先進制造新概念-課件

第9章先進制造新概念第9章先進制造新概念19.1智能制造9.1.1智能制造研究的背景市場的因素

技術進步因素9.1.2智能制造的含義

智能制造技術是指在制造工業(yè)的各個環(huán)節(jié)，以一種高度柔性與高度集成的方式，通過計算機模擬人類專家的智能活動，進行分析、判斷、推理、構思和決策，旨在取代或延伸制造環(huán)境中人的部分腦力勞動，并對人類專家的制造智能進行收集、存儲、完善、共享、繼承與發(fā)展的技術。

9.1智能制造9.1.1智能制造研究的背景29.1智能制造智能制造系統基于IMT的制造系統(IMS)則是一種借助計算機，綜合應用人工智能技術、智能制造設備、agent技術、材料技術、現代管理技術、制造技術、信息技術、自動化技術和系統工程技術。在國際標準化和互換性的基礎上，使得制造系統中的經營決策、生產規(guī)劃、作業(yè)調度、制造加工和質量保證等各個子系統分別智能化，成為網絡集成的高度自動化制造系統。9.1智能制造智能制造系統39.1智能制造智能制造系統的特點制造系統的自組織能力制造系統的自律能力自學習和自維護能力整個制造環(huán)境的智能集成9.1智能制造智能制造系統的特點49.1智能制造9.1.3智能制造研究的支撐技術1.人工智能技術2.并行工程3.虛擬制造技術9.1智能制造9.1.3智能制造研究的支撐技術59.1智能制造9.1.4智能制造研究的內容1.智能制造理論和系統設計技術2.智能制造單元技術的集成1)智能設計。應用并行工程和虛擬制造技術，實現產品的并行智能設計。

2)生產過程的智能規(guī)劃。在現有的檢索式、半創(chuàng)成式CAPP系統的基礎上，研究和開發(fā)創(chuàng)成式CAPP系統，使之面向IMS。

3)生產過程的智能調度。

4)智能監(jiān)測、診斷和補償。

5)生產過程的智能控制。

6)智能質量控制。

7)生產與經營的智能決策。9.1智能制造9.1.4智能制造研究的內容69.1智能制造

3.智能機器的設計

智能機器是IMS中模擬人類專家智能活動的工具之一，因此，對智能機器的研究在IMS研究中占有重要的地位。IMS常用的智能機器包括智能機器人、智能加工中心、智能數控機床和自動引導小車(AGV)等。9.1智能制造

3.智能機器的設計79.1智能制造9.1.5日本智能制造系統國際合作計劃從1995年開始，IMS計劃進入全面實施階段，總投資為40億美元，到目前為止共批準了12個項目：

1)面向21世紀的全球制造業(yè)的企業(yè)集成——全球人21（Globeman21）。

2)具有分布、自律、敏捷、仿生、分形等特點的下一代制造系統（NGMS）。

3)全能制造系統（HMS）。

4)知識系統化（GNOSIS）。

5)變結構物料儲運系統（MMHS）。

6)快速產品開發(fā)（RPD）。

7)人機共存系統的組織問題（HUMACS）。

8)創(chuàng)新型和智能型現場工廠建設研究（IGT）。

9)數字化模具設計系統（3DS）。

10)智能復合產品。

11)人的感覺因素對產品全生命周期的影響（INCOMPRO）。

12)適用于全球分布式企業(yè)設計、規(guī)劃、運行的建模與仿真環(huán)境（MISSION）。9.1智能制造9.1.5日本智能制造系統國際合作計劃89.1智能制造9.1.6中國國家自然科學基金重點項目“智能制造技術基礎”的研究項目背景研究成果與特色9.1智能制造9.1.6中國國家自然科學基金重點項目“智能制99.2敏捷制造9.2.1基本概念定義以柔性生產技術和動態(tài)組織結構為特點，以高素質、協同良好的工作人員為核心，實施企業(yè)間網絡集成，形成快速響應市場的社會化制造體系。9.2敏捷制造9.2.1基本概念109.2敏捷制造9.2.2敏捷制造的特征(1)與其他先進制造模式相比較，敏捷制造的主要特征

1)以滿足用戶要求，獲得利潤為目標。

2)以競爭能力和信譽為依據，選擇組成動態(tài)公司的合作伙伴。

3)基于合作間的相互信任、分工協作、共同目標來有力地增強整體實力。

4)把知識、技藝、信息投入最底層生產線。

9.2敏捷制造9.2.2敏捷制造的特征119.2敏捷制造(2)與傳統的大量生產方式相比，敏捷制造主要特征

1)全新的企業(yè)合作關系——虛擬企業(yè)(virtualenterprise)或動態(tài)聯盟。

2)大范圍的通訊基礎結構。在信息交換和通訊聯系方面，必須有一個能將正確的信息在正確的時間送給正確的人的“準時信息系統”(justintimeinformationsystem)，作為靈活的管理系統的基礎，通過信息高速公路與國際互聯網絡將全球范圍的企業(yè)相聯。

3)為訂單而設計、為訂單而制造的生產方式。

4)高度柔性的、模塊化的、可伸縮的生產制造系統。這種柔性生產系統往往規(guī)模有限，但成本與批量無關，在同一系統內可生產出的產品品種是無限的。

5)柔性化、模塊化的產品設計方法。

6)“高質量”的產品。敏捷制造的質量觀念已變成使整個產品生命周期內的用戶滿意，企業(yè)將質量跟蹤持續(xù)到產品報廢為止。

9.2敏捷制造(2)與傳統的大量生產方式相比，敏捷制造主要129.2敏捷制造

7)有知識、有技術的人是企業(yè)成功的關鍵因素。在敏捷企業(yè)中，認為解決問題靠的是人，不是單純的技術，敏捷制造系統的能力將不受限于設備，而只受限于勞動者的想像力、創(chuàng)造力和技能。

8)基于信任的雇傭關系。雇員與雇主之間將建立一種新型的“社會合同”的關系，大家能意識到為了長遠利益而和睦相處。

9)基于任務的組織與管理。敏捷制造企業(yè)的基層單位是“多學科群體”(multidisciplineteam)的項目組，是以任務為中心的一種動態(tài)組合，敏捷企業(yè)強調權力分散，把職權下放到項目，提倡“基于統觀全局的管理”模式，要求各個項目組都能了解全局的遠景，胸懷企業(yè)全局，明確工作的目標和任務的時間要求，而完成任務的中間過程則完全可以自主。

10)對社會的正效應。大量生產方式通常只關心企業(yè)本身效益，不關心對社會的影響，所以通常會帶來不同程度的環(huán)境污染，能源浪費及失業(yè)等社會問題。而敏捷制造則要全面消除企業(yè)生產給社會造成的不利影響，企業(yè)必須完全服務于社會。9.2敏捷制造

7)有知識、有技術的人是企業(yè)成功的關鍵因139.2敏捷制造圖9-1一個跨國虛擬企業(yè)的結構

9.2敏捷制造圖9-1一個跨國虛擬企業(yè)的結構149.2敏捷制造虛擬企業(yè)的特點1)功能的虛擬化。2)組織的虛擬化。3)地域的虛擬化。9.2敏捷制造虛擬企業(yè)的特點159.2敏捷制造9.2.3敏捷制造研究的內容分布式數據庫子系統；分布式群決策軟件子系統；智能控制子系統；智能傳感器子系統；基于知識的人工智能研究；快速合作子系統；工廠網絡子系統；企業(yè)集成子系統；用戶交互子系統；人與技術接口子系統；教育培訓子系統；模塊化可重構的硬件子系統；仿真與建模子系統；廢物處理和消除子系統；零故障方法學子系統；節(jié)能子系統；動態(tài)合作子系統；性能測量與評價子系統。9.2敏捷制造9.2.3敏捷制造研究的內容169.2敏捷制造9.2.4國內外發(fā)展現狀及應用(1)國外研究現狀及應用(2)我國敏捷制造的發(fā)展策略9.2敏捷制造9.2.4國內外發(fā)展現狀及應用179.3并行工程9.3.1基本概念定義并行工程(concurrentengineering，CE)是近年來國際制造業(yè)中興起的一種新型企業(yè)組織管理理論，旨在提高產品質量，降低產品成本和縮短開發(fā)周期。目前，人們普遍采用R.I.Winner在國防分析研究所(IDA)R338研究報告中的定義：“并行工程是對產品及其相關過程(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。這種工作模式力圖使開發(fā)者們從一開始就考慮到產品全生命周期(從概念形成到產品報廢)中的所有因素，包括質量、成本、進度與用戶要求?！?.3并行工程9.3.1基本概念189.3并行工程并行工程的特點與傳統設計方法相比，并行工程主要特點為：設計的出發(fā)點是產品的整個生命周期的技術要求；并行設計組織是一個包括設計、制造、裝配、市場銷售、安裝及維修等各方面專業(yè)人員在內的多功能設計組，其設計手段是一套具有CAD、CAM、仿真、測試功能的計算機系統，它既能實現信息集成，又能實現功能集成，可在計算機系統內建立一個統一的模型來實現以上功能；并行設計能與用戶保持密切對話，可以充分滿足用戶要求；可縮短新產品投放市場的周期，實現最優(yōu)的產品質量、成本和可靠性。9.3并行工程并行工程的特點199.3并行工程并行工程的基礎技術研究目前主要集中在以下幾方面：

1)面向并行工程的組織機構研究。

2)面向并行工程的管理決策支持系統。

3)面向并行工程的新設計學科。

4)面向并行工程機制的CAD/CAPP/CAM/CAE。

5)建模與仿真技術。

6)基于計算機的知識信息、工具集成技術。9.3并行工程并行工程的基礎技術研究目前主要集中在以下幾方面209.3并行工程CE的理論基礎與運行機制CE的理論基礎

從本質上講，CE是一種以空間換取時間、處理系統復雜性的系統化方法(systematicapproach)，它以信息論、控制論和系統論為理論基礎，在數據共享、人機交互等工具及集成上述工具的智能技術支持下，按多學科、多層次協同(synergy)一致的組織方式工作。與傳統串行工作模式相比，它大大地擴大了系統狀態(tài)空間，大大地縮短了復雜問題交互式求解進程的迭代次數，促使最終目標一次成功(dorightfirst)，以非線性的管理機制和整體性(holism)思想，贏得集成附加的協同效益。9.3并行工程CE的理論基礎與運行機制219.3并行工程9.3并行工程229.3并行工程9.3.2并行工程的實施CE環(huán)境實施CE的必要條件與步驟CE的實施框架

9.3.3并行工程在我國的研究進展9.3并行工程9.3.2并行工程的實施239.4虛擬制造系統9.4.1基本概念虛擬制造技術虛擬制造技術(virtualmanufacturingtechnology，VMT)可以通俗而形象地理解為：在計算機上模擬產品的制造和裝配全過程。換句話說，借助建模和仿真技術，在產品設計時，就可以把產品的制造過程、工藝設計、作業(yè)計劃、生產調度、庫存管理以及成本核算和零部件采購等生產活動在計算機屏幕上顯示出來，以便全面確定產品設計和生產過程的合理性。9.4虛擬制造系統9.4.1基本概念249.4虛擬制造系統虛擬制造系統

虛擬制造系統(virtualmanufacturingsystem，VMS)是基于VMT實現的制造系統，是現實制造系統(realmanufacturingsystem，RMS)在虛擬環(huán)境下的映射，而現實制造系統是物質流、信息流、能量流在控制機的協調與控制下在各個層次上進行相應的決策，實現從投入到輸出的有效的轉變，而其中物質流及信息流協調工作是其主體。9.4虛擬制造系統虛擬制造系統259.4虛擬制造系統VMS的要求

功能一致性結構相似性組織的柔性集成化智能化9.4虛擬制造系統VMS的要求269.4虛擬制造系統9.4.2VMS研究內容及其關鍵技術VMS研究內容

虛擬制造系統的理論體系基于分布式并行處理環(huán)境下的虛擬制造系統的開放式體系結構(VMS-OSA)的研究虛擬環(huán)境下的產品主模型技術虛擬環(huán)境下并行處理的分布式智能協同求解技術與系統虛擬環(huán)境下系統全局最優(yōu)決策理論與技術RMS和VMS之間的映射，虛擬設備、虛擬傳感器、虛擬單元、虛擬生產線、虛擬車間及虛擬工廠(公司)的建立，以及各種虛擬設備的重用性和重組性技術基于真實動畫感的虛擬產品的裝配仿真、生產制造過程及生產調度仿真、數控加工過程仿真等技術與系統應用虛擬現實技術實現虛擬環(huán)境及虛擬制造過程中的人機協同求解VMS集成開發(fā)平臺的體系結構、構件庫及用戶開發(fā)界面管理系統虛擬公司的組織、調度及控制策略與技術9.4虛擬制造系統9.4.2VMS研究內容及其關鍵技術279.4虛擬制造系統VMS的關鍵技術

軟件方面的關鍵技術硬件方面的有關技術9.4虛擬制造系統VMS的關鍵技術289.4虛擬制造系統9.4.3VM的軟硬件研究情況及其應用與VM相關的軟硬件研究情況VM的應用實例9.4虛擬制造系統9.4.3VM的軟硬件研究情況及其應用299.5快速原型技術基本概念快速原型（rapidprototyping，RP）是使用一種特殊的設備來產生實體模型的技術。該技術擺脫了傳統的“去除”加工方法，采用全新的“增長”加工方法，通過層層堆積的方式，制造零件的實體模型?？焖僭驮O備使用計算機三維模型中水平薄切片的數據來構造塑料、陶瓷或金屬等零件?？焖僭筒捎霉饷舾泄饩壑?、紙質薄片材料、工程塑料絲、塑料粉末和金屬粉末等原料來建造實體模型。9.5快速原型技術基本概念309.5快速原型技術快速原型的作用快速原型的幾種加工方法和技術快速原型技術流程快速模具制造快速原型應用的障礙

快速原型的發(fā)展趨勢

9.5快速原型技術快速原型的作用319.6綠色制造9.6.1

概念基于生命周期的概念，綠色制造可定義為：在不犧牲產品功能、質量和成本的前提下，系統考慮產品開發(fā)制造及其活動對環(huán)境的影響，使產品在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協調優(yōu)化。9.6綠色制造9.6.1

概念329.6綠色制造9.6綠色制造339.6綠色制造研究內容

綠色設計技術制造企業(yè)的物能資源優(yōu)化技術綠色ERP管理模式和綠色供應鏈綠色制造的數據庫和知識庫綠色制造的實施工具和產品綠色集成制造系統的運行模式制造系統環(huán)境影響評估系統

綠色制造的社會化問題

9.6綠色制造研究內容349.7先進制造技術發(fā)展趨勢9.7.1

21世紀對先進制造技術的挑戰(zhàn)信息時代的挑戰(zhàn)有限的資源與日益增長環(huán)保壓力的挑戰(zhàn)制造全球化和貿易自由化的挑戰(zhàn)消費觀念變革的挑戰(zhàn)9.7先進制造技術發(fā)展趨勢9.7.1

21世紀對先進制造技359.7先進制造技術發(fā)展趨勢9.7.2先進制造技術發(fā)展趨勢設計技術不斷現代化成形制造技術向精密成形或稱凈成形的方向發(fā)展加工制造技術向著超精密、超高速以及發(fā)展新一代制造裝備的方向發(fā)展制造技術專業(yè)、學科的界限逐步淡化、消失，新型制造技術不斷得到發(fā)展虛擬現實技術在制造業(yè)中獲得越來越多的應用信息技術、管理技術與工藝技術緊密結合，先進制造生產模式獲得不斷發(fā)展9.7先進制造技術發(fā)展趨勢9.7.2先進制造技術發(fā)展趨勢369.7先進制造技術發(fā)展趨勢上述種種先進制造生產模式的進展，其特點主要是體現了以下5個轉變：

1)從以技術為中心向以人為中心轉變。

2)從金字塔式的多層次生產結構向扁平的網絡結構轉變。

3)從傳統的順序工作方式向并行工作方式轉變。

4)從按功能劃分部門的固定組織形式向動態(tài)的、自主管理的小組工作組織形式轉變。

5)從質量第一的競爭策略向快速響應市場的競爭策略轉變。9.7先進制造技術發(fā)展趨勢上述種種先進制造生產模式的進展，其37第9章先進制造新概念第9章先進制造新概念389.1智能制造9.1.1智能制造研究的背景市場的因素

技術進步因素9.1.2智能制造的含義

智能制造技術是指在制造工業(yè)的各個環(huán)節(jié)，以一種高度柔性與高度集成的方式，通過計算機模擬人類專家的智能活動，進行分析、判斷、推理、構思和決策，旨在取代或延伸制造環(huán)境中人的部分腦力勞動，并對人類專家的制造智能進行收集、存儲、完善、共享、繼承與發(fā)展的技術。

9.1智能制造9.1.1智能制造研究的背景399.1智能制造智能制造系統基于IMT的制造系統(IMS)則是一種借助計算機，綜合應用人工智能技術、智能制造設備、agent技術、材料技術、現代管理技術、制造技術、信息技術、自動化技術和系統工程技術。在國際標準化和互換性的基礎上，使得制造系統中的經營決策、生產規(guī)劃、作業(yè)調度、制造加工和質量保證等各個子系統分別智能化，成為網絡集成的高度自動化制造系統。9.1智能制造智能制造系統409.1智能制造智能制造系統的特點制造系統的自組織能力制造系統的自律能力自學習和自維護能力整個制造環(huán)境的智能集成9.1智能制造智能制造系統的特點419.1智能制造9.1.3智能制造研究的支撐技術1.人工智能技術2.并行工程3.虛擬制造技術9.1智能制造9.1.3智能制造研究的支撐技術429.1智能制造9.1.4智能制造研究的內容1.智能制造理論和系統設計技術2.智能制造單元技術的集成1)智能設計。應用并行工程和虛擬制造技術，實現產品的并行智能設計。

2)生產過程的智能規(guī)劃。在現有的檢索式、半創(chuàng)成式CAPP系統的基礎上，研究和開發(fā)創(chuàng)成式CAPP系統，使之面向IMS。

3)生產過程的智能調度。

4)智能監(jiān)測、診斷和補償。

5)生產過程的智能控制。

6)智能質量控制。

7)生產與經營的智能決策。9.1智能制造9.1.4智能制造研究的內容439.1智能制造

3.智能機器的設計

智能機器是IMS中模擬人類專家智能活動的工具之一，因此，對智能機器的研究在IMS研究中占有重要的地位。IMS常用的智能機器包括智能機器人、智能加工中心、智能數控機床和自動引導小車(AGV)等。9.1智能制造

3.智能機器的設計449.1智能制造9.1.5日本智能制造系統國際合作計劃從1995年開始，IMS計劃進入全面實施階段，總投資為40億美元，到目前為止共批準了12個項目：

1)面向21世紀的全球制造業(yè)的企業(yè)集成——全球人21（Globeman21）。

2)具有分布、自律、敏捷、仿生、分形等特點的下一代制造系統（NGMS）。

3)全能制造系統（HMS）。

4)知識系統化（GNOSIS）。

5)變結構物料儲運系統（MMHS）。

6)快速產品開發(fā)（RPD）。

7)人機共存系統的組織問題（HUMACS）。

8)創(chuàng)新型和智能型現場工廠建設研究（IGT）。

9)數字化模具設計系統（3DS）。

10)智能復合產品。

11)人的感覺因素對產品全生命周期的影響（INCOMPRO）。

12)適用于全球分布式企業(yè)設計、規(guī)劃、運行的建模與仿真環(huán)境（MISSION）。9.1智能制造9.1.5日本智能制造系統國際合作計劃459.1智能制造9.1.6中國國家自然科學基金重點項目“智能制造技術基礎”的研究項目背景研究成果與特色9.1智能制造9.1.6中國國家自然科學基金重點項目“智能制469.2敏捷制造9.2.1基本概念定義以柔性生產技術和動態(tài)組織結構為特點，以高素質、協同良好的工作人員為核心，實施企業(yè)間網絡集成，形成快速響應市場的社會化制造體系。9.2敏捷制造9.2.1基本概念479.2敏捷制造9.2.2敏捷制造的特征(1)與其他先進制造模式相比較，敏捷制造的主要特征

1)以滿足用戶要求，獲得利潤為目標。

2)以競爭能力和信譽為依據，選擇組成動態(tài)公司的合作伙伴。

3)基于合作間的相互信任、分工協作、共同目標來有力地增強整體實力。

4)把知識、技藝、信息投入最底層生產線。

9.2敏捷制造9.2.2敏捷制造的特征489.2敏捷制造(2)與傳統的大量生產方式相比，敏捷制造主要特征

1)全新的企業(yè)合作關系——虛擬企業(yè)(virtualenterprise)或動態(tài)聯盟。

2)大范圍的通訊基礎結構。在信息交換和通訊聯系方面，必須有一個能將正確的信息在正確的時間送給正確的人的“準時信息系統”(justintimeinformationsystem)，作為靈活的管理系統的基礎，通過信息高速公路與國際互聯網絡將全球范圍的企業(yè)相聯。

3)為訂單而設計、為訂單而制造的生產方式。

4)高度柔性的、模塊化的、可伸縮的生產制造系統。這種柔性生產系統往往規(guī)模有限，但成本與批量無關，在同一系統內可生產出的產品品種是無限的。

5)柔性化、模塊化的產品設計方法。

6)“高質量”的產品。敏捷制造的質量觀念已變成使整個產品生命周期內的用戶滿意，企業(yè)將質量跟蹤持續(xù)到產品報廢為止。

9.2敏捷制造(2)與傳統的大量生產方式相比，敏捷制造主要499.2敏捷制造

7)有知識、有技術的人是企業(yè)成功的關鍵因素。在敏捷企業(yè)中，認為解決問題靠的是人，不是單純的技術，敏捷制造系統的能力將不受限于設備，而只受限于勞動者的想像力、創(chuàng)造力和技能。

8)基于信任的雇傭關系。雇員與雇主之間將建立一種新型的“社會合同”的關系，大家能意識到為了長遠利益而和睦相處。

9)基于任務的組織與管理。敏捷制造企業(yè)的基層單位是“多學科群體”(multidisciplineteam)的項目組，是以任務為中心的一種動態(tài)組合，敏捷企業(yè)強調權力分散，把職權下放到項目，提倡“基于統觀全局的管理”模式，要求各個項目組都能了解全局的遠景，胸懷企業(yè)全局，明確工作的目標和任務的時間要求，而完成任務的中間過程則完全可以自主。

10)對社會的正效應。大量生產方式通常只關心企業(yè)本身效益，不關心對社會的影響，所以通常會帶來不同程度的環(huán)境污染，能源浪費及失業(yè)等社會問題。而敏捷制造則要全面消除企業(yè)生產給社會造成的不利影響，企業(yè)必須完全服務于社會。9.2敏捷制造

7)有知識、有技術的人是企業(yè)成功的關鍵因509.2敏捷制造圖9-1一個跨國虛擬企業(yè)的結構

9.2敏捷制造圖9-1一個跨國虛擬企業(yè)的結構519.2敏捷制造虛擬企業(yè)的特點1)功能的虛擬化。2)組織的虛擬化。3)地域的虛擬化。9.2敏捷制造虛擬企業(yè)的特點529.2敏捷制造9.2.3敏捷制造研究的內容分布式數據庫子系統；分布式群決策軟件子系統；智能控制子系統；智能傳感器子系統；基于知識的人工智能研究；快速合作子系統；工廠網絡子系統；企業(yè)集成子系統；用戶交互子系統；人與技術接口子系統；教育培訓子系統；模塊化可重構的硬件子系統；仿真與建模子系統；廢物處理和消除子系統；零故障方法學子系統；節(jié)能子系統；動態(tài)合作子系統；性能測量與評價子系統。9.2敏捷制造9.2.3敏捷制造研究的內容539.2敏捷制造9.2.4國內外發(fā)展現狀及應用(1)國外研究現狀及應用(2)我國敏捷制造的發(fā)展策略9.2敏捷制造9.2.4國內外發(fā)展現狀及應用549.3并行工程9.3.1基本概念定義并行工程(concurrentengineering，CE)是近年來國際制造業(yè)中興起的一種新型企業(yè)組織管理理論，旨在提高產品質量，降低產品成本和縮短開發(fā)周期。目前，人們普遍采用R.I.Winner在國防分析研究所(IDA)R338研究報告中的定義：“并行工程是對產品及其相關過程(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。這種工作模式力圖使開發(fā)者們從一開始就考慮到產品全生命周期(從概念形成到產品報廢)中的所有因素，包括質量、成本、進度與用戶要求?！?.3并行工程9.3.1基本概念559.3并行工程并行工程的特點與傳統設計方法相比，并行工程主要特點為：設計的出發(fā)點是產品的整個生命周期的技術要求；并行設計組織是一個包括設計、制造、裝配、市場銷售、安裝及維修等各方面專業(yè)人員在內的多功能設計組，其設計手段是一套具有CAD、CAM、仿真、測試功能的計算機系統，它既能實現信息集成，又能實現功能集成，可在計算機系統內建立一個統一的模型來實現以上功能；并行設計能與用戶保持密切對話，可以充分滿足用戶要求；可縮短新產品投放市場的周期，實現最優(yōu)的產品質量、成本和可靠性。9.3并行工程并行工程的特點569.3并行工程并行工程的基礎技術研究目前主要集中在以下幾方面：

1)面向并行工程的組織機構研究。

2)面向并行工程的管理決策支持系統。

3)面向并行工程的新設計學科。

4)面向并行工程機制的CAD/CAPP/CAM/CAE。

5)建模與仿真技術。

6)基于計算機的知識信息、工具集成技術。9.3并行工程并行工程的基礎技術研究目前主要集中在以下幾方面579.3并行工程CE的理論基礎與運行機制CE的理論基礎

從本質上講，CE是一種以空間換取時間、處理系統復雜性的系統化方法(systematicapproach)，它以信息論、控制論和系統論為理論基礎，在數據共享、人機交互等工具及集成上述工具的智能技術支持下，按多學科、多層次協同(synergy)一致的組織方式工作。與傳統串行工作模式相比，它大大地擴大了系統狀態(tài)空間，大大地縮短了復雜問題交互式求解進程的迭代次數，促使最終目標一次成功(dorightfirst)，以非線性的管理機制和整體性(holism)思想，贏得集成附加的協同效益。9.3并行工程CE的理論基礎與運行機制589.3并行工程9.3并行工程599.3并行工程9.3.2并行工程的實施CE環(huán)境實施CE的必要條件與步驟CE的實施框架

9.3.3并行工程在我國的研究進展9.3并行工程9.3.2并行工程的實施609.4虛擬制造系統9.4.1基本概念虛擬制造技術虛擬制造技術(virtualmanufacturingtechnology，VMT)可以通俗而形象地理解為：在計算機上模擬產品的制造和裝配全過程。換句話說，借助建模和仿真技術，在產品設計時，就可以把產品的制造過程、工藝設計、作業(yè)計劃、生產調度、庫存管理以及成本核算和零部件采購等生產活動在計算機屏幕上顯示出來，以便全面確定產品設計和生產過程的合理性。9.4虛擬制造系統9.4.1基本概念619.4虛擬制造系統虛擬制造系統

虛擬制造系統(virtualmanufacturingsystem，VMS)是基于VMT實現的制造系統，是現實制造系統(realmanufacturingsystem，RMS)在虛擬環(huán)境下的映射，而現實制造系統是物質流、信息流、能量流在控制機的協調與控制下在各個層次上進行相應的決策，實現從投入到輸出的有效的轉變，而其中物質流及信息流協調工作是其主體。9.4虛擬制造系統虛擬制造系統629.4虛擬制造系統VMS的要求

功能一致性結構相似性組織的柔性集成化智能化9.4虛擬制造系統VMS的要求639.4虛擬制造系統9.4.2VMS研究內容及其關鍵技術VMS研究內容

虛擬制造系統的理論體系基于分布式并行處理環(huán)境下的虛擬制造系統的開放式體系結構(VMS-OSA)的研究虛擬環(huán)境下的產品主模型技術虛擬環(huán)境下并行處理的分布式智能協同求解技術與系統虛擬環(huán)境下系統全局最優(yōu)決策理論與技術RMS和VMS之間的映射，虛擬設備、虛擬傳感器、虛擬單元、虛擬生產線、虛擬車間及虛擬工廠(公司)的建立，以及各種虛擬設備的重用性和重組性技術基于真實動畫感的虛擬產品的裝配仿真、生產制造過程及生產調度仿真、數控加工過程仿真等技術與系統應用虛擬現實技術實現虛擬環(huán)境及虛擬制造過程中的人機協同求解VMS集成開發(fā)平臺的體系結構、構件庫及用戶開發(fā)界面管理系統虛擬公司的組織、調度及控制策略與技術9.4虛擬制造系統9.4.2V