【正文】 技術(shù)是工業(yè)發(fā)達(dá)國家的國家級關(guān)鍵技術(shù)和優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域 國別 /地區(qū) 科技計(jì)劃 美國 先進(jìn)制造技術(shù)計(jì)劃 關(guān)鍵技術(shù) (制造 )計(jì)劃 敏捷制造使能技術(shù)計(jì)劃 日本 智能制造技術(shù)國際合作計(jì)劃 歐共體 尤里卡計(jì)劃 信息技術(shù)研究發(fā)展戰(zhàn)略計(jì)劃 德國 制造 2023年計(jì)劃 韓國 高級先進(jìn)技術(shù)國家計(jì)劃 (G7) 發(fā) 展 現(xiàn) 狀 （續(xù)一） ? 許多高技術(shù)我國尚未掌握，許多重大裝備我國不能自主制造，缺乏自主創(chuàng)新能力。當(dāng)今，人們對制造的概念又加以擴(kuò)充，將體系管理和服務(wù)等也納入其中。 先進(jìn)制造技術(shù)概論 先進(jìn)制造技術(shù)概論 制造技術(shù)（ Manufacturing Technology） 現(xiàn)代的制造技術(shù)不僅重視工藝方法和設(shè)備，還要強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)方法 、生產(chǎn)組織模式、制造與環(huán)境和諧統(tǒng)一、制造的可持續(xù)性及制造技術(shù)與其他科學(xué)技術(shù)的交叉和融合。 先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展趨勢（續(xù)五） ?“ 網(wǎng) ”是發(fā)展的道路 —— 網(wǎng)絡(luò)化 ? 現(xiàn)代新型制造模式實(shí)施的基礎(chǔ)設(shè)施，現(xiàn)代制造企業(yè)生產(chǎn)活動必不可少運(yùn)行環(huán)境； ? 網(wǎng)絡(luò)化既是制造企業(yè)信息化、集成化的基礎(chǔ)，企業(yè)信息化又是、集成化的進(jìn)一步發(fā)展； ? 網(wǎng)絡(luò)化將制造業(yè)走向全球化、整體化、有序化。 現(xiàn)代制造系統(tǒng)的模式和哲理 成組技術(shù) (相似性 ) CIM (集成 ) 并行工程 (同步 ) JIT (準(zhǔn)確 ) 智能制造系統(tǒng) (智能 ) 敏捷制造 (靈活 ) 精益生產(chǎn) (簡化 ) 合理化工程 (重組、標(biāo)準(zhǔn)化 ) 業(yè)務(wù)過程重組 BPR(重組 ) T Q C S F E 傳統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu) 面向功能的組織結(jié)構(gòu) 銷售部門 制造部門 技術(shù)部門 現(xiàn)代的組織結(jié)構(gòu) 面向過程的組織結(jié)構(gòu) Teamwork 發(fā)展方向 1. 產(chǎn)品結(jié)構(gòu) 先進(jìn)、實(shí)用、高速、輕小、節(jié)能、環(huán)保型 2. 生產(chǎn)模式 多品種、小批量、柔性化、生產(chǎn)周期短 3. 生產(chǎn)過程 高速、精密、自動化、節(jié)能環(huán)保和少切削無切削 先進(jìn)制造技術(shù)目標(biāo) 1. 產(chǎn)品功能適用 (Function) 2. 交貨期限短 (Time to Market) 3. 質(zhì)量好 (Quality) 4. 價(jià)格低 (Cost) 5. 服務(wù)優(yōu)良 (Service) 成組技術(shù) GT 成組技術(shù)的基本原理 成組技術(shù) (Group Technology)是運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法來統(tǒng)計(jì)事物的某些特征屬性的出現(xiàn)率，從總體上定量地描述事物間客觀存在的相似性，這一統(tǒng)計(jì)學(xué)中相似性原理是成組技術(shù)的基礎(chǔ)?？墒雇瑢僖蛔宓牧慵捎猛环N設(shè)備和同一種工藝裝備來進(jìn)行加工。 這一新概念的核心內(nèi)容是以下兩點(diǎn)： (1)企業(yè)內(nèi)各個生產(chǎn)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)的全部生產(chǎn)活動是一個有機(jī)結(jié)合的整體 ， 要作統(tǒng)一的全盤考慮 。 而對上述技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的新形勢，企業(yè)必須尋求一種技術(shù)和管理高度結(jié)合的新的生產(chǎn)組織方式才能與之相適應(yīng)。這里的 CAD不是孤立的，而是內(nèi)部及外部密切關(guān)聯(lián)并帶反饋的 CAD，還包括產(chǎn)品的專家系統(tǒng)及仿真技術(shù)。刀具工作站實(shí)現(xiàn)刀具流的調(diào)度和管理，還包括中央刀庫、換刀機(jī)器人、數(shù)據(jù)庫等。 制造工程 的任務(wù)是通過人機(jī)交互以 CAD系統(tǒng)設(shè)計(jì)零件及其它設(shè)計(jì)文件；以 CAPP子系統(tǒng)設(shè)計(jì)每個零件的工藝規(guī)程。它是伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)發(fā)展起來的一門新技術(shù)，它側(cè)重于管理方面 ,強(qiáng)調(diào) Team Work工作方式。 借助計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工作方式 用戶 設(shè)計(jì)者 加工工藝師 維修人員 銷售人員 裝配工程師 計(jì)算機(jī) 計(jì)算機(jī) 計(jì)算機(jī) 計(jì)算機(jī) 計(jì)算機(jī) 計(jì)算機(jī) 中間設(shè)計(jì)結(jié)果 （圖 24） 強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)過程的并行性 在設(shè)計(jì)階段通過各方面專家協(xié)同考慮產(chǎn)品壽命周期的各個方面，在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)的同時(shí)并行完成工藝過程的設(shè)計(jì)（包括加工工藝、裝配工藝和檢驗(yàn)工藝并對設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真）用快速原型法生產(chǎn)出新產(chǎn)品的樣機(jī)。這是靠軟件仿真和快速樣件生成實(shí)現(xiàn)的，省去了昂貴的樣機(jī)試制，其三，由于在設(shè)計(jì)時(shí)就考慮到加工，裝配，檢驗(yàn)，維修等因素，產(chǎn)品的成本將會降低。 主生產(chǎn)計(jì)劃 是一個綜合性計(jì)劃，由它確定最終產(chǎn)品的出產(chǎn)時(shí)間和出產(chǎn)數(shù)量。在閉環(huán) MRP完成對生產(chǎn)的計(jì)劃與控制的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步擴(kuò)展，使之與經(jīng)營、財(cái)務(wù)以及生產(chǎn)管理相結(jié)合，就形成了 MRPⅡ 。 （ 5） 物料計(jì)劃子系統(tǒng) ：是 MRPⅡ 的核心部分它有三個子系統(tǒng)：物料需求計(jì)劃子系統(tǒng)、能力平衡子系統(tǒng)及車間任務(wù)下達(dá)子系統(tǒng)。這種方法的核心就是追求“零庫存”的生產(chǎn)系統(tǒng)（或最小庫存量），為此開發(fā)了包括“看板”在內(nèi)的一系列措施，逐步形成一套獨(dú)具特色的生產(chǎn)體系 。實(shí)現(xiàn)這種“少人化”作業(yè)方式必須將設(shè)備獨(dú)特布置，以便產(chǎn)量增大時(shí)將工序分散；產(chǎn)量減少時(shí)將工序集中?？s短小批量生產(chǎn)。 看板管理 看板方式作為一種進(jìn)行生產(chǎn)管理的方式，在生產(chǎn)管理史上是非常獨(dú)特的，看板方式也可以說是JIT生產(chǎn)方式最顯若的特點(diǎn)。在裝配線將所使用的零部件上所帶的看板取下．以此再去前工序領(lǐng)取。并且只要一看看板、就可知道后工序的作業(yè)進(jìn)展情況、庫存情況等等。 精 益 生 產(chǎn) 概述 精益生產(chǎn)的方式是由日本豐田和大野創(chuàng)造的，已近半個世紀(jì)，是麻省理工學(xué)院學(xué)者們把這種生產(chǎn)方式稱之為“精益生產(chǎn)”。避免了技術(shù)性生產(chǎn)的高費(fèi)用和大批量生產(chǎn)的高剛性。由于模具精度高，更換既昂貴又費(fèi)時(shí)，須高技術(shù)工人來完成。 大野得出結(jié)論： 1）小批量不需大批量那樣的大的庫存。公司也把工人看作自己的資本，比機(jī)器更重要。大野在每個共位都設(shè)有拉線，每個工人一旦發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)和質(zhì)量問題，當(dāng)自己不能解決時(shí)，立即拉線讓全線停下，然后小組集中解決問題。 而市場實(shí)踐證明豐田汽車缺陷是世界最少的。西方工廠的組裝廠只生產(chǎn)一種車型。 精益生產(chǎn)的定義和特征 ● 精益生產(chǎn)的定義 精益生產(chǎn) 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)到包括市場在內(nèi)的生產(chǎn)的各方面最好的結(jié)果。 ? 以“精簡”為手段 。 ?JIT 的供貨方式 。 精益生產(chǎn)的體系 ? 全面質(zhì)量管理 ， 是保證產(chǎn)品的質(zhì)量 ，追求實(shí)現(xiàn) “ 零缺陷 ” 主要措施 。 . ?并行的，柔性重構(gòu)的組織管理機(jī)構(gòu) .這種管理方式必須以人的高素質(zhì)為前提 ,還有公共網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系 .人員和設(shè)備柔性結(jié)構(gòu)也是一個重要特征 .為了快速響應(yīng)市場 ,敏捷的完成某一生產(chǎn)任務(wù) ,可隨時(shí)將企業(yè)中的人員和設(shè)備進(jìn)行柔性重組 . ? 基于信息高速公路的虛擬公司 為快速響應(yīng)市場需求 ,通過信息高速公路 ,將產(chǎn)品制造涉及到的不同公司臨時(shí)組建起來成為一個統(tǒng)一的工商實(shí)體 . 虛擬公司的各成員應(yīng)在相互信任的基礎(chǔ)上進(jìn)行合作 .并分享該計(jì)劃全部合作者的相互信息 ,提供不同分布的資源 ,人員和物力發(fā)揮各自的功能和作用 .只要市場需要一結(jié)束 ,則虛擬公司自行解散 .各成員投入另一計(jì)劃去重組新的虛擬公司 . ?先進(jìn)的技術(shù)系統(tǒng) . 企業(yè)有領(lǐng)先的技術(shù)手段和人員 ,除大量的高速計(jì)算機(jī)外 ,還應(yīng)有覆蓋全廠的數(shù)據(jù)庫和高通過量的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) .加上設(shè)計(jì)分析和仿真軟件的進(jìn)步 ,實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)時(shí)的性能仿真和虛擬制造來快速生成樣機(jī) .保證產(chǎn)品的一次成功率 ,縮短制造周期 ,實(shí)現(xiàn)對市場快速反映 . ?用戶的參與 敏捷制造使用戶直接參與產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程 ,滿足自己的喜愛和要求 .整個設(shè)計(jì)制造過程對用戶都是透明的 .歸納起來有：顧客參與設(shè)計(jì)和服務(wù) 。高性能的計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 。如果需要定貨，則可以所設(shè)計(jì)的車型傳送到銷售點(diǎn)，借助多媒體模擬裝置，對汽車進(jìn)行非常接近實(shí)際，不同條件下的實(shí)驗(yàn)。 智能系統(tǒng)有自適應(yīng)能力 、 自學(xué)習(xí)能力 、 自組織能力 。 這是一個復(fù)雜的大系統(tǒng) ， 研究進(jìn)展和應(yīng)用將主要處決于人工智能技術(shù)的發(fā)展 ， 目前僅進(jìn)行了一些探索性的研究 ， 在局部應(yīng)用上取得了一些進(jìn)展 。 (4)智能辦公系統(tǒng) 一個智能 辦公系統(tǒng)應(yīng)具有“聽覺”功能能力 ,工作人員只須口述命令 ,辦公系統(tǒng)就可根據(jù)命令去完成相應(yīng)的工作 。 （二） 仿真技術(shù)包括以下幾個方面： 外形仿真 ：對產(chǎn)品（或零件）的外觀造型進(jìn)行仿真，研究整體布局、外觀形態(tài)，各部分大小比例和色彩。 ? 提供關(guān)鍵的設(shè)計(jì)和管理決策對生產(chǎn)成本、周期和能力和影響信息，以便正確處理產(chǎn)品性能與制造成本、生產(chǎn)進(jìn)度和風(fēng)險(xiǎn)之間和平衡，作出正確的決策。 虛擬制造系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境 對虛擬制造系統(tǒng)的主要要求有：功能上與現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品和制造的一致性，結(jié)構(gòu)上與現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品和制造系統(tǒng)的相似性，還有系統(tǒng)的集成化、智能化和柔性。 ? 通過生產(chǎn)計(jì)劃的仿真，優(yōu)化資源的利用，縮短生產(chǎn)周期，實(shí)現(xiàn)柔性制造和敏捷化制造。 動力學(xué)仿真 ：研究產(chǎn)品工作過程的動力學(xué)特性，如振動的頻率、振幅、穩(wěn)定性等。 (6)智能控制 對于無法用數(shù)學(xué)模型表示的控制問題 ,就必須采用人工智能的方法去求解 。 （ 2） 智能機(jī)器人 智能機(jī)器人一般具有下列 “ 智能 ” 特征： ? 視覺功能 ：借助機(jī)器人的眼看東西 ， 機(jī)器人的眼一般采用光電傳感器或工業(yè)攝像機(jī) 。 ? 系統(tǒng)具有應(yīng)付外界突發(fā)事件的能力 。用戶可以調(diào)整汽車的各種功能、美觀和舒適程度，直到滿意。 敏捷制造企業(yè)具有如下特點(diǎn)： ? （ 1）高度的柔性（ 2）先進(jìn)的技術(shù)系統(tǒng)（ 3）高素質(zhì)人員（ 4）用戶的參與 敏捷響應(yīng)市場的實(shí)例 美國汽車公司 USM是一家發(fā)國防部為主要用戶的汽車制造企業(yè) ， 它向用戶承諾： （ 1） 每輛汽車都可按用戶要求定制 。 瞬息萬變的市場 。 ? 成組技術(shù) ， 是實(shí)現(xiàn)多品種 、 小批量 ，按顧客定單組織生產(chǎn) ， 形成 （ 成組 ） 大批量的技術(shù)基礎(chǔ) 。這必須與供銷商有良好的合作關(guān)系，相互支持，相互共沾。管理模式轉(zhuǎn)化為分布式平行網(wǎng)絡(luò)的管理結(jié)構(gòu)，減少非直接生產(chǎn)人員的數(shù)量，采用先進(jìn)的柔性加工設(shè)備。 將用戶納入產(chǎn)品開發(fā)的過程，以多變的產(chǎn)品盡可能短的交貨期來滿足用戶的要求。 與顧客的關(guān)系 按定單組織生產(chǎn)。 大批大量生產(chǎn)是建立一個集權(quán)定貨系統(tǒng)。 剛開始，裝配車間一片混亂組裝線老是停下來，生產(chǎn)不連續(xù)。 發(fā)現(xiàn)問題隨時(shí)修改 大批大量生產(chǎn)方式，工人只重復(fù)簡單工作。 ＊必須有由高度熟練的和高度責(zé)任感的工人組成的工人小組。而豐田因才起步，資金不足，不可能用此方法。 4）精益生產(chǎn)與大批大量不同，它一切都精簡。 二戰(zhàn)后，豐田公司的豐田和大野考察福特后，又進(jìn)行一系列探索和實(shí)驗(yàn)，根據(jù)日本國情，建立了一套全新的生產(chǎn)管理模式－－采用精益生產(chǎn)方式組織生產(chǎn)管理。在一般情況下，如果在制品庫存較高、即使設(shè)備出現(xiàn)故障．不良品數(shù)目增加也不會影響到后道工序的生產(chǎn)，所以容易把這些問題掩蓋起來。 —— 防止過量生產(chǎn)和過量運(yùn)送 看板必須按照既定的運(yùn)用規(guī)則來使用。 JIT生產(chǎn)方式說到底是一種生產(chǎn)管理技術(shù)．而看板只不過是一種管理手段。即后工序只在需要的時(shí)候到前工序領(lǐng)取所需加工品，前工序中按被領(lǐng)走的數(shù)量和品種進(jìn)行生產(chǎn)。 質(zhì)量保證 管理機(jī)制上相應(yīng)措施： （ 1） 使設(shè)備或生產(chǎn)線在線自動檢測，一旦發(fā)現(xiàn)