第八章 现代制造系统

现代制造系统工业工程部2015-04-02知识点1、制造系统的概念2、制造系统的基本类型6、并行工程的关键技术主要有哪些？3、制造系统的基本特性4、现代制造系统的概念和特点5、敏捷制造原理7、组成技术原理及其基本思想目录1制造系统概述2典型现代时装系统

制造系统概述第一部分：3、过程制造系统是产品生命周期所经历的制造活动过程包括市场分析、产品设计、工艺规划、制造装配、检验包装、销售服务和报废处理等环节。1、制造系统概述—1.1基本概念制造系统的定义：按一定制造模式将制造过程所涉及的各种相互关联、相互依赖、相互作用的有关要素组成的具有将制造资源转变为有用产品这一特定功能的有机整体，称之为制造系统。可以从以下三个方面来理解制造系统2、功能制造系统是一个将制造资源转换为成品或半成品的输入输出系统。衡量系统输入输出转换优劣有六大指标---时间、质量、成本、服务、环境、柔性。1、结构制造系统是制造过程所涉及的硬件（人员、设备、材料、能源等）及相关软件（制造的理论、技术、工艺、标准及计算机相关程序等）组成的有机整体。1、制造系统概述—1.2基本类型制造系统的基本类型：离散型特点：产品由许多零部件构成，格零件的加工构成彼此相互独立，制成的零件通过部件装配和总装配最后成为产品。连续型特点：工艺过程的加工顺序是固定不变的生产设施按照工艺流程布置，生产对象按照固定的工艺流程连续不断的通过一系列设备和装置，被加工处理成产品。1、制造系统概述—1.3发展过程制造系统的发展历史：第一阶段：刚性制造系统。采用专用机床和自动单机组成流水生产线和自动生产线，实现大批量生产。第二阶段：数控加工系统。包括数控和计算机数控，其特点是柔性好、加工质量高、速度快、适应多品种中小批量生产。1、制造系统概述—1.3发展过程制造系统的发展历史：第三阶段：柔性加工系统。包括计算机直接数控加工系统、柔性单元制造系统、柔性制造系统、和柔性生产线等。强调制造过程的柔性和高效率，适用于多品种小批量生产第四阶段：计算机集成制造系统。包括信息集成、过程集成和企业集成，强调制造全过程的系统性和集成性，以解决企业生存和竞争的六大指标---TQCSFE。1、制造系统概述—1.3发展过程制造系统的发展历史：第五阶段：智能制造系统（IMS）。将人工智能融合到制造系统的每一个环节而形成的人机一体化制造，是21世纪的发展方向。1、制造系统概述—1.4面临的挑战和发展趋势现代制造系统带来了很多方便的同时也给我们带来诸多需要解决的新的科学问题，其突出表现在一下六方面：1、必须将制造系统置于社会、经济和人文环境中，成为一个复杂的社会化大系统。2、现代化系统必须体现数字化、柔性化、敏捷化、客户化、网络化与全球化等基本特征。3、市场需求驱动的、建立在全球分布式网络化基础上的现代制造系统是一个复杂的人文交互系统，而且市场需求快速多变。4、制造企业的组织形态、经营模式和管理机制需要有全方位的创新。5、制造系统的信息和信息量急剧增长，海量制造信息成为制约系统能效的关键因素。6、制造系统和制造过程的复杂性问题变得十分突出。1、制造系统概述—1.4面临的挑战和发展趋势第二部分：

典型现代时装系统2、典型现代制造系统---2.1敏捷制造产生的背景背景20世纪9O年代，信息技术突飞猛进，信息化的浪潮汹涌而来，许多国家制订了旨在提高自己国家在未来世界中的竞争地位、培养竞争优势的先进的制造计划。在这一浪潮中，美国走在了世界的前列，给美国制造业改变生产方式提供了强有力的支持，美国想凭借这一优势重造在制造领域的领先地位。在这种背景下，一种面向对世纪的新型生产方式——敏捷制造（AgileManufacturing）的设想诞生了。2、典型现代制造系统---2.2敏捷制造原理原理制造企业采用现代通信手段，通过快速配置各种资源，包括技术、管理和组织，以有效和协调的方式响应客户需求，实现制造的敏捷性。

核心：保持企业具备高度敏捷性2、典型现代制造系统---2.3.1并行工程产生的背景背景20世纪80年代中期以来制造业商品市场发生了本质性的变化。企业间的竞争焦点转移到满足客户需求和综合上市时间、产品质量等指标，同时顾客对产品质量、成本和种类的要求越来越高，而且传统的串行开发模式无法满足这样的要求。从而引入了并行工程这个概念。2、典型现代制造系统---2.3.2并行工程体系结构并行工程的体系结构并行工程支持环境系统生产制造系统质量管理与控制系统工程设计系统工程管理与控制系统过程计划计划管理

计划控制过程计划计划管理计划控制过程质量管理质量功能配置计算机辅助质量管理设备运行生产与调度快速制造技术计算机系统数据库群组工作集成2、典型现代制造系统---2.4.1大规模定制产生的背景背景1970年，阿尔文·托夫勒(Alvin

Toffler)在《未来的冲击》一书中提出一个设想：以类似于标准化或大量化生产的时间和成本，提供满足顾客特定需求的产品和服务。1987年，斯坦•达维斯（Stan

Davis)在《Future

Perfect》一书中首次将这种生产方式称为“Mass

Customization”，即大规模定制(MC)1993年B

•约瑟夫•派恩

(B

•

Joseph

PineII)在《大规模定制：大量定制商业竞争的新前线》一书中对大规模定制进行了完整的描述，并将它与大量生产模式进行比较，从而确定了它的概念内涵。

2、典型现代制造系统---2.4.2大规模定制原理原理在系统整体优化的思想指导下，集企业、顾客、供应商和环境于一体，充分利用企业已有的资源，根据客户的个性化需求，以大量生产的低成本、高质量和高效率提供定制产品和服务的生产模式。2、典型现代制造系统---2.4.3大规模定制的特征大规模定制比较项目大批量生产大规模定制关注点通过稳定和控制获得效率通过柔性和快速反应取得品种和定制目标以几乎每个人都能支付的低价格开发、生产、营销和分发商品和服务开发、生产、营销和分发可支付的商品和服务，其种类和定制足以使每个人买到满足自己的商品主要特征1、稳定的需求1、分散需求2、巨大、统一的市场2、不同的小市场3、低成本、稳定的质量、标准产品和服务3、低成本、高质量、定制的商品和服务4、产品开发期长4、产品开放期短5、产品生命周期长5、产品生命周期短利润模式通过规模效益获得利润通过对满足客户个性化需求的不同产品实行差别定价实现利润最大化大批量生产2、典型现代制造系统---2.4.3大规模定制的特征比较项目大批量生产大规模定制适用对象适合于对产品价格有要求的同时，又对产品个性化有较高需求的顾客适合于完全追求产品个性化而不太考虑价格或成本的顾客实现定制的方法通过减少客户工程和标准设计以及工艺流程的修改，同时扩大标准件和容易实现定制的零件比例，来满足定制通过改变或修改设计以及工艺流程来满足需求成本成本较低成本高敏捷性主动的反应策略，敏捷性高，能快速响应市场的需求变化被动的反应方式，敏捷性差适用条件产品变化很大，而生产流程没有太大变化产品变化很大同时生产流程也不确定大规模定制完全定制生产2、典型现代制造系统---2.4.4大规模定制的分类按订单销售按订单装配按订单制造按订单设计根据订单将已有零部件变形设计、制造和装配后向客户提供定制品根据订单将已有零部件再配置后向客户提供定制品按照订单特殊要求重新设计零件或产品根据客户订单需求量出库2、典型现代制造系统---2.5.精益生产的概念原理简言之，精益生产是以满足市场需求为出发点，以充分发挥人的作用为根本，对企业所拥有的生产资源进行合理配置，使企业适应市场的应变能力不断增强，从而获得最高经济效益的一种生产模式。特点1、拉动式（PULL）准时化生产（JIT）2、全面质量管理（TQM）3、团队工作法（Teamwork）4、并行工程（CE）2、典型现代制造系统---2.5成组技术的概念概念成组技术是组织多品种、小批量生产的一种科学管理方法。它把企业生产的各种产品和零件，按结构、工艺上的相似性原则进行分类编组，并以“组”为对象组织和管理生产。所以说成组技术是一种基于相似性原理的合理组