先進(jìn)制造技術(shù)第七章培訓(xùn)講學(xué)

先進(jìn)(xiānjìn)制造技術(shù)AdvancedManufacturingTechnologyHenanUniversityofScience&Technology

1第一頁，共64頁。第6章先進(jìn)制造(zhìzào)模式本章(běnzhānɡ)要點(diǎn)制造模式(móshì)的概念計(jì)算機(jī)集成制造并行工程成組技術(shù)精益生產(chǎn)敏捷制造2第二頁，共64頁。第6章先進(jìn)(xiānjìn)制造模式

AdvancedManufacturingModel6.1先進(jìn)制造模式的概念

ConceptofAdvancedManufacturingModel

3第三頁，共64頁。制造模式的含義制造模式(ManufacturingMode)是指企業(yè)體制、經(jīng)營、管理、生產(chǎn)組織和技術(shù)系統(tǒng)的形態(tài)和運(yùn)作的模式。制造模式可以理解為“制造系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的典型方式”。制造模式與管理的區(qū)別是：制造模式是制造系統(tǒng)某些特性的集中體現(xiàn)，也是制造企業(yè)所有管理方法與工程技術(shù)的融合。管理是一門學(xué)科，也是企業(yè)界的一項(xiàng)職能。制造模式是表征制造企業(yè)管理方式和技術(shù)形態(tài)的一種狀態(tài)(zhuàngtài)，而管理是面向一切組織的一種過程。6.1.1制造模式(móshì)的概念4第四頁，共64頁。定義先進(jìn)制造模式(AdvancedManufacturingMode，AMM)是應(yīng)用先進(jìn)制造技術(shù)(jìshù)的生產(chǎn)組織和技術(shù)(jìshù)系統(tǒng)的形態(tài)與運(yùn)作的方式。它以獲取生產(chǎn)有效性為首要目標(biāo)，以制造資源快速有效集成為基本原則，以人一組織一技術(shù)(jìshù)相互結(jié)合為實(shí)現(xiàn)途徑，使制造系統(tǒng)獲得精益、敏捷、優(yōu)質(zhì)與高效的特征，以適應(yīng)市場變化對時間、質(zhì)量、成本、服務(wù)和環(huán)境的新要求。6.1.2先進(jìn)制造模式的定義(dìngyì)和類型5第五頁，共64頁。類型柔性生產(chǎn)模式計(jì)算機(jī)集成制造—CIM智能制造模式精益生產(chǎn)模式敏捷(mǐnjié)制造模式虛擬制造生產(chǎn)模式極端制造模式綠色制造模式6.1.2先進(jìn)制造(zhìzào)模式的定義和類型6第六頁，共64頁。先進(jìn)制造(zhìzào)模式的管理制造(zhìzào)系統(tǒng)組織化原理框圖6.1.4先進(jìn)(xiānjìn)制造模式的管理7第七頁，共64頁?，F(xiàn)代(xiàndài)企業(yè)組織結(jié)構(gòu)的特性主要體現(xiàn)在以下六個方面：制造(zhìzào)企業(yè)的組織結(jié)構(gòu)1）靈活性2）分散性3）動態(tài)性4）并行性5）獨(dú)立性6）簡單(jiǎndān)性6.1.4先進(jìn)制造模式的管理

8第八頁，共64頁。第6章先進(jìn)制造(zhìzào)模式

AdvancedManufacturingModel6.3

計(jì)算機(jī)集成制造ComputerIntegratedManufacturing9第九頁，共64頁。6.3.1概述(ɡàishù)CIM提出CIM一詞首先由Dr.J.Harrington于1973年提出(tíchū)，其兩個基本觀點(diǎn)：CIM概念提出后，未被立即接受，因條件不成熟。直至20世紀(jì)80年代初，各項(xiàng)單元技術(shù)（CAD、CNC、CAPP、MIS、FMC、FMS…）得到充分發(fā)展，并形成一個個自動化“孤島”。在這種形勢(xíngshì)下，為取得更大的經(jīng)濟(jì)效果，需要將這些“孤島”集成起來，CIM概念受到重視并被實(shí)施。2）整個生產(chǎn)過程可以視為一個數(shù)據(jù)采集、傳遞和加工處理的過程，最終產(chǎn)品可視為數(shù)據(jù)的物化表現(xiàn)。1）企業(yè)生產(chǎn)活動的各個環(huán)節(jié)，從市場分析、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工制造、經(jīng)營管理到售后服務(wù)是一個統(tǒng)一的不可分割的整體。10第十頁，共64頁。CIM定義CIM是將人及其經(jīng)營知識和能力與信息技術(shù)和制造技術(shù)綜合應(yīng)用，以提高制造型企業(yè)的生產(chǎn)率和響應(yīng)能力。企業(yè)所有人員、功能、信息、組織管理等方面都是集成起來的整體的各個(gègè)部分。歐共體CIM-OSA（開放(kāifàng)體系結(jié)構(gòu)）課題委員會：◆CIM是一種哲理、思想、方法；◆CIMS是CIM哲理的具體體現(xiàn)；◆CIMS是一個計(jì)算機(jī)控制的閉環(huán)反饋系統(tǒng)，其輸入是產(chǎn)品(chǎnpǐn)的需求和概念，輸出的是合格的產(chǎn)品(chǎnpǐn)。CIM與CIMS6.3.1概述11第十一頁，共64頁。討論◆CIM的目標(biāo)是整體優(yōu)化（相對(xiāngduì)于自動化孤島）?！鬋IM的核心是集成，而集成的本質(zhì)(běnzhì)是信息集成?！?M（人、機(jī)器、管理）集成，其中人是核心。普渡大學(xué)T.J.Willian教授提出(tíchū)CIMS參考模型的兩個概念：★Automability（可自動化性）——指生產(chǎn)活動中可用數(shù)學(xué)形式或計(jì)算機(jī)程序描述的部分，可用計(jì)算機(jī)來進(jìn)行處理。★Innovation（創(chuàng)新）——生產(chǎn)活動中無法用數(shù)學(xué)形式或計(jì)算機(jī)程序描述的部分，這一部分內(nèi)容仍需人來完成。他認(rèn)為工業(yè)革命使人變成了機(jī)器的奴隸，新技術(shù)革命則要“恢復(fù)人格”（Humanlization）。Real6.3.1概述12第十二頁，共64頁?！鬝ME美國制造工程學(xué)會的“制造企業(yè)輪圖”將顧客(gùkè)作為制造業(yè)一切活動的核心，強(qiáng)調(diào)了人、組織和協(xié)同工作，以及基于制造基礎(chǔ)設(shè)施、資源和企業(yè)責(zé)任之下的組織、管理生產(chǎn)的全面考慮。圖1-26CASA/SME的“制造(zhìzào)企業(yè)輪圖”（第三版1993）6.3.1概述(ɡàishù)13第十三頁，共64頁。圖1-28CIMS功能(gōngnéng)模型NetworkDB市場信息生產(chǎn)過程信息技術(shù)信息原材料，能源產(chǎn)品MIS，BM，PMMM，LM，F(xiàn)M…EDASCADCAECAPPCAM∶CAQCAICATCAQCCMM∶MASCNC,MC,FMC,FMS,ROBOT,…CIMS的功能模型以信息的觀點(diǎn)建立的企業(yè)模型框架（或功能模型）。CIMS功能模型通常由6個分系統(tǒng)組成（圖6-28）。6.3.2計(jì)算機(jī)集成(jíchénɡ)制造系統(tǒng)14第十四頁，共64頁。CIMS通常(tōngcháng)由4個功能分系統(tǒng)和2個支撐分系統(tǒng)組成1.經(jīng)營管理信息系統(tǒng)（ManagementInformationSystem，MIS）MIS通常是以MRPII為核心，包括預(yù)測、經(jīng)營決策、各級生產(chǎn)計(jì)劃、生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備、銷售、供應(yīng)、財務(wù)、成本、設(shè)備、工具、人力資源等各項(xiàng)管理信息功能。三個基本功能（１）信息處理包括信息的收集、傳輸、加工和查詢。（２）事務(wù)處理包括經(jīng)營計(jì)劃管理、物料管理、生產(chǎn)管理、財務(wù)管理、人力資源管理等。（３）輔助(fǔzhù)決策分析歸納現(xiàn)有信息，利用數(shù)學(xué)方法預(yù)測未來，提供企業(yè)經(jīng)營管理過程中輔助(fǔzhù)決策信息。15第十五頁，共64頁。2.工程設(shè)計(jì)自動化系統(tǒng)（EngineeringDesignAutomationSystem，EDAS）EDAS實(shí)質(zhì)上是指在產(chǎn)品開發(fā)過程中運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)，使產(chǎn)品開發(fā)活動更高效、更優(yōu)質(zhì)(yōuzhì)、更自動地進(jìn)行。產(chǎn)品開發(fā)活動包括產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)、工程與結(jié)構(gòu)分析、詳細(xì)設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)以及數(shù)控編程等設(shè)計(jì)和制造準(zhǔn)備階段的一系列工作，即通常所說的CAD、CAPP、CAM三大部分。CIMS的重要指標(biāo)是3C技術(shù)的集成，提出基于產(chǎn)品模型的CAD/CAPP/CAM集成系統(tǒng)，取代各個自動化孤島。16第十六頁，共64頁。3.制造自動化系統(tǒng)（ManufacturingAutomationSystem，MAS）MAS由機(jī)械加工系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、物流系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)組成。在計(jì)算機(jī)的控制與調(diào)度下，按照NC代碼將一個個毛坯加工成合格的零件并裝配成部件以至產(chǎn)品(chǎnpǐn)，完成設(shè)計(jì)和管理部門下達(dá)的任務(wù)。MAS的目標(biāo)可歸納為：實(shí)現(xiàn)多品種、小批量產(chǎn)品(chǎnpǐn)制造的柔性自動化；實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、低成本、短周期及高效率生產(chǎn)，提高企業(yè)的市場競爭能力；為作業(yè)人員創(chuàng)造舒適而安全的勞動環(huán)境。17第十七頁，共64頁。4．質(zhì)量保證系統(tǒng)（ComputerAidedQualitySystem，CAQ）CIMS中的質(zhì)量保證系統(tǒng)覆蓋產(chǎn)品生命周期的各個階段，主要包括質(zhì)量計(jì)劃子系統(tǒng)、質(zhì)量檢測管理子系統(tǒng)、質(zhì)量分析評價子系統(tǒng)、質(zhì)量信息綜合(zōnghé)管理與反饋控制子系統(tǒng)。18第十八頁，共64頁。5．?dāng)?shù)據(jù)庫系統(tǒng)（DatabaseSystem，DBS）CIMS的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)通常是采用集中與分布相結(jié)合的體系結(jié)構(gòu)，以保證數(shù)據(jù)的安全性、一致性和易維護(hù)性。工程數(shù)據(jù)類型復(fù)雜，它包含有圖形、加工工藝規(guī)程、NC代碼等各種類型的數(shù)據(jù)。工程數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)與生產(chǎn)管理、經(jīng)營管理等系統(tǒng)的數(shù)據(jù)均按統(tǒng)一規(guī)范進(jìn)行交換。從而實(shí)現(xiàn)整個CIMS中數(shù)據(jù)的集成和共享。6．計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（NetworkSystem，NETS）通過計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)將物理上分布的CIMS各個功能分系統(tǒng)的信息聯(lián)系(liánxì)起來，以達(dá)到共享的目的。依照企業(yè)覆蓋地理范圍的大小，有兩種計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可供CIMS采用，一種為局域網(wǎng)，另一種為廣域網(wǎng)。19第十九頁，共64頁。從CIMS技術(shù)發(fā)展的角度看，共經(jīng)歷了三個階段：1.信息集成（以早期計(jì)算機(jī)集成制造為代表）信息集成主要解決企業(yè)中各個自動化孤島之間的信息交換與共享，其主要內(nèi)容有：（1）企業(yè)建模、系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法、軟件工具和規(guī)范這是系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。（2）異構(gòu)環(huán)境和子系統(tǒng)的信息集成2.過程集成（以并行工程為代表）數(shù)字化產(chǎn)品定義(dìngyì)和產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理，支持群組協(xié)同工作的計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，采用“并行工程”。3.企業(yè)間集成（以敏捷制造為代表）企業(yè)間集成優(yōu)化是企業(yè)內(nèi)外部資源的優(yōu)化利用，實(shí)現(xiàn)敏捷制造，以適應(yīng)知識經(jīng)濟(jì)、全球經(jīng)濟(jì)、全球制造的新形勢。20第二十頁，共64頁。6.3.3CIMS的發(fā)展(fāzhǎn)CIMS發(fā)展簡況（國外）歐共體——1984年開始實(shí)施ESPRIT（歐洲信息技術(shù)研究戰(zhàn)略計(jì)劃），在130個合作項(xiàng)目中，關(guān)于(guānyú)CIM項(xiàng)目占28項(xiàng)日本——CNC、DNC、FMS已處于(chǔyú)世界領(lǐng)先地位，1985年通產(chǎn)省主持開發(fā)“筑波綜合實(shí)驗(yàn)工廠”，相當(dāng)于CIMS實(shí)驗(yàn)基地。美國——不僅企業(yè)重視，國家也極為重視，認(rèn)為CIM是奪回失去市場、取得競爭成功的關(guān)鍵技術(shù)，并將不可逆轉(zhuǎn)地成為21世紀(jì)占主導(dǎo)地位的新的生產(chǎn)方式。20世紀(jì)80年代初，美國國家標(biāo)準(zhǔn)局（NBA）所屬AMRF（自動化研究實(shí)驗(yàn)基地）建立了世界上第一個CIMS實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)（見圖1-29）

新加坡、以色列、韓國、巴西、南非等——也在積極跟蹤和發(fā)展CIM技術(shù)。21第二十一頁，共64頁。主控制室輔助控制室運(yùn)輸小車入口出口貨架車削MC立式MC臥式MC清洗機(jī)CMM圖1-29AMRF的CIMS實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)（FMS部分）6.3.3CIMS的發(fā)展(fāzhǎn)22第二十二頁，共64頁。CIMS發(fā)展簡況（國內(nèi)）◆863計(jì)劃◎目標(biāo)(mùbiāo)：跟蹤世界高技術(shù)最新發(fā)展◎自動化領(lǐng)域兩個主題：1）CIM；2）工業(yè)機(jī)器人◎組織與領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)（圖1-27）自動化領(lǐng)域總體戰(zhàn)略、分階段戰(zhàn)略部署，對外合作，總經(jīng)費(fèi)、年度經(jīng)費(fèi)分配，學(xué)術(shù)領(lǐng)導(dǎo)具體領(lǐng)導(dǎo)各項(xiàng)工作開展專題學(xué)術(shù)領(lǐng)導(dǎo)，組長由主題專家組成員擔(dān)任圖1-30863自動化領(lǐng)域組織結(jié)構(gòu)自動化領(lǐng)域?qū)＜椅瘑T會CIM主題專家組CIM專題專家小組6.3.3CIMS的發(fā)展(fāzhǎn)23第二十三頁，共64頁?！鬋IMS實(shí)驗(yàn)工程（CIMS-ERC國家計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)工程技術(shù)(jìshù)研究中心）技術(shù)原則：1）包括實(shí)際工廠主要功能(gōngnéng)遞推結(jié)構(gòu)；2）最小配置實(shí)際制造環(huán)境；3）采用開放系統(tǒng)概念，多廠家設(shè)備（軟、硬件）集成；4）以信息集成為主，不追求機(jī)械設(shè)備完善；5）自頂向下設(shè)計(jì)與自下而上實(shí)現(xiàn)相結(jié)合。1987.6——可行性論證1988.3——通過國家(guójiā)評審1988.5～1989.5——總體設(shè)計(jì)1989.6～1992.12——開發(fā)實(shí)施1993.3——國家(guójiā)驗(yàn)收1994年獲美國CASA/SME（美國機(jī)械工程師協(xié)會計(jì)算機(jī)與自動化系統(tǒng)分會）“UniversityLEADAward”（大學(xué)領(lǐng)先獎）6.3.3CIMS的發(fā)展24第二十四頁，共64頁。CAD/CAPP/CAM工程DB日作業(yè)計(jì)劃計(jì)劃DB計(jì)劃管理系統(tǒng)仿真監(jiān)控DBNCDB調(diào)度生產(chǎn)監(jiān)控管理實(shí)時DB車削MC立式MC臥式MC物流刀具裝夾測量運(yùn)輸車物流DB刀具DB夾具DB單元控制圖1-32CIMS-ERC4級遞階控制結(jié)構(gòu)6.3.3CIMS的發(fā)展(fāzhǎn)25第二十五頁，共64頁。主要研究方向和研究專題

6.3.3CIMS的發(fā)展(fāzhǎn)系統(tǒng)集成研究所：

◆企業(yè)信息化工程(研究室)

決策支持系統(tǒng)（DSS）,服務(wù)(fúwù)科學(xué)的理論、技術(shù)與應(yīng)用,復(fù)雜系統(tǒng)建模與優(yōu)化,空中交通管制指揮監(jiān)測與流量管理◆服務(wù)(fúwù)科學(xué)與企業(yè)集成（研究室）

企業(yè)信息化戰(zhàn)略管理與規(guī)劃方法，服務(wù)(fúwù)建模與服務(wù)(fúwù)系統(tǒng)分析，IT項(xiàng)目管理與監(jiān)控,企業(yè)建模與仿真優(yōu)化，工作流管理技術(shù)與企業(yè)經(jīng)營過程重組,企業(yè)集成與集成平臺，網(wǎng)絡(luò)化制造◆仿真與虛擬制造(研究室)

系統(tǒng)仿真：分布交互式仿真，元建模技術(shù)，多體動力學(xué)建模與仿真；

虛擬制造：虛擬樣機(jī)技術(shù)，并行工程，多學(xué)科協(xié)同優(yōu)化技術(shù)，虛擬加工技術(shù)，

虛擬裝配技術(shù)；

網(wǎng)絡(luò)化制造：ASP平臺技術(shù)，

聯(lián)邦集成技術(shù)，設(shè)計(jì)、仿真、優(yōu)化一體化技術(shù)◆現(xiàn)代物流與電子商務(wù)(研究室)

供需鏈系統(tǒng)運(yùn)作建模與仿真分析，電子商務(wù)市場主體準(zhǔn)入制度及相關(guān)支撐技術(shù)，安全電子合同技術(shù)與系統(tǒng)，服務(wù)(fúwù)信息規(guī)范管理與智能監(jiān)測技術(shù)與系統(tǒng)，安全電子貨幣技術(shù)與系統(tǒng)，安全電子發(fā)票技術(shù)與系統(tǒng)◆智能優(yōu)化與控制(研究室)

復(fù)雜生產(chǎn)過程智能優(yōu)化調(diào)度，復(fù)雜生產(chǎn)過程或裝備智能檢測、控制與優(yōu)化，智能制造執(zhí)行系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的動態(tài)數(shù)據(jù)管理支撐技術(shù)

資源共享網(wǎng)絡(luò)化集成系統(tǒng)，不確定環(huán)境下軟計(jì)算技術(shù)及在大洋信息處理中應(yīng)用26第二十六頁，共64頁。主要研究方向和研究專題6.3.3CIMS的發(fā)展(fāzhǎn)制造工程研究所：◆先進(jìn)制造裝備及控制(研究室)

并聯(lián)制造裝備及控制，

IC制造裝備及超精密控制，數(shù)字控制技術(shù)◆精密與特種制造技術(shù)(研究室)

精密制造技術(shù)與方法，微納制造技術(shù)與方法，特種制造技術(shù)與方法◆現(xiàn)代制造系統(tǒng)與集成（研究室）

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)，制造信息化與系統(tǒng)集成，綠色制造工程◆機(jī)器人及其自動化（研究室）

特種移動與操作機(jī)器人理論與技術(shù)，仿人與仿生機(jī)器人理論與技術(shù)，機(jī)器人系統(tǒng)及其自動化快速成形技術(shù)分中心：（聯(lián)系電話◆快速成形技術(shù)(研究室)

鋼絲纏繞預(yù)應(yīng)力技術(shù)，重型液壓機(jī)設(shè)計(jì)與制造，電子束選區(qū)(xuǎnqū)熔化技術(shù)，鈦合金粉末、不銹鋼粉末材料快速制造技術(shù)

27第二十七頁，共64頁。注重研究→注重應(yīng)用大型企業(yè)→中小型企業(yè)“技術(shù)推動”→“需求牽動”強(qiáng)調(diào)(qiángdiào)技術(shù)支撐→強(qiáng)調(diào)(qiángdiào)人、技術(shù)、經(jīng)營集成CIM應(yīng)用模式越來越多CIM實(shí)施過程中不斷吸收新技術(shù)、新思想、新概念CIMS發(fā)展趨勢

6.3.3CIMS的發(fā)展(fāzhǎn)28第二十八頁，共64頁。第6章先進(jìn)(xiānjìn)制造模式

AdvancedManufacturingModel6.4并行工程ConcurrentEngineering29第二十九頁，共64頁。6.4.1并行工程的涵義(hányì)并行工程產(chǎn)生的背景上個世紀(jì)80年代中期以來，迅速開發(fā)(kāifā)出新產(chǎn)品，使其盡早進(jìn)入市場成為贏得競爭勝利的關(guān)鍵。要解決這一問題，必須改變長期以來傳統(tǒng)的產(chǎn)品開發(fā)(kāifā)模式。圖6-1串行開發(fā)產(chǎn)品的弊端產(chǎn)品設(shè)計(jì)工藝規(guī)劃加工裝配市場需求無法加工裝配困難30第三十頁，共64頁。6.4.1并行工程的涵義(hányì)并行工程定義1982年，美國國防高級研究項(xiàng)目局（DefenseAdvancedResearchProjectsAgency:DARPA）開始研究如何在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中提高各活動之間“并行度”（concurrency)的方法。5年以后，DARPA發(fā)表了其研究結(jié)果。后來的事實(shí)證明，該研究結(jié)果成為其后所有這方面研究的重要基礎(chǔ)。在1986年夏天，美國國防部防御分析研究所（InstituteforDefenseAnalyses:IDA）發(fā)表了非常著名的R-338報告(bàogào)，提出了“并行工程”（ConcurrentEngineering:CE）的概念。并首次提出并行工程的定義：“并行工程是集成地、并行地設(shè)計(jì)產(chǎn)品及其相關(guān)的各種過程（包括制造過程和支持過程）的系統(tǒng)方法。這種方法要求產(chǎn)品開發(fā)人員從設(shè)計(jì)一開始就考慮產(chǎn)品整個生命周期中從概念形成到產(chǎn)品報廢處理的所有因素，包括質(zhì)量、成本、進(jìn)度計(jì)劃和用戶的要求。”31第三十一頁，共64頁。6.4.1并行工程的涵義(hányì)并行工程涵義并行工程利用各種計(jì)算機(jī)輔助工具和手段，通過組成多學(xué)科的產(chǎn)品開發(fā)小組協(xié)同工作，使產(chǎn)品開發(fā)的各個階段(jiēduàn)既有一定的時序，又是并行的。采用由上下游相關(guān)因素共同決策的工作方式，通過宏循環(huán)和微循環(huán)的信息流閉環(huán)體系進(jìn)行信息反饋，使產(chǎn)品在開發(fā)的早期就能及時發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品開發(fā)全過程的問題。32第三十二頁，共64頁。CE與CIM的目標(biāo)都是為了(wèile)贏得市場競爭，著眼點(diǎn)均為“TQCSE”。隨著市場競爭的日趨激烈，“TQCSE”五要素中“T”變的越來越重要，減小新產(chǎn)品開發(fā)周期成為“TQCSE”的“瓶頸”。CIM著眼于信息集成與信息共享，通過網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)庫將自動化孤島集成起來。但生產(chǎn)過程的組織結(jié)構(gòu)與管理仍是傳統(tǒng)的，獨(dú)立、順序進(jìn)行。生產(chǎn)管理者在信息集成的基礎(chǔ)上，對整個生產(chǎn)進(jìn)程有清楚的了解，從而(cóngér)可以進(jìn)行有效的控制，并最終在TQCSE上取得成功。CE與CIM具有相同的背景并行工程強(qiáng)調(diào)在集成環(huán)境(huánjìng)下的并行工程，它是CIMS的進(jìn)一步發(fā)展方向。6.4.1并行工程的涵義

33第三十三頁，共64頁。產(chǎn)品并行生產(chǎn)模式6.4.1并行工程的涵義(hányì)34第三十四頁，共64頁?！魪?qiáng)調(diào)團(tuán)隊(duì)工作（Teamwork方式將產(chǎn)品壽命循環(huán)各個方面的專家，形成專門的工作小組，大家共同工作，隨時對設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品和零件從各個方面進(jìn)行審查，力求使設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品便于加工、裝配(zhuāngpèi)、維修、運(yùn)送，外觀美、成本低、便于使用。集中各方面專家的智慧后設(shè)計(jì)出產(chǎn)品。需要指出的是，團(tuán)隊(duì)工作方式并不意味著一定要大家成天呆在一起，這樣有時會造成人力的浪費(fèi)。作方式如圖6-5所示。6.4.2并行工程的特點(diǎn)(tèdiǎn)35第三十五頁，共64頁?！魪?qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)(shèjì)過程的并行性6.4.2并行工程的特點(diǎn)(tèdiǎn)并行性有兩層含義：一是工作內(nèi)容重合在設(shè)計(jì)階段就考慮產(chǎn)品生命周期的各個方面；二是工作階段重合在設(shè)計(jì)階段同時進(jìn)行(jìnxíng)工藝(包括加工工藝、裝配工藝和檢驗(yàn)工藝)過程設(shè)計(jì)，并在計(jì)算機(jī)上對工藝設(shè)計(jì)的結(jié)果仿真，直至用原型法生產(chǎn)出產(chǎn)品的樣件。36第三十六頁，共64頁?！魪?qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)過程的系統(tǒng)性設(shè)計(jì)、制造、管理等過程不再是一個個相互獨(dú)立的單元，而要將它們納入一個整體的系統(tǒng)來考慮，設(shè)計(jì)過程不僅出圖紙和其它設(shè)計(jì)資料，還要進(jìn)行質(zhì)量控制、成本核算，也要產(chǎn)生進(jìn)度計(jì)劃等。這種工作方式是對傳統(tǒng)(chuántǒng)管理機(jī)構(gòu)的一種挑戰(zhàn)。◆強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)過程的快速反饋并行工程強(qiáng)調(diào)對設(shè)計(jì)結(jié)果及時進(jìn)行審查，并及時反饋給設(shè)計(jì)人員。這樣可以大大縮短設(shè)計(jì)時間，還可以保證將錯誤消滅在“萌芽”狀態(tài)。6.4.2并行工程的特點(diǎn)(tèdiǎn)37第三十七頁，共64頁。圖6-8并行工程的體系結(jié)構(gòu)6.4.3并行工程的體系結(jié)構(gòu)

38第三十八頁，共64頁?！艚档统杀?。表現(xiàn)(biǎoxiàn)在三個方面：◆縮短產(chǎn)品投放市場的時間。據(jù)報道，國外某一汽車廠采用并行工程后，使產(chǎn)品從開發(fā)(kāifā)到達(dá)預(yù)定批量的時間從37個月縮短到19個月。設(shè)計(jì)和試制周期僅為原來的50%。CE的效益◆提高質(zhì)量。盡可能將所有質(zhì)量問題消滅在設(shè)計(jì)階段，使所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品便于制造(zhìzào)易于維護(hù)。這就為質(zhì)量的“零缺陷”提供了基礎(chǔ)，使得制造(zhìzào)出來的產(chǎn)品甚至用不著檢驗(yàn)就可上市。6.4.4并行工程的效益將錯誤限制在設(shè)計(jì)階段“一次達(dá)到目的”。產(chǎn)品的壽命循環(huán)價格

◆保證了功能的實(shí)用性

◆增強(qiáng)市場競爭能力

39第三十九頁，共64頁?！裘绹ㄒ麸w機(jī)制造公司投資40多億美元，在研制波音777型噴氣客機(jī)過程(guòchéng)中，運(yùn)用CIMS和CE技術(shù)，一方面在企業(yè)南北地理分布50千米的區(qū)域內(nèi)，由200多個研制小組自形成了群組協(xié)同工作，另一方面也與其它國家的企業(yè)開展合作，采用龐大的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)來支持并行設(shè)計(jì)和網(wǎng)絡(luò)制造。在美國進(jìn)行概念設(shè)計(jì)，在日本進(jìn)行部件設(shè)計(jì)，而零件設(shè)計(jì)則在新家坡完成。在網(wǎng)絡(luò)上建立了24h工作的協(xié)同設(shè)計(jì)隊(duì)伍，大大加快了產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)度。建立了電子樣機(jī)，除起落架艙外，成為世界上第一家無原型樣機(jī)而一次成功飛上藍(lán)天的噴氣客機(jī)，也是世界航空發(fā)展史上最高水平的“無圖紙”研制的飛機(jī)。從1990年10月開始設(shè)計(jì)到1994年6月僅花了3年零2個月就試制成功。與波音767飛機(jī)的研制周期相比，縮短了13個月。美國波音飛機(jī)制造公司6.4.5并行工程實(shí)施(shíshī)實(shí)例40第四十頁，共64頁。6.4.5并行工程實(shí)施(shíshī)實(shí)例無圖紙生產(chǎn)實(shí)例—波音777客機(jī)41第四十一頁，共64頁?！裘绹娫掚妶驛T&T公司在生產(chǎn)計(jì)算機(jī)配套印刷組產(chǎn)品時，由于原來的設(shè)計(jì)中未考慮生產(chǎn)工藝性問題，致使產(chǎn)品質(zhì)量低下，合格率僅為5%。采用并行設(shè)計(jì)以后，利用計(jì)算機(jī)虛擬檢測(jiǎncè)，找出設(shè)計(jì)中的缺陷，使產(chǎn)品合格率達(dá)到90%。其它公司實(shí)施◆HP公司采用并行工程來改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量，實(shí)施的結(jié)果是公司全部產(chǎn)品的綜合故障降低了83%，制造(zhìzào)成本減少了42%，而產(chǎn)品開發(fā)周期縮短了35%。◆法國航空發(fā)動機(jī)公司在1990年航空發(fā)動機(jī)開發(fā)時間為54個月，采用并行工程后，1992年開發(fā)周期縮短至42個月，2998年進(jìn)一步縮短為36個月。6.4.5并行工程實(shí)施(shíshī)實(shí)例42第四十二頁，共64頁。第6章先進(jìn)(xiānjìn)制造模式

AdvancedManufacturingModel6.5精益生產(chǎn)LeanProduction43第四十三頁，共64頁。6.5.1精益生產(chǎn)(shēngchǎn)的歷史背景管理(guǎnlǐ)技術(shù)背景二戰(zhàn)以后，日本汽車工業(yè)開始起步(qǐbù)，但此時統(tǒng)治世界的生產(chǎn)模式是以美國福特制為代表的大量生產(chǎn)方式。精益生產(chǎn)是戰(zhàn)后日本汽車工業(yè)遭到的“資源稀缺”和“多品種、少批量”的市場制約的產(chǎn)物，它是從豐田相佐詰開始，經(jīng)豐田喜一郎及大野耐一等人的共同努力直到60年代才逐步完善而形成的。豐田式生產(chǎn)方式發(fā)展的環(huán)境

當(dāng)美國汽車工業(yè)處于發(fā)展的頂點(diǎn)時，日本的汽車制造商們是無法與其在同一生產(chǎn)模式下進(jìn)行競爭的。豐田汽車公司在參觀美國的幾大汽車廠之后還發(fā)現(xiàn)，在美國企業(yè)管理中，特別是人事管理中，存在著難以被日本企業(yè)接受之處。在當(dāng)時的環(huán)境下，豐田汽車公司在不可能、也不必要走大批量生產(chǎn)方式的道路的情況下，根據(jù)自身的特點(diǎn)，逐步創(chuàng)立了一種獨(dú)特的多品種、小批量、高質(zhì)量和低消耗的生產(chǎn)方式。44第四十四頁，共64頁。6.5.1精益生產(chǎn)(shēngchǎn)的歷史背景精益生產(chǎn)效率(xiàolǜ)的體現(xiàn)與大批量生產(chǎn)相比，精益生產(chǎn)的一切都是“精簡”的：只需要一半的勞動強(qiáng)度、一半的制造空間、一半的工具投資、一半的產(chǎn)品開發(fā)時間、庫存的大量減少、廢品大量的減少和品種大量的增加。兩者的最大區(qū)別在于：大量生產(chǎn)強(qiáng)調(diào)“足夠”好的質(zhì)量，因此總是存在著缺陷；而精益生產(chǎn)則追求完美性（不斷降低(jiàngdī)價格、零缺陷、零庫存和無限多的品種）。45第四十五頁，共64頁。6.5.2精益生產(chǎn)(shēngchǎn)的內(nèi)涵和特征精益生產(chǎn)(shēngchǎn)的內(nèi)涵精益生產(chǎn)（LP）是通過系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、人員組織、運(yùn)行方式和市場供求等方面的變革，使生產(chǎn)系統(tǒng)能很快適應(yīng)用戶需求不斷變化，并能使生產(chǎn)過程中一切無用、多余的東西被精簡，最終達(dá)到包括市場供銷在內(nèi)的生產(chǎn)的各方面最好的結(jié)果。LP是新時代工業(yè)化的標(biāo)志——只需一半人的努力，一半生產(chǎn)空間(kōngjiān)，一半投資，一半設(shè)計(jì)、工藝編制時間，一半開發(fā)新產(chǎn)品時間和少的多的庫存。LP的精髓在于“Lean”——“沒有冗余”“精打細(xì)算”，沒有一個多余的人，沒有一樣多余的東西，沒有一點(diǎn)多余的時間；崗位設(shè)置必須是增值的，不增值崗位一律撤除；工人要求是多面手，可以互相頂替。46第四十六頁，共64頁。精益生產(chǎn)(shēngchǎn)的特征以用戶為“上帝”。產(chǎn)品的適銷性、適宜的價格、優(yōu)良的質(zhì)量、快的交貨速度(sùdù)、優(yōu)質(zhì)的服務(wù)是面向用戶的基本內(nèi)容。以“人”為中心。人是企業(yè)一切活動的主體，應(yīng)以人為中心，大力推行獨(dú)立自主的小組化工作方式。充分發(fā)揮一線職工的積極性和創(chuàng)造性，使他們積極為改進(jìn)產(chǎn)品的質(zhì)量獻(xiàn)計(jì)獻(xiàn)策，使一線工人真正成為“零缺陷”生產(chǎn)的主力軍。以“精簡”為手段TeamWork和并行設(shè)計(jì)JIT供貨方式“零缺陷”工作目標(biāo)。精益生產(chǎn)所追求的目標(biāo)不是“盡可能好一些”，而是“零缺陷”。即最低的成本、最好的質(zhì)量、無廢品、零庫存與產(chǎn)品的多樣性。6.5.2精益生產(chǎn)(shēngchǎn)的內(nèi)涵和特征47第四十七頁，共64頁。表6-1LP與MP比較比較項(xiàng)目大量生產(chǎn)精良生產(chǎn)追求目標(biāo)高效率、高質(zhì)量、低成本完善生產(chǎn)，消除一切浪費(fèi)工作方式專業(yè)分工，相互封閉責(zé)、權(quán)、利統(tǒng)一的工作小組，協(xié)同工作，團(tuán)隊(duì)精神組織管理寶塔式，組織機(jī)構(gòu)龐大權(quán)利下放，扁平式組織結(jié)構(gòu)產(chǎn)品特征標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品面向用戶的多樣化產(chǎn)品設(shè)計(jì)方式串行模式并行模式生產(chǎn)特征大批量、高效率生產(chǎn)變批量、柔性化生產(chǎn)供貨方式大庫存緩沖JIT方式，接近0庫存質(zhì)量保證靠機(jī)床設(shè)備，事后把關(guān)靠生產(chǎn)人員保證，追求零缺陷雇員關(guān)系雇傭關(guān)系，合同約束終身雇用，風(fēng)雨同舟用戶關(guān)系靠產(chǎn)品質(zhì)量、成本取勝用戶滿意，需求驅(qū)動，主動銷售供應(yīng)商合同關(guān)系，短期行為長期合作，利益共享，風(fēng)險共擔(dān)6.5.2精益生產(chǎn)的內(nèi)涵(nèihán)和特征48第四十八頁，共64頁。精益生產(chǎn)(shēngchǎn)體系基礎(chǔ)(jīchǔ)就是在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)支持下的、以小組方式工作的并行工作方式。支柱1：全面質(zhì)量管理支柱2：準(zhǔn)時生產(chǎn)和零庫存支柱3：成組技術(shù)大廈的屋頂就是精益生產(chǎn)體系6.5.3精益生產(chǎn)(shēngchǎn)的體系構(gòu)成49第四十九頁，共64頁。第6章先進(jìn)制造(zhìzào)模式

AdvancedManufacturingModel6.6敏捷制造AgileManufacturing50第五十頁，共64頁。6.6.1敏捷(mǐnjié)制造提出的背景敏捷制造概念的提出20世紀(jì)70～80年代(niándài)，美國由于政策導(dǎo)向失誤，使制造業(yè)眾多產(chǎn)品在世界市場所占份額不斷下降，美國在制造領(lǐng)域的霸主地位逐漸喪失。為了恢復(fù)美國制造業(yè)在世界上的領(lǐng)導(dǎo)地位，20世紀(jì)80年代(niándài)末美國國會指示國防部擬定一個制造技術(shù)發(fā)展規(guī)劃，要求同時體現(xiàn)美國國防工業(yè)與民品工業(yè)的共同利益，并要求加強(qiáng)政府、工業(yè)界和學(xué)術(shù)界的合作。在此背景下，美國國防部委托Lehigh大學(xué)與GM等大公司一起研究制定一個振興美國制造業(yè)的長期發(fā)展戰(zhàn)略，最終于1991年完成了“21世紀(jì)制造業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略”報告。在此報告中提出了“敏捷制造”的概念。51第五十一頁，共64頁。6.6.2敏捷(mǐnjié)制造的內(nèi)涵和特征敏捷制造的內(nèi)涵敏捷制造是指企業(yè)快速調(diào)整(tiáozhěng)自己，以適應(yīng)當(dāng)今市場持續(xù)多變的能力；以任何方式來高速、低耗地完成它所需要的任何調(diào)整(tiáozhěng)，依靠不斷開拓創(chuàng)新來引導(dǎo)市場，贏得競爭。敏捷制造是在“競爭一合作一協(xié)同”機(jī)制下，實(shí)現(xiàn)對市場需求作出靈活快速反應(yīng)的一種生產(chǎn)制造新模式。圖6-22敏捷(mǐnjié)制造概念示意圖52第五十二頁，共64頁。敏捷(mǐnjié)制造的特征敏捷制造蘊(yùn)涵著許多不同于傳統(tǒng)生產(chǎn)方式的哲理和思想，主要表現(xiàn)在：◎需求響應(yīng)的快捷性主要指快速響應(yīng)市場需求（包括當(dāng)前需求和可預(yù)知未來需求）的能力。◎制造資源的集成性不僅(bùjǐn)指企業(yè)內(nèi)部的資源共享與信息集成，還指友好企業(yè)之間的資源共享與信息集成?！蚪M織形式的動態(tài)性為實(shí)現(xiàn)某一個市場機(jī)會，將擁有實(shí)現(xiàn)該機(jī)會所需資源的若干企業(yè)組成一個動態(tài)組織，它隨任務(wù)的產(chǎn)生而產(chǎn)生，并隨任務(wù)的結(jié)束而結(jié)束。6.6.2敏捷制造(zhìzào)的內(nèi)涵和特征53第五十三頁，共64頁。表6-2AM與LP比較精良生產(chǎn)敏捷制造充分利用和增強(qiáng)大批量生產(chǎn)優(yōu)勢采用大量定制生產(chǎn)方式追求零缺陷，使用戶完全滿意整個產(chǎn)品壽命周期用戶滿意變批量、柔性生產(chǎn)模塊化產(chǎn)品設(shè)計(jì)和模塊化制造系統(tǒng)注重技術(shù)與操作，實(shí)行連續(xù)改進(jìn)注重組織與人員，實(shí)現(xiàn)動態(tài)重組終身聘用、工齡工資基于信任的雇傭關(guān)系，“社會合同”多功能小組，協(xié)同工作基于任務(wù)的組織與管理，多學(xué)科項(xiàng)目組工廠級范圍涵蓋整個企業(yè)范圍，并擴(kuò)展到企業(yè)之間與供應(yīng)商利益共享，風(fēng)險共擔(dān)競爭、合作策略，組建虛擬公司資源有效利用，消除冗余在連續(xù)和不可預(yù)測變化的環(huán)境下發(fā)展準(zhǔn)時制生產(chǎn)準(zhǔn)時信息系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)制造平穩(wěn)進(jìn)度計(jì)劃,小批量,“零”庫存承認(rèn)并快速響應(yīng)市場變化6.6.2敏捷制造的內(nèi)涵(nèihán)和特征54第五十四頁，共64頁。6.6.3敏捷(mǐnjié)制造的關(guān)鍵因素及技術(shù)敏捷制造工作(gōngzuò)原理動態(tài)企業(yè)聯(lián)盟網(wǎng)絡(luò)企業(yè)K+1企業(yè)K+2企業(yè)N協(xié)調(diào)信息服務(wù)企業(yè)1企業(yè)2企業(yè)K…企業(yè)3企業(yè)4…圖1-37“虛擬制造”環(huán)境與虛