同濟(jì)大學(xué)生產(chǎn)系統(tǒng)學(xué)期末考試考點(diǎn)總結(jié)

1、同濟(jì)大學(xué)-生產(chǎn)系統(tǒng)學(xué)2016-2017復(fù)習(xí)提綱（王家海）第一章 生產(chǎn)系統(tǒng)的組成系統(tǒng)工程學(xué)就是為了研究多個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成的整體系統(tǒng)所具有的多種不同目標(biāo)的相互協(xié)調(diào)，以期系統(tǒng)功能的最優(yōu)化、最大限度地發(fā)揮系統(tǒng)組成部分的能力而發(fā)展起來(lái)的一門(mén)科學(xué)。機(jī)械工程是設(shè)計(jì)制造機(jī)械產(chǎn)品的工作，系統(tǒng)工程在生產(chǎn)系統(tǒng)中的應(yīng)用就是設(shè)計(jì)生產(chǎn)系統(tǒng)的工作。系統(tǒng)工程學(xué)就是設(shè)計(jì)生產(chǎn)系統(tǒng)的理論和方法。機(jī)械制造系統(tǒng)的任務(wù)是：(1)將材料或毛坯轉(zhuǎn)變成一定形狀和尺寸的零件或產(chǎn)品；(2)提高工件的質(zhì)量，使之達(dá)到所要求的形狀精度、尺寸精度和表面質(zhì)量；(3)盡可能使制造過(guò)程在最佳條件下進(jìn)行，以達(dá)到高的加工效率和低的生產(chǎn)成本。單臺(tái)機(jī)床機(jī)械制造系統(tǒng)的基本組

2、成部分包括機(jī)床、工具和制造過(guò)程。一個(gè)機(jī)械制造系統(tǒng)就是由這三部分所組成的閉合回路系統(tǒng)。系統(tǒng)的特性：（1） 集合性（2） 相關(guān)性（3） 目的性（4） 環(huán)境適應(yīng)性生產(chǎn)要素包括如下四個(gè)方面內(nèi)容：（1）生產(chǎn)對(duì)象 （2）生產(chǎn)勞動(dòng) （3）生產(chǎn)資料 （4）生產(chǎn)信息 生產(chǎn)系統(tǒng)子系統(tǒng)：（1）決策管理子系統(tǒng)（2）設(shè)計(jì)技術(shù)子系統(tǒng)（3）生產(chǎn)計(jì)劃子系統(tǒng)（4）物資供應(yīng)子系統(tǒng)（5）產(chǎn)品銷(xiāo)售子系統(tǒng)（6）人事教育子系統(tǒng)（7）成本財(cái)務(wù)子系統(tǒng)（8）制造過(guò)程及輔助生產(chǎn)子系統(tǒng)系統(tǒng)工程學(xué)的出現(xiàn)，使人們逐漸認(rèn)識(shí)到，應(yīng)把生產(chǎn)過(guò)程中的能量轉(zhuǎn)換、材料加工和信息傳遞等各種生產(chǎn)活動(dòng)看作一個(gè)不可分割的生產(chǎn)系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行研究，只有樹(shù)立系統(tǒng)的觀點(diǎn)和采用系統(tǒng)分析

3、的方法，著重研究組成生產(chǎn)系統(tǒng)總體的各局部之間的相互聯(lián)系與相互作用，從中找出主要的影響因素，并采取有效措施加以解決，才能求得系統(tǒng)整體的優(yōu)化，從而推動(dòng)機(jī)械制造領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步和不斷提高制造工業(yè)的生產(chǎn)水平。第一章 成組技術(shù)成組技術(shù)的原理歸結(jié)為：利用事物的相似性。由于許多問(wèn)題是相似的，把相似的問(wèn)題歸并成組，便可以找到一個(gè)單一的解決一組問(wèn)題的解答，從而節(jié)省了時(shí)間和精力，這就是成組技術(shù)(Group Technology簡(jiǎn)稱(chēng)GT)。n 依靠設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化而有效地保持不同產(chǎn)品之間的結(jié)構(gòu)工藝?yán)^承性n 通過(guò)工藝標(biāo)準(zhǔn)化而充分利用零部件之間的結(jié)構(gòu)工藝相似性n 結(jié)構(gòu)工藝?yán)^承性是設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化的前提n 結(jié)構(gòu)工藝相似性則是工藝標(biāo)準(zhǔn)化

4、的基礎(chǔ)。零件分類(lèi)編碼系統(tǒng)：奧匹茲系統(tǒng)：n 系統(tǒng)由九位代碼組成，每一位都設(shè)有10個(gè)特征碼。n 前5位：形狀碼主碼。n 后4位：輔助碼副碼。n 形狀碼n 第一位：零件的種類(lèi)和尺寸特征n 第二位：零件外部的主要結(jié)構(gòu)特征n 第三位：零件的內(nèi)部形狀特征n 第四位：平面加工n 第五位：輔助孔及齒n 輔助碼：n 第一位：尺寸n 第二位：材料n 第三位：原始形狀（毛坯形式）n 第四位：精度特征JLBM-1分類(lèi)編碼系統(tǒng)：n 系統(tǒng)由15位代碼組成，每一位有10個(gè)特征碼n 第1-2位：零件分類(lèi)（名稱(chēng)矩陣）n 第3-9位;形狀及加工特征（內(nèi)、外部形狀與加工、平面、端面和輔助加工）n 第10-15位:輔助碼（材料、毛坯

5、、熱處理、主要尺寸與精度）編碼系統(tǒng)分類(lèi)法:1.特征碼位分組法2.碼域矩陣法單鏈聚類(lèi)分析:P15第二章 計(jì)算機(jī)輔助產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)CAD 的基本功能1 交互式圖形顯示與幾何模型的構(gòu)造2 工程計(jì)算分析和優(yōu)化及對(duì)設(shè)計(jì)的模擬、驗(yàn)證3 計(jì)算機(jī)自動(dòng)繪圖與輔助文檔編輯4 工程數(shù)據(jù)庫(kù)和圖形庫(kù)的管理與共享CAD 的硬件系統(tǒng) 大型主機(jī)系統(tǒng) 獨(dú)立型系統(tǒng) 以超級(jí)微機(jī)組成的工作站系統(tǒng) PC/CAD 系統(tǒng)（PC CAD W/S）CAD 的軟件系統(tǒng)1操作系統(tǒng)2. CAD支撐軟件3應(yīng)用軟件幾何造型方法主要有：線框模型、曲面模型、實(shí)體模型和特征造型。并行工程就是集成地、并行地設(shè)計(jì)產(chǎn)品及其相關(guān)的各種過(guò)程（包括制造、銷(xiāo)售和使用）的系統(tǒng)

6、方法。其目的在于追求新產(chǎn)品的易制造性、縮短上市周期、提高質(zhì)量和降低生產(chǎn)成本，以增強(qiáng)產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力，以及考慮社會(huì)總體效益。第三章 計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)CAPP 系統(tǒng)的組成（1） 零件描述（2） 工藝路線生成（3） 工序設(shè)計(jì)（4） 工序設(shè)計(jì)CAPP(Computer Aided Process Planning，又稱(chēng)計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì))是指借助于計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)和支撐環(huán)境，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)值計(jì)算、邏輯判斷和推理等的功能來(lái)制定零件機(jī)械加工工藝過(guò)程。面向車(chē)間的動(dòng)態(tài)CAPP系統(tǒng)：P41零件信息的描述都將涉及以下內(nèi)容：（1）零件的材料、物理性能以及毛坯形式；（2）零件表面的幾何形狀；（3）零件表面的尺寸

7、和公差；（4）零件表面的幾何精度和粗糙度；（5）零件各表面之間的連接關(guān)系；（6）零件各表面之間的形位公差關(guān)系。零件信息描述方法：（1）借助零件圖號(hào)和成組編碼檢索；（2）基于特征的零件信息描述；（3）直接利用 CAD 系統(tǒng)的數(shù)據(jù)；（4）建立集成的零件產(chǎn)品模型。工藝過(guò)程生成的方法（四種）：1. 檢索法 CAPP 系統(tǒng)2. 派生法 CAPP 系統(tǒng)3. 創(chuàng)成法 CAPP 系統(tǒng)4. CAPP 專(zhuān)家系統(tǒng)一個(gè)零件族通常包含若干個(gè)零件，把這些零件的所有形面特征"復(fù)合"在一起的零件稱(chēng)為主樣件。主樣件的設(shè)計(jì)步驟是：先將產(chǎn)品的所有零件圖紙大概分為若干零件族，在每個(gè)零件族中挑選一張形面特征最多、工

8、藝過(guò)程最復(fù)雜的零件圖紙作為參考零件。再分析其余零件圖紙，找出參考零件中沒(méi)有的形面特征，逐個(gè)加到參考零件上，最后形成該零件族的主樣件。創(chuàng)成法工藝生成與派生法的最根本差別在于系統(tǒng)事先不存有零件族的典型工藝過(guò)程。創(chuàng)成法工藝生成的基本原理：第一步是通過(guò)某種邏輯判斷工具或規(guī)則，確定哪些工藝方法能夠加工這一形面特征，然后遞推中間的工藝方法，構(gòu)成加工鏈。第二步是將加工一個(gè)零件中的各形面特征的相同工藝方法，納入同一工序，并按照加工工藝的要求進(jìn)行工序的排序，構(gòu)成工藝路線。第三步是對(duì)每一工序中的工步進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)。所謂專(zhuān)家系統(tǒng)是在特定領(lǐng)域里具有與該領(lǐng)域的人類(lèi)專(zhuān)家相當(dāng)?shù)闹悄芩降挠?jì)算機(jī)知識(shí)處理程序系統(tǒng)。CAPP 專(zhuān)家

9、系統(tǒng)有三個(gè)突出的優(yōu)點(diǎn)，是其它 CAPP 系統(tǒng)難于實(shí)現(xiàn)的。（1）柔性 （2）透明性 （3）可擴(kuò)展性 第四章 計(jì)算機(jī)輔助企業(yè)生產(chǎn)管理MRP(Material Requirement Planning，物料需求計(jì)劃)理論。MRP理論重點(diǎn)只針對(duì)“物料”這一種資源。它是利用主生產(chǎn)計(jì)劃(MPS)，物料用量清單(BOM)、庫(kù)存(INVENTORY)和未交訂單(OPBNORDER)等各種資料，經(jīng)計(jì)算而得到未來(lái)的需求狀況，同時(shí)提出各種訂單補(bǔ)充的建議，以及修正各種己開(kāi)出訂單的一種實(shí)用技術(shù)。在閉環(huán)式 MRP 的基礎(chǔ)上，把企業(yè)的各種活動(dòng)(如金錢(qián)、機(jī)器、材料、人力、時(shí)間等)加以統(tǒng)一考慮，形成了一個(gè)集采購(gòu)、庫(kù)存、生產(chǎn)、銷(xiāo)

10、售、財(cái)務(wù)、工程技術(shù)等為一體的子系統(tǒng)，發(fā)展成為 MRPII 理論（Manufacturing Resource Planning，制造資源計(jì)劃）。企業(yè)資源計(jì)劃 ERP(Enterprise Rewsource Planning)的基本思想是，把企業(yè)作為一個(gè)有機(jī)整體，從整體優(yōu)化的角度出發(fā)；運(yùn)用科學(xué)的方法，對(duì)企業(yè)各種制造資源和產(chǎn)、供、銷(xiāo)、財(cái)務(wù)等各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行合理有效的計(jì)劃、組織、控制和調(diào)整，使它們?cè)谏a(chǎn)過(guò)程中協(xié)調(diào)有序，并充分發(fā)揮作用，從而提高企業(yè)的管理水平和經(jīng)濟(jì)效益。ERP 系統(tǒng)主要包括：（十大）1. 主生產(chǎn)計(jì)劃2. 物料需求計(jì)劃3. 能力需求計(jì)劃4. 庫(kù)存管理5. 車(chē)間作業(yè)管理6. 財(cái)務(wù)管理7. 成

11、本管理8. 項(xiàng)目管理9. 質(zhì)量管理10. 企業(yè)建模作業(yè)排序的優(yōu)化目標(biāo)包括以下幾個(gè)方面：（1）總加工工時(shí)最短；（2）零件平均通過(guò)時(shí)間最短；（3） 機(jī)床利用率最高；（4）不按期交貨或交貨誤期最少；（5）加工總成本最低。機(jī)械加工主要約束條件如下：（1）加工順序約束（2）資源約束（3）工序不可中斷約束在生產(chǎn)實(shí)施中，需要進(jìn)行不同程度的修改或調(diào)整，這樣才能在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)按計(jì)劃的產(chǎn)品數(shù)量達(dá)到預(yù)定的生產(chǎn)目標(biāo)。這種功能就叫生產(chǎn)控制。生產(chǎn)控制包括下列基本功能：（1）物流邏輯控制（2）生產(chǎn)資源控制第五章 獨(dú)立制造島獨(dú)立制造島的主要特征：（1）以成組技術(shù)為基礎(chǔ)（2）數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床并存（3）以軟件取勝（4）綜合治理

12、、權(quán)力下放獨(dú)立制造島的功能：（1） 工藝編制（2） 數(shù)控編程（3） 計(jì)劃調(diào)度（4） 物料管理（5） 質(zhì)量控制第六章 柔性制造系統(tǒng)柔性自動(dòng)化具有多種形式：如獨(dú)立制造島、柔性制造單元、柔性制造系統(tǒng)、柔性生產(chǎn)線和自動(dòng)化工廠等。提高制造系統(tǒng)的柔性和生產(chǎn)率的主要措施：（1）刀具和工件的自動(dòng)輸送和供給；（2）借助計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)機(jī)床的合理利用和作業(yè)調(diào)度；（3）制造過(guò)程的計(jì)算機(jī)監(jiān)控；（4）機(jī)床及輸送系統(tǒng)的預(yù)防性維護(hù)和檢修。典型的柔性制造系統(tǒng)由以下四個(gè)部分組成：（1）與系統(tǒng)兼容的加工中心和數(shù)控機(jī)床（2）能完成工件輸送、搬運(yùn)以及儲(chǔ)存功能的工件供給系統(tǒng)；（3）刀具供給系統(tǒng)，包括刀具的輸送、交換和儲(chǔ)存裝置以及刀具的預(yù)調(diào)和

13、管理；（4）系統(tǒng)的控制和管理，以及加工過(guò)程的監(jiān)控。柔性制造系統(tǒng)的機(jī)床應(yīng)滿足的要求：（1）工序集中（2）易控性（3）兼顧柔性和生產(chǎn)率柔性制造系統(tǒng)所用的機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上形成了兩個(gè)基本型式：1.柔性化組合機(jī)床2.模塊化加工中心。柔性制造系統(tǒng)的機(jī)床配置：（1）“互替”機(jī)床（2）“互補(bǔ)”機(jī)床工件流支持系統(tǒng) 托板交換裝置（1） 回轉(zhuǎn)式托板交換裝置（2） 往復(fù)式托板交換裝置2. 工業(yè)機(jī)器人3感應(yīng)線導(dǎo)式輸送車(chē)4數(shù)控有軌運(yùn)輸車(chē)柔性制造系統(tǒng)的工件流控制內(nèi)容：（1）隨行夾具的安裝調(diào)整（2）工件裝夾（3）輸送控制第八章 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)CIMS的五層遞階結(jié)構(gòu)1 工廠層控制系統(tǒng)：（1）生產(chǎn)管理；（2）信息管理；（3）制

14、造工程。2 車(chē)間層控制系統(tǒng)：（1）任務(wù)管理模塊；（2）資源分配模塊。3 單元層控制系統(tǒng)：（1）排隊(duì)管理模塊；（2）調(diào)度模塊；（3）分配模塊。4 工作站層控制系統(tǒng)5 設(shè)備層控制系統(tǒng)CIMS 的主要特征是“四化”計(jì)算機(jī)化、信息化、智能化和集成優(yōu)化。CIMS 是由管理信息系統(tǒng)、工程設(shè)計(jì)自動(dòng)化系統(tǒng)、制造自動(dòng)化系統(tǒng)和質(zhì)量保證系統(tǒng)這 4 個(gè)功能分系統(tǒng)以及計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)這 2 個(gè)支撐分系統(tǒng)組成：1四個(gè)功能分系統(tǒng)（1）管理信息系統(tǒng)（2）工程設(shè)計(jì)自動(dòng)化系統(tǒng)（3）制造自動(dòng)化系統(tǒng)（4）質(zhì)量保證系統(tǒng)2兩個(gè)支撐分系統(tǒng)（1）計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)（2）數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)CIM概念：CIMS是一種基于CIM哲理構(gòu)成的計(jì)算機(jī)化、

15、信息化、智能化、集成優(yōu)化的制造系統(tǒng)。CIM 是一種概念，一種哲理，它是用來(lái)組織現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的指導(dǎo)思想。包含兩個(gè)基本的觀點(diǎn)：（1）系統(tǒng)的觀點(diǎn)；（2）信息化的觀點(diǎn)CIM 是一種新的制造思想和技術(shù)形態(tài)，是未來(lái)工廠的一種模式；是信息技術(shù)與制造過(guò)程相結(jié)合的自動(dòng)化技術(shù)與科學(xué)。通俗地說(shuō)，CIM 是 CAD(計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì))、CAPP(計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì))、 CAM(計(jì)算機(jī)輔助制造)、 MRP(制造資源計(jì)劃)等自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的繼續(xù)和在更高水平上的集成。計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)則是在 CIM 這個(gè)新概念指導(dǎo)下建立的生產(chǎn)系統(tǒng)，具體地說(shuō)，它是在信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、管理與制造技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過(guò)計(jì)算機(jī)及其軟件的輔助把制造過(guò)

16、程中各種分散的自動(dòng)化系統(tǒng)有機(jī)地集成起來(lái)，以形成適用于多品種、中小批量生產(chǎn)的追求總體高效益的智能制造系統(tǒng)第九章 生產(chǎn)系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)生產(chǎn)系統(tǒng)的物理子系統(tǒng)一般由生產(chǎn)設(shè)備、輔助設(shè)備、動(dòng)力設(shè)備等組成。物理子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要包含以下幾個(gè)方面：資源需求設(shè)計(jì)、資源配置設(shè)計(jì)、物料流設(shè)計(jì)、緩沖容量設(shè)計(jì)。自治單元這種生產(chǎn)組織方式主要針對(duì)單件、小批生產(chǎn)方式。自治制造單元的勞動(dòng)組織具有如下特點(diǎn)：n 工作小組制n 完整加工原則n 自主控制n 自行負(fù)責(zé)第十章 生產(chǎn)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)精益生產(chǎn)就是通過(guò)消除企業(yè)所有環(huán)節(jié)上的不增值活動(dòng)。來(lái)達(dá)到降低成本、縮短生產(chǎn)周期和改善質(zhì)量的目的。精益生產(chǎn)的特征可以總結(jié)為：1.以用戶為“上帝”2.以“人

17、”為中心3.以“精簡(jiǎn)”生產(chǎn)過(guò)程為手段4.以產(chǎn)品的“零缺陷”為最終目標(biāo)。精益生產(chǎn)三根支柱：（1）全面質(zhì)量管理（2）準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)和零庫(kù)存（3）成組技術(shù)敏捷制造: 指制造業(yè)采用現(xiàn)代通信手段，通過(guò)快速配置各種資源（包括技術(shù)、管理和人），以有效、協(xié)調(diào)的方式響應(yīng)用戶的需求，實(shí)現(xiàn)制造的敏捷性。補(bǔ)充：制造執(zhí)行系統(tǒng)定義：MES的全稱(chēng)是“制造執(zhí)行系統(tǒng)”，指的“位于上層的企業(yè)資源計(jì)劃（ERP）與底層的工業(yè)控制之間的面向車(chē)間層的管理信息系統(tǒng)”。訂單的商業(yè)處理過(guò)程是在ERP進(jìn)行，而產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程是在車(chē)間層進(jìn)行的。MES是兩者之間聯(lián)系的橋梁并實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)的控制。制造執(zhí)行系統(tǒng)主要模塊：（三大模塊）1. 制造模塊2. 質(zhì)量模塊3. 人員模塊制造執(zhí)行系統(tǒng)核心功能：（11點(diǎn)）1、 資源管理2、 工序調(diào)度3、 單元管理4、 過(guò)程管理5、 人力資源管理6、 設(shè)備維護(hù)管理7、 質(zhì)量管理8、 文檔管理9、 生產(chǎn)跟蹤10.性能分析 11、現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集制造系統(tǒng)建模與仿真仿真的意義n 優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)n 節(jié)省經(jīng)費(fèi)n 進(jìn)行假設(shè)檢驗(yàn)n 為管理決策和技術(shù)決策提供依據(jù)系統(tǒng)分類(lèi) 根據(jù)系統(tǒng)狀態(tài)是否隨時(shí)間連續(xù)變化，可以將系統(tǒng)分為連續(xù)系統(tǒng)和離散事件系統(tǒng)兩大類(lèi)模型。離散事件系統(tǒng)建模與仿真