集成制造系统

集成制造系统第一节基本概念1.制造系统的构成

1)机械制造系统的特征结构方面：制造过程涉及的硬件及相关软件的统一整体功能方面：将制造资源转变为成品或半成品的输入输出系统过程方面：制造生产的运行过程，多个制造环节的统一共同体第2页,共92页，2024年2月25日，星期天

2)机械制造系统内部的三个组成部分：物料流：加工过程是物料输入和输出的动态过程，这些物料(包括各种材料、工具、量具、夹具以及其他辅助材料)在系统内的运动，构成了物料流。信息流：加工过程中静态信息与动态信息和机械加工过程的各个组成部分之间的交换、交流以及相互作用，构成了信息流。能量流：机械制造系统内各部件的运转所消耗的能量以及加工过程中发生的能量转移构成了系统的能量流。三个组成部分相互联系、相互影响，不可分割。第3页,共92页，2024年2月25日，星期天2.集成的概念集成来源于企业的实际需求，是系统概念的延伸，它强调组成系统各部分之间的有机、协调工作已发挥整体效益，达到整体优化的目的。企业实现集成的收获：

•减少数据冗余，实现信息共享

•便于合理的规划和分布数据

•便于进行规模优化

•便于实现并行工程，提高效率和效益第4页,共92页，2024年2月25日，星期天3.集成的要求和方式集成的要求：

•应包括各种加工设备以及通信设备在内的部分或全部硬件资源

•应包括软件资源

•应建立企业信息模型，做到信息共享

•企业各部门应协调一致，各职能紧密联系

•强调人的地位和作用方式：硬件集成、软件集成、数据和信息集成、各功能集成、人和组织的集成，尤其是要注意人和组织的集成。第5页,共92页，2024年2月25日，星期天第二节柔性制造技术应用计算机辅助制造技术，将数控机床、加工中心、物料自动储存传送装置和辅助控制装置等在计算机的统一控制下，形成柔性加工自动生产线，既柔性制造系统。第6页,共92页，2024年2月25日，星期天1.柔性制造技术中“柔性”的概念

1)设备柔性：指制造系统中能加工不同类型零件所具备的转换能力，其中包括刀具转换、夹具转换等。

2)工艺柔性：能以多种工艺方法加工某一零件组的能力。如镗、铣、钻、铰、攻螺纹等加工。

3)工序柔性：能自动改变零件加工工序的能力。

4)路径柔性：能自动更变零件加工路径。如遇到系统中某台设备的故障,能自动将工件转换到另一台设备上加工。可以根据负荷,自动改变加工路线,提高利用率,减少等待时间。

5)产品柔性：产品改变时能经济、迅速的转产。

6)批量柔性：能在不同批量下运行都能获取经济效益。

7)扩展柔性：能根据生产的需要组建和扩展生产能力。第7页,共92页，2024年2月25日，星期天1)FMC柔性制造单元

通常配置有零件缓冲区、刀具自动更换装置的数控机床或加工中心与工件存储运输装置组成。

柔性制造单元中数控机床数量约1--3台，具有加工多品种,中小批量灵活的生产能力。

可以作为FMS中的基本单元,也可视为小规模的FMS。

它的自动化程度略低于FMS,但其投资比FMS少得多，而经济效益相接近。这是中小型企业优先发展的机型,当生产规模扩大时,FMC可以重组和扩展,以适应生产规模的需求。2.柔性制造技术的类型第8页,共92页，2024年2月25日，星期天

柔性制造系统是由数控加工设备(或FMC),物料运储装置和计算机控制系统等组成的自动化制造系统。

一个柔性制造系统一般可概括为由下列三个部分组成，一是可编程控制的加工系统，二是自动化的物料储运系统，三是计算机控制系统。

三个系统的有机结合，构成了一个制造系统的能量流(通过制造工艺改变工件的形状和尺寸)、物料流(主要指工件流和刀具流)和信息流(制造过程的信息和数据处理)。2)FMS柔性制造系统

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FMF是FMS扩大达到全厂范围内的生产管理过程。机械加工过程和物料储运过程全盘自动化。它的主要特点是：1)分布式多级计算机系统，生产计划、日生产进度计划的生产管理的主计算机，它与CAD/CAM系统相联，以取得自动编制加工用的数控程序数据。2)FMF全部的日程计划进度和作业可以由主计算机和各级计算机通过在线控制系统进行调整，并可以进行无人化加工。3)CNC机床的数量一般在十几台到几十台。可以是各种形式的加工中心、车削中心、CNC机床等。4)系统可以全自动地加工各种形状、尺寸和材料的工件。全部刀具可以自动交换、自动检测磨损或损坏的刀具，能自动更新废旧刀具。5)物料储运系统必须包括自动立体仓库，以满足存取为数众多的工件和刀具的需求。系统可以从自动立体仓库中提取所需的坯料，并以最有效的途径实现物流和进行加工。3)FMF柔性制造工厂第10页,共92页，2024年2月25日，星期天1)加工系统

加工系统实际是完成改变物性任务的执行系统，主要由数控机床、加工中心等加工设备(有的FMS还带有工件清洗、在线检测等辅助与检测设备)构成。

对加工箱体类零件为主的FMS而言,通常配置数控加工中心,CNC铣床等；对于加工轴类零件为主的FMS,则配有CNC车削中心,CNC车床和CNC磨床；对于加工复杂零件的FMS,由于数控机床的刀库容量有限,必要时要增加机外自动交换刀库。3.柔性制造系统的组成第11页,共92页，2024年2月25日，星期天2)物料储运系统

FMS中的物料主要指的是工件(毛坯)、刀具、夹具、切屑以及切削液等。物料储运系统就是实现对物料的自动识别、存储、分配、输送、交换和管理的系统。3)计算机控制系统通过主控计算机或分布式计算机系统实现，大多采用3级分布式体系结构，它们是：第一级：设备层第二级：工作站层第三级：单元层单元级控制系统是FMS控制系统核心。第12页,共92页，2024年2月25日，星期天第三节计算机集成制造系统

美国学者JosephHarrington博士1973年首先提出“计算机集成制造”(ComputerIntegratedManufacturing,CIM)概念，其基本思想是：

•企业的各个生产环节是不可分割的，应该加以统一处理；

•整个生产过程实质上也是对信息的采集、传递和加工处理的过程，在企业中主要存在信息流和物流这两种运动过程，而物流又是受信息流控制的。第13页,共92页，2024年2月25日，星期天“自动化孤岛”第14页,共92页，2024年2月25日，星期天1+1=2?

第15页,共92页，2024年2月25日，星期天将“自动化孤岛”集成在一起第16页,共92页，2024年2月25日，星期天将“自动化孤岛”集成在一起第17页,共92页，2024年2月25日，星期天CIM和CIMS的定义CIM是一种组织、管理与运行企业的哲理。它将传统的制造技术与现代信息技术、管理技术、自动化技术、系统工程技术等有机结合，借助计算机(硬、软件)，使企业产品全生命周期——市场需求分析、产品定义、研究开发、设计、制造、支持(包括质量、销售、采购、发送、服务)以及产品最后报废、环境处理等各阶段活动中有关人/组织、经营管理和技术三要素及其信息流、物流和价值流有机集成并优化运行，实现企业制造活动的计算机化、信息化、智能化、集成优化，以达到产品上市快、高质、低耗、服务好、环境清洁，进而提高企业的柔性、健壮性、敏捷性，使企业赢得市场竞争。CIMS是一种基于CIM哲理构成的计算机化、信息化、智能化、集成优化的制造系统。第18页,共92页，2024年2月25日，星期天对CIM和CIMS的进一步说明•CIM是一种组织、管理与运行企业的哲理。其目的是使企业达到产品上市快、高质、低耗、服务好、环境清洁，进而提高企业的柔性、健壮性、敏捷性，使企业赢得市场竞争。因此，CIM/CIMS不是企业的目标，而是达到企业目标的手段之一；•CIMS的核心在集成。企业生产过程中的各个环节是一个不可分的整体，要以系统的观点进行优化。此处的优化是指对企业生产过程各阶段活动中有关人/组织、经营管理和技术三要素及其信息流、物流和价值流有机集成并优化；•CIM技术是传统的制造技术与现代信息技术、管理技术、自动化技术、系统工程技术等的有机结合，其包括总体技术、支撑技术、设计自动化技术、制造自动化技术和管理自动化技术；•CIMS的主要特点是计算机化、信息化、智能化、集成优化，CIM哲理和相关技术既可用于离散型制造业，也可用于流程和混合型制造业；•CIM是生产力发展的必然结果；CIM不是排他的，如CIM与LP。第19页,共92页，2024年2月25日，星期天CIMS输入输出第20页,共92页，2024年2月25日，星期天CIMS相关技术第21页,共92页，2024年2月25日，星期天CIMS的组成及其功能

CIMS包含了一个制造企业的设计、制造、经营管理三种主要功能，要使这三者集成起来，还需要一个支持环境，即分布式数据库和计算机网络以及指导集成运行的系统技术。组成：四个功能分系统管理信息系统(MIS)：以MRPII为核心，CIMS的神经中枢，指挥与控制其它部分的运行。工程设计自动化系统：含CAD、CAPP、CAM三部分。CIMS的主要信息源。制造自动化系统：CIMS信息流与物料流的结合点，CIMS最终产生经济效益的聚集地。第22页,共92页，2024年2月25日，星期天质量保证系统：采集CIMS内与质量有关的数据，保障企业生产目标的实现。含决策、检测与数据采集、评价、控制与跟踪几个子系统。两个支撑分系统

CIMS数据库系统：支撑系统，CIMS信息集成的关键之一，实现企业数据的集成与共享。一般采用集中与分布相结合的方式。

CIMS计算机通信网络系统：CIMS的另一个主要支撑技术，实现各分系统之间的通信、交流，完成系统的集成。第23页,共92页，2024年2月25日，星期天CIMS面向功能构成的系统结构

为控制CIMS控制系统的复杂性和简化实施，采用横向或纵向的分解与集成，形成多层递阶控制结构或由“核”核若干层外围组成的轮式结构。

优点：把CIMS系统分解成几个分系统，减少全局控制和开发的难度。美国制造工程师学会在1985年发表的CIMS最早轮图，含义是十分明确的，即在计算机技术的支持下，实现企业经营、生产等主要环节的集成。第24页,共92页，2024年2月25日，星期天第25页,共92页，2024年2月25日，星期天CIMS在我国的发展及实施CIMS的效益目标：我国“863计划”中将CIMS确定为自动化领域的主题研究项目之一，并规定了我国863/CIMS的战略目标为：跟踪国际CIMS有关技术的发展；掌握CIMS关键技术；在制造业中建立能获得综合经济效益并能带动全局的CIMS示范工厂，通过推广应用及产品化促进我国CIMS高技术产业的发展。

方针：效益驱动、总体规划、重点突破、分步实施、推广应用第26页,共92页，2024年2月25日，星期天发展：经过十多年的努力，我国CIMS事业取得了迅速发展，已形成了一个健全的组织和一支研究队伍；实现了我国CIMS研究和开发的基本框架；建设研究环境和工程环境，包括一个国家CIMS实验工程中心和7个单元技术开放实验室，完成了一大批课题的研究工作，陆续选定了一批CIMS典型应用工厂作为利用CIMS推动企业技术改造的示范点；这些工厂包括飞机、机床、大型鼓风机、纺织机械、汽车、家电、服装以及钢铁、化工等行业。第27页,共92页，2024年2月25日，星期天效益：

实施CIMS的效益主要体现在信息集成的效益上；由于系统集成度提高，使各功能分系统间的配合和参数配置更加优化，各种生产要素的潜力得到更有效的利用，减少实际存在于企业生产中的各种资源浪费，同时使管理科学化，提高企业对市场的响应能力。具体表现在：1)提高产品质量2)提高设备利用率3)提高科学管理水平。实施CIMS后，明显提高企业新品开发能力，提高企业市场竞争能力。产品质量明显提高，交货期短而准确，价格合理，企业的信誉随之提高；

CIMS在其发展历程中的主要应用对象是离散型制造业(约占全部制造业的50%)。第28页,共92页，2024年2月25日，星期天必须指出

CIMS的思想、系统方法和集成技术同样可用于诸如连续型或混合型企业中，国内外在电器、化工、电子元件、钢铁行业中已有不少企业实施CIMS应用工程并取得了成功。第29页,共92页，2024年2月25日，星期天第四节其他先进制造技术1.并行工程(ConcurrentEngineering，CE)

并行工程是集成地、并行地设计产品及其相关的各种过程(包括制造过程和支持过程)的系统方法。这种方法要求产品开发人员在设计一开始就考虑产品整个生命周期中从概念形成到产品报废处理的所有因素，包括质量、成本、进度计划和用户要求。并行工程的提出顺序生产方式：市场调研—产品计划—产品设计—试制样机—修改设计—工艺准备—正式投产。缺陷：设计过程中不能及早考虑制造过程及质量保证等问题第30页,共92页，2024年2月25日，星期天

并行工程是对产品及其相关过程(包括制造过程及其它支持过程)进行并行、一体化设计的一种系统化工作模式，其运行机理的要点表现在两方面：一方面突出人的作用，强调人们的协调工作；另一方面，要求一体化、并行地进行产品及其相关过程的设计，尤其注意早期的概念设计阶段的并行与协调。

并行工程的核心内容是并行设计，即在产品设计阶段尽可能同时考虑产品生命周期的所有影响，及时全面评价产品设计，提出改进的反馈信息及时改进产品设计，保证产品设计、工艺设计、制造一次成功，以达到降低产品成本，提高产品质量和缩短产品开发周期的目的。第31页,共92页，2024年2月25日，星期天第32页,共92页，2024年2月25日，星期天产品形成过程昨天-今天-明天产品规划概念设计生产准备详细设计昨天过程序列产品规划概念设计详细设计生产准备PDM数字模型过程管理明天过程流产品规划概念设计详细设计生产准备PDM今天过程链第33页,共92页，2024年2月25日，星期天丰田汽车公司的并行工程系统规划车型设计产品设计生产准备生产财务.会计Finance/Accounting开发期LengthofDevelopmentTime规划Planning

车形设计Stylingdesign

Engineering产品设计DesignPrototypeFabrication&Testing试制评价Productionengineering生产准备生产Production零部件厂家PartssuppliersProductionengineeringProduction规划Planning车形设计Stylingdesign产品设计EngineeringDesign试制.评价PrototypeFabrication&Testing生产准备生产试制评价第34页,共92页，2024年2月25日，星期天CE的特点强调团队工作(TeamWork)

强调设计过程的并行性强调设计过程的系统性强调设计过程的快速反馈第35页,共92页，2024年2月25日，星期天第36页,共92页，2024年2月25日，星期天

CE的目标：缩短产品的提前期，提高产品质量。

CE的组织：强调设计群体的协同工作(TeamWork)，注重协同的组织形式、协同的设计思想以及所产生的协同效益。

CE的方法与工具：除常规的计算机辅助设计和软件沟外，着重在数据交换、数据管理和通信技术。

CIMS作为制造系统为CE的运用提供了理想的集成环境，CE在CIMS中的应用能更好地解决CIMS中产品设计的效率问题。第37页,共92页，2024年2月25日，星期天

CE的关键技术并行工程是集成地并行地设计产品及相关过程的系统化方法。关键技术是：并行产品开发过程建模、仿真与优化并行工程的集成产品开发团队并行工程协同工作环境数字化产品建模与CAX/DFX使能工具

CE在先进制造技术中的地位和作用并行工程在先进制造技术中具有承上启下的作用。第38页,共92页，2024年2月25日，星期天

2.产品数据管理PDMPDM的定义：产品数据管理(PDM)以产品为中心，通过计算机网络和数据库技术，把企业生产过程中所有与产品相关的信息和过程集成起来，统一管理，使产品数据在其生命周期内保持一致、最新和安全，从而缩短产品研发周期、降低成本、提高质量、改善性能，使企业赢得主动权和竞争优势。与产品相关的信息包括项目计划、设计数据、产品模型、工程图纸、技术规范、工艺资料等；与产品相关的过程包括工作流程、机构关系等过程处理程序。第39页,共92页，2024年2月25日，星期天在开发和设计的工作中，正确的文档应该在正确的时候送到正确的地方需求功能图计算资料产品目录标准图纸零件表准则规格说明书材料表工具单DINISO第40页,共92页，2024年2月25日，星期天人工环境下的产品数据管理档案室文件发放放发件文工艺文件(纸介质)产品图纸(纸介质)物料文件(纸介质)其他文件(纸介质)网络产品设计

CAD/CAE生产管理

MRP/ERP其他部门信息孤岛信息孤岛信息孤岛电子文档

工艺设计

CAPP/CAM信息孤岛电子文档电子文档电子文档第41页,共92页，2024年2月25日，星期天重要工作查找通知检查归档分类设计计算绘图建立零件表修改利用PDM可以大大简化开发和设计工作基于PDM的系统解决方案图纸管理文档管理零件分类产品结构管理BOM生成2D/3D-CADFEMDTP文档保存零件管理第42页,共92页，2024年2月25日，星期天进一步分析，PDM可以定义为以软件技术为基础，以产品为核心，实现对产品相关的数据、过程、资源一体化集成管理的技术。PDM以产品为管理的核心，以数据、过程和资源为管理信息的三大要素。

PDM进行信息管理的两条主线是静态的产品结构和动态的产品设计流程，所有的信息组织和资源管理都是围绕产品设计展开的。核心思想是设计数据的有序、设计过程的优化和资源的共享。第43页,共92页，2024年2月25日，星期天产品数据管理(PDM)的原理M-CADE-CADCAPPFEMDTPPDMClientPDMClientPDMClientMetadaten文件系统文档PDMServerDBServer数据库第44页,共92页，2024年2月25日，星期天利用PDM实现异地设计PDMServerInternet/LAN/WANClientLocalFilesFilesDBFilesDBFilesDB第45页,共92页，2024年2月25日，星期天PDM系统中工作流管理第46页,共92页，2024年2月25日，星期天PDM系统的基本功能与应用基本功能

--产品定义数据和文件的存储、管理与共享

--产品数据和文件的生成和变更过程的工作流控制

--产品结构的配置与历史管理全局应用

--支持成组技术与模块化设计

--支持并行工程(CE/DFX)--知识管理(KM)的框架

--支持与生产系统(ERP)的集成

--产品全生命周期管理(PLM)的核心第47页,共92页，2024年2月25日，星期天PDM系统解决的问题充分利用成熟设计支持并行工程的组织原则、设计方法与工作流程建立标准/外购件库直至企业标准/知识库按规则配置变型产品，支持模块化设计支持设计阶段的成本控制确定更改影响、保存/追溯更改历史(版本)

支持质量保证体系和程序的执行保证生产系统获得及时、准确的数据和信息第48页,共92页，2024年2月25日，星期天产品设计

CAD/CAE生产管理

MRP/ERP其他部门电子文档

工艺设计

CAPP/CAM电子文档电子文档电子文档产品结构树(BOM)产品图纸三维模型产品工艺文件质量控制文件标准/手册其他...统一产品数据模型统一的产品数据库统一的产品数据管理系统(PDM)数据管理,数据查询,数据共享,权限控制,版本,更改,发放,工作流程,电子邮件...网络PDM环境下的产品数据管理第49页,共92页，2024年2月25日，星期天PDM管理下的信息环境产品数据产品结构管理更改管理工作流程CAD/CAM文档管理S电子数据仓库管理图纸/文档加工数据更改单说明书主模型生产系统第50页,共92页，2024年2月25日，星期天

1)制造的敏捷性敏捷制造(AgileManufacturing)，是20世纪90年代兴起的先进制造技术和管理思想。这种方法面向现代企业集团化、虚拟化的需求，能够极大地提高企业对市场反应的敏捷性和适应能力。敏捷制造作为一种制造哲理，目的是提高企业生产和经营上的敏捷性，及时满足市场多样化的需求；作为一种管理思想，其核心在于通过虚拟企业的形式，最大限度地提高资源利用率，充分利用转瞬即逝的市场机遇。定义：以柔性生产技术和动态组织结构为特点，以高素质、协同良好的工作人员为核心，实施企业间网络集成，形成快速响应市场的社会化制造体系。3.敏捷制造(AM)第51页,共92页，2024年2月25日，星期天

2)敏捷制造的特征

(1)与其他先进制造模式相比较，敏捷制造的主要特征

•以满足用户要求，获得利润为目标。

•以竞争能力和信誉为依据，选择组成动态公司的合作伙伴。

•基于合作间的相互信任、分工协作、共同目标来有力地增强整体实力。

•把知识、技艺、信息投入最底层生产线。第52页,共92页，2024年2月25日，星期天

(2)与传统的大量生产方式相比，敏捷制造主要特征

•全新的企业合作关系—虚拟企业(virtualenterprise)或动态联盟。

•大范围的通讯基础结构。在信息交换和通讯联系方面，必须有一个能将正确的信息在正确的时间送给正确的人的“准时信息系统”(justintimeinformationsystem)，作为灵活的管理系统的基础，通过信息高速公路与国际互联网络将全球范围的企业相联。

•为订单而设计、为订单而制造的生产方式。

•高度柔性的、模块化的、可伸缩的生产制造系统。这种柔性生产系统往往规模有限，但成本与批量无关，在同一系统内可生产出的产品品种是无限的。第53页,共92页，2024年2月25日，星期天

•柔性化、模块化的产品设计方法。

•“高质量”的产品。敏捷制造的质量观念已变成使整个产品生命周期内的用户满意，企业将质量跟踪持续到产品报废为止。

•有知识、有技术的人是企业成功的关键因素。在敏捷企业中，认为解决问题靠的是人，不是单纯的技术，敏捷制造系统的能力将不受限于设备，而只受限于劳动者的想像力、创造力和技能。

•基于信任的雇佣关系。雇员与雇主之间将建立一种新型的“社会合同”的关系，大家能意识到为了长远利益而和睦相处。第54页,共92页，2024年2月25日，星期天

•基于任务的组织与管理。敏捷制造企业的基层单位是“多学科群体”(multidisciplineteam)的项目组，是以任务为中心的一种动态组合，敏捷企业强调权力分散，把职权下放到项目，提倡“基于统观全局的管理”模式，要求各个项目组都能了解全局的远景，胸怀企业全局，明确工作的目标和任务的时间要求，而完成任务的中间过程则完全可以自主。

•对社会的正效应。大量生产方式通常只关心企业本身效益，不关心对社会的影响，所以通常会带来不同程度的环境污染，能源浪费及失业等社会问题。而敏捷制造则要全面消除企业生产给社会造成的不利影响，企业必须完全服务于社会。第55页,共92页，2024年2月25日，星期天一个跨国虚拟企业的结构第56页,共92页，2024年2月25日，星期天

3)动态联盟的组成及其特点

组成：(1)盟主；(2)盟员。虚拟企业的特点：(1)功能的虚拟化；(2)组织的虚拟化；(3)地域的虚拟化；(4)时限性；(5)虚实性；(6)协同性。创新能力较强的企业可以通过敏捷制造，作为动态联盟的盟主，专攻附加值较高的部分，其他企业也可通过参加动态联盟，发挥自身优势，形成规模效益。由于敏捷企业的目的在于提高资源利用率，进行敏捷化生产，因而也不可能有千篇一律的模式，不同的企业有不同的做法，但都具有以下特点：(1)设备柔性；(2)组织上的敏捷性；(3)高素质综合型人才；(4)企业的虚拟化。第57页,共92页，2024年2月25日，星期天

4)敏捷化工程的结构和支撑技术

组成结构框架的关键因素有以下特征：

(1)对企业竞争能力有重大影响；

(2)虽有成功的实例，但其实现机制还没有被充分认识；

(3)工业界已看到其重要性，准备付诸实施；

(4)不包括那些虽然重要，但已被广大企业理解并采用的因素。信息技术是实施敏捷化工程的基础，支撑技术如下：

(1)计算机网络通讯技术。

(2)信息集成技术。

(3)电子数据交换(EDI)标准化。

(4)并行工程技术。

(5)建模与仿真技术。第58页,共92页，2024年2月25日，星期天

4.准时生产模式1)准时生产的概念准时JIT(JustInTime)生产是20世纪70年代末日本丰田汽车制造公司首先应用。宗旨：使用最少量的设备、装置、物料和人力资源，在规定的时间、地点，提供必要数量的零部件，达到以最低的成本、最高的效益、最好的质量、零库存进行生产和完成交货的目的。第59页,共92页，2024年2月25日，星期天第60页,共92页，2024年2月25日，星期天2)JIT生产方式的基本思想(1)准时生产的目标传统的生产管理方式一般是上一道工序向下一道工序供应零部件，采取增加在制品的储备量以应付生产中的失调或事故导致的需求变化，久而久之，会导致在制品的过剩和积压，占用过多的资金，成本增加，不利于市场竞争。准时生产JIT的目标就是尽量减少库存或实现零库存的生产。JIT强调：“只在必要的时候，按必要的数量，生产必要的产品(零件、部件、成品)”，做到“准时领取、准时运送、准时生产”

第61页,共92页，2024年2月25日，星期天

(2)JIT生产方式的基本思想由后工序向前工序领取零部件按件传送在制品均衡生产质量保证弹性配置作业人数用最后的装配工序调整和平衡全部生产过程第62页,共92页，2024年2月25日，星期天

3)看板管理看板(Kanban)管理是准时生产JIT的核心内容之一。即按准时生产的概念把后工序看成用户，只有后工序提出要求时，前工序才允许生产，看板充当传递生产指令的角色。(1)看板的形式看板实际上就是一种记载着生产信息的卡片。“传递看板”(即取货看板)和“生产看板”(即订货看板)第63页,共92页，2024年2月25日，星期天第64页,共92页，2024年2月25日，星期天

(2)看板使用方式第65页,共92页，2024年2月25日，星期天

4)JIT与MRPII的异同点JIT与MRPII是两种现代化生产的管理方法，它们服务于共同的管理目标，即提高生产效率，减少库存费用和改善用户服务。JIT与MRPII的差异也是明显的如后表所示。第66页,共92页，2024年2月25日，星期天

JIT与MRPII的主要差别比较项目JITMRPII起源起源于日本在美国发展起来适用的生产环境适用于生产高度重复性产品的系统适用于批量生产、按用户订单生产、产品多变所需设备物料计划、能力计划、车间控制都可以由人工完成，不一定需要有计算机系统以计算机为工具，需要一定的软、硬件，投资费用高管理范围管理范围较窄管理范围广，既能作为一个经营战略计划系统，也可作为一个生产控制系统使用对待库存的管理思想认为库存是一种浪费，想方设法降低库存，努力采用小批量生产认为必要的一定的库存量是一种保护措施，是维持生产稳定的一个因素管理模式利用看板的“拉”式生产管理模式，不断促进生产者降低在制品库存、缩短生产提前期“推”式生产管理模式，强调系统中各部门、各加工中心的计划与协调，要按作业计划完成作业，不鼓励提前完工第67页,共92页，2024年2月25日，星期天5.精益生产(LP)

精益生产(LeanProduction)又译为精良生产、精简生产，即精益求精。

LP是由美国麻省理工学院提出的一种企业经营战略体系，它汇集了后勤保证体系和供给链的核心思想及JIT的哲理，综合了单件小批量生产与大批大量生产的优点，以实现用较少的投入生产出能满足客户多方面需求的高质量的产品。LP把客户、销售代理商、供应商、协作单位纳入生产体系，按客户不断变化的需求同步组织生产，时刻保持产品的高质量、多样化和灵活性。LP要求杜绝浪费，合理利用资源，最大限度地消除一切不对产品增值作用的无效劳动。LP高度重视人的作用和团队精神，要求人们进取不懈，永无止境地追求尽善尽美。第68页,共92页，2024年2月25日，星期天1)福特生产模式与丰田生产模式

丰田模式采取了如下对策：

(1)按订单组织生产。

(2)按新产品开发组织工作组。

(3)成立生产班组井强化其职能。

(4)组建准时供货的协作体系。

(5)激发职工的主动性。第69页,共92页，2024年2月25日，星期天2)精益生产及其特征

(1)以用户为“上帝”。

(2)以职工为中心。

(3)以“精简”为手段。

(4)综合工作组和并行设计。

(5)准时(JIT)供货方式。

(6)“零缺陷”工作目标。第70页,共92页，2024年2月25日，星期天

1)物料需求计划(MaterialRequirementsPlanning,MRP)，是在产品结构的基础之上，运用网络计划原理，根据产品结构各层次物料的从属和数量关系，以每一个物料为计划对象，以完工日期为时间基准倒排计划，按提前期长短区别各个物料下达计划时间的先后顺序而制订的计划。

2)制造资源计划(ManufacturingResourcesPlanning,MRP-II)是在闭环MRP基础之上，把物流和资金流结合在一起形成的完整的人机交互式的生产管理系统。它主要完成企业的计划管理、采购管理、库存管理、生产管理、成本管理等功能，MRPII可以在周密的计划下有效地利用企业的各种资源，控制资金占用、缩短生产周期、降低生产成本。6.制造资源计划(ManufacturingResourcesPlanning,MRPII)第71页,共92页，2024年2月25日，星期天

3)MRP-II可以使企业产生如下(5点)效益：

(1)可以改善企业经营决策，提高企业应变能力及所处的竞争地位。企业领导可以随时了解企业生产、销售、库存等运作情况和财务状况。

(2)实行规范管理，促进企业工作与生产效率的提高。

(3)降低库存。据国外有关资料统计，在实施MRP-II的企业中，库存资金的占用一般可降低15%~40%，资金的周转次数可提高50%~200%。

(4)合理利用资源。缩短生产周期，提高劳动生产率，进一步降低成本，增加利润。

(5)由于与财务系统的集成，可以大大减少对财务收支上的差错与延误，减少经济损失。同时还可以及时了解生产成本，辅助财务管理业务的运行。第72页,共92页，2024年2月25日，星期天

4)MRP-II的形成与发展制造资源计划是制造企业以生产计划与控制为核心的综合管理信息系统。从1960年前后由美国生产与库存控制协会(APICS)第一次提出物料需求计划的原理，开发了一套以库存控制为核心的物料需求计划计算机软件系统开始，到20世纪70年代发展成为制造资源计划，大致经历了30年时间。从制造资源计划出现至今，其原理、方法和软件都已日趋成熟和完善。

目前，国内的科研机构和开发单位，在学习国外制造资源计划原理的基础上，结合中国国情，已开发出了国产制造资源计划商品化软件。第73页,共92页，2024年2月25日，星期天

5)MRP-II的工作原理与结构

MRP-II的基本思想是：基于企业经营目标制定生产计划，围绕物料转化组织制造资源，实现按需要按时进行生产。它将企业产品中的各种物料分为独立需求物料和相关需求物料，并按时间段确定不同时期的物料需求，从而解决库存物料订货与组织生产问题；按照基于产品结构的物料需求组织生产，根据产品完工日期和产品结构规定生产计划；根据产品结构的层次从属关系，以产品零件为计划对象，以完工日期为计划基准倒排计划，按各种零件与部件的生产周期反推出它们的生产与投入时间和数量，按提前期长短区别各种物料下达定单的优先级，从而保证在生产需要时所有物料都能配套齐备，不需要时不要过早积压，达到减少库存量和占用资金的目的。从一定意义上讲，MRP-II系统实现了物流、信息流与资金流在企业管理方面的集成，并能够有效地对企业各种有限制造资源进行周密计划，合理利用，提高企业的竞争力。第74页,共92页，2024年2月25日，星期天

MRP-II系统分为五个计划层次：经营规划(BusinessPlanning,BP)

生产计划大纲主生产计划(MPS)

物料需求计划车间作业计划(PAC)(生产作业控制)MRP-II计划层次体现了由宏观到微观，由战略到战术，由粗到细的深化过程。下面的图给出了MRP-II的计划与控制层次结构(a)及组成结构和处理逻辑流程图(b)。第75页,共92页，2024年2月25日，星期天第76页,共92页，2024年2月25日，星期天

MRP-II要求企业管理达到标准规范化、算法定量化、反馈及时化和信息一致化，由此企业需要运用先进的计算机技术和现代化的通讯技术。MRP-II系统是MRP-II软件和硬件平台的总和，可以说是MRP-II管理思想的计算机化，所以MRP-II系统是企业实施MRP-II管理的工具。制造企业要推广应用MRP-II管理,总是和企业的计算机化管理结合在一起。主要原因就在于：对于绝大部分的制造企业而言，没有计算机化，就无法真正达到MRP-II所要求的规范化、定量化、及时化和一致化。第77页,共92页，2024年2月25日，星期天目前已有相当部分的中国制造企业(包括在中国的外资企业)成功地实施或正在实施MRP-II管理，也有一些企业在实施MRP-II管理的道路上停滞不前，甚至于失败，从经验和教训上，总结出企业实施MRP-II成功的三个关键之处，即：

(1)企业领导的高度重视,积极参与和强力推进；

(2)企业的产品适合用MRP-II管理；

(3)企业获得功能合适的MRP-II系统和有效的支持服务。第78页,共92页，2024年2月25日，星期天7.企业资源计划企业资源计划(EnterpriseResourcesPlanning，即ERP)，是基于计算机技术和管理科学的最新发展，从理论和实践两个方面，提供的企业(以制造业为代表)整体经营管理解决方案。ERP超越了传统MRP-II的概念，吸收了准时生产(JIT)，全面质量管理(TQC)等管理思想，扩展了管理信息系统的范围，除财务、分销、生产管理、人力资源外，还集成了质量管理、决策支持等多种功能，并支持国际互联网(Internet)、企业内部网(Intranet)和外部网(Extranet)、电子商务(E-Business)等。第79页,共92页，2024年2月25日，星期天

1)ERP系统概念的提出在MRP-II出现后的10余年间，其原理、方法和软件都成熟和完善起来。但与此同时，又出现了许多新的管理思想、管理方法。计算机和信息技术更是飞速发展。MRP-II系统软件也随着在变。其主要变化有以下五个方面：

(1)MRP-II需要完善。

(2)新的管理模式的出现并加入到MRP-II软件之中来。

(3)扩大MRP-II软件在企业内部的功能和管理的范围。

(4)将软件管理功能延伸到企业之外

(5)新技术发展的要求

第80页,共92页，2024年2月25日，星期天

2)ERP系统的(功能)结构

ERP管理系统主要由以下六大功能目标组成：

(1)支持企业整体发展战略的战略经营系统

(2)实现全球大市场营销战略与集成化市场营销

(3)完善企业成本管理机制，建立全面成本管理(TotalCostManagement)系统

(4)应用新的技术开发和工程设计管理模式

(5)建立敏捷后勤管理系统

(6)实施精益生产方式第81页,共92页，2024年2月25日，星期天

3)ERP系统的管理思想

ERP的核心管理思想就是实现对整个供应链的有效管理，主要体现在以下三个方面：

(1)体现对整个供应链资源进行管理的思想

(2)体现精益生产、同步工程和敏捷制造的思想

(3)体现事先计划与事中控制的思想第82页,共92页，2024年2月25日，星期天

4)应用ERP与企业的关系

(1)实施ERP是企业管理全方位的变革

(2)企业管理班子要取得共识

(3)ERP的投入是一个系统工程

(4)ERP的实施需要复合型人才第83页,共92页，2024年2月25日，星期天8.智能制造

1)智能制造研究的背景市场的因素技术进步因素

2)智能制造的含义智能制造技术是指在制造工业的各个环节，以一种高度柔性与高度集成的方式，通过计算机模拟