《先进制造技术（第2版）》 课件 第5、6章 现代生产管理技术、先进制造技术应用案例

第五章现代生产管理技术5.1现代生产管理技术的发展现代生产管理的特点：1）重视人的作用；2）重视发挥计算机的作用；3）强调技术、组织、信息与管理的集成与配套；4）重视企业生产组织新模式；5）强调柔性化生产；6）强调以顾客为中心。5.2

企业资源计划系统一、企业资源计划概述1.ERP概念企业资源计划(EnterpriseResourcePlanning，ERP)，由美国计算机技术咨询和评估集团GartnerGroupInc.提出的一种供应链的管理思想。企业资源计划是指建立在信息技术基础上，以系统化的管理思想，为企业决策层及员工提供决策运行手段的管理平台。2.ERP的发展1）信息管理系统阶段(ManagementInformationSystem，MIS)2）物料需求计划阶段(MaterialRequirePlanning，MRP)3）制造资源计划阶段(ManufactureResourcePlanning，MRPII)4）企业资源计划阶段(EnterpriseResourcePlanning，ERP)5）电子商务时代的ERP一、企业资源计划概述3.EPR系统的功能模块二、企业资源计划解决方案1.SAPSAP（SystemsApplicationsandProductsinDataProcessing）1）SAP是公司名称，成立于1972年总部位于德国沃尔多夫市的全球最大的企业管理和协同化电子商务解决方案供应商；2）SAP是其ERP（Enterprise-wideResourcePlanning）软件名称，它是ERP解决方案的先驱，也是全世界排名第一的ERP软件，可以为各种行业、不同规模企业提供全面的解决方案SAPR/3系统的功能模块2.用友ERP

用友ERP是一个企业综合运营平台，用以解决各级管理者对信息化的不同要求：1）为高层经营管理者提供大量收益与风险的决策信息，辅助企业制定长远发展战略；2）为中层管理人员提供企业各个运作层面的运作状况，帮助做到各种事件的监控、发现、分析、解决、反馈等处理流程，帮助做到投入产出最优配比；3）为基层管理人员提供便利的作业环境，易用的操作方式实现工作岗位、工作职能的有效履行。二、企业资源计划解决方案用友U9产业链架构5.3制造执行系统一、

制造执行系统概述

制造执行系统(ManufacturingExecutionSystem，MES）定义：MES能通过信息传递对从订单下达到产品完成的整个生产过程进行优化管理1）MES是对整个车间制造过程的优化，而不是单一的解决某个生产瓶颈；2）MES必须提供实时收集生产过程中数据的功能，并作出相应的分析和处理；3）MES需要与计划层和控制层进行信息交互，通过企业的连续信息流来实现企业信息全集成。MES所处位置企业生产信息流与MES的关系二、制造执行系统解决方案

制造执行系统(ManufacturingExecutionSystem，MES）定义：MES能通过信息传递对从订单下达到产品完成的整个生产过程进行优化管理。1）MES是对整个车间制造过程的优化，而不是单一的解决某个生产瓶颈；2）MES必须提供实时收集生产过程中数据的功能，并作出相应的分析和处理；3）MES需要与计划层和控制层进行信息交互，通过企业的连续信息流来实现企业信息全集成。GE汽车行业MES解决方案平台架构GE汽车行业MES解决方案软件架构西门子汽车行业MES系统基本功能企业系统集成框架5.4供应链管理与客户关系管理

供应链管理（SupplyChainManagement，SCM），使供应链运作达到最优化，以最少的成本，令供应链从采购开始，到满足最终客户的所有过程，包括工作流、实物流、资金流和信息流等均能高效率地操作，把合适的产品、以合理的价格，及时准确地送达消费者手上一、

供应链管理供应链结构示意图CRM的定义不一。GartnerGroup认为CRM是一种商业策略，它按照客户的情况有效地组织企业资源，培养以客户为中心的经营行为、实施以客户为中心的业务流程，并以此为手段来提高企业的盈利能力，提高顾客的满意度。可见，CRM的核心是“以客户为中心”，实施的重要手段是信息技术；它不仅是一种管理软件，更是一种管理理念，是一种把客户信息转化成良好的客户关系的可重复性过程。二、

客户关系管理CRM的主要功能包括市场营销中的客户关系管理（简称市场营销）、销售过程中的客户关系管理（简称销售管理）以及客户服务过程中的客户关系管理（简称客户服务）三方面。（1）市场营销CRM系统在市场营销过程中，可有效帮助企业分析现有的目标客户群体，如主要客户群体集中在哪个行业、哪个职业、哪个年龄段等，从而帮助企业制定营销战略和营销计划，并实行精确的市场投放。二、

客户关系管理（2）销售管理销售的任务是执行营销计划，是CRM的主要组成部分。包括发现潜在客户、进行信息沟通和信息收集、推销产品或服务等。业务员通过记录沟通内容、建立日程安排、查询预约提醒、快速浏览客户数据等，可有效缩短工作时间；通过大额业务提醒、业绩指标统计等功能又可以有效帮助管理人员提高公司的成单率、缩短销售周期，从而实现最大效益的业务增长。（3）客户服务在客户购买了企业提供的产品或服务后，还需对客户提供后续的维护与服务。包括客户反馈、方案解决、满意度调查等功能，有些CRM软件还会集成呼叫中心系统等功能，这样可以缩短对客户服务的响应时间，提高服务客户的质量。二、

客户关系管理5.5产品数据管理一、

产品数据管理概述产品数据管理（ProductDataManagement，PDM），以软件为基础，是一门管理所有与产品相关的信息（包括电子文档、数字化文件、数据库记录等）和所有与产品相关的过程（包括工作流程和更改流程）的技术。PDM的基本原理是在逻辑上将各个CAX信息化孤岛集成起来，利用计算机系统控制整个产品的开发设计过程，通过逐步建立虚拟的产品模型，最终形成完整的产品描述、生产过程描述以及生产过程控制数据。PDM系统结构图二、PDM技术1）Web技术通过Web技术，可使PDM技术与互联网技术结合，提供能在浏览器上运行的PDM客户端，满足随时随地的信息查询、浏览、更新等需求，支持异地设计、管理及并行工作，因此未来PDM产品的开发将越来越多地基于互网络平台。2）分布式计算当下常用的分布式计算机技术标准有两个：一个是国际OMG（ObjectManagementGroup）组织核心的CORBA（CommonObjectRequireBrokerArchitecture）标准，另一个是以微软为代表的基于DCOM（DistributedComponentObjectModel）的ActiveX标准，许多商品化软件都支持这两个标准。二、PDM技术3）软件集成一方面不同的PDM系统之间要进行数据交互，另一方面PDM系统要与ERP、CRM、SCM、CAD等系统集成，建立统一的有关产品组成的各种数据管理；因此，PDM系统与其他管理软件的集成也是PDM技术的研究热点之一。4）标准化技术为了实现不同PDM系统间及与其它应用系统间的数据互操作或实现数据的统一管理，标准化技术显得尤为重要。标准化技术包括图形子系统内部的接口及标准（如：CGI、CGM）、通用图形标准（如：GKS、PHIGS）、数据交换标准（如：IGES、SET、PDES、CAD*I、STEP）、软件设计标准及PDM实施的规范等。5.6产品生命周期管理一、概述

产品生命周期管理（ProductLife-CycleManagement，PLM），就是指从人们对产品的需求开始，到产品淘汰报废的全部生命历程。PLM主要包含三部分，即CAX软件（产品创新的工具类软件）、cPDM软件（产品创新的管理类软件.PLM是一种理念，即对产品从创建到使用，到最终报废等全生命周期的产品数据信息进行管理的理念。产品生命周期管理进化二、PLM解决方案西门子SiemensPLMSoftwareTeamcenter具有两个最关键的功能：统一管理整个产品生命周期。面向航空/国防、汽车供应商、高科技/电子、日用品行业的专项行业解决方案。2.达索系统的PLMDassaultSystèmes软件系列由用于设计虚拟产品的CATIA、用于三维机械设计的SolidWorks、用于虚拟生产的DELMIA、用于虚拟测试的SIMULIA以及用于全球协同生命周期管理的ENOVIA，由ENOVIAVPLM,ENOVIAMatrixOne和ENOVIASmarTeam组成。二、PLM解决方案三、ERP、CRM与PLM1.PLM2.SCM3.CRM4.ERP有形资产和无形资产构成图表5.7

精益生产与敏捷制造一、

精益生产

精益生产（LeanProduction，LP）基本思想：JustInTime（JIT），翻译为中文是“旨在需要的时候，按需要的量，生产所需的产品”。

精益生产核心：1）追求零库存2）追求快速反应3）企业内外环境的和谐统一4）人本主义TPS后拉动式生产方式1）拉动式准时化生产（JIT）2）全面质量管理

3）团队工作法（Teamwork）

4）并行工程（ConcurrentEngineering）

精益生产在管理方法上的特点：一、

精益生产二、

敏捷制造敏捷制造（AgileManufacturing，AM）指企业快速调整自己，以适应当今市场持续多变的能力；以任何方式来高速、低耗地完成它所需要的任何调整，依靠不断开拓创新来引导市场，赢得竞争。优点：生产更快，成本更低，劳动生产率更高，机器生产率加快，质量提高，生产系统可靠性提高，库存减少，适用于CAD/CAM操作。缺点：实施起来费用高。思考与练习5-3什么是ERP？什么是MES？5-4MES与ERP有什么区别？5-5ERP、SCM及CRM有什么关系？5-6什么是PDM?什么是PLM？5-7PLM与ERP有什么不同？5-8精益生产的核心思想是什么？第六章先进制造技术应用案例6.1智能工厂及智能制造系统

一、智能工厂智能工厂是以打通企业生产经营全部流程为着眼点，充分利用自动化技术和信息技术交互融合等新一轮技术革命带来的新的解决方案，通过数据互通、柔性制造、人机交互、复杂系统及信息分析等手段，实现从产品设计到销售，从设备控制到企业资源管理所有环节的信息快速交换、传递、存储、处理和无缝智能化集成。6.1智能工厂及智能制造系统

一、智能工厂智能工厂具有以下特征：1.信息基础设施高度互联，包括生产设备、机器人、操作人员、物料和成品。2.制造过程数据具备实时性，生产数据具有平稳的节拍和到达流，数据的存储与处理也具有实时性。3.可以利用存储的数据从事数据挖掘分析，有自我学习、自行维护的能力，还可以改善不优化的制造工艺过程，实现人与机器的相互协调合作。6.1智能工厂及智能制造系统

一、智能工厂智能工厂的核心是智能设备的互联，通过网络把生产设备、机器人、生产线、物料、供应商、产品和客户紧密地联系在一起。智能设备或终端通过CPS构成一个智能网络，使人与人、人与机器、机器与机器、服务与服务之间能够形成一个互联，从而实现横向、纵向和端到端的高度集成。6.1智能工厂及智能制造系统

二、智能制造系统智能制造是基于先进制造技术与新一代信息技术的深度融合，其本质是先进制造。智能制造系统（IntelligentManufacturingSystem，IMS）是一种由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化智能系统，它在制造过程中以一种高度柔性与集成的方式，借助计算机模拟人类专家的智能活动，进行分析、判断、推理、构思和决策，从而取代或者延伸制造环境中人的部分脑力劳动，并收集、存贮、完善、共享、继承和发展人类专家的制造智能。6.1智能工厂及智能制造系统

二、智能制造系统2022年1月工业和信息化部、国家标准委联合印发了《国家智能制造标准体系建设指南》（2021版），《指南》指出，智能制造系统架构从生命周期、系统层级和智能特征等3个维度对智能制造所涉及的要素、装备、活动等内容进行描述，主要用于明确智能制造的标准化对象和范围。6.1智能工厂及智能制造系统

二、智能制造系统1）生命周期生命周期涵盖从产品原型研发开始到产品回收再制造的各个阶段，包括设计、生产、物流、销售、服务等一系列相互联系的价值创造活动。2）系统层级系统层级是指与企业生产活动相关的组织结构的层级划分，包括设备层、单元层、车间层、企业层和协同层。3）智能特征智能特征是指制造活动具有的自感知、自决策、自执行、自学习、自适应之类功能的表征，包括资源要素、互联互通、融合共享、系统集成、新兴业态等5层智能化要求。6.1智能工厂及智能制造系统

二、智能制造系统智能制造作为新一代信息技术和先进制造技术深度融合的产物，相关范式的诞生和演变发展与数字化、网络化和智能化的特征紧密联系。数字化是指将物理世界的信息转化为计算机能理解的信息；网络化是指将数字化信息通过网络进行传输和共享，网络的终端可以是人，也可以是物；智能化是指在数字化、网络化的基础上，深度处理和利用信息，实现制造过程的智能研发、生产、制造、控制等。智能制造三个范式

一、系统方案介绍6.2基于工业视觉的印刷电路板质量检测系统

二、相机光源选择6.2基于工业视觉的印刷电路板质量检测系统

三、图像检测要点6.2基于工业视觉的印刷电路板质量检测系统棋盘标定界面

N点标定法

三、图像检测要点6.2基于工业视觉的印刷电路板质量检测系统欲拟合的线段及拟合的基准线

四、系统功能实现6.2基于工业视觉的印刷电路板质量检测系统6.3自动导引小车的物料搬运功能

一、AGV介绍AGV是自动导引小车（AutomaticGuidedVehicle）的简称，是一种能够沿规定的导引路径行驶，在车体上具有编程和停车选择装置、安全保护装置以及各种物料移载功能的搬运车辆。6.3自动导引小车的物料搬运功能

二、AGV的组成（1）车体车体由车架和相应的机械装置所组成，是AGV的基础部分，是其他总成部件的安装基础。（2）蓄电池和充电装置AGV常用24V或48V直流蓄电池为动力。蓄电池供电一般应保证连续工作8h以上。（3）驱动装置

AGV的驱动装置由车轮、减速器、制动器、驱动电机及速度控制器等部分组成，它是控制AGV正常运行的装置。（4）导向装置导向装置接收导引系统的方向信息，通过转向装置来实现转向动作。（5）车上控制器车上控制器接收控制中心的指令并执行相应的指令，同时将本身的状态（如位置、速度等）及时反馈给控制中心。6.3自动导引小车的物料搬运功能

二、AGV的组成（6）通信装置通信装置实现AGV与地面控制站及地面监控设备之间的信息交换。（7）安全保护装置安全保护装置包括对AGV本身的保护、对人或其他设备的保护等方面，包含主动安全保护装置、被动安全保护装置。（8）移载装置移载装置与所搬运货物直接接触，实现货物转载的装置。（9）信息传输和处理装置信息传输和处理装置主要功能是对AGV进行监控，监控AGV所处的地面状态，并与地面控制站实时进行信息传递。6.3自动导引小车的物料搬运功能

三、AGV的几种导引方式（1）电磁导引在AGV的运行路线下面埋设导向电线1，通以3-10KHZ的低压、低频电流，该交流电信号沿电线周围产生磁场，AGV上装设的信号检测器可以检测到磁场的强弱并通过检测回路以电压的形式表示出来。6.3自动导引小车的物料搬运功能

三、AGV的几种导引方式（2）磁带导引磁带导引方式与电磁导引方式比较类似，只是把导引线换成了磁条。在AGV底盘放两只对称的磁传感器，使其能对称处于磁导引轨迹的上方。6.3自动导引小车的物料搬运功能

三、AGV的几种导引方式（3）激光导引在AGV顶部装置一个沿360度方向按一定频率发射激光的装置。同时在AGV四周的一些固定位置上放置反射镜片。当AGV运行时，不断接收到至少从三个已知位置反射来的激光束，经过简单的几何运算，就可以确定AGV的准确位置，并根据AGV的准确位置对其进行导向控制。6.3自动导引小车的物料搬运功能

四、系统设计6.3自动导引小车的物料搬运功能磁导条信号6.3自动导引小车的物料搬运功能

五、系统功能实现6.4生产现场可视化管理系统的应用

一、生产现场可视化概念生产现场可视化管理系统是国际流行的用于现代化生产现场对物料、质量、设备监控的自动化管