同濟(jì)大學(xué)20162017生產(chǎn)系統(tǒng)學(xué)思考題王家海課

1、第一周（第一周）1. 試述系統(tǒng)工程與機(jī)械工程的關(guān)系；系統(tǒng)工程學(xué)在機(jī)械工程中的應(yīng)用。2. 機(jī)械制造系統(tǒng)的基本組成及其任務(wù)是什么？答：?jiǎn)闻_(tái)機(jī)床機(jī)械制造系統(tǒng)的基本組成部分包括機(jī)床、工具和制造過程。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)。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。第二周（第二章）1. 試述成組技術(shù)的原理和實(shí)質(zhì)。答：基本原理：利用事物的相似性。由于許多問題是相似的，把相似的問題歸并成組，便可以找到一個(gè)單一

2、的解決一組問題的解答，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GT)。2. 什么叫相似零件、零件族？3. 根據(jù)下列零件-機(jī)床關(guān)系表，計(jì)算相似性系數(shù)IJ ，據(jù)此畫出單鏈聚類二叉樹圖，并分別按闕值30%、70%將零件分組機(jī)床代號(hào)零 件 序 號(hào)P1P2P3P4P5MA1111MB1111MC111MD111第三周（第三章）1. 試述CAD系統(tǒng)的工作過程和基本功能。2. 試述CAD系統(tǒng)的硬件配置的類型及其特點(diǎn)。3. CAD系統(tǒng)的軟件層次及其作用。4. CAD的三種傳統(tǒng)的造型模型的特點(diǎn)和應(yīng)用。5. 什么叫特征？敘述特征造型的原理，特征造型模型與傳統(tǒng)造型模型的區(qū)別？6.

3、什么是并行工程？并行工程在產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)中的作用和意義？第五周（第四章）1. 工藝過程設(shè)計(jì)和CAPP的定義和作用。2. CAPP的組成和工作原理。3. 派生法CAPP和創(chuàng)成法的基本工作原理；它們之間的優(yōu)缺點(diǎn)？4. CAPP專家系統(tǒng)的基本組成和工作原理。5. 何謂正向推理和反向推理。第七周（第五章）1. 企業(yè)資源計(jì)劃（ERP）的基本思想是什么？答：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、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)

4、過程中協(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。2. 根據(jù)下表的數(shù)據(jù)，求出零件在單臺(tái)設(shè)備上加工的最優(yōu)排序，優(yōu)化目標(biāo)為在最大交貨期誤期最小的前提下，平均通過時(shí)間下為最小。零件JiJ1J2J3J4J5處理時(shí)間Pi（天）21536交貨期di（日）118121093. 根據(jù)下表的數(shù)據(jù)，求出零件在多臺(tái)設(shè)備上加工的最優(yōu)排序（用多個(gè)規(guī)則分別給出最優(yōu)排序）零件圖號(hào)機(jī)床12345678J160305007J2J128905943J350609050J48151318200109J55701601577第八章1. 制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）的功能有哪些，核心功能是什么？2. 制造執(zhí)行系統(tǒng)與其他信息系

5、統(tǒng)之間的關(guān)系？3. 生產(chǎn)計(jì)劃調(diào)度的主要方法有哪些？4. 算例：以6個(gè)工件6臺(tái)機(jī)器為例，如下表所示，表中數(shù)據(jù)格式如“5（130）”表示工件1的第5道工序在機(jī)器1上加工，加工時(shí)間為130s，請(qǐng)給出靜態(tài)作業(yè)排程方案，并求出完成所有加工任務(wù)的總時(shí)間T。M1M2M3M4M5M615（130）3（240）6（180）4（270）1（190）2（180）21（200）4（160）3（300）5（240）2（190）6（100）33（250）5（80）6（120）2（110）1（90）4（280）41（130）3（240）5（120）4（270）6（150）2（90）52（90）4（140）3（190）5（1

6、40）1（230）6（100）61（150）6（190）5（180）2（190）3（190）4（90）第九周（第六章）1. 獨(dú)立制造島的基本概念是什么？ P88答：獨(dú)立制造島是以成組技術(shù)為基礎(chǔ)，數(shù)控機(jī)床為核心，數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床并存，強(qiáng)調(diào)信息流的自動(dòng)化，以軟取勝和以人為中心的生產(chǎn)方式。2. 獨(dú)立制造島有哪些主要特征？P92答：（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、權(quán)力下放3. 泰勒管理原則和以“人·”為中心的生產(chǎn)組織原則的區(qū)別是什么？P98答：傳統(tǒng)的泰勒管理原則具有盡可能分工的特點(diǎn)：（1）最大的分工和簡(jiǎn)單的工作；（2）最少的智能工作內(nèi)容；（

7、3）眾多的從屬關(guān)系。以“人”為中心的、新的生產(chǎn)組織原則將遵循“盡可能適應(yīng)人的心理需要”的觀點(diǎn)：（1）高素質(zhì)的工作人員從事熟練技術(shù)工作；（2）較多的智能工作內(nèi)容；（3）管理層次減少，基層自主性加強(qiáng)。第十一周1. 離散事件系統(tǒng)建模與仿真中的基本元素有哪些? P143答：基本要素是變量、參量、常量以及他們之間的關(guān)系。2. 建立系統(tǒng)模型的常用方法主要有哪幾種？ P143答：有極大代數(shù)法、擾動(dòng)分析法、Petri 網(wǎng)、活動(dòng)循環(huán)圖法等。3. 什么是排隊(duì)系統(tǒng)的服務(wù)規(guī)劃？主要有哪幾種？十二周（第七章）1. 什么是柔性制造單元？ P105答：柔性制造單元 (FMC)通常由 12 臺(tái)加工中心或其他數(shù)控機(jī)床組成，并具

8、有不同形式的刀具交換和工件的裝卸、輸送及存儲(chǔ)功能。除了機(jī)床的數(shù)控裝置外，通常還有一臺(tái)單元計(jì)算機(jī)來進(jìn)行數(shù)控程序的管理和外圍設(shè)備的協(xié)調(diào)。2. 什么是柔性制造系統(tǒng)？ P105答：柔性制造系統(tǒng)(FMS)由兩臺(tái)以上的加工中心或柔性制造單元以及清洗、檢測(cè)設(shè)備組成，具有較完善的刀具和工件輸送和存儲(chǔ)系統(tǒng)，除主控計(jì)算機(jī)外，還配備有數(shù)控程序管理計(jì)算機(jī)和分布式數(shù)控終端等，形成多級(jí)控制系統(tǒng)組成的局部網(wǎng)絡(luò)。3. 柔性制造系統(tǒng)的機(jī)床配置有哪幾種？各有什么特點(diǎn)？ P109-110答：（1）“互替”機(jī)床，系統(tǒng)具有較寬的工藝范圍，而且可以達(dá)到較高的時(shí)間利用率。從系統(tǒng)的輸入和輸出的角度來看，“互替”機(jī)床是并聯(lián)環(huán)節(jié),因而增加了系統(tǒng)

9、的可靠性，即當(dāng)某一臺(tái)機(jī)床發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)仍能正常工作。（2）“互補(bǔ)”機(jī)床，它的特點(diǎn)是生產(chǎn)率較高，對(duì)機(jī)床的技術(shù)利用率較高，即可以發(fā)揮機(jī)床的性能。但是，“互補(bǔ)”機(jī)床的柔性較低，由于工藝范圍較窄，負(fù)荷率往往不滿。從系統(tǒng)的輸入和輸出的角度來看，“互補(bǔ)”機(jī)床是串聯(lián)環(huán)節(jié)，它減少了系統(tǒng)的可靠性，即當(dāng)其中某一臺(tái)機(jī)床發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)就不能正常工作。4. 柔性制造系統(tǒng)的工件流控制與哪些內(nèi)容？ P116答：它包括隨行夾具的安裝調(diào)整、工件裝夾和物料流控制。（1）隨行夾具的安裝調(diào)整 （2）工件裝夾（3）輸送控制5. 加工過程的監(jiān)控措施有哪些？ P118答：（1）刀具磨損和破損的監(jiān)視；（2）工件在機(jī)床工作空間的位置測(cè)量；

10、（3）工件質(zhì)量的控制；（4）各組成部分功能檢驗(yàn)及故障診斷。第十三周（第八章）1. 什么是CIM？它包含哪些基本觀點(diǎn)？ P126答：CIM 是一種概念，一種哲理，它是用來組織現(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)，是未來工廠的一種模式；是信息技術(shù)與制造過程相結(jié)合的自動(dòng)化技術(shù)與科學(xué)。通俗地說，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。2. CIMS的主要特征是什么? P127答：CIMS 的主要特征

11、是“四化”計(jì)算機(jī)化、信息化、智能化和集成優(yōu)化。3. 列出CIMS的五層遞階結(jié)構(gòu)。 P131答：1 工廠層控制系統(tǒng)：（1）生產(chǎn)管理；（2）信息管理；（3）制造工程。2 車間層控制系統(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)第十四周（第九章）1. 什么是系統(tǒng)模型？對(duì)系統(tǒng)模型的要求是什么？ P142-143答：系統(tǒng)模型是對(duì)原系統(tǒng)某一個(gè)方面屬性的描述，一個(gè)系統(tǒng)可以有不同類型的模型，反映它不同方面的屬性。模型反映的不僅是系統(tǒng)的構(gòu)造屬性，更主要的是反映功能方面的屬性。從模型的本質(zhì)來說，系統(tǒng)模型可

12、分為：物理模型和抽象模型（數(shù)學(xué)模型）。對(duì)模型的要求是：首先應(yīng)該能反映原系統(tǒng)在某一方面的基本屬性，要抓住主要因素；其次要求模型比較簡(jiǎn)潔，對(duì)無關(guān)大局的次要因素要適當(dāng)處置，使模型易于被人理解易于分析計(jì)算；再就是要求模型與其他的模型易于銜接，模型的詳盡程度與數(shù)據(jù)來源、數(shù)據(jù)程度能夠匹配。2. 系統(tǒng)建模的一般順序是什么？ P143答：1） 明確系統(tǒng)的目的與功能；2）選擇變量與參量；3）建立粗模型；4）將系統(tǒng)化分為子系統(tǒng)；5）建立子系統(tǒng)模型；6）建立銜接與關(guān)聯(lián)部分模型；7）歸納并建立系統(tǒng)總體的細(xì)模型；8）通過仿真等手段進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)問題在重復(fù)進(jìn)行上述步驟，直到滿意為止。所以建模也是一個(gè)帶反饋的過程。3. 自治制造單元的勞動(dòng)組織有哪些特點(diǎn)？ P149答：自治制造單元的勞動(dòng)組織具有如下一些特點(diǎn)：1).工作小組，工作小組成員在 512 人之間，無層次或少層次組織結(jié)構(gòu)，無分工或極少分工。2).完整加工原則，自治單元的分工少，盡可能在單元內(nèi)完成被納入零件族的零件的完整加工。次要的工作如維護(hù)工作和質(zhì)量保證也可納入單元。3).自主控制，單元自治意味著在給定的任務(wù)框架內(nèi)由單元自行組織生產(chǎn)。4).自行負(fù)責(zé)，小組內(nèi)的自我負(fù)責(zé)制取代了上級(jí)的指揮，調(diào)動(dòng)了員工的積極性與創(chuàng)造性。4. 試述生產(chǎn)信息系統(tǒng)開發(fā)的基本特點(diǎn)。 P152答：生產(chǎn)信息系統(tǒng)開發(fā)的一些特點(diǎn)：1）生產(chǎn)信息系統(tǒng)與一般技術(shù)系統(tǒng)比較，生產(chǎn)信息系統(tǒng)往往與各職