先進(jìn)制造技術(shù)(第2章)課件

第二章先進(jìn)制造系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論第一節(jié)先進(jìn)制造系統(tǒng)的基本構(gòu)成第二節(jié)物料流第三節(jié)信息流第四節(jié)先進(jìn)制造系統(tǒng)的控制方式第五節(jié)約束與決策第六節(jié)面向21世紀(jì)的信息化制造第二章先進(jìn)制造系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論第一節(jié)先進(jìn)制造系統(tǒng)的基本構(gòu)成第二章先進(jìn)制造系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論第一節(jié)先進(jìn)制造系統(tǒng)的基本構(gòu)成

第二節(jié)物料流第三節(jié)信息流第四節(jié)先進(jìn)制造系統(tǒng)的控制方式第五節(jié)約束與決策第六節(jié)面向21世紀(jì)的信息化制造第二章先進(jìn)制造系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論第一節(jié)先進(jìn)制造系統(tǒng)的基本構(gòu)成一、制造系統(tǒng)基本概念二、制造系統(tǒng)基本構(gòu)成第一節(jié)先進(jìn)制造系統(tǒng)的基本構(gòu)成第二章之先進(jìn)制造系統(tǒng)基礎(chǔ)理論一、制造系統(tǒng)基本概念第一節(jié)先進(jìn)制造系統(tǒng)的基本構(gòu)成第二章國際生產(chǎn)工程學(xué)會(CIRP)1990年將制造系統(tǒng)定義為：制造系統(tǒng)是制造業(yè)中形成制造生產(chǎn)(簡稱生產(chǎn))的組織形式，而在機(jī)電工程產(chǎn)業(yè)中的制造系統(tǒng)具有設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、發(fā)運(yùn)和銷售的一體化功能。制造系統(tǒng)作為由人、工具、材料組成的有機(jī)整體，存在狹義的制造系統(tǒng)概念和廣義的制造系統(tǒng)概念。狹義的制造系統(tǒng)僅僅研究產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、工藝、加工、裝配等生產(chǎn)過程；而廣義的制造系統(tǒng)除研究生產(chǎn)過程外，其研究內(nèi)容還包括市場、經(jīng)營、銷售、售后服務(wù)、成本與財(cái)務(wù)等，即研究從經(jīng)營決策開始直到售后服務(wù)、報(bào)廢回收的產(chǎn)品生產(chǎn)整個生命周期過程。制造系統(tǒng)是制造過程所涉及的硬件(物料、設(shè)備、工具、能源等)、軟件(包括制造理論、制造工藝和制造信息等)和人員所組成的一個具有特定功能的有機(jī)整體，將輸入制造資源(原材料、能源等)，通過制造過程輸出產(chǎn)品或半成品，制造系統(tǒng)的運(yùn)行過程包括市場分析、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝規(guī)劃、制造裝配、檢驗(yàn)出廠、產(chǎn)品銷售及售后服務(wù)等各個環(huán)節(jié)

一、制造系統(tǒng)基本概念

第一節(jié)先進(jìn)制造系統(tǒng)的基本構(gòu)成第二章之先進(jìn)制造系統(tǒng)基礎(chǔ)理論國際生產(chǎn)工程學(xué)會(CIRP)1990年將制造系統(tǒng)定義為：制制造系統(tǒng)是由眾多的要素和子系統(tǒng)組成的有機(jī)整體，因而在子系統(tǒng)與要素之間存在著組織、協(xié)調(diào)等管理問題。制造系統(tǒng)是過程系統(tǒng)與結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的統(tǒng)一，因此制造系統(tǒng)理論應(yīng)該實(shí)現(xiàn)過程研究與結(jié)構(gòu)研究的統(tǒng)一，即制造系統(tǒng)理論應(yīng)該實(shí)現(xiàn)靜態(tài)分析與動態(tài)分析的統(tǒng)一。

過程系統(tǒng)是指其產(chǎn)品的生產(chǎn)從設(shè)計(jì)、工藝、加工、裝配到檢測出廠是一個隨時間變化的序列系統(tǒng)。對于過程系統(tǒng)，一般宜采用分析的方法，在對各環(huán)節(jié)分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行綜合。結(jié)構(gòu)系統(tǒng)指制造系統(tǒng)在空間上具有一定的結(jié)構(gòu)形態(tài)。對于結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，宜于采用綜合的方法，在綜合的基礎(chǔ)上再對結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。

二、制造系統(tǒng)基本構(gòu)成

第一節(jié)先進(jìn)制造系統(tǒng)的基本構(gòu)成第二章之先進(jìn)制造系統(tǒng)基礎(chǔ)理論制造系統(tǒng)是由眾多的要素和子系統(tǒng)組成的有機(jī)整體，因而在

制造系統(tǒng)靜態(tài)分析是在不考慮時間因素情況下研究制造系統(tǒng)的各組成要素，要素之間的相互關(guān)系及子系統(tǒng)與分系統(tǒng)，系統(tǒng)與環(huán)境之間的相互關(guān)系。以系統(tǒng)論的觀點(diǎn)，任何系統(tǒng)的功能都可以抽象為一個利用系統(tǒng)資源，在滿足系統(tǒng)約束和目標(biāo)的前提下，將從系統(tǒng)環(huán)境中獲得的輸入轉(zhuǎn)換為輸出的過程。

二、制造系統(tǒng)基本構(gòu)成

第一節(jié)先進(jìn)制造系統(tǒng)的基本構(gòu)成第二章之先進(jìn)制造系統(tǒng)基礎(chǔ)理論制造系統(tǒng)根據(jù)訂單和市場預(yù)測安排的生產(chǎn)計(jì)劃，利用制造資源(包括人員、機(jī)床設(shè)備、刀量夾輔具、技術(shù)、相關(guān)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)和計(jì)算機(jī)軟、硬件等)，在生產(chǎn)過程中采用相應(yīng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的生產(chǎn)，以最適當(dāng)?shù)闹圃斐杀?，在最適當(dāng)?shù)臅r間生產(chǎn)出客戶需要的產(chǎn)品以獲取最大利潤。制造系統(tǒng)靜態(tài)分析是在不考慮時間因素情況下研究制造系統(tǒng)的各組制造系統(tǒng)整體的性能是與系統(tǒng)各個組成部分之間是緊密相關(guān)的。在制造系統(tǒng)運(yùn)行過程中，無時無刻不伴隨著物料流、信息流和能量流的流動，并且制造系統(tǒng)中的物料流、信息流、能量流之間相互聯(lián)系、相互影響，形成一個不可分割的有機(jī)整體。物料流是在整個加工過程中(包括加工準(zhǔn)備階段)物料的輸入和輸出的動態(tài)過程，這種物料在制造系統(tǒng)中的運(yùn)動稱為物料流。制造系統(tǒng)中的信息可分為靜態(tài)信息(如工件尺寸、公差大小等)和動態(tài)信息(如刀具磨損程度、資源狀態(tài)、加工進(jìn)程等)，信息在制造系統(tǒng)中的作用過程稱為信息流。所有這些信息不斷地與制造過程的各種狀態(tài)進(jìn)行信息交換，并綜合、分析來自各方面的信息，從而有效地控制制造過程，以保證制造過程的正常進(jìn)行，提高制造系統(tǒng)的效率和產(chǎn)品質(zhì)量。制造過程中的能量運(yùn)動稱為能量流。在制造系統(tǒng)中，能量是一切物質(zhì)運(yùn)動的基礎(chǔ)，其所有運(yùn)動，例如物料的運(yùn)動，均需要能量來維持。第一節(jié)先進(jìn)制造系統(tǒng)的基本構(gòu)成

二、制造系統(tǒng)基本構(gòu)成

第二章之先進(jìn)制造系統(tǒng)基礎(chǔ)理論制造系統(tǒng)整體的性能是與系統(tǒng)各個組成部分之間是緊密相關(guān)的。在第二章先進(jìn)制造系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論第一節(jié)先進(jìn)制造系統(tǒng)的基本構(gòu)成第二節(jié)物料流第三節(jié)信息流第四節(jié)先進(jìn)制造系統(tǒng)的控制方式第五節(jié)約束與決策第六節(jié)面向21世紀(jì)的信息化制造第二章先進(jìn)制造系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論第一節(jié)先進(jìn)制造系統(tǒng)的基本構(gòu)成制造系統(tǒng)中的所有資源構(gòu)成制造資源，制造資源是制造系統(tǒng)存在和運(yùn)行的物質(zhì)基礎(chǔ)。

狹義制造資源包括物料(原材料、坯料、半成品等)、設(shè)備(機(jī)床、生產(chǎn)線等)、能源(電能、燃料等)、其他(土地、廠房、工具等)；廣義制造資源不僅包括物料、設(shè)備、能源、土地、廠房、工具等，還包括資金、技術(shù)、信息、人力等。制造系統(tǒng)中將制造資源轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品或零件的制造過程，實(shí)質(zhì)上是一個物料流動的動態(tài)過程。

根據(jù)制造系統(tǒng)的定義，制造系統(tǒng)是一個輸入制造資源(原材料、能源等)通過制造過程而輸出產(chǎn)品(包括半成品)的輸入輸出系統(tǒng)，它同時產(chǎn)生廢棄物，并可能造成環(huán)境污染。第二節(jié)物料流第二章之先進(jìn)制造系統(tǒng)基礎(chǔ)理論制造系統(tǒng)中的所有資源構(gòu)成制造資源，制造資源是制造系統(tǒng)存在和制造系統(tǒng)的物料流動過程不僅是物料資源轉(zhuǎn)化和消耗的主要過程，而且因?yàn)槲锪系牧鲃雍臀锪系募庸ぶ圃炀枰芰縼眚?qū)動或轉(zhuǎn)化，因?yàn)槲锪狭鲃舆^程也是能量消耗的主要過程。第二節(jié)物料流第二章之先進(jìn)制造系統(tǒng)基礎(chǔ)理論制造系統(tǒng)的物料流動過程不僅是物料資源轉(zhuǎn)化和消耗的主要

制造系統(tǒng)是一個不斷輸入制造資源，通過制造過程而輸出產(chǎn)品，并同時產(chǎn)生廢棄物的輸入輸出系統(tǒng)。制造系統(tǒng)中資源的輸入、消耗、轉(zhuǎn)化、回收、處理及這些過程的影響和控制，形成了制造系統(tǒng)的物料流。制造系統(tǒng)物料流應(yīng)以資源利用率最高和廢棄物產(chǎn)生最小作為目標(biāo)，充分考慮優(yōu)化產(chǎn)品生產(chǎn)周期過程中影響資源消耗的各個環(huán)節(jié)。包括產(chǎn)品壽命終結(jié)后的處理，從而優(yōu)化資源流動過程，最有效地利用資源和最低限度地產(chǎn)生廢棄物。制造過程是資源直接轉(zhuǎn)化和資源直接消耗的主要環(huán)節(jié)，生產(chǎn)同樣的產(chǎn)品，不同的制造加工的設(shè)備、工藝方案和不同的工藝路線，將會使得物料和能源的消耗不一樣。另外，產(chǎn)品包裝方式、運(yùn)輸狀況、銷售和服務(wù)狀況(如是否回收用戶消費(fèi)后的產(chǎn)品廢棄物)都直接或間接影響資源消耗狀況。第二節(jié)物料流第二章之先進(jìn)制造系統(tǒng)基礎(chǔ)理論制造系統(tǒng)是一個不斷輸入制造資源，通過制造過程而輸出產(chǎn)品，并第二章先進(jìn)制造系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論第一節(jié)先進(jìn)制造系統(tǒng)的基本構(gòu)成第二節(jié)物料流第三節(jié)信息流第四節(jié)先進(jìn)制造系統(tǒng)的控制方式第五節(jié)約束與決策第六節(jié)面向21世紀(jì)的信息化制造第二章先進(jìn)制造系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論第一節(jié)先進(jìn)制造系統(tǒng)的基本構(gòu)成傳統(tǒng)企業(yè)的信息流，大多是按照企業(yè)的業(yè)務(wù)流程、組織機(jī)構(gòu)、功能目標(biāo)等框架體系進(jìn)行設(shè)計(jì)，流程設(shè)計(jì)思路雷同，數(shù)據(jù)處理比較簡單，缺乏針對不同企業(yè)、不同業(yè)務(wù)流程的個性化設(shè)計(jì)和深層次分析。

現(xiàn)代企業(yè)的信息流不能只滿足于對現(xiàn)有數(shù)據(jù)的簡單的、常規(guī)的處理和分析，應(yīng)更積極主動地思考生產(chǎn)管理中的重要問題，對數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的挖掘和多角度的分析，從而賦予企業(yè)更靈敏的反應(yīng)能力、更積極主動的調(diào)整能力和更強(qiáng)有力的競爭能力。第三節(jié)信息流第二章之先進(jìn)制造系統(tǒng)基礎(chǔ)理論傳統(tǒng)企業(yè)的信息流，大多是按照企業(yè)的業(yè)務(wù)流程、組織機(jī)構(gòu)、功能傳統(tǒng)制造系統(tǒng)的信息流，大多是按照其業(yè)務(wù)流程、組織機(jī)構(gòu)、功能目標(biāo)等框架體系進(jìn)行設(shè)計(jì)，導(dǎo)致系統(tǒng)在關(guān)鍵時刻卻找不到所需的信息或錯誤信息。

先進(jìn)制造系統(tǒng)的信息流不僅能滿足對簡單、常規(guī)信息的處理與分析，而且能夠通過對數(shù)據(jù)的全面管理和挖掘，使制造系統(tǒng)具有更高的柔性、敏捷性和競爭力。通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)規(guī)劃、調(diào)度和監(jiān)視整個制造系統(tǒng)中的信息流，從而能夠以正確的方式、在正確的時間、向正確的信息流節(jié)點(diǎn)傳輸所需的正確信息，并支持分布式制造環(huán)境下信息和人員的分布性以及信息流動過程的時序性。制造系統(tǒng)中，管理信息分系統(tǒng)MIS、制造自動化分系統(tǒng)MAS、技術(shù)信息分系統(tǒng)TIS和質(zhì)量信息分系統(tǒng)QIS，在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)以及分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)支持下其信息流如圖2—3所示。第三節(jié)信息流第二章之先進(jìn)制造系統(tǒng)基礎(chǔ)理論傳統(tǒng)制造系統(tǒng)的信息流，大多是按照其業(yè)務(wù)流程、組織機(jī)構(gòu)、功能第三節(jié)信息流第二章之先進(jìn)制造系統(tǒng)基礎(chǔ)理論第三節(jié)信息流第二章之先進(jìn)制造系統(tǒng)基礎(chǔ)理論第三節(jié)信息流第二章之先進(jìn)制造系統(tǒng)基礎(chǔ)理論第三節(jié)信息流第二章之先進(jìn)制造系統(tǒng)基礎(chǔ)理論第三節(jié)信息流第二章之先進(jìn)制造系統(tǒng)基礎(chǔ)理論第三節(jié)信息流第二章之先進(jìn)制造系統(tǒng)基礎(chǔ)理論第二章先進(jìn)制造系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論第一節(jié)先進(jìn)制造系統(tǒng)的基本構(gòu)成第二節(jié)物料流第三節(jié)信息流第四節(jié)先進(jìn)制造系統(tǒng)的控制方式

第五節(jié)約束與決策第六節(jié)面向21世紀(jì)的信息化制造第二章先進(jìn)制造系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論第一節(jié)先進(jìn)制造系統(tǒng)的基本構(gòu)成第四節(jié)先進(jìn)制造系統(tǒng)的控制方式第二章之先進(jìn)制造系統(tǒng)基礎(chǔ)理論為了便于對控制系統(tǒng)進(jìn)行研究，人們把一個復(fù)雜的控制系統(tǒng)分為若干組成部分(控制單元)，控制結(jié)構(gòu)描述了控制系統(tǒng)中各控制單元的決策職責(zé)和權(quán)限及各控制單元之間的協(xié)調(diào)關(guān)系?？刂葡到y(tǒng)的職責(zé)分配在相應(yīng)控制結(jié)構(gòu)的各控制單元之中，并通過各控制單元協(xié)調(diào)執(zhí)行。第四節(jié)先進(jìn)制造系統(tǒng)的控制方式第二章之先進(jìn)制造系統(tǒng)一、制造系統(tǒng)對控制結(jié)構(gòu)的要求二、集中式控制結(jié)構(gòu)三、遞階式控制結(jié)構(gòu)四、分布式控制結(jié)構(gòu)第四節(jié)先進(jìn)制造系統(tǒng)的控制方式第二章之先進(jìn)制造系統(tǒng)基礎(chǔ)理論一、制造系統(tǒng)對控制結(jié)構(gòu)的要求第四節(jié)先進(jìn)制造系統(tǒng)的控制方式(1)可靠性／容錯能力。可靠性是對系統(tǒng)按照規(guī)定指標(biāo)無故障連續(xù)運(yùn)行性能的度量，而容錯能力是指系統(tǒng)在狀態(tài)惡化，甚至發(fā)生故障條件下繼續(xù)運(yùn)行的能力。通常，容錯期由四個階段組成：故障原因檢測、損壞范圍確定和程度評定、故障原因處理、故障恢復(fù)和繼續(xù)系統(tǒng)服務(wù)。(2)可更改性／可擴(kuò)展性?？筛男允侵笇σ汛婵刂葡到y(tǒng)的部分控制單元進(jìn)行更改和調(diào)整的可行性，而可擴(kuò)展性是指擴(kuò)展已存控制系統(tǒng)的功能時，將新控制單元加入系統(tǒng)的可行性。(3)可重構(gòu)性／適應(yīng)性?？芍貥?gòu)性是指在已存的控制系統(tǒng)中增加或拆除部分控制單元并重構(gòu)成新系統(tǒng)的可行性，動態(tài)的可重構(gòu)性是指在系統(tǒng)運(yùn)行過程中進(jìn)行重構(gòu)的性能。適應(yīng)性是指控制系統(tǒng)對制造環(huán)境迅速變化的適應(yīng)性能。第四節(jié)先進(jìn)制造系統(tǒng)的控制方式第二章之先進(jìn)制造系統(tǒng)基礎(chǔ)理論

一、制造系統(tǒng)對控制結(jié)構(gòu)的要求(1)可靠性／容錯能力?？煽啃允菍ο到y(tǒng)按照規(guī)定指標(biāo)無故障連續(xù)集中式控制結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是對整個制造系統(tǒng)中的信息統(tǒng)一處理，擁有一個全局?jǐn)?shù)據(jù)庫以記錄系統(tǒng)各種工程活動，每一制造實(shí)體都和中央處理單元連接。

其主要特征如下：(1)集中控制單元由一臺強(qiáng)功能計(jì)算機(jī)構(gòu)成。(2)所有控制決策功能由集中控制單元承擔(dān)。(3)全局?jǐn)?shù)據(jù)庫記錄系統(tǒng)的全部活動。其主要優(yōu)點(diǎn)如下：

(1)全局信息可共享。

(2)可全局優(yōu)化。

(3)唯一的系統(tǒng)狀態(tài)信息源。其主要缺點(diǎn)如下：

(1)響應(yīng)速度慢且不一致。

(2)控制任務(wù)的完成依賴于唯一的集中控制單元。

(3)控制軟件難以更改。第四節(jié)先進(jìn)制造系統(tǒng)的控制方式第二章之先進(jìn)制造系統(tǒng)基礎(chǔ)理論

二、集中式控制結(jié)構(gòu)集中式控制結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是對整個制造系統(tǒng)中的信息統(tǒng)一處理遞階式控制結(jié)構(gòu)：組織方式和控制結(jié)構(gòu)是一種從上到下逐步細(xì)化的方式。遞階式控制結(jié)構(gòu)雖然增加了信息傳遞的環(huán)節(jié)，但降低了控制難度。

其主要特點(diǎn)：(1)異型多計(jì)算機(jī)構(gòu)成控制系統(tǒng)。(2)決策層之間維持剛性的上下級關(guān)系。(3)上級協(xié)調(diào)下級的所有活動。(4)每一層都有集中的數(shù)據(jù)庫。其主要優(yōu)點(diǎn)如下：(1)可逐步實(shí)現(xiàn)。(2)可以用冗余的計(jì)算機(jī)資源來增強(qiáng)系統(tǒng)的容錯能力。(3)可利用狀態(tài)反饋信息。(4)簡化各控制模塊自身的規(guī)模、功能和復(fù)雜性。其主要缺點(diǎn)如下：(1)上層故障會造成下層控制的整體癱瘓。(2)設(shè)備布置的改變會影響到整個控制系統(tǒng)，因而使增加或刪除設(shè)備變得非常困難，難以滿足未來修改的需要。(3)由于通信延遲使上層決策往往滯后于下層狀態(tài)的變化，甚至基于對下層信息的估計(jì)上，會造成控制失誤，難以滿足動態(tài)適應(yīng)性要求。(4)局部控制器的計(jì)算能力有限?！?5)通信可靠性隨遞階層次增多而降低。第四節(jié)先進(jìn)制造系統(tǒng)的控制方式第二章之先進(jìn)制造系統(tǒng)基礎(chǔ)理論

三、遞階式控制結(jié)構(gòu)

遞階式控制結(jié)構(gòu)：組織方式和控制結(jié)構(gòu)是一種從上到下逐步1．非等級控制非等級控制策略主要包括排隊(duì)策略、任務(wù)投標(biāo)策略、協(xié)商策略、協(xié)作策略等。(1)排隊(duì)策略。在排隊(duì)策略中，當(dāng)一項(xiàng)新任務(wù)進(jìn)入系統(tǒng)時，系統(tǒng)按照預(yù)先約定的原則把它分配到一個單元，這種原則可以是最短排隊(duì)長度原則或最先可用單元原則。(2)任務(wù)投標(biāo)策略。當(dāng)一項(xiàng)新任務(wù)進(jìn)入投標(biāo)系統(tǒng)時，各單元把任務(wù)的處理要求及規(guī)范與自己的能力進(jìn)行比較，有能力完成該任務(wù)的單元參加投標(biāo)。按照預(yù)先約定的判據(jù)，投標(biāo)值最高或最低的單元將獲得該項(xiàng)任務(wù)。(3)協(xié)商策略。當(dāng)一項(xiàng)新任務(wù)進(jìn)入?yún)f(xié)商系統(tǒng)時，有能力完成該項(xiàng)任務(wù)的單元與另一試圖承擔(dān)該項(xiàng)任務(wù)的單元協(xié)商。每一個單元內(nèi)均包含本單元的所有信息，包括本單元能加工的零件族、可用的排隊(duì)場地等。每一單元僅試圖獲得自己能完成的任務(wù)，它將總是試圖按照自己的能力和當(dāng)前的負(fù)荷狀況，估計(jì)自己完成該任務(wù)的效率來獲得這項(xiàng)任務(wù)。(4)協(xié)作策略。協(xié)作策略形式上與協(xié)商相似，但原理上與協(xié)商不同。在協(xié)商方式中，各單元為獲得任務(wù)而競爭；而在協(xié)作方式中，各單元為系統(tǒng)任務(wù)更好址分配而協(xié)作。協(xié)作策略可采取許多形式，包括資源共享和任務(wù)交換。第四節(jié)先進(jìn)制造系統(tǒng)的控制方式第二章之先進(jìn)制造系統(tǒng)基礎(chǔ)理論

四、分布式控制結(jié)構(gòu)

分布式控制：把制造系統(tǒng)的各種功能模塊看成是一個個自治的實(shí)體，實(shí)體間以一定的協(xié)議相互協(xié)商解決問題。1．非等級控制(1)排隊(duì)策略。在排隊(duì)策略中，當(dāng)一項(xiàng)新任務(wù)進(jìn)入1．非等級控制

其主要特征如下：

(1)同型或異型計(jì)算機(jī)構(gòu)成控制系統(tǒng)。

(2)控制單元之間無上下級關(guān)系。

(3)完整的局部自治。

(4)面向活動協(xié)調(diào)的分布式?jīng)Q策。

(5)只有局部數(shù)據(jù)庫。其主要優(yōu)點(diǎn)如下：

(1)降低整個系統(tǒng)的復(fù)雜性。

(2)降低監(jiān)視的投資和監(jiān)視過程對實(shí)時控制的延遲。

(3)由于采用模塊化和可重構(gòu)的結(jié)構(gòu)，使得維護(hù)和更改更容易。

(4)容錯能力強(qiáng)。

(5)真正的權(quán)力下放使得工作人員責(zé)任感增強(qiáng)。其主要缺點(diǎn)如下：

(1)缺乏對一些問題的解決方法，如單元間任務(wù)分配不平衡、單元內(nèi)設(shè)備任務(wù)分配欠優(yōu)化等。

(2)目前還沒有支持全部功能的硬件和軟件。

(3)存在數(shù)據(jù)重復(fù)和數(shù)據(jù)沖突的趨勢。

(4)存在死鎖的可能性。第四節(jié)先進(jìn)制造系統(tǒng)的控制方式第二章之先進(jìn)制造系統(tǒng)基礎(chǔ)理論

四、分布式控制結(jié)構(gòu)

1．非等級控制其主要特征如下：第四節(jié)先進(jìn)制造系統(tǒng)的控制方2．混雜控制結(jié)構(gòu)常見的混雜控制結(jié)構(gòu)兼有遞階控制和非等級控制的特點(diǎn)，層與層之間為上下級關(guān)系，同一層各控制單元為平等關(guān)系，由于各控制單元間的關(guān)系較為復(fù)雜，不像遞階控制或非等級控制中。各控制單元之間具有一致的上下級或平等關(guān)系，在實(shí)現(xiàn)時需要對各控制單元之間的關(guān)系進(jìn)行仔細(xì)地設(shè)計(jì)。

常見的混雜控制結(jié)構(gòu)如下。

(1)改進(jìn)型遞階控制結(jié)構(gòu)。它強(qiáng)調(diào)了各平級子層之間的直接通信和協(xié)調(diào)關(guān)系，如圖2-9所示。第四節(jié)先進(jìn)制造系統(tǒng)的控制方式第二章之先進(jìn)制造系統(tǒng)基礎(chǔ)理論

四、分布式控制結(jié)構(gòu)

2．混雜控制結(jié)構(gòu)常見的混雜控制結(jié)構(gòu)如下。第四節(jié)先進(jìn)制造系統(tǒng)

(2)半非等級控制結(jié)構(gòu)。它由若干改進(jìn)型遞階控制結(jié)構(gòu)組成，其各頂層之間形成平等的通信和協(xié)調(diào)關(guān)系，如圖2-10所示。

(3)寡頭控制結(jié)構(gòu)。它是各控制單元之間關(guān)系最為復(fù)雜的一種結(jié)構(gòu)，它要求包括頂層在內(nèi)的各控制層內(nèi)保持平等的直接通信和協(xié)調(diào)關(guān)系，同時還要求各上層與每一下層保持明確的上下級關(guān)系，如圖2-11所示。第四節(jié)先進(jìn)制造系統(tǒng)的控制方式第二章之先進(jìn)制造系統(tǒng)基礎(chǔ)理論

四、分布式控制結(jié)構(gòu)

(2)半非等級控制結(jié)構(gòu)。它由若干改進(jìn)型遞階控制結(jié)構(gòu)組第二章先進(jìn)制造系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論第一節(jié)先進(jìn)制造系統(tǒng)的基本構(gòu)成第二節(jié)物料流第三節(jié)信息流第四節(jié)先進(jìn)制造系統(tǒng)的控制方式第五節(jié)約束與決策第六節(jié)面向21世紀(jì)的信息化制造第二章先進(jìn)制造系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論第一節(jié)先進(jìn)制造系統(tǒng)的基本構(gòu)成－－信息時代對決策支持系統(tǒng)水平的要求也大為提高，從原先的一般數(shù)據(jù)采集與處理為基礎(chǔ)的支持結(jié)構(gòu)化問題的一般戰(zhàn)術(shù)決策，發(fā)展到以信息融合、知識處理為基礎(chǔ)的支持非結(jié)構(gòu)化問題的戰(zhàn)略決策。目前提出的各種新的制造與管理模式是從不同學(xué)科、不同角度，解決提高企業(yè)的敏捷性。－－例如，先進(jìn)制造系統(tǒng)的自組織的過程實(shí)質(zhì)上是使企業(yè)產(chǎn)品同市場的需求協(xié)同，制造系統(tǒng)、經(jīng)營過程、企業(yè)組織同新產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工與經(jīng)營需求相協(xié)同。自組織被定義為一個系統(tǒng)不依靠任何外來的干預(yù)，而獲得的一種空間、時間或功能(時—空)的結(jié)構(gòu)。自組織并不等于人們對這類復(fù)雜系統(tǒng)無法施加影響。它是決策者、設(shè)計(jì)師參與下的自組織過程，這里“參與”，不等于傳統(tǒng)的“干預(yù)”，參與是一種宏觀高層次上的控制，是通過制定規(guī)則與約束的手段實(shí)現(xiàn)控制，“干預(yù)”是在某一層次上具體的控制。－－協(xié)同論是一門研究存在于復(fù)雜自然界自組織基理的學(xué)科，其價值主要有：支配原理與序參數(shù)。其中支配原理揭示復(fù)雜系統(tǒng)，從無序到有序的過程中，上一層是如何支配下一層的，而序參數(shù)是系統(tǒng)中的少數(shù)參數(shù)，它們處于上層、變化緩慢、控制著宏觀系統(tǒng)的變化，使系統(tǒng)從無序到新的有序。利用支配原理與序參數(shù)就可以對系統(tǒng)變量眾多、具有非線性、正反饋的復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)有效的簡化，進(jìn)而進(jìn)行有效的控制。第五節(jié)約束與決策第二章之先進(jìn)制造系統(tǒng)基礎(chǔ)理論－－信息時代對決策支持系統(tǒng)水平的要求也大為提高，從原先的一般－－決策過程是滿足必要的約束條件下的一種復(fù)雜的尋優(yōu)求解過程。決策問題的復(fù)雜性取決于決策過程所處的環(huán)境，任何決策都由三個要素組成：機(jī)遇、信息與資源。成功的決策必須滿足兩類規(guī)律的約束：客觀規(guī)律和人們的利益(價值規(guī)律)。－－機(jī)遇是決策者所向往與追求的目的，機(jī)遇具有風(fēng)險(xiǎn)與效益，它們是同時并存的，是一個事物的兩個屬性，克服風(fēng)險(xiǎn)獲取效益是決策者的中心任務(wù)；而信息(包括知識)是克服風(fēng)險(xiǎn)的唯一資源；資源(物質(zhì)與能量)是實(shí)現(xiàn)任何決策所必須的物質(zhì)基礎(chǔ)。－－以往簡單的“拍腦袋”決策，對決策問題考慮得不夠周到與深刻，用科學(xué)的系統(tǒng)論和決策論的語言說，即決策空間考慮得不夠大，因而丟掉了機(jī)遇。因此，決策者及決策支持系統(tǒng)的任務(wù)是協(xié)調(diào)信息、機(jī)遇與資源這三大要素間的沖突。－－在各類制造系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、運(yùn)行和管理中，會涉及各種復(fù)雜的決策問題。決策者根據(jù)對實(shí)際環(huán)境的分析，構(gòu)思一組解決問題的方案。每一方案均會產(chǎn)生一個結(jié)果，決策者在評價結(jié)果時一般是多個目標(biāo)的，鑒于環(huán)境、資源及安全性的問題日益突出，應(yīng)由成本C、時間T(生產(chǎn)率)、質(zhì)量Q、柔性F、服務(wù)S和環(huán)境E六大制造決策屬性組成決策目標(biāo)，決策取決于決策者的偏好與價值觀。第五節(jié)約束與決策第二章之先進(jìn)制造系統(tǒng)基礎(chǔ)理論－－決策過程是滿足必要的約束條件下的一種復(fù)雜的尋優(yōu)求解過程。－－在制造系統(tǒng)的綜合決策模型中，決策目標(biāo)應(yīng)充分體現(xiàn)制造系統(tǒng)的基本使命和經(jīng)營目標(biāo)。因此需要建立一個適用于各類制造系統(tǒng)的綜合決策模型，將不同的目標(biāo)映射到表達(dá)決策者愿望的價值空間上，并在模型中反映制造系統(tǒng)主要決策目標(biāo)，以更好地支持決策分析活動，這對提高制造系統(tǒng)的整體綜合效益具有重要意義。例如，美國學(xué)者提出了制造系統(tǒng)“四面體決策框架模型”，該模型將成本、時間(生產(chǎn)率)、質(zhì)量和柔性四大制造決策屬性作為制造系統(tǒng)決策的目標(biāo)函數(shù)，提出了制造系統(tǒng)和制造過程的各類決策變量，可通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)模型映射成為制造決策屬性的組成元素的設(shè)想。第五節(jié)約束與決策第二章之先進(jìn)制造系統(tǒng)基礎(chǔ)理論－－在制造系統(tǒng)的綜合決策模型中，決策目標(biāo)應(yīng)充分體現(xiàn)制造系統(tǒng)的第二章先進(jìn)制造系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論第一節(jié)先進(jìn)制造系統(tǒng)的基本構(gòu)成第二節(jié)物料流第三節(jié)信息流第四節(jié)先進(jìn)制造系統(tǒng)的控制方式第五節(jié)約束與決策第六節(jié)面向21世紀(jì)的信息化制造第二章先進(jìn)制造系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論第一節(jié)先進(jìn)制造系統(tǒng)的基本構(gòu)成一、概述二、信息化制造的特點(diǎn)三、分布式信息化制造邏輯體系結(jié)構(gòu)四、集中分布式模式下的企業(yè)新式產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)體系五、集中分布式模式下的企業(yè)新式商務(wù)運(yùn)作模式六、信息化制造的關(guān)鍵技術(shù)第六節(jié)面向21世紀(jì)的信息化制造第二章之先進(jìn)制造系統(tǒng)基礎(chǔ)理論一、概述第六節(jié)面向21世紀(jì)的信息化制造第二章之先第六節(jié)面向21世紀(jì)的信息化制造第二章之先進(jìn)制造系統(tǒng)基礎(chǔ)理論

一、概述

21世紀(jì)制造業(yè)的特點(diǎn)及其面臨的挑戰(zhàn)，使得：新一代制造業(yè)將是：

(1)從產(chǎn)品本身的角度看，批量化生產(chǎn)正被基于客戶定制的多品種、單件小批量制造所替代。

(2)從產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)的角度看，支持產(chǎn)品整個生命周期的數(shù)字化模型將起關(guān)鍵性作用。

(3)從制造產(chǎn)品所涉及到的設(shè)備看，數(shù)字化的可再配置敏捷設(shè)備、單元、車間等將構(gòu)成新一代的制造硬件環(huán)境。

(4)從制造產(chǎn)品所需的企業(yè)管理與組織結(jié)構(gòu)方面看，具備全球化、并行化與敏捷化特征的企業(yè)集成技術(shù)將成為新一代企業(yè)生存的決定性因素。第六節(jié)面向21世紀(jì)的信息化制造第二章之先進(jìn)制造系統(tǒng)第六節(jié)面向21世紀(jì)的信息化制造第二章之先進(jìn)制造系統(tǒng)基礎(chǔ)理論

一、概述

我國國家自然科學(xué)基金委員會也對21世紀(jì)的制造系統(tǒng)理論及生產(chǎn)模式進(jìn)行了探討，提出21世紀(jì)的制造科學(xué)研究報(bào)告，并概括出21世紀(jì)制造科學(xué)研究內(nèi)容如下：

(1)制造系統(tǒng)理論與信息化制造。

(2)微系統(tǒng)中尺度效應(yīng)及制造技術(shù)。

(3)材料和零件制造過程中的擬實(shí)仿真，優(yōu)化和加工新技術(shù)基礎(chǔ)。

(4)機(jī)械仿生與生物制造。(5)流程制造的特性研究與綠色制造。第六節(jié)面向21世紀(jì)的信息化制造第二章之先進(jìn)制造系統(tǒng)第六節(jié)面向21世紀(jì)的信息化制造第二章之先進(jìn)制造系統(tǒng)基礎(chǔ)理論

二、信息化制造的特點(diǎn)信息化制造涉及制造技術(shù)的方方面面，從硬件到軟件、從技術(shù)到管理、從企業(yè)到全社會的組織與個人、從局部資源到全球資源等等。其顯著特點(diǎn)有：

(1)基于Internet／Intranet的網(wǎng)絡(luò)化。(2)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造進(jìn)程中的全程數(shù)字化。(3)制造設(shè)備的信息化、智能化、柔性化。

(4)制造組織的全球化、敏捷化。

(5)制造資源的分布性、共享性。

(6)制造過程的并行化、協(xié)同化。

(7)設(shè)計(jì)制造各要素全球性的分布和集成化。

(8)設(shè)計(jì)制造各個環(huán)節(jié)的并行協(xié)作與智能化。第六節(jié)面向21世紀(jì)的信息化制造第二章之先進(jìn)制造系統(tǒng)第六節(jié)面向21世紀(jì)的信息化制造第二章之先進(jìn)制造系統(tǒng)基礎(chǔ)理論

三、分布式信息化制造邏輯體系結(jié)構(gòu)

第六節(jié)面向21世紀(jì)的信息化制造第二章之先進(jìn)制造系統(tǒng)第六節(jié)面向21世紀(jì)的信息化制造第二章之先進(jìn)制造系統(tǒng)基礎(chǔ)理論

三、分布式信息化制造邏輯體系結(jié)構(gòu)

第六節(jié)面向21世紀(jì)的信息化制造第二章之先進(jìn)制造系統(tǒng)第六節(jié)面向21世紀(jì)的信息化制造第二章之先進(jìn)制造系統(tǒng)基礎(chǔ)理論

三、分布式信息化制造邏輯體系結(jié)構(gòu)

第六節(jié)面向21世紀(jì)的信息化制造第二章之先進(jìn)制造系統(tǒng)第六節(jié)面向21世紀(jì)的信息化制造第二章之先進(jìn)制造系統(tǒng)基礎(chǔ)理論

四、集中分布式模式下的企業(yè)新式產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)體系第六節(jié)面向21世紀(jì)的信息化制造第二章之先進(jìn)制造系統(tǒng)第六節(jié)面向21世紀(jì)的信息化制造第二章之先進(jìn)制造系統(tǒng)基礎(chǔ)理論

五、集中分布式模式下的企業(yè)新式商務(wù)運(yùn)作模式第六節(jié)面向21世紀(jì)的信息化制造第二章之先進(jìn)制造系統(tǒng)第六節(jié)面向21世紀(jì)的信息化制造第二章之先進(jìn)制造系統(tǒng)基礎(chǔ)理論

六、信息化制造的關(guān)鍵技術(shù)(1)敏捷制造理論和企業(yè)機(jī)制的研究。(2)多企業(yè)間虛擬供應(yīng)鏈管理技術(shù)研究。(3)基于網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論及方法的研究。(4)異地設(shè)計(jì)、異地制造分布式并行處理協(xié)同求解策略的研究。(5)多企業(yè)虛擬信息資源庫的建立及其管理系統(tǒng)。(6)信息標(biāo)準(zhǔn)化研究。(7)動態(tài)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟的網(wǎng)管中心建立基于動態(tài)聯(lián)盟的驅(qū)動機(jī)制、資源重組及合理調(diào)配最佳決策系統(tǒng)的建立。(8)基于Internet／Intranet的機(jī)電產(chǎn)品虛擬設(shè)計(jì)、制造、咨詢、教學(xué)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟，開放式Web站點(diǎn)的建設(shè)及其管理機(jī)制的建設(shè)。(9)快速原型虛擬逼真創(chuàng)新設(shè)計(jì)及虛擬制造系統(tǒng)建模技術(shù)的研究。(10)產(chǎn)品研制開發(fā)過程中的經(jīng)營決策、生產(chǎn)決策、產(chǎn)品設(shè)計(jì)／制造過程決策以及由此產(chǎn)生的效益和風(fēng)險(xiǎn)評價，以及針對產(chǎn)品開發(fā)的不同階段，對產(chǎn)品性能、可制造性、可裝配性、可維護(hù)性、可回收性等各方面進(jìn)行評估的產(chǎn)品評價體系的建立。第六節(jié)面向21世紀(jì)的信息化制造第二章之先進(jìn)制造系統(tǒng)第二章先進(jìn)制造系統(tǒng)基礎(chǔ)理論之重點(diǎn)習(xí)題什么是狹義制造資源和廣義制造資源？√分布式控制結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)？新一代制造業(yè)將是：(1)從產(chǎn)品本身的角度看，

。(2)從產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)的角度看，

。(3)從制造產(chǎn)品所涉及到的設(shè)備看，

。(4)從制造產(chǎn)品所需的企業(yè)管理與組織結(jié)構(gòu)方面看，

?！?1世紀(jì)制造科學(xué)研究內(nèi)容有？√信息化制造的特點(diǎn)是什么？√信息化制造的關(guān)鍵技術(shù)√第二章先進(jìn)制造系統(tǒng)基礎(chǔ)理論之重點(diǎn)習(xí)題什么是狹義制造資源第二章先進(jìn)制造系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論第一節(jié)先進(jìn)制造系統(tǒng)的基本構(gòu)成第二節(jié)物料流第三節(jié)信息流第四節(jié)先進(jìn)制造系統(tǒng)的控制方式第五節(jié)約束與決策第六節(jié)面向21世紀(jì)的信息化制造第二章先進(jìn)制造系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論第一節(jié)先進(jìn)制造系統(tǒng)的基本構(gòu)成第二章先進(jìn)制造系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論第一節(jié)先進(jìn)制造系統(tǒng)的基本構(gòu)成

第二節(jié)物料流第三節(jié)信息流第四節(jié)先進(jìn)制造系統(tǒng)的控制方式第五節(jié)約束與決策第六節(jié)面向21世紀(jì)的信息化制造第二章先進(jìn)制造系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論第一節(jié)先進(jìn)制造系統(tǒng)的基本構(gòu)成一、制造系統(tǒng)基本概念二、制造系統(tǒng)基本構(gòu)成第一節(jié)先進(jìn)制造系統(tǒng)的基本構(gòu)成第二章之先進(jìn)制造系統(tǒng)基礎(chǔ)理論一、制造系統(tǒng)基本概念第一節(jié)先進(jìn)制造系統(tǒng)的基本構(gòu)成第二章國際生產(chǎn)工程學(xué)會(CIRP)1990年將制造系統(tǒng)定義為：制造系統(tǒng)是制造業(yè)中形成制造生產(chǎn)(簡稱生產(chǎn))的組織形式，而在機(jī)電工程產(chǎn)業(yè)中的制造系統(tǒng)具有設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、發(fā)運(yùn)和銷售的一體化功能。制造系統(tǒng)作為由人、工具、材料組成的有機(jī)整體，存在狹義的制造系統(tǒng)概念和廣義的制造系統(tǒng)概念。狹義的制造系統(tǒng)僅僅研究產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、工藝、加工、裝配等生產(chǎn)過程；而廣義的制造系統(tǒng)除研究生產(chǎn)過程外，其研究內(nèi)容還包括市場、經(jīng)營、銷售、售后服務(wù)、成本與財(cái)務(wù)等，即研究從經(jīng)營決策開始直到售后服務(wù)、報(bào)廢回收的產(chǎn)品生產(chǎn)整個生命周期過程。制造系統(tǒng)是制造過程所涉及的硬件(物料、設(shè)備、工具、能源等)、軟件(包括制造理論、制造工藝和制造信息等)和人員所組成的一個具有特定功能的有機(jī)整體，將輸入制造資源(原材料、能源等)，通過制造過程輸出產(chǎn)品或半成品，制造系統(tǒng)的運(yùn)行過程包括市場分析、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝規(guī)劃、制造裝配、檢驗(yàn)出廠、產(chǎn)品銷售及售后服務(wù)等各個環(huán)節(jié)

一、制造系統(tǒng)基本概念

第一節(jié)先進(jìn)制造系統(tǒng)的基本構(gòu)成第二章之先進(jìn)制造系統(tǒng)基礎(chǔ)理論國際生產(chǎn)工程學(xué)會(CIRP)1990年將制造系統(tǒng)定義為：制制造系統(tǒng)是由眾多的要素和子系統(tǒng)組成的有機(jī)整體，因而在子系統(tǒng)與要素之間存在著組織、協(xié)調(diào)等管理問題。制造系統(tǒng)是過程系統(tǒng)與結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的統(tǒng)一，因此制造系統(tǒng)理論應(yīng)該實(shí)現(xiàn)過程研究與結(jié)構(gòu)研究的統(tǒng)一，即制造系統(tǒng)理論應(yīng)該實(shí)現(xiàn)靜態(tài)分析與動態(tài)分析的統(tǒng)一。

過程系統(tǒng)是指其產(chǎn)品的生產(chǎn)從設(shè)計(jì)、工藝、加工、裝配到檢測出廠是一個隨時間變化的序列系統(tǒng)。對于過程系統(tǒng)，一般宜采用分析的方法，在對各環(huán)節(jié)分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行綜合。結(jié)構(gòu)系統(tǒng)指制造系統(tǒng)在空間上具有一定的結(jié)構(gòu)形態(tài)。對于結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，宜于采用綜合的方法，在綜合的基礎(chǔ)上再對結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。

二、制造系統(tǒng)基本構(gòu)成

第一節(jié)先進(jìn)制造系統(tǒng)的基本構(gòu)成第二章之先進(jìn)制造系統(tǒng)基礎(chǔ)理論制造系統(tǒng)是由眾多的要素和子系統(tǒng)組成的有機(jī)整體，因而在

制造系統(tǒng)靜態(tài)分析是在不考慮時間因素情況下研究制造系統(tǒng)的各組成要素，要素之間的相互關(guān)系及子系統(tǒng)與分系統(tǒng)，系統(tǒng)與環(huán)境之間的相互關(guān)系。以系統(tǒng)論的觀點(diǎn)，任何系統(tǒng)的功能都可以抽象為一個利用系統(tǒng)資源，在滿足系統(tǒng)約束和目標(biāo)的前提下，將從系統(tǒng)環(huán)境中獲得的輸入轉(zhuǎn)換為輸出的過程。

二、制造系統(tǒng)基本構(gòu)成

第一節(jié)先進(jìn)制造系統(tǒng)的基本構(gòu)成第二章之先進(jìn)制造系統(tǒng)基礎(chǔ)理論制造系統(tǒng)根據(jù)訂單和市場預(yù)測安排的生產(chǎn)計(jì)劃，利用制造資源(包括人員、機(jī)床設(shè)備、刀量夾輔具、技術(shù)、相關(guān)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)和計(jì)算機(jī)軟、硬件等)，在生產(chǎn)過程中采用相應(yīng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的生產(chǎn)，以最適當(dāng)?shù)闹圃斐杀?，在最適當(dāng)?shù)臅r間生產(chǎn)出客戶需要的產(chǎn)品以獲取最大利潤。制造系統(tǒng)靜態(tài)分析是在不考慮時間因素情況下研究制造系統(tǒng)的各組制造系統(tǒng)整體的性能是與系統(tǒng)各個組成部分之間是緊密相關(guān)的。在制造系統(tǒng)運(yùn)行過程中，無時無刻不伴隨著物料流、信息流和能量流的流動，并且制造系統(tǒng)中的物料流、信息流、能量流之間相互聯(lián)系、相互影響，形成一個不可分割的有機(jī)整體。物料流是在整個加工過程中(包括加工準(zhǔn)備階段)物料的輸入和輸出的動態(tài)過程，這種物料在制造系統(tǒng)中的運(yùn)動稱為物料流。制造系統(tǒng)中的信息可分為靜態(tài)信息(如工件尺寸、公差大小等)和動態(tài)信息(如刀具磨損程度、資源狀態(tài)、加工進(jìn)程等)，信息在制造系統(tǒng)中的作用過程稱為信息流。所有這些信息不斷地與制造過程的各種狀態(tài)進(jìn)行信息交換，并綜合、分析來自各方面的信息，從而有效地控制制造過程，以保證制造過程的正常進(jìn)行，提高制造系統(tǒng)的效率和產(chǎn)品質(zhì)量。制造過程中的能量運(yùn)動稱為能量流。在制造系統(tǒng)中，能量是一切物質(zhì)運(yùn)動的基礎(chǔ)，其所有運(yùn)動，例如物料的運(yùn)動，均需要能量來維持。第一節(jié)先進(jìn)制造系統(tǒng)的基本構(gòu)成

二、制造系統(tǒng)基本構(gòu)成

第二章之先進(jìn)制造系統(tǒng)基礎(chǔ)理論制造系統(tǒng)整體的性能是與系統(tǒng)各個組成部分之間是緊密相關(guān)的。在第二章先進(jìn)制造系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論第一節(jié)先進(jìn)制造系統(tǒng)的基本構(gòu)成第二節(jié)物料流第三節(jié)信息流第四節(jié)先進(jìn)制造系統(tǒng)的控制方式第五節(jié)約束與決策第六節(jié)面向21世紀(jì)的信息化制造第二章先進(jìn)制造系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論第一節(jié)先進(jìn)制造系統(tǒng)的基本構(gòu)成制造系統(tǒng)中的所有資源構(gòu)成制造資源，制造資源是制造系統(tǒng)存在和運(yùn)行的物質(zhì)基礎(chǔ)。

狹義制造資源包括物料(原材料、坯料、半成品等)、設(shè)備(機(jī)床、生產(chǎn)線等)、能源(電能、燃料等)、其他(土地、廠房、工具等)；廣義制造資源不僅包括物料、設(shè)備、能源、土地、廠房、工具等，還包括資金、技術(shù)、信息、人力等。制造系統(tǒng)中將制造資源轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品或零件的制造過程，實(shí)質(zhì)上是一個物料流動的動態(tài)過程。

根據(jù)制造系統(tǒng)的定義，制造系統(tǒng)是一個輸入制造資源(原材料、能源等)通過制造過程而輸出產(chǎn)品(包括半成品)的輸入輸出系統(tǒng)，它同時產(chǎn)生廢棄物，并可能造成環(huán)境污染。第二節(jié)物料流第二章之先進(jìn)制造系統(tǒng)基礎(chǔ)理論制造系統(tǒng)中的所有資源構(gòu)成制造資源，制造資源是制造系統(tǒng)存在和制造系統(tǒng)的物料流動過程不僅是物料資源轉(zhuǎn)化和消耗的主要過程，而且因?yàn)槲锪系牧鲃雍臀锪系募庸ぶ圃炀枰芰縼眚?qū)動或轉(zhuǎn)化，因?yàn)槲锪狭鲃舆^程也是能量消耗的主要過程。第二節(jié)物料流第二章之先進(jìn)制造系統(tǒng)基礎(chǔ)理論制造系統(tǒng)的物料流動過程不僅是物料資源轉(zhuǎn)化和消耗的主要

制造系統(tǒng)是一個不斷輸入制造資源，通過制造過程而輸出產(chǎn)品，并同時產(chǎn)生廢棄物的輸入輸出系統(tǒng)。制造系統(tǒng)中資源的輸入、消耗、轉(zhuǎn)化、回收、處理及這些過程的影響和控制，形成了制造系統(tǒng)的物料流。制造系統(tǒng)物料流應(yīng)以資源利用率最高和廢棄物產(chǎn)生最小作為目標(biāo)，充分考慮優(yōu)化產(chǎn)品生產(chǎn)周期過程中影響資源消耗的各個環(huán)節(jié)。包括產(chǎn)品壽命終結(jié)后的處理，從而優(yōu)化資源流動過程，最有效地利用資源和最低限度地產(chǎn)生廢棄物。制造過程是資源直接轉(zhuǎn)化和資源直接消耗的主要環(huán)節(jié)，生產(chǎn)同樣的產(chǎn)品，不同的制造加工的設(shè)備、工藝方案和不同的工藝路線，將會使得物料和能源的消耗不一樣。另外，產(chǎn)品包裝方式、運(yùn)輸狀況、銷售和服務(wù)狀況(如是否回收用戶消費(fèi)后的產(chǎn)品廢棄物)都直接或間接影響資源消耗狀況。第二節(jié)物料流第二章之先進(jìn)制造系統(tǒng)基礎(chǔ)理論制造系統(tǒng)是一個不斷輸入制造資源，通過制造過程而輸出產(chǎn)品，并第二章先進(jìn)制造系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論第一節(jié)先進(jìn)制造系統(tǒng)的基本構(gòu)成第二節(jié)物料流第三節(jié)信息流第四節(jié)先進(jìn)制造系統(tǒng)的控制方式第五節(jié)約束與決策第六節(jié)面向21世紀(jì)的信息化制造第二章先進(jìn)制造系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論第一節(jié)先進(jìn)制造系統(tǒng)的基本構(gòu)成傳統(tǒng)企業(yè)的信息流，大多是按照企業(yè)的業(yè)務(wù)流程、組織機(jī)構(gòu)、功能目標(biāo)等框架體系進(jìn)行設(shè)計(jì)，流程設(shè)計(jì)思路雷同，數(shù)據(jù)處理比較簡單，缺乏針對不同企業(yè)、不同業(yè)務(wù)流程的個性化設(shè)計(jì)和深層次分析。

現(xiàn)代企業(yè)的信息流不能只滿足于對現(xiàn)有數(shù)據(jù)的簡單的、常規(guī)的處理和分析，應(yīng)更積極主動地思考生產(chǎn)管理中的重要問題，對數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的挖掘和多角度的分析，從而賦予企業(yè)更靈敏的反應(yīng)能力、更積極主動的調(diào)整能力和更強(qiáng)有力的競爭能力。第三節(jié)信息流第二章之先進(jìn)制造系統(tǒng)基礎(chǔ)理論傳統(tǒng)企業(yè)的信息流，大多是按照企業(yè)的業(yè)務(wù)流程、組織機(jī)構(gòu)、功能傳統(tǒng)制造系統(tǒng)的信息流，大多是按照其業(yè)務(wù)流程、組織機(jī)構(gòu)、功能目標(biāo)等框架體系進(jìn)行設(shè)計(jì)，導(dǎo)致系統(tǒng)在關(guān)鍵時刻卻找不到所需的信息或錯誤信息。

先進(jìn)制造系統(tǒng)的信息流不僅能滿足對簡單、常規(guī)信息的處理與分析，而且能夠通過對數(shù)據(jù)的全面管理和挖掘，使制造系統(tǒng)具有更高的柔性、敏捷性和競爭力。通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)規(guī)劃、調(diào)度和監(jiān)視整個制造系統(tǒng)中的信息流，從而能夠以正確的方式、在正確的時間、向正確的信息流節(jié)點(diǎn)傳輸所需的正確信息，并支持分布式制造環(huán)境下信息和人員的分布性以及信息流動過程的時序性。制造系統(tǒng)中，管理信息分系統(tǒng)MIS、制造自動化分系統(tǒng)MAS、技術(shù)信息分系統(tǒng)TIS和質(zhì)量信息分系統(tǒng)QIS，在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)以及分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)支持下其信息流如圖2—3所示。第三節(jié)信息流第二章之先進(jìn)制造系統(tǒng)基礎(chǔ)理論傳統(tǒng)制造系統(tǒng)的信息流，大多是按照其業(yè)務(wù)流程、組織機(jī)構(gòu)、功能第三節(jié)信息流第二章之先進(jìn)制造系統(tǒng)基礎(chǔ)理論第三節(jié)信息流第二章之先進(jìn)制造系統(tǒng)基礎(chǔ)理論第三節(jié)信息流第二章之先進(jìn)制造系統(tǒng)基礎(chǔ)理論第三節(jié)信息流第二章之先進(jìn)制造系統(tǒng)基礎(chǔ)理論第三節(jié)信息流第二章之先進(jìn)制造系統(tǒng)基礎(chǔ)理論第三節(jié)信息流第二章之先進(jìn)制造系統(tǒng)基礎(chǔ)理論第二章先進(jìn)制造系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論第一節(jié)先進(jìn)制造系統(tǒng)的基本構(gòu)成第二節(jié)物料流第三節(jié)信息流第四節(jié)先進(jìn)制造系統(tǒng)的控制方式

第五節(jié)約束與決策第六節(jié)面向21世紀(jì)的信息化制造第二章先進(jìn)制造系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論第一節(jié)先進(jìn)制造系統(tǒng)的基本構(gòu)成第四節(jié)先進(jìn)制造系統(tǒng)的控制方式第二章之先進(jìn)制造系統(tǒng)基礎(chǔ)理論為了便于對控制系統(tǒng)進(jìn)行研究，人們把一個復(fù)雜的控制系統(tǒng)分為若干組成部分(控制單元)，控制結(jié)構(gòu)描述了控制系統(tǒng)中各控制單元的決策職責(zé)和權(quán)限及各控制單元之間的協(xié)調(diào)關(guān)系。控制系統(tǒng)的職責(zé)分配在相應(yīng)控制結(jié)構(gòu)的各控制單元之中，并通過各控制單元協(xié)調(diào)執(zhí)行。第四節(jié)先進(jìn)制造系統(tǒng)的控制方式第二章之先進(jìn)制造系統(tǒng)一、制造系統(tǒng)對控制結(jié)構(gòu)的要求二、集中式控制結(jié)構(gòu)三、遞階式控制結(jié)構(gòu)四、分布式控制結(jié)構(gòu)第四節(jié)先進(jìn)制造系統(tǒng)的控制方式第二章之先進(jìn)制造系統(tǒng)基礎(chǔ)理論一、制造系統(tǒng)對控制結(jié)構(gòu)的要求第四節(jié)先進(jìn)制造系統(tǒng)的控制方式(1)可靠性／容錯能力?？煽啃允菍ο到y(tǒng)按照規(guī)定指標(biāo)無故障連續(xù)運(yùn)行性能的度量，而容錯能力是指系統(tǒng)在狀態(tài)惡化，甚至發(fā)生故障條件下繼續(xù)運(yùn)行的能力。通常，容錯期由四個階段組成：故障原因檢測、損壞范圍確定和程度評定、故障原因處理、故障恢復(fù)和繼續(xù)系統(tǒng)服務(wù)。(2)可更改性／可擴(kuò)展性?？筛男允侵笇σ汛婵刂葡到y(tǒng)的部分控制單元進(jìn)行更改和調(diào)整的可行性，而可擴(kuò)展性是指擴(kuò)展已存控制系統(tǒng)的功能時，將新控制單元加入系統(tǒng)的可行性。(3)可重構(gòu)性／適應(yīng)性。可重構(gòu)性是指在已存的控制系統(tǒng)中增加或拆除部分控制單元并重構(gòu)成新系統(tǒng)的可行性，動態(tài)的可重構(gòu)性是指在系統(tǒng)運(yùn)行過程中進(jìn)行重構(gòu)的性能。適應(yīng)性是指控制系統(tǒng)對制造環(huán)境迅速變化的適應(yīng)性能。第四節(jié)先進(jìn)制造系統(tǒng)的控制方式第二章之先進(jìn)制造系統(tǒng)基礎(chǔ)理論

一、制造系統(tǒng)對控制結(jié)構(gòu)的要求(1)可靠性／容錯能力?？煽啃允菍ο到y(tǒng)按照規(guī)定指標(biāo)無故障連續(xù)集中式控制結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是對整個制造系統(tǒng)中的信息統(tǒng)一處理，擁有一個全局?jǐn)?shù)據(jù)庫以記錄系統(tǒng)各種工程活動，每一制造實(shí)體都和中央處理單元連接。

其主要特征如下：(1)集中控制單元由一臺強(qiáng)功能計(jì)算機(jī)構(gòu)成。(2)所有控制決策功能由集中控制單元承擔(dān)。(3)全局?jǐn)?shù)據(jù)庫記錄系統(tǒng)的全部活動。其主要優(yōu)點(diǎn)如下：

(1)全局信息可共享。

(2)可全局優(yōu)化。

(3)唯一的系統(tǒng)狀態(tài)信息源。其主要缺點(diǎn)如下：

(1)響應(yīng)速度慢且不一致。

(2)控制任務(wù)的完成依賴于唯一的集中控制單元。

(3)控制軟件難以更改。第四節(jié)先進(jìn)制造系統(tǒng)的控制方式第二章之先進(jìn)制造系統(tǒng)基礎(chǔ)理論

二、集中式控制結(jié)構(gòu)集中式控制結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是對整個制造系統(tǒng)中的信息統(tǒng)一處理遞階式控制結(jié)構(gòu)：組織方式和控制結(jié)構(gòu)是一種從上到下逐步細(xì)化的方式。遞階式控制結(jié)構(gòu)雖然增加了信息傳遞的環(huán)節(jié)，但降低了控制難度。

其主要特點(diǎn)：(1)異型多計(jì)算機(jī)構(gòu)成控制系統(tǒng)。(2)決策層之間維持剛性的上下級關(guān)系。(3)上級協(xié)調(diào)下級的所有活動。(4)每一層都有集中的數(shù)據(jù)庫。其主要優(yōu)點(diǎn)如下：(1)可逐步實(shí)現(xiàn)。(2)可以用冗余的計(jì)算機(jī)資源來增強(qiáng)系統(tǒng)的容錯能力。(3)可利用狀態(tài)反饋信息。(4)簡化各控制模塊自身的規(guī)模、功能和復(fù)雜性。其主要缺點(diǎn)如下：(1)上層故障會造成下層控制的整體癱瘓。(2)設(shè)備布置的改變會影響到整個控制系統(tǒng)，因而使增加或刪除設(shè)備變得非常困難，難以滿足未來修改的需要。(3)由于通信延遲使上層決策往往滯后于下層狀態(tài)的變化，甚至基于對下層信息的估計(jì)上，會造成控制失誤，難以滿足動態(tài)適應(yīng)性要求。(4)局部控制器的計(jì)算能力有限。·(5)通信可靠性隨遞階層次增多而降低。第四節(jié)先進(jìn)制造系統(tǒng)的控制方式第二章之先進(jìn)制造系統(tǒng)基礎(chǔ)理論

三、遞階式控制結(jié)構(gòu)

遞階式控制結(jié)構(gòu)：組織方式和控制結(jié)構(gòu)是一種從上到下逐步1．非等級控制非等級控制策略主要包括排隊(duì)策略、任務(wù)投標(biāo)策略、協(xié)商策略、協(xié)作策略等。(1)排隊(duì)策略。在排隊(duì)策略中，當(dāng)一項(xiàng)新任務(wù)進(jìn)入系統(tǒng)時，系統(tǒng)按照預(yù)先約定的原則把它分配到一個單元，這種原則可以是最短排隊(duì)長度原則或最先可用單元原則。(2)任務(wù)投標(biāo)策略。當(dāng)一項(xiàng)新任務(wù)進(jìn)入投標(biāo)系統(tǒng)時，各單元把任務(wù)的處理要求及規(guī)范與自己的能力進(jìn)行比較，有能力完成該任務(wù)的單元參加投標(biāo)。按照預(yù)先約定的判據(jù)，投標(biāo)值最高或最低的單元將獲得該項(xiàng)任務(wù)。(3)協(xié)商策略。當(dāng)一項(xiàng)新任務(wù)進(jìn)入?yún)f(xié)商系統(tǒng)時，有能力完成該項(xiàng)任務(wù)的單元與另一試圖承擔(dān)該項(xiàng)任務(wù)的單元協(xié)商。每一個單元內(nèi)均包含本單元的所有信息，包括本單元能加工的零件族、可用的排隊(duì)場地等。每一單元僅試圖獲得自己能完成的任務(wù)，它將總是試圖按照自己的能力和當(dāng)前的負(fù)荷狀況，估計(jì)自己完成該任務(wù)的效率來獲得這項(xiàng)任務(wù)。(4)協(xié)作策略。協(xié)作策略形式上與協(xié)商相似，但原理上與協(xié)商不同。在協(xié)商方式中，各單元為獲得任務(wù)而競爭；而在協(xié)作方式中，各單元為系統(tǒng)任務(wù)更好址分配而協(xié)作。協(xié)作策略可采取許多形式，包括資源共享和任務(wù)交換。第四節(jié)先進(jìn)制造系統(tǒng)的控制方式第二章之先進(jìn)制造系統(tǒng)基礎(chǔ)理論

四、分布式控制結(jié)構(gòu)

分布式控制：把制造系統(tǒng)的各種功能模塊看成是一個個自治的實(shí)體，實(shí)體間以一定的協(xié)議相互協(xié)商解決問題。1．非等級控制(1)排隊(duì)策略。在排隊(duì)策略中，當(dāng)一項(xiàng)新任務(wù)進(jìn)入1．非等級控制

其主要特征如下：

(1)同型或異型計(jì)算機(jī)構(gòu)成控制系統(tǒng)。

(2)控制單元之間無上下級關(guān)系。

(3)完整的局部自治。

(4)面向活動協(xié)調(diào)的分布式?jīng)Q策。

(5)只有局部數(shù)據(jù)庫。其主要優(yōu)點(diǎn)如下：

(1)降低整個系統(tǒng)的復(fù)雜性。

(2)降低監(jiān)視的投資和監(jiān)視過程對實(shí)時控制的延遲。

(3)由于采用模塊化和可重構(gòu)的結(jié)構(gòu)，使得維護(hù)和更改更容易。

(4)容錯能力強(qiáng)。

(5)真正的權(quán)力下放使得工作人員責(zé)任感增強(qiáng)。其主要缺點(diǎn)如下：

(1)缺乏對一些問題的解決方法，如單元間任務(wù)分配不平衡、單元內(nèi)設(shè)備任務(wù)分配欠優(yōu)化等。

(2)目前還沒有支持全部功能的硬件和軟件。

(3)存在數(shù)據(jù)重復(fù)和數(shù)據(jù)沖突的趨勢。

(4)存在死鎖的可能性。第四節(jié)先進(jìn)制造系統(tǒng)的控制方式第二章之先進(jìn)制造系統(tǒng)基礎(chǔ)理論

四、分布式控制結(jié)構(gòu)

1．非等級控制其主要特征如下：第四節(jié)先進(jìn)制造系統(tǒng)的控制方2．混雜控制結(jié)構(gòu)常見的混雜控制結(jié)構(gòu)兼有遞階控制和非等級控制的特點(diǎn)，層與層之間為上下級關(guān)系，同一層各控制單元為平等關(guān)系，由于各控制單元間的關(guān)系較為復(fù)雜，不像遞階控制或非等級控制中。各控制單元之間具有一致的上下級或平等關(guān)系，在實(shí)現(xiàn)時需要對各控制單元之間的關(guān)系進(jìn)行仔細(xì)地設(shè)計(jì)。

常見的混雜控制結(jié)構(gòu)如下。

(1)改進(jìn)型遞階控制結(jié)構(gòu)。它強(qiáng)調(diào)了各平級子層之間的直接通信和協(xié)調(diào)關(guān)系，如圖2-9所示。第四節(jié)先進(jìn)制造系統(tǒng)的控制方式第二章之先進(jìn)制造系統(tǒng)基礎(chǔ)理論

四、分布式控制結(jié)構(gòu)

2．混雜控制結(jié)構(gòu)常見的混雜控制結(jié)構(gòu)如下。第四節(jié)先進(jìn)制造系統(tǒng)

(2)半非等級控制結(jié)構(gòu)。它由若干改進(jìn)型遞階控制結(jié)構(gòu)組成，其各頂層之間形成平等的通信和協(xié)調(diào)關(guān)系，如圖2-10所示。

(3)寡頭控制結(jié)構(gòu)。它是各控制單元之間關(guān)系最為復(fù)雜的一種結(jié)構(gòu)，它要求包括頂層在內(nèi)的各控制層內(nèi)保持平等的直接通信和協(xié)調(diào)關(guān)系，同時還要求各上層與每一下層保持明確的上下級關(guān)系，如圖2-11所示。第四節(jié)先進(jìn)制造系統(tǒng)的控制方式第二章之先進(jìn)制造系統(tǒng)基礎(chǔ)理論

四、分布式控制結(jié)構(gòu)

(2)半非等級控制結(jié)構(gòu)。它由若干改進(jìn)型遞階控制結(jié)構(gòu)組第二章先進(jìn)制造系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論第一節(jié)先進(jìn)制造系統(tǒng)的基本構(gòu)成第二節(jié)物料流第三節(jié)信息流第四節(jié)先進(jìn)制造系統(tǒng)的控制方式第五節(jié)約束與決策第六節(jié)面向21世紀(jì)的信息化制造第二章先進(jìn)制造系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論第一節(jié)先進(jìn)制造系統(tǒng)的基本構(gòu)成－－信息時代對決策支持系統(tǒng)水平的要求也大為提高，從原先的一般數(shù)據(jù)采集與處理為基礎(chǔ)的支持結(jié)構(gòu)化問題的一般戰(zhàn)術(shù)決策，發(fā)展到以信息融合、知識處理為基礎(chǔ)的支持非結(jié)構(gòu)化問題的戰(zhàn)略決策。目前提出的各種新的制造與管理模式是從不同學(xué)科、不同角度，解決提高企業(yè)的敏捷性。－－例如，先進(jìn)制造系統(tǒng)的自組織的過程實(shí)質(zhì)上是使企業(yè)產(chǎn)品同市場的需求協(xié)同，制造系統(tǒng)、經(jīng)營過程、企業(yè)組織同新產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工與經(jīng)營需求相協(xié)同。自組織被定義為一個系統(tǒng)不依靠任何外來的干預(yù)，而獲得的一種空間、時間或功能(時—空)的結(jié)構(gòu)。自組織并不等于人們對這類復(fù)雜系統(tǒng)無法施加影響。它是決策者、設(shè)計(jì)師參與下的自組織過程，這里“參與”，不等于傳統(tǒng)的“干預(yù)”，參與是一種宏觀高層次上的控制，是通過制定規(guī)則與約束的手段實(shí)現(xiàn)控制，“干預(yù)”是在某一層次上具體的控制。－－協(xié)同論是一門研究存在于復(fù)雜自然界自組織基理的學(xué)科，其價值主要有：支配原理與序參數(shù)。其中支配原理揭示復(fù)雜系統(tǒng)，從無序到有序的過程中，上一層是如何支配下一層的，而序參數(shù)是系統(tǒng)中的少數(shù)參數(shù)，它們處于上層、變化緩慢、控制著宏觀系統(tǒng)的變化，使系統(tǒng)從無序到新的有序。利用支配原理與序參數(shù)就可以對系統(tǒng)變量眾多、具有非線性、正反饋的復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)有效的簡化，進(jìn)而進(jìn)行有效的控制。第五節(jié)約束與決策第二章之先進(jìn)制造系統(tǒng)基礎(chǔ)理論－－信息時代對決策支持系統(tǒng)水平的要求也大為提高，從原先的一般－－決策過程是滿足必要的約束條件下的一種復(fù)雜的尋優(yōu)求解過程。決策問題的復(fù)雜性取決于決策過程所處的環(huán)境，任何決策都由三個要素組成：機(jī)遇、信息與資源。成功的決策必須滿足兩類規(guī)律的約束：客觀規(guī)律和人們的利益(價值規(guī)律)。－－機(jī)遇是決策者所向往與追求的目的，機(jī)遇具有風(fēng)險(xiǎn)與效益，它們是同時并存的，是一個事物的兩個屬性，克服風(fēng)險(xiǎn)獲取效益是決策者的中心任務(wù)；而信息(包括知識)是克服風(fēng)險(xiǎn)的唯一資源；資源(物質(zhì)與能量)是實(shí)現(xiàn)任何決策所必須的物質(zhì)基礎(chǔ)。－－以往簡單的“拍腦袋”決策，對決策問題考慮得不夠周到與深刻，用科學(xué)的系統(tǒng)論和決策論的語言說，即決策空間考慮得不夠大，因而丟掉了機(jī)遇。因此，決策者及決策支持系統(tǒng)的任務(wù)是協(xié)調(diào)信息、機(jī)遇與資源這三大要素間的沖突。－－在各類制造系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、運(yùn)行和管理中，會涉及各種復(fù)雜的決策問題。決策者根據(jù)對實(shí)際環(huán)境的分析，構(gòu)思一組解決問題的方案。每一方案均會產(chǎn)生一個結(jié)果，決策者在評價結(jié)果時一般是多個目標(biāo)的，鑒于環(huán)境、資源及安全性的問題日益突出，應(yīng)由成本C、時間T(生產(chǎn)率)、質(zhì)量Q、柔性F、服務(wù)S和環(huán)境E六大制造決策屬性組成決策目標(biāo)，決策取決于決策者的偏好與價值觀。第五節(jié)約束與決策第二章之先進(jìn)制造系統(tǒng)基礎(chǔ)理論－－決策過程是滿足必要的約束條件下的一種復(fù)雜的尋優(yōu)求解過程。－－在制造系統(tǒng)的綜合決策模型中，決策目標(biāo)應(yīng)充分體現(xiàn)制造系統(tǒng)的基本使命和經(jīng)營目標(biāo)。因此需要建立一個適用于各類制造系統(tǒng)的綜合決策模型，將不同的目標(biāo)映射到表達(dá)決策者愿望的價值空間上，并在模型中反映制造系統(tǒng)主要決策目標(biāo)，以更好地支持決策分析活動，這對提高制造系統(tǒng)的整體綜合效益具有重要意義。例如，美國學(xué)者提出了制造系統(tǒng)“四面體決策框架模型”，該模型將成本、時間(生產(chǎn)率)、質(zhì)量和柔性四大制造決策屬性作為制造系統(tǒng)決策的目標(biāo)函數(shù)，提出了制造系統(tǒng)和制造過程的各類決策變量，可通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)模型映射成為制造決策屬性的組成元素的設(shè)想。第五節(jié)約束與決策第二章之先進(jìn)制造系統(tǒng)基礎(chǔ)理論－－在制造系統(tǒng)的綜合決策模型中，決策目標(biāo)應(yīng)充分體現(xiàn)制造系統(tǒng)的第二章先進(jìn)制造系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論第一節(jié)先進(jìn)制造系統(tǒng)的基本構(gòu)成第二節(jié)物料流第三節(jié)信息流第四節(jié)先進(jìn)制造系統(tǒng)的控制方式第五節(jié)約束與決策第六節(jié)面向21世紀(jì)的信息化制造第二章先進(jìn)制造系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論第一節(jié)先進(jìn)制造系統(tǒng)的基本構(gòu)成一、概述二、信息化制造的特點(diǎn)三、分布式信息化制造邏輯體系結(jié)構(gòu)四、集中分布式模式下的企業(yè)新式產(chǎn)品