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1、第6章制造过程的生产管理模式6.1概述6.2制造业生产模式的演变6.3先进制造生产模式管理活动：管理活动是一种协调他人活动的活动，我们把由管理活动进行协调的他人活动称为具有组织特点的业务活动。特点：活动的主体不同活动的内容不同活动的直接目的不同组织中不同层次管理者管理活动的区别6.1概述图6-1现代企业管理体系图图6-2制造系统模型1.手工与单件生产阶段1)手工操作通用机床，按用户要求进行单件生产，生产的产品的可靠性和零件的互换性差，可靠性和一致性不能得到保证。2)劳动生产率低，生产成本高。3)生产者是整台机器的作坊业主。4)工厂组织结构松散，管理层次简单。6.2.1制造业生产模式的发展6.2
2、制造业生产模式的演变2.大批量生产阶段1)实行从产品设计、加工制造到管理的标准化和专业化生产。2)采用移动式的装配线和高效的专用设备。3)实行纵向一体化管理。3.柔性自动化生产阶段 从20世纪50年代开始，随着生产环境的变化，人们逐渐认识到刚性自动化的不足，大量生产少数产品品种的局限性越来越大，对大批量生产方式的缺点有了进一步的认识，包括：劳动分工过细，导致了大量功能障碍；对市场和用户需求的应变能力较低；纵向一体化的组织结构形成了臃肿官僚的“大而全”的塔形多层体制。市场的多变性和顾客需求的个性化、产品品种和工艺过程的多样化以及生产计划与调度的动态性，迫使人们寻找新的生产方式，提高工业企业的柔性
3、和生产率，并试图从技术的角度改变大批量生产模式的不足。1952年美国麻省理工学院试制成功第一台数控铣床，揭开了柔性自动化生产的序幕。1968年英国莫林公司和美国辛辛那提公司建造了第一条由计算机集中控制的自动化制造系统，定名为柔性制造系统。20世纪70年代，出现了各种微型机数控系统、柔性制造单元、柔性生产线和自动化工厂。以上这些技术进步和发展，标志着柔性生产的开始。与大批量生产模式相比，它工序相对集中，没有固定的节拍，物料非顺序输送将高效率与高柔性融于一体，生产成本低，具有较强的灵活性和适应性。4.高效、敏捷与集成经营生产阶段1)市场需求波动，消费者行为更加具有选择性，产品需求朝多样化发展。2)
4、市场对产品性能、质量要求更高，产品寿命缩短。3)国际合作成为科学发展的强大势头。4)竞争日趋激烈。5)技术迅猛发展。6.2.2先进制造生产模式的创立基础及战略目标1.获取生产有效性为首要目标2.以制造资源集成为基本制造原则3.经济性源于制造资源的快速有效集成4.着眼于组织创新和人因发挥5.重视发挥新技术和计算机信息的作用6.2.3先进制造生产模式的核心问题1.组织创新2.集成经营3.新的质量保证体系4.生产过程重组5.以人为本6.人机分工、人机匹配7.用分工协作代替全能8.用并行或交叉作业代替串行作业6.3.1 并行工程并行工程串行工程串行工程:在前一工作环节完成之后才开始后一工作环节的工作，
5、各工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和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和尽可能同时处理的一种生产组织管理方式，产品设计一次成功。尽可能同时处理的一种生产组织管理方式，产品设计一次成功。串行工程工作方式串行工程工作方式 并行工程工作方式并行工程工作方式 6.3先进制造生产模式并行工程并行工程并行工程并行工程CE（ConcurrentEngineering）并行工程是集成地、并行
6、地设计产品及其相关过程（包括制造过程和并行工程是集成地、并行地设计产品及其相关过程（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一开始就考虑产支持过程）的系统方法。这种方法要求产品开发人员在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的所有因素，包括质量、成本、品整个生命周期中从概念形成到产品报废的所有因素，包括质量、成本、进度计划和用户要求。进度计划和用户要求。现在的现在的CE，多用于学术领域的研究，更像是一个纯概念，而不像是，多用于学术领域的研究，更像是一个纯概念，而不像是一个解决方案。并行工程的理念早已经融入了实践性更强的一个解决方案。并行工程的理念早已经融入了实
7、践性更强的PDM、SCM、PLM、ERP等解决方案之中。等解决方案之中。并行工程关键思想并行工程关键思想是一种工作模式，而不是具体的工作方法；是一种工作模式，而不是具体的工作方法；从产品设计一开始就考虑产品全生命周期中所有因素，以保证产从产品设计一开始就考虑产品全生命周期中所有因素，以保证产品设计一次成功。品设计一次成功。并行工程并行工程并行工程运行模式 并行工程并行工程并行工程特征 并行特征并行特征:在产品设计阶段在产品设计阶段并行并行考虑产品整个生命周期中的所有因素考虑产品整个生命周期中的所有因素整体特征整体特征:强调强调全局全局考虑问题，追求考虑问题，追求整体整体最优。最优。集成特征集成
8、特征人员集成：人员集成：管理者、设计者、制造者以至用户集成；管理者、设计者、制造者以至用户集成；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；信息获取、表示和操作工具的集成与管理；功能集成：功能集成：企业内部及外部功能集成；企业内部及外部功能集成；技术集成：技术集成：多学科知识以及各种技术、方法的集成。多学科知识以及各种技术、方法的集成。协同特征协同特征协同组织形式：协同组织形式：群体小组（群体小组（Teamwork）工作方式，小组成员由设计、工艺、）工作方式，小组成员由设计、工艺、制造不同代表组成，有自己责、权、利，有自身的工作计划和目标；制造不同代表组成，有自己责、权、利，有自
9、身的工作计划和目标；协同协同设计思想：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；强调一体化、并行地进行产品及其相关过程的协同设计；协同协同的效率：的效率：强调强调“1+12”，强调，强调“工工”字钢协同强度字钢协同强度并行工程并行工程并行工程关键技术产产品品开开发发过过程程的的重重构构从从产产品品特特征征、开开发发活活动动、组组织织结结构构、资资源源配配置置、开开发发计划、调度策略等方面不断改进和提高计划、调度策略等方面不断改进和提高集集成成的的产产品品信信息息模模型型应应能能够够全全面面表表达达产产品品、工工艺艺、制制造造以以及及产产品品生生命命周周期期内内各各环环节节的的
10、信信息息，能能够够使使小小组组成成员员共共享享模模型型中中的的信信息息，这这是是并并行行作作业业的的基基础础并并行行设设计计过过程程的的协协调调与与控控制制-并并行行设设计计是是一一个个反反复复迭迭代代优优化化的的过过程程，该该过过程的管理、协调与控制是实现并行设计关键。程的管理、协调与控制是实现并行设计关键。并行工程并行工程并行工程的支持工具CAX工具工具：CAD、CAE、CAPP、CAM、CAT等等DFX工具工具：DFM、DFA、DFT等等产产品品数数据据管管理理（PDM）：对对共共享享数数据据进进行行统统一一规规范范管管理理，保保证证全全局局共共享享数据的一致性，提供统一的数据库操纵界面
11、数据的一致性，提供统一的数据库操纵界面协同的网络通讯手段协同的网络通讯手段：多媒体邮件：多媒体邮件：传送速率低，不适于解决期限紧迫设计问题；传送速率低，不适于解决期限紧迫设计问题；电电子子公公告告板板：是是一一种种提提供供观观察察、修修改改公公共共信信息息的的白白板板技技术术，仍仍不不能能保证在规定时间内得到同事的反应；保证在规定时间内得到同事的反应；基于网络的视频会议系统（基于网络的视频会议系统（MONET）：）：基于网络的多媒体会议系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。统，可共商关心的问题，减少来往消耗的时间和精力。6.3.2 敏捷制造（AM）敏捷制造提出
12、的背景 全全球球市市场场形形成成商商品品竞竞争争更更趋趋激激烈烈，市市场场多多变变，为为及及时时捕捕捉捉市市场场机机遇遇，必必须须有有一个灵活反应的企业生产机制一个灵活反应的企业生产机制美美国国制制造造业业的的衰衰退退冷冷战战时时期期，美美国国将将制制造造业业列列为为“夕夕阳阳产产业业”，致致使使美美国国经经济严重衰退，如：济严重衰退，如：汽汽车车:55年市场份额为年市场份额为3/4，89年为年为1/4，而日本占，而日本占30%；收音机收音机:75年占本国市场年占本国市场96%，95年年几乎为零；几乎为零；电视机电视机:美国发明，美国发明，87年美国厂家年美国厂家仅剩仅剩1家家，占国内市场，占
13、国内市场15%；机机床床:60年代年代最大出口国最大出口国，80年代年代最大进口国最大进口国，85年进口年进口50%。敏捷制造美国人对制造业再认识：美国人对制造业再认识：不能保持世界水平的制造能力必将危急国家在国内外市场的竞争不能保持世界水平的制造能力必将危急国家在国内外市场的竞争能力；能力；制造业是一个国家国民经济的支柱；制造业是一个国家国民经济的支柱；美国在世界事务中的威望不仅取决于强大的国防态势，而且取决美国在世界事务中的威望不仅取决于强大的国防态势，而且取决于强大的制造能力，为了保持美国的领导地位，美国应实施各种策略，于强大的制造能力，为了保持美国的领导地位，美国应实施各种策略，再重振
14、其制造竞争力再重振其制造竞争力敏捷制造策略繁荣提出敏捷制造策略繁荣提出为了重新夺回美国在制造业优势，由国防部资助，由里海大学牵为了重新夺回美国在制造业优势，由国防部资助，由里海大学牵头组织了调查，发现：头组织了调查，发现：面对突然出现的市场机遇，由于不能完成相应面对突然出现的市场机遇，由于不能完成相应调整而痛失良机调整而痛失良机。因而提出敏捷制造策略，促使美国制造业发展，努。因而提出敏捷制造策略，促使美国制造业发展，努力使美国能在力使美国能在2006年前重新恢复其在制造业中的领导地位。年前重新恢复其在制造业中的领导地位。敏捷制造敏捷制造的内涵 敏敏捷捷制制造造：快快速速调调整整自自己己，增增强
15、强市市场场多多变变能能力力，在在“竞竞争争-合合作作-协协同同”机机制制下下，实实现现对对市市场场需需求求作作出出灵灵活活快快速速反反应应的的一一种种生生产产制制造造模式模式敏捷制造企业：敏捷制造企业：快快速速响响应应市市场场/用用户户需需求求不不断断改改进进老老产产品品，迅迅速速开开发发高高质质量量新新产产品品，在整个产品生命周期内满足用户需求；在整个产品生命周期内满足用户需求；快快速速应应变变能能力力采采用用具具有有高高度度柔柔性性、可可重重组组设设备备组组织织生生产产，使使生生产产成成本本与与批批量量无无关关，充充分分把把握握市市场场中中每每一一个个获获利利时时机机，使使企企业业长长期期
16、获获取经济利益。取经济利益。强强调调“竞竞争争与与合合作作”一一旦旦发发现现机机遇遇，以以最最快快速速度度从从企企业业内内部部、外外部选出优势群体，组成功能单一的动态组织结构经营实体。部选出优势群体，组成功能单一的动态组织结构经营实体。敏捷制造敏捷制造企业结构特点 将核心工作放在本企业将核心工作放在本企业 两头在内，中间在外，两头在内，中间在外，动态协作，知识联网动态协作，知识联网开发设计开发设计制造制造市场销售市场销售敏捷制造敏捷制造的关键因素及关键技术 1 1、企业的信息网、企业的信息网企业信息网是实施敏捷制造的最基础结构；企业信息网是实施敏捷制造的最基础结构；能够迅速明确自己的竞争环境，
17、快速响应市场能够迅速明确自己的竞争环境，快速响应市场/用户需求；用户需求；进行异地设计，并行进行产品开发；进行异地设计，并行进行产品开发；持持续续不不断断地地为为用用户户提提供供产产品品信信息息服服务务，使使用用户户在在整整个个产产品品寿寿命命周周期期内内对产品满意；对产品满意；将将企企业业有有关关经经营营特特点点、资资源源、设设备备能能力力等等信信息息上上网网，在在不不同同企企业业间间进进行信息的交换和共享，便于选择合作伙伴，赢得竞争优势。行信息的交换和共享，便于选择合作伙伴，赢得竞争优势。敏捷制造2、虚拟公司、虚拟公司虚虚拟拟公公司司定定义义一一种种动动态态组组织织结结构构，为为了了赢赢得
18、得某某个个市市场场机机遇遇，快快速速组组成一个功能单一的临时性经营实体成一个功能单一的临时性经营实体虚拟公司目的虚拟公司目的是使企业长期获取经济利益是使企业长期获取经济利益虚虚拟拟公公司司成成员员关关系系在在竞竞争争基基础础上上相相互互信信任任、获获取取共共同同利利益益的的合合作作关关系，知识产权、技能、信息、资源有偿共享系，知识产权、技能、信息、资源有偿共享虚拟公司优点虚拟公司优点：1）中中小小企企业业可可分分享享合合作作者者资资源源，大大企企业业无无需需大大量量投投资资迅迅速速扩扩大大生生产产和市场占有率，降低失败风险；和市场占有率，降低失败风险；2）可以在经济和技术实力上容易超过它所有竞
19、争对手；）可以在经济和技术实力上容易超过它所有竞争对手；3）每每个个合合作作者者有有机机会会进进入入更更广广泛泛的的市市场场，各各自自资资源源可可以以得得到到充充分分的的利用，取得局部最优基础上的全局最优；利用，取得局部最优基础上的全局最优；4）可兼容竞争和合作，保存竞争活力，避免过度竞争。）可兼容竞争和合作，保存竞争活力，避免过度竞争。敏捷制造3、敏捷制造的基础结构、敏捷制造的基础结构物理基础结构物理基础结构包括厂房、设备、实施、运输等物理设施；当机遇出包括厂房、设备、实施、运输等物理设施；当机遇出现时，只需要添置少量必要设备，多数的物理设施可以通过选择合适现时，只需要添置少量必要设备，多数
20、的物理设施可以通过选择合适的合作伙伴得到。的合作伙伴得到。法律基础结构法律基础结构国家法律和政策条文，在法律上承认虚拟公司，规定国家法律和政策条文，在法律上承认虚拟公司，规定如何交易、利益分享、资本流动、纳税等，若虚拟公司破产如何还债、如何交易、利益分享、资本流动、纳税等，若虚拟公司破产如何还债、如何善后、人员如何流动等。如何善后、人员如何流动等。社会基础结构社会基础结构需要社会为虚拟公司提供培训、中介等服务环境。需要社会为虚拟公司提供培训、中介等服务环境。信息基础结构信息基础结构包括企业信息网络、服务网点、中介机构等信息服务包括企业信息网络、服务网点、中介机构等信息服务手段。手段。敏捷制造4
21、、虚拟制造、虚拟制造虚拟制造含义虚拟制造含义将现实制造系统映射为虚拟制造系统，借助三维可视交将现实制造系统映射为虚拟制造系统，借助三维可视交互环境，对产品从设计、制造到装配的全过程进行全面仿真的技术互环境，对产品从设计、制造到装配的全过程进行全面仿真的技术虚拟制造系统特征：虚拟制造系统特征：不消耗资源和能量，不生产现实世界产品，模拟产品制造过程，不消耗资源和能量，不生产现实世界产品，模拟产品制造过程，对系统效益及风险进行评估；对系统效益及风险进行评估；功能一致性，忠实反映现实制造系统功能和特性；功能一致性，忠实反映现实制造系统功能和特性；结构相似性，与现实制造系统在结构上是相似的；结构相似性，
22、与现实制造系统在结构上是相似的；组织灵活性，虚拟制造系统是面向未来、面向市场、面向用户需组织灵活性，虚拟制造系统是面向未来、面向市场、面向用户需求的系统，其组织与实现具有非常高的灵活性。求的系统，其组织与实现具有非常高的灵活性。集成化，包括信息集成、智能集成、串并行工作机制集成和人机集成化，包括信息集成、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成。集成等多种形式的集成。敏捷制造敏捷制造对制造业影响联合竞争联合竞争:不同优势企业联合起来构成的敏捷制造集团具有强大的竞争不同优势企业联合起来构成的敏捷制造集团具有强大的竞争力力技术和能力交叉技术和能力交叉:敏捷制造将促进制造技术和管理模式
23、的交流和发展，敏捷制造将促进制造技术和管理模式的交流和发展，促进技术的转换和利用促进技术的转换和利用环境意识加强环境意识加强:采用绿色设计和绿色制造技术，自觉地保护生态环境采用绿色设计和绿色制造技术，自觉地保护生态环境信息成为商品信息成为商品:将出现各种信息中介服务机构，向企业和顾客提供各种将出现各种信息中介服务机构，向企业和顾客提供各种咨询服务。咨询服务。6.3.3 精益生产精益生产 LP(Lean Production)的历史背景 二二战战后后日日本本汽汽车车业业开开始始起起步步，丰丰田田公公司司总总产产量量不不及及福福特特公公司司一一天天的的产产量量以福特为代表的大量生产方式，以规模带动
24、低成本，有较强的竞争力以福特为代表的大量生产方式，以规模带动低成本，有较强的竞争力日本面临需求不足、技术落后和资金困难日本面临需求不足、技术落后和资金困难精益生产方式：精益生产方式：丰丰田田公公司司根根据据自自身身的的特特点点，创创立立了了一一种种独独特特的的多多品品种种、小小批批量量、高高质质量量和和低低消消耗耗的的生生产产方方式式，强强调调集集体体与与协协作作，杜杜绝绝一一切切浪浪费费，从从50年年代代到到70年代取得了显著的成就。年代取得了显著的成就。精益生产精益生产方式的命名丰田生产方式当时并未受到重视，仅在丰田公司及其配套商中实施丰田生产方式当时并未受到重视，仅在丰田公司及其配套商中
25、实施1973年石油危机，大批量生产弱点显现，精益生产方式开始真正为世年石油危机，大批量生产弱点显现，精益生产方式开始真正为世人瞩目人瞩目1980年日本以其年日本以其1100万辆产量全面超过美国，成为汽车制造第一大国万辆产量全面超过美国，成为汽车制造第一大国1985年美国年美国MIT成立成立“国际汽车计划国际汽车计划(IMVP)”机构，耗资机构，耗资500万万$，历时历时5年调查日本、美国、西欧年调查日本、美国、西欧90多家汽车制造商多家汽车制造商调查结果：造成差距原因不在于企业自动化程度、生产批量、产品类调查结果：造成差距原因不在于企业自动化程度、生产批量、产品类型，而在于生产方式的不同型，而
26、在于生产方式的不同IMVP于于1990年命名丰田生产方式为年命名丰田生产方式为“精益生产精益生产”。精益生产精益生产的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，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、集约式经营的走内涵发展、集约式经营的“瘦型瘦型”生产方式生产方式其基本宗旨是：其基本宗旨是：消除一切浪费，不断改善消除一切浪费，不断改善支柱支柱支柱支柱：准时化生产，全面质量管理准时化生产，全面质量管理成组技术，成组技术，弹性作业人数和尊重人性弹性作业人数和尊重人性目标目标目标目标：以最优质量和最低成本的产品，对市场需求作出迅速响应以最优
27、质量和最低成本的产品，对市场需求作出迅速响应精益生产精益生产思维特点逆向思维逆向思维：把销售作为起点，把用户作为生产过程组成部分；由后道把销售作为起点，把用户作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，是一种浪费工序拉动前道工序；认为超前生产是无效劳动，是一种浪费逆境拼搏：逆境拼搏：精益生产来自逆境拼搏精神，当时丰田公司产量不及福特精益生产来自逆境拼搏精神，当时丰田公司产量不及福特公司一天产量条件下，敢于提出赶超美国公司一天产量条件下，敢于提出赶超美国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、精益生产目标追求尽善尽美，追求低成本、无废品、
28、零库存，不允许出错。零库存，不允许出错。精益生产精益生产方式的特征以销售为生产起点，按订货合同组织生产以销售为生产起点，按订货合同组织生产采用并行工程方法从事产品开发，确保开发一次成功采用并行工程方法从事产品开发，确保开发一次成功实行实行“拉动式拉动式”生产，杜绝超前、超量生产生产，杜绝超前、超量生产以以“人人”为中心，充分调动人的潜能和积极性为中心，充分调动人的潜能和积极性追求无废品、零库存、零故障目标追求无废品、零库存、零故障目标消除消除“松弛点松弛点”，以最佳环境、最佳条件和最佳态度从事最佳工作，以最佳环境、最佳条件和最佳态度从事最佳工作，全面追求尽善尽美全面追求尽善尽美主机厂与协作厂是
29、主机厂与协作厂是“共存共荣共存共荣”的的“血缘关系血缘关系”精益生产精益生产的体系结构精益生产体系精益生产体系精益生产的基础：群体小组和并行工程；精益生产的三大支柱：及时生产-零库存；成组技术-扩大批量；全面质量管理-零缺陷。精益生产精益生产方式的主要内容主查制开发组织、并行式开发程序主查制开发组织、并行式开发程序主主查对产品开发所需一切资源拥有支配权；查对产品开发所需一切资源拥有支配权；对开发方向和计划有决定权和指挥权；对小组成员有评价权、推荐权对开发方向和计划有决定权和指挥权；对小组成员有评价权、推荐权拉动式的生产管理拉动式的生产管理以满足下道工序需要为前提，宁可中断生产决不超前生产，以满
30、足下道工序需要为前提，宁可中断生产决不超前生产，以看板为指令作为拉动式生产的手段。以看板为指令作为拉动式生产的手段。以市场需求拉动企业生产；以市场需求拉动企业生产；企业内部，以后道工序拉动前道工序；企业内部，以后道工序拉动前道工序；以前方生产拉动后方，准时服务于生产现场；以前方生产拉动后方，准时服务于生产现场；以主机厂拉动协作配套厂生产以主机厂拉动协作配套厂生产以人为本管理的劳动组织体制以人为本管理的劳动组织体制雇员是比机器更为重要的固定资产；雇员是比机器更为重要的固定资产；在生产中享有充分的自主权；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。将任务责任托付工人
31、，通过培训扩大知识面，提高技能。精益生产简化产品检验环节简化产品检验环节质量是制造出来的，把保证产品质量责任交给直接生质量是制造出来的，把保证产品质量责任交给直接生产人员，取消检验场所和修补加工区产人员，取消检验场所和修补加工区相互依存的总装厂和协作厂的关系相互依存的总装厂和协作厂的关系组织协作厂协会，派高级经理人员去协作厂任职，采取参股、控股组织协作厂协会，派高级经理人员去协作厂任职，采取参股、控股办法，建立起资金联合纽带的血缘关系；办法，建立起资金联合纽带的血缘关系；协作厂参与产品开发，共同分析成本、合理分享利润；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
32、厂就近就地选择，在直达供应和直送工位体制，协作厂就近就地选择，在50km半径范围半径范围内，定时、定量直接将配套件送到工位，取消了缓冲环节内，定时、定量直接将配套件送到工位，取消了缓冲环节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，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。满足用户特定要求，用真诚感动用户。6.3.4 智能制造系统智能制造系统的含义与发展 智能制造系统智能制造系统IMS（IntelligentManufacturingSystem）含义：）含义：由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化系统由智能机器和人
33、类专家共同组成的人机一体化系统模拟人类专家的智能活动，进行分析、推理和决策模拟人类专家的智能活动，进行分析、推理和决策取代取代/延伸人部分脑力劳动，发展人类专家的制造智能延伸人部分脑力劳动，发展人类专家的制造智能智能制造模式的发展：智能制造模式的发展：智能制造是影响未来经济发展的重要生产模式智能制造是影响未来经济发展的重要生产模式制造系统将由能量驱动型转变为信息驱动型制造系统将由能量驱动型转变为信息驱动型智能制造被各国政府列为国家发展计划智能制造被各国政府列为国家发展计划智智能能制制造造特特别别是是信信息息技技术术发发展展的的必必然然，是是自自动动化化和和集集成成技技术术纵纵向向发展的结果发展
34、的结果智能制造系统智能制造系统的特征 自律（自律（Holonic)能力能力:搜集理解环境和自身信息，规划自身行为的能搜集理解环境和自身信息，规划自身行为的能力，基于知识的模型是系统自律能力的基础力，基于知识的模型是系统自律能力的基础人机一体化人机一体化:智能机器只具有逻辑思维（专家系统和部分形象思维智能机器只具有逻辑思维（专家系统和部分形象思维（神经网络），没有人的灵感思维，不可能全面取代人类专家智能；（神经网络），没有人的灵感思维，不可能全面取代人类专家智能；人机一体化突出人的核心地位，使二者各显其能人机一体化突出人的核心地位，使二者各显其能虚拟现实技术虚拟现实技术:借助于音像和传感装置，虚
35、拟展示现实生活中各种过借助于音像和传感装置，虚拟展示现实生活中各种过程，虚拟未来产品及其制造过程，从感官和视觉上使人获得完全如程，虚拟未来产品及其制造过程，从感官和视觉上使人获得完全如同真实的感受同真实的感受自组织与超柔性自组织与超柔性:能够自行组成一种最佳结构，具有运行方式和结构能够自行组成一种最佳结构，具有运行方式和结构形式的柔性，如同一群人类专家群体，具有生物特性形式的柔性，如同一群人类专家群体，具有生物特性学习能力与自我维护能力学习能力与自我维护能力:在实践中不断充实知识库，具有自学习，在实践中不断充实知识库，具有自学习，自行进行故障诊断与排除功能。自行进行故障诊断与排除功能。智能制造
36、系统智能加工与智能加工设备技术工人职责技术工人职责：用感觉器官监视加工状况用感觉器官监视加工状况通过大脑判断加工状态，并作出决策通过大脑判断加工状态，并作出决策用四肢实施相应的操作和处理用四肢实施相应的操作和处理智智能能加加工工：应应用用传传感感处处理理、智智能能决决策策、实实时时控控制制技技术术，自自主主选选取取数数据据，积累经验，根据获取的状态信息创造新的知识积累经验，根据获取的状态信息创造新的知识智智能能机机床床：应应用用传传感感器器对对切切削削过过程程进进行行在在线线监监测测，依依据据神神经经网网络络诊诊断断异异常常状状态态；故故障障发发生生时时，启启动动知知识识处处理理机机，参参照照
37、存存储储积积累累的的知知识识，决决策策修正加工条件，排除机床故障修正加工条件，排除机床故障预测推理模块预测推理模块：事前对异常情况进行推理，提供处理对策表供检索调用事前对异常情况进行推理，提供处理对策表供检索调用控制推理模块控制推理模块：对已发生的异常情况采取相应处理对策。对已发生的异常情况采取相应处理对策。敏捷制造敏捷制造概念示意图6.3.5绿色制造 环境、资源、人口是当今人类社会面临的三大主要问题，而环境的恶化程度与日俱增，正在对人类社会的生存与发展造成严重的威胁。近年来的研究和实践使人们认识到环境问题绝不是孤立存在的，它和资源、人口两大问题有着根本性的内在联系。而关于资源问题，它不仅涉及人类世界有限的资源如何利用，而且它又是产生环境问题的主要根源。因此，最有效地利用资源和最低限度地产生废弃物，是当前世界上环境问题的治本之道。