智能制造管理 课件 第二章 制造模式的演变

第二章制造模式的演变1制造管理的发展2工业4.0的制造管理需求3智能制造第一节制造管理发展历程制造管理的发展传统制造模式的弊端：个性化压力；高新技术压力；资源/环境压力制造管理的发展大量制造大量生产是指在较长时间内接连不断地重复制造品种相同的产品过程柔性制造是一种应对大规模定制需求而产生的新型生产模式。强调在生产过程中的适应性和灵活性。精益生产通过系统结构、人员组织、运行方式和市场供求等方面的变革，使生产系统能很快适应用户需求不断变化，并能使生产过程中一切无用、多余的东西被精简，最终达到包括市场供销在内的各方面达到最好结果的一种生产管理方式敏捷制造指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、管理和人员)，以有效和协调的方式响应用户需求，实现制造的敏捷性。制造管理的发展大量制造柔性制造敏捷制造精益生产第二节工业4.0的制造管理需求工业4.0的制造管理需求1.个性化需求：产品大众化功能已广泛满足，消费者开始追求个性化定制产品。在此情况下，产品的研发要充分听取消费者需求，或者消费者直接参与情况下完成；也可以是其他方或者是消费者直接完成。其最大特点在于：产品的生产是在消费者的具体订制后开始启动，因此消费者是主动的，生产者是服从的，实现了真正的消费驱动生产制造，生产完全满足消费的低消耗零库存。宜家工业4.0的制造管理需求2.高质量、低成本需求：降低制造成本，提高产品质量以获取最大化效益是制造管理的根本目标。提高产品质量需要从生产的各个环节进行产品控制。统计过程控制、先进过程控制成为提升产品质量的重要工具。工业4.0的制造管理需求3.可视化、可追溯性需求：随着个性化、小批量生产模式的不断深入，传统的制造管理方法因无法了解实时的生产运营情况，难以应对如此复杂的制造系统。为了实现对制造过程的实时控制，做到对最小生产单位制造过程的实时掌握，企业必须通过智能化转型的路径，实现全面数字化、网络化的生产，从而做到对所有生产要素的可追溯性管理。企业内部流程、系统、资源的垂直集成价值链企业间的横向集成工业4.0的制造管理需求4.自适应需求。生产控制是应对车间突发情况的重要手段，指通过调整生产过程中的关键要素以完成当前或者未来的生产计划，控制生产时间与过程质量等，达到对用户的准时交付与质量承诺，并且能够通过一系列措施应对突发事件如设备故障、紧急插入订单等。当面对生产计划调整时，许多制造企业没有能力实时或者提前做出调整，往往采用事后控制，修改生产计划来应对，导致生产过程中的滞后或者非计划停机等，降低了产线的生产能力。因此，通过采用大数据分析与人工智能等技术实现对生产异常的实时管控，并使得生产系统自动优化生产方案，实现自适应调整是现代制造业发展的重要需求之一。第三节智能制造智能制造智能制造发展的背景：消费者日趋个性化的需求促使制造业向“多品种，小批量”的制造模式转变，以期占领快速变化的市场份额，但是这也导致了制造系统复杂度不断提升，传统制造管理模式无法适应日益复杂的制造系统；第二，新技术的压力。以物联网、大数据等为标志的新一代信息通信技术的发展以及在制造业的快速渗透，为制造业的升级转型奠定了坚实的技术基础；第三，环境/资源压力。“双碳”目标的提出，对制造企业的可持续发展转型提出要求。智能制造智能制造的定义：德国工业4.0规划：将制造过程中所有的机器、存储系统和生产设施融入信息－物理系统（CPS），在制造过程中，所有的生产要素可以通过信息－物理系统进行信息交互、触发动作以达到制造过程实时控制的效果。美国智能制造领导力联盟（SmartManufacturingLeadershipCoalition，SMLC）：智能制造是先进传感器、仪器、监测、控制和工艺过程优化的技术和实践的组合，它们将信息通信技术与制造环境融合在一起，实现工厂和企业中能量、生产率和成本的实时管理，能够实现新产品的快速制造、产品需求的动态响应、工业生产和供应链网络的实时优化。中国工业和信息化部：智能制造是将制造技术与数字技术、智能技术、网络技术的集成应用于设计、生产、管理和服务的全生命周期，在制造过程中进行感知、分析、推理、决策与控制实现产品需求的动态响应，新产品的迅速开发以及对生产和供应链网络实时优化的制造活动的总称，可分为智能设计、智能生产、智能管理、智能制造服务四个关键环节。智能制造本书定义：智能制造是利用新一代信息技术将所有制造要素集成融入CPS系统中，并且所有的制造资源可以实时进行信息共享与交互，实现对制造过程的实时控制，控制制造过程波动性，从而实现产品的动态响应以及对供应链网络的实时优化，提高关键生产绩效指标，降低制造成本。第四节我国发展智能制