敏捷制造技術(shù)

1、河南機電高等?？茖W校機計專業(yè)AMT結(jié)課作業(yè)敏捷制造技術(shù)系 部： 機械工程系 專 業(yè)： 計算機輔助設(shè)計與制造 班 級： - 學生姓名： - 學 號： - 2012年10月10日敏捷制造技術(shù) 1 引言 制造業(yè)是一個國家國民經(jīng)濟的支柱。20世紀80年代以來，隨著全球交通、通信技術(shù)的飛速發(fā)展，制造業(yè)競爭日趨激烈，新產(chǎn)品、新技術(shù)的出現(xiàn)和交替速度越來越快，用戶在追求高質(zhì)量的同時必然要求產(chǎn)生品種多、交貨期短、價格合理、售后服務(wù)好、無環(huán)境污染。如何敏捷地利用高科技知識和技術(shù)快速開發(fā)新產(chǎn)品、重組資源組織生產(chǎn)、滿足用戶“個性化產(chǎn)品”的需要，就成為企業(yè)能否贏得競爭、不斷發(fā)展的關(guān)鍵。在這樣的背景下，20世紀90年代初

2、 ，美國通用汽車公司和李海大學的艾柯卡研究所共同提出了一種全新的生產(chǎn)管理模式敏捷制造，它綜合了JIT、MRPII、及LP等先進的生產(chǎn)管理模式的優(yōu)點，能系統(tǒng)全面的地滿足高效、低成木、高質(zhì)量、多品種、迅速及時、動態(tài)適應、極高柔性等現(xiàn)在看來難以由一個統(tǒng)一生產(chǎn)系統(tǒng)來實現(xiàn)的生產(chǎn)管理目標要求，因而敏捷制造將成為21世紀的生產(chǎn)和管理戰(zhàn)略。 2 敏捷制造的定義及內(nèi)涵 （1）敏捷制造的定義 敏捷制造的基本定義為：以柔性生產(chǎn)技術(shù)和動態(tài)聯(lián)盟結(jié)構(gòu)為特點，以高素質(zhì)、協(xié)同良好的工作人員為核心，實施企業(yè)間的網(wǎng)絡(luò)集成，形成快速響應市場的社會化制造體系。 （2）敏捷制造的內(nèi)涵 敏捷制造利用人工智能和信息技術(shù)，以先進的柔性制造技

3、術(shù)為基礎(chǔ)，通過企業(yè)內(nèi)、外的多功能項目組，組建虛擬公司。這一多變的動態(tài)組織結(jié)構(gòu)可以把全球范圍內(nèi)的各種資源，包括人的資源集成在一起，實現(xiàn)技術(shù)、管理和人的集成，和人的集成，從而能在整個產(chǎn)品的生命周期中最大限度滿足用戶需求，提高企業(yè)的競爭能力。敏捷制造的目標是快速響應市場的變化，在盡可能短的時間內(nèi)向市場提供適銷對路的環(huán)保型產(chǎn)品，換取長期的經(jīng)濟效益。為了適應變化的市場和取得競爭優(yōu)勢，企業(yè)不能僅僅依靠自身的有限資源，而必須采用標準化和專業(yè)化的計算機網(wǎng)絡(luò)和信息集成基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，以分布式結(jié)構(gòu)連接各類企業(yè)，構(gòu)成虛擬制造環(huán)境；在虛擬制造環(huán)境內(nèi)動態(tài)選擇成員，組成面向任務(wù)的虛擬公司，從而合理利用各企業(yè)的資源和技術(shù)進行快速

4、生產(chǎn)。當出現(xiàn)某種機遇，若干核心的組織者聯(lián)合迅速的參與者形成一個新型企業(yè)，市場消失后能迅速解散，參加新的重組。這樣優(yōu)化組織的企業(yè)以最快的速度從企業(yè)內(nèi)部某些部門和企業(yè)外部不同公司中選出設(shè)計、制造該產(chǎn)品的優(yōu)勢部分，企業(yè)接受的新任務(wù)不再受人力、物力等資源的限制，企業(yè)之間的優(yōu)勢互補和動態(tài)聯(lián)盟能大大節(jié)省資源，能以最低的材料和能源消耗，開發(fā)市場所需的綠色產(chǎn)品；同時獲得市場信息的企業(yè)不必顧慮企業(yè)自身的業(yè)務(wù)能力，而可以借助于聯(lián)盟以最快的速度滿足市場需求；另外，在這種競爭-合作的前提下，怎樣選擇合作伙伴、采取何種合作方式、合作伙伴是否愿意共享數(shù)據(jù)和信急等問題都經(jīng)過企業(yè)慎重考慮；同時在產(chǎn)品設(shè)計、選擇加工手段和原料時

5、，重視環(huán)境保護項目和約束；報廢的產(chǎn)品和剩余的廢料在企業(yè)重組的過程中提高了重新利用率。因此，敏捷制造是工程技術(shù)、管理技術(shù)等綜合技術(shù)支持下的企業(yè)及企業(yè)間的動態(tài)集成，是計算機集成制造系統(tǒng)CIMS發(fā)展的延續(xù)。 3 敏捷制造的關(guān)鍵技術(shù) 在敏捷制造系統(tǒng)中，人、組織和技術(shù)是三個最基木的要素。敏捷制造模式的構(gòu)筑和實施需要多種技術(shù)支持，制造模式要和先進技術(shù)相匹配才能充分發(fā)揮其優(yōu)勢。因此要解決關(guān)鍵問題首先要有關(guān)鍵技術(shù)作為基礎(chǔ)，敏捷制造中主要有如下關(guān)鍵技術(shù)： （1）并行工程（CE）技術(shù) 強調(diào)工作流程的并行進行，并非常見的串行反饋循環(huán)工作方式；強調(diào)團隊工作精神，要求與工作項目有關(guān)的各方面專家共同協(xié)調(diào)，解決問題，求得各

6、方面都滿意的最佳方案。產(chǎn)品的設(shè)計過程、生產(chǎn)準備過程甚至加工過程可以同步進行，不僅可縮短新產(chǎn)品的開發(fā)周期，還可以及早發(fā)現(xiàn)并修改設(shè)計方案存在的問題，從而有效降低成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量。 （2）虛擬制造（VM）技術(shù) 基木思想是將制造企業(yè)的一切活動，如設(shè)計過程、加工過程、裝配過程、生產(chǎn)管理、企業(yè)管理等建立與現(xiàn)實系統(tǒng)完全相同的計算機模型，然后利用該模型模擬運行整個企業(yè)的一切活動并進行參數(shù)的調(diào)整，在求得最佳運行參數(shù)后再進行實際制造活動，以確保整個運行都在最佳狀態(tài)。與快速原型制造技術(shù)RPM相比較，虛擬制造對提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低產(chǎn)品成本，縮短設(shè)計制造周期，改進設(shè)計運行狀態(tài)都起著十分重要的作用。 （3）網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 實現(xiàn)

7、敏捷制造，企業(yè)需要有通信連通性，按照企業(yè)網(wǎng)全國網(wǎng)全球網(wǎng)的步驟實施企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。利用企業(yè)網(wǎng)實現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部工作小組之間的交流和并行工作，利用全國網(wǎng)、全球網(wǎng)共享資源，實現(xiàn)異地設(shè)計和異地制造，及時地、最優(yōu)地建立動態(tài)聯(lián)。基于網(wǎng)絡(luò)的企業(yè)資源計劃管理系統(tǒng)和商品供應鏈系統(tǒng)也為敏捷制造的實施提供必需的信息。 （4）模塊化技術(shù) 主要有組織機構(gòu)的模塊化、工藝系統(tǒng)的模塊化、產(chǎn)品的模塊化。組織機構(gòu)的模塊化通過多功能小組來實現(xiàn)。根據(jù)市場的需求的不同，企業(yè)能夠動態(tài)的重構(gòu)其組織結(jié)構(gòu)，用多功能小組動態(tài)的、快速的重新組織設(shè)計隊伍、生產(chǎn)隊伍和管理機構(gòu)，從而實現(xiàn)組織機構(gòu)的敏捷化。工藝系統(tǒng)的模塊化是利用模塊化部件構(gòu)造企業(yè)的工藝裝備，可

8、以根據(jù)生產(chǎn)需求的變化重新使用這些模塊化部件，將生產(chǎn)系統(tǒng)升級或重新配置加工機器。預先對產(chǎn)品進行模塊化設(shè)計，用戶就可以根據(jù)自己的喜好提出諸如色彩、造型和功能等方面的要求，而制造企業(yè)可以選用合適的模塊迅速地組裝產(chǎn)品并交付用戶。 （5）系統(tǒng)集成技術(shù) 信息及其交換的標準化和開放式體系結(jié)構(gòu)是實現(xiàn)系統(tǒng)整體集成的關(guān)鍵。敏捷制造的系統(tǒng)集成所要面對的是連續(xù)變化的動態(tài)系統(tǒng)，在系統(tǒng)集成運行的條件下，保證系統(tǒng)各部分功能的獨立性，旨在不影響系統(tǒng)其它部分運行的情況下，獨立進行系統(tǒng)的改進和升級。 （6）動態(tài)聯(lián)盟 它是面向產(chǎn)品經(jīng)營過程的一種動態(tài)組織結(jié)構(gòu)和企業(yè)群體集成方式。作為實現(xiàn)敏捷制造的重要組織手段，其實質(zhì)是綜合社會各方而的

9、優(yōu)勢，實現(xiàn)企業(yè)間的動態(tài)集成。它使企業(yè)新產(chǎn)品開發(fā)能力大大提高，能充分發(fā)揮出企業(yè)不同部門的最佳水平，減少資源的浪費。 （7）產(chǎn)品數(shù)據(jù)管PDM技術(shù) 各種商業(yè)信急、制造信急、研究信息等要有相應的合適的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)進行管理，使企業(yè)管理更完善、更符合全球化的發(fā)展和競爭機制。PDM是一種從數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)上發(fā)展起來的信息集成技術(shù)，能管理所有與產(chǎn)品相關(guān)的信息和所有與產(chǎn)品相關(guān)的過程。從廣義上講，它可以覆蓋整個企業(yè)從產(chǎn)品的市場需求、研究與開發(fā)、產(chǎn)品設(shè)計、工程制造、銷售、服務(wù)與維護等各個領(lǐng)域、全生命周期中的產(chǎn)品信息。 4 敏捷制造發(fā)展趨勢（1）開發(fā)并完善敏捷制造參考模型 為了幫助企業(yè)認識敏捷制造哲理，給準備實施敏捷化工程的

10、企業(yè)一個參考，敏捷化工程模型正逐步受到重視。這一模型包含了一個實施敏捷化工程的結(jié)構(gòu)框架，其中每項活動都有一些簡單的實例和文獻索引，其目的在于指出那些尚未引起工業(yè)界足夠重視，而又對企業(yè)的競爭能力有重要意義的問題。（2）進一步開發(fā)支持實施敏捷制造的各種技術(shù)和工具 在參考敏捷化工程模型的基礎(chǔ)上，還將進一步加強經(jīng)營決策工具和實驗性實施設(shè)計策略開發(fā)工作，以便能包含更豐富的信急和形成史成熟的標準。美國的ARPA和NSF支持的敏捷制造項目安排了使能技術(shù)的開發(fā)和演示。敏捷制造使能技術(shù)是指支持敏捷制造實施的必要技術(shù)和工具，包括決策支持系統(tǒng)、集成產(chǎn)品設(shè)計工具、先進的建模與仿真技術(shù)、集成制造計劃和控制系統(tǒng)以及敏捷車

11、間控制系統(tǒng)、先進的智能閉環(huán)加工能力、制造和企業(yè)系統(tǒng)集成工具等。（3）敏捷制造實際應用的探索 由于現(xiàn)有的大批量生產(chǎn)模式與變批量、多品種生產(chǎn)模式之間存在很大的差距，現(xiàn)有的生產(chǎn)過程又不具備足夠的柔性等各種限制因素的存在，敏捷制造示范項目仍有待于探索和改進。企業(yè)一方面需要充分利用現(xiàn)有的制造能力和技術(shù)經(jīng)驗有效地改進生產(chǎn)過程配置，一方面需要建立企業(yè)信息網(wǎng)，完善各種數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，同時開發(fā)先進的并行基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，提供協(xié)同工作中人員、工具和產(chǎn)品實現(xiàn)環(huán)境的三維集成，以促進企業(yè)集成的實現(xiàn)，這樣才能盡快地完成從當前生產(chǎn)方式向敏捷生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變。深入研究敏捷的概念、內(nèi)涵以及實踐，更好地應用于中小企業(yè)。由于敏捷制造具有資源、技術(shù)等集成優(yōu)勢，美國敏捷化協(xié)會的專家認為受資源限制的中小企業(yè)，將成為應用敏捷制造的重要力量。今后敏捷的概念、內(nèi)涵以及實踐都將得到更深入的研究和進一步的發(fā)展，以便更好地應用于中小企業(yè)。 5 結(jié)語 敏捷制造是制造領(lǐng)域全新的技術(shù)和方法，從它的發(fā)展與應用情況來看，它是工業(yè)企業(yè)適應經(jīng)濟全球化、先進制造技術(shù)及其相關(guān)技術(shù)發(fā)展的必然產(chǎn)物，已有非常深厚的實踐基礎(chǔ)和基本雛形。敏捷制造的基本思想和方法可以應用于絕大多數(shù)類型的行業(yè)和企業(yè)，并以制造加工業(yè)最為典型。其實施和推進將與已有的并行工程、虛擬制造、甚至