【正文】 品在計(jì)算機(jī)上的表示，又稱為數(shù)字化樣機(jī)。本質(zhì)上是一種模擬仿真，涉及多體系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)建模理論及其技術(shù)實(shí)現(xiàn)，是基于先進(jìn)的建模技術(shù)、多領(lǐng)域仿真、信息管理、交互式用戶界面和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等的綜合應(yīng)用技術(shù)。 虛擬樣機(jī)及其相關(guān)技術(shù) 虛擬樣機(jī)的部分典型軟件 可制造性評(píng)價(jià) 包括對(duì) 技術(shù)可行性、加工成本、產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn) 效率 等的評(píng)估，評(píng)價(jià)方法可分為兩類： 基于規(guī)則的方法 和 基于方案的方法 。 前者即直接根據(jù)評(píng)判規(guī)則，通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)屬性的評(píng)測(cè)來(lái)給可制造性定級(jí)；后者即對(duì)一個(gè)或多個(gè)制造方案，借助于成本和時(shí)間等標(biāo)準(zhǔn)來(lái) 檢測(cè)是否可行或?qū)で笞罴逊桨浮? 由于產(chǎn)品開(kāi)發(fā)涉及的影響因素非常多，影響過(guò)程又復(fù)雜，所以建立適用于全制造過(guò)程的、精確可靠的產(chǎn)品評(píng)價(jià)體系是虛擬制造一個(gè)較 為困難的問(wèn)題。 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(yíng)決策層 、產(chǎn)品決策層 和 生產(chǎn)決策層。 VMS體系結(jié)構(gòu)各層作用 ① 經(jīng)營(yíng)決策層：根據(jù)用戶需求和市場(chǎng)信息、本企業(yè)資源及技術(shù)條件等，做出生產(chǎn)產(chǎn)品的種類、規(guī)模、性能、規(guī)格等決策。 ② 產(chǎn)品決策層：根據(jù)上層，做出產(chǎn)品總體方案決策，并對(duì)其性能做出初步評(píng)價(jià)，對(duì)其成本做出初步預(yù)估。 ③ 生產(chǎn)決策層：根據(jù)上層決策和企業(yè)人力、物力及技術(shù)資源與水平等情況，做出產(chǎn)品開(kāi)發(fā)計(jì)劃、生產(chǎn)任務(wù)規(guī)劃、生產(chǎn)調(diào)度計(jì)劃等決策，并在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)其制造 過(guò)程，生產(chǎn)出數(shù)字產(chǎn)品。通過(guò)對(duì)數(shù)字產(chǎn)品的工作過(guò)程仿真，對(duì)產(chǎn)品性能做出合理的評(píng)價(jià)。通過(guò)對(duì)數(shù)字產(chǎn)品的構(gòu)成和形成過(guò)程進(jìn)行分析，做出產(chǎn)品成本的分析報(bào)告。綜合各方面的因素，對(duì)產(chǎn)品投產(chǎn)的風(fēng)險(xiǎn)和效益做出評(píng)價(jià)。 上述三個(gè)層次的決策是在統(tǒng)一的軟、硬件支持環(huán)境下，協(xié)同工作，求得全局最優(yōu)的決策。 虛擬設(shè)計(jì)系統(tǒng) 的開(kāi)發(fā)環(huán)境 ? 開(kāi)發(fā)環(huán)境分為三個(gè)層次： ?組件層、開(kāi)發(fā)層和應(yīng)用層 三個(gè)層次的具體作用 （ 1）應(yīng)用層： 根據(jù)市場(chǎng)變化、用戶需求，通過(guò)下面的開(kāi)發(fā)層面構(gòu)造的特定虛擬制造系統(tǒng)，進(jìn)行實(shí)際運(yùn)行與考核。 （ 2）開(kāi)發(fā)層： 建造虛擬制造系統(tǒng)的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，提供建造虛擬制造系統(tǒng)所用到的各種手段、工具和方法，完成虛擬制造系統(tǒng)中的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、生產(chǎn)組織與管理、生產(chǎn)實(shí)施、效益及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估等。 （ 3）組件層： 提供用于描述制造活動(dòng)及其對(duì)象的各種組件及模型。 組件層的組成部分： 1）定義模型庫(kù)： 提供用于定義虛擬制造系統(tǒng)所需的各個(gè)組成部分的定義模型，按 VMS的要求進(jìn)行選取。 2）決策模型庫(kù)： 提供建造與運(yùn)行 VMS的各種決策模型。 3）方法庫(kù)： 提供建造與運(yùn)行 VMS所需的各種方法。 4）控制模型庫(kù)： 提供運(yùn)行 VMS所需的各種控制模型。 5）調(diào)度模型庫(kù)： 提供運(yùn)行 VMS所需的各種調(diào)度模型。 6）通用組件庫(kù)： 提供 VMS的通用組件。 7）標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)： 提供建立 VMS所需的各種標(biāo)準(zhǔn)。 虛擬制造技術(shù)的實(shí)用 —— 波音 777 ?波音公司在研制 777時(shí)，全面實(shí)現(xiàn)了 VM技術(shù)。它采用CATIA軟件進(jìn)行產(chǎn)品的數(shù)字化建模，并利用 CAE軟件對(duì)飛機(jī)的零部件進(jìn)行結(jié)構(gòu)性能分析，其產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造工 程師在虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中操縱模擬樣機(jī)，檢驗(yàn)產(chǎn)品的各項(xiàng)性能指標(biāo)。整機(jī)設(shè)計(jì)、部件測(cè)試、整機(jī)裝配以及各種環(huán)境下的試飛均是在計(jì)算機(jī)上完成的，其整機(jī)實(shí)現(xiàn) 100%數(shù)字化設(shè)計(jì)，成為世界上首架以三維無(wú)紙化方式設(shè)計(jì)出來(lái)的一次研制試飛成功的飛機(jī)，而且其開(kāi)發(fā)周期也從過(guò)去的 8年時(shí)間縮短到了 5年 ， 成本降低了 25%。 虛擬制造技術(shù)的實(shí)用 ?克萊斯勒（ Chrysler）與 IBM合作開(kāi)發(fā)的虛擬制造環(huán)境用于其新型車(chē)的研制，在樣車(chē)生產(chǎn)之前， 發(fā)現(xiàn)其定位系統(tǒng)的控制及其他許多設(shè)計(jì)缺陷，縮短了研制周期。由于實(shí)施了虛擬產(chǎn)品開(kāi)發(fā)策略，福特（ Ford）和克萊斯勒（ Chrysler）汽車(chē)公司將他們 新型汽車(chē)的開(kāi)發(fā)周期由 36個(gè)月縮短至 24個(gè)月。 ?我國(guó)成都飛機(jī)工業(yè)公司研制的超七飛機(jī)，全面采用數(shù)字化設(shè)計(jì)，建立了全機(jī)結(jié)構(gòu)數(shù)字化樣機(jī)，并實(shí)現(xiàn)了并行設(shè)計(jì)制造和研制流程的數(shù)字化管理。利用 CATIA、 UG等軟件對(duì)超七飛機(jī) 230余項(xiàng)零部件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工藝模型設(shè)計(jì)、數(shù)控程序設(shè)計(jì)、虛擬加工仿真和數(shù)控加工。 虛擬制造技術(shù)的實(shí)用 目前， VM技術(shù)應(yīng)用效果比較明顯的領(lǐng)域有： ?產(chǎn)品外形設(shè)計(jì)、 ?產(chǎn)品布局設(shè)計(jì)、 ?產(chǎn)品運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)仿真、 ?熱加工工藝模擬、 ?加工過(guò)程仿真、 ?產(chǎn)品裝配仿真、 ?虛擬樣機(jī)與產(chǎn)品工作性能評(píng)測(cè)、 ?產(chǎn)品廣告與漫游、 ?企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程仿真與優(yōu)化、 ?虛擬企業(yè)的可合作性仿真與優(yōu)化等。 第 六 節(jié) 精 良 生 產(chǎn) 一、精良生產(chǎn)提出的背景 ? 隨著市場(chǎng)需求從單一化向多樣化的轉(zhuǎn)變，制成品的生產(chǎn)方式也從單品種、大批量的流水生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)向多品種、小批量的方向。 ? 為順應(yīng)時(shí)代要求，日本豐田汽車(chē)公司首創(chuàng)精良生產(chǎn)，作為多品種、小批量混合生產(chǎn)條件下的高質(zhì)量、低消耗生產(chǎn)方式。 ? 這種生產(chǎn)方式綜合了單件生產(chǎn)與大批量生產(chǎn)方式的優(yōu)點(diǎn)，使工人、設(shè)備投資、廠房以及 開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品的時(shí)間等一切投入都大為減少，而生產(chǎn)出的產(chǎn)品品種和質(zhì)量卻更多更好。 ? 其實(shí)質(zhì)是在產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)過(guò)程中，通過(guò)項(xiàng)目組和生產(chǎn)小組把各方面的人集成在一起，把生產(chǎn)、檢驗(yàn)與維修等場(chǎng)地集成在一起，通過(guò)相應(yīng)措施做到：零部件協(xié)作廠、銷售商和用戶的集成；去除生產(chǎn)過(guò)程中一切不產(chǎn)生附加價(jià)值的活動(dòng)投資，簡(jiǎn)化生產(chǎn)過(guò)程和組織機(jī)構(gòu)；以最大限度的精簡(jiǎn)，獲取最大效益；以整體優(yōu)化觀點(diǎn)，使企業(yè)具有更好的適應(yīng)市場(chǎng)變化的能力。這種生產(chǎn)方式到 20世紀(jì) 60年代已成熟，從而不僅使豐田汽車(chē)成為世界上效率最高、品質(zhì)最好的汽車(chē)制造企業(yè)，而且使整個(gè)日本汽車(chē)工業(yè)達(dá)到今天的世界領(lǐng) 先水平。 一、精良生產(chǎn)提出的背景 ? 1985年初，美國(guó)麻省理工學(xué)院成立了一個(gè)名為“國(guó)際機(jī)動(dòng)車(chē)輛計(jì)劃 IMVP（ International Motor Vehicle Program）”的專門(mén)機(jī)構(gòu)，歷時(shí) 5年對(duì)美國(guó)、日本以及一些西歐國(guó)家的汽車(chē)工業(yè)進(jìn)行全面、深刻地對(duì)比調(diào)查研究。結(jié)果表明，造成日本與美國(guó)以 及西歐各國(guó)在汽車(chē)工業(yè)發(fā)展上的差距不在于企業(yè)的自動(dòng)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。日本之所以能在汽車(chē)工 業(yè)上取得今天這樣地位，就是因?yàn)樗捎昧擞韶S田汽車(chē)公司創(chuàng)造的新生產(chǎn)方式。并首次在 《 The Machine That Changed the World》 一書(shū)中提出了精良生產(chǎn) LP（ Lean Production）概念。其實(shí)指的就是豐田生產(chǎn)方式，它總結(jié)了日本推廣應(yīng)用豐田生產(chǎn)方式的精髓。 ? 精良生產(chǎn)方式引起了歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家以及許多發(fā)展中國(guó)家的極大興趣。美國(guó)和德國(guó)率先引進(jìn)精良生產(chǎn)方式。我國(guó)第一汽車(chē)制造廠等企業(yè)也進(jìn)行了推廣應(yīng)用，初步取得了成效。 二、精良生產(chǎn)的含義 ?所謂精良生產(chǎn)，就是有效地運(yùn)用現(xiàn)代先進(jìn)制造技術(shù)和管理技術(shù)成就，以整體優(yōu)化的觀點(diǎn)，以社會(huì)需求為依據(jù)，以發(fā)揮人的因素為根本，有效配置和合理使用企業(yè)資源，把產(chǎn)品形成全過(guò)程的諸要素進(jìn)行優(yōu)化組合，以必要的勞動(dòng)，確保在必要的時(shí)間內(nèi)，按照必要的數(shù)量，生產(chǎn)必要的零部件，達(dá)到杜絕超量生產(chǎn)，消除無(wú)效勞動(dòng)和浪費(fèi)，降低成本、提高 產(chǎn)品質(zhì)量，用最少的投入，實(shí)現(xiàn)最大的產(chǎn)出，最大限度地為企業(yè)謀求利益的一種新型生產(chǎn)方式。 三、精良生產(chǎn)的體系結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn) 如果把精良生產(chǎn)體系看作為一幢大廈，基礎(chǔ)就是在計(jì)算機(jī)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。 強(qiáng)調(diào)人的作用 —— 以人為中心 A. 在精良生產(chǎn)企業(yè)中，所有工作人員都是企業(yè)的主人和終身雇員，不能隨意淘汰，雇員被看作是企業(yè)最重要的資產(chǎn)，把雇員看得比機(jī)器更重要。 B. 擴(kuò)大雇員及其小組的獨(dú)立自主權(quán)，減少?zèng)Q策和解決問(wèn)題過(guò)程中不必要的上傳下達(dá)。在精良生產(chǎn)中，生產(chǎn)線上每一個(gè)工人在生產(chǎn)出現(xiàn)故障時(shí)都有權(quán)讓一個(gè)工區(qū)的生產(chǎn)停下來(lái)，并立即與小組人員一起查找故障原因，做出決策，解決問(wèn)題，消除故障。是以人為中心，工人在生產(chǎn)中享有充分自主權(quán)。 C. 職工是多面手，公司各部門(mén)間人員密切合作，并與協(xié)作戶、銷售商友好合作。通過(guò)培訓(xùn)等方式創(chuàng)造條件使其擴(kuò)大知識(shí)面，提高技能，培養(yǎng)雇員作為多面手的工作能力。創(chuàng)造工作條件和施加工作壓力雙管齊下，將任務(wù)和責(zé)任最大限度地托付給生產(chǎn)線上的工人。 以簡(jiǎn)化為手段 ?簡(jiǎn)化是實(shí)現(xiàn)精良生產(chǎn)的核心辦法和手段。 （ 1）簡(jiǎn)化組織機(jī)構(gòu)和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程： （ 2）簡(jiǎn)化與協(xié)作廠的關(guān)系： （ 3）簡(jiǎn)化生產(chǎn)過(guò)程，減少非生產(chǎn)性費(fèi)用： （ 4）簡(jiǎn)化生產(chǎn)檢驗(yàn)環(huán)節(jié)： 以盡善盡美為最終目標(biāo) ?精良生產(chǎn)所追求的是“盡善盡美”，即在 提高企業(yè)整體效益 方針的指導(dǎo)下，通過(guò) 持續(xù)不斷地 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、人員組織、運(yùn)行方式和市場(chǎng)供求 等方面的 變革 ，使生產(chǎn)系統(tǒng)能很快適應(yīng)用戶需求而不斷變化，精簡(jiǎn)生產(chǎn)過(guò)程中一切無(wú)用、多余的東西，在所需要的精確時(shí)間內(nèi)，高質(zhì)量地生產(chǎn)所需數(shù)量的產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn) 零缺陷 （ Zero Defects）、 零準(zhǔn)備 （ Zero Setup Time）、 零庫(kù)存 （ Zero Inventories）， 零搬運(yùn) （ Zero Handling）、 零故障停機(jī) （ Zero Breakdowns）、 零提前量 （ Zero Lead Time）和 批量為一 （ Lot Size of One）。 精良生產(chǎn)的核心內(nèi)容是準(zhǔn)時(shí)制生產(chǎn)(Just in time， JIT)。 ?準(zhǔn)時(shí)制的核心就是及時(shí)，在一個(gè)物流系統(tǒng)中，原材料準(zhǔn)確（適量）無(wú)誤（及時(shí)）地提供給加工單元（或加工線），零部件準(zhǔn)確無(wú)誤地提供給裝配線。這就是說(shuō)所提供的零件必須是不多不少，不是次品而是合格品，不是別 的而正是所需要的，而且提供的時(shí)間不早也不晚。對(duì)于制造系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，這肯定是一種苛刻的要求，但這正是準(zhǔn)時(shí)制生產(chǎn)追求的目標(biāo)。 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. 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