【正文】 、智能制造的提出 ? 20世紀 70年代開始，發(fā)達國家為了追求廉價勞動力，將制造業(yè)逐漸移向發(fā)展中國家，引起本國技術(shù)力量向其他行業(yè)的轉(zhuǎn)移，同時發(fā)展中國家專業(yè)人才又嚴重短缺，其結(jié)果制約了制造業(yè)的發(fā)展。前者是功能、過程、組織、人員、信息、資源等的相應轉(zhuǎn)變與調(diào)整；后者包括一個技術(shù)體系，企業(yè)可以根據(jù)需要發(fā)展該技術(shù)體系中的某些關(guān)鍵技術(shù)。虛擬企業(yè)的解散和重組、人員的流動是非常自然的事，這些都需要社會來提供職業(yè)培訓、職業(yè)介紹的服務環(huán)境。 ⑥ 企業(yè)日常運行的敏捷性： 企業(yè)對影響其日常運行的各種變化，如用戶對產(chǎn)品規(guī)格、配置及售后服務要求的變化、用戶定貨量和供貨時間的變化、原料供貨出現(xiàn)問題及設(shè)備出現(xiàn)故障等做出快速反應的能力。 92年美國政府將敏捷制 造作為 21世紀制造戰(zhàn)略。 ? 20世紀 80年代，西德和日本高質(zhì)量產(chǎn)品大量推向美國市場，迫使美國制造策略由注重成本轉(zhuǎn)向產(chǎn)品質(zhì)量。 獲得效益如下： ① 過去從簽訂合同到交貨需 3~4年，現(xiàn)在僅用 3~18個月； ② 對東南亞的用戶，能在 12個月以內(nèi)交貨； ③ 整個產(chǎn)品開發(fā)周期縮短 25%~33%。應用較多的是 DFA（面向裝配設(shè)計）和 DFM（面向制造設(shè)計）。 （ 4）產(chǎn)品總體性能評價：該階段產(chǎn)品信息較完善，對產(chǎn)品的功能、性能、可制造性和成本等采用價值工程方法進行總體評價、提出反饋信息。 ① 人員集成： 管理者、設(shè)計者、制造者、支持者以至用戶集成為一個協(xié)調(diào)的整體。 ? CE強調(diào)全局性的考慮問題，即產(chǎn)品研制者從一開始就考慮到產(chǎn)品整個生命周期中的所有因素。 ? 1988年 DARPA發(fā)出了并行工程倡議，西弗吉尼亞大學設(shè)立了并行工程研究中心，許多大 軟件公司、計算機公司開始對支持并行工程的工具軟件及集成框架進行開發(fā)。 設(shè)計工程師與制造工程師之間互相不了解，互相不交往，中間有如隔了一堵墻。從而縮短產(chǎn)品開發(fā)周 期、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低產(chǎn)品成本。 二、并行工程的運行特性 —— （ 1）并行特性 ?CE的最大特點是把時間上有先有后的作業(yè)過程轉(zhuǎn)變?yōu)橥瑫r考慮和盡可能同時（或并行）處理的過程； ?在產(chǎn)品的設(shè)計階段就并行地考慮了產(chǎn)品整個產(chǎn)品生命周期中的所有因素，研制周期將明顯地縮短。 2） 協(xié)同的設(shè)計思想： CE強調(diào)一體化、并行地進行產(chǎn)品及其相關(guān)過程的協(xié)同設(shè)計，尤其注意早期概念設(shè)計階段的并行和協(xié)調(diào)。 （ 2）結(jié)構(gòu)設(shè)計及其評價：將產(chǎn)品概念設(shè)計獲得的最佳方案結(jié)構(gòu)化，對各種方案進行評價和決策。具體關(guān)鍵技術(shù)包括約束管理技術(shù)、沖突仲裁技術(shù)、多智能體技術(shù)、 CSCW（ Computer－ Supported Cooperative Work）技術(shù)等。 四、并行工程的應用實例 —— 波音公司 波音公司在 767－ X飛機的開發(fā)中，全面應用 CAD/CAM系統(tǒng)作為基本設(shè)計工具，在計算機上設(shè)計出所有零件的三維圖形，并進行數(shù)字 化預裝配，獲得早期的設(shè)計反饋，便于及時了解設(shè)計的完整性、可靠性、可維修性、可生產(chǎn)性和可操作性。工藝檢查周期減少 50%，更改反饋次數(shù)降低 50%，工藝規(guī)劃時間減少 30%，工裝準備周期減少 30%，數(shù)控加工編碼與調(diào)試周期減少 50%； ②毛坯成品率由原來的 30%~50%提高到 70%~80%； ③降低產(chǎn)品成本 20%； ④培養(yǎng)了一支人才隊伍，為并行工程在我國全面實施應用奠定了基礎(chǔ)。美國通用汽車和 Leigh大學的 Iacocca研究所在國防部的資助下，組織了百余家公司，耗資 50萬美元，花費 1000人日，分析研究 400多篇優(yōu)秀報告后，提出 《 21世紀制造企 業(yè)戰(zhàn)略 》 的報告。 ③ 柔性： 以同樣設(shè)備與人員生產(chǎn)不同產(chǎn)品或?qū)崿F(xiàn)不同目標的能力。 敏捷制造的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu) I. 物理基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)： 是指虛擬企業(yè)運行所必須的廠房、設(shè)備、實施、運輸、資源等必要的物理條件，是指一個國家乃至全球的范圍內(nèi)的物理設(shè)施。 （ 2）緊密層 ： 由專用零部件生產(chǎn)及總裝企業(yè)構(gòu)成，這一層企業(yè)按照合同要求相互配合，合同與核心層代表簽訂，負責按合同要求生產(chǎn)與裝配。 II. 方案實施： 對敏捷制造系統(tǒng)實施方案進行空間上、時間上、邏輯上的細化，要經(jīng)過方案設(shè)計、方案實施、運行與評價、方案改進、再實施的循環(huán)提高過程，逐步實施，不斷改進。必須開發(fā)出一個快速有效的信息交換工具，創(chuàng)建并促進一個全球化的公共標準來實現(xiàn)這一目標。 自律能力： 使整個制造系統(tǒng)有抗干擾、自適應和容錯能力。 四、智能制造系統(tǒng)的構(gòu)成及典型結(jié)構(gòu) IMS是一個復雜的智能系統(tǒng)，是由各種智能子系統(tǒng)按層次遞階組成，構(gòu)成智能遞階層次模型。 ? 制造業(yè)是將可用資源（包括能源）通過制造過程，轉(zhuǎn)化為可供人們使用和利用的工業(yè)品或生活消費品的產(chǎn)業(yè)，它在將制造資源轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品的制造過程中和產(chǎn)品的使 用和處理過程中，同時產(chǎn)生的廢棄物是制造業(yè)對環(huán)境污染的主要根源。 ④ 符合經(jīng)濟性： 通過綠色制造，可節(jié)省原材料和能源的消耗，降低廢棄物處理處置費用，降低生產(chǎn)成本，增強市場競爭力。 選材時不僅要考慮產(chǎn)品的使用、性能要求，更要考慮材料對環(huán)境的影響，應盡可能選用無毒、無污染、易回收、可再用或易降解的材料。 ③ 拆卸易于操作準則 :包括單純材料零件原則、廢液排泄原則、便于抓取原則、非剛性 零件原則等。它并非一味地延長產(chǎn)品的生命期，而是利用模塊化設(shè)計、開放性設(shè)計、可維修性設(shè)計、可重構(gòu)性設(shè)計和技術(shù)預測等設(shè)計理論和方法，最大 限度地減少產(chǎn)品過時、節(jié)約資源、減輕環(huán)境的壓力。近年來，美國在制造業(yè)廣泛采用了干式加工。加工質(zhì)量可與普通滾齒加工工藝相媲美。 4）在切削液的循環(huán)使用中，始終保持切削液濃度和 PH值的穩(wěn)定。 ③ 循環(huán)再生 (Recycle):包裝應盡可能選擇可回收、無毒、無害的材料，如 EPS、聚苯乙烯產(chǎn)品等。 ⑤天然生物包裝材料：如紙、木材、竹材、麻類制品、柳條、 蘆葦以及農(nóng)作物莖桿、稻草、麥秸等，易分解，不污染生態(tài)，可資源再生，成本低?；蛘咭园踩?、可靠和取之不盡的能源為基礎(chǔ)，如太陽能、風能、地熱能、海洋能、氫能等。 是增強產(chǎn)品開發(fā)敏捷性、快速滿足市場多元化需求的有效途徑。 d) 可使分布在不同地點、不同部門的不同專業(yè)人員在同一個產(chǎn)品模型上協(xié)同工作，相互交流，信息共享，減少大量的文檔生成及其傳遞的時間和誤差， 使產(chǎn)品開發(fā)以快捷、優(yōu)質(zhì)、低耗響應市場。 又稱臨場感、存在感，是指用戶感到作為主角存在于虛擬環(huán)境中的真實程度。用來產(chǎn)生虛擬環(huán)境并提供沉浸感覺，以及交互性操作的計算機系統(tǒng)稱為虛擬現(xiàn)實系統(tǒng) VRS（ Virtual Reality System）。 基于 OpenGL的幾何建模 基于 VRML的虛擬制造單元建模 VRML構(gòu)造的是動態(tài)虛擬場景，但它不是三維建模工具。 ?機 械產(chǎn)品無數(shù)零件要裝配在一起，其配合設(shè)計、可裝配性是設(shè)計人員常常出現(xiàn)的錯誤，虛擬裝配可解決零件間靜態(tài)干涉問題，也可在虛擬環(huán)境中以爆炸視圖的形式把各裝配件獨立拆散，方便設(shè)計人員的檢 查。 前者即直接根據(jù)評判規(guī)則，通過對設(shè)計屬性的評測來給可制造性定級；后者即對一個或多個制造方案，借助于成本和時間等標準來 檢測是否可行或?qū)で笞罴逊桨?。綜合各方面的因素，對產(chǎn)品投產(chǎn)的風險和效益做出評價。 4）控制模型庫： 提供運行 VMS所需的各種控制模型。由于實施了虛擬產(chǎn)品開發(fā)策略，福特（ Ford）和克萊斯勒（ Chrysler）汽車公司將他們 新型汽車的開發(fā)周期由 36個月縮短至 24個月。這種生產(chǎn)方式到 20世紀 60年代已成熟，從而不僅使豐田汽車成為世界上效率最高、品質(zhì)最好的汽車制造企業(yè)，而且使整個日本汽車工業(yè)達到今天的世界領(lǐng) 先水平。我國第一汽車制造廠等企業(yè)也進行了推廣應用，初步取得了成效。通過培訓等方式創(chuàng)造條件使其擴大知識面，提高技能，培養(yǎng)雇員作為多面手的工作能力。 謝謝觀看 /歡迎下載 BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAITH 。 以簡化為手段 ?簡化是實現(xiàn)精良生產(chǎn)的核心辦法和手段。 三、精良生產(chǎn)的體系結(jié)構(gòu)及其特點 如果把精良生產(chǎn)體系看作為一幢大廈，基礎(chǔ)就是在計算機網(wǎng)絡(luò)支持下的 CE和小組化工作方式，大廈的支柱就是 JIT、 GT和 TQC，精良生產(chǎn)是屋頂。結(jié)果表明，造成日本與美國以 及西歐各國在汽車工業(yè)發(fā)展上的差距不在于企業(yè)的自動化程度的高低、生產(chǎn)批量的大小、產(chǎn)品類型的多少，其根本原因在于生產(chǎn)方式的不同。利用 CATIA、 UG等軟件對超七飛機 230余項零部件進行結(jié)構(gòu)設(shè)計、工藝模型設(shè)計、數(shù)控程序設(shè)計、虛擬加工仿真和數(shù)控加工。 6）通用組件庫： 提供 VMS的通用組件。 虛擬設(shè)計系統(tǒng) 的開發(fā)環(huán)境 ? 開發(fā)環(huán)境分為三個層次： ?組件層、開發(fā)層和應用層 三個層次的具體作用 （ 1）應用層： 根據(jù)市場變化、用戶需求，通過下面的開發(fā)層面構(gòu)造的特定虛擬制造系統(tǒng)，進行實際運行與考核。 虛擬制造系統(tǒng) VMS的體系結(jié)構(gòu) 虛擬制造系統(tǒng) （ Virtual Manufacturing System） 的體系結(jié)構(gòu)由三層構(gòu)成，即 經(jīng)營決策層 、產(chǎn)品決策層 和 生產(chǎn)決策層。 虛擬設(shè)計 之產(chǎn)品運動仿真 ? 對于如汽車的發(fā)動機、傳動系統(tǒng)、剎車系統(tǒng)等這類具有運動機構(gòu)的零部件，采用虛擬裝配技術(shù)，還不能保證運動機構(gòu)的設(shè)計完全合乎要求，如各相關(guān)零件的動作是否協(xié)調(diào)、運動過程是否有干涉等，這就需要進行產(chǎn)品的運動仿真。再通過 VRML編程實現(xiàn)虛擬制造單元的虛擬場景。虛擬現(xiàn)實技術(shù)是VM的關(guān)鍵技術(shù)之一。用戶在虛擬環(huán)境中，一切感覺都是那么逼真，有一種 身臨其境的感覺。由計算機直接把視覺、聽覺和觸覺等多種信息合成，并提示給人的感覺器官，在人的周圍生成一個三維的虛擬環(huán)境，從而把人、現(xiàn)實世界和虛擬空間結(jié)合起來融為一體，相互間進行信息的交流和反饋的技 術(shù)。 ? 目前還沒有統(tǒng)一的定義。主要包括綠色設(shè)計與綠色材料、綠色工藝技術(shù)、綠色生產(chǎn)設(shè)備、綠色包裝、綠色營銷、綠色管理等 。探索用蘆葦、竹子、甘蔗、棉桿、麥秸代替木材造紙，擴大造紙木材樹種和利用丫材、廢棄材和加工剩余材，以擴大原料來源。 綠色包裝技術(shù)研究的內(nèi)容 ?包裝材料 ?包裝結(jié)構(gòu)