先进制造系统试题.docx

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先进制造系统试题

第一章绪论

本章重点与难点：

　　制造系统的定义；制造系统通用行为模型；制造系统特征制造系统的物料流\能量流\信息流；相关名词。

一、填空

1机械制造是将（）变换为机械产品的过程。

2制造系统是（）、机器和装备以及（）和（）的一个组合体。

3制造系统是一个将制造资源转变为（）的输入输出系统。

4制造系统是制造过程所涉及的硬件（包括人员、设备、物料等）及其相关（）所组成的一个统一整体。

5制造系统在运行过程中无时无刻不伴随着（）、（）和（）的运动。

6制造系统具有（）特性。

7一个具体的制造系统，必须具有对周围环境的（）性。

8信息流贯穿了制造过程的各个阶段，而物料流仅仅存在于（    ）一个阶段。

二、回答问题

1什么是制造系统？

制造系统的特征有哪些？

2在制造系统中，能量流、信息流、物料流各指什么，各有何作用？

3现代制造业的目标是什么？

第二章计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）

本章重点与难点：

　　CAD/CAM系统的类型；完善的CAD/CAM系统应具有的功能；CAD的应用和效益；CAD中的产品建模技术；CAM的应用；CAD/CAM集成的目的、原则和内容；PDM的定义、功能。

一、填空

1　参数化实体造型中的关键是（）关系的提取和表达、几何约束的求解以及（）几何模型的构造。

2　PDM是管理所有与（）相关的信息与过程的技术。

3　产品（）过程是一个反复修改、逐步逼近的过程。

4CAD指计算机辅助（）。

5CAM指计算机辅助（）。

6目前市场上流行的商业性CAD/CAM系统大体上可划分为单功能系统和（）系统两种类型。

7实体造型采用的两种基本方法其一是单元构造法，另一个是（）法。

8常用的描述产品信息的特征有（?

）特征、（）特征、（）特征、（）特征和（）特征等。

9CAD/CAM系统集成化的内容包括硬件集成和（）集成。

?

二、回答问题

1一个完善的CAD/CAM系统应该具有哪些功能？

2CAD/CAM系统一般有几种类型?

3常用的产品建模方法有哪些？

4什么是PDM？

它的功能有哪些？

5CAD和CAM集成的内容是什么?

第三章　成组技术（GT）

本章重点与难点：

　　成组技术基本原理；零件的相似性；零件分类编码系统的结构及信息容量；零件分类成组的方法；成组技术的应用。

一、填空

1成组技术是在多品种、（）批量的生产实践中产生的。

2成组技术就是将许多各不相同，但又具有（）的事物，按照一定的准则分类成组。

3成组技术的核心和关键是按照一定的（）准则对产品零件的分类成组。

4所谓零件的相似性是指零件所具有的各种（）的相似；一般把（）相似性称为二次相似性。

5零件的结构形状、材料、精度的相似决定着（）相似。

6所谓零件分类编码系统就是用（）对产品零件的有关特征进行描述和标识的一套特定的规则和依据。

7从总体结构来看，零件分类编码系统有（）式和（）式两种结构形式。

8所谓系统信息容量就是一个分类编码系统所能容纳的零件（）总数量。

9所谓零件分类成组，就是按照一定的相似性准则，将品种繁多的产品零件划分为若干个具有（）的零件族。

10零件分类成组时，正确地规定每一组零件的（）程度是十分重要的。

11用分类编码法进行零件分组的具体方法有（）法、（）法和（）法三种。

二、回答问题

1成组技术的基本原理是什么？

2什么是零件的相似性？

3如何增加零件分类编码系统的信息容量?

4零件分类编码系统的结构有哪些形式？

5简述用计算机进行零件分类成组的方法和步骤。

6简述成组技术在产品设计、制造工艺与生产管理中的应用。

7试分析成组技术在FMS，CIMS等先进制造系统中的作用。

第四章　计算机辅助工艺过程设计（CAPP）

本章重点与难点：

　　CAPP系统的基本组成；CAPP中零件信息的描述方法；三种CAPP系统的原理；CAPP技术的发展趋势。

一、填空

1　工艺过程设计是完成产品（　）信息向制造信息转换的关键环节。

2　CAPP系统一般由产品设计信息输入、（　）、（　）等三部分组成。

3　所谓工艺决策，是指根据（　）信息，利用工艺经验和具体的生产环境条件，确定产品的工艺过程。

4　目前CAPP系统所采用的基本工艺决策方法有（　）方法和（　）方法两种。

5　修订式方法基本思路是将相似零件归并成零件族，设计时检索出相应零件族的（　），并根据设计对象的具体特征加以修订。

6　目前CAPP系统中所采用的零件信息描述方法有（　）法、（　）法和（　）法。

7　能被一个（　）使用的工艺规程称为标准工艺规程。

8　标准工艺规程可看作为一个包含该族内零件的所有形状特征和工艺属性的（　）零件而编制的。

9　所谓专家系统就是一种在（　）领域内具有专家水平的计算机程序系统。

10　知识获取就是抽取领域知识并将其（　）的过程。

11　智能化CAPP的工艺知识库应该包括制造（　）知识、制造（　）知识、制造（　）知识和工艺决策知识。

二、回答问题

1　发展CAPP的重要意义何在?

2　CAPP系统常用的零件描述方法有哪些?

分述其特点。

3　简述修订式工艺决策的原理及修订式CAPP系统结构。

4　简述生成式工艺决策的原理。

5　简述决策表和决策树两种逻辑表达方法的特点。

6　简述专家系统的基本原理、组成与特点。

7　举例说明常用的知识表示方法在CAPP中的应用。

8　简述CAPP的主要发展趋势。

9　对比讨论修订式CAPP系统、生成式CAPP系统的开发与应用。

第七章柔性制造系统（FMS）

本章重点与难点：

FMS组成及各系统的作用；加工系统选用原则；运储系统的任务；AGV的导向方法；FMS总体布局原则；FMS递阶控制结构；FMS单元控制器的开放性及动态可重构；FMS的数据管理与通信网络。

一、填空

1柔性制造系统适用于（）品种、（）批量生产。

2从硬件形式看，FMS是由（）系统、（）系统及计算机控制系统所组成的制造系统。

3从软件内容看，FMS主要包括（）、（）和数据管理及通讯网络。

4FMS加工系统的结构取决于（）的类型、形状、尺寸和精度要求，也取决于（）大小及自动化程度。

5（）集中是FMS中机床的最重要的特点。

6FMS机床的配置形式有（）形式、（）形式以及（）形式等。

7AGV又叫（），目前是网络式FMS的主要运输设备。

8FMS覆盖CIMS五阶控制结构的底三层，即（）层、（）层和（）层。

9单元控制器的主要任务是实现给定生产任务的（）。

10单元控制器结构必须在（）上和（）上具有开放性。

11一个适应市场竞争需要的FMS或制造单元应当是一种（）单元。

二、回答问题

1柔性制造的概念是在什么样的技术背景下出现的?

2柔性制造系统的主要特点是什么?

3柔性制造系统主要由哪几部分构成?

各部分的功能是什么?

4设计和建造一个柔性制造系统的主要步骤是什么?

第八章计算机集成制造系统（CIMS）

本章重点与难点：

CIMS的定义及组成；CIMS-OSA体系结构；CIMS的集成技术。

一、填空

1通常认为，CIMS由（）系统、（）系统、（）系统、（）系统以及计算机网络和数据库系统6个部分有机集成起来的。

2（）是工程设计自动化系统内部信息集成的关键环节，它是CIMS中设计信息与物料信息的交汇点。

3（）系统是CIMS中信息流与物料流的结合点。

4CIM-OSA体系结构由（）维、（）维和（）维三维空间组成。

5CIM-OSA体系结构中通用程度维分为（）层、（）层和（）层。

6CIM-OSA体系结构中企业视图维由（）视图、（）视图、（）视图和（）视图4个视图组成。

7CIM-OSA体系结构中生命周期维由（）层、（）层和（）层构成。

8人们充分认识到CIMS是人、管理、技术三者的集成，尤以（）的集成为关键。

二、回答问题

1什么是CIMS?

2CIMS由哪几个部分组成?

3CIMS在我国发展现状如何?

4并行工程与CIMS有何关系?

5CIMS今后将如何发展?

第九章先进制造技术发展趋势

本章重点与难点：

先进制造技术及其特点；智能制造的特点；敏捷制造的特征；并行工程的概念及特点；虚拟制造的概念；先进制造技术发展趋势。

一、填空

1虚拟企业的特点是（）的虚拟化、（）的虚拟化和（）的虚拟化。

2敏捷制造企业的特点就是多企业在（）集成的基础上的竞争与合作。

3智能制造不同于CIMS，CIMS强调的是企业内部物料流和信息流的集成；而智能制造强调的则是更大范围的整个制造过程的（）能力。

4并行工程是对（）及其相关过程进行并行、一体化设计的一种系统化的工作模式。

5并行工程的出发点是产品整个（）的技术要求。

6并行设计组织是一个包括设计、制造、装配、市场销售、安装及维修等各方面专业人员在内的（）设计组。

7虚拟制造技术就是在计算机上（）产品的制造和装配全过程。

8先进制造生产模式的进展，体现了从以技术为中心向以（）为中心的转变；从金字塔式的多层次生产结构向（）的网络结构转变；从传统的顺序工作方式向（）工作方式转变；从职能部门方式向（）形式转变；从质量第一向（）的竞争策略转变。

二、回答问题

1先进制造技术有何特点?

2什么是智能制造?

智能制造的特点是什么?

3敏捷制造有何特征?

4何为”并行工程”?

何为”串行工程”?

两者各有何特点?

5企业实施CE的必要条件有哪些?

6什么是虚拟制造?

虚拟企业有何特点?

7未来先进制造技术的发展趋势是什么?

模拟考试题一

一、填空：

（每空1分，共20分）

1制造系统是（）、机器和装备以及（）和（）的一个组合体。

2参数化实体造型中的关键是（）关系的提取和表达、几何约束的求解以及（）几何模型的构造。

3PDM是管理所有与（）相关的信息与过程的技术。

4所谓零件的相似性是指零件所具有的各种（）的相似；一般把（）相似性称为二次相似性。

5在制造过程中，一个惟一可识别的零件或部件称为（）项目。

6项目毛需求等于项目独立需求加上父项（）需求。

7所谓朱兰三步曲就是（）、（）和（）这三个主要环节。

8一个完整的质量屋包括6个部分，即：

（）需求及其权重、（）需求、（）矩阵、（）分析、屋顶及（）评估等。

9FMS是由（）系统、（）系统及计算机控制系统所组成的制造系统。

二、回答下列问题：

1一个完善的CAD/CAM系统应该具有哪些功能？

（10分）

2成组技术的原理是什么？

（5分）简述成组技术在产品设计、制造工艺及生产组织与管理中的应用。

（15分）

3简述修订式CAPP的原理。

它的开发过程分为哪几个阶段？

（15分）

4简述利用MRPⅡ及JIT进行生产管理的原理。

（10分）

5什么是质量体系？

质量体系包括哪些基本要素？

（10分）

6什么是制造系统的物料流、信息流和能量流？

（15分）

模拟考试题二

一、填空：

（每空1分，共20分）

1制造系统是（）、机器和装备以及（）和（）的一个组合体。

2参数化实体造型中的关键是（）关系的提取和表达、几何约束的求解以及（）几何模型的构造。

3PDM是管理所有与（）相关的信息与过程的技术。

4所谓零件的相似性是指零件所具有的各种（）的相似；一般把（）相似性称为二次相似性。

5在制造过程中，一个惟一可识别的零件或部件称为（）项目。

6项目毛需求等于项目独立需求加上父项（）需求。

7所谓朱兰三步曲就是（）、（）和（）这三个主要环节。

8一个完整的质量屋包括6个部分，即：

顾客需求及其权重、技术需求、（）矩阵、（）分析、屋顶及技术评估等。

9FMS是由（）系统、（）系统及计算机控制系统所组成的制造系统。

10全面质量管理的三个全面是指（）的管理、（）的管理和（）的管理。

二、回答下列问题：

1什么是PDM？

它的功能有哪些？

（10分）

2试分析成组技术在FMS，CIMS等先进制造系统中的作用。

（10分）

3目前所用的CAPP系统主要有哪三种类型？

简述各自的原理。

（20分）

4简述利用MRPⅡ及JIT进行生产管理的原理。

（15分）

5何为能力需求计划？

如何进行能力平衡？

（10分）

6什么是PDCA循环？

它是如何推进产品质量持续改进的？

（10分）

7未来先进制造技术的发展趋势是什么？

（5分）

参考答案

第一章

一、填空

1原材料。

2人、信息流、物料流。

3产品。

4软件。

5物料流、能量流、信息流。

6反馈。

7适应。

8制造。

二、回答问题

1什么是制造系统？

制造系统的特征有哪些？

答：

制造系统是人、机器和装备以及信息流和物料流的一个组合体。

制造系统的特征有集合性、相关性、目的性和环境适应性；除此之外，还有以下四个显著特点：

是一个动态系统、无时无刻不伴随着物料流以及信息流和能量流的运动、总是包括着决策子系统、具有反馈特性。

2在制造系统中，能量流、信息流、物料流各指什么，各有何作用？

答:

物料在制造系统的不同加工设备之间流转，经过一道道工序的加工，由原材料转变为产成品。

制造系统的这种物料流转过程称为物料流。

制造系统中的信息，以一定的流程形式在制造系统内部处于连续的动态变化之中，不断地被使用、保存、更新、删除等，形成了制造系统中的信息流。

能量来自制造系统外部，一部分用以维持各个环节或子系统的运动；另一部分通过传递、损耗、储存、释放、转化等有关过程，以完成制造过程的有关功能。

这种制造系统中的能量运动过程，称为制造系统的能量流。

3现代制造业的目标是什么？

答：

目标是提高产品质量及生产率，缩短设计及制造周期，降低生产成本，最大限度地提高制造业对市场的应变能力，满足用户需求。

第二章

一、填空

1几何约束、参数化。

2产品。

3设计。

4设计。

5制造。

6通用型。

7边界描述。

8形状、精度、技术、材料、装配。

9软件。

二、回答问题

1一个完善的CAD/CAM系统应该具有哪些功能？

答：

一个完善的CAD/CAM系统应该具有以下十个方面的功能，即曲面造型功能、实体造型功能、工程分析和数值计算功能、机构分析和仿真功能、二、三维图形的转换功能、三维几何模型的显示处理功能、FEM网格自动生成功能、优化设计功能、数控加工的功能、信息处理和信息管理功能。

2CAD/CAM系统一般有几种类型?

答：

通用型系统和单功能系统两种类型。

3常用的产品建模方法有哪些？

答：

曲面造型、实体造型、特征造型和参数化造型。

4什么是PDM？

它的功能有哪些？

答：

PDM是管理所有与产品相关的信息和过程的技术。

它主要包括电子资料室及文档管理、产品配置管理、工作流程管理、分类及检索和项目管理功能。

5CAD和CAM集成的内容是什么?

答：

包括硬件集成和软件集成。

第三章

一、填空

1中小。

2相似性。

3相似性。

4特征、工艺。

5工艺。

6符号。

7整体式、分段式。

8特征信息。

9相似特征。

10相似性。

11特征位法、码域法、特征位码域法。

二、回答问题

1成组技术的基本原理是什么？

答：

将企业生产的多种产品、部件和零件，按照一定的相似性准则分类成组，并以这种分组为基础组织生产的全过程，从而实现产品设计、制造和生产管理的合理化及高效益。

2什么是零件的相似性？

答：

所谓零件的相似性是指零件所具有的各种特征的相似。

零件特征包括结构形状、材料、精度、工艺等。

3如何增加零件分类编码系统的信息容量?

答：

系统信息容量是一个分类编码系统所容纳的零件特征信息总数量，它是评定分类编码系统功能的重要参数。

信息容量越大，零件特征就能描述得越详细。

它取决于系统内码位数量、项数和结构。

采用树式结构、增加码位数量及码位内项数等均可以增加系统的信息容量。

4零件分类编码系统的结构有哪些形式？

答：

零件分类编码系统的总体结构有整体式结构和分段式结构。

分类编码系统码位之间的结构有树式结构、链式结构与混合式结构。

5简述用计算机进行零件分类成组的方法和步骤。

答：

首先选择或建立合适的分类编码系统，然后进行零件编码，最后按特征位法、码域法或特征位码域法对零件进行分类成组。

6简述成组技术在产品设计、制造工艺与生产管理中的应用。

答：

在产品设计中实施成组技术，通过对企业中已设计、制造过的零件编码和分组，可建立起设计图纸和资料的检索系统。

当设计一个新零件时，设计人员将设计零件的构思转化成相应的分类代码，然后按此代码对其所属零件族的零件设计图纸和资料进行检索，从中选择可直接采用或稍加修改便可采用的原有零件图。

成组技术在制造工艺中主要应用于成组工艺过程、成组夹具以及在CAPP和数控编程中的应用。

在生产组织中，采用成组单元或成组流水线，可以缩短零件的运输线路，提高生产单元或系统的柔性。

在生产管理中，以零件族为基础编制生产计划和生产作业计划，可以提高生产管理的效率，提高设备和劳动力的利用率。

7试分析成组技术在FMS，CIMS等先进制造系统中的作用。

答：

成组技术是建立FMS的基础。

以零件族为加工对象建立FMS，既使系统能加工足够多的零件品种，又可简化系统的结构。

信息集成是实施CIMS的基础。

为了实现企业范围的信息集成，需对信息进行分类编码，可以应用成组技术的基本原理建立面向企业的信息编码系统。

第四章

一、填空

1设计。

2工艺决策、产品工艺信息输出。

3设计信息。

4修订式、生成式。

5标准工艺规程。

6零件分类编码法、表面元素法、零件特征描述法。

7零件族。

8假想复合零件。

9特定。

10形式化。

11资源、对象、工艺。

二、回答问题

1发展CAPP的重要意义何在?

答：

可以代替工程师繁重的劳动，工艺人员可以更多地投入工艺试验和工艺攻关，而且可以保证工艺设计的一致性、规范化，有利于推进工艺的标准化。

提高工艺过程设计的效率和质量、缩短生产准备周期，提高生产率。

减少工艺过程设计费用及制造费用。

在CIMS中，CAPP是连接CAD与CAM的桥梁。

2CAPP系统常用的零件描述方法有哪些?

分述其特点。

答：

CAPP系统常用的零件描述方法有零件分类编码法、零件表面元素描述法、零件特征描述法等三种。

分类编码法的优点是简单、直观，缺点是不能详细描述零件。

表面元素描述法可以详细描述零件，但要抽取零件表面元素，并定义它们之间的相互关系较麻烦。

特征描述法通过定义零件的各种特征来表示零件，可以满足信息集成的要求。

3简述修订式工艺决策的原理及修订式CAPP系统结构。

答：

修订式CAPP系统是利用成组技术将工艺设计对象按其相似性（例如，零件按其几何形状及工艺过程相似性；部件按其结构功能和装配工艺相似性等）分类成组（簇），为每一组（簇）对象设计典型工艺，并建立典型工艺库。

当为具体对象设计工艺时，CAPP系统按零件（部件或产品）信息和分类编码检索相应的典型工艺，并根据具体对象的结构和工艺要求，修改典型工艺，直至满足实际生产的需要。

其结构见教材P76图4-3。

4简述生成式工艺决策的原理。

答：

生成式工艺决策的原理是将人们设计工艺过程时用的推理与决策方法转换成计算机可以处理的决策模型、算法及程序代码，从而依靠系统决策，自动生成零件的工艺规程。

5简述决策表和决策树两种逻辑表达方法的特点。

答：

判定树表示简单、直观，很容易将它直接转换成逻辑流程图，并用程序设计语言中的“IF…THEN…ELSE…”的结构实现。

判定表不仅可以清晰、紧凑地表达复杂的逻辑关系及方便的检查有无遗漏及逻辑上的不一致，且易读、易懂、修改方便，因而不仅被广泛用作软件设计、系统分析或数据处理的辅助工具，而且许多CAPP系统都采用它表示工艺决策逻辑。

6简述专家系统的基本原理、组成与特点。

答：

专家系统（ExpertSystem）是一种在特定领域内具有专家水平的计算机程序系统，它将人类专家的知识和经验以知识库的形式存入计算机，并模拟人类专家解决问题的推理方式和思维过程，运用这些知识和经验对现实中的问题作出判断和决策。

专家系统由推理机、知识库、动态数据库、人机接口、解释机构和知识获取机构等组成。

专家系统的特点是：

1专家系统所要解决的是复杂而专门的问题。

2专家系统突出了知识的价值。

3专家系统采用的是人工智能的原理与技术，如符号表示、符号推理、启发式搜索等，这是与一般的数据处理系统的不同之处。

4专家系统注重于知识本身而不是确定的算法，专家系统的优劣很大程度上取决于它所具有的专门知识，因此也被称为知识基系统（KnowledgeBasedSystem）。

7举例说明常用的知识表示方法在CAPP中的应用。

答：

1基于规则的知识表示，如下例是一个孔的加工过程表示：

IF特征是孔AND孔径>20AND精度等级>=7AND精度等级<=9AND表面粗糙度Ra>=0.8AND表面粗糙度Ra<=3.2

THEN选择加工链钻—扩—铰

2基于框架的知识表示，如一把铣刀可用框架表示为：

1号铣刀直径:

20刃长:

40底齿转角半径:

1刀具材料:

高速钢

3语义网络，所谓语义网络实际上是一种基于网络结构来表示知识的方法，也就是说它是知识的图解表示。

它是由节点和连接节点间的弧（带箭头的线）所组成。

节点可用来表示各种事物、概念、属性及实体等，而弧表示所连节点间的关系。

下图为机床的语义网络：

8简述CAPP的主要发展趋势。

答：

集成化、智能化、实用化和工具化。

9对比讨论修订式CAPP系统、生成式CAPP系统的开发与应用。

答：

开发修订式CAPP系统的关键是编制标准工艺规程，而生成式CAPP的关键是各种工艺决策逻辑的模型化和算法化。

修订式CAPP系统容易开发，需要有经验的工艺人员使用；生成式CAPP系统较复杂，某些工艺决策仍需人工干预。

第七章

一、填空

1多、中小。

2加工、物料运储。

3运行控制、质量保证。

4被加工零件、批量。

5工序。

6互替、互补、混合。

7自动导向小车。

8单元、工作站、设备。

9优化分配。

10时间、空间。

11动态可重构。

二、回答问题

1柔性制造的概念是在什么样的技术背景下出现的?

答：

计算机技术的发展导致数控机床及计算机辅助技术的发展，进而出现了计算机数控CNC，然后出现了FMC和DNC，在此基础上出现了系统化程度更高、规模更大的柔性制造系统，即FMS。

2柔性制造系统的主要特点是什么?

答：

柔性制造系统的主要特点有以下8点：

①利用率高

②降低主要设备成本

③降低直接人工成本

④减少在制品库存量及生产周期

⑤能响应生产变化的需求

⑥产品质量高

⑦设备、工艺、运行及流程、产品柔性

⑧批量、扩展、生产力的柔性

3柔性制造系统主要由哪几部分构成?

各部分的功能是什么?

答：

FMS主要由两台以上数控加工系统、一套能自动装卸的运储系统和一套计算机控制系统等三部分组成。

加工系统用于将原材料转变为最后产品；运储系统的作用是完成工件、原材料、刀具及其它辅助设备和材料的运储；运行控制系统是FMS的大脑，负责控制整个系统协调、优化、高效地运作。

4设计和建造一个柔性制造系统的主要步骤是什么?

答：

设计和建造FMS的步骤主要有系统