制造系统讲座(第一章)资料

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,Manufacturing System,*,制造系统,博 士,副教授,广东工业大学机械电子工程学院,何汉武,11/19/2024,1,Manufacturing System,第一章 制造系统概述,主要内容,1.1 制造系统的内涵和体系构造,1.1.1系统观,1.1.2制造系统概念、体系构造,1.2 制造模式和先进制造系统,1.2.1 制造模式的演化和进展,1.刚性自动化系统,2.计算机集成制造系统,3.智能制造系统,4.精益生产,5.可重组制造系统,1.2.2 下一代制造系统-灵敏制造,11/19/2024,2,Manufacturing System,1.1 制造系统内涵及体系构造,制造的概念和内涵,一般的理解：产品的机械工艺过程或机械加工过程,狭义的制造概念：产品的制作过程如机械加工过程,制造概念和内涵的拓展：“范围”和“过程”两个方面,广义的制造概念：产品整个生命周期过程,11/19/2024,3,Manufacturing System,1.1 制造系统内涵及体系构造,系统概念,由相互作用和相互依靠的假设干组成局部要素结合而成的具有特定功能的有机整体,系统强调的是个组成要素有机结合，对外呈现出综合性的整体功能。,例：时钟计时系统,组成要素：齿轮、齿条、机架、联接件、指针,11/19/2024,4,Manufacturing System,1.1 制造系统内涵及体系构造,制造系统的根本概念,进展和完善中,国际上几个权威的定义,Parnaby(英国著名学者1989年给出定义：,CIRP定义：,MIT 教授定义：,日本京都大学教授定义：,11/19/2024,5,Manufacturing System,1.1 制造系统内涵及体系构造,制造系统的根本概念,制造系统案例：机械加工系统、生产线、车间、工厂,机械加工系统,组成要素,：,机床、夹具、刀具、工件、,操作人员、加工工艺,制造资源：,毛坯或半成品、,能源和劳动力,产品或零件,11/19/2024,6,Manufacturing System,1.1 制造系统内涵及体系构造,制造系统的根本特性,集合性,相关性,目的性,环境适应性,动态性,反响特性,随机特性,11/19/2024,7,Manufacturing System,1.1 制造系统内涵及体系构造,制造系统的三流构造论,物料流、信息流和能量流,机械加工系统的“三流”运动示意图,信息系统,（加工任务、方法、工件质量）,刀具、量具等,原材料坯料,输送,装夹,加工,检验,产品,电能,机械能,信息流,能量流,物料流,11/19/2024,8,Manufacturing System,1.1 制造系统内涵及体系构造,制造系统的信息制造观,传统制造观：留意用制造系统中的物料流和能量；流来描述制造系统,信息制造观产生背景：,信息的纽带作用,信息投入打算产品价值,CIMS争论重点在如何提高制造系统的信息处理力量,信息成为与设备同等重要的资源,使制造系统在信息处理方面具有人的智能,11/19/2024,9,Manufacturing System,1.1 制造系统内涵及体系构造,制造系统的人机一体论,人工智能技术存在局限性,信息组合爆炸问题,非构造化、动态的、随机的决策问题,人的制造性行为和作用，是机器永久无法取代的,解决思路：使人与机器处于优化合作的地位，实现制造系统中人与机器一体化的人机集成决策机制，从而使人与机器协同工作，以取得制造系统的最正确效益,11/19/2024,10,Manufacturing System,1.1 制造系统内涵及体系构造,制造系统的体系构造,争论目的：,更加深入地分析和描述制造系统的本质特征,基于所建立的模型，进展制造系统的设计实施、系统改进和优化运行。,11/19/2024,11,Manufacturing System,1.1 制造系统内涵及体系构造,制造系统的体系构造,组成制造系统体系构造的多视图及其关系,功能视图,过程,视图,资源视图,组织视图,信息视图,11/19/2024,12,Manufacturing System,制造,系统,体系,构造,功能视图,信息视图,过程视图,资源视图,组织视图,功能组成,功能联系,信息构成,信息联系,掌握构造,运行流程分析,组织方式,业务流程图,组织构成,资源构成,物流模型,能量流模型,资源流模型,分系统考察法/构造-,功能分析发/逐级考察法,IDEFO建模方法,制造系统信息分类,业务流程分类、分解,流程图/Petri/0-0建模方法,/GRAI网建模方法,资源流淌分析,组织构成分析/IDEF1X模型,组织图/GRAI格建模方法,资源构成分析/,资源配置图/IDEF1X模型,能源流淌分析,物流流淌分析,IDEF1X信息模型,建模方法/E-R,多层递阶掌握构造/分布式控,制构造/递阶分布式掌握结购,视图名称,视图内容,建模与分析方法,11/19/2024,13,Manufacturing System,1.2 制造模式和先进制造系统,制造的历史,传统制造及其技术,工场手工加工制造,机器-蒸汽时代的制造,电器时代的制造,现代制造及其技术的进展,19世纪末自然科学的全面进展,新技术的产生,社会进展对制造技术提出了需求,11/19/2024,14,Manufacturing System,1.2 制造模式和先进制造系统,制造模式的演化和进展,刚性自动化,数控机床,柔性制造系统,并行工程,CIMS,工厂子网,广域网,信息高速大路,全球通讯网络,智能制造,灵敏制造,全球制造,制造资源和组织全球化,虚拟组织,制造智能,计算智能,技术演化,运作空间,全球,社会,公司,企业,车间,单元,设备,刚性技术,柔性单元,柔性系统,系统集成,决策自动化,灵敏,性,全球,化,40-50,60,70,80,90,年月,11/19/2024,15,Manufacturing System,1.2 制造模式和先进制造系统,制造模式的演化和进展,规模上：从单件小批少品种大批量多品种变批量客户化产品,生产方式上：劳动密集型设备密集型信息密集型学问密集型,制造装备：手工机械化单机自动化刚性自动线柔性自动线智能自动化,11/19/2024,16,Manufacturing System,1.2 制造模式和先进制造系统,制造模式的演化和进展,刚性自动化系统,20世纪40、50年月,专用机床和组合机床、自动单机或自动化生产线,大批量生产,高生产率和刚性构造，很难实现生产产品的转变,11/19/2024,17,Manufacturing System,1.2 制造模式和先进制造系统,制造模式的演化和进展,计算机集成制造系统,强调制造全过程的系统性和集成性，以解决现代企业生存与竞争的TQCS问题,强调并行工程,11/19/2024,18,Manufacturing System,1.2 制造模式和先进制造系统,制造模式的演化和进展,智能制造系统,由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化智能系统,I,ntegration,I,ntelligence,下一代制造业,11/19/2024,19,Manufacturing System,1.2 制造模式和先进制造系统,制造模式的演化和进展,精益生产,MIT争论日本丰田生产方式的总结,丰田英二、大野耐一70年月，20年时间,最终目标是要以最友质量和最低本钱的产品，对市场需求作出最快速的响应,根本原则是“消灭一切铺张”和“不断改善”,准时化生产JIT、TQC，GT、弹性作业人数和敬重人性是精益生产的主要支柱。,日本奇迹,11/19/2024,20,Manufacturing System,1.2 制造模式和先进制造系统,制造模式的演化和进展,快速重组制造,实现企业、产品、制造系统、机床设备及其部件和过程的可重组性(reconfigurability)成为将来制造的挑战,过程可变性：制造工艺过程的变化力量,功能可变性：制造(加工、处理)功能的变化力量,可缩放性：制造生产力量(产量)的可扩展与压缩力量,11/19/2024,21,Manufacturing System,1.2 制造模式和先进制造系统,几,类,制,造,系,统,的,对,比,11/19/2024,22,Manufacturing System,1.2 制造模式和先进制造系统,下一代制造模式与系统灵敏制造,1991年，美国提出,动身点：对将来产品和市场的分析,产品进展总趋势：多元化和共性化，对制造系统的要求：产品的本钱与批量无关,生命周期越来越短，产品简单性越来越高，要求企业以很高的柔性和很强的市场应变力量去应付市场的竞争。,11/19/2024,23,Manufacturing System,1.2 制造模式和先进制造系统,下一代制造模式与系统灵敏制造,灵敏制造的实现,组织上：动态联盟虚拟企业,技术上：虚拟制造,信息根底：网络,11/19/2024,24,Manufacturing System,1.2 制造模式和先进制造系统,灵敏制造案例,11/19/2024,25,Manufacturing System,1.2 制造模式和先进制造系统,敏,捷,制,造,案,例,摩托罗拉寻呼机公司,Internet,订单,订单,订单,一个半小时之内发货,一个半小时之内发货,一个半小时之内发货,博因顿海岸公司总部,自动制造系统,2900万种寻呼机,芝加哥的销售员,亚特兰大的销售员,纽约的销售员,纽约的销售员,11/19/2024,26,Manufacturing System,1.2 制造模式和先进制造系统,灵敏制造案例,区域协作平台,11/19/2024,27,Manufacturing System,1.2 制造模式和先进制造系统,灵敏制造案例,区域协作平台,协作中心：信息沟通/虚拟会议/在线图纸圈阅/异地,图纸传送-企业间基于网络的协作沟通,11/19/2024,28,Manufacturing System,1.2 制造模式和先进制造系统,灵敏制造案例,企业协作平台 共性化产品定制系统,基于WEB和学问工程的定制设计与制造，满足客户提出的对产品共性化需求，支持客户参与产品设计过程。,11/19/2024,29,Manufacturing System,1.2 制造模式和先进制造系统,灵敏制造案例,区域应用 中国制造协作网,企业会员数,企业行业分布状况,11/19/2024,30,Manufacturing System,1.2 制造模式和先进制造系统,灵敏制造案例,企业应用1 惠美仪器,企业应用2广东玉兰装饰材料,企业应用3重庆华陶瓷业,陶瓷产品网络化销售和定制,企业应用4-方正科技,11/19/2024,31,Manufacturing System,