集成制造系統(tǒng)理論講義課件

第八章集成制造系統(tǒng)教學(xué)目的及要求了解制造系統(tǒng)的構(gòu)成，系統(tǒng)集成的要求、方式，掌握“集成”的思想

了解柔性制造系統(tǒng)、CIMS系統(tǒng)的基本概念了解其它先進(jìn)制造技術(shù)

第八章集成制造系統(tǒng)教學(xué)目的及要求1第一節(jié)基本概念1.制造系統(tǒng)的構(gòu)成1)機(jī)械制造系統(tǒng)的特征結(jié)構(gòu)方面：制造過程涉及的硬件及相關(guān)軟件的統(tǒng)一整體功能方面：將制造資源轉(zhuǎn)變?yōu)槌善坊虬氤善返妮斎胼敵鱿到y(tǒng)過程方面：制造生產(chǎn)的運(yùn)行過程，多個(gè)制造環(huán)節(jié)的統(tǒng)一共同體第一節(jié)基本概念1.制造系統(tǒng)的構(gòu)成22)機(jī)械制造系統(tǒng)內(nèi)部的三個(gè)組成部分：物料流：加工過程是物料輸入和輸出的動(dòng)態(tài)過程，這些物料(包括各種材料、工具、量具、夾具以及其他輔助材料)在系統(tǒng)內(nèi)的運(yùn)動(dòng)，構(gòu)成了物料流。信息流：加工過程中靜態(tài)信息與動(dòng)態(tài)信息和機(jī)械加工過程的各個(gè)組成部分之間的交換、交流以及相互作用，構(gòu)成了信息流。能量流：機(jī)械制造系統(tǒng)內(nèi)各部件的運(yùn)轉(zhuǎn)所消耗的能量以及加工過程中發(fā)生的能量轉(zhuǎn)移構(gòu)成了系統(tǒng)的能量流。三個(gè)組成部分相互聯(lián)系、相互影響，不可分割。2)機(jī)械制造系統(tǒng)內(nèi)部的三個(gè)組成部分：32.集成的概念集成來源于企業(yè)的實(shí)際需求，是系統(tǒng)概念的延伸，它強(qiáng)調(diào)組成系統(tǒng)各部分之間的有機(jī)、協(xié)調(diào)工作已發(fā)揮整體效益，達(dá)到整體優(yōu)化的目的。企業(yè)實(shí)現(xiàn)集成的收獲：

?減少數(shù)據(jù)冗余，實(shí)現(xiàn)信息共享

?便于合理的規(guī)劃和分布數(shù)據(jù)

?便于進(jìn)行規(guī)模優(yōu)化

?便于實(shí)現(xiàn)并行工程，提高效率和效益2.集成的概念集成來源于企業(yè)的實(shí)際需求，是系統(tǒng)概念43.集成的要求和方式集成的要求：

?應(yīng)包括各種加工設(shè)備以及通信設(shè)備在內(nèi)的部分或全部硬件資源

?應(yīng)包括軟件資源

?應(yīng)建立企業(yè)信息模型，做到信息共享

?企業(yè)各部門應(yīng)協(xié)調(diào)一致，各職能緊密聯(lián)系

?強(qiáng)調(diào)人的地位和作用方式：硬件集成、軟件集成、數(shù)據(jù)和信息集成、各功能集成、人和組織的集成，尤其是要注意人和組織的集成。3.集成的要求和方式集成的要求：5第二節(jié)柔性制造技術(shù)應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助制造技術(shù)，將數(shù)控機(jī)床、加工中心、物料自動(dòng)儲存?zhèn)魉脱b置和輔助控制裝置等在計(jì)算機(jī)的統(tǒng)一控制下，形成柔性加工自動(dòng)生產(chǎn)線，既柔性制造系統(tǒng)。第二節(jié)柔性制造技術(shù)應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助制造技術(shù)，將數(shù)控機(jī)61.柔性制造技術(shù)中“柔性”的概念1)設(shè)備柔性：指制造系統(tǒng)中能加工不同類型零件所具備的轉(zhuǎn)換能力，其中包括刀具轉(zhuǎn)換、夾具轉(zhuǎn)換等。2)工藝柔性：能以多種工藝方法加工某一零件組的能力。如鏜、銑、鉆、鉸、攻螺紋等加工。3)工序柔性：能自動(dòng)改變零件加工工序的能力。4)路徑柔性：能自動(dòng)更變零件加工路徑。如遇到系統(tǒng)中某臺設(shè)備的故障,能自動(dòng)將工件轉(zhuǎn)換到另一臺設(shè)備上加工。可以根據(jù)負(fù)荷,自動(dòng)改變加工路線,提高利用率,減少等待時(shí)間。5)產(chǎn)品柔性：產(chǎn)品改變時(shí)能經(jīng)濟(jì)、迅速的轉(zhuǎn)產(chǎn)。6)批量柔性：能在不同批量下運(yùn)行都能獲取經(jīng)濟(jì)效益。7)擴(kuò)展柔性：能根據(jù)生產(chǎn)的需要組建和擴(kuò)展生產(chǎn)能力。1.柔性制造技術(shù)中“柔性”的概念1)設(shè)備柔性：指制造71)FMC柔性制造單元

通常配置有零件緩沖區(qū)、刀具自動(dòng)更換裝置的數(shù)控機(jī)床或加工中心與工件存儲運(yùn)輸裝置組成。

柔性制造單元中數(shù)控機(jī)床數(shù)量約1--3臺，具有加工多品種,中小批量靈活的生產(chǎn)能力。

可以作為FMS中的基本單元,也可視為小規(guī)模的FMS。

它的自動(dòng)化程度略低于FMS,但其投資比FMS少得多，而經(jīng)濟(jì)效益相接近。這是中小型企業(yè)優(yōu)先發(fā)展的機(jī)型,當(dāng)生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大時(shí),FMC可以重組和擴(kuò)展,以適應(yīng)生產(chǎn)規(guī)模的需求。2.柔性制造技術(shù)的類型1)FMC柔性制造單元2.柔性制造技術(shù)的類型8

柔性制造系統(tǒng)是由數(shù)控加工設(shè)備(或FMC),物料運(yùn)儲裝置和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)等組成的自動(dòng)化制造系統(tǒng)。

一個(gè)柔性制造系統(tǒng)一般可概括為由下列三個(gè)部分組成，一是可編程控制的加工系統(tǒng)，二是自動(dòng)化的物料儲運(yùn)系統(tǒng)，三是計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。

三個(gè)系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)合，構(gòu)成了一個(gè)制造系統(tǒng)的能量流(通過制造工藝改變工件的形狀和尺寸)、物料流(主要指工件流和刀具流)和信息流(制造過程的信息和數(shù)據(jù)處理)。2)FMS柔性制造系統(tǒng)

柔性制造系統(tǒng)是由數(shù)控加工設(shè)備(或FMC),物料運(yùn)儲裝9

FMF是FMS擴(kuò)大達(dá)到全廠范圍內(nèi)的生產(chǎn)管理過程。機(jī)械加工過程和物料儲運(yùn)過程全盤自動(dòng)化。它的主要特點(diǎn)是：1)分布式多級計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，生產(chǎn)計(jì)劃、日生產(chǎn)進(jìn)度計(jì)劃的生產(chǎn)管理的主計(jì)算機(jī)，它與CAD/CAM系統(tǒng)相聯(lián)，以取得自動(dòng)編制加工用的數(shù)控程序數(shù)據(jù)。2)FMF全部的日程計(jì)劃進(jìn)度和作業(yè)可以由主計(jì)算機(jī)和各級計(jì)算機(jī)通過在線控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，并可以進(jìn)行無人化加工。3)CNC機(jī)床的數(shù)量一般在十幾臺到幾十臺。可以是各種形式的加工中心、車削中心、CNC機(jī)床等。4)系統(tǒng)可以全自動(dòng)地加工各種形狀、尺寸和材料的工件。全部刀具可以自動(dòng)交換、自動(dòng)檢測磨損或損壞的刀具，能自動(dòng)更新廢舊刀具。5)物料儲運(yùn)系統(tǒng)必須包括自動(dòng)立體倉庫，以滿足存取為數(shù)眾多的工件和刀具的需求。系統(tǒng)可以從自動(dòng)立體倉庫中提取所需的坯料，并以最有效的途徑實(shí)現(xiàn)物流和進(jìn)行加工。3)FMF柔性制造工廠FMF是FMS擴(kuò)大達(dá)到全廠范圍內(nèi)的生產(chǎn)管理過程。機(jī)械101)加工系統(tǒng)

加工系統(tǒng)實(shí)際是完成改變物性任務(wù)的執(zhí)行系統(tǒng)，主要由數(shù)控機(jī)床、加工中心等加工設(shè)備(有的FMS還帶有工件清洗、在線檢測等輔助與檢測設(shè)備)構(gòu)成。

對加工箱體類零件為主的FMS而言,通常配置數(shù)控加工中心,CNC銑床等；對于加工軸類零件為主的FMS,則配有CNC車削中心,CNC車床和CNC磨床；對于加工復(fù)雜零件的FMS,由于數(shù)控機(jī)床的刀庫容量有限,必要時(shí)要增加機(jī)外自動(dòng)交換刀庫。3.柔性制造系統(tǒng)的組成1)加工系統(tǒng)3.柔性制造系統(tǒng)的組成112)物料儲運(yùn)系統(tǒng)

FMS中的物料主要指的是工件(毛坯)、刀具、夾具、切屑以及切削液等。物料儲運(yùn)系統(tǒng)就是實(shí)現(xiàn)對物料的自動(dòng)識別、存儲、分配、輸送、交換和管理的系統(tǒng)。3)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)通過主控計(jì)算機(jī)或分布式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，大多采用3級分布式體系結(jié)構(gòu)，它們是：第一級：設(shè)備層第二級：工作站層第三級：單元層單元級控制系統(tǒng)是FMS控制系統(tǒng)核心。2)物料儲運(yùn)系統(tǒng)12第三節(jié)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)美國學(xué)者JosephHarrington博士1973年首先提出“計(jì)算機(jī)集成制造”(ComputerIntegratedManufacturing,CIM)概念，其基本思想是：

?企業(yè)的各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)是不可分割的，應(yīng)該加以統(tǒng)一處理；

?整個(gè)生產(chǎn)過程實(shí)質(zhì)上也是對信息的采集、傳遞和加工處理的過程，在企業(yè)中主要存在信息流和物流這兩種運(yùn)動(dòng)過程，而物流又是受信息流控制的。第三節(jié)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)美國學(xué)者JosephHa13“自動(dòng)化孤島”“自動(dòng)化孤島”141+1=2?

1+1=2?15將“自動(dòng)化孤島”集成在一起將“自動(dòng)化孤島”集成在一起16將“自動(dòng)化孤島”集成在一起將“自動(dòng)化孤島”集成在一起17CIM和CIMS的定義CIM是一種組織、管理與運(yùn)行企業(yè)的哲理。它將傳統(tǒng)的制造技術(shù)與現(xiàn)代信息技術(shù)、管理技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、系統(tǒng)工程技術(shù)等有機(jī)結(jié)合，借助計(jì)算機(jī)(硬、軟件)，使企業(yè)產(chǎn)品全生命周期——市場需求分析、產(chǎn)品定義、研究開發(fā)、設(shè)計(jì)、制造、支持(包括質(zhì)量、銷售、采購、發(fā)送、服務(wù))以及產(chǎn)品最后報(bào)廢、環(huán)境處理等各階段活動(dòng)中有關(guān)人/組織、經(jīng)營管理和技術(shù)三要素及其信息流、物流和價(jià)值流有機(jī)集成并優(yōu)化運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)企業(yè)制造活動(dòng)的計(jì)算機(jī)化、信息化、智能化、集成優(yōu)化，以達(dá)到產(chǎn)品上市快、高質(zhì)、低耗、服務(wù)好、環(huán)境清潔，進(jìn)而提高企業(yè)的柔性、健壯性、敏捷性，使企業(yè)贏得市場競爭。CIMS是一種基于CIM哲理構(gòu)成的計(jì)算機(jī)化、信息化、智能化、集成優(yōu)化的制造系統(tǒng)。CIM和CIMS的定義CIM是一種組織、管理與運(yùn)行企18對CIM和CIMS的進(jìn)一步說明?CIM是一種組織、管理與運(yùn)行企業(yè)的哲理。其目的是使企業(yè)達(dá)到產(chǎn)品上市快、高質(zhì)、低耗、服務(wù)好、環(huán)境清潔，進(jìn)而提高企業(yè)的柔性、健壯性、敏捷性，使企業(yè)贏得市場競爭。因此，CIM/CIMS不是企業(yè)的目標(biāo)，而是達(dá)到企業(yè)目標(biāo)的手段之一；?CIMS的核心在集成。企業(yè)生產(chǎn)過程中的各個(gè)環(huán)節(jié)是一個(gè)不可分的整體，要以系統(tǒng)的觀點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化。此處的優(yōu)化是指對企業(yè)生產(chǎn)過程各階段活動(dòng)中有關(guān)人/組織、經(jīng)營管理和技術(shù)三要素及其信息流、物流和價(jià)值流有機(jī)集成并優(yōu)化；?CIM技術(shù)是傳統(tǒng)的制造技術(shù)與現(xiàn)代信息技術(shù)、管理技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、系統(tǒng)工程技術(shù)等的有機(jī)結(jié)合，其包括總體技術(shù)、支撐技術(shù)、設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)、制造自動(dòng)化技術(shù)和管理自動(dòng)化技術(shù)；?CIMS的主要特點(diǎn)是計(jì)算機(jī)化、信息化、智能化、集成優(yōu)化，CIM哲理和相關(guān)技術(shù)既可用于離散型制造業(yè)，也可用于流程和混合型制造業(yè)；?CIM是生產(chǎn)力發(fā)展的必然結(jié)果；CIM不是排他的，如CIM與LP。對CIM和CIMS的進(jìn)一步說明?CIM是一種組織、管理與運(yùn)19CIMS輸入輸出CIMS輸入輸出20CIMS相關(guān)技術(shù)CIMS相關(guān)技術(shù)21CIMS的組成及其功能CIMS包含了一個(gè)制造企業(yè)的設(shè)計(jì)、制造、經(jīng)營管理三種主要功能，要使這三者集成起來，還需要一個(gè)支持環(huán)境，即分布式數(shù)據(jù)庫和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)以及指導(dǎo)集成運(yùn)行的系統(tǒng)技術(shù)。組成：四個(gè)功能分系統(tǒng)管理信息系統(tǒng)(MIS)：以MRPII為核心，CIMS的神經(jīng)中樞，指揮與控制其它部分的運(yùn)行。工程設(shè)計(jì)自動(dòng)化系統(tǒng)：含CAD、CAPP、CAM三部分。CIMS的主要信息源。制造自動(dòng)化系統(tǒng)：CIMS信息流與物料流的結(jié)合點(diǎn)，CIMS最終產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益的聚集地。CIMS的組成及其功能CIMS包含了一個(gè)制造企業(yè)的22質(zhì)量保證系統(tǒng)：采集CIMS內(nèi)與質(zhì)量有關(guān)的數(shù)據(jù)，保障企業(yè)生產(chǎn)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。含決策、檢測與數(shù)據(jù)采集、評價(jià)、控制與跟蹤幾個(gè)子系統(tǒng)。兩個(gè)支撐分系統(tǒng)CIMS數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)：支撐系統(tǒng)，CIMS信息集成的關(guān)鍵之一，實(shí)現(xiàn)企業(yè)數(shù)據(jù)的集成與共享。一般采用集中與分布相結(jié)合的方式。CIMS計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)：CIMS的另一個(gè)主要支撐技術(shù)，實(shí)現(xiàn)各分系統(tǒng)之間的通信、交流，完成系統(tǒng)的集成。質(zhì)量保證系統(tǒng)：采集CIMS內(nèi)與質(zhì)量有關(guān)的數(shù)據(jù)，保23CIMS面向功能構(gòu)成的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

為控制CIMS控制系統(tǒng)的復(fù)雜性和簡化實(shí)施，采用橫向或縱向的分解與集成，形成多層遞階控制結(jié)構(gòu)或由“核”核若干層外圍組成的輪式結(jié)構(gòu)。

優(yōu)點(diǎn)：把CIMS系統(tǒng)分解成幾個(gè)分系統(tǒng)，減少全局控制和開發(fā)的難度。美國制造工程師學(xué)會在1985年發(fā)表的CIMS最早輪圖，含義是十分明確的，即在計(jì)算機(jī)技術(shù)的支持下，實(shí)現(xiàn)企業(yè)經(jīng)營、生產(chǎn)等主要環(huán)節(jié)的集成。CIMS面向功能構(gòu)成的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為控制CIMS控制系統(tǒng)24集成制造系統(tǒng)理論講義課件25CIMS在我國的發(fā)展及實(shí)施CIMS的效益目標(biāo)：我國“863計(jì)劃”中將CIMS確定為自動(dòng)化領(lǐng)域的主題研究項(xiàng)目之一，并規(guī)定了我國863/CIMS的戰(zhàn)略目標(biāo)為：跟蹤國際CIMS有關(guān)技術(shù)的發(fā)展；掌握CIMS關(guān)鍵技術(shù)；在制造業(yè)中建立能獲得綜合經(jīng)濟(jì)效益并能帶動(dòng)全局的CIMS示范工廠，通過推廣應(yīng)用及產(chǎn)品化促進(jìn)我國CIMS高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

方針：效益驅(qū)動(dòng)、總體規(guī)劃、重點(diǎn)突破、分步實(shí)施、推廣應(yīng)用CIMS在我國的發(fā)展及實(shí)施CIMS的效益目標(biāo)：我國“26發(fā)展：經(jīng)過十多年的努力，我國CIMS事業(yè)取得了迅速發(fā)展，已形成了一個(gè)健全的組織和一支研究隊(duì)伍；實(shí)現(xiàn)了我國CIMS研究和開發(fā)的基本框架；建設(shè)研究環(huán)境和工程環(huán)境，包括一個(gè)國家CIMS實(shí)驗(yàn)工程中心和7個(gè)單元技術(shù)開放實(shí)驗(yàn)室，完成了一大批課題的研究工作，陸續(xù)選定了一批CIMS典型應(yīng)用工廠作為利用CIMS推動(dòng)企業(yè)技術(shù)改造的示范點(diǎn)；這些工廠包括飛機(jī)、機(jī)床、大型鼓風(fēng)機(jī)、紡織機(jī)械、汽車、家電、服裝以及鋼鐵、化工等行業(yè)。發(fā)展：27效益：

實(shí)施CIMS的效益主要體現(xiàn)在信息集成的效益上；由于系統(tǒng)集成度提高，使各功能分系統(tǒng)間的配合和參數(shù)配置更加優(yōu)化，各種生產(chǎn)要素的潛力得到更有效的利用，減少實(shí)際存在于企業(yè)生產(chǎn)中的各種資源浪費(fèi)，同時(shí)使管理科學(xué)化，提高企業(yè)對市場的響應(yīng)能力。具體表現(xiàn)在：1)提高產(chǎn)品質(zhì)量2)提高設(shè)備利用率3)提高科學(xué)管理水平。實(shí)施CIMS后，明顯提高企業(yè)新品開發(fā)能力，提高企業(yè)市場競爭能力。產(chǎn)品質(zhì)量明顯提高，交貨期短而準(zhǔn)確，價(jià)格合理，企業(yè)的信譽(yù)隨之提高；CIMS在其發(fā)展歷程中的主要應(yīng)用對象是離散型制造業(yè)(約占全部制造業(yè)的50%)。效益：28必須指出CIMS的思想、系統(tǒng)方法和集成技術(shù)同樣可用于諸如連續(xù)型或混合型企業(yè)中，國內(nèi)外在電器、化工、電子元件、鋼鐵行業(yè)中已有不少企業(yè)實(shí)施CIMS應(yīng)用工程并取得了成功。必須指出29第四節(jié)其他先進(jìn)制造技術(shù)1.并行工程(ConcurrentEngineering，CE)

并行工程是集成地、并行地設(shè)計(jì)產(chǎn)品及其相關(guān)的各種過程(包括制造過程和支持過程)的系統(tǒng)方法。這種方法要求產(chǎn)品開發(fā)人員在設(shè)計(jì)一開始就考慮產(chǎn)品整個(gè)生命周期中從概念形成到產(chǎn)品報(bào)廢處理的所有因素，包括質(zhì)量、成本、進(jìn)度計(jì)劃和用戶要求。并行工程的提出順序生產(chǎn)方式：市場調(diào)研—產(chǎn)品計(jì)劃—產(chǎn)品設(shè)計(jì)—試制樣機(jī)—修改設(shè)計(jì)—工藝準(zhǔn)備—正式投產(chǎn)。缺陷：設(shè)計(jì)過程中不能及早考慮制造過程及質(zhì)量保證等問題第四節(jié)其他先進(jìn)制造技術(shù)1.并行工程(Concurrent30并行工程是對產(chǎn)品及其相關(guān)過程(包括制造過程及其它支持過程)進(jìn)行并行、一體化設(shè)計(jì)的一種系統(tǒng)化工作模式，其運(yùn)行機(jī)理的要點(diǎn)表現(xiàn)在兩方面：一方面突出人的作用，強(qiáng)調(diào)人們的協(xié)調(diào)工作；另一方面，要求一體化、并行地進(jìn)行產(chǎn)品及其相關(guān)過程的設(shè)計(jì)，尤其注意早期的概念設(shè)計(jì)階段的并行與協(xié)調(diào)。并行工程的核心內(nèi)容是并行設(shè)計(jì)，即在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段盡可能同時(shí)考慮產(chǎn)品生命周期的所有影響，及時(shí)全面評價(jià)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，提出改進(jìn)的反饋信息及時(shí)改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，保證產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、制造一次成功，以達(dá)到降低產(chǎn)品成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量和縮短產(chǎn)品開發(fā)周期的目的。并行工程是對產(chǎn)品及其相關(guān)過程(包括制造過程及其它支持31集成制造系統(tǒng)理論講義課件32產(chǎn)品形成過程昨天-今天-明天產(chǎn)品規(guī)劃概念設(shè)計(jì)生產(chǎn)準(zhǔn)備詳細(xì)設(shè)計(jì)昨天過程序列產(chǎn)品規(guī)劃概念設(shè)計(jì)詳細(xì)設(shè)計(jì)生產(chǎn)準(zhǔn)備PDM數(shù)字模型過程管理明天過程流產(chǎn)品規(guī)劃概念設(shè)計(jì)詳細(xì)設(shè)計(jì)生產(chǎn)準(zhǔn)備PDM今天過程鏈產(chǎn)品形成過程昨天-今天-明天產(chǎn)品規(guī)劃概念設(shè)計(jì)生產(chǎn)準(zhǔn)備詳33豐田汽車公司的并行工程系統(tǒng)規(guī)劃車型設(shè)計(jì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)生產(chǎn)準(zhǔn)備生產(chǎn)財(cái)務(wù).會計(jì)Finance/Accounting開發(fā)期LengthofDevelopmentTime規(guī)劃Planning

車形設(shè)計(jì)Stylingdesign

Engineering產(chǎn)品設(shè)計(jì)DesignPrototypeFabrication&Testing試制評價(jià)Productionengineering生產(chǎn)準(zhǔn)備生產(chǎn)Production零部件廠家PartssuppliersProductionengineeringProduction規(guī)劃Planning車形設(shè)計(jì)Stylingdesign產(chǎn)品設(shè)計(jì)EngineeringDesign試制.評價(jià)PrototypeFabrication&Testing生產(chǎn)準(zhǔn)備生產(chǎn)試制評價(jià)豐田汽車公司的并行工程系統(tǒng)規(guī)劃車型設(shè)計(jì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)生產(chǎn)準(zhǔn)備生產(chǎn)財(cái)34CE的特點(diǎn)強(qiáng)調(diào)團(tuán)隊(duì)工作(TeamWork)強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)過程的并行性強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)過程的系統(tǒng)性強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)過程的快速反饋CE的特點(diǎn)35集成制造系統(tǒng)理論講義課件36CE的目標(biāo)：縮短產(chǎn)品的提前期，提高產(chǎn)品質(zhì)量。CE的組織：強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)群體的協(xié)同工作(TeamWork)，注重協(xié)同的組織形式、協(xié)同的設(shè)計(jì)思想以及所產(chǎn)生的協(xié)同效益。CE的方法與工具：除常規(guī)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和軟件溝外，著重在數(shù)據(jù)交換、數(shù)據(jù)管理和通信技術(shù)。CIMS作為制造系統(tǒng)為CE的運(yùn)用提供了理想的集成環(huán)境，CE在CIMS中的應(yīng)用能更好地解決CIMS中產(chǎn)品設(shè)計(jì)的效率問題。CE的目標(biāo)：縮短產(chǎn)品的提前期，提高產(chǎn)品質(zhì)量。37CE的關(guān)鍵技術(shù)并行工程是集成地并行地設(shè)計(jì)產(chǎn)品及相關(guān)過程的系統(tǒng)化方法。關(guān)鍵技術(shù)是：并行產(chǎn)品開發(fā)過程建模、仿真與優(yōu)化并行工程的集成產(chǎn)品開發(fā)團(tuán)隊(duì)并行工程協(xié)同工作環(huán)境數(shù)字化產(chǎn)品建模與CAX/DFX使能工具CE在先進(jìn)制造技術(shù)中的地位和作用并行工程在先進(jìn)制造技術(shù)中具有承上啟下的作用。CE的關(guān)鍵技術(shù)382.產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理PDMPDM的定義：產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理(PDM)以產(chǎn)品為中心，通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)，把企業(yè)生產(chǎn)過程中所有與產(chǎn)品相關(guān)的信息和過程集成起來，統(tǒng)一管理，使產(chǎn)品數(shù)據(jù)在其生命周期內(nèi)保持一致、最新和安全，從而縮短產(chǎn)品研發(fā)周期、降低成本、提高質(zhì)量、改善性能，使企業(yè)贏得主動(dòng)權(quán)和競爭優(yōu)勢。與產(chǎn)品相關(guān)的信息包括項(xiàng)目計(jì)劃、設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、產(chǎn)品模型、工程圖紙、技術(shù)規(guī)范、工藝資料等；與產(chǎn)品相關(guān)的過程包括工作流程、機(jī)構(gòu)關(guān)系等過程處理程序。2.產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理PDMPDM的定義：39在開發(fā)和設(shè)計(jì)的工作中，正確的文檔應(yīng)該在正確的時(shí)候送到正確的地方需求功能圖計(jì)算資料產(chǎn)品目錄標(biāo)準(zhǔn)圖紙零件表準(zhǔn)則規(guī)格說明書材料表工具單DINISO在開發(fā)和設(shè)計(jì)的工作中，正確的文檔應(yīng)該在正確的時(shí)候送到40人工環(huán)境下的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理檔案室文件發(fā)放放發(fā)件文工藝文件(紙介質(zhì))產(chǎn)品圖紙(紙介質(zhì))物料文件(紙介質(zhì))其他文件(紙介質(zhì))網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品設(shè)計(jì)

CAD/CAE生產(chǎn)管理

MRP/ERP其他部門信息孤島信息孤島信息孤島電子文檔

工藝設(shè)計(jì)

CAPP/CAM信息孤島電子文檔電子文檔電子文檔人工環(huán)境下的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理檔案室文件發(fā)放放發(fā)件文工藝文件產(chǎn)品圖41重要工作查找通知檢查歸檔分類設(shè)計(jì)計(jì)算繪圖建立零件表修改利用PDM可以大大簡化開發(fā)和設(shè)計(jì)工作基于PDM的系統(tǒng)解決方案圖紙管理文檔管理零件分類產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理BOM生成2D/3D-CADFEMDTP文檔保存零件管理重要工作利用PDM可以大大簡化開發(fā)和設(shè)計(jì)工作基于PDM的系統(tǒng)42進(jìn)一步分析，PDM可以定義為以軟件技術(shù)為基礎(chǔ)，以產(chǎn)品為核心，實(shí)現(xiàn)對產(chǎn)品相關(guān)的數(shù)據(jù)、過程、資源一體化集成管理的技術(shù)。PDM以產(chǎn)品為管理的核心，以數(shù)據(jù)、過程和資源為管理信息的三大要素。

PDM進(jìn)行信息管理的兩條主線是靜態(tài)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程，所有的信息組織和資源管理都是圍繞產(chǎn)品設(shè)計(jì)展開的。核心思想是設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的有序、設(shè)計(jì)過程的優(yōu)化和資源的共享。進(jìn)一步分析，PDM可以定義為以軟件技術(shù)為基礎(chǔ)，以產(chǎn)品43產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理(PDM)的原理M-CADE-CADCAPPFEMDTPPDMClientPDMClientPDMClientMetadaten文件系統(tǒng)文檔PDMServerDBServer數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理(PDM)的原理M-CADE-CADCAPPFE44利用PDM實(shí)現(xiàn)異地設(shè)計(jì)PDMServerInternet/LAN/WANClientLocalFilesFilesDBFilesDBFilesDB利用PDM實(shí)現(xiàn)異地設(shè)計(jì)PDMInternet/LAN45PDM系統(tǒng)中工作流管理PDM系統(tǒng)中工作流管理46PDM系統(tǒng)的基本功能與應(yīng)用基本功能--產(chǎn)品定義數(shù)據(jù)和文件的存儲、管理與共享--產(chǎn)品數(shù)據(jù)和文件的生成和變更過程的工作流控制--產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的配置與歷史管理全局應(yīng)用--支持成組技術(shù)與模塊化設(shè)計(jì)--支持并行工程(CE/DFX)--知識管理(KM)的框架--支持與生產(chǎn)系統(tǒng)(ERP)的集成--產(chǎn)品全生命周期管理(PLM)的核心PDM系統(tǒng)的基本功能與應(yīng)用基本功能47PDM系統(tǒng)解決的問題充分利用成熟設(shè)計(jì)支持并行工程的組織原則、設(shè)計(jì)方法與工作流程建立標(biāo)準(zhǔn)/外購件庫直至企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)/知識庫按規(guī)則配置變型產(chǎn)品，支持模塊化設(shè)計(jì)支持設(shè)計(jì)階段的成本控制確定更改影響、保存/追溯更改歷史(版本)支持質(zhì)量保證體系和程序的執(zhí)行保證生產(chǎn)系統(tǒng)獲得及時(shí)、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)和信息PDM系統(tǒng)解決的問題充分利用成熟設(shè)計(jì)48產(chǎn)品設(shè)計(jì)

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CAPP/CAM電子文檔電子文檔電子文檔產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹(BOM)產(chǎn)品圖紙三維模型產(chǎn)品工藝文件質(zhì)量控制文件標(biāo)準(zhǔn)/手冊其他...統(tǒng)一產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型統(tǒng)一的產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫統(tǒng)一的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)(PDM)數(shù)據(jù)管理,數(shù)據(jù)查詢,數(shù)據(jù)共享,權(quán)限控制,版本,更改,發(fā)放,工作流程,電子郵件...網(wǎng)絡(luò)PDM環(huán)境下的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理產(chǎn)品設(shè)計(jì)

CAD/CAE生產(chǎn)管理

MRP/ERP其他部門電49PDM管理下的信息環(huán)境產(chǎn)品數(shù)據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理更改管理工作流程CAD/CAM文檔管理S電子數(shù)據(jù)倉庫管理圖紙/文檔加工數(shù)據(jù)更改單說明書主模型生產(chǎn)系統(tǒng)PDM管理下的信息環(huán)境產(chǎn)品數(shù)據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理更改管理工作流程50

1)制造的敏捷性敏捷制造(AgileManufacturing)，是20世紀(jì)90年代興起的先進(jìn)制造技術(shù)和管理思想。這種方法面向現(xiàn)代企業(yè)集團(tuán)化、虛擬化的需求，能夠極大地提高企業(yè)對市場反應(yīng)的敏捷性和適應(yīng)能力。敏捷制造作為一種制造哲理，目的是提高企業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)營上的敏捷性，及時(shí)滿足市場多樣化的需求；作為一種管理思想，其核心在于通過虛擬企業(yè)的形式，最大限度地提高資源利用率，充分利用轉(zhuǎn)瞬即逝的市場機(jī)遇。定義：以柔性生產(chǎn)技術(shù)和動(dòng)態(tài)組織結(jié)構(gòu)為特點(diǎn)，以高素質(zhì)、協(xié)同良好的工作人員為核心，實(shí)施企業(yè)間網(wǎng)絡(luò)集成，形成快速響應(yīng)市場的社會化制造體系。3.敏捷制造(AM)

1)制造的敏捷性3.敏捷制造(AM)51

2)敏捷制造的特征(1)與其他先進(jìn)制造模式相比較，敏捷制造的主要特征

?以滿足用戶要求，獲得利潤為目標(biāo)。

?以競爭能力和信譽(yù)為依據(jù)，選擇組成動(dòng)態(tài)公司的合作伙伴。

?基于合作間的相互信任、分工協(xié)作、共同目標(biāo)來有力地增強(qiáng)整體實(shí)力。

?把知識、技藝、信息投入最底層生產(chǎn)線。

2)敏捷制造的特征52(2)與傳統(tǒng)的大量生產(chǎn)方式相比，敏捷制造主要特征

?全新的企業(yè)合作關(guān)系—虛擬企業(yè)(virtualenterprise)或動(dòng)態(tài)聯(lián)盟。

?大范圍的通訊基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。在信息交換和通訊聯(lián)系方面，必須有一個(gè)能將正確的信息在正確的時(shí)間送給正確的人的“準(zhǔn)時(shí)信息系統(tǒng)”(justintimeinformationsystem)，作為靈活的管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)，通過信息高速公路與國際互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)將全球范圍的企業(yè)相聯(lián)。

?為訂單而設(shè)計(jì)、為訂單而制造的生產(chǎn)方式。

?高度柔性的、模塊化的、可伸縮的生產(chǎn)制造系統(tǒng)。這種柔性生產(chǎn)系統(tǒng)往往規(guī)模有限，但成本與批量無關(guān)，在同一系統(tǒng)內(nèi)可生產(chǎn)出的產(chǎn)品品種是無限的。(2)與傳統(tǒng)的大量生產(chǎn)方式相比，敏捷制造主要特征

53

?柔性化、模塊化的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法。

?“高質(zhì)量”的產(chǎn)品。敏捷制造的質(zhì)量觀念已變成使整個(gè)產(chǎn)品生命周期內(nèi)的用戶滿意，企業(yè)將質(zhì)量跟蹤持續(xù)到產(chǎn)品報(bào)廢為止。?有知識、有技術(shù)的人是企業(yè)成功的關(guān)鍵因素。在敏捷企業(yè)中，認(rèn)為解決問題靠的是人，不是單純的技術(shù)，敏捷制造系統(tǒng)的能力將不受限于設(shè)備，而只受限于勞動(dòng)者的想像力、創(chuàng)造力和技能。

?基于信任的雇傭關(guān)系。雇員與雇主之間將建立一種新型的“社會合同”的關(guān)系，大家能意識到為了長遠(yuǎn)利益而和睦相處。?柔性化、模塊化的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法。54?基于任務(wù)的組織與管理。敏捷制造企業(yè)的基層單位是“多學(xué)科群體”(multidisciplineteam)的項(xiàng)目組，是以任務(wù)為中心的一種動(dòng)態(tài)組合，敏捷企業(yè)強(qiáng)調(diào)權(quán)力分散，把職權(quán)下放到項(xiàng)目，提倡“基于統(tǒng)觀全局的管理”模式，要求各個(gè)項(xiàng)目組都能了解全局的遠(yuǎn)景，胸懷企業(yè)全局，明確工作的目標(biāo)和任務(wù)的時(shí)間要求，而完成任務(wù)的中間過程則完全可以自主。

?對社會的正效應(yīng)。大量生產(chǎn)方式通常只關(guān)心企業(yè)本身效益，不關(guān)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(fèi)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(chǎn)給社會造成的不利影響，企業(yè)必須完全服務(wù)于社會。?基于任務(wù)的組織與管理。敏捷制造企業(yè)的基層單位是55一個(gè)跨國虛擬企業(yè)的結(jié)構(gòu)一個(gè)跨國虛擬企業(yè)的結(jié)構(gòu)56

3)動(dòng)態(tài)聯(lián)盟的組成及其特點(diǎn)

組成：(1)盟主；(2)盟員。虛擬企業(yè)的特點(diǎn)：(1)功能的虛擬化；(2)組織的虛擬化；(3)地域的虛擬化；(4)時(shí)限性；(5)虛實(shí)性；(6)協(xié)同性。創(chuàng)新能力較強(qiáng)的企業(yè)可以通過敏捷制造，作為動(dòng)態(tài)聯(lián)盟的盟主，專攻附加值較高的部分，其他企業(yè)也可通過參加動(dòng)態(tài)聯(lián)盟，發(fā)揮自身優(yōu)勢，形成規(guī)模效益。由于敏捷企業(yè)的目的在于提高資源利用率，進(jìn)行敏捷化生產(chǎn)，因而也不可能有千篇一律的模式，不同的企業(yè)有不同的做法，但都具有以下特點(diǎn)：(1)設(shè)備柔性；(2)組織上的敏捷性；(3)高素質(zhì)綜合型人才；(4)企業(yè)的虛擬化。

3)動(dòng)態(tài)聯(lián)盟的組成及其特點(diǎn)

組成：(1)盟主574)敏捷化工程的結(jié)構(gòu)和支撐技術(shù)

組成結(jié)構(gòu)框架的關(guān)鍵因素有以下特征：

(1)對企業(yè)競爭能力有重大影響；

(2)雖有成功的實(shí)例，但其實(shí)現(xiàn)機(jī)制還沒有被充分認(rèn)識；

(3)工業(yè)界已看到其重要性，準(zhǔn)備付諸實(shí)施；

(4)不包括那些雖然重要，但已被廣大企業(yè)理解并采用的因素。信息技術(shù)是實(shí)施敏捷化工程的基礎(chǔ)，支撐技術(shù)如下：(1)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)。(2)信息集成技術(shù)。

(3)電子數(shù)據(jù)交換(EDI)標(biāo)準(zhǔn)化。(4)并行工程技術(shù)。(5)建模與仿真技術(shù)。4)敏捷化工程的結(jié)構(gòu)和支撐技術(shù)

組成結(jié)構(gòu)框架的58

4.準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)模式1)準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)的概念準(zhǔn)時(shí)JIT(JustInTime)生產(chǎn)是20世紀(jì)70年代末日本豐田汽車制造公司首先應(yīng)用。宗旨：使用最少量的設(shè)備、裝置、物料和人力資源，在規(guī)定的時(shí)間、地點(diǎn)，提供必要數(shù)量的零部件，達(dá)到以最低的成本、最高的效益、最好的質(zhì)量、零庫存進(jìn)行生產(chǎn)和完成交貨的目的。4.準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)模式1)準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)的概念59集成制造系統(tǒng)理論講義課件602)JIT生產(chǎn)方式的基本思想(1)準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)的目標(biāo)傳統(tǒng)的生產(chǎn)管理方式一般是上一道工序向下一道工序供應(yīng)零部件，采取增加在制品的儲備量以應(yīng)付生產(chǎn)中的失調(diào)或事故導(dǎo)致的需求變化，久而久之，會導(dǎo)致在制品的過剩和積壓，占用過多的資金，成本增加，不利于市場競爭。準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)JIT的目標(biāo)就是盡量減少庫存或?qū)崿F(xiàn)零庫存的生產(chǎn)。JIT強(qiáng)調(diào)：“只在必要的時(shí)候，按必要的數(shù)量，生產(chǎn)必要的產(chǎn)品(零件、部件、成品)”，做到“準(zhǔn)時(shí)領(lǐng)取、準(zhǔn)時(shí)運(yùn)送、準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)”

2)JIT生產(chǎn)方式的基本思想61(2)JIT生產(chǎn)方式的基本思想由后工序向前工序領(lǐng)取零部件按件傳送在制品均衡生產(chǎn)質(zhì)量保證彈性配置作業(yè)人數(shù)用最后的裝配工序調(diào)整和平衡全部生產(chǎn)過程(2)JIT生產(chǎn)方式的基本思想62

3)看板管理看板(Kanban)管理是準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)JIT的核心內(nèi)容之一。即按準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)的概念把后工序看成用戶，只有后工序提出要求時(shí)，前工序才允許生產(chǎn)，看板充當(dāng)傳遞生產(chǎn)指令的角色。(1)看板的形式

看板實(shí)際上就是一種記載著生產(chǎn)信息的卡片?！皞鬟f看板”(即取貨看板)和“生產(chǎn)看板”(即訂貨看板)3)看板管理63集成制造系統(tǒng)理論講義課件64

(2)看板使用方式(2)看板使用方式65

4)JIT與MRPII的異同點(diǎn)JIT與MRPII是兩種現(xiàn)代化生產(chǎn)的管理方法，它們服務(wù)于共同的管理目標(biāo)，即提高生產(chǎn)效率，減少庫存費(fèi)用和改善用戶服務(wù)。JIT與MRPII的差異也是明顯的如后表所示。4)JIT與MRPII的異同點(diǎn)66

JIT與MRPII的主要差別比較項(xiàng)目JITMRPII起源起源于日本在美國發(fā)展起來適用的生產(chǎn)環(huán)境適用于生產(chǎn)高度重復(fù)性產(chǎn)品的系統(tǒng)適用于批量生產(chǎn)、按用戶訂單生產(chǎn)、產(chǎn)品多變所需設(shè)備物料計(jì)劃、能力計(jì)劃、車間控制都可以由人工完成，不一定需要有計(jì)算機(jī)系統(tǒng)以計(jì)算機(jī)為工具，需要一定的軟、硬件，投資費(fèi)用高管理范圍管理范圍較窄管理范圍廣，既能作為一個(gè)經(jīng)營戰(zhàn)略計(jì)劃系統(tǒng)，也可作為一個(gè)生產(chǎn)控制系統(tǒng)使用對待庫存的管理思想認(rèn)為庫存是一種浪費(fèi)，想方設(shè)法降低庫存，努力采用小批量生產(chǎn)認(rèn)為必要的一定的庫存量是一種保護(hù)措施，是維持生產(chǎn)穩(wěn)定的一個(gè)因素管理模式利用看板的“拉”式生產(chǎn)管理模式，不斷促進(jìn)生產(chǎn)者降低在制品庫存、縮短生產(chǎn)提前期“推”式生產(chǎn)管理模式，強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)中各部門、各加工中心的計(jì)劃與協(xié)調(diào)，要按作業(yè)計(jì)劃完成作業(yè)，不鼓勵(lì)提前完工JIT與MRPII的主要差別比較項(xiàng)目JITMRPII起源起675.精益生產(chǎn)(LP)

精益生產(chǎn)(LeanProduction)又譯為精良生產(chǎn)、精簡生產(chǎn)，即精益求精。LP是由美國麻省理工學(xué)院提出的一種企業(yè)經(jīng)營戰(zhàn)略體系，它匯集了后勤保證體系和供給鏈的核心思想及JIT的哲理，綜合了單件小批量生產(chǎn)與大批大量生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)，以實(shí)現(xiàn)用較少的投入生產(chǎn)出能滿足客戶多方面需求的高質(zhì)量的產(chǎn)品。LP把客戶、銷售代理商、供應(yīng)商、協(xié)作單位納入生產(chǎn)體系，按客戶不斷變化的需求同步組織生產(chǎn)，時(shí)刻保持產(chǎn)品的高質(zhì)量、多樣化和靈活性。LP要求杜絕浪費(fèi)，合理利用資源，最大限度地消除一切不對產(chǎn)品增值作用的無效勞動(dòng)。LP高度重視人的作用和團(tuán)隊(duì)精神，要求人們進(jìn)取不懈，永無止境地追求盡善盡美。5.精益生產(chǎn)(LP)精益生產(chǎn)(LeanProduct681)福特生產(chǎn)模式與豐田生產(chǎn)模式

豐田模式采取了如下對策：(1)按訂單組織生產(chǎn)。(2)按新產(chǎn)品開發(fā)組織工作組。

(3)成立生產(chǎn)班組井強(qiáng)化其職能。(4)組建準(zhǔn)時(shí)供貨的協(xié)作體系。(5)激發(fā)職工的主動(dòng)性。1)福特生產(chǎn)模式與豐田生產(chǎn)模式692)精益生產(chǎn)及其特征(1)以用戶為“上帝”。(2)以職工為中心。(3)以“精簡”為手段。(4)綜合工作組和并行設(shè)計(jì)。(5)準(zhǔn)時(shí)(JIT)供貨方式。(6)“零缺陷”工作目標(biāo)。2)精益生產(chǎn)及其特征701)物料需求計(jì)劃(MaterialRequirementsPlanning,MRP)，是在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)之上，運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃原理，根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)各層次物料的從屬和數(shù)量關(guān)系，以每一個(gè)物料為計(jì)劃對象，以完工日期為時(shí)間基準(zhǔn)倒排計(jì)劃，按提前期長短區(qū)別各個(gè)物料下達(dá)計(jì)劃時(shí)間的先后順序而制訂的計(jì)劃。2)制造資源計(jì)劃(ManufacturingResourcesPlanning,MRP-II)是在閉環(huán)MRP基礎(chǔ)之上，把物流和資金流結(jié)合在一起形成的完整的人機(jī)交互式的生產(chǎn)管理系統(tǒng)。它主要完成企業(yè)的計(jì)劃管理、采購管理、庫存管理、生產(chǎn)管理、成本管理等功能，MRPII可以在周密的計(jì)劃下有效地利用企業(yè)的各種資源，控制資金占用、縮短生產(chǎn)周期、降低生產(chǎn)成本。6.制造資源計(jì)劃(ManufacturingResourcesPlanning,MRPII)1)物料需求計(jì)劃(MaterialRequirem713)MRP-II可以使企業(yè)產(chǎn)生如下(5點(diǎn))效益：(1)可以改善企業(yè)經(jīng)營決策，提高企業(yè)應(yīng)變能力及所處的競爭地位。企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)可以隨時(shí)了解企業(yè)生產(chǎn)、銷售、庫存等運(yùn)作情況和財(cái)務(wù)狀況。(2)實(shí)行規(guī)范管理，促進(jìn)企業(yè)工作與生產(chǎn)效率的提高。(3)降低庫存。據(jù)國外有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，在實(shí)施MRP-II的企業(yè)中，庫存資金的占用一般可降低15%~40%，資金的周轉(zhuǎn)次數(shù)可提高50%~200%。(4)合理利用資源。縮短生產(chǎn)周期，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，進(jìn)一步降低成本，增加利潤。(5)由于與財(cái)務(wù)系統(tǒng)的集成，可以大大減少對財(cái)務(wù)收支上的差錯(cuò)與延誤，減少經(jīng)濟(jì)損失。同時(shí)還可以及時(shí)了解生產(chǎn)成本，輔助財(cái)務(wù)管理業(yè)務(wù)的運(yùn)行。3)MRP-II可以使企業(yè)產(chǎn)生如下(5點(diǎn))效益：724)MRP-II的形成與發(fā)展制造資源計(jì)劃是制造企業(yè)以生產(chǎn)計(jì)劃與控制為核心的綜合管理信息系統(tǒng)。從1960年前后由美國生產(chǎn)與庫存控制協(xié)會(APICS)第一次提出物料需求計(jì)劃的原理，開發(fā)了一套以庫存控制為核心的物料需求計(jì)劃計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)開始，到20世紀(jì)70年代發(fā)展成為制造資源計(jì)劃，大致經(jīng)歷了30年時(shí)間。從制造資源計(jì)劃出現(xiàn)至今，其原理、方法和軟件都已日趨成熟和完善。

目前，國內(nèi)的科研機(jī)構(gòu)和開發(fā)單位，在學(xué)習(xí)國外制造資源計(jì)劃原理的基礎(chǔ)上，結(jié)合中國國情，已開發(fā)出了國產(chǎn)制造資源計(jì)劃商品化軟件。4)MRP-II的形成與發(fā)展735)MRP-II的工作原理與結(jié)構(gòu)

MRP-II的基本思想是：基于企業(yè)經(jīng)營目標(biāo)制定生產(chǎn)計(jì)劃，圍繞物料轉(zhuǎn)化組織制造資源，實(shí)現(xiàn)按需要按時(shí)進(jìn)行生產(chǎn)。它將企業(yè)產(chǎn)品中的各種物料分為獨(dú)立需求物料和相關(guān)需求物料，并按時(shí)間段確定不同時(shí)期的物料需求，從而解決庫存物料訂貨與組織生產(chǎn)問題；按照基于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的物料需求組織生產(chǎn)，根據(jù)產(chǎn)品完工日期和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)規(guī)定生產(chǎn)計(jì)劃；根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的層次從屬關(guān)系，以產(chǎn)品零件為計(jì)劃對象，以完工日期為計(jì)劃基準(zhǔn)倒排計(jì)劃，按各種零件與部件的生產(chǎn)周期反推出它們的生產(chǎn)與投入時(shí)間和數(shù)量，按提前期長短區(qū)別各種物料下達(dá)定單的優(yōu)先級，從而保證在生產(chǎn)需要時(shí)所有物料都能配套齊備，不需要時(shí)不要過早積壓，達(dá)到減少庫存量和占用資金的目的。從一定意義上講，MRP-II系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了物流、信息流與資金流在企業(yè)管理方面的集成，并能夠有效地對企業(yè)各種有限制造資源進(jìn)行周密計(jì)劃，合理利用，提高企業(yè)的競爭力。5)MRP-II的工作原理與結(jié)構(gòu)74MRP-II系統(tǒng)分為五個(gè)計(jì)劃層次：經(jīng)營規(guī)劃(BusinessPlanning,BP)生產(chǎn)計(jì)劃大綱主生產(chǎn)計(jì)劃(MPS)物料需求計(jì)劃車間作業(yè)計(jì)劃(PAC)(生產(chǎn)作業(yè)控制)MRP-II計(jì)劃層次體現(xiàn)了由宏觀到微觀，由戰(zhàn)略到戰(zhàn)術(shù)，由粗到細(xì)的深化過程。下面的圖給出了MRP-II的計(jì)劃與控制層次結(jié)構(gòu)(a)及組成結(jié)構(gòu)和處理邏輯流程圖(b)。MRP-II系統(tǒng)分為五個(gè)計(jì)劃層次：75集成制造系統(tǒng)理論講義課件76MRP-II要求企業(yè)管理達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范化、算法定量化、反饋及時(shí)化和信息一致化，由此企業(yè)需要運(yùn)用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)代化的通訊技術(shù)。MRP-II系統(tǒng)是MRP-II軟件和硬件平臺的總和，可以說是MRP-II管理思想的計(jì)算機(jī)化，所以MRP-II系統(tǒng)是企業(yè)實(shí)施MRP-II管理的工具。制造企業(yè)要推廣應(yīng)用MRP-II管理,總是和企業(yè)的計(jì)算機(jī)化管理結(jié)合在一起。主要原因就在于：對于絕大部分的制造企業(yè)而言，沒有計(jì)算機(jī)化，就無法真正達(dá)到MRP-II所要求的規(guī)范化、定量化、及時(shí)化和一致化。MRP-II要求企業(yè)管理達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范化、算法定量77目前已有相當(dāng)部分的中國制造企業(yè)(包括在中國的外資企業(yè))成功地實(shí)施或正在實(shí)施MRP-II管理，也有一些企業(yè)在實(shí)施MRP-II管理的道路上停滯不前，甚至于失敗，從經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)上，總結(jié)出企業(yè)實(shí)施MRP-II成功的三個(gè)關(guān)鍵之處，即：(1)企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)的高度重視,積極參與和強(qiáng)力推進(jìn)；(2)企業(yè)的產(chǎn)品適合用MRP-II管理；(3)企業(yè)獲得功能合適的MRP-II系統(tǒng)和有效的支持服務(wù)。目前已有相當(dāng)部分的中國制造企業(yè)(包括在中國的外資企787.企業(yè)資源計(jì)劃企業(yè)資源計(jì)劃(EnterpriseResourcesPlanning，即ERP)，是基于計(jì)算機(jī)技術(shù)和管理科學(xué)的最新發(fā)展，從理論和實(shí)踐兩個(gè)方面，提供的企業(yè)(以制造業(yè)為代表)整體經(jīng)營管理解決方案。ERP超越了傳統(tǒng)MRP-II的概念，吸收了準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)(JIT)，全面質(zhì)量管理(TQC)等管理思想，擴(kuò)展了管理信息系統(tǒng)的范圍，除財(cái)務(wù)、分銷、生產(chǎn)管理、人力資源外，還集成了質(zhì)量管理、決策支持等多種功能，并支持國際互聯(lián)網(wǎng)(Internet)、企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)(Intranet)和外部網(wǎng)(Extranet)、電子商務(wù)(E-Business)等。7.企業(yè)資源計(jì)劃企業(yè)資源計(jì)劃(Enterprise791)ERP系統(tǒng)概念的提出在MRP-II出現(xiàn)后的10余年間，其原理、方法和軟件都成熟和完善起來。但與此同時(shí)，又出現(xiàn)了許多新的管理思想、管理方法。計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)更是飛速發(fā)展。MRP-II系統(tǒng)軟件也隨著在變。其主要變化有以下五個(gè)方面：(1)MRP-II需要完善。(2)新的管理模式的出現(xiàn)并加入到MRP-II軟件之中來。(3)擴(kuò)大MRP-II軟件在企業(yè)內(nèi)部的功能和管理的范圍。(4)將軟件管理功能延伸到企業(yè)之外

(5)新技術(shù)發(fā)展的要求

1)ERP系統(tǒng)概念的提出802)ERP系統(tǒng)的(功能)結(jié)構(gòu)ERP管理系統(tǒng)主要由以下六大功能目標(biāo)組成：(1)支持企業(yè)整體發(fā)展戰(zhàn)略的戰(zhàn)略經(jīng)營系統(tǒng)(2)實(shí)現(xiàn)全球大市場營銷戰(zhàn)略與集成化市場營銷(3)完善企業(yè)成本管理機(jī)制，建立全面成本管理(TotalCostManagement)系統(tǒng)(4)應(yīng)用新的技術(shù)開發(fā)和工程設(shè)計(jì)管理模式(5)建立敏捷后勤管理系統(tǒng)(6)實(shí)施精益生產(chǎn)方式2)ERP系統(tǒng)的(功能)結(jié)構(gòu)813)ERP系統(tǒng)的管理思想ERP的核心管理思想就是實(shí)現(xiàn)對整個(gè)供應(yīng)鏈的有效管理，主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面：(1)體現(xiàn)對整個(gè)供應(yīng)鏈資源進(jìn)行管理的思想(2)體現(xiàn)精益生產(chǎn)、同步工程和敏捷制造的思想(3)體現(xiàn)事先計(jì)劃與事中控制的思想3)ERP系統(tǒng)的管理思想824)應(yīng)用ERP與企業(yè)的關(guān)系(1)實(shí)施ERP是企業(yè)管理全方位的變革(2)企業(yè)管理班子要取得共識(3)ERP的投入是一個(gè)系統(tǒng)工程(4)ERP的實(shí)施需要復(fù)合型人才4)應(yīng)用ERP與企業(yè)的關(guān)系838.智能制造1)智能制造研究的背景市場的因素技術(shù)進(jìn)步因素2)智能制造的含義智能制造技術(shù)是指在制造工業(yè)的各個(gè)環(huán)節(jié)，以一種高度柔性與高度集成的方式，通過計(jì)算機(jī)模擬人類專家的智能活動(dòng)，進(jìn)行分析、判斷、推理、構(gòu)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(dòng)，并對人類專家的制造智能進(jìn)行收集、存儲、完善、共享、繼承與發(fā)展的技術(shù)。8.智能制造1)智能制造研究的背景84智能制造系統(tǒng)基于IMT的制造系統(tǒng)(IMS)則是一種借助計(jì)算機(jī)，綜合應(yīng)用人工智能技術(shù)、智能制造設(shè)備、agent技術(shù)、材料技術(shù)、現(xiàn)代管理技術(shù)、制造技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)和系統(tǒng)工程技術(shù)。在國際標(biāo)準(zhǔn)化和互換性的基礎(chǔ)上，使得制造系統(tǒng)中的經(jīng)營決策、生產(chǎn)規(guī)劃、作業(yè)調(diào)度、制造加工和質(zhì)量保證等各個(gè)子系統(tǒng)分別智能化，成為網(wǎng)絡(luò)集成的高度自動(dòng)化制造系統(tǒng)。智能制造系統(tǒng)85智能制造系統(tǒng)的特點(diǎn)制造系統(tǒng)的自組織能力制造系統(tǒng)的自律能力自學(xué)習(xí)和自維護(hù)能力整個(gè)制造環(huán)境的智能集成3)智能制造研究的支撐技術(shù)(1)人工智能技術(shù)(2)并行工程(3)虛擬制造技術(shù)智能制造系統(tǒng)的特點(diǎn)864)智能制造研究的內(nèi)容(1)智能制造理論和系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)(2)智能制造單元技術(shù)的集成

?智能設(shè)計(jì)。應(yīng)用并行工程和虛擬制造技術(shù)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的并行智能設(shè)計(jì)。

?生產(chǎn)過程的智能規(guī)劃。在現(xiàn)有的檢索式、半創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，研究和開發(fā)創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)，使之面向IMS。

?生產(chǎn)過程的智能調(diào)度。

?智能監(jiān)測、診斷和補(bǔ)償。

?生產(chǎn)過程的智能控制。

?智能質(zhì)量控制。

?生產(chǎn)與經(jīng)營的智能決策。4)智能制造研究的內(nèi)容87

(3)智能機(jī)器的設(shè)計(jì)智能機(jī)器是IMS中模擬人類專家智能活動(dòng)的工具之一，因此，對智能機(jī)器的研究在IMS研究中占有重要的地位。IMS常用的智能機(jī)器包括智能機(jī)器人、智能加工中心、智能數(shù)控機(jī)床和自動(dòng)引導(dǎo)小車(AGV)等。

(3)智能機(jī)器的設(shè)計(jì)889.虛擬制造系統(tǒng)(1)基本概念虛擬制造技術(shù)(VirtualManufacturingTechnology，VMT)可以通俗而形象地理解為：在計(jì)算機(jī)上模擬產(chǎn)品的制造和裝配全過程。換句話說，借助建模和仿真技術(shù)，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，就可以把產(chǎn)品的制造過程、工藝設(shè)計(jì)、作業(yè)計(jì)劃、生產(chǎn)調(diào)度、庫存管理以及成本核算和零部件采購等生產(chǎn)活動(dòng)在計(jì)算機(jī)屏幕上顯示出來，以便全面確定產(chǎn)品設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過程的合理性。9.虛擬制造系統(tǒng)(1)基本概念89虛擬制造系統(tǒng)(VirtualManufacturingSystem,VMS)是基于VMT實(shí)現(xiàn)的制造系統(tǒng)，是現(xiàn)實(shí)制造系統(tǒng)(RealManufacturingSystem，RMS)在虛擬環(huán)境下的映射，而現(xiàn)實(shí)制造系統(tǒng)是物質(zhì)流、信息流、能量流在控制機(jī)的協(xié)調(diào)與控制下在各個(gè)層次上進(jìn)行相應(yīng)的決策，實(shí)現(xiàn)從投入到輸出的有效的轉(zhuǎn)變，而其中物質(zhì)流及信息流協(xié)調(diào)工作是其主體。VMS的要求：功能一致性、結(jié)構(gòu)相似性、組織的柔性、集成化、智能化虛擬制造系統(tǒng)(VirtualManufactu902)VMS研究內(nèi)容及其關(guān)鍵技術(shù)VMS研究內(nèi)容虛擬制造系統(tǒng)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(tǒng)的開放式體系結(jié)構(gòu)(VMS-OSA)的研究虛擬環(huán)境下的產(chǎn)品主模型技術(shù)虛擬環(huán)境下并行處理的分布式智能協(xié)同求解技術(shù)與系統(tǒng)虛擬環(huán)境下系統(tǒng)全局最優(yōu)決策理論與技術(shù)RMS和VMS之間的映射，虛擬設(shè)備、虛擬傳感器、虛擬單元、虛擬生產(chǎn)線、虛擬車間及虛擬工廠(公司)的建立，以及各種虛擬設(shè)備的重用性和重組性技術(shù)基于真實(shí)動(dòng)畫感的虛擬產(chǎn)品的裝配仿真、生產(chǎn)制造過程及生產(chǎn)調(diào)度仿真、數(shù)控加工過程仿真等技術(shù)與系統(tǒng)應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)虛擬環(huán)境及虛擬制造過程中的人機(jī)協(xié)同求解VMS集成開發(fā)平臺的體系結(jié)構(gòu)、構(gòu)件庫及用戶開發(fā)界面管理系統(tǒng)虛擬公司的組織、調(diào)度及控制策略與技術(shù)2)VMS研究內(nèi)容及其關(guān)鍵技術(shù)91VMS的關(guān)鍵技術(shù)軟件方面的關(guān)鍵技術(shù)硬件方面的有關(guān)技術(shù)虛擬制造視頻

Airbus380虛擬試飛VMS的關(guān)鍵技術(shù)虛擬制造視頻Air92第八章集成制造系統(tǒng)教學(xué)目的及要求了解制造系統(tǒng)的構(gòu)成，系統(tǒng)集成的要求、方式，掌握“集成”的思想

了解柔性制造系統(tǒng)、CIMS系統(tǒng)的基本概念了解其它先進(jìn)制造技術(shù)

第八章集成制造系統(tǒng)教學(xué)目的及要求93第一節(jié)基本概念1.制造系統(tǒng)的構(gòu)成1)機(jī)械制造系統(tǒng)的特征結(jié)構(gòu)方面：制造過程涉及的硬件及相關(guān)軟件的統(tǒng)一整體功能方面：將制造資源轉(zhuǎn)變?yōu)槌善坊虬氤善返妮斎胼敵鱿到y(tǒng)過程方面：制造生產(chǎn)的運(yùn)行過程，多個(gè)制造環(huán)節(jié)的統(tǒng)一共同體第一節(jié)基本概念1.制造系統(tǒng)的構(gòu)成942)機(jī)械制造系統(tǒng)內(nèi)部的三個(gè)組成部分：物料流：加工過程是物料輸入和輸出的動(dòng)態(tài)過程，這些物料(包括各種材料、工具、量具、夾具以及其他輔助材料)在系統(tǒng)內(nèi)的運(yùn)動(dòng)，構(gòu)成了物料流。信息流：加工過程中靜態(tài)信息與動(dòng)態(tài)信息和機(jī)械加工過程的各個(gè)組成部分之間的交換、交流以及相互作用，構(gòu)成了信息流。能量流：機(jī)械制造系統(tǒng)內(nèi)各部件的運(yùn)轉(zhuǎn)所消耗的能量以及加工過程中發(fā)生的能量轉(zhuǎn)移構(gòu)成了系統(tǒng)的能量流。三個(gè)組成部分相互聯(lián)系、相互影響，不可分割。2)機(jī)械制造系統(tǒng)內(nèi)部的三個(gè)組成部分：952.集成的概念集成來源于企業(yè)的實(shí)際需求，是系統(tǒng)概念的延伸，它強(qiáng)調(diào)組成系統(tǒng)各部分之間的有機(jī)、協(xié)調(diào)工作已發(fā)揮整體效益，達(dá)到整體優(yōu)化的目的。企業(yè)實(shí)現(xiàn)集成的收獲：

?減少數(shù)據(jù)冗余，實(shí)現(xiàn)信息共享

?便于合理的規(guī)劃和分布數(shù)據(jù)

?便于進(jìn)行規(guī)模優(yōu)化

?便于實(shí)現(xiàn)并行工程，提高效率和效益2.集成的概念集成來源于企業(yè)的實(shí)際需求，是系統(tǒng)概念963.集成的要求和方式集成的要求：

?應(yīng)包括各種加工設(shè)備以及通信設(shè)備在內(nèi)的部分或全部硬件資源

?應(yīng)包括軟件資源

?應(yīng)建立企業(yè)信息模型，做到信息共享

?企業(yè)各部門應(yīng)協(xié)調(diào)一致，各職能緊密聯(lián)系

?強(qiáng)調(diào)人的地位和作用方式：硬件集成、軟件集成、數(shù)據(jù)和信息集成、各功能集成、人和組織的集成，尤其是要注意人和組織的集成。3.集成的要求和方式集成的要求：97第二節(jié)柔性制造技術(shù)應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助制造技術(shù)，將數(shù)控機(jī)床、加工中心、物料自動(dòng)儲存?zhèn)魉脱b置和輔助控制裝置等在計(jì)算機(jī)的統(tǒng)一控制下，形成柔性加工自動(dòng)生產(chǎn)線，既柔性制造系統(tǒng)。第二節(jié)柔性制造技術(shù)應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助制造技術(shù)，將數(shù)控機(jī)981.柔性制造技術(shù)中“柔性”的概念1)設(shè)備柔性：指制造系統(tǒng)中能加工不同類型零件所具備的轉(zhuǎn)換能力，其中包括刀具轉(zhuǎn)換、夾具轉(zhuǎn)換等。2)工藝柔性：能以多種工藝方法加工某一零件組的能力。如鏜、銑、鉆、鉸、攻螺紋等加工。3)工序柔性：能自動(dòng)改變零件加工工序的能力。4)路徑柔性：能自動(dòng)更變零件加工路徑。如遇到系統(tǒng)中某臺設(shè)備的故障,能自動(dòng)將工件轉(zhuǎn)換到另一臺設(shè)備上加工?？梢愿鶕?jù)負(fù)荷,自動(dòng)改變加工路線,提高利用率,減少等待時(shí)間。5)產(chǎn)品柔性：產(chǎn)品改變時(shí)能經(jīng)濟(jì)、迅速的轉(zhuǎn)產(chǎn)。6)批量柔性：能在不同批量下運(yùn)行都能獲取經(jīng)濟(jì)效益。7)擴(kuò)展柔性：能根據(jù)生產(chǎn)的需要組建和擴(kuò)展生產(chǎn)能力。1.柔性制造技術(shù)中“柔性”的概念1)設(shè)備柔性：指制造991)FMC柔性制造單元

通常配置有零件緩沖區(qū)、刀具自動(dòng)更換裝置的數(shù)控機(jī)床或加工中心與工件存儲運(yùn)輸裝置組成。

柔性制造單元中數(shù)控機(jī)床數(shù)量約1--3臺，具有加工多品種,中小批量靈活的生產(chǎn)能力。

可以作為FMS中的基本單元,也可視為小規(guī)模的FMS。

它的自動(dòng)化程度略低于FMS,但其投資比FMS少得多，而經(jīng)濟(jì)效益相接近。這是中小型企業(yè)優(yōu)先發(fā)展的機(jī)型,當(dāng)生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大時(shí),FMC可以重組和擴(kuò)展,以適應(yīng)生產(chǎn)規(guī)模的需求。2.柔性制造技術(shù)的類型1)FMC柔性制造單元2.柔性制造技術(shù)的類型100

柔性制造系統(tǒng)是由數(shù)控加工設(shè)備(或FMC),物料運(yùn)儲裝置和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)等組成的自動(dòng)化制造系統(tǒng)。

一個(gè)柔性制造系統(tǒng)一般可概括為由下列三個(gè)部分組成，一是可編程控制的加工系統(tǒng)，二是自動(dòng)化的物料儲運(yùn)系統(tǒng)，三是計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。

三個(gè)系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)合，構(gòu)成了一個(gè)制造系統(tǒng)的能量流(通過制造工藝改變工件的形狀和尺寸)、物料流(主要指工件流和刀具流)和信息流(制造過程的信息和數(shù)據(jù)處理)。2)FMS柔性制造系統(tǒng)

柔性制造系統(tǒng)是由數(shù)控加工設(shè)備(或FMC),物料運(yùn)儲裝101

FMF是FMS擴(kuò)大達(dá)到全廠范圍內(nèi)的生產(chǎn)管理過程。機(jī)械加工過程和物料儲運(yùn)過程全盤自動(dòng)化。它的主要特點(diǎn)是：1)分布式多級計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，生產(chǎn)計(jì)劃、日生產(chǎn)進(jìn)度計(jì)劃的生產(chǎn)管理的主計(jì)算機(jī)，它與CAD/CAM系統(tǒng)相聯(lián)，以取得自動(dòng)編制加工用的數(shù)控程序數(shù)據(jù)。2)FMF全部的日程計(jì)劃進(jìn)度和作業(yè)可以由主計(jì)算機(jī)和各級計(jì)算機(jī)通過在線控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，并可以進(jìn)行無人化加工。3)CNC機(jī)床的數(shù)量一般在十幾臺到幾十臺?？梢允歉鞣N形式的加工中心、車削中心、CNC機(jī)床等。4)系統(tǒng)可以全自動(dòng)地加工各種形狀、尺寸和材料的工件。全部刀具可以自動(dòng)交換、自動(dòng)檢測磨損或損壞的刀具，能自動(dòng)更新廢舊刀具。5)物料儲運(yùn)系統(tǒng)必須包括自動(dòng)立體倉庫，以滿足存取為數(shù)眾多的工件和刀具的需求。系統(tǒng)可以從自動(dòng)立體倉庫中提取所需的坯料，并以最有效的途徑實(shí)現(xiàn)物流和進(jìn)行加工。3)FMF柔性制造工廠FMF是FMS擴(kuò)大達(dá)到全廠范圍內(nèi)的生產(chǎn)管理過程。機(jī)械1021)加工系統(tǒng)

加工系統(tǒng)實(shí)際是完成改變物性任務(wù)的執(zhí)行系統(tǒng)，主要由數(shù)控機(jī)床、加工中心等加工設(shè)備(有的FMS還帶有工件清洗、在線檢測等輔助與檢測設(shè)備)構(gòu)成。

對加工箱體類零件為主的FMS而言,通常配置數(shù)控加工中心,CNC銑床等；對于加工軸類零件為主的FMS,則配有CNC車削中心,CNC車床和CNC磨床；對于加工復(fù)雜零件的FMS,由于數(shù)控機(jī)床的刀庫容量有限,必要時(shí)要增加機(jī)外自動(dòng)交換刀庫。3.柔性制造系統(tǒng)的組成1)加工系統(tǒng)3.柔性制造系統(tǒng)的組成1032)物料儲運(yùn)系統(tǒng)

FMS中的物料主要指的是工件(毛坯)、刀具、夾具、切屑以及切削液等。物料儲運(yùn)系統(tǒng)就是實(shí)現(xiàn)對物料的自動(dòng)識別、存儲、分配、輸送、交換和管理的系統(tǒng)。3)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)通過主控計(jì)算機(jī)或分布式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，大多采用3級分布式體系結(jié)構(gòu)，它們是：第一級：設(shè)備層第二級：工作站層第三級：單元層單元級控制系統(tǒng)是FMS控制系統(tǒng)核心。2)物料儲運(yùn)系統(tǒng)104第三節(jié)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)美國學(xué)者JosephHarrington博士1973年首先提出“計(jì)算機(jī)集成制造”(ComputerIntegratedManufacturing,CIM)概念，其基本思想是：

?企業(yè)的各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)是不可分割的，應(yīng)該加以統(tǒng)一處理；

?整個(gè)生產(chǎn)過程實(shí)質(zhì)上也是對信息的采集、傳遞和加工處理的過程，在企業(yè)中主要存在信息流和物流這兩種運(yùn)動(dòng)過程，而物流又是受信息流控制的。第三節(jié)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)美國學(xué)者JosephHa105“自動(dòng)化孤島”“自動(dòng)化孤島”1061+1=2?

1+1=2?107將“自動(dòng)化孤島”集成在一起將“自動(dòng)化孤島”集成在一起108將“自動(dòng)化孤島”集成在一起將“自動(dòng)化孤島”集成在一起109CIM和CIMS的定義CIM是一種組織、管理與運(yùn)行企業(yè)的哲理。它將傳統(tǒng)的制造技術(shù)與現(xiàn)代信息技術(shù)、管理技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、系統(tǒng)工程技術(shù)等有機(jī)結(jié)合，借助計(jì)算機(jī)(硬、軟件)，使企業(yè)產(chǎn)品全生命周期——市場需求分析、產(chǎn)品定義、研究開發(fā)、設(shè)計(jì)、制造、支持(包括質(zhì)量、銷售、采購、發(fā)送、服務(wù))以及產(chǎn)品最后報(bào)廢、環(huán)境處理等各階段活動(dòng)中有關(guān)人/組織、經(jīng)營管理和技術(shù)三要素及其信息流、物流和價(jià)值流有機(jī)集成并優(yōu)化運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)企業(yè)制造活動(dòng)的計(jì)算機(jī)化、信息化、智能化、集成優(yōu)化，以達(dá)到產(chǎn)品上市快、高質(zhì)、低耗、服務(wù)好、環(huán)境清潔，進(jìn)而提高企業(yè)的柔性、健壯性、敏捷性，使企業(yè)贏得市場競爭。CIMS是一種基于CIM哲理構(gòu)成的計(jì)算機(jī)化、信息化、智能化、集成優(yōu)化的制造系統(tǒng)。CIM和CIMS的定義CIM是一種組織、管理與運(yùn)行企110對CIM和CIMS的進(jìn)一步說明?CIM是一種組織、管理與運(yùn)行企業(yè)的哲理。其目的是使企業(yè)達(dá)到產(chǎn)品上市快、高質(zhì)、低耗、服務(wù)好、環(huán)境清潔，進(jìn)而提高企業(yè)的柔性、健壯性、敏捷性，使企業(yè)贏得市場競爭。因此，CIM/CIMS不是企業(yè)的目標(biāo)，而是達(dá)到企業(yè)目標(biāo)的手段之一；?CIMS的核心在集成。企業(yè)生產(chǎn)過程中的各個(gè)環(huán)節(jié)是一個(gè)不可分的整體，要以系統(tǒng)的觀點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化。此處的優(yōu)化是指對企業(yè)生產(chǎn)過程各階段活動(dòng)中有關(guān)人/組織、經(jīng)營管理和技術(shù)三要素及其信息流、物流和價(jià)值流有機(jī)集成并優(yōu)化；?CIM技術(shù)是傳統(tǒng)的制造技術(shù)與現(xiàn)代信息技術(shù)、管理技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、系統(tǒng)工程技術(shù)等的有機(jī)結(jié)合，其包括總體技術(shù)、支撐技術(shù)、設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)、制造自動(dòng)化技術(shù)和管理自動(dòng)化技術(shù)；?CIMS的主要特點(diǎn)是計(jì)算機(jī)化、信息化、智能化、集成優(yōu)化，CIM哲理和相關(guān)技術(shù)既可用于離散型制造業(yè)，也可用于流程和混合型制造業(yè)；?CIM是生產(chǎn)力發(fā)展的必然結(jié)果；CIM不是排他的，如CIM與LP。對CIM和CIMS的進(jìn)一步說明?CIM是一種組織、管理與運(yùn)111CIMS輸入輸出CIMS輸入輸出112CIMS相關(guān)技術(shù)CIMS相關(guān)技術(shù)113CIMS的組成及其功能CIMS包含了一個(gè)制造企業(yè)的設(shè)計(jì)、制造、經(jīng)營管理三種主要功能，要使這三者集成起來，還需要一個(gè)支持環(huán)境，即分布式數(shù)據(jù)庫和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)以及指導(dǎo)集成運(yùn)行的系統(tǒng)技術(shù)。組成：四個(gè)功能分系統(tǒng)管理信息系統(tǒng)(MIS)：以MRPII為核心，CIMS的神經(jīng)中樞，指揮與控制其它部分的運(yùn)行。工程設(shè)計(jì)自動(dòng)化系統(tǒng)：含CAD、CAPP、CAM三部分。CIMS的主要信息源。制造自動(dòng)化系統(tǒng)：CIMS信息流與物料流的結(jié)合點(diǎn)，CIMS最終產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益的聚集地。CIMS的組成及其功能CIMS包含了一個(gè)制造企業(yè)的114質(zhì)量保證系統(tǒng)：采集CIMS內(nèi)與質(zhì)量有關(guān)的數(shù)據(jù)，保障企業(yè)生產(chǎn)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。含決策、檢測與數(shù)據(jù)采集、評價(jià)、控制與跟蹤幾個(gè)子系統(tǒng)。兩個(gè)支撐分系統(tǒng)CIMS數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)：支撐系統(tǒng)，CIMS信息集成的關(guān)鍵之一，實(shí)現(xiàn)企業(yè)數(shù)據(jù)的集成與共享。一般采用集中與分布相結(jié)合的方式。CIMS計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)：CIMS的另一個(gè)主要支撐技術(shù)，實(shí)現(xiàn)各分系統(tǒng)之間的通信、交流，完成系統(tǒng)的集成。質(zhì)量保證系統(tǒng)：采集CIMS內(nèi)與質(zhì)量有關(guān)的數(shù)據(jù)，保115CIMS面向功能構(gòu)成的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

為控制CIMS控制系統(tǒng)的復(fù)雜性和簡化實(shí)施，采用橫向或縱向的分解與集成，形成多層遞階控制結(jié)構(gòu)或由“核”核若干層外圍組成的輪式結(jié)構(gòu)。

優(yōu)點(diǎn)：把CIMS系統(tǒng)分解成幾個(gè)分系統(tǒng)，減少全局控制和開發(fā)的難度。美國制造工程師學(xué)會在1985年發(fā)表的CIMS最早輪圖，含義是十分明確的，即在計(jì)算機(jī)技術(shù)的支持下，實(shí)現(xiàn)企業(yè)經(jīng)營、生產(chǎn)等主要環(huán)節(jié)的集成。CIMS面向功能構(gòu)成的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為控制CIMS控制系統(tǒng)116集成制造系統(tǒng)理論講義課件117CIMS在我國的發(fā)展及實(shí)施CIMS的效益目標(biāo)：我國“863計(jì)劃”中將CIMS確定為自動(dòng)化領(lǐng)域的主題研究項(xiàng)目之一，并規(guī)定了我國863/CIMS的戰(zhàn)略目標(biāo)為：跟蹤國際CIMS有關(guān)技術(shù)的發(fā)展；掌握CIMS關(guān)鍵技術(shù)；在制造業(yè)中建立能獲得綜合經(jīng)濟(jì)效益并能帶動(dòng)全局的CIMS示范工廠，通過推廣應(yīng)用及產(chǎn)品化促進(jìn)我國CIMS高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

方針：效益驅(qū)動(dòng)、總體規(guī)劃、重點(diǎn)突破、分步實(shí)施、推廣應(yīng)用CIMS在我國的發(fā)展及實(shí)施CIMS的效益目標(biāo)：我國“118發(fā)展：經(jīng)過十多年的努力，我國CIMS事業(yè)取得了迅速發(fā)展，已形成了一個(gè)健全的組織和一支研究隊(duì)伍；實(shí)現(xiàn)了我國CIMS研究和開發(fā)的基本框架；建設(shè)研究環(huán)境和工程環(huán)境，包括一個(gè)國家CIMS實(shí)驗(yàn)工程中心和7個(gè)單元技術(shù)開放實(shí)驗(yàn)室，完成了一大批課題的研究工作，陸續(xù)選定了一批CIMS典型應(yīng)用工廠作為利用CIMS推動(dòng)企業(yè)技術(shù)改造的示范點(diǎn)；這些工廠包括飛機(jī)、機(jī)床、大型鼓風(fēng)機(jī)、紡織機(jī)械、汽車、家電、服裝以及鋼鐵、化工等行業(yè)。發(fā)展：119效益：

實(shí)施CIMS的效益主要體現(xiàn)在信息集成的效益上；由于系統(tǒng)集成度提高，使各功能分系統(tǒng)間的配合和參數(shù)配置更加優(yōu)化，各種生產(chǎn)要素的潛力得到更有效的利用，減少實(shí)際存在于企業(yè)生產(chǎn)中的各種資源浪費(fèi)，同時(shí)使管理科學(xué)化，提高企業(yè)對市場的響應(yīng)能力。具體表現(xiàn)在：1)提高產(chǎn)品質(zhì)量2)提高設(shè)備利用率3)提高科學(xué)管理水平。實(shí)施CIMS后，明顯提高企業(yè)新品開發(fā)能力，提高企業(yè)市場競爭能力。產(chǎn)品質(zhì)量明顯提高，交貨期短而準(zhǔn)確，價(jià)格合理，企業(yè)的信譽(yù)隨之提高；CIMS在其發(fā)展歷程中的主要應(yīng)用對象是離散型制造業(yè)(約占全部制造業(yè)的50%)。效益：120必須指出CIMS的思想、系統(tǒng)方法和集成技術(shù)同樣可用于諸如連續(xù)型或混合型企業(yè)中，國內(nèi)外在電器、化工、電子元件、鋼鐵行業(yè)中已有不少企業(yè)實(shí)施CIMS應(yīng)用工程并取得了成功。必須指出121第四節(jié)其他先進(jìn)制造技術(shù)1.并行工程(ConcurrentEngineering，CE)

并行工程是集成地、并行地設(shè)計(jì)產(chǎn)品及其相關(guān)的各種過程(包括制造過程和支持過程)的系統(tǒng)方法。這種方法要求產(chǎn)品開發(fā)人員在設(shè)計(jì)一開始就考慮產(chǎn)品整個(gè)生命周期中從概念形成到產(chǎn)品報(bào)廢處理的所有因素，包括質(zhì)量、成本、進(jìn)度計(jì)劃和用戶要求。并行工程的提出順序生產(chǎn)方式：市場調(diào)研—產(chǎn)品計(jì)劃—產(chǎn)品設(shè)計(jì)—試制樣機(jī)—修改設(shè)計(jì)—工藝準(zhǔn)備—正式投產(chǎn)。缺陷：設(shè)計(jì)過程中不能及早考慮制造過程及質(zhì)量保證等問題第四節(jié)其他先進(jìn)制造技術(shù)1.并行工程(Concurrent122并行工程是對產(chǎn)品及其相關(guān)過程(包括制造過程及其它支持過程)進(jìn)行并行、一體化設(shè)計(jì)的一種系統(tǒng)化工作模式，其運(yùn)行機(jī)理的要點(diǎn)表現(xiàn)在兩方面：一方面突出人的作用，強(qiáng)調(diào)人們的協(xié)調(diào)工作；另一方面，要求一體化、并行地進(jìn)行產(chǎn)品及其相關(guān)過程的設(shè)計(jì)，尤其注意早期的概念設(shè)計(jì)階段的并行與協(xié)調(diào)。并行工程的核心內(nèi)容是并行設(shè)計(jì)，即在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段盡可能同時(shí)考慮產(chǎn)品生命周期的所有影響，及時(shí)全面評價(jià)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，提出改進(jìn)的反饋信息及時(shí)改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，保證產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、制造一次成功，以達(dá)到降低產(chǎn)品成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量和縮短產(chǎn)品開發(fā)周期的目的。并行工程是對產(chǎn)品及其相關(guān)過程(包括制造過程及其它支持123集成制造系統(tǒng)理論講義課件124產(chǎn)品形成過程昨天-今天-明天產(chǎn)品規(guī)劃概念設(shè)計(jì)生產(chǎn)準(zhǔn)備詳細(xì)設(shè)計(jì)昨天過程序列產(chǎn)品規(guī)劃概念設(shè)計(jì)詳細(xì)設(shè)計(jì)生產(chǎn)準(zhǔn)備PDM數(shù)字模型過程管理明天過程流產(chǎn)品規(guī)劃概念設(shè)計(jì)詳細(xì)設(shè)計(jì)生產(chǎn)準(zhǔn)備PDM今天過程鏈產(chǎn)品形成過程昨天-今天-明天產(chǎn)品規(guī)劃概念設(shè)計(jì)生產(chǎn)準(zhǔn)備詳125豐田汽車公司的并行工程系統(tǒng)規(guī)劃車型設(shè)計(jì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)生產(chǎn)準(zhǔn)備生產(chǎn)財(cái)務(wù).會計(jì)Finance/Accounting開發(fā)期LengthofDevelopmentTime規(guī)劃Planning

車形設(shè)計(jì)Stylingdesign

Engineering產(chǎn)品設(shè)計(jì)DesignPrototypeFabrication&Testing試制評價(jià)Productionengineering生產(chǎn)準(zhǔn)備生產(chǎn)Production零部件廠家PartssuppliersProductionengineeringProduction規(guī)劃Planning車形設(shè)計(jì)Stylingdesign產(chǎn)品設(shè)計(jì)EngineeringDesign試制.評價(jià)PrototypeFabrication&Testing生產(chǎn)準(zhǔn)備生產(chǎn)試制評價(jià)豐田汽車公司的并行工程系統(tǒng)規(guī)劃車型設(shè)計(jì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)生產(chǎn)準(zhǔn)備生產(chǎn)財(cái)126CE的特點(diǎn)強(qiáng)調(diào)團(tuán)隊(duì)工作(TeamWork)強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)過程的并行性強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)過程的系統(tǒng)性強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)過程的快速反饋CE的特點(diǎn)127集成制造系統(tǒng)理論講義課件128CE的目標(biāo)：縮短產(chǎn)品的提前期，提高產(chǎn)品質(zhì)量。CE的組織：強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)群體的協(xié)同工作(TeamWork)，注重協(xié)同的組織形式、協(xié)同的設(shè)計(jì)思想以及所產(chǎn)生的協(xié)同效益。CE的方法與工具：除常規(guī)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和軟件溝外，著重在數(shù)據(jù)交換、數(shù)據(jù)管理和通信技術(shù)。CIMS作為制造系統(tǒng)為CE的運(yùn)用提供了理想的集成環(huán)境，CE在CIMS中的應(yīng)用能更好地解決CIMS中產(chǎn)品設(shè)計(jì)的效率問題。CE的目標(biāo)：縮短產(chǎn)品的提前期，提高產(chǎn)品質(zhì)量。129CE的關(guān)鍵技術(shù)并行工程是集成地并行地設(shè)計(jì)產(chǎn)品及相關(guān)過程的系統(tǒng)化方法。關(guān)鍵技術(shù)是：并行產(chǎn)品開發(fā)過程建模、仿真與優(yōu)化并行工程的集成產(chǎn)品開發(fā)團(tuán)隊(duì)并行工程協(xié)同工作環(huán)境數(shù)字化產(chǎn)品建模與CAX/DFX使能工具CE在先進(jìn)制造技術(shù)中的地位和作用并行工程在先進(jìn)制造技術(shù)中具有承上啟下的作用。CE的關(guān)鍵技術(shù)1302.產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理PDMPDM的定義：產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理(PDM)以產(chǎn)品為中心，通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)，把企業(yè)生產(chǎn)過程中所有與產(chǎn)品相關(guān)的信息和過程集成起來，統(tǒng)一管理，使產(chǎn)品數(shù)據(jù)在其生命周期內(nèi)保持一致、最新和安全，從而縮短產(chǎn)品研發(fā)周期、降低成本、提高質(zhì)量、改善性能，使企業(yè)贏得主動(dòng)權(quán)和競爭優(yōu)勢。與產(chǎn)品相關(guān)的信息包括項(xiàng)目計(jì)劃、設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、產(chǎn)品模型、工程圖紙、技術(shù)規(guī)范、工藝資料等；與產(chǎn)品