先进制造技术第6章.ppt

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1、第第6 6章章 先进制造模式先进制造模式内容要点：-先进制造模式基本概念先进制造模式基本概念 -计算机集成制造（计算机集成制造（CIMCIM）-并行工程（并行工程（CECE）-精良生产（精良生产（LPLP）-敏捷制造（敏捷制造（AMAM）-可重构制造系统可重构制造系统制造模式制造模式：是指制造企业在生产经营、管理体制、组织结构和技术系统等方面所表现出来的形态或运作方式。制造模式制造模式的演变：的演变：技术(能造出)产品(成本低)市场(有人要)用户(要什么)先进制造模式先进制造模式：依据不同制造环境，通过有效地组织各种生产要素达到良好制造效果的一种先进生产方法。如计算机集成制造CIM、并行工程C

2、E、精良生产LP、敏捷制造AM、高效快速重组LAF、智能制造IM、绿色制造等。先进制造模式管理新理念先进制造模式管理新理念：1）“以人为中心以人为中心”的指导思想的指导思想“人”成为第一要素，要求员工不仅具有扎实和广博熟练的专业知识，还需有善于沟通和合作的能力。2）“企业随产品重组企业随产品重组”的观念的观念企业产品常常需要由若干企业合作才能完成，为此企业组成结构也需要跟随产品的变更进行重组。3）“宁可做少也要做好宁可做少也要做好”的观念的观念企业需要发展自己的核心优势，凭借其核心优势方可与其它企业合作去参与市场竞争。4）“做蛋糕比分蛋糕更重要做蛋糕比分蛋糕更重要”的观念的观念做好“蛋糕”是前

3、提，应比分配“蛋糕”更为重要。6.1 6.1 先进制造模式概述先进制造模式概述6.2.1CIM和和CIMS概念概念6.2.2CIMS结构组成结构组成6.2.3CIMS递阶控制结构递阶控制结构6.2.4CIMS在我国的推广与实施在我国的推广与实施6.2 6.2 计算机集成制造（计算机集成制造（CIMCIM）6.2.1 CIM6.2.1 CIM和和CIMSCIMS概念概念1、什么是、什么是CIM美国Harrington博士关于CIM两个观点两个观点：企业各个生产环节是一个不可分隔的整体（集成集成）；企业生产制造过程是对信息采集、传递和加工处理的过程（信息信息）。ISO关于关于CIM定义定义：是将企

4、业所有的人员、功能、信息和组织等诸方面集成为一个整体的生产方式。CIM含义：含义：是一种思想、模式、哲理，强调企业信息集成强调企业信息集成。2、什么是、什么是CIMSCIMS含义：含义：基于CIM哲理的一种工程集成系统。CIMS核心：核心：是将企业内的人/组织、经营管理和技术三要素之间的集成，以保证企业内的工作流程、物质流和信息流畅通无阻。CIMSCIMS三要素关系：三要素关系：1 1）经营管理与技术集成：）经营管理与技术集成：技术支持企业达到预期的经营管理目标；2 2）人）人/机构与技术集成：机构与技术集成：技术支持各类人员互相配合协调一致工作；3 3）人）人/机构与经营管理集成：机构与经营

5、管理集成：人员素质提高将支持企业的经营管理；4 4）企业综合信息集成）企业综合信息集成 企业三要素综合集成，可使企业实现效益最优。CIMSCIMS三要素集成三要素集成6.2.2 CIMS6.2.2 CIMS结构组成结构组成CIMSCIMS基本结构组成基本结构组成1 1）经营管理信息分系统）经营管理信息分系统MISMIS -信息处理信息处理 包括信息的收集、传输、加工和查询；-事务管理事务管理 包括计划管理、物料管理、生产管理、财务管理等；-辅助决策辅助决策 根据现有信息进行市场预测，进行企业经营管理决策。-核心工具核心工具 制造资源计划MRPII，将企业内各个管理环节进行集成，以 减少库存、降

6、低成本，提高企业市场应变能力。2)2)工程设计信息分系统工程设计信息分系统EDISEDIS（CAD/CAPP/CAM）-CAD-CAD 产品造型、分析优化、模拟仿真、图形处理、物料清单生成等；-CAPP-CAPP 毛坯设计、工艺选择、工序设计、工时定额计算等；-CAM-CAM 刀位计算、刀轨仿真、后置处理、数控代码生成等。3 3）制造自动化分系统）制造自动化分系统MASMAS MASMAS地位：地位：位于企业底层，是企业信息流和物料流结合点，是最终产生 效益聚集地。MASMAS组成：组成：机械加工系统机械加工系统-CNC、MC、FMC、FMS加工设备；物料储运系统物料储运系统-物料的装卸、搬运

7、和存储；控制系统控制系统-实现对机械加工系统和物流系统的自动控制；检测监视系统检测监视系统-加工工件自动检测、设备运行自动监视。4 4）质量保证信息分系统）质量保证信息分系统QISQIS 质量计划质量计划-建立质量技术标准，制定检测计划、检测规程和规范；质量检测管理质量检测管理-进出厂材料和产品质量检测管理，设计质量指标管理，生产质量数据管理；质量分析评价质量分析评价-对各类质量问题进行分析，评价各种影响因素，查明影 响质量主要因素。质量信息综合与控制质量信息综合与控制-报表生成，质量综合查询，采取各种质量控制 措施。5 5）数据库管理分系统）数据库管理分系统 -对各类数据存储和调用，供各工程

8、分系统的信息交换和共享。-采用分布式异型数据库，通过互连网络体系，完成全局数据调 用和分布式事务处理。-采用工程数据库管理系统，实现对图形数据和非图形数据处理。6 6）计算机网络分系统）计算机网络分系统 在企业内常用局域网，对于大型企业集团可通过远程网络互连，CIMS兼有局域网和广域网的网络特征。MIS管理信息系统 EDS工程设计自动化系统 MAS制造自动化系统 QCS质量保证系统CIMSCIMS各功能分系统间的信息流各功能分系统间的信息流6.2.3 CIMSCIMS递阶控制结构递阶控制结构 1 1）工厂层）工厂层-最高决策层，制定长期生产计划、确定资源需求、产品开发、成本核算，规划周期几个月

9、几个月/几年时间几年时间。2 2）车间层）车间层-协调车间作业和资源配置，作用周期几周几周/几个月几个月。3 3）单元层）单元层-完成本单元作业调度，包括作业顺序和指令发放、进行任务分 配调度、协调物料运输，规划时间几小时几小时/几周几周。4 4）工作站层）工作站层-负责协调设备小组活动，规划时间几分钟几分钟/几小时几小时。5 5）设备层）设备层-各种设备控制器，执行上层控制命令，完成加工、测量、运输 等任务，响应时间几毫秒几毫秒/几分钟几分钟。上述上述CIMS递阶控制结构，各层分别控制与管理，功能单一递阶控制结构，各层分别控制与管理，功能单一、易于实现；易于实现；其层次越高其层次越高其其控制

10、功能越强，处理的任务越多；层次越低实时性要求越高，控制功能越强，处理的任务越多；层次越低实时性要求越高，控制回路内部的信息流速度越快。控制回路内部的信息流速度越快。6.2.4 CIMSCIMS在我国的推广与实施在我国的推广与实施863/CIMS863/CIMS主题主要任务：主题主要任务：1 1）应用基础研究）应用基础研究 包括集成技术、质量保证、柔性制造、管理决策、网 络及数据库技术等；2 2）关键技术攻关）关键技术攻关 包括集成平台与原型系统开发、集成制造管理模式和 企业间集成技术、复杂过程建模与优化控制、现代优化设计等；3 3）目标产品开发）目标产品开发 包括离散及流程工业单元技术及重大目

11、标产品、目标 产品集成系统等；4 4）应用示范工程）应用示范工程 建立一批包括飞机、机床、鼓风机、纺织机、汽车、家电和服装等行业国家级CIMS技术应用示范企业。通过通过863/CIMS863/CIMS主题研究，建立了我国企业信息化支撑环境，推动我主题研究，建立了我国企业信息化支撑环境，推动我国制造业信息化发展进程。国制造业信息化发展进程。6.3.1并行工程的概念并行工程的概念6.3.2并行工程运行模式并行工程运行模式6.3.3并行工程特征并行工程特征6.3.4并行工程关键技术并行工程关键技术6.3.5并行工程的支持工具并行工程的支持工具6.3 并行工程（CE）6.3.1 6.3.1 并行工程的

12、概念并行工程的概念 串行工程：串行工程：在前一工作环节完成之后才开始后一工作环节的工作，各工作环节作业时序上没有重叠和反馈，即使有反馈，也是事后的反馈。并行工程：并行工程：将时间上先后的知识处理和作业实施过程，转变为同时考虑，尽可能同时处理的一种作业方式。并行工程强调企业产品开发过程的集成，在产品设计阶段就尽可能将下游的设计、工艺、制造、销售、市场、维修等不同专业人员组成开发小组，以协同的工作方法进行产品的设计。6.3.2 6.3.2 并行工程运行模式并行工程运行模式并行工程工作方式并行工程工作方式并行工程设计网络：并行工程设计网络：设计人员在自身工作站上借助通讯工具和公共数据库，通过协调机制

13、进行并行设计。6.3.3 并行工程特征 1 1、并行特征、并行特征 在产品设计阶段并行考虑产品整个生命周期中的所有因 素，但不能省去任一生产环节，不是将设计和生产环节重叠进行。2 2、整体特征、整体特征-强调全局考虑问题，追求整体最优，有时可能要牺牲局 部某些利益。3 3、协同特征、协同特征 1 1）协同组织形式）协同组织形式 以群体小组工作方式，小组成员由设计、工艺、制造不同人员组成，有自身责权利，有自身的工作计划和目标。2 2）协同设计思想）协同设计思想 强调一体化、并行地进行产品及其相关过程的协 同设计；3 3）协同的效率）协同的效率 强调“1+12”，强调“工”字钢协同强度。4 4、集

14、成特征、集成特征 1 1）人员集成）人员集成 管理者、设计者、制造者以至用户集成；2 2）信息集成）信息集成 信息获取、表示和操作工具的集成与管理；3 3）功能集成）功能集成 企业内部及外部功能集成；4 4）技术集成）技术集成 多学科知识以及各种技术、方法的集成。6.3.4 6.3.4 并行工程关键技术并行工程关键技术 1 1）产品开发过程的重构）产品开发过程的重构 从产品特征、开发活动、组织结构、资源配置、开发计划、调度策略等方面不断改进和提高。2 2）集成的产品信息模型）集成的产品信息模型 应能够全面表达产品、工艺、制造以及产品生命 周期内各环节的信息，能够使小组成员共享模型中的信息，这是

15、并行 作业的基础。3 3）并行设计过程的协调与控制）并行设计过程的协调与控制 并行设计是一个反复迭代优化的过程，该过程的管理、协调与控制是实现并行设计关键。6.3.5 6.3.5 并行工程的支持工具并行工程的支持工具（1 1）CAXCAX工具工具 CAD、CAE、CAPP、CAM、CAT等；（2 2）DFXDFX工具工具 DFM、DFA、DFT、DFU等；（3 3）产品数据管理）产品数据管理PDM PDM 对共享数据进行统一规范管理，保证全局共享数 据的一致性，提供统一的数据库操纵界面。（4 4）协同的网络通讯手段）协同的网络通讯手段 1 1）多）多媒体邮件媒体邮件-传送速率低，不适于解决期限

16、紧迫设计问题；2 2）电）电子公告板子公告板-是一种提供观察、修改公共信息的白板技术，仍不能保证在规定时间内得到同事的反应；3 3）基）基于网络的视频会议系统于网络的视频会议系统MONET-MONET-基于网络的多媒体会议系统，可共 商关心的问题，减少来往消耗的时间和精力；4 4）Web3D技术应用技术应用-Web3D可将有形实体通过互联网进行虚拟展示，设计者可在浏览器上随时沟通各自设计意图，实现同步协同。6.4.1精益生产的提出、内涵及目标精益生产的提出、内涵及目标6.4.2精益生产组织与管理体系精益生产组织与管理体系6.4.3精益生产组织与管理精益生产组织与管理6.4 6.4 精益生产精益

17、生产（LPLP）6.4.1 6.4.1 精益生产的提出、内涵及目标精益生产的提出、内涵及目标1、精益生产的提出背景、精益生产的提出背景1）二战后日本汽车业开始起步，丰田公司总产量不及福特公司一天产量；2）以福特为代表的大量生产方式，以规模带动低成本，有较强的竞争力；3）日本面临需求不足、技术落后和资金困难。在此背景下，丰田公司经多年努力形成一套丰田生产方式，使日本汽车业迈上新台阶，在1980年成为世界汽车制造第一大国。“精益生产精益生产”的命名：的命名：-丰田生产方式当时未受人关注，仅在丰田公司及其配套商中实施；-1973年石油危机，精益生产方式开始为世人瞩目；-直至1985年，美国MIT成立

18、“国际汽车计划IMVP”机构，历时5年调查世界各汽车制造商，结果说明：造成差距的原因不在于企业自动化程度、生产批量、产品类型的，而在于生产方式的不同。-1990年IMVP正式命名丰田生产方式为“精益生产精益生产”。2 2、精益生产内涵、精益生产内涵 精益生产：精益生产：消除一切无效劳动和浪费，少投入，多产出，合理配置资 源，走内涵发展、集约式经营的“瘦型”生产方式。资源配置原则：资源配置原则：以彻底消除无效劳动和浪费为目标，改进臃肿的组织机构、大量非生产人员、宽松的厂房、超量的库存储备等企业管理弊端。3 3、精益生产思维特点、精益生产思维特点 1 1）逆向思维）逆向思维 将销售为起点，把用户作

19、为生产过程组成部分；由后道工序 拉动前道工序；认为超前生产是无效劳动，是一种浪费。2 2）逆境拼搏）逆境拼搏 精益生产来自与逆境拼搏精神，当时丰田公司产量不及福特 公司一天产量条件下，敢于提出赶超美国。3 3）尽善尽美追求）尽善尽美追求 精益生产目标追求尽善尽美，追求低成本、无废品、零 库存，不允许出错。4、精益生产的目标、精益生产的目标1）“零零”转产工时转产工时将品种切换与装配线转产的时间浪费降为零或接近为零。2）“零零”库存库存将加工与装配相连接流水化，消除中间库存，使库存降为零。3）“零零”浪费浪费消除多余制造、搬运、等待的浪费，实现零浪费。4）“零零”不良品不良品在源头消除不良品，实

20、现零不良品。5）“零零”故障故障消除机械设备的故障停机，实现零故障。6）“零零”停滞停滞最大限度地压缩前置时间，实现“零”停滞。7）“零零”灾害灾害始终将安全生产放在第一位。6.4.2 精益生产组织于管理体系1 1、精益生产屋、精益生产屋 精益生产基础：精益生产基础：计算机信息网络支持下的群体工作小组和并行工程的生 产作业方式，三支柱：三支柱：准时生产、全面质量管理和成组技术。2 2、准时生产（、准时生产（JITJIT）JITJIT基本思想：基本思想：在必要的时候、按必要的数量、生产所必要的产品。JITJIT目标：目标：零库存、零废品、零故障、零准备时间。JITJIT基本原理基本原理 1 1）

21、以装配为起点）以装配为起点“后拉式后拉式”生产生产 在装配需要时向前道工序领取必要 数量的零部件，前道工序储备减少后向更上一道工序领取必要零件。2 2）化大批量为小批量，尽可能按件传送）化大批量为小批量，尽可能按件传送 生产一件、传送一件、储备 一件，不准额外生产，宁可中断生产，决不积压在制品。3 3）均衡化生产）均衡化生产 生产线每日平均生产各种产品，保证各类零部件平均消 耗，消除生产不均衡现象，消除过剩的在制品和过多生产人员。3、全面质量管理（、全面质量管理（TQM）（1）TQM内涵内涵-全员参加全员参加贯穿产品生命周期，力求全面经济效益一种质量管理模式。-强调强调“源头质量源头质量”每位

22、在线员工对自身工作负责：对质量造成直接影响的员工负起质量改进的责任；消除质量控制检查员与员工之间的敌对情绪；激励员工为自身工作骄傲，达到保证和改进质量目的。（2）TQM内容内容1）产品设计过程质量管理）产品设计过程质量管理设计是产品质量形成起点，对用户确认用户对新产品质量要求，对制造过程应使产品结构设计满足制造工艺要求。2）产品制造过程质量管理）产品制造过程质量管理制造过程是产品质量形成的直接过程，应保证产品质量控制，建立质量受控制状态下的生产系统。3）辅助生产和产服务过程的质量管理）辅助生产和产服务过程的质量管理辅助生产过程即提供如动力和工具、等辅助产品，生产服务过程是提供如设备维修、物资供

23、应等服务，其任务是为制造过程实现优质、高效、低耗的目标创造条件。4）产品使用过程的质量管理）产品使用过程的质量管理使用过程是企业质量管理的归宿和出发点，应抓好技术服务、编制好使用说明书、传授使用技术等。PDCAPDCA管理管理循环循环（3 3）TQMTQM实施过程：实施过程：遵循“计划-执行-检查-处理”的循环运行：1 1）制订计划（）制订计划（P P）分析质量现状、找出质量问题，制定质量管理计划。2 2）执行计划（）执行计划（D D）按照质量管理计划分工执行。3 3）效果检查（）效果检查（C C）将执行结果与要求比较，检查效果找出新问题。4 4）新问题处理（）新问题处理（A A）总结经验，对

24、新问题加以处理，尚未解决的问题 转入下一轮循环。4、成组技术（、成组技术（GT）成组技术：成组技术：一种基于相似性原理合理进行生产技术准备和生产过程的技术，是组织多品种、小批量生产的一种科学管理方法。GT基本原理：基本原理：根据零件结构形状、工艺过程和加工方法的相似性，对所有产品零件进行分类分组，类似零件进行合并、汇集成零件族，对每一零件族组织合适工艺，使用同一机床、夹具和刀具进行加工，变小批量为大批量生产，提高效率，降低成本。GT技术应用：技术应用：-成组设计：减小设计工作量，促进产品结构、加工设备及夹具标准化；-成组工艺：减少夹具数量，一个夹具可为整个零件族使用；-成组设备：可加工某零件族

25、中所有零件，零件在机床间移动路径最短；-成组生产管理：可获得大批量生产才能够获得的经济利益。举例：举例：根据结构相似性成组的零件族根据结构相似性成组的零件族6.4.3 6.4.3 精益生产组织与管理精益生产组织与管理1）主查制开发组织，并行式开发程序）主查制开发组织，并行式开发程序主查及权利：主查及权利：主查即项目负责人，对一切资源拥有支配权，对项目有决定权和指挥权，对小组成员有评价权、推荐权。项目成员：项目成员：核心成员不变动，非核心成员来自各部门，需要时抽调。并联开发程序：并联开发程序：从产品设计开始，工艺、生产、质量和销售等人员就参与工作，从后继工序提出各种要求，各项工作尽可能同步进行。

26、2）拉动式生产管理）拉动式生产管理推动式管理：推动式管理：生产过程以零件加工起点，装配为终点，由前道工序向后道工序提供零部件的生产管理模式。拉动式管理拉动式管理：每道工序生产是由下道工序的需要拉动的，具体表现为：以市场拉动企业生产，市场需要什么就生产什么，不允许超前生产；以后道工序拉动前道工序，以总装拉动部装，以部装拉动零件加工；以前方生产拉动后方生产，后方生产准时服务于生产现场需求；以主机厂拉动配套厂生产，配套厂是主机厂一个组成部分；3）人本管理的劳动组织体制）人本管理的劳动组织体制雇员比机器更为重要的固定资产；在生产中享有充分的自主权；将任务责任托付工人，通过培训扩大知识面，提高技能，成为

27、多面手。4 4）简化产品质量检验环节）简化产品质量检验环节 把质量保证职能交给直接生产人员，精心完成每一工序作业，取消检验场所和检验人员节省生产费用。5 5）相互依存的总装厂和协作厂关系）相互依存的总装厂和协作厂关系组织协作厂协会，派高级经理人员去协作厂任职，参股控股；协作厂参与产品开发，共同分析成本、合理分享利润；直达供应和直送工位体制，协作厂在50km半径范围内，定时定量直接将配套件送到工位。6 6）以顾客为中心的销售策略）以顾客为中心的销售策略 经销人员登门拜访，主动销售，了解基本情况，满足用户特定要求，用真诚感动用户。6.4.4 6.4.4 精益生产流程精益生产流程1 1、拉动式生产、

28、拉动式生产 传统推动式生产模式传统推动式生产模式：由前道工序向后续工序提供物料的生产管理模式。弊端弊端：若市场需求变化，将造成库存积压，缺乏市场弹性。推动式生产运行逻辑推动式生产运行逻辑拉动式生产模式：拉动式生产模式：以装配为生产起点，当总装配线需要时才允许能向 前道工序领取必要数量的零部件，以实现不超量生产、不提前生产的准时生产企业目标。拉动式生产运行逻辑拉动式生产运行逻辑2、均衡化生产、均衡化生产生产批量的均衡性生产批量的均衡性：均衡化的生产计划和调度管理，使生产线每日均衡生产各种产品。在装配线上每日顺序装配各类产品在装配线上每日顺序装配各类产品：保证各类产品零部件的平均消耗，消除零部件消

29、耗不均衡现象。生产计划化大批量为小批量生产计划化大批量为小批量：避免成批生产或成批搬运，必要时只生产一件，只传送一件，只储备一件，减少在制品储备。3 3、看板管理、看板管理 （1 1）看板类型：）看板类型：一种备忘卡片或传票。生产看板：生产看板：用于指挥各工序加工，记载加工品种、数量、时间、方法等。传送看板传送看板-用于指挥物料传递，记载传递名称、数量、时间、目的地等。生产生产看板看板传送传送看板看板（2 2）看板功能：）看板功能：1 1）作为生产及传送工作指令）作为生产及传送工作指令 依照生产看板进行生产，依照传送看板 进行工序间物料传送。2 2）防止过量生产和过量运送）防止过量生产和过量运

30、送 “没有看板不能生产，没有看板不能运 送”，依此可自动防止过量生产和过量传送。3 3）作为直观目视管理的工具）作为直观目视管理的工具 “看板必须存放在实物上”、“前工序 按照看板取下的顺序进行生产”，依此可通过看板可知道各工序 作业进展和在制品情况。4 4）改善生产系统）改善生产系统“体质体质”的工具的工具 规定“不能把不良品送往后道工序”，后道工序得不到物料会造成全线停工，问题得到暴露，使 系统“体质”不断增强，保证生产系统能够正常稳定的生产。（3）看板管理运行过程）看板管理运行过程设：设：1）某生产系统由零件加工、部件装配和产品总装工序组成；2）各工序有甲乙两个存件箱，甲存放前工序零部件

31、，附有移动看板；乙存放本工序已加工零部件，附有生产看板。3）实线箭头表示物件传递过程，虚线箭头为看板传递过程。看板管理运行原理看板管理运行原理6.5.1 6.5.1 敏捷制造内涵与特征敏捷制造内涵与特征6.5.2 6.5.2 敏捷制造企业体系结构敏捷制造企业体系结构6.5.3 6.5.3 敏捷制造的使能技术敏捷制造的使能技术6.5 6.5 敏捷制造（敏捷制造（AMAM）6.5.1 6.5.1 敏捷制造内涵与特征敏捷制造内涵与特征1、敏捷制造内涵、敏捷制造内涵敏捷制造：敏捷制造：企业在快速变化的市场竞争环境中求得生存和发展，取得竞争优势的一种经营管理和生产组织新策略。敏捷制造企业：敏捷制造企业：

32、-快速响应市场需求快速响应市场需求不断改进老产品，迅速开发高质量新产品，在整个产品生命周期内满足用户需求；-快速应变能力快速应变能力采用高柔性、可重组设备组织生产，使生产成本与批量无关，充分把握市场获利时机。-强调强调“竞争与合作竞争与合作”出现机遇时，以最快速度从企业内部、外部选出优势群体，组成动态联盟组织进行经营活动。2 2、敏捷制造的特证、敏捷制造的特证 1 1）快）快速响应速度速响应速度 包括对市场反应速度、新产品开发速度、生产制造速度、信息传播速度、组织结构调整速度等，通过并行化设计方法、高柔性可重构生产设备、动态联盟组织结构，提高企业对市场响应速度。2 2）全生命周期让用户满意全生

33、命周期让用户满意 根据用户需求确定产品功能和结构，让用户参与设计和制造过程，产品质量跟踪直至报废。3 3）灵活的动态组织机构）灵活的动态组织机构 将传统宝塔形管理模式转变为扁平并行式管理模式，企业间的竞争关系变为动态联盟式互赢关系。4 4）开放的基础结构和先进制造技术）开放的基础结构和先进制造技术 利用各种资源，把企业的生产技术、经营管理和人力资源集成到一个相互协调的系统中。敏捷制造企敏捷制造企业与与传统制造企制造企业的比的比较属性属性敏捷制造企敏捷制造企业业传统传统制造企制造企业业强强调调重点重点第一是时间，第二是成本第一是成本，第二是时间管理模式管理模式以团队为核心扁平化矩阵式管理宝塔形组

34、织管理模式组织组织形式形式以动态联盟公司为组织形式固定的生产协作单位合作关系合作关系平等关系结盟，利润共享、风险共担固定价格和经济合同维持关系网网络络要求要求Internet、Intranet、ExtranetIntranet驱动驱动方式方式拉动式，根据需求快速响应市场变化推动式，依赖订货计划适适应应性性环境适应性强，环境适应性差覆盖范覆盖范围围社会、全球企业自身员员工工合作、自定位、创造性、综合能力服从命令、守纪、不愿合作6.5.2 6.5.2 敏捷制造企业体系结构敏捷制造企业体系结构敏捷制造企业五视图模型：敏捷制造企业五视图模型：1）功）功能视图能视图是指敏捷制造企业的各类功能模块，包括经

35、营管理、开发设计、生产制造、市场营销等各类功能。2）组）组织管理视图织管理视图描述AMS组织构成和管理方式，以动态联盟为主要组织形式，以项目团队为核心的扁平化管理模式。3）AMS信息视图信息视图描述AMS信息组成、信息流动和信息处理的信息系统，具备快速构建、快速运作、快速重组和快速适应的能力。4）资源）资源视图视图描述由不同地域、不同企业合理配置和重组的企业资源，呈现分布、异构、不确定等特征。5）过程视图）过程视图描述AMS实施过程。此外还有：此外还有：包括政策法律、市场环境、社会基础设施以及信息服务、敏捷管理、敏捷设计及敏捷制造关键技术的支撑。敏捷制造企业五视图体系结构敏捷制造企业五视图体系

36、结构6.5.3 6.5.3 敏捷制造的使能技术敏捷制造的使能技术动态联盟生命周期动态联盟生命周期1、动态联盟、动态联盟动态联盟：动态联盟：为了赢得某市场机遇快速组建的功能单一的临时性经营实体。动态联盟优势：动态联盟优势：1）有利于资源的利用有利于资源的利用中小企业可分享合作资源，大企业无需大量投资可迅速扩大生产，降低失败风险；2）可发挥联盟成员各自专长和优势可发挥联盟成员各自专长和优势在经济和技术实力上容易超过它所有竞争对手；3）每个合作者有机会进入更广泛市场）每个合作者有机会进入更广泛市场各自资源可以得到充分利用，取得局部最优基础上的全局最优；4）可避免过度竞争）可避免过度竞争兼容竞争和合作

37、，保存竞争活力。2、扁平化组织结构、扁平化组织结构扁平化管理模式：扁平化管理模式：在企业决策层和操作层之间尽可能少的中间管理层。扁平化组织结构扁平化组织结构特征：特征：1）目标明确）目标明确任一团队成员都愿意为共同目标努力工作。2）无部门界限）无部门界限具有不同技能的团队成员来自不同部门，但受原部门管辖，依据团队目标自主工作，团队直接向企业负责。3）角色清楚）角色清楚每个成员均清楚自己的定位与责任。4）规模适中）规模适中团队成员人数视任务而定，规模过大不便于交流，影响主动性和积极性的发挥。扁平化矩阵式组织管理结构扁平化矩阵式组织管理结构3 3、虚拟制造、虚拟制造虚拟制造：虚拟制造：通过计算机软

38、件模拟产品实际制造过程的一种新技术，是通过虚拟现实的软硬件系统在计算机上生成可交互、有沉浸感的虚拟工作环境，可直观地观察制造系统的运行过程和运行效果。虚拟制造特征：虚拟制造特征：1）结构相似性）结构相似性与现实制造系统在结构上是相似的，拥有现实系统所有的组成部分。2）功能一致性）功能一致性与现实制造系统在功能是一致的，忠实地反映制造过程本身的动态特性。3）组织结构的灵活性）组织结构的灵活性是面向未来、面向市场、面向用户需求的制造系统，其组织与实现具有非常高的灵活性。4）技术和功能的集成性）技术和功能的集成性运用多学科先进技术，可实现信息集成、智能集成、串并行工作机制集成和人机集成等多种形式的集

39、成。虚拟现实系统结构组成虚拟现实系统结构组成6.6 6.6 可重构制造系统（可重构制造系统（RMSRMS）6.6.1RMS内涵与特征内涵与特征6.6.2RMS与其他制造系统比较与其他制造系统比较6.6.3RMS结构组成与类型结构组成与类型RMSRMS定义：定义：RMS能够基于现有自身系统的规划与设计规定的范围，通过系统构件自身的变化、数量的增减以及构件间联系变换等方式动态地改变其构型，根据要求能够调整其生产过程、生产功能和生产能力，可对多个零件族提供定制柔性，提供开放性的系统结构。RMSRMS关键特征：关键特征：1 1）模块化模块化 RMS主要部件应为模块化结构，便于系统的调整和更换。2 2）

40、可集成性可集成性 RMS机械装置和控制系统应提供与其它模块的接口。3 3）可定制性可定制性 可根据零件族加工所需的柔性构建系统，通过与控制 系统的集成提供所需的附加控制功能。4)4)可转换性可转换性 快速平稳完成由前一批次作业至后一批次作业所必要 的转换操作。5)5)可诊断性可诊断性 应具有对系统故障以及产品质量进行辨识和探测的能力。6.6.1 RMS6.6.1 RMS内涵与特征内涵与特征RMSRMS既有既有FMSFMS的柔性又有的柔性又有DMSDMS的高效率，一种的高效率，一种RMSRMS构型就如同一条构型就如同一条DMSDMS：6.6.2 RMS6.6.2 RMS与其他制造系统比较与其他制

41、造系统比较1、RMS结构组成结构组成RMS结构组成结构组成：可重构加工系统、可重构物流系统、可重构控制系统。可重构加工系统可重构加工系统：负责加工功能转换的执行系统，包括加工机床、刀夹具以及其他辅助设备等。可重构物流系统可重构物流系统：用于建立加工设备间的联系，在系统运行时处于可随机调度的工作状态。可重构控制系统可重构控制系统：用于响应各种变化，及时调整系统状态，以保证系统各组成部分自动协调作业。6.6.3 RMS6.6.3 RMS结构组成与类型结构组成与类型可重构制造系统类型可重构制造系统类型准则准则类型按系统层次按系统层次系统级RMS：可重构生产线设备级RMS：可重构机床，可重构加工单元部

42、件级RMS：可重构功能部件、组件、工具按重构方式按重构方式动态RMS：通过移动设备实现重构（物理重构）静态RMS：通过改变控制系统实现重构（逻辑重构）混合型RMS：通过以上两种方法实现重构（混合重构）按构件类别按构件类别硬件RMS：通过可重构硬件实现重构软件RMS：通过可重构软件实现重构按进化原理按进化原理创新型RMS：对制造系统进行首次重构改进型RMS：在已有制造系统机床上进行重构2、RMS类型类型3、RMS重构形式示例重构形式示例1）可重构制造单元可重构制造单元下图为国内某企业所开发的可重构自动化制造单元。一个基础模块一个基础模块；可重构可重构加工加工功能功能模块模块；可重构可重构装夹装夹

43、功能功能模块模块；可重构可重构搬运功能模块。搬运功能模块。由可重构制造单元所构建的活塞加工全自动生产线由可重构制造单元所构建的活塞加工全自动生产线2）RMS生产能力缩放性重构生产能力缩放性重构串联缩放重构：串联缩放重构：将瓶颈工序细分为多个串联工序。并联并联缩放重构：缩放重构：在瓶颈工序并联同样设备。美国密西根大学可重构机床模型结构美国密西根大学可重构机床模型结构3）可重构机床模型可重构机床模型3 3）RMSRMS与其他制造系统的比较与其他制造系统的比较 -基本构架比较基本构架比较 若加工m个零件族，每零件族有n种零件：刚性制造系统DMS-需m*n条刚性生产线 柔性制造系统FMS-需m条柔性生

44、产线 可重构制造系统RMS-仅需一条RMS生产线 -设计及建造原理比较设计及建造原理比较 DMS：专门针对某一零件设计，不具有变化性，无法适应市场变化。FMS：由CNC机床组成，但FMS柔性也是有限的，仅能加工一族零件。RMS：通过调整设备、改变作业计划和控制信息可进行系统重构，具 有更高的柔性和较大的成本效益。-生产能力与生产功能关系的比较生产能力与生产功能关系的比较 DMS：生产能力高，系统功能有限。FMS：是先设计后使用的多功能和高效能，大量预先设计的功能不能 满足变化要求。RMS：使用前可在规划范围内对以生产能力和功能进行重构。-柔性比较柔性比较 DMS没有柔性；FMS柔性有限；RMS

45、具有更高柔性。本章小结本章小结先进制造模式先进制造模式 是在企业生产过程中，依据不同的制造环境，通过有效组织各种生产要素达到良好效果的一种先进生产方法，如CIM、CE、LP、AM、RMS、IM等先进制造模式。计算机集成制造计算机集成制造CIM CIM 制造企业生产组织管理的一种新理念，强调企业内信息集成，以保证企业内的工作流、物质流和信息流畅通无阻。并行工程并行工程CE CE 将时间上先后的知识处理和作业实施过程转变为同时考虑并尽可能同时处理的一种作业方式。精益生产精益生产LP LP 以消除无效劳动和浪费为目标，以社会需求为依托，充分发挥人作用，少投入、多产出，有效配置和合理使用企业资源，以谋求最大经济效益。敏捷制造敏捷制造AM AM 强调“竞争-合作-协同”机制，通过动态联盟、扁平化组织结构、可重构制造系统及高素质敏捷员工，快速响应市场需求，赢得竞争优势。智能制造智能制造IM IM 通过智能化感知、人机交互、决策和执行，实现设计过程、制造过程和制造装备的智能化。