先進制造技術概論(PPT-141頁)課件

1、先進制造技術第一章 先進制造技術概論 制造（manufacturing）是利用制造資源（設計方法、工藝、設備和人力等）將材料“轉(zhuǎn)變”為有用物品的過程。當今，人們對制造的概念又加以擴充，將體系管理和服務等也納入其中。制造是人類所有經(jīng)濟活動的基石，是人類歷史發(fā)展和文明進步的動力。 制造業(yè)是指以制造技術為主導技術進行產(chǎn)品制造的行業(yè)。制造業(yè)已成為國家經(jīng)濟和綜合國力的基礎，成為社會財富的主要創(chuàng)造者和國民經(jīng)濟收入的重要來源，它為國民經(jīng)濟各部門，包括國防和科學技術的進步及發(fā)展提供先進的手段和裝備。制造業(yè)的發(fā)達與先進程度是國家工業(yè)化的表征。1.1 先進制造技術概論先進制造技術概論 制造技術（Manufactu

2、ring Technology） 現(xiàn)代的制造技術不僅重視工藝方法和設備，還要強調(diào)設計方法 、生產(chǎn)組織模式、制造與環(huán)境和諧統(tǒng)一、制造的可持續(xù)性及制造技術與其他科學技術的交叉和融合。 先進制造技術 之概念在20世紀80年代來被提出來，比較被人們接受的定義是：“先進制造技術是以人為主體，以計算機為重要工具，不斷吸收機械、光學、電子、信息（計算機和通信、控制理論、人工智能等）、材料、環(huán)保、生物以及現(xiàn)代系統(tǒng)管理等最新科技成果，涵蓋產(chǎn)品生產(chǎn)的整個生命周期的各個環(huán)節(jié)的先進工程技術的總稱”，它以提高對動態(tài)多變的產(chǎn)品市場的適應能力為中心，以實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、靈活、高效、清潔生產(chǎn)和提供優(yōu)質(zhì)、快捷服務，取得理想經(jīng)濟效益為目

3、標。制造業(yè)是國家的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)高度發(fā)達的制造業(yè)，是實現(xiàn)工業(yè)化的必備條件高度發(fā)達的制造業(yè)，是衡量國家國際競爭力的重要標志高度發(fā)達的制造業(yè)，是決定國家在經(jīng)濟全球化進程中國際分工地位的關鍵因素1.2 戰(zhàn) 略 意 義物質(zhì)財富是人類社會生存和發(fā)展的基礎，制造是人類創(chuàng)造物質(zhì)財富最基本、最重要的手段2001年，制造業(yè)對國民經(jīng)濟的貢獻直接創(chuàng)造國民生產(chǎn)總值的1/3 占整個工業(yè)生產(chǎn)的4/5 為國家財政提供1/3以上的收入 對出口總額的貢獻率90% 戰(zhàn) 略 意 義（續(xù)一）戰(zhàn)略意義（續(xù)二）制造業(yè)是全面建設小康社會第一位的支柱產(chǎn)業(yè) 2001年制造業(yè)占中國社會經(jīng)濟活動門類的比例大類的33%中類的46%小類的64%全部就業(yè)人

4、數(shù)的11.1%工業(yè)就業(yè)人數(shù)的90.5%2001年制造業(yè)就業(yè)人數(shù)所占的比例工業(yè)稅收的78.93%總稅收的28.74%2001年全國制造業(yè)的稅收1953至1998年戰(zhàn) 略 意 義（續(xù)三）制造業(yè)是國家高技術產(chǎn)業(yè)的基礎和載體 宇航生物工程微電子光電子信息技術核技術空間技術制造業(yè)戰(zhàn) 略 意 義（續(xù)四）制造業(yè)是國家安全的重要保障現(xiàn)代武器裝備是先進制造技術的載體；尖端制造技術和裝備一直是西方國家技術封鎖和限制的重點；保證就業(yè)率穩(wěn)定，緩解就業(yè)壓力，保障社會穩(wěn)定 。 集成電路成本占總成本的比例 軍艦22% 戰(zhàn)車24% 飛機33% 導彈45% 航天器66% 1.3 發(fā) 展 現(xiàn) 狀先進制造技術是工業(yè)發(fā)達國家的國家級

5、關鍵技術和優(yōu)先發(fā)展領域國別/地區(qū)科技計劃美國先進制造技術計劃關鍵技術(制造)計劃敏捷制造使能技術計劃日本智能制造技術國際合作計劃歐共體尤里卡計劃信息技術研究發(fā)展戰(zhàn)略計劃德國制造2000年計劃韓國高級先進技術國家計劃(G-7)發(fā) 展 現(xiàn) 狀（續(xù)一） 許多高技術我國尚未掌握，許多重大裝備我國不能自主制造，缺乏自主創(chuàng)新能力。 是制造大國，不是制造強國 發(fā)電設備、機床、汽車、電子制造等產(chǎn)品產(chǎn)量居世界前列，卻沒有一家裝備制造企業(yè)能躋身世界500強 關鍵裝備大多依賴進口光電子制造設備的100%IC制造裝備的85%高檔數(shù)控機床的70% “ ”是發(fā)展的核心“ ”是發(fā)展的關鍵“ ”是發(fā)展的焦點 “ ”是發(fā)展的條

6、件 “ ”是發(fā)展的道路 “ ”是發(fā)展的方法 “ ”是發(fā)展的前景 “ ”是發(fā)展的必然 數(shù) 精 極 自 網(wǎng) 集 智 綠1.4 先進制造技術發(fā)展趨勢先進制造技術發(fā)展趨勢（續(xù)一）“數(shù)”是發(fā)展的核心數(shù)字化 數(shù)字制造是制造技術與信息技術（包含計算機技術、網(wǎng)絡技術）等交叉、發(fā)展與應用的結(jié)果；數(shù)字化設計、數(shù)字化控制、數(shù)字化制造以及貫穿始終的“虛擬”技術；數(shù)字制造技術是先進制造技術發(fā)展的核心。先進制造技術發(fā)展趨勢（續(xù)二)“精”是發(fā)展的關鍵精密化 加工精度精密化人造衛(wèi)星的儀表軸承，其圓度、園柱度、表面粗糙度等均達納米級；加工尺度細微化基因操作機械，其移動距離為納米級； 控制要求納米化先進制造技術發(fā)展趨勢（續(xù)三）“

7、極”是發(fā)展的焦點極端、極限高溫、高壓、高濕、強磁場、強腐蝕條件；有高硬度、大彈性等要求；在幾何形體上極大、極小、極厚、極薄、極復雜；MEMS技術和產(chǎn)品是典型極端、極限技術和產(chǎn)品。先進制造技術發(fā)展趨勢（續(xù)四）“自”是發(fā)展的條件自動化 自動化是強化、延伸甚至取代人勞動的技術或手段。自動化是先進制造技術發(fā)展的前提條件； 自動控制、自動調(diào)節(jié)、自動補償、自動辨識等發(fā)展到自學習、自組織、自維護、自修復等更高水平的自動化。先進制造技術發(fā)展趨勢（續(xù)五）“網(wǎng)”是發(fā)展的道路網(wǎng)絡化 現(xiàn)代新型制造模式實施的基礎設施，現(xiàn)代制造企業(yè)生產(chǎn)活動必不可少運行環(huán)境；網(wǎng)絡化既是制造企業(yè)信息化、集成化的基礎，企業(yè)信息化又是、集成化的

8、進一步發(fā)展；網(wǎng)絡化將制造業(yè)走向全球化、整體化、有序化。 先進制造技術發(fā)展趨勢（續(xù)六）“集”是發(fā)展的方法集成化 技術集成、管理集成、技術與管理集成；本質(zhì)：知識和信息集成，集成也包含了“交叉”；現(xiàn)代制造科學技術的發(fā)展離不開“集成”和“交叉”。先進制造技術發(fā)展趨勢（續(xù)七）“智”是發(fā)展的前景智能化 智能企業(yè)、制造系統(tǒng)、制造單元（裝備）適應環(huán)境變化的能力、海量信息和不完整信息處理能力、主動地協(xié)調(diào)和協(xié)同能力； 柔性化企業(yè)組織結(jié)構(gòu)扁平化，組織體系開放性、可伸縮性，管理控制方式分布化，生產(chǎn)資源、過程可重構(gòu)；敏捷化使制造企業(yè)（組織）具有對動態(tài)快速多變、不可預測的市場變化的應變能力；運作的柔性、響應的快速性和結(jié)構(gòu)

9、的可重組性是現(xiàn)代企業(yè)智能化運行的典型特征。先進制造技術發(fā)展趨勢(續(xù)八）“綠”是發(fā)展的必然綠色 “天人合一” 與 “無為”； “保護環(huán)境，就是保護生產(chǎn)力；改善環(huán)境，就是發(fā)展生產(chǎn)力” 江澤民制造各階段都必須充分計及環(huán)境保護：自然環(huán)境，社會環(huán)境、生產(chǎn)環(huán)境、生產(chǎn)者的身心健康；制造必然要走向“綠色”制造，這是實現(xiàn)國民經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的重要條件。1.5 先進制造技術（AMT）的特征客戶化生產(chǎn)：產(chǎn)品的質(zhì)量、價格、服務與交貨期成 為市場制約的要素； 快速重組：制造、信息、管理等學科的交叉與融合； 智能化、精密化、集成化、并行式、分布式的潮流； “虛擬現(xiàn)實”技術的應用；先進制造技術（AMT）的特征(續(xù)）不摒棄傳統(tǒng)

10、技術，利用先進技術研究傳統(tǒng)工藝的成形原理，建立數(shù)學模型，并利用優(yōu)化設計進行傳統(tǒng)工藝方法的優(yōu)化。強調(diào)計算機技術，信息技術和現(xiàn)代系統(tǒng)管理技術在產(chǎn)品設計、制造和生產(chǎn)組織管理等方面的應用。節(jié)能、環(huán)保的重視；既競爭，更合作，網(wǎng)絡化，全球化；以人為本。1.6 先進制造技術的體系結(jié)構(gòu) 先進制造技術可以概括為以下四個方面： 先進制造技術的基礎理論 現(xiàn)代設計理論和方法 成形加工 制造自動化先進制造系統(tǒng)管理技術第二章2.1 概述 現(xiàn)代制造系統(tǒng)生產(chǎn)模式中的管理技術具有如下特點： 重視人的作用 重視發(fā)揮計算機的作用 強調(diào)柔性化生產(chǎn) 重視信息的集成 強調(diào)技術、組織與管理的集成與配套 強調(diào)以顧客為中心 現(xiàn)代制造系統(tǒng)管理是

11、以計算機為手段，以用戶為上帝，調(diào)動企業(yè)的一切積極因素，實現(xiàn)柔性化生產(chǎn)，提高企業(yè)的市場競爭能力，取得盡可能高的經(jīng)濟效益。現(xiàn)代制造系統(tǒng)的模式和哲理 成組技術 (相似性) CIM (集成) 并行工程 (同步) JIT (準確) 智能制造系統(tǒng) (智能) 敏捷制造 (靈活) 精益生產(chǎn) (簡化) 合理化工程 (重組、標準化) 業(yè)務過程重組BPR(重組)TQCSFE傳統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu) 面向功能的組織結(jié)構(gòu)銷售部門制造部門技術部門現(xiàn)代的組織結(jié)構(gòu) 面向過程的組織結(jié)構(gòu)Teamwork發(fā)展方向1. 產(chǎn)品結(jié)構(gòu) 先進、實用、高速、輕小、節(jié)能、環(huán)保型 2. 生產(chǎn)模式 多品種、小批量、柔性化、生產(chǎn)周期短3. 生產(chǎn)過程 高速、精密

12、、自動化、節(jié)能環(huán)保和少切削無切削先進制造技術目標 1. 產(chǎn)品功能適用(Function) 2. 交貨期限短(Time to Market) 3. 質(zhì)量好(Quality) 4. 價格低(Cost) 5. 服務優(yōu)良(Service) 2.2 成組技術GT 2.2.1 成組技術的基本原理 成組技術(Group Technology)是運用統(tǒng)計學的方法來統(tǒng)計事物的某些特征屬性的出現(xiàn)率，從總體上定量地描述事物間客觀存在的相似性，這一統(tǒng)計學中相似性原理是成組技術的基礎。 在制造業(yè)中成組技術正是充分發(fā)掘和利用生產(chǎn)活動中有關事物的相似性。在機械加工方面，將多種零件按其結(jié)構(gòu)和工藝的相似性分類，以形成若干個零件

13、組。這樣就可將同一族零件中各分散的小生產(chǎn)量匯集成為大的成組生產(chǎn)量，從而可以使小批量獲得接近大批大量的管理方式和經(jīng)濟效率。 我國機械工業(yè)部于1984年頒布了JLBM-1零件編碼系統(tǒng)，推動成組技術在我國開發(fā)應用。JLBM-1系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是參照德國OPITZ系統(tǒng)而編制的 (如下圖2-1所示)JLBM-1 系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu) （圖2-1）JLBM-1分類編碼系統(tǒng)的分類編碼結(jié)果721200302050753名稱類別粗分： 非回轉(zhuǎn)體、板塊類名稱類別細分： 支承板外部類別細分： 由直線與曲線組成輪廓主要尺寸（寬度）： B160440mm外部平面加工： 側(cè)平行平面外部曲面加工： 無外部形狀要素： 無主孔加工： 無螺

14、紋、多軸線孔內(nèi)部加工： 無輔助加工： 其它材料： 灰鑄鐵毛坯原始形狀： 鑄件熱處理： 無精度： 內(nèi)孔與平面主要尺寸（長度）： L250 500mm(a) 非回轉(zhuǎn)體類零件（表2-1）(b) 回轉(zhuǎn)體類零件名稱類別粗分： 回轉(zhuǎn)體類、輪盤類名稱類別細分： 法蘭盤外部基本形狀： 單向臺階外部功能要素： 無內(nèi)部基本形狀： 雙向臺階通孔內(nèi)部功能要素： 有環(huán)槽外平面與端面： 單一平面內(nèi)平面： 無軸線孔： 均布軸向孔材料： 普通鋼毛坯原始形狀： 鍛件熱處理： 無主要尺寸（直徑）： D160400mm主要尺寸（長度）： L50120mm精度： 內(nèi)外圓與平面021051101260513（表2-2） (1)在設計方

15、面 用成組技術來指導設計，賦予各類零件更大的相似性，為實施成組技術奠定了良好的基礎。以成組技術為指導的設計，其合理化和標準化將為實現(xiàn)計算機輔助設計(CAD)奠定良好的基礎，并為設計信息的重復使用、加快設計速度、節(jié)約時間作出貢獻。 (2)在制造方面 將加工方法、安裝方式和機床調(diào)整相近似的零件歸類成族，設計出這一族的零件的工序，稱作成組工序。可使同屬一族的零件采用同一種設備和同一種工藝裝備來進行加工。這樣不僅可以充分應用相同設備和成組工序的公用夾具(成組夾具)，還可以減少機床和夾具的調(diào)整時間。 2.2.2 成組技術的應用 （3）生產(chǎn)組織管理方面 由于成組技術是按零件工藝相似性分類成族。有利于按模塊

16、化原理組織成組生產(chǎn)單元的組織形式。在同一生產(chǎn)單元內(nèi)可由一組工人操作一組設備完成一個零件族的加工工藝過程。成組生產(chǎn)單元是以零件族為對象的專業(yè)化生產(chǎn)單位，它是實現(xiàn)計算機輔助管理的技術基礎。2.3 計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS) 計算機集成制造系統(tǒng)(Computer Integrated Manufacturing System)是1974年由美國人約瑟夫哈林頓首先提出的。這一新概念的核心內(nèi)容是以下兩點： (1)企業(yè)內(nèi)各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)從市場分析、產(chǎn)品設計、加工制造、經(jīng)營管理到售后服務的全部生產(chǎn)活動是一個有機結(jié)合的整體，要作統(tǒng)一的全盤考慮。 (2)整個生產(chǎn)過程是一個數(shù)據(jù)采集、傳遞和加工處理的過程，產(chǎn)品可看

17、成是數(shù)據(jù)的物質(zhì)表現(xiàn)。 直到80年代初期，這一概念才被廣泛接受，并把它作為制造工業(yè)新一代生產(chǎn)方式。這是因為，從70年代開始，世界市場發(fā)生了重大變化，科技飛速發(fā)展和 市場需求多樣化相互作用，相互促進，使傳統(tǒng)的相對穩(wěn)定的市場變成動態(tài)地多變地市場。具體表現(xiàn)如下: 1）產(chǎn)品生命周期即產(chǎn)品更新?lián)Q代的時間越來越短。 2）加速了科技發(fā)展到科技應用地周期競爭。 3）規(guī)格，品種，型號日益增多，大規(guī)模生產(chǎn)的汽車行業(yè)也不例外。如豐田。 而對上述技術和經(jīng)濟的新形勢，企業(yè)必須尋求一種技術和管理高度結(jié)合的新的生產(chǎn)組織方式才能與之相適應。CIMS正是這種生產(chǎn)方式。 1987年，美國科學院對CIMS處于領先的五個公司進行調(diào)查分

18、析認定CIMS獲得如下效益： 產(chǎn)品質(zhì)量提高 200500 生產(chǎn)率提高 4070 設備利用率提高 200300% 生產(chǎn)周期縮短 3060 設計費 520 工程師工作能力 3003500原因： 1）信息集成度的提高使各種生產(chǎn)要素之間的配量得到更好的優(yōu)化，各種潛力可更大的發(fā)揮。 2）各種資源的浪費最大限度的減少。 3）如今世界各國工業(yè)發(fā)達國家世界著名的大公司，都把CIMS作為發(fā)展的戰(zhàn)略目標，制定各種計劃，規(guī)劃，建立國家級實驗基地來推進這一新的生產(chǎn)方式的發(fā)展。 我國1987年開始實施的“高科技計劃綱要”也列入CIMS。信息集成過程集成企業(yè)間集成CIMS 的 發(fā) 展“自動化孤島”1 + 1 = 2 ?

19、將“自動化孤島”集成在一起將“自動化孤島”集成在一起2.3.1 計算機集成制造系統(tǒng)的構(gòu)成及功能 CIMS 是在自動化技術、信息技術和制造技術的基礎上，通過計算機及通信網(wǎng)絡將企業(yè)內(nèi)部全部生產(chǎn)活動中各種分散的自動化單元有機集合起來，實現(xiàn)以信息為特征的高度集成技術，是一種適應于多品種小批量生產(chǎn)方式實現(xiàn)總體高效益的、高柔性的智能化系統(tǒng)。 從功能角度看，CIMS包含制造企業(yè)的設計、制造、質(zhì)量控制和經(jīng)營管理四個功能并以分布式數(shù)據(jù)庫、通訊網(wǎng)絡及指導集成的系統(tǒng)作為支撐環(huán)境（如圖2-2所示)CIMS的各功能塊計算機網(wǎng)絡 NET 公用數(shù)據(jù)庫 DBMASQISTIS MIS（圖2-2）(1)設計功能 在CIMS中，

20、其設計功能有CAD、CAE、CAPP和CAM。這里的CAD不是孤立的，而是內(nèi)部及外部密切關聯(lián)并帶反饋的CAD，還包括產(chǎn)品的專家系統(tǒng)及仿真技術。 CAE即計算機輔助工程分析，它可對零部件的機械應力，熱應力進行有限元分析以及考慮到成本等因素的優(yōu)化設計。 CAPP即計算機輔助工藝規(guī)程設計，它以派生式或創(chuàng)成式等CAPP來實現(xiàn)工藝編程。 CAM的功能是按零件的形狀及CAPP生成的工藝轉(zhuǎn)換為NC代碼，再進行刀具補償?shù)纫蛩氐暮笾锰幚?。?）加工制造功能 加工制造系統(tǒng)由加工工作站、物料輸送及貯存工作站、檢驗工作站、刀具管理工作站和裝配工作站組成。 加工工作站主要是各類數(shù)控機床并有工業(yè)機器人配合，通過控制聯(lián)網(wǎng)實

21、現(xiàn)信息集成。物料輸送及貯存工作站由自動運載小車或各種傳送帶及機器人實現(xiàn)輸送物料；由立體倉庫、堆垛機、裝卸工作站及自動控制系統(tǒng)完成物料貯存。 檢驗工作站是由數(shù)控三坐標測量機和各種自動化測試儀器并通過網(wǎng)絡進行數(shù)據(jù)傳遞。刀具工作站實現(xiàn)刀具流的調(diào)度和管理，還包括中央刀庫、換刀機器人、數(shù)據(jù)庫等。 裝配工作站是由裝有傳感器的工業(yè)機器人及傳送裝置來實現(xiàn)的，應用人工智能對系統(tǒng)進行協(xié)調(diào)控制。(3)計算機輔助生產(chǎn)管理(CAPM) 在管理方面制定年、月、周生產(chǎn)計劃、物料供應計劃(MRP)、生產(chǎn)平衡以及財務、倉庫等各種管理；在經(jīng)營方面進行市場預測及制定長期發(fā)展戰(zhàn)略計劃。(4)質(zhì)量控制系統(tǒng) 借助計算機集成質(zhì)量信息系統(tǒng)(

22、QIS)將存在于設計、制造與管理中涉及質(zhì)量的有關數(shù)據(jù)進行采集、存儲和評價、處理保證系統(tǒng)達到質(zhì)量目標，QIS為CIMS 的總目標奠定了良好的基礎。2.3.2 五層遞階控制模型 美國國家標準局自動化制造研究實驗基地(AMRF)首次提出五層遞階控制模型，它對傳統(tǒng)的制造管理系統(tǒng)按功能需求進行分析的基礎上提出的，AMRF分級控制結(jié)構(gòu)由五級組成，即工廠級、車間級、單元級、工作站級和設備級。 其控制模型圖（圖2-3）如下：AMRF分級控制結(jié)構(gòu)工廠加工車間 裝配車間 虛擬單元1 虛擬單元n銑削工作站 檢驗工作站 物料貯存工作站機器人銑床 零件存貯器機器人檢驗機 零件存貯器機器人機器人 小車傳送器.（圖2-3）

23、(1)工廠級控制系統(tǒng) 這一級主要功能又分為三個子系統(tǒng)：生產(chǎn)管理、信息管理和制造工程。 生產(chǎn)管理的任務是制定生產(chǎn)計劃、分配生產(chǎn)資源、確定追加投資、核算生產(chǎn)能力、匯總質(zhì)量數(shù)據(jù)、向下一級發(fā)布生產(chǎn)指令。 信息管理的任務是通過用戶數(shù)據(jù)接口實施行政或經(jīng)營管理功能。 制造工程的任務是通過人機交互以CAD系統(tǒng)設計零件及其它設計文件；以CAPP子系統(tǒng)設計每個零件的工藝規(guī)程。(2)車間級控制系統(tǒng) 控制和協(xié)調(diào)車間生產(chǎn)和輔助性工作，有兩個主要管理模塊：任務管理模塊負責安排生產(chǎn)計劃，把生產(chǎn)任務和資源分配給單元級，跟蹤訂單直至完成；資源分配模塊負責分配單元級所需的工作站、貯存區(qū)、托盤、刀具、材料等。(3)單元級控制系統(tǒng)

24、虛擬單元級的具體工作內(nèi)容是完成任務分解和分析資源需求，安排工作站的任務并監(jiān)控任務的執(zhí)行情況，并向車間級報告作業(yè)情況和系統(tǒng)運行狀態(tài)。(4)工作站級控制系統(tǒng) 負責指揮和協(xié)調(diào)設備小組的生產(chǎn)活動，處理由物料貯運系統(tǒng)交來的零件托盤、零件裝夾、切削加工、清除切屑、中間檢驗、卸工件。它與虛擬單元采用統(tǒng)一接口實現(xiàn)動態(tài)控制。(5)設備級控制系統(tǒng) 它是最前沿的系統(tǒng)，如設備，機器人，運輸小車或其它傳送裝置，貯存檢索等控制器，還包括先進的計量檢測系統(tǒng)，如熱和運動誤差的監(jiān)測及修正軟件，在線超聲波表面粗糙度檢測，在線刀具磨損檢測，機床的夾緊力及變形檢測。向上與工作站接口，向下與各設備控制器接口，通過各種傳感器監(jiān)控加工運行

25、。2.4 并行工程技術CE 并行工程亦稱并行設計，它是指在 新產(chǎn)品設計階段,就引進生產(chǎn)準備工作,并行地進行產(chǎn)品設計、工藝設計和生產(chǎn)準備。它是伴隨著計算機技術和網(wǎng)絡通訊技術發(fā)展起來的一門新技術，它側(cè)重于管理方面,強調(diào)Team Work工作方式。目前市場上大多數(shù)CAD/CAM軟件都具有支持并行工程技術的功能。 并行工程技術可以大大縮短產(chǎn)品上市時間，可以提高產(chǎn)品質(zhì)量，可以減少廢品率，從而提高了企業(yè)的競爭力。 并行工程就是集成地、并行地設計產(chǎn)品及其零部件相關各個過程的一種設計模式。它強調(diào)設計人員和其他人員協(xié)同工作，在設計開始就全面考慮產(chǎn)品整個生命周期中從概念形成到產(chǎn)品報廢處理各種因素，包括質(zhì)量，成本，

26、進度計劃和用戶的要求。2.4.1 并行工程技術及其特點 強調(diào)團隊工作（Team Work）精神和工作方式 將產(chǎn)品壽命周期各個方面的專家集中起來，形成一個新產(chǎn)品開發(fā)小組共同工作。對產(chǎn)品及零件從各個方面全面考慮 、嚴格審查，力求所設計出的產(chǎn)品便于加工、便于裝配、便于維修、便于回收，而且產(chǎn)品美觀、價廉、質(zhì)優(yōu)、使用方便。集思廣益，集中各專家的智慧，在設計定型前多次修改，以求得到最優(yōu)設計。借助計算機網(wǎng)絡工作方式用戶設計者 加工工藝師維修人員銷售人員裝配工程師計算機計算機計算機計算機計算機計算機中間設計結(jié)果（圖2-4）強調(diào)設計過程的并行性 在設計階段通過各方面專家協(xié)同考慮產(chǎn)品壽命周期的各個方面，在進行產(chǎn)品

27、設計的同時并行完成工藝過程的設計（包括加工工藝、裝配工藝和檢驗工藝并對設計結(jié)果進行計算機仿真）用快速原型法生產(chǎn)出新產(chǎn)品的樣機。（見下圖2-5）并行工程設計過程圖檢驗設計 檢驗仿真構(gòu)思設計生產(chǎn)準備仿真工藝設計 加工仿真 裝配設計 裝配仿真性能仿真樣件試制模型試驗產(chǎn)品計劃裝配計劃檢驗計劃產(chǎn)品圖紙（圖2-5） 強調(diào)設計過程的系統(tǒng)性 設計、制造、管理不再是相互獨立的單元，要納入一個系統(tǒng)來綜合考慮，在設計過程中既要拿出圖紙和設計文件，同時還要拿出工藝規(guī)程以及有關質(zhì)量控制、生產(chǎn)計劃和成本核算各種管理文件。強調(diào)設計過程快速短反饋 由于設計工作是集中各方面專家共同工作的，相關問題可以及時反饋，不僅可以縮短設計

28、時間，而且可以將錯誤消滅在“萌芽”狀態(tài)。2.4.2 并行工程的效益縮短產(chǎn)品投放市場的時間 我們現(xiàn)在正處于必須以質(zhì)量取勝的時代，沒有好的質(zhì)量，產(chǎn)品就難于在市場上立足，只靠價格取勝近乎成為歷史。市場的下一步發(fā)展將是以縮短交貨期作為主要特征。而縮短產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)準備時間正是并行工程技術的主要特點。 (2)降低成本 并行工程可在三個方面降低成本：首先，他可以將錯誤限制在設計過程。其次，并行工程不同于傳統(tǒng)的“反復試制樣機”的作法，強調(diào)“一次達到目的”。這是靠軟件仿真和快速樣件生成實現(xiàn)的，省去了昂貴的樣機試制，其三，由于在設計時就考慮到加工，裝配，檢驗，維修等因素，產(chǎn)品的成本將會降低。同時，在上市的運行費

29、用也會降低。所以，產(chǎn)品的壽命循環(huán)加工就降低了，既有利于制造者，也有利于顧客。 提高質(zhì)量 采用并行工程技術，盡可能將所以質(zhì)量問題消滅在設計階段，使產(chǎn)品便于制造，易于維修。這就為質(zhì)量的“零缺陷”提供了基礎，使得制造出來的產(chǎn)品甚至不需檢驗就可以上市。保證了產(chǎn)品功能的實用性 由于在設計過程中,同時有銷售人員參與,有時甚至還包括顧客,這樣的設計方法反映了用戶的要求,才能保證去除冗余功能,降低設備的復雜性,提高產(chǎn)品的可靠性和實用性.(5) 增加了市場競爭力2.5 制造資源計劃（MRP）模式 2.5.1 概述 物料需求計劃MRP(Material Requirements Planning)是20世紀60年

30、代初期在美國開始出現(xiàn)的應用計算機來計算物料需求和制訂生產(chǎn)作業(yè)計劃的一種方法。由于計算機強大的信息處理能力使企業(yè)的物資計劃與控制取得了極大的成功，并在應用中發(fā)展成為制造業(yè)全面的生產(chǎn)管理系統(tǒng)制造資源計劃MRP。MRP發(fā)展已經(jīng)歷了下面三個階段 （1）開環(huán)MRP 即物料需求計劃，它要是通過三種信息即主生產(chǎn)計劃、庫存狀態(tài)以及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)信息的輸入來實現(xiàn)物流需求計算的。 主生產(chǎn)計劃是一個綜合性計劃，由它確定最終產(chǎn)品的出產(chǎn)時間和出產(chǎn)數(shù)量。 庫存狀態(tài)信息保存所有產(chǎn)品、零部件、在制品、原材料的庫存狀態(tài)等信息。 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)文件也稱BOM物料清單，它是生產(chǎn)某最終產(chǎn)品所需的零部件、輔助材料的目錄。 其工作過程如下（圖2-6

31、）所示：主生產(chǎn)計劃 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)文件BOM清單MRP計算一.生產(chǎn)哪些零件？多少數(shù)量？二.何時下達零件部件生產(chǎn)任務？何時交貨？零部件/材料庫存文件在制品文件訂購文件計劃下達的任務（訂購/生產(chǎn)）開環(huán)MRP的工作過程（圖2-6）（2）閉環(huán)MRP 閉環(huán)MRP是一個生產(chǎn)計劃與控制的系統(tǒng)。在初期開環(huán)MRP的基礎上增加處理生產(chǎn)能力的功能，新形成閉環(huán)MRP系統(tǒng)。在閉環(huán)MRP中，計算出主生產(chǎn)計劃及物料需求計劃后，要通過粗能力計劃、能力需求計劃等模式進行生產(chǎn)能力平衡。 此時的MRP具有“計劃執(zhí)行反饋”結(jié)構(gòu)，已經(jīng)具備了對生產(chǎn)作計劃和實施控制的功能。它的工作過程圖如下（圖2-7）：生產(chǎn)規(guī)劃主生產(chǎn)計劃物料需求計劃能力需求計

32、劃可行否？NY執(zhí)行能力計劃執(zhí)行物料計劃閉環(huán)MRP的工作過程（圖2-7）（3）MRP MRP是一個企業(yè)的經(jīng)營生產(chǎn)計劃與控制系統(tǒng)。在閉環(huán)MRP完成對生產(chǎn)的計劃與控制的基礎上，進一步擴展，使之與經(jīng)營、財務以及生產(chǎn)管理相結(jié)合，就形成了MRP。由于MRP將企業(yè)經(jīng)營管理的職能連成一體，因此，它不僅能對生產(chǎn)過程進行有效的管理和控制，還能對整個企業(yè)計劃的經(jīng)濟效果進行模擬。這對企業(yè)高層決策具有重要意義。 MRP的工作過程如圖2-8所示：銷 售應收賬訂 單預 測主生產(chǎn)計劃工 資制造標準物料清單設 備工藝文件物料需求計劃能力需求計劃固定資產(chǎn)庫 存總 賬成 本車間控制采 購應付賬MRP的工作過程（圖2-8）2.5.2

33、 MRP的結(jié)構(gòu)及功能 MRP系統(tǒng)一般包括如下八個子系統(tǒng)：（1）基礎數(shù)據(jù)庫子系統(tǒng)：是指MRP系統(tǒng)中所涉及的有關產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、零件明細、材料消耗、工藝路線、工時定額等生產(chǎn)技術數(shù)據(jù)。其主要功能有：物料清單管理；工藝路線管理；資源數(shù)據(jù)管理。（2）庫存管理子系統(tǒng)：指對生產(chǎn)過程中涉及的材料庫、標準件庫、電動機庫、毛坯庫、半成品庫等的管理。（3）經(jīng)營計劃管理子系統(tǒng)：主要是銷售與生產(chǎn)計劃管理的制定，一般分若干個子系統(tǒng)。（4）主生產(chǎn)計劃子系統(tǒng)：其時間單位為周，主要功能是編制主生產(chǎn)計劃。（5）物料計劃子系統(tǒng)：是MRP的核心部分它有三個子系統(tǒng)：物料需求計劃子系統(tǒng)、能力平衡子系統(tǒng)及車間任務下達子系統(tǒng)。（6）車間作業(yè)計劃與

34、控制子系統(tǒng)：其功能有現(xiàn)兩個：一是根據(jù)MRP系統(tǒng)的輸出制定內(nèi)部作業(yè)計劃，工票的生成與派生；二是根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場信息編制完工報告。（7）物資采購供應子系統(tǒng)：主要解決兩個問題：一是產(chǎn)品合同確定后，馬上能匯總出對標準件和材料的需求量；一是當產(chǎn)品投產(chǎn)時，及時掌握其標準件與材料的需求量及庫存情況。（8）成本核算與財務管理子系統(tǒng)： MRP是一個整體資源共享、優(yōu)化的系統(tǒng)，上面那些系統(tǒng)實施后有了數(shù)據(jù)基礎，才能實施此模塊。2.5.3 MRP管理模式的特點管理的系統(tǒng)性數(shù)據(jù)共享動態(tài)應變型模擬預見性物流與資金的統(tǒng)一 MRP的實施必然給企業(yè)的管理模式帶來沖擊，不可避免地影響到每一個生產(chǎn)、經(jīng)營和管理環(huán)節(jié)。MRP成功運行的先決條

35、件是要有與這相適應的企業(yè)管理模式，因此將迫使從傳統(tǒng)的管理模式向現(xiàn)代化管理模式過渡。2.6 準時生產(chǎn) JIT 2.6.1 概述 準時生產(chǎn)（Just-in-Time）是起源于日本豐田汽車公司的一種生產(chǎn)管理模式。其基本思想是“只在市場需要的時候就按需要的量生產(chǎn)所需的產(chǎn)品”。這種方法的核心就是追求“零庫存”的生產(chǎn)系統(tǒng)（或最小庫存量），為此開發(fā)了包括“看板”在內(nèi)的一系列措施，逐步形成一套獨具特色的生產(chǎn)體系 。2.6.1 JIT的目標和實施手段 （1）JIT的目標 JIT的目標以獲取最大利潤，為此目的必須著力于降低成本。 JIT生產(chǎn)方式是力圖通過徹底杜絕浪費來達到這一目的，豐田以為一切使成本增加的因素都是

36、浪費，其中主要的浪費是生產(chǎn)過剩（即庫存量大）所引起的。因此，為了排除浪費就必須堅持“適時適量生產(chǎn)”和“彈性配置作業(yè)人數(shù)”以及“保證質(zhì)量”。（2）JIT的生產(chǎn)方式的基本手段 適時適量生產(chǎn) 適時適量生產(chǎn)，即“只在市場需要的時候，就按照需要的量生產(chǎn)所需的產(chǎn)品”。企業(yè)中各種產(chǎn)品的產(chǎn)量必須靈活地適應市場的需求變化，力爭做到以銷定產(chǎn)。不然就會導致“生產(chǎn)過?！保斐扇藛T、設備、庫存、費用增加和流動資金積壓。 彈性配置勞動力 根據(jù)生產(chǎn)量的變動，彈性地增減生產(chǎn)線上的作業(yè)人數(shù)。實現(xiàn)這種“少人化”作業(yè)方式必須將設備獨特布置，以便產(chǎn)量增大時將工序分散；產(chǎn)量減少時將工序集中。這將使作業(yè)內(nèi)容、作業(yè)組合以及作業(yè)順序要適時變

37、更，而且操作人員必須是具備多種技能的“多面手”。 質(zhì)量保證 管理機制上相應措施： （1）使設備或生產(chǎn)線在線自動檢測，一旦發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)異常立即自動停車（或進行自動補償）。（2）將質(zhì)量控制權下放到工人，操作工人發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品或設備有問題，有權自行決策停止生產(chǎn)。 除此而外，實現(xiàn)適時適量生產(chǎn)還必須使生產(chǎn)同步化和生產(chǎn)均衡化。（3）實現(xiàn)適時適量生產(chǎn)的具體手段生產(chǎn)同步化 要實現(xiàn)適時適量生產(chǎn)，必須實現(xiàn)生產(chǎn)同步化，即工序間不設置倉庫，及時進行上下工序的轉(zhuǎn)換。裝配線與機械加工幾乎平行進行。而且鑄，鍛，沖壓等也要盡量縮短作業(yè)時間?？s短小批量生產(chǎn)。 生產(chǎn)同步化通過“后工序領取”的方式來實現(xiàn)。即后工序只在需要的時候到前工序領

38、取所需加工品，前工序中按被領走的數(shù)量和品種進行生產(chǎn)。裝配線成為生產(chǎn)的出發(fā)點。生產(chǎn)計劃只下達給總裝配線，以裝配為起點，在需要的時候，向前工序領取必要的加工品，而前道工序再補充被領走的量（實現(xiàn)同步化）。 生產(chǎn)均衡化 生產(chǎn)均衡化是適時適量生產(chǎn)的前提條件。 生產(chǎn)均衡化是指總裝配線再向前領取零件時要均衡地使用各種零部件，生產(chǎn)各種產(chǎn)品。為此再制定生產(chǎn)計劃時就必須對安裝設備和人員配量加以考慮。2.6.2 看板管理 看板方式作為一種進行生產(chǎn)管理的方式，在生產(chǎn)管理史上是非常獨特的，看板方式也可以說是JIT生產(chǎn)方式最顯若的特點。但決不能把JIT生產(chǎn)方式與看板方式等同起來。JIT生產(chǎn)方式說到底是一種生產(chǎn)管理技術而看

39、板只不過是一種管理手段。看板只有在工序一體化、生產(chǎn)均衡化、生產(chǎn)同步化的前提下，才有可能運用。如果錯誤地認為JIT生產(chǎn)方式就是看板方式。不對現(xiàn)有的生產(chǎn)管理方法作任何變動就單純地引進看板方式的話，是不會起到任何作用的。所以，在引進JIT生產(chǎn)方式以及看板方式時，最重要的是對現(xiàn)存的生產(chǎn)系統(tǒng)進行全而改組。 看板的機能 生產(chǎn)以及運送的工作指令 看板中記載著生產(chǎn)量、時間、方法、順序以及運送量、運送時間、運送目的地、放置場所、搬運工具等信息從裝配工序逐次向前工序追溯。在裝配線將所使用的零部件上所帶的看板取下以此再去前工序領取?！昂蠊ば蝾I取”以及“適時適量生產(chǎn)”就是這樣通過看板來實現(xiàn)的。 防止過量生產(chǎn)和過量運送

40、 看板必須按照既定的運用規(guī)則來使用。其中一條規(guī)則是：”沒有看板不能生產(chǎn)，也不能運送?！备鶕?jù)這一規(guī)則，看板數(shù)量減少則生產(chǎn)量也相應減少。由于看板所表示的只是必要的量，因此通過看板的運用能夠做到自動防止過量生產(chǎn)以及適量運送。 進行“目視管理”的工具 看板的另一條運用規(guī)則是：“看板必須在實物上存放”，“前工序按照看板取下的順序進行生產(chǎn)”。根據(jù)這一規(guī)則，作業(yè)現(xiàn)場的管理人員對生產(chǎn)的優(yōu)先順序能夠一目了然，易于管理。并且只要一看看板、就可知道后工序的作業(yè)進展情況、庫存情況等等。 改善的工具 在JIT生產(chǎn)方式中通過不斷減少看板數(shù)量來減少在制品的中間儲存。在一般情況下，如果在制品庫存較高、即使設備出現(xiàn)故障不良品數(shù)

41、目增加也不會影響到后道工序的生產(chǎn)，所以容易把這些問題掩蓋起來。而且，即使有人員過剩，也不易察覺。根據(jù)看板的運用規(guī)則之一“不能把不良品送往后工序”。后工序所需得不到滿足就會造成全線停工，由此可立即使問題暴露，從而必須立即采取改善措施來解決問題。這樣通過進行改善活動不僅使問題得到了解決，也使生產(chǎn)線的“體質(zhì)”不斷增強帶來了生產(chǎn)率的提高。JIT生產(chǎn)方式的目標是要最終實現(xiàn)無儲存生產(chǎn)系統(tǒng)，而看板提供了一個朝著這個方向邁進的工具。2.7 精 益 生 產(chǎn) 2.7.1 概述 精益生產(chǎn)的方式是由日本豐田和大野創(chuàng)造的，已近半個世紀，是麻省理工學院學者們把這種生產(chǎn)方式稱之為“精益生產(chǎn)”。它不僅對制造業(yè)，甚至對整個人類

42、社會產(chǎn)生巨大的影響。 二戰(zhàn)后，豐田公司的豐田和大野考察福特后，又進行一系列探索和實驗，根據(jù)日本國情，建立了一套全新的生產(chǎn)管理模式采用精益生產(chǎn)方式組織生產(chǎn)管理。使豐田躍上新臺階，變成了世界汽車之王。日本其他公司也紛紛采用，使日本經(jīng)濟騰飛發(fā)展。 1）與精益生產(chǎn)相應的生產(chǎn)技術是柔性制造。主要是數(shù)控技術和集成制造技術。 2）精益生產(chǎn)組合了技術生產(chǎn)和大批量生產(chǎn)的兩者優(yōu)點。避免了技術性生產(chǎn)的高費用和大批量生產(chǎn)的高剛性。 3）精益生產(chǎn)是由多能工人組成的工作小組和柔性很高的自動化設備相結(jié)合。 4）精益生產(chǎn)與大批大量不同，它一切都精簡。與前者相比，它只需一半的勞動強度，一半的制造空間，一半的工裝投資，一半的開發(fā)

43、時間，庫存大量減少，廢品大量減少，品種大量增多。 5）尤其是在最終目標上，大批大量生產(chǎn)強調(diào)“足夠”好的質(zhì)量。而精益生產(chǎn)追求完美性（低價格，零缺陷，零庫存，無限多的品種）。2.7.2 豐田的精益生產(chǎn)精益生產(chǎn)的出現(xiàn) 由豐田和大野創(chuàng)造的精益生產(chǎn)技術可通過一個實例來說明。在大批大量生產(chǎn)方式下，制造汽車覆蓋件，更換模具是一個大問題。由于模具精度高，更換既昂貴又費時，須高技術工人來完成。西方采用一組沖壓機組成生產(chǎn)線來生產(chǎn)同一種零件，于是可幾個月幾年不換。而豐田因才起步，資金不足，不可能用此方法。他們只用少數(shù)的幾條線生產(chǎn)所有汽車的沖壓件。大野發(fā)明了快速更換模具法，這種更換技術使更換一副模具的時間從1天減少到

44、3分鐘，且不需要專門的模具更換工。 大野又發(fā)現(xiàn)小批量生產(chǎn)成本比大批量生產(chǎn)更低。原因有： 2）裝配前只有少量零件被生產(chǎn)，發(fā)現(xiàn)錯誤可以立即更正。而在大批量的裝配線中，錯誤到最后才發(fā)現(xiàn)，造成大量的報廢和返修。 大野得出結(jié)論： 1）小批量不需大批量那樣的大的庫存。 產(chǎn)品庫存時間應控制在2小時以內(nèi)（零庫存的起源）。 必須有由高度熟練的和高度責任感的工人組成的工人小組。及時發(fā)現(xiàn)問題，隨時解決它。小 改變勞資關系。同舟共濟 工人是公司的一員，享受一切福利，終身雇用。工人的利益與公司的利益聯(lián)系在一起，有主人翁之感。畢生為公司拼命工作，大家都維護公司的利益，主動提出合理化建議。公司也把工人看作自己的資本，比機器

45、更重要。公司不斷對工人進行培訓，以提高其能力，充分發(fā)揮他們的作用，從雇員身上獲取最大利益。 發(fā)現(xiàn)問題隨時修改 大批大量生產(chǎn)方式，工人只重復簡單工作。領班不干裝配活，他只需保證組裝線工人按照規(guī)定工作。這些規(guī)定和要求是由工藝師制定的，并由他負責提出改進工藝過程的辦法，發(fā)現(xiàn)問題誰也無權停下流水線立即處理，留到裝配線終端返修區(qū)進行處理，大野發(fā)現(xiàn)這種方式造成驚人的浪費。 大野方法截然相反，把工人分組，組長除協(xié)調(diào)全組工作，也親自參加裝配工作，小組把清理工作場地，工具的小修和質(zhì)量檢查全包下了。 小組定期討論生產(chǎn)和質(zhì)量，對改進工藝流程提建議。這正式Teamwork和QC小組工作方式的來源。大野在每個共位都設有

46、拉線，每個工人一旦發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)和質(zhì)量問題，當自己不能解決時，立即拉線讓全線停下，然后小組集中解決問題。與前者相比，這是一次革命性的措施。 剛開始，裝配車間一片混亂組裝線老是停下來，生產(chǎn)不連續(xù)。但在工人有了經(jīng)驗后，差錯大為減少。 現(xiàn)在豐田裝配線工人有權讓線停下來，但線幾乎沒停過了。 相反，西方大批大量生產(chǎn)廠里，除主管外，任何人無權讓線停下來，但生產(chǎn)線卻經(jīng)常停下來，不是停下糾正錯誤，而是協(xié)調(diào)和材料供應問題。 今天的豐田裝配線終端已沒有返修區(qū)和返修工作業(yè)。而大批大量生產(chǎn)廠有20%的廠房面積，25%的工時用于返修。 而市場實踐證明豐田汽車缺陷是世界最少的。 供貨環(huán)節(jié) 汽車有10000多個零件，100多個部

47、件，是一個復雜的供貨系統(tǒng)。 大批大量生產(chǎn)是建立一個集權定貨系統(tǒng)。由公司將圖紙交給協(xié)作廠用招標方式選擇合作廠家，公司和協(xié)作廠之間的關系是臨時性的，各有各的打算。 豐田是另一種辦法 .把廠部自制的配套部件分離出去,成為獨立的第一層次配套單位.豐田與協(xié)作廠相互有股份,豐田把高級修理人員輸送到協(xié)作廠擔任高級職員,協(xié)作廠也密切參與豐田的產(chǎn)品開發(fā).相互依賴,生死與共.保證豐田以天為時間的實時供貨順利進行,這是著名的“拉動”式供應系統(tǒng).與大批大量推動式有本質(zhì)區(qū)分.它幾乎取消了所有庫存. 新產(chǎn)品開發(fā) 組織各方面的專家并賦于組長的權力，打破界限并行工作，對保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)率，快速響應用戶都取得了巨大的成功

48、。品種和批量 用戶對汽車的需要多種多樣，豐田靈活的體制特別適合這種情況：并行設計方式，成組技術，柔性生產(chǎn)組織和設備。 日本車每種車型12.5萬輛，4年更新?lián)Q代共50萬輛。 美國每種車型每年20萬輛，10年更新?lián)Q代200萬輛。西方工廠的組裝廠只生產(chǎn)一種車型。日本在北美的組裝廠卻生產(chǎn)3到4種車型。 與顧客的關系 按定單組織生產(chǎn)。一到三周交貨 ，豐田首創(chuàng)。 將零售商，顧客集成進生產(chǎn)系統(tǒng)。與他們建立長期穩(wěn)定合作。 銷售不是等顧客上門，而是上門拜訪服務。把顧客情況輸入電腦，注意回頭客。2.7.3 精益生產(chǎn)的定義和特征精益生產(chǎn)的定義 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)

49、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，最終達到包括市場在內(nèi)的生產(chǎn)的各方面最好的結(jié)果。 精益生產(chǎn)的特征 以用戶為“上帝”。將用戶納入產(chǎn)品開發(fā)的過程，以多變的產(chǎn)品盡可能短的交貨期來滿足用戶的要求。真正體現(xiàn)用戶是“上帝”的精神。還要保證周到的服務，適當?shù)膬r格，優(yōu)良的質(zhì)量。 以人為“中心” 。人是企業(yè)一切活動的主體，應以人為中心，大力推進獨立自主的小組化工作方式，充分發(fā)揮一線職工的積極性和創(chuàng)造性，使他們積極的為改進產(chǎn)品的質(zhì)量獻計獻策，使工人成為“零缺陷”生產(chǎn)的主力軍。為此，企業(yè)對職工愛廠如家的教育，從制度上保證職工利益和企業(yè)利益掛鉤。 以“精簡”為手段 。在組織機

50、構(gòu)方面實行簡化，去掉一切多余的環(huán)節(jié)和人員，縱向減少層次，橫向打破壁壘。管理模式轉(zhuǎn)化為分布式平行網(wǎng)絡的管理結(jié)構(gòu)，減少非直接生產(chǎn)人員的數(shù)量，采用先進的柔性加工設備。大幅度減少甚至實現(xiàn)零庫存。并行設計和Team Work的工作方式。Team Work是企業(yè)各部的人員組成的多功能工作組，它全面負責一貫產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn)。包括設計，工藝，編制預算，材料購置，生產(chǎn)準備和投產(chǎn)等工作。它是企業(yè)集成各方面人才的一種組織形式。 JIT 的供貨方式 。保證最小的庫存和最少在制品數(shù)。這必須與供銷商有良好的合作關系，相互支持，相互共沾。 “零缺陷”的工作目標 。目標不是“盡可能好一些”而是“追求零缺陷”。即最低成本，最好

51、的質(zhì)量，無廢品，零庫存，多品種。這些只是理想境界，但應無止境地去追求。才使企業(yè)不斷進步，永遠走在別人前面。 2.7.4 精益生產(chǎn)的體系 全面質(zhì)量管理，是保證產(chǎn)品的質(zhì)量，追求實現(xiàn)“零缺陷”主要措施。 準時生產(chǎn)，是縮短生產(chǎn)周期，實現(xiàn)“零庫存”降低生產(chǎn)成本的有效方法。 成組技術，是實現(xiàn)多品種、小批量，按顧客定單組織生產(chǎn)，形成（成組）大批量的技術基礎。精益生產(chǎn)體系精益生產(chǎn)體系準時生產(chǎn)JIT成組技術GT質(zhì)量管理TQC計算機網(wǎng)絡支持下的并行工作方式和小組化工作方式（圖2-9）2.8 敏捷制造（AM） 2.8.1 概述 20世紀80年代以來,美國制造業(yè)的優(yōu)勢不斷喪失,為了改變這方面,重新奪會在制造業(yè)的優(yōu)勢,

52、美國把發(fā)展戰(zhàn)略目標瞄向21世紀.里海(Lehigh)大學在國防部的資助下組織了百余家公司，耗資50萬美元，花費1000人一日，分析研究400多篇優(yōu)秀報告后，提出21世紀制造企業(yè)戰(zhàn)略的報告。上面提出了“敏捷制造的新概念”，出現(xiàn)敏捷制造的未來前景，提出采用敏捷制造奪回美國制造業(yè)優(yōu)勢。 21世紀,隨著人們生活水平不斷提高,人們對產(chǎn)品的追求不僅注重質(zhì)量,功能,價格.更注重縮短交貨期,最大客戶滿意,資源保護,污染控制等方面.敏捷制造 是在“競爭合作/協(xié)同”機制作用下，企業(yè)通過與市場/用戶、合作伙伴在更大范圍、更高程度上的集成，提高企業(yè)競爭能力，最大限度地滿足市場/用戶的需求，實現(xiàn)對市場需求作出靈活快速反

53、應的一種制造生產(chǎn)新模式。 敏捷制造也可以指企業(yè)采用現(xiàn)代通信技術，以敏捷動態(tài)優(yōu)化的形式組織新產(chǎn)品開發(fā)，通過動態(tài)聯(lián)盟（即虛擬企業(yè)）、先進柔性生產(chǎn)技術和高素質(zhì)人員的全面集成，迅速響應客戶需求，及時交付新產(chǎn)品投放市場，從而贏得競爭優(yōu)勢，獲取長期經(jīng)濟效益。 敏捷制造提出了許多新思想,新概念: 以信息為主,與批量無關的制造系統(tǒng) 充分發(fā)揮人的作用 權利下放,精簡機構(gòu) 建立虛擬公司 采用并行工程等 敏捷制造的目標實現(xiàn),將會是制造業(yè)的一次革命.2.8.2 敏捷制造的特點重新發(fā)揮人的作用 ，并有高素質(zhì)人員 將人作為一切活動的中心,充分尊重職工,充分調(diào)動人的主觀能動性.職工也必需以企業(yè)視為“家”,企業(yè)的興衰與每個職

54、工息息相關. 企業(yè)要求較高素質(zhì)的人,不僅是技術技能,更重要的是極強的責任心,“愛廠如家”.企業(yè)重視職工繼續(xù)教育,使之能勝任一定范圍的工作.這與大批大量生產(chǎn)中工人不相同. 有良好的工作環(huán)境 環(huán)境問題是21世紀最重要的問題之一,敏捷制造高度重視環(huán)境問題.保證企業(yè)內(nèi)職工良好的工作環(huán)境,工作地布置符合人機工程學原理,注意安全保護措施. 企業(yè)的生產(chǎn)和生產(chǎn)的產(chǎn)品不應對社會環(huán)境造成污染.應是環(huán)保型的綠色產(chǎn)品:節(jié)能,無污染,對人體無害,便于回收重新利用等。. 并行的，柔性重構(gòu)的組織管理機構(gòu).這種管理方式必須以人的高素質(zhì)為前提,還有公共網(wǎng)絡聯(lián)系.人員和設備柔性結(jié)構(gòu)也是一個重要特征.為了快速響應市場,敏捷的完成某

55、一生產(chǎn)任務,可隨時將企業(yè)中的人員和設備進行柔性重組. 基于信息高速公路的虛擬公司 為快速響應市場需求,通過信息高速公路,將產(chǎn)品制造涉及到的不同公司臨時組建起來成為一個統(tǒng)一的工商實體. 虛擬公司的各成員應在相互信任的基礎上進行合作.并分享該計劃全部合作者的相互信息,提供不同分布的資源,人員和物力發(fā)揮各自的功能和作用.只要市場需要一結(jié)束,則虛擬公司自行解散.各成員投入另一計劃去重組新的虛擬公司. 先進的技術系統(tǒng). 企業(yè)有領先的技術手段和人員,除大量的高速計算機外,還應有覆蓋全廠的數(shù)據(jù)庫和高通過量的計算機網(wǎng)絡.加上設計分析和仿真軟件的進步,實現(xiàn)設計時的性能仿真和虛擬制造來快速生成樣機.保證產(chǎn)品的一次

56、成功率,縮短制造周期,實現(xiàn)對市場快速反映. 用戶的參與 敏捷制造使用戶直接參與產(chǎn)品設計過程,滿足自己的喜愛和要求.整個設計制造過程對用戶都是透明的.歸納起來有：顧客參與設計和服務;快速響應; 瞬息萬變的市場;柔性靈敏的技術設備;產(chǎn)品生命周期全程服務;產(chǎn)品生產(chǎn)過程的環(huán)境保護;柔性重組的企業(yè)機構(gòu);并行的工作方式;高性能的計算機系統(tǒng);高通量的網(wǎng)絡系統(tǒng).敏捷制造企業(yè)的主要特征具備敏捷制造能力的企業(yè)需要滿足以下要求：企業(yè)從上到下都明確認識快速響應市場/用戶需求的重要性，并能通過信息網(wǎng)絡對變化的環(huán)境快速響應；企業(yè)擁有先進的制造技術，能夠迅速設計、制造新產(chǎn)品，縮短產(chǎn)品上市時間，降低成本；企業(yè)的每個部門、每個

57、員工都具有一定的敏捷性，都愿意并善于與別人合作；企業(yè)能夠最大限度地調(diào)動、發(fā)揮人的作用，并使員工的素質(zhì)和創(chuàng)新能力不斷提高。 敏捷制造企業(yè)具有如下特點：（1）高度的柔性（2）先進的技術系統(tǒng)（3）高素質(zhì)人員（4）用戶的參與2.8.3 敏捷響應市場的實例 美國汽車公司USM是一家發(fā)國防部為主要用戶的汽車制造企業(yè)，它向用戶承諾：（1）每輛汽車都可按用戶要求定制。（2）從訂貨日起三天內(nèi)交出定制汽車產(chǎn)品。（3）在整個產(chǎn)品生命周期給用戶滿意的服 務，而且汽車能進行重新改造。 世界上任何公司都不可能做到以上三點承諾, 但USM公司做到了。 潛在的用戶可以利用USM軟件設計自己的汽車。它能夠生成用戶構(gòu)思的逼真的汽

58、車圖象和售價。如果需要定貨，則可以所設計的車型傳送到銷售點，借助多媒體模擬裝置，對汽車進行非常接近實際，不同條件下的實驗。 實驗時，駕駛?cè)藛T坐在可編程的椅子上，戴上虛擬真實鏡，在視野內(nèi)看到他們選擇的操縱板和座椅的結(jié)構(gòu)、顏色、控制裝置的位置，通過窗口能夠看到前后蓋板和擋泥板的形狀、外面的景物，及聲音。用戶可以調(diào)整汽車的各種功能、美觀和舒適程度，直到滿意。這種模塊化程度很高的車，使每個用戶都可以得到一輛價格合理，專門定制的車，并易改造。用戶可以更換某些模塊加以更新?lián)Q代。 對于公司來說，也可以把市場積壓力過時汽車返回工廠重新改造后再銷售。這種產(chǎn)品有迅速重構(gòu)能力，結(jié)構(gòu)靈活，汽車可以根據(jù)用戶要求制造，交

59、貨期極短，所以USM公司具有極大工業(yè)競爭優(yōu)勢。2.9 智能制造系統(tǒng)IMS 2.9.1 概述 智能制造系統(tǒng)(Intelligence Manufacturing System)是將人工智能技術融合進制造系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)，通過模擬專家的智能活動，取代或延伸應由專家來完成的那部分工作，系統(tǒng)具有部分專家的“智能”。 智能系統(tǒng)有自適應能力、自學習能力、自組織能力。 系統(tǒng)有能力自動監(jiān)視自身的運動狀態(tài),能夠隨時發(fā)現(xiàn)錯誤或預測錯誤的發(fā)生并改變。 系統(tǒng)具有應付外界突發(fā)事件的能力。 系統(tǒng)能夠自動調(diào)整自身參數(shù)來適應外部環(huán)境, 使自己始終運行在最佳狀態(tài)下。 智能制造系統(tǒng)的研究計劃是1989年由日本東京大學YOSHIKA

60、WA教授倡導，由日本工業(yè)和國際貿(mào)易部發(fā)起組織的一個國際合作研究計劃，有日本美國西歐共同參加的“智能制造研究中心”其研究的內(nèi)容主要集中在以下五個方面： 1）IMS結(jié)構(gòu)系統(tǒng)化，標準化的原理和方法2）IMS信息的通訊網(wǎng)絡。3）用于IMS的最佳智能生產(chǎn)和控制設備。4）IMS的社會環(huán)境和人的因素。5）提高IMS設備質(zhì)量及性能的新材料應用和研究。 這是一個復雜的大系統(tǒng)，研究進展和應用將主要處決于人工智能技術的發(fā)展，目前僅進行了一些探索性的研究，在局部應用上取得了一些進展。2.9.2 智能制造系統(tǒng)的主要研究應用領域(1)智能設計 將人工智能的專家系統(tǒng)技術引入設計領域，特別是在概念設計和工藝設計應用具有人類專