的有關產(chǎn)品信息。但是，傳統(tǒng)的PDM系 統(tǒng)局限于設計階段的工程信息管理，不能夠很好 的適應敏捷制造和虛擬環(huán)境下的產(chǎn)品開發(fā)尤其 是制造過程的需要。因此，在虛擬企業(yè)概念下的，面向產(chǎn)品生命周期的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)成為研 究的焦點。采用先進的CAD/PDM技術，是提高產(chǎn)品競爭力 的必由之路。在美國，近50%的企業(yè)已采用了 PDM 技術，而對于擁有百萬企業(yè)的中國來說，隨著信 息化進程的推進，越來越多的企業(yè)將意識到采用 PDM技術來存取和管理生產(chǎn)的重要性，預計在今 后五年內(nèi)，我國將有30%的企業(yè)會使用PDM技術， 國內(nèi)的PDM市場在2000年會超過5000萬元。可 見，PDM技術在我國企

7、業(yè)中有著非常廣闊的應用 前景。國產(chǎn)PDM產(chǎn)品已經(jīng)進入國內(nèi)PDM市場，但大多 是用在圖檔管理上，盡管在軟件的功能、性能及 穩(wěn)定性方面與國外軟件還有一定差距，但在符合 企業(yè)需求、價格優(yōu)勢及技術支持等方面已明顯地 顯示出了國產(chǎn)PDM系統(tǒng)的優(yōu)勢。CECE:光端交換機CE(Communication Edge)設備：通信終端CIMSCIMS 是英文 Computer Integrated Manufacturing Systems 或 contemporary 的縮 寫，直譯就是計算機/現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)。CIMS定義：CIMS是通過計算機硬軟件，并綜 合運用現(xiàn)代管理技術、制造技術、信息技術、自 動化技術

8、、系統(tǒng)工程技術，將企業(yè)生產(chǎn)全部過程 中有關的人、技術、經(jīng)營管理三要素及其信息與 物流有機集成并優(yōu)化運行的復雜的大系統(tǒng)。發(fā)展趨勢：1、集成化-從當前的企業(yè)內(nèi)部的信息集成發(fā) 展到過程集成（以并行工程為代表），并正在步 入實現(xiàn)企業(yè)間集成的階段（以敏捷制造為代表）。2、數(shù)字化/虛擬化-從產(chǎn)品的數(shù)字化設計開 始，發(fā)展到產(chǎn)品全生命周期中各類活動、設備及 實體的數(shù)字化。3、網(wǎng)絡化-從基于局域網(wǎng)發(fā)展到基于 Internet/Intranet/Extranet 的分布網(wǎng)絡制造， 以支持全球制造策略的實現(xiàn)。4、柔性化-正積極研究發(fā)展企業(yè)間的動態(tài)聯(lián) 盟技術、敏捷設計生產(chǎn)技術、柔性可重組機器技 術等，以實現(xiàn)敏捷制造。

9、5、智能化-智能化是制造系統(tǒng)在柔性化和集成化的基礎上進一步發(fā)展與延伸，引入各類人工 智能技術和智能控制技術，實現(xiàn)具有自律、分布、 智能、仿生、敏捷、分形等特點的新一代制造系 統(tǒng)。6、綠色化-包括綠色制造、環(huán)境意識的設計 與制造、生態(tài)工廠、清潔化生產(chǎn)等。它是全球可 持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略在制造業(yè)中的體現(xiàn)，是擺在現(xiàn)代制 造業(yè)面前的一個嶄新的課題。應用：1987年至今，已有20多家企業(yè)先后被選 作“ 863”CIMS典型工廠，有40多家企業(yè)在 10個省（市）開展了 CIMS推廣應用工作，這 些企業(yè)覆蓋了多種類型的機械制造、飛機、汽 車、電子、家電、服裝、通訊、石化、冶金、 煤炭、化工等行業(yè)。第一批“突破口”企

10、業(yè)是:北一數(shù)控機床 集團（原北京第一機床廠）、成都飛機制造工 業(yè)公司、沈陽鼓風機廠、經(jīng)緯紡織機械廠等。這 些企業(yè)的共同之處是，很早就進行了技術改進, 引進了不少數(shù)控機床和計算機，從局部看，雖 然在各個單元技術（如管理信息系統(tǒng)、CAD/CAM 等）和制造設備等方面取得了一定成績，但始終沒有構(gòu)成一種整體集體優(yōu)勢，使原有的投資 不能發(fā)揮應有的效益。其中，北一數(shù)控機床集 團是我國最大的銑床制造廠，年生產(chǎn)銑床40 60個品種3 000余臺，1990年實施CIMS工程 后，對生產(chǎn)物資進行信息化管理，開發(fā)出了與 國外著名機床廠商抗衡的新產(chǎn)品，銷售收入逐 年上升，有效地控制了成本，大大提高了國際 競爭力，其超

11、重型數(shù)控龍門銑床生產(chǎn)周期由36 個月減少到18個月，加工中心由12個月減少到 6個月；在機床行業(yè)疲軟形勢下，1996年仍取 得2 200萬元的利稅，1995年獲美國制造工程 師協(xié)會“工業(yè)領先獎”。成都飛機制造工業(yè)公 司已成為合格的飛機部件國際承包商，麥道機 頭裝配周期由12個月減少到6個月，庫存積壓 下降20%;軍用飛機生產(chǎn)周期從18個月減少到 12個月。經(jīng)緯紡機實施CIMS 一、二期工程后, 流動資金下降60%，細紗機交貨期由102天減 少到72天，支持自主設計開發(fā)中高檔和高檔劍 桿織機，實現(xiàn)“兩年磨一劍”的戰(zhàn)略目標。虛擬制造虛擬現(xiàn)實(Virtual Reality )技術是使用感 官組織仿

12、真設備和真實或虛幻環(huán)境的動態(tài)模型生成或創(chuàng)造出人能夠感知的環(huán)境或現(xiàn)實，使人能 夠憑借直覺作用于計算機產(chǎn)生的三維仿真模型 的虛擬環(huán)境?；谔摂M現(xiàn)實技術的虛擬制造(Virtual Manufacturing)技術是在一個統(tǒng)一一 模型之下對設計和制造等過程進行集成，它將與 產(chǎn)品制造相關的各種過程與技術集成在三維的、 動態(tài)的仿真真實過程的實體數(shù)字模型之上。其目 的是在產(chǎn)品設計階段，借助建模與仿真技術及時 地、并行地、模擬出產(chǎn)品未來制造過程乃至產(chǎn)品 全生命周期的各種活動對產(chǎn)品設計的影響，預 測、檢測、評價產(chǎn)品性能和產(chǎn)品的可制造性等等。 從而更加有效地、經(jīng)濟地、柔性地組織生產(chǎn)，增 強決策與控制水平，有力地降

13、低由于前期設計給 后期制造帶來的回溯更改，達到產(chǎn)品的開發(fā)周期 和成本最小化、產(chǎn)品設計質(zhì)量的最優(yōu)化、生產(chǎn)效 率的最大化。虛擬制造技術的廣泛應用將從根本上改變現(xiàn) 行的制造模式，對相關行業(yè)也將產(chǎn)生巨大影響， 可以說虛擬制造技術決定著企業(yè)的未來，也決定 著制造業(yè)在競爭中能否立于不敗之地。虛擬制造(VM)是國際上提出的新概念。VM與 AM聯(lián)系密切。VM的特征是：當市場新的機遇出現(xiàn)時，組織幾個有關公司聯(lián)作，把不同的公司， 不同地點的工廠或車間重新組織協(xié)調(diào)工作。在運 行之前必須分析組合是否最優(yōu)，能否協(xié)調(diào)運行， 以及投產(chǎn)后的效益和風險進行評估，這種聯(lián)作公 司稱虛擬公司。虛擬公司在一定的環(huán)境和條件下 通過虛擬制

14、造系統(tǒng)運行，包括物理基礎、法律保 障、社會環(huán)境和信息技術。因此研究開發(fā)虛擬制 造技術(VMT)和虛擬制造系統(tǒng)(VMS)意義重大，美 國稱AM為21世紀制造業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略。虛擬現(xiàn)實技術 (Virtual Reality Technology)主要包括虛擬制造技術和虛擬企業(yè) 兩個部分。虛擬制造技術將從根本上改變了設計、試制、 修改設計、規(guī)模生產(chǎn)的傳統(tǒng)制造模式。在產(chǎn)品真 正制出之前，首先在虛擬制造環(huán)境中生成軟產(chǎn)品 原型(Soft Prototype)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的硬樣品(Hard Prototype)進行試驗，對其性能和可制造性進 行預測和評價，從而縮短產(chǎn)品的設計與制造周 期，降低產(chǎn)品的開發(fā)成本，提高系統(tǒng)快

15、速響應市 場變化的能力。liiJ虛擬企業(yè)是為了快速響應某一市場需求，通 過信息高速公路，將產(chǎn)品涉及到的不同企業(yè)臨時組建成為一個沒有圍墻、超越空間約束、靠計算 機網(wǎng)絡聯(lián)系、統(tǒng)一指揮的合作經(jīng)濟實體。虛擬企 業(yè)的特點是企業(yè)的功能上的不完整、地域上的分 散性和組織結(jié)構(gòu)上的非永久性，即功能的虛擬 化、組織的虛擬化、地域的虛擬化。4.上網(wǎng)查閱東芝門事件。1987年5月27日，日本警視廳逮捕了日本東 芝機械公司鑄造部部長林隆二和機床事業(yè)部部 長谷村弘明。東芝機械公司曾與挪威康士堡公司 合謀，非法向前蘇聯(lián)出口大型銑床等高技術產(chǎn) 品，林隆二和谷村弘明被指控在這起高科技走私 案中負有直接責任。此案引起國際輿論一片

16、嘩 然，這就是冷戰(zhàn)期間對西方國家安全危害最大的 軍用敏感高科技走私案件之東芝事件。1983年早春的一個深夜，由蘇聯(lián)海運公司開 到日本的萬噸貨輪“老共產(chǎn)黨員”號，從日本芝 浦碼頭出港，運走了數(shù)十箱“五軸聯(lián)動的數(shù)控機 床”的部件。按照日本人的說法，蘇聯(lián)人購買這 些數(shù)控機床的用途，除了使?jié)撏У耐七M性能改善 之外，還能使當時正在建造中的新型航空母艦的 推進器得到改進。這就是轟動一時的“東芝公司違反巴統(tǒng)輸出事件”。這次事件的后果是嚴重 的：美國海軍第一次喪失對蘇聯(lián)海軍艦艇的水聲 探測優(yōu)勢，直到今天，美國海軍仍沒有絕對把握 去發(fā)現(xiàn)新型的俄羅斯?jié)撏?。l=J=1l=J東芝公司的報價是每部母機10億日元（按當

17、時匯率，約為500萬美元），蘇方的反應非常意 外，他們要一次購買4部母機，并超量購買配件， 而殺價的幅度卻破天荒地僅為兩成。東芝公司的 代表雖然差點高興得笑出來，表面卻還是不肯同 意蘇方的價格。為了增加談判的籌碼，東芝公司 的職員說：“除了我們東芝，任何資本主義國家 都不可能有此種膽量!”據(jù)說，這是東芝在對蘇 貿(mào)易中惟一一次吊蘇聯(lián)人的胃口。I三最后，交易以87折成交，東芝都不相信，4 部數(shù)控機床能賣到35億日元。然而，這場交易 中真正得利的還是蘇聯(lián)：他們得到的產(chǎn)品是不能 以價格來衡量的。因為這些技術的應用在海軍艦 艇方面使北約和美國一下子失去了原有的優(yōu)勢。本來，東芝公司和蘇聯(lián)的交易確實做得相當

18、 漂亮，包括日本在內(nèi)的西方國家，無一發(fā)現(xiàn)從日 本裝運出去的機械竟然對蘇聯(lián)艦艇的制造技術 起到了巨大的推動作用。但是，從上世紀80年III代中期開始，北約各國的海軍紛紛報告，蘇聯(lián)潛 艇和軍艦螺旋槳的噪聲明顯下降，跟蹤難度加 大，這使得美國開始懷疑，蘇聯(lián)是否獲得了什么 先進的技術，但是卻苦于沒有什么證據(jù)。一直到 1985年12月，蘇、日秘密協(xié)議當事人之一、日 本和光公司的熊谷獨因與他的雇主發(fā)生糾紛而 辭職，并憤而向“巴統(tǒng)”主席蓋尼爾陶瑞格揭 發(fā)了東芝事件。陶瑞格立即要求日方調(diào)查此事。 日本通產(chǎn)省對東芝公司進行調(diào)查時，東芝公司以 預先簽署的假合同和其它技術文件為證，對此事 矢口否認。經(jīng)過進一步調(diào)查，

19、1987年初，美國 人掌握了蘇聯(lián)從日本獲取精密機床的真憑實據(jù)。 在美國的壓力下，日本警視廳對東芝公司進行突 擊檢查，查獲了全部有關秘密資料，并逮捕了涉 案人員。在以后的幾個月里，美國朝野群情激憤， 再三譴責日本，并對東芝公司進行了制裁。當時 的日本首相中曾根康弘不得不向美國表示道歉， 日本方面還花1億日元在美國的50多家報紙上 整版刊登“悔罪廣告”。心驚膽顫的挪威政府除 了向美國保證今后決不再發(fā)生類似事件外，還關 閉了康士堡公司駐莫斯科辦事處，并停止了該公 司正在與東歐國家進行的全部貿(mào)易。不久后，挪計算機輔助制造05011104曹雪瑩2011300067威又以從事竊取科技情報的間諜活動為由，驅(qū)

20、逐 了蘇聯(lián)一名外交官和三名貿(mào)易代表。5.感興趣的同學，可以利用網(wǎng)絡查看有關：精益 生產(chǎn)(Lean production)、準時生產(chǎn)(JIT/Just in time)的相關資料。1)精益生產(chǎn)精益生產(chǎn)(Lean Production)，簡稱精 益”，是衍生自豐田生產(chǎn)方式的一種管理哲學。l=Jw精益生產(chǎn)是通過系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、人員組織、運行 方式和市場供求等方面的變革，使生產(chǎn)系統(tǒng)能很 快適應用戶需求不斷變化，并能使生產(chǎn)過程中一 切無用、多余的東西被精簡，最終達到包括市場 供銷在內(nèi)的生產(chǎn)的各方面最好結(jié)果的一種生產(chǎn) 管理方式。與傳統(tǒng)的大生產(chǎn)方式不同，其特色是 “多品種”，“小批量”。包括眾多知名的制造企業(yè)以及

21、麻省理工大 學教授在全球范圍內(nèi)對豐田生產(chǎn)方式的研究、應 用并發(fā)展，促使了精益生產(chǎn)理論和生產(chǎn)管理體系 的產(chǎn)生，該體系目前仍然在不斷演化發(fā)展當中。 從過去關注生產(chǎn)現(xiàn)場的Kaizen轉(zhuǎn)變?yōu)閹齑婵?制、生產(chǎn)計劃管理、流程改進(流程再造)、成I=jw本管理、員工素養(yǎng)養(yǎng)成、供應鏈協(xié)同優(yōu)化、產(chǎn)品 生命周期管理（產(chǎn)品概念設計，產(chǎn)品開發(fā)，生產(chǎn) 線設計，工作臺設計，作業(yè)方法設計和改進）、 質(zhì)量管理、設備資源和人力資源管理、市場開發(fā) 及銷售管理等企業(yè)經(jīng)營管理涉及的諸多層面。其中有代表性的包括德國MTM工業(yè)工程方 法與精益生產(chǎn)（卓越生產(chǎn)管理系統(tǒng)）結(jié)合的經(jīng)營 理念，目前已在眾多產(chǎn)業(yè)先鋒企業(yè)中扮演著前沿 導師和實踐先鋒的角色。2）準時生產(chǎn)=J準時制（Just in Time，JIT）生產(chǎn)是指：在所 需要的時刻，按所需要的數(shù)量生產(chǎn)所需要的產(chǎn)品 （或零部件）的生產(chǎn)模式，其目的是加速半成品 的流轉(zhuǎn)，將資金的積壓減少到最低的限度，從而 提高企業(yè)的生產(chǎn)效益。準時制生產(chǎn)是一種全方位的系統(tǒng)管理工程。它 象一根無形的鏈條調(diào)度并牽動著企業(yè)的各項工 作能按計劃安排的進程順利地實施，因而又稱為 一種