制造系統(tǒng)工程.doc

制造系統(tǒng)工程讀書報(bào)告 姓名：朱躍峰 學(xué)號(hào)：2010010022 現(xiàn)代制造系統(tǒng)是由眾多制造理論、制造技術(shù)、制造過程、制造裝備、制造資源以及組織體系等組成的有機(jī)整體，涉及機(jī)械工程、計(jì)算機(jī)與微電子工程、信息工程、控制工程、工業(yè)工程、管理工程等眾多領(lǐng)域的知識(shí)和技術(shù)。按照老師的要求，通過讀書籍、論文，上網(wǎng)查找等方式，完成制造系統(tǒng)工程課程的讀書報(bào)告。一、 一些基本概念及制造系統(tǒng)工程概述1、 系統(tǒng)的概念：系統(tǒng)是由相互作用和相互依賴的若干組成部分結(jié)合的具有特定功能的有機(jī)整體。 -錢學(xué)森2、 系統(tǒng)的特性：整體性、目的性、層次性、相關(guān)性、環(huán)境適應(yīng)性。3、 系統(tǒng)工程的概念：系統(tǒng)工程是組織管理系統(tǒng)的規(guī)劃、研究、設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)和使用的科學(xué)方法。系統(tǒng)工程是一門組織管理的技術(shù)。 -錢學(xué)森系統(tǒng)工程是為了更好地達(dá)到系統(tǒng)目標(biāo)，而對(duì)系統(tǒng)的構(gòu)成要素、組織結(jié)構(gòu)、信息流動(dòng)和控制機(jī)構(gòu)等進(jìn)行分析與設(shè)計(jì)的技術(shù)。 -日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（jis）4、 系統(tǒng)工程的主要特點(diǎn)：整體性（系統(tǒng)性）、關(guān)聯(lián)性（協(xié)調(diào)性）、綜合性（交叉性）、滿意性（最優(yōu)性）。5、 系統(tǒng)工程的基礎(chǔ)理論與工具：運(yùn)籌學(xué)、控制論、信息論、計(jì)算科學(xué)、計(jì)算機(jī)。6、 制造系統(tǒng)的概念：該概念描述較多，如日本京都大學(xué)人見勝人教授，英國(guó)學(xué)者j.peklenik,parnaby,國(guó)際生產(chǎn)工程學(xué)會(huì)（cirp）,通過綜合可定義為“為達(dá)到預(yù)定制造目的而構(gòu)建的物理的組織系統(tǒng)，是由制造過程、硬件、軟件和相關(guān)人員組成的具有特定功能的一個(gè)有機(jī)整體?！?、 制造系統(tǒng)的特征：目的性、整體性、相關(guān)性、動(dòng)態(tài)性、環(huán)境適應(yīng)性。8、 制造系統(tǒng)的分類：按工藝類型（離散型制造系統(tǒng)、流程型制造系統(tǒng)、混合型制造系統(tǒng)），按品種和生產(chǎn)批量（少品種大批量制造系統(tǒng)、多品種小批量制造系統(tǒng)），按生產(chǎn)計(jì)劃（訂貨生產(chǎn)式制造系統(tǒng)、庫(kù)存補(bǔ)充式制造系統(tǒng)），按制造技術(shù)和管理模式（計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)、及時(shí)生產(chǎn)系統(tǒng)、敏捷制造系統(tǒng)、智能制造系統(tǒng)）。9、 制造系統(tǒng)工程的內(nèi)涵：綜合現(xiàn)有的文獻(xiàn)和相關(guān)的研究成果，可將制造系統(tǒng)工程的內(nèi)涵歸納為如下幾點(diǎn)：制造系統(tǒng)工程是制造領(lǐng)域內(nèi)的系統(tǒng)工程，它從系統(tǒng)的角度，應(yīng)用系統(tǒng)工程的理論和方法來研究和處理制造過程的有關(guān)問題；制造系統(tǒng)工程的研究對(duì)象是各類具體的制造系統(tǒng)，如機(jī)械制造系統(tǒng)、電氣制造系統(tǒng)等，對(duì)這些具體的制造系統(tǒng)進(jìn)行分析、決策、規(guī)劃、設(shè)計(jì)、制造、管理、運(yùn)籌和評(píng)價(jià)等，重點(diǎn)研究和處理制造過程中的綜合技術(shù)問題和相關(guān)的管理問題；制造系統(tǒng)工程從整體的角度和系統(tǒng)的角度研究制造系統(tǒng)，是一門多學(xué)科交叉的工程學(xué)科，它以制造系統(tǒng)為對(duì)象，以系統(tǒng)工程的理論和方法為紐帶，形成一個(gè)多門學(xué)科密切結(jié)合、融會(huì)貫通的有機(jī)整體；制造系統(tǒng)工程追求的總目標(biāo)是制造過程的整體最優(yōu)。10、 制造系統(tǒng)工程的方法特點(diǎn):思維綜合性、知識(shí)的集成性、目標(biāo)的最優(yōu)性。11、 制造系統(tǒng)工程研究理論：制造系統(tǒng)“三流結(jié)構(gòu)論”即物料流、信息流、能量流；制造系統(tǒng)的信息制造觀。當(dāng)前，信息制造觀研究的一個(gè)重要方面是考慮如何有效建立起于制造系統(tǒng)功能相適應(yīng)的制造信息系統(tǒng)，這除了涉及到信息系統(tǒng)的分析、設(shè)計(jì)與硬/軟件實(shí)現(xiàn)技術(shù)之外，還涉及到制造信息的分類、描述與處理等問題；制造系統(tǒng)的人機(jī)一體論?；谌斯ぶ悄艿闹悄苤圃煜到y(tǒng)的研究，目前還存在以下方面的問題由于目前對(duì)人類思維機(jī)理的探索尚有很大的局限性，故模擬人思維的人工智能技術(shù)也存在局限性；應(yīng)用人工智能的思路解決制造系統(tǒng)的決策問題，存在著當(dāng)前計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)難以解決的制造系統(tǒng)信息組合爆炸問題；在制造系統(tǒng)中存在著難以解決的大量非結(jié)構(gòu)化、動(dòng)態(tài)的和隨機(jī)解決的決策問題。完全無人化的自動(dòng)化制造系統(tǒng)難以實(shí)現(xiàn)，即使實(shí)現(xiàn)也不是整體最優(yōu)的系統(tǒng)。人的創(chuàng)造性行為和作用是機(jī)器永遠(yuǎn)無法取代的?！爸圃煜到y(tǒng)工程（mse,manufacturing systems engineering）”概念自20世紀(jì)70年代末最初由日本人人見勝人教授提出后，西方國(guó)家對(duì)mse的理論、方法、技術(shù)和應(yīng)用進(jìn)行了大量的研究，現(xiàn)已成為一個(gè)獨(dú)立的學(xué)科，呈現(xiàn)出其強(qiáng)大的生命力，受到工業(yè)界的極大關(guān)注和支持。 二、 建模與仿真1、 常用的系統(tǒng)模型：物理模型、視圖模型、概念模型、數(shù)學(xué)模型、仿真模型。2、 制造系統(tǒng)建模的意義：可縮短新系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開發(fā)周期；可尋求最佳的決策或控制變量，獲取系統(tǒng)最佳的運(yùn)行效率；可對(duì)制造系統(tǒng)非常狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測(cè)；可降低實(shí)驗(yàn)成本；簡(jiǎn)化操作，易于理解。3、 關(guān)于排隊(duì)模型的基本知識(shí)：排隊(duì)系統(tǒng)的組成：顧客到達(dá)。包括顧客的來源，以及顧客以何種方式到達(dá)排隊(duì)系統(tǒng)；排隊(duì)系統(tǒng)如何從排隊(duì)隊(duì)列中選取一個(gè)顧客作為下一個(gè)服務(wù)對(duì)象，這將涉及到排隊(duì)的結(jié)構(gòu)或排隊(duì)規(guī)則。通常的排隊(duì)結(jié)構(gòu)有先到先服務(wù)（fifo）、后到先服務(wù)（lcfi）、隨機(jī)服務(wù)（isor）、有優(yōu)先權(quán)服務(wù)（pr）、最短處理時(shí)間先服務(wù)（spr）；服務(wù)機(jī)構(gòu)。服務(wù)機(jī)構(gòu)的特性主要是由服務(wù)臺(tái)的數(shù)目、服務(wù)臺(tái)排列方式、服務(wù)時(shí)間分布等來描述的。排隊(duì)系統(tǒng)常用的性能指標(biāo)：l-系統(tǒng)中平均顧客數(shù)；q-系統(tǒng)平均等待隊(duì)列長(zhǎng)度；b-系統(tǒng)平均服務(wù)數(shù)；w-n個(gè)顧客在系統(tǒng)中平均逗留時(shí)間；d-n個(gè)顧客在系統(tǒng)隊(duì)列中平均等待時(shí)間。4、 idef0方法建?；局R(shí)：基本組成要素：活動(dòng)；輸入；輸出；控制；機(jī)制。建模步驟：初始化；用戶需求調(diào)查；確定系統(tǒng)邊界，建立系統(tǒng)內(nèi)外關(guān)系圖；確定系統(tǒng)主功能，建立系統(tǒng)圖；逐層分解，建立系統(tǒng)下層功能模型；評(píng)審功能模型；形成正式功能模型文件。5、 idef1x方法建模步驟：該方法適用于各種大型復(fù)雜信息系統(tǒng)的建模建模的準(zhǔn)備；定義實(shí)體；定義實(shí)體間的聯(lián)系；定義關(guān)鍵字和屬性；協(xié)調(diào)性檢查；模型文件的編制。6、 petri網(wǎng)模型有關(guān)知識(shí)特點(diǎn)：可方便描述制造系統(tǒng)的框架及系統(tǒng)的隨機(jī)過程；容易觀察到系統(tǒng)中相關(guān)活動(dòng)及各要素間的相互關(guān)系；使用較嚴(yán)密的數(shù)學(xué)分析工具；以網(wǎng)絡(luò)圖形對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行描述，較為直觀清晰；程序設(shè)計(jì)方便，有效節(jié)省了軟件開發(fā)時(shí)間；存在狀態(tài)空間組合爆炸，難以優(yōu)化等不足。 基本性能：有界性、活性、復(fù)返性、排它性、可逆性、包容性、持續(xù)性。 建立基本方法步驟： 列出待建模系統(tǒng)中所需的每一種資源與活動(dòng)，但不是全部，僅為建模所關(guān)心的；按先后次序關(guān)系對(duì)所列出的活動(dòng)進(jìn)行排序；確定庫(kù)所或變遷表示每一個(gè)資源和活動(dòng)；用有向弧對(duì)所確定的庫(kù)所和變遷進(jìn)行連接；根據(jù)系統(tǒng)所給條件和運(yùn)行需要，給定系統(tǒng)模型的初始標(biāo)記。 一個(gè)好的petri網(wǎng)模型只有在反復(fù)修改完善后才能獲得。7、 制造系統(tǒng)的仿真基本概念：“仿真”一詞源于英文單詞simulation，也有人將仿真稱之為“模擬”，它是對(duì)通過對(duì)系統(tǒng)模型的實(shí)驗(yàn)去研究一個(gè)存在的或設(shè)計(jì)中的系統(tǒng)。根據(jù)仿真與實(shí)際系統(tǒng)配置的接近程度，可將其分為計(jì)算機(jī)仿真，半物理仿真，全物理仿真。目前制造系統(tǒng)仿真的內(nèi)容：制造系統(tǒng)規(guī)劃布局的仿真； 制造系統(tǒng)動(dòng)態(tài)運(yùn)行的仿真； 制造系統(tǒng)作業(yè)計(jì)劃的仿真。計(jì)算機(jī)仿真的基本步驟：確立系統(tǒng)仿真目標(biāo)； 建立系統(tǒng)仿真模型； 編制仿真程序； 進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)； 仿真結(jié)果的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析。三、 設(shè)計(jì)方法與設(shè)計(jì)理論1、 制造系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要過程總體規(guī)劃。分析用戶對(duì)新系統(tǒng)提出的要求，針對(duì)總體規(guī)劃的任務(wù)，進(jìn)行調(diào)研和分析； 進(jìn)行總體需求分析，確定系統(tǒng)的目標(biāo)和功能； 制定系統(tǒng)的總體技術(shù)方案，擬訂系統(tǒng)的開發(fā)計(jì)劃； 對(duì)總體方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析； 完成可行性論證報(bào)告； 進(jìn)行總體規(guī)劃評(píng)審，對(duì)存在的問題進(jìn)行分析，找出產(chǎn)生問題的主要原因，對(duì)相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行修正，重復(fù)有關(guān)過程，直至評(píng)審?fù)ㄟ^； 整理有關(guān)報(bào)告和文檔，結(jié)束本階段工作。初步設(shè)計(jì)。根據(jù)總體設(shè)計(jì)所下達(dá)的初步設(shè)計(jì)任務(wù)書開展調(diào)研，進(jìn)行系統(tǒng)具體需求分析； 根據(jù)需求分析結(jié)果進(jìn)行系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)； 建立各子系統(tǒng)的功能模型，進(jìn)行子系統(tǒng)的初步設(shè)計(jì)； 進(jìn)行初步設(shè)計(jì)評(píng)審，對(duì)存在的問題進(jìn)行分析，找出產(chǎn)生問題的主要原因，對(duì)相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行修正，重復(fù)有關(guān)過程，直至評(píng)審?fù)ㄟ^； 整理有關(guān)報(bào)告和文檔，結(jié)束本階段工作。詳細(xì)設(shè)計(jì)。根據(jù)總體設(shè)計(jì)所下達(dá)的詳細(xì)設(shè)計(jì)任務(wù)書開展調(diào)研，進(jìn)行任務(wù)分解與協(xié)調(diào)； 對(duì)系統(tǒng)內(nèi)外的各種接口進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)； 根據(jù)初步設(shè)計(jì)階段確定的功能模型，進(jìn)行子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)； 根據(jù)確定的結(jié)構(gòu)，對(duì)子系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)； 進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)評(píng)審，對(duì)存在的問題進(jìn)行分析，找出產(chǎn)生問題的主要原因，對(duì)相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行修正，重復(fù)有關(guān)過程，直至評(píng)審?fù)ㄟ^； 整理有關(guān)報(bào)告和文檔，結(jié)束本階段工作。工程實(shí)施。根據(jù)所下達(dá)的工程實(shí)施任務(wù)書，組織實(shí)施隊(duì)伍，進(jìn)行實(shí)施準(zhǔn)備； 根據(jù)詳細(xì)設(shè)計(jì)給出的技術(shù)文檔，采購(gòu)、安裝有關(guān)設(shè)備，建立滿足設(shè)計(jì)要求的新系統(tǒng)； 進(jìn)行子系統(tǒng)聯(lián)調(diào)和測(cè)試； 進(jìn)行總系統(tǒng)聯(lián)調(diào)和測(cè)試； 進(jìn)行堅(jiān)定與驗(yàn)收，對(duì)存在的問題進(jìn)行分析，找出產(chǎn)生問題的主要原因，對(duì)相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行修正，重復(fù)有關(guān)過程，直至驗(yàn)收通過； 整理有關(guān)報(bào)告和文檔，進(jìn)行系統(tǒng)交接，結(jié)束本階段工作。制造系統(tǒng)運(yùn)行和維護(hù)。根據(jù)制造系統(tǒng)運(yùn)行任務(wù)的要求，制定有關(guān)操作規(guī)程和維護(hù)規(guī)程；對(duì)承擔(dān)制造系統(tǒng)運(yùn)行和維護(hù)任務(wù)的各類人員進(jìn)行培訓(xùn)；將新系統(tǒng)投入實(shí)際運(yùn)行，并進(jìn)行日常維護(hù)；對(duì)新系統(tǒng)運(yùn)行中的有關(guān)狀態(tài)進(jìn)行記錄；對(duì)新系統(tǒng)的運(yùn)行效果進(jìn)行評(píng)價(jià)；整理并提交系統(tǒng)運(yùn)行報(bào)告。2、制造系統(tǒng)的一些現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)介。 優(yōu)化設(shè)計(jì)。優(yōu)化設(shè)計(jì)英文名是optimization design，從多種方案中選擇最佳方案的設(shè)計(jì)方法。它以數(shù)學(xué)中的最優(yōu)化理論為基礎(chǔ)，以計(jì)算機(jī)為手段，根據(jù)設(shè)計(jì)所追求的性能目標(biāo)，建立目標(biāo)函數(shù)，在滿足給定的各種約束條件下，尋求最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。第二次世界大戰(zhàn)期間，在軍事上首先應(yīng)用了優(yōu)化技術(shù)。1967年，美國(guó)的r.l.?？怂沟劝l(fā)表了第一篇機(jī)構(gòu)最優(yōu)化論文。1970年，c.s.貝特勒等用幾何規(guī)劃解決了液體動(dòng)壓軸承的優(yōu)化設(shè)計(jì)問題后，優(yōu)化設(shè)計(jì)在機(jī)械設(shè)計(jì)中得到應(yīng)用和發(fā)展。隨著數(shù)學(xué)理論和電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，優(yōu)化設(shè)計(jì)已逐步形成為一門新興的獨(dú)立的工程學(xué)科，并在生產(chǎn)實(shí)踐中得到了廣泛的應(yīng)用。通常設(shè)計(jì)方案可以用一組參數(shù)來表示，這些參數(shù)有些已經(jīng)給定，有些沒有給定，需要在設(shè)計(jì)中優(yōu)選，稱為設(shè)計(jì)變量。如何找到一組最合適的設(shè)計(jì)變量，在允許的范圍內(nèi)，能使所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)最合理、性能最好、質(zhì)量最高、成本最低（即技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)最佳），有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力，同時(shí)設(shè)計(jì)的時(shí)間又不要太長(zhǎng)，這就是優(yōu)化設(shè)計(jì)所要解決的問題。一般來說，優(yōu)化設(shè)計(jì)有以下幾個(gè)步驟：建立數(shù)學(xué)模型。選擇最優(yōu)化算法。程序設(shè)計(jì)。制定目標(biāo)要求。計(jì)算機(jī)自動(dòng)篩選最優(yōu)設(shè)計(jì)方案等。通常采用的最優(yōu)化算法是逐步逼近法，有線性規(guī)劃和非線性規(guī)劃。 并行設(shè)計(jì)。并行工程是對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)及其相關(guān)過程（包括設(shè)計(jì)過程、制造過程和支持過程）進(jìn)行并行、一體化設(shè)計(jì)的一種系統(tǒng)化的工作模式。并行工程把計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、制造、管理和質(zhì)量保證體系等有機(jī)地集成在一起，實(shí)現(xiàn)信息集成、信息共享、過程集成。這種工作模式力求使產(chǎn)品開發(fā)者在設(shè)計(jì)階段就考慮到從概念形成到產(chǎn)品報(bào)廢（甚至銷毀）整個(gè)產(chǎn)品全生命周期中的質(zhì)量、成本、開發(fā)時(shí)間和用戶需求等所有因素。 并行工程把時(shí)間作為關(guān)鍵因素，它以縮短產(chǎn)品上市時(shí)間為主要目標(biāo)，從產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段就開始最大限度地尋求新產(chǎn)品的可制造性、可裝配性、可檢驗(yàn)性、易維護(hù)性以便縮短上市周期和增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。 并行工程系統(tǒng)包括工程技術(shù)人員的集成和并行工程環(huán)境的實(shí)現(xiàn)。工程技術(shù)人員的集成，要求集中涉及產(chǎn)品全生命周期的所有部門的工程技術(shù)人員，組成并行設(shè)計(jì)小組，共同設(shè)計(jì)制造產(chǎn)品，對(duì)產(chǎn)品的各種性能和制造過程進(jìn)行計(jì)算機(jī)動(dòng)態(tài)仿真，生成軟樣品或快速出樣，進(jìn)行分析評(píng)議，改進(jìn)設(shè)計(jì)，取得最優(yōu)結(jié)果，爭(zhēng)取一次成功。并行工程環(huán)境是一種智能設(shè)計(jì)平臺(tái)，支持產(chǎn)品設(shè)計(jì)和過程設(shè)計(jì)。并行工程環(huán)境必需具有：統(tǒng)一的信息模型，分布式環(huán)境，開發(fā)式界面和智能控制能力。統(tǒng)一的信息模型是實(shí)現(xiàn)工程技術(shù)人員集成的基礎(chǔ)；分布式環(huán)境是實(shí)現(xiàn)并行的必要條件；開放式界面使工程技術(shù)人員從各自的角度對(duì)同一產(chǎn)品協(xié)同設(shè)計(jì)；智能控制具有調(diào)度設(shè)計(jì)、仿真、分析及協(xié)同設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的沖突問題，提出改進(jìn)設(shè)計(jì)的能力，它是實(shí)現(xiàn)并行工程的關(guān)鍵。 并行設(shè)計(jì)是并行工程的主要組成部分，也是并行工程的核心。并行設(shè)計(jì)要求產(chǎn)品設(shè)計(jì)及其相關(guān)過程并行進(jìn)行，是設(shè)計(jì)及相關(guān)過程并行、一體化、系統(tǒng)化的工作模式。這種工作模式力圖使產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)從一開始就考慮到產(chǎn)品的全生命周期，在設(shè)計(jì)時(shí)就將下游環(huán)節(jié)的可靠性、技術(shù)性、生產(chǎn)性等作為設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的約束條件，以避免或減少產(chǎn)品開發(fā)進(jìn)行到晚期才發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，再返回到設(shè)計(jì)初期進(jìn)行修改。并行設(shè)計(jì)主要包括以下內(nèi)容： 1）過程重構(gòu) 由傳統(tǒng)的串行產(chǎn)品開發(fā)模式轉(zhuǎn)變成集成的、并行的產(chǎn)品開發(fā)模式，使下游設(shè)計(jì)過程中的需求及早地反饋給相應(yīng)的過程； 2）數(shù)字化產(chǎn)品定義 包括數(shù)字化產(chǎn)品模型定義和管理、數(shù)字化過程定義和管理、數(shù)字化工具定義和信息集成，如dfq、dfa、dfm、cad/cam/cae集成等； 3）產(chǎn)品開發(fā)隊(duì)伍重構(gòu) 將傳統(tǒng)的以功能部門為主要的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，改變?yōu)橐援a(chǎn)品為主線，組織多功能集成產(chǎn)品開發(fā)團(tuán)隊(duì)，團(tuán)隊(duì)主管可以通過工作平臺(tái)對(duì)團(tuán)隊(duì)的開發(fā)過程進(jìn)行定義、規(guī)劃和重組，并對(duì)之進(jìn)行分析和優(yōu)化，開發(fā)人員通過開發(fā)平臺(tái)以預(yù)定角色進(jìn)入具體開發(fā)活動(dòng)。 4）協(xié)同工作環(huán)境 利用多媒體、網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)、組織協(xié)調(diào)工作環(huán)境，支持并行設(shè)計(jì)。并行設(shè)計(jì)改變了過去那種容易造成各自為政、效率低下的串行工作方式，改變了企業(yè)組織結(jié)構(gòu)和工作方法，促進(jìn)人們之間的相互理解，激勵(lì)積極性，提高協(xié)同作戰(zhàn)的能力，塑造良好的企業(yè)文化氛圍，形成一個(gè)適合人類發(fā)展需要的技術(shù)系統(tǒng)。因此并行工程與傳統(tǒng)的串行生產(chǎn)模式之間的本質(zhì)區(qū)別在于并行工程把產(chǎn)品開發(fā)的各個(gè)活動(dòng)看成是一個(gè)集成的過程，并從全局優(yōu)化的角度出發(fā)，對(duì)集成過程進(jìn)行管理和控制，同時(shí)對(duì)已有的產(chǎn)品開發(fā)過程進(jìn)行不斷的改進(jìn)和提高，以克服傳統(tǒng)串行產(chǎn)品開發(fā)過程大反饋造成的長(zhǎng)周期與高成本等缺點(diǎn)。并行工程意味著產(chǎn)品開發(fā)過程重組，以便并行地組織作業(yè)。 并行工程的開發(fā)模式以開發(fā)周期短(time)、產(chǎn)品質(zhì)量高(quality)、開發(fā)費(fèi)用低(cost)、用戶滿意(service)為目標(biāo)。為實(shí)現(xiàn)我們平常所說的t、q、c、s目標(biāo)，并行工程具有如下特點(diǎn): 為了設(shè)計(jì)出便于加工、裝配、使用、維修、回收的新產(chǎn)品，并行工程的方法要求在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段將涉及到產(chǎn)品整個(gè)生命周期各個(gè)過程的專家，甚至包括潛在的用戶集中起來，形成專門的設(shè)計(jì)工作小組協(xié)同工作，集思廣益對(duì)設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品和零件從各個(gè)方面進(jìn)行審查，并隨時(shí)做出修改。從而得到最佳設(shè)計(jì)。 在并行工程中，設(shè)計(jì)、制造和管理等不再是被看成彼此相互獨(dú)立的過程，而要將它們納入一個(gè)整體的系統(tǒng)來考慮。很多工作是并行著進(jìn)行的，如：一方面在設(shè)計(jì)過程中通過工作組和專家把關(guān)，可以同時(shí)考慮產(chǎn)品生命周期的各個(gè)方面的因素；另一方面是在設(shè)計(jì)階段就可同時(shí)進(jìn)行工藝（包括加工工藝、裝配工藝、檢驗(yàn)工藝等）過程設(shè)計(jì)，并對(duì)工藝設(shè)計(jì)的結(jié)果進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真，用快速成型等方法制出樣機(jī)。傳統(tǒng)的串行設(shè)計(jì)模式下，產(chǎn)品設(shè)計(jì)變更都是在產(chǎn)品整個(gè)生命周期的后半部分出現(xiàn)問題時(shí)才進(jìn)行的，這時(shí)變更設(shè)計(jì)造成開發(fā)周期增長(zhǎng)，開發(fā)成本費(fèi)用增高，流程與設(shè)計(jì)都難于改變；而并行工程強(qiáng)調(diào)在設(shè)計(jì)開始階段就對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果隨時(shí)進(jìn)行審查，并及時(shí)反饋給設(shè)計(jì)人員。這樣可以大大縮短設(shè)計(jì)時(shí)間，降低產(chǎn)品開發(fā)成本，還可以保證將錯(cuò)誤消滅在萌芽狀態(tài)。魯棒性設(shè)計(jì)。魯棒性原是統(tǒng)計(jì)學(xué)中的一個(gè)專門術(shù)語，20世紀(jì)70年代初開始在控制理論的研究中流行起來，用以表征控制系統(tǒng)對(duì)特性或參數(shù)攝動(dòng)的不敏感性。在實(shí)際問題中，系統(tǒng)特性或參數(shù)的攝動(dòng)常常是不可避免的。產(chǎn)生攝動(dòng)的原因主要有兩個(gè)方面，一個(gè)是由于量測(cè)的不精確使特性或參數(shù)的實(shí)際值會(huì)偏離它的設(shè)計(jì)值（標(biāo)稱值），另一個(gè)是系統(tǒng)運(yùn)行過程中受環(huán)境因素的影響而引起特性或參數(shù)的緩慢漂移。因此，魯棒性已成為控制理論中的一個(gè)重要的研究課題，也是一切類型的控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中所必須考慮的一個(gè)基本問題。對(duì)魯棒性的研究主要限于線性定?？刂葡到y(tǒng)，所涉及的領(lǐng)域包括穩(wěn)定性、無靜差性、適應(yīng)控制等。魯棒性問題與控制系統(tǒng)的相對(duì)穩(wěn)定性（頻率域內(nèi)表征控制系統(tǒng)穩(wěn)定性裕量的一種性能指標(biāo)）和不變性原理（自動(dòng)控制理論中研究扼制和消除擾動(dòng)對(duì)控制系統(tǒng)影響的理論）有著密切的聯(lián)系，內(nèi)模原理（把外部作用信號(hào)的動(dòng)力學(xué)模型植入控制器來構(gòu)成高精度反饋控制系統(tǒng)的一種設(shè)計(jì)原理）的建立則對(duì)魯棒性問題的研究起了重要的推動(dòng)作用。當(dāng)系統(tǒng)中存在模型攝動(dòng)或隨機(jī)干擾等不確定性因素時(shí)能保持其滿意功能品質(zhì)的控制理論和方法稱為魯棒控制。早期的魯棒控制主要研究單回路系統(tǒng)頻率特性的某些特征，或基于小攝動(dòng)分析上的靈敏度問題?，F(xiàn)代魯棒控制則著重研究控制系統(tǒng)中非微有界攝動(dòng)下的分析與設(shè)計(jì)的理論和方法。綠色設(shè)計(jì)。綠色設(shè)計(jì)（greendesign）也稱生態(tài)設(shè)計(jì)(ecologicaldesign),環(huán)境設(shè)計(jì)（designforenvironment）,環(huán)境意識(shí)設(shè)計(jì)（environmentconsciousdesign）。在產(chǎn)品整個(gè)生命周期內(nèi)，著重考慮產(chǎn)品環(huán)境屬性（可拆卸性，可回收性、可維護(hù)性、可重復(fù)利用性等）并將其作為設(shè)計(jì)目標(biāo)，在滿足環(huán)境目標(biāo)要求的同時(shí)，保證產(chǎn)品應(yīng)有的功能、使用壽命、質(zhì)量等要求。綠色設(shè)計(jì)的原則被公認(rèn)為“3r”的原則，即reduce,reuse,recycle，減少環(huán)境污染、減小能源消耗，產(chǎn)品和零部件的回收再生循環(huán)或者重新利用。綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)包括：綠色材料選擇設(shè)計(jì)；綠色制造過程設(shè)計(jì)；產(chǎn)品可回收性設(shè)計(jì)；產(chǎn)品的可拆卸性設(shè)計(jì)：綠色包裝設(shè)計(jì)；綠色物流設(shè)計(jì)；綠色服務(wù)設(shè)計(jì)；綠色回收利用設(shè)計(jì)等。在綠色設(shè)計(jì)中要從產(chǎn)品材料的選擇、生產(chǎn)和加工流程的確定，產(chǎn)品包裝材料的選定，直到運(yùn)輸?shù)榷家紤]資源的消耗和對(duì)環(huán)境的影響。以尋找和采用盡可能合理和優(yōu)化的結(jié)構(gòu)和方案，使得資源消耗和環(huán)境負(fù)影響降到最低。在產(chǎn)品開發(fā)過程中，如果不重視環(huán)境意識(shí)，不考慮產(chǎn)品本身是否對(duì)環(huán)境造成污染和危害，而一味地關(guān)心它們的造型是否具有十足的創(chuàng)意，成本能否十足的低廉等等，從長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度看，只會(huì)給企業(yè)帶來損失，更會(huì)給人類賴以生存的自然社會(huì)帶來不可逆轉(zhuǎn)的損失和災(zāi)難。綠色產(chǎn)品開發(fā)，應(yīng)該從產(chǎn)品的綠色設(shè)計(jì)開始。綠色設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)理念和方法以節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境為宗旨，它強(qiáng)調(diào)保護(hù)自然生態(tài)，充分利用資源，以人為本，善待環(huán)境。綠色設(shè)計(jì)不應(yīng)僅僅是一個(gè)倡議或提議，它應(yīng)成為現(xiàn)實(shí)文明和未來發(fā)展的方向。面對(duì)當(dāng)前全球的環(huán)境污染、生態(tài)破壞、資源浪費(fèi)、溫室效應(yīng)和資源殆盡，每個(gè)地球人都應(yīng)感到生存的危機(jī)。 社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的要求預(yù)示著“綠色設(shè)計(jì)”將成為21世紀(jì)工業(yè)設(shè)計(jì)的熱點(diǎn)之一?！熬G色設(shè)計(jì)”在現(xiàn)代化的今天，不僅僅是一句時(shí)髦的口號(hào)，而是切切實(shí)實(shí)關(guān)系到每一個(gè)人的切身利益的事。這對(duì)子孫后代，對(duì)整個(gè)人類社會(huì)的貢獻(xiàn)和影響都將是不可估量的。綠色設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)： 產(chǎn)品的組合設(shè)計(jì)、循環(huán)設(shè)計(jì)以及產(chǎn)品與服務(wù)的非物質(zhì)化設(shè)計(jì)已成為”綠色設(shè)計(jì)”的一種趨勢(shì)，這樣的設(shè)計(jì)能更好地體現(xiàn)節(jié)能與環(huán)保?！本G色設(shè)計(jì)”的主題和發(fā)展趨勢(shì)大致體現(xiàn)在以下四個(gè)方面： 1）、使用天然的材料。以”未經(jīng)加工”形式在家具產(chǎn)品、建筑材料和織物中得到運(yùn)用。直接使用天然材料在產(chǎn)品中的設(shè)計(jì)不但節(jié)省了能源，而且縮短了生產(chǎn)環(huán)節(jié)，提高了生產(chǎn)效率。 2）、強(qiáng)調(diào)使用材料的經(jīng)濟(jì)性。摒棄無用功能和純裝飾的樣式，創(chuàng)造形象生動(dòng)的造型、回歸經(jīng)典的簡(jiǎn)潔。同時(shí)，在簡(jiǎn)潔中精心融入“高科技”、“高情感” 的因素。在使用產(chǎn)品時(shí)使人感受到時(shí)尚、親近和溫暖。 3）、多種用途的產(chǎn)品設(shè)計(jì)?？梢允褂迷黾訕啡さ脑O(shè)計(jì)方法，避免因厭煩而替換的需求。這種產(chǎn)品還能夠升級(jí)更新，通過盡可能少地使用其他材料來更新?lián)Q代，以便達(dá)到實(shí)用且節(jié)能的目的。 4）、利用回收材料的產(chǎn)品設(shè)計(jì)。我們不可以簡(jiǎn)單地認(rèn)為采用可回收材料的產(chǎn)品就一定是綠色產(chǎn)品，因?yàn)楫a(chǎn)品可回收性有可能成為加快產(chǎn)品廢棄速度；人們對(duì)可回收材料的外觀認(rèn)可程度也可能會(huì)對(duì)產(chǎn)品的銷售產(chǎn)生影響。3、發(fā)明問題解決理論-triz理論 triz意譯為發(fā)明問題的解決理論.triz理論成功地揭示了創(chuàng)造發(fā)明的內(nèi)在規(guī)律和原理，著力于澄清和強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)中存在的矛盾，其目標(biāo)是完全解決矛盾，獲得最終的理想解。它不是采取折衷或者妥協(xié)的做法，而且它是基于技術(shù)的發(fā)展演化規(guī)律研究整個(gè)設(shè)計(jì)與開發(fā)過程， 而不再是隨機(jī)的行為。實(shí)踐證明，運(yùn)用triz理論，可大大加快人們創(chuàng)造發(fā)明的進(jìn)程而且能得到高質(zhì)量的創(chuàng)新產(chǎn)品。 triz是俄文 的英文音譯teoriya resheniya izobreatatelskikh zadatch的縮寫，其英文全稱是theory of the solution of inventive problems（發(fā)明問題解決理論）triz是基于知識(shí)的、面向人的發(fā)明問題解決系統(tǒng)化方法學(xué)。 triz是發(fā)明問題解決理論 1）為了取得創(chuàng)新解，需要解決設(shè)計(jì)中的沖突，但解決沖突的某些步驟是不知道的； 2）未知的解往往可以被虛構(gòu)的理想解代替； 3） 通常理想解可通過環(huán)境或系統(tǒng)本身的資源獲得； 4）通常理想解可通過已知的系統(tǒng)進(jìn)化趨勢(shì)推斷。現(xiàn)代triz的研究進(jìn)展：目前，其結(jié)果主要集中在4個(gè)triz模式上。 1）、iii（ideation international inc)模式 該公司主要核心研究力量是來自于前蘇聯(lián)kishnev的triz學(xué)校的專家# 他們認(rèn)為, triz的許多方法分支太多,也過于復(fù)雜,因此必須提供一些方法和過程作為分析這些問題方法的統(tǒng)一入口。 根據(jù)有害和有用影響的區(qū)分，手工繪出問題中各部分因果關(guān)系網(wǎng)絡(luò)圖，利用軟件工具對(duì)圖中每一個(gè)節(jié)點(diǎn)能夠自動(dòng)列出問題的看法或者解決方法意見。每一個(gè)看法為使用者推薦了合適的傳統(tǒng)triz工具。iii模式還開發(fā)了“創(chuàng)新環(huán)境調(diào)查問卷”以及預(yù)期失效判定和演變指導(dǎo)。iii模式的主要不足是得出的看法通常是節(jié)點(diǎn)的34倍，對(duì)于復(fù)雜問題有時(shí)會(huì)顯得非常冗長(zhǎng)。 2）、imc(inventive machine corp)模式 imc公司是由前蘇聯(lián)人工智能和triz專家tsourilov博士移民到美國(guó)后創(chuàng)建的。為了解決具有技術(shù)和物理矛盾的“困難”工程問題，imc努力將解決矛盾的創(chuàng)新原則、分隔原則、效果庫(kù)等知識(shí)庫(kù)工具集成為軟件techoptimizer。由于引入了相應(yīng)的現(xiàn)代軟件開發(fā)和人工智能技術(shù)，該軟件具有容易使用與界面友好的特點(diǎn)。該軟件分為2個(gè)集合，包括5個(gè)模塊。集合1：原則模塊、預(yù)測(cè)模塊、效果模塊；集合2：techoptimizer模塊、特征轉(zhuǎn)換模塊。原則模塊負(fù)責(zé)從知識(shí)庫(kù)給出類似的例子消除矛盾，效果模塊允許從專利數(shù)據(jù)庫(kù)獲取類似的物理、化學(xué)和地理成果，而預(yù)測(cè)模塊則是參照其演化趨勢(shì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的22個(gè)演化趨勢(shì)和200多個(gè)分模式對(duì)問題得出未來的解決方法。集合2個(gè)模塊則負(fù)責(zé)對(duì)問題進(jìn)行分析，使問題清晰化。3）、sit/usit模式 sit（systematic inventive thinking）模式原由移民到以色列的triz專家filkosky在1980年左右創(chuàng)立，目的是簡(jiǎn)化triz以便使其被更多人接受。1995年福特公司sickafus博士將sit模式進(jìn)行結(jié)構(gòu)化形成usit（unified strctured inventive thinking）模式，該模式能幫助公司工程師短時(shí)間內(nèi)(3天培訓(xùn)期)接受和掌握triz，為實(shí)際問題在概念產(chǎn)生階段快速地產(chǎn)生多種解決方法)，usit將triz設(shè)計(jì)過程分為3 個(gè)階段：?jiǎn)栴}定義、問題分析和概念產(chǎn)生，它將解決方法概念的產(chǎn)生簡(jiǎn)化為只有4種技術(shù)（屬性維度化、對(duì)象復(fù)數(shù)化、功能分布法和功能變換法），而不需要采用知識(shí)庫(kù)或計(jì)算機(jī)軟件。但usit解決問題的好壞依賴于問題解決人員知識(shí)的廣度和深度。 4）、rli（renaissanoe leedership instiute）模式 該模式是由rli公司的分支機(jī)構(gòu)leonadnda vinci研究院的一些專家開發(fā)的。rli模式對(duì)triz的貢獻(xiàn)主要體現(xiàn)在：（1）針對(duì)triz的復(fù)雜性，開發(fā)了8個(gè)解決問題的算法；（2）針對(duì)物質(zhì)場(chǎng)分析工具存在的缺陷，提出運(yùn)用三元代替物質(zhì)場(chǎng)的三元分析法（triad analysis）,并將其結(jié)合到所開發(fā)的8個(gè)發(fā)明算法中。應(yīng)用案例：仿蝎變形履帶搜救機(jī)器人 實(shí)物圖 根據(jù)triz理論最終理想解的確定設(shè)計(jì)的目的：設(shè)計(jì)一款擁有良好越障能力，同時(shí)擁有較高工作效率的機(jī)器人。理想解：該機(jī)器人可以適應(yīng)各種地形，高效率地完成預(yù)定工作任務(wù)。達(dá)到理想解的障礙：沒有一種行進(jìn)方式能夠在滿足越障能力強(qiáng)的同時(shí)，又滿足行進(jìn)速度快、效率高。例如，履帶式機(jī)器人越障能力強(qiáng)，但是行進(jìn)速度慢，效率低；輪式機(jī)器人行進(jìn)速度快，效率高，行動(dòng)靈活，但是越障能力弱。出現(xiàn)這種障礙的結(jié)果：一種行進(jìn)方式無法同時(shí)達(dá)到越障能力和工作效率兩方面的要求。不出現(xiàn)這種障礙的結(jié)果：要求機(jī)器人越障能力高時(shí)，機(jī)器人以履帶式行進(jìn)；要求機(jī)器人工作效率高時(shí)，以輪式行進(jìn)解決方案：設(shè)計(jì)一款同時(shí)擁有輪式和履帶式行進(jìn)方式的機(jī)器人設(shè)計(jì)發(fā)明該機(jī)器人時(shí)應(yīng)用了triz理論的核心思想：技術(shù)系統(tǒng)發(fā)展的理想狀態(tài)是用盡量少的資源實(shí)現(xiàn)盡量多的功能。該機(jī)器人同時(shí)擁有輪式和履帶式行進(jìn)方式，相當(dāng)于同時(shí)擁有兩種機(jī)器人的功能，既具有各自的優(yōu)點(diǎn)，又彌補(bǔ)了相對(duì)的不足。設(shè)計(jì)過程中應(yīng)用到的技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則有：完備性法則任何產(chǎn)品的創(chuàng)新與進(jìn)化都在遵循著一定的規(guī)律，而要實(shí)現(xiàn)其功能，一個(gè)完整的技術(shù)系統(tǒng)必須包含以下4個(gè)部分:動(dòng)力裝置、傳輸裝置、執(zhí)行裝置、控制裝置，它們最終的目標(biāo)是使產(chǎn)品能夠達(dá)到最理想的功能與狀態(tài)。該機(jī)器人遵從這一法則，動(dòng)力裝置是鋰電池，傳輸裝置是軸，執(zhí)行裝置是車輪、履帶，控制裝置以atmega64為控制芯片，搭建控制電路。提高理想度法則這一法則規(guī)定技術(shù)系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)沿著提高理想度的方向進(jìn)化，貫穿其整個(gè)壽命的始終，趨向更加簡(jiǎn)單、可靠、有效，它是八大技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則的首要法則。該機(jī)器人遵從這一法則，將原本兩種機(jī)器人擁有的功能整合到一臺(tái)機(jī)器人，提高了實(shí)現(xiàn)功能的能力。在設(shè)計(jì)發(fā)明過程中運(yùn)用到的triz理論發(fā)明原理有：組合、合并原理與多用性原理的應(yīng)用（應(yīng)用部位：主軸電機(jī)）由于機(jī)器人體積空間的限制，使撐開桿的傳動(dòng)軸無法找到一個(gè)理想的位置，根據(jù)組合、合并原理和多用性原理，在空間上把相同或相近的物體或操作加以組合，一個(gè)物體執(zhí)行多種不同功能，從而不需要其他物體。因此，將主軸電機(jī)進(jìn)行巧妙的設(shè)計(jì)，使其同時(shí)兼?zhèn)鋫鲃?dòng)軸的功能。嵌套/套疊與中介物原理的應(yīng)用（應(yīng)用部位：撐開桿）傳統(tǒng)的輪子無法實(shí)現(xiàn)輪履變換，因此，根據(jù)嵌套/套疊原理，一個(gè)物體通過另一個(gè)物體的空腔，將機(jī)器人的輪子進(jìn)行設(shè)計(jì)，機(jī)器人有兩個(gè)主動(dòng)輪，每個(gè)主動(dòng)輪又由內(nèi)外輪組成，內(nèi)外輪之間放置撐開桿機(jī)構(gòu)?？缮炜s履帶附在內(nèi)外輪上，進(jìn)行輪履變換時(shí)，藏在內(nèi)外輪之間的撐開桿機(jī)構(gòu)撐開，行進(jìn)方式切換為履帶式。要實(shí)現(xiàn)輪履變換，必然需要一定機(jī)械結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)，根據(jù)中介原理，將內(nèi)外輪之間設(shè)置了撐開桿，以實(shí)現(xiàn)輪履切換。預(yù)先反作用原理的應(yīng)用（應(yīng)用部位：履帶預(yù)緊力）要實(shí)現(xiàn)履帶式行進(jìn)方式，必須將附在內(nèi)外輪上的變形履帶撐開，但是為防止掉帶，同時(shí)為實(shí)現(xiàn)更好地將主動(dòng)輪的力傳送給履帶，所以應(yīng)用預(yù)先反作用原理，預(yù)先給履帶施加預(yù)緊力。動(dòng)態(tài)原則的應(yīng)用（應(yīng)用情況：輪履切換）該機(jī)器人設(shè)計(jì)的理想目標(biāo)是使機(jī)器人能夠具有較好的越障能力，并且效率較高。因此根據(jù)triz理論的動(dòng)態(tài)原則：物體(或外部介質(zhì)）的特性的變化應(yīng)當(dāng)在每一工作階段都是最佳的，對(duì)機(jī)器人的行進(jìn)方式切換有以下要求：當(dāng)?shù)孛媲闆r復(fù)雜或者有障礙物時(shí)，機(jī)器人以履帶式行進(jìn)，越障能力強(qiáng)；當(dāng)?shù)孛媲闆r較好時(shí)，以輪式行進(jìn)，速度快，效率高。 四、制造系統(tǒng)的運(yùn)行及管理1、制造系統(tǒng)運(yùn)行管理的任務(wù)與目標(biāo) 保證制造系統(tǒng)按產(chǎn)品品種、質(zhì)量、數(shù)量、生產(chǎn)成本和交貨期要求，全面完成計(jì)劃規(guī)定的生產(chǎn)任務(wù)； 合理配置和利用企業(yè)包括設(shè)備、人力在內(nèi)的生產(chǎn)資源，不斷提高生產(chǎn)率，降低物耗，降低成本，增加盈利； 合理組織生產(chǎn)過程，縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期，減少在制品，降低庫(kù)存，加速資金周轉(zhuǎn)；采用合理的生產(chǎn)組織形式和計(jì)劃方法，使生產(chǎn)管理系統(tǒng)能適應(yīng)市場(chǎng)環(huán)境的變化。2、制造系統(tǒng)運(yùn)行管理流程 調(diào)查 決策 投入 轉(zhuǎn)換 產(chǎn)出3、mrp（物料需求計(jì)劃） 物資需求計(jì)劃即（material requirement planning，mrp）是指根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)各層次物品的從屬和數(shù)量關(guān)系，以每個(gè)物品為計(jì)劃對(duì)象，以完工時(shí)期為時(shí)間基準(zhǔn)倒排計(jì)劃，按提前期長(zhǎng)短區(qū)別各個(gè)物品下達(dá)計(jì)劃時(shí)間的先后順序，是一種工業(yè)制造企業(yè)內(nèi)物資計(jì)劃管理模式。mrp是根據(jù)市場(chǎng)需求預(yù)測(cè)和顧客訂單制定產(chǎn)品的生產(chǎn)計(jì)劃，然后基于產(chǎn)品生成進(jìn)度計(jì)劃，組成產(chǎn)品的材料結(jié)構(gòu)表和庫(kù)存狀況，通過計(jì)算機(jī)計(jì)算所需物資的需求量和需求時(shí)間，從而確定材料的加工進(jìn)度和訂貨日程的一種實(shí)用技術(shù)。 其主要內(nèi)容包括客戶需求管理、產(chǎn)品生產(chǎn)計(jì)劃、原材料計(jì)劃以及庫(kù)存紀(jì)錄。其中客戶需求管理包括客戶訂單管理及銷售預(yù)測(cè)，將實(shí)際的客戶訂單數(shù)與科學(xué)的客戶需求預(yù)測(cè)相結(jié)合即能得出客戶需要什么以及需求多少。物料需求計(jì)劃邏輯流程物料需求計(jì)劃 mrp在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)之上，運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃原理，根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)各層次物料的從屬關(guān)系和數(shù)量關(guān)系，以每個(gè)物料為計(jì)劃對(duì)象，以完工日期為時(shí)間基準(zhǔn)倒排計(jì)劃，并按提前期長(zhǎng)短區(qū)別各個(gè)物料計(jì)劃下達(dá)時(shí)間的先后順序。這里“物料”一詞是指為了產(chǎn)品出廠需要列入計(jì)劃的一切不可缺少的物的總稱，不僅是通常理解的原材料或零件，而且還包括配套件、毛坯、在制品、半成品、成品、包裝材料、工裝工具、能源等一切物料。通俗地講，mrp是一種“既要降低庫(kù)存，又要不出現(xiàn)物料短缺”的計(jì)劃方法，其邏輯流程如圖所示。 mrp邏輯流程圖從邏輯流程圖上看，mrp主要回答了4個(gè)問題：a、生產(chǎn)什么？b、要用到什么？c、已經(jīng)有了什么？d、還缺什么？什么時(shí)候下達(dá)采購(gòu)或加工計(jì)劃？這4個(gè)問題是任何制造業(yè)在編制計(jì)劃都要回答的問題，被人們稱為“制造業(yè)的通用公式”。第一個(gè)問題指的是為了滿足市場(chǎng)（或客戶）需求需要出廠的產(chǎn)品，是獨(dú)立需求件。產(chǎn)品的出廠計(jì)劃是根據(jù)銷售合同或市場(chǎng)預(yù)測(cè)，由主生產(chǎn)計(jì)劃(master production schedule,mps)確定的。第二個(gè)問題指的是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)或某些在制造過程中必要的資源（如能源、工具等），由產(chǎn)品信息或物料清單來回答。物料清單（bill of material, bom）是計(jì)算機(jī)可識(shí)別的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)文件，是mrp的主導(dǎo)文件。第三個(gè)問題由庫(kù)存信息，或者說，由物料的可用量來回答。物料的可用量不同于手工管理的庫(kù)存臺(tái)帳，它是一種動(dòng)態(tài)信息。主生產(chǎn)計(jì)劃、物料清單和物料的可用量是運(yùn)行mrp的三項(xiàng)基本輸入數(shù)據(jù)，它們都是手工管理中不曾用到的新概念。其中，主生產(chǎn)計(jì)劃是最關(guān)鍵的輸入信息，它必須能夠準(zhǔn)確地反映市場(chǎng)需求，它決定物料需求計(jì)劃的必要性、可行性和穩(wěn)定性；另外兩項(xiàng)是計(jì)算需求數(shù)量和時(shí)間的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，它們的準(zhǔn)確性直接影響mrp的運(yùn)算結(jié)果。mrp的性質(zhì)與特點(diǎn)mrp的原理依據(jù)來源于企業(yè)生產(chǎn)管理實(shí)踐，沒有復(fù)雜的數(shù)學(xué)理論，只是直觀的流程圖解，很容易理解。一方面它從分析制造業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)出發(fā)，建立“時(shí)間坐標(biāo)上的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)”，提出了新的期、量標(biāo)準(zhǔn)概念，另一方面它按照“制造業(yè)的通用公式”進(jìn)行邏輯運(yùn)算。這兩點(diǎn)是mrp最基本的概念和出發(fā)點(diǎn)。mrp的特點(diǎn)是由它的原理決定的。既然強(qiáng)調(diào)時(shí)間坐標(biāo)，就意味著按照需求（交貨）時(shí)間的先后順序制訂計(jì)劃，是一種“優(yōu)先級(jí)”計(jì)劃。為了分辨優(yōu)先順序，時(shí)間段必須細(xì)化到周甚至天，是一種分時(shí)段的計(jì)劃。為了快速響應(yīng)市場(chǎng)，它必須是一種能借助計(jì)算機(jī)的強(qiáng)大功能進(jìn)行快速修訂的計(jì)劃。為了正常運(yùn)行mrp系統(tǒng)，需要準(zhǔn)確把握市場(chǎng)需求，能制定穩(wěn)定的主生產(chǎn)計(jì)劃，且計(jì)劃期要長(zhǎng)于總生產(chǎn)提前期，否則無法根據(jù)mrp展開結(jié)果進(jìn)行采購(gòu)。4、mrp（制造資源計(jì)劃）制造資源計(jì)劃的邏輯流程閉環(huán)mrp系統(tǒng)的出現(xiàn)，使生產(chǎn)活動(dòng)方面的各種子系統(tǒng)得到了統(tǒng)一。但這還不夠，因?yàn)樵谄髽I(yè)的管理中，生產(chǎn)管理只是一個(gè)方面，它所涉及的僅僅是物流，而與物流密切相關(guān)的還有資金流。這在許多企業(yè)中是由財(cái)會(huì)人員另行管理的，這就造成了數(shù)據(jù)的重復(fù)錄入與存貯，甚至造成數(shù)據(jù)的不一致性。于是，在20世紀(jì)80年代，人們把生產(chǎn)、財(cái)務(wù)、銷售、工程技術(shù)、采購(gòu)等各個(gè)子系統(tǒng)集成為一個(gè)一體化的系統(tǒng)，并稱為制造資源計(jì)劃（manufacturing resource planning）系統(tǒng)，英文縮寫還是mrp，為了區(qū)別物料需求計(jì)劃（亦縮寫為mrp）而記為mrp。閉環(huán)mrp雖然是一個(gè)完整的計(jì)劃與控制系統(tǒng)，但是它還沒有說清楚執(zhí)行計(jì)劃以后能給企業(yè)帶來什么效益；這效益是否能實(shí)現(xiàn)企業(yè)的總體目標(biāo)。在制造資源計(jì)劃mrp里，系統(tǒng)在處理物料計(jì)劃信息的同時(shí)，同步地處理財(cái)務(wù)信息；把產(chǎn)品的銷售計(jì)劃用金額表示以說明銷售收入；對(duì)物料賦予貨幣屬性以計(jì)算成本并方便報(bào)價(jià)；用金額表示能力、采購(gòu)和外協(xié)計(jì)劃以編制預(yù)算；用金額表示庫(kù)存以反映資金占用等等。也就是說，財(cái)會(huì)系統(tǒng)能同步地從生產(chǎn)系統(tǒng)獲得資金信息，隨時(shí)控制和指導(dǎo)經(jīng)營(yíng)生產(chǎn)活動(dòng)，使之符合企業(yè)的整體戰(zhàn)略目標(biāo)。mrp在閉環(huán)mrp的基礎(chǔ)上，把企業(yè)的宏觀決策納入系統(tǒng)，就是說，把說明企業(yè)遠(yuǎn)期經(jīng)營(yíng)目標(biāo)的經(jīng)營(yíng)規(guī)劃、說明產(chǎn)品系列和企業(yè)銷售收入的銷售與運(yùn)作規(guī)劃納入到系統(tǒng)中來。這幾個(gè)層次確定了企業(yè)宏觀規(guī)劃的目標(biāo)與可行性，形成一個(gè)小的宏觀閉環(huán)，是企業(yè)計(jì)劃層的必要依據(jù)。同時(shí)mrp把對(duì)產(chǎn)品成本的計(jì)劃與控制納入到系統(tǒng)的執(zhí)行層，企業(yè)可以對(duì)照總體目標(biāo)，檢查計(jì)劃執(zhí)行效果?？傊?，mrp把物料流動(dòng)和資金流動(dòng)結(jié)合起來，形成一個(gè)完整的經(jīng)營(yíng)生產(chǎn)信息系統(tǒng)。mrp中物流信息和資金流信息集成的方法是：1）為每個(gè)物料定義標(biāo)準(zhǔn)成本和會(huì)計(jì)科目，建立物料與資金的靜態(tài)關(guān)系；2）為各種庫(kù)存事務(wù)，即物料的移動(dòng)（實(shí)際的或邏輯的）或數(shù)量、價(jià)值的調(diào)整，建立憑證，定義相關(guān)的會(huì)計(jì)科目和借貸關(guān)系，說明物流和資金流動(dòng)態(tài)關(guān)系。在mrp系統(tǒng)中，每運(yùn)行一次需求計(jì)劃必須同時(shí)運(yùn)行能力計(jì)劃，保證所下達(dá)計(jì)劃的可執(zhí)行性。在銷售與運(yùn)作規(guī)劃階段，要同時(shí)運(yùn)行“資源需求計(jì)劃”。在宏觀計(jì)劃層次，“資源”的內(nèi)容可以包括可能籌措的資金、供應(yīng)商提供的關(guān)鍵材料、關(guān)鍵能源、關(guān)鍵工作中心等。要實(shí)現(xiàn)企業(yè)的戰(zhàn)略計(jì)劃，必須有相應(yīng)的資源分配計(jì)劃，說明使用企業(yè)資源的優(yōu)先順序和日程。mrp的模擬流程mrp系統(tǒng)與mrp的區(qū)別，除了實(shí)現(xiàn)物流信息和資金流信息的集成外，另一個(gè)特點(diǎn)就是它的模擬功能。因?yàn)閙rp系統(tǒng)包羅了企業(yè)的主要管理業(yè)務(wù)，模擬能夠反映企業(yè)內(nèi)外環(huán)境變化對(duì)各個(gè)方面的影響，它才有應(yīng)用的意義。模擬（或仿真）并不是mrp獨(dú)有的功能，但在許多場(chǎng)合下，當(dāng)環(huán)境發(fā)生變化需要作出響應(yīng)時(shí)，有模擬功能可以利用，將是非常方便的。為了不影響業(yè)務(wù)的正常運(yùn)行，通常是把當(dāng)前的數(shù)據(jù)復(fù)制下來，在不影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行的情況下進(jìn)行調(diào)整修訂和模擬，如圖所示。通常，在需要判斷環(huán)境變動(dòng)對(duì)計(jì)劃或成本的影響的情況下，才有必要進(jìn)行模擬運(yùn)算。 mrp的管理特點(diǎn)mrp的主要特征是信息集成；由于信息集成帶來一系列特點(diǎn)，每一點(diǎn)都含有管理模式變革和員工行為規(guī)范變革兩方面的內(nèi)容；這些特點(diǎn)是互相影響互為因果的，現(xiàn)歸納如下。計(jì)劃的一貫性與可行性。mrp是一種以計(jì)劃為主導(dǎo)的信息化管理系統(tǒng)，通過計(jì)劃把企業(yè)的資源充分調(diào)動(dòng)起來，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的總體戰(zhàn)略目標(biāo)。計(jì)劃層次從宏觀到微觀，從戰(zhàn)略到戰(zhàn)術(shù)，由粗到細(xì)逐層細(xì)化，但始終保持與企業(yè)總體戰(zhàn)略目標(biāo)一致?！耙粋€(gè)計(jì)劃”是mrp的原則精神。這一點(diǎn)下一節(jié)我們還要詳細(xì)說明。為了做到這一點(diǎn)，企業(yè)全體員工都必須以實(shí)現(xiàn)企業(yè)的總體戰(zhàn)略目標(biāo)為準(zhǔn)則，絕不允許各行其是。管理系統(tǒng)性。mrp把企業(yè)所有與生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)直接相關(guān)的部門的工作通過信息集成聯(lián)成一個(gè)整體，每個(gè)部門的工作都是整個(gè)系統(tǒng)的有機(jī)組成部分。因此，要求每一個(gè)員工都能從整體出發(fā)，十分清楚自己的工作同其它職能的關(guān)系。數(shù)據(jù)共享性。作為一種管理信息高度集成的系統(tǒng)，企業(yè)各部門都依照同一數(shù)據(jù)庫(kù)提供的信息，按照規(guī)范化的處理程序進(jìn)行管理和決策，數(shù)據(jù)高度共享。為了做到這一點(diǎn)，要求企業(yè)員工用嚴(yán)肅的態(tài)度對(duì)待數(shù)據(jù)，專人負(fù)責(zé)維護(hù)，提高信息透明度，保證數(shù)據(jù)的及時(shí)、準(zhǔn)確和完整。動(dòng)態(tài)應(yīng)變性。mrp是一種閉環(huán)的信息系統(tǒng)，它要求不斷跟蹤、反饋和控制瞬息萬變的實(shí)際情況，使管理人員可隨時(shí)根據(jù)企業(yè)內(nèi)外環(huán)境條件的變化，迅速作出響應(yīng)，滿足市場(chǎng)不斷變化著的需求，并保證生產(chǎn)計(jì)劃正常進(jìn)行。為此，必須樹立全體員工的信息意識(shí)，建立必要的工作規(guī)范和準(zhǔn)則，保證各個(gè)崗位上的業(yè)務(wù)人員能夠及時(shí)準(zhǔn)確地把變動(dòng)了的情況輸入系統(tǒng)。模擬預(yù)見性。mrp是生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理規(guī)律的反映，按照規(guī)律建立的信息邏輯很容易實(shí)現(xiàn)模擬功能，可以模擬比較長(zhǎng)遠(yuǎn)的時(shí)間內(nèi)可能發(fā)生的問題，以便事先采取措施消除隱患。為此，管理人員必須熟練運(yùn)用系統(tǒng)的查詢功能，熟悉系統(tǒng)提供的各種信息，致力于實(shí)質(zhì)性的分析研究工作，熟練掌握模擬功能，進(jìn)行多方案比較，作出合理決策。物流信息和資金流信息的集成性。集成物流信息和資金流信息是mrp區(qū)別與mrp的主要特點(diǎn)。mrp包括了財(cái)務(wù)收支和管理會(huì)計(jì)的功能，可以由生產(chǎn)活動(dòng)直接生成財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)，把實(shí)物形態(tài)的物料流動(dòng)直接轉(zhuǎn)換成價(jià)值形態(tài)的資金流動(dòng)，保證生產(chǎn)和財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)的一致性。決策人員應(yīng)會(huì)同財(cái)務(wù)人員及時(shí)運(yùn)用從系統(tǒng)中得到的資金和成本信息，控制成本，隨時(shí)分析企業(yè)的效益。這些特點(diǎn)表明mrp是實(shí)現(xiàn)制造業(yè)企業(yè)整體效益的有效管理模式，是提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的有力武器。5、erp（企業(yè)資源計(jì)劃）隨著市場(chǎng)全球化和大型企業(yè)的多元化經(jīng)營(yíng)，以及精益生產(chǎn)、敏捷制造、約束理論、供應(yīng)鏈管理等先進(jìn)管理思想的誕生，主要側(cè)重于對(duì)企業(yè)內(nèi)部的人、財(cái)、物等內(nèi)部資源管理的mrp系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足一些大型企業(yè)的管理需求。為了迅速響應(yīng)需求并組織供應(yīng)以滿足全球市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的要求，這些企業(yè)迫切需要擴(kuò)大管理系統(tǒng)的功能，把“前端辦公室”（市場(chǎng)與客戶）和“后端辦公室”（供應(yīng)商與外包商）的信息都納入到信息化管理系統(tǒng)中來，擴(kuò)大信息集成的范圍，以面對(duì)經(jīng)濟(jì)全球化的挑戰(zhàn)。在這一背景下，mrp進(jìn)一步發(fā)展為面向怎樣有效管理和利用整個(gè)供應(yīng)鏈整體資源的新一代信息化管理系統(tǒng)企業(yè)資源計(jì)劃（erp）。erp系統(tǒng)的管理思想erp的核心管理思想就是實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)供應(yīng)鏈的有效管理，主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面：體現(xiàn)對(duì)整個(gè)供應(yīng)鏈資源進(jìn)行管理的思想?，F(xiàn)代企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)已經(jīng)不是單一企業(yè)與另一企業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng)，而是一個(gè)企業(yè)供應(yīng)鏈與另一個(gè)企業(yè)的供應(yīng)鏈之間的競(jìng)爭(zhēng)；企業(yè)不但要依靠自己的資源，還必須把經(jīng)營(yíng)過程中的有關(guān)各方如供應(yīng)商、制造工廠、分銷網(wǎng)絡(luò)、客戶等納入一個(gè)緊密的體系中，才能在市場(chǎng)上獲得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。erp系統(tǒng)正是適應(yīng)了這一市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的需要，實(shí)現(xiàn)了對(duì)整個(gè)企業(yè)供應(yīng)鏈的管理。體現(xiàn)精益生產(chǎn)、同步工程和敏捷制造的思想。erp系統(tǒng)支持混合型生產(chǎn)方式的管理，其管理思想表現(xiàn)在兩個(gè)方面：其一是“精益生產(chǎn)lp（lean production）”的思想，即企業(yè)把客戶、銷售代理商、供應(yīng)商、協(xié)作單位納入生產(chǎn)體系，同他們建立起利益共享的合作伙伴關(guān)系，組成一個(gè)企業(yè)的供應(yīng)鏈，消除一切不增值的作業(yè)活動(dòng)，提高快速響應(yīng)的能力。其二是“敏捷制造am（agile manufacturing）”的思想。當(dāng)市場(chǎng)上出現(xiàn)新的機(jī)會(huì)，而企業(yè)的基本合作伙伴不能滿足新產(chǎn)品開發(fā)生產(chǎn)的要求時(shí)，企業(yè)組織一個(gè)由特定的供應(yīng)商和銷售渠道組成的短期或一次性供應(yīng)鏈，形成“虛擬工廠”，把供應(yīng)和協(xié)作單位看成是企業(yè)的一個(gè)組成部分，運(yùn)用“同步工程se（simultaneous engineering）”組織生產(chǎn)，用最短的時(shí)間將新產(chǎn)品打入市場(chǎng)，時(shí)刻保持產(chǎn)品的高質(zhì)量、多樣化和靈活性，這即是“敏捷制造”的核心思想。體現(xiàn)事先計(jì)劃與事中控制的思想。erp系統(tǒng)中的計(jì)劃體系主要包括：主生產(chǎn)計(jì)劃、物流需求計(jì)劃、能力計(jì)劃、采購(gòu)計(jì)劃、銷售執(zhí)行計(jì)劃、利潤(rùn)計(jì)劃、財(cái)務(wù)預(yù)算和人力資源計(jì)劃等，而且這些計(jì)劃功能與價(jià)值控制功能已完全集成到整個(gè)供應(yīng)鏈的管理系統(tǒng)中。另一方面，erp系統(tǒng)通過定義與事務(wù)處理（transaction）相關(guān)的會(huì)計(jì)核算科目和核算方式，在事務(wù)處理發(fā)生的同時(shí)自動(dòng)生成會(huì)計(jì)核算分錄，保證了資金流與物流的同步記錄和數(shù)據(jù)的一致性；從而實(shí)現(xiàn)了根據(jù)財(cái)務(wù)資金現(xiàn)狀可以追溯資金的來龍去脈并進(jìn)一步追溯所發(fā)生的相關(guān)業(yè)務(wù)活動(dòng)，便于實(shí)現(xiàn)事中控制和實(shí)時(shí)作出決策。erp同mrp的主要區(qū)別在資源管理范圍方面的差別。mrp主要側(cè)重對(duì)企業(yè)內(nèi)部人、財(cái)、物等資源的管理，erp系統(tǒng)在mrp的基礎(chǔ)上擴(kuò)展了管理范圍，它把客戶需求和企業(yè)內(nèi)部的制造活動(dòng)以及供應(yīng)商的制造資源整合在一起，形成一個(gè)完整的供應(yīng)鏈并對(duì)供應(yīng)鏈上所有環(huán)節(jié)如訂單、采購(gòu)、庫(kù)存、計(jì)劃、生產(chǎn)制造、質(zhì)量控制、運(yùn)輸、分銷、服務(wù)與維護(hù)、財(cái)務(wù)管理、人事管理、實(shí)驗(yàn)室管理、項(xiàng)目管理、配方管理等進(jìn)行有效管理。在生產(chǎn)方式管理方面的差別。mrp系統(tǒng)把企業(yè)歸類為幾種典型的生產(chǎn)方式進(jìn)行管理，如重復(fù)制造、批量生產(chǎn)、按訂單生產(chǎn)、按訂單裝配、按庫(kù)存生產(chǎn)等，對(duì)每一種類型都有一套管理標(biāo)準(zhǔn)。而在80年代末、90年代初期，為了緊跟市場(chǎng)的變化，多品種、小批量生產(chǎn)以及看板式生產(chǎn)等成為企業(yè)經(jīng)常采用的生產(chǎn)方式，由單一的生產(chǎn)方式向混合型生產(chǎn)發(fā)展。erp能很好地支持和管理混合型制造環(huán)境，滿足了企業(yè)的這種多角化經(jīng)營(yíng)需求。在管理功能方面的差別。erp除了mrp系統(tǒng)的制造、分銷、財(cái)務(wù)管理功能外，還增加了支持整個(gè)供應(yīng)