【正文】 ? 以控制為中心的虛擬制造（ ControlCentered VM） 提供模擬實際生產(chǎn)過程的虛擬環(huán)境，使企業(yè)在考慮車間控制行為的基礎(chǔ)上對制造過程進行優(yōu)化控制。 ? 可根據(jù)用戶的要求修改產(chǎn)品設(shè)計，及時作出報價和保證交貨期。 ? 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)品模型上同時工作，相互交流，信息共享，減少在量的文檔生成及其傳遞增時間和誤差，從而使用權(quán)產(chǎn)品開發(fā)以快捷、優(yōu)質(zhì)、低耗來響應(yīng)市場變化。 性能仿真 ：研究產(chǎn)品運行過程的各種性能特性，職精度、壽命、熱變形、功耗、和噪音等。 建模和仿真 （一） 系統(tǒng)建模的目的 : 將仿真的對象用數(shù)據(jù)模型來表示，如裝配關(guān)系動畫仿真要建立幾何形體數(shù)學(xué)表達(dá)式；運動學(xué)仿真需要建立運動鏈關(guān)系的運動學(xué)方程式；動力學(xué)仿真需要建立系統(tǒng)動力學(xué)方程。 人工智能功能模塊的組成 人工智能的主要組成部分如下 (圖 210) ， 它包括 規(guī)則庫 （ 知識庫 ） 、 工作存貯器 、 推理機 和 人機界面 等四部分 。 (3)智能調(diào)度 在多品種、小批量生產(chǎn)模式占優(yōu)勢的今天 ,生產(chǎn)調(diào)度任務(wù)繁重、難度也大 ,必須開發(fā)智能調(diào)度管理系統(tǒng) 。 ? 聽覺功能 ：借助機器人的 “ 耳 ” 接受聲波信號 ，機器人的 “ 耳 ” 一般采用話筒充當(dāng) 。 5） 提高 IMS設(shè)備質(zhì)量及性能的新材料應(yīng)用和研究 。 ?系統(tǒng)能夠自動調(diào)整自身參數(shù)來適應(yīng)外部環(huán)境 , 使自己始終運行在最佳狀態(tài)下 。 智能制造系統(tǒng) IMS 概述 智能制造系統(tǒng) (Intelligence Manufacturing System)是將人工智能技術(shù)融合進制造系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)，通過模擬專家的智能活動，取代或延伸應(yīng)由專家來完成的那部分工作，系統(tǒng)具有部分專家的“智能”。這種模塊化程度很高的車，使每個用戶都可以得到一輛價格合理，專門定制的車，并易改造。它能夠生成用戶構(gòu)思的逼真的汽車圖象和售價。 （ 2） 從訂貨日起三天內(nèi)交出定制汽車產(chǎn)品 。并行的工作方式 。柔性靈敏的技術(shù)設(shè)備 。 敏捷制造提出了許多新思想 ,新概念 : —— 以信息為主 ,與批量無關(guān)的制造系統(tǒng) —— 充分發(fā)揮人的作用 —— 權(quán)利下放 ,精簡機構(gòu) —— 建立虛擬公司 —— 采用并行工程等 敏捷制造的目標(biāo)實現(xiàn) ,將會是制造業(yè)的一次革命 . 敏捷制造的特點 ?重新發(fā)揮人的作用 ，并有高素質(zhì)人員 將人作為一切活動的中心 ,充分尊重職工 ,充分調(diào)動人的主觀能動性 .職工也必需以企業(yè)視為“家” ,企業(yè)的興衰與每個職工息息相關(guān) . 企業(yè)要求較高素質(zhì)的人 ,不僅是技術(shù)技能 ,更重要的是極強的責(zé)任心 ,“愛廠如家” .企業(yè)重視職工繼續(xù)教育 ,使之能勝任一定范圍的工作 .這與大批大量生產(chǎn)中工人不相同 . ? ?有良好的工作環(huán)境 環(huán)境問題是 21世紀(jì)最重要的問題之一 ,敏捷制造高度重視環(huán)境問題 .保證企業(yè)內(nèi)職工良好的工作環(huán)境 ,工作地布置符合人機工程學(xué)原理 ,注意安全保護措施 . 企業(yè)的生產(chǎn)和生產(chǎn)的產(chǎn)品不應(yīng)對社會環(huán)境造成污染 .應(yīng)是環(huán)保型的綠色產(chǎn)品 :節(jié)能 ,無污染 ,對人體無害 ,便于回收重新利用等。 精益生產(chǎn)體系 精益生產(chǎn)體系 準(zhǔn) 時 生 產(chǎn) JIT 成 組 技 術(shù) GT 質(zhì) 量 管 理 TQC 計算機網(wǎng)絡(luò)支持下的并行工作方式和小組化工作方式 （圖 29） 敏捷制造（ AM） 概述 20世紀(jì) 80年代以來 ,美國制造業(yè)的優(yōu)勢不斷喪失 ,為了改變這方面 ,重新奪會在制造業(yè)的優(yōu)勢 ,美國把發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)瞄向 21世紀(jì) .里海 (Lehigh)大學(xué)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人一日，分析研究 400多篇優(yōu)秀報告后，提出《 21世紀(jì)制造企業(yè)戰(zhàn)略》的報告。才使企業(yè)不斷進步，永遠(yuǎn)走在別人前面。 ? “零缺陷”的工作目標(biāo) 。它是企業(yè)集成各方面人才的一種組織形式。大幅度減少甚至實現(xiàn)零庫存。為此，企業(yè)對職工愛廠如家的教育，從制度上保證職工利益和企業(yè)利益掛鉤。真正體現(xiàn)用戶是“上帝”的精神。把顧客情況輸入電腦，注意回頭客。一到三周交貨 ，豐田首創(chuàng)。 美國每種車型每年 20萬輛， 10年更新?lián)Q代 200萬輛。由公司將圖紙交給協(xié)作廠用招標(biāo)方式選擇合作廠家，公司和協(xié)作廠之間的關(guān)系是臨時性的，各有各的打算。而大批大量生產(chǎn)廠有 20%的廠房面積，25%的工時用于返修。但在工人有了經(jīng)驗后，差錯大為減少。這正式 Teamwork和 QC小組工作方式的來源。領(lǐng)班不干裝配活，他只需保證組裝線工人按照規(guī)定工作。畢生為公司拼命工作，大家都維護公司的利益，主動提出合理化建議。及時發(fā)現(xiàn)問題，隨時解決它。而在大批量的裝配線中，錯誤到最后才發(fā)現(xiàn)，造成大量的報廢和返修。他們只用少數(shù)的幾條線生產(chǎn)所有汽車的沖壓件。在大批大量生產(chǎn)方式下，制造汽車覆蓋件，更換模具是一個大問題。與前者相比，它只需一半的勞動強度，一半的制造空間，一半的工裝投資，一半的開發(fā)時間，庫存大量減少，廢品大量減少，品種大量增多。 2）精益生產(chǎn)組合了技術(shù)生產(chǎn)和大批量生產(chǎn)的兩者優(yōu)點。使豐田躍上新臺階，變成了世界汽車之王。 JIT生產(chǎn)方式的目標(biāo)是要最終實現(xiàn)無儲存生產(chǎn)系統(tǒng)，而看板提供了一個朝著這個方向邁進的工具。而且，即使有人員過剩，也不易察覺。根據(jù)這一規(guī)則，作業(yè)現(xiàn)場的管理人員對生產(chǎn)的優(yōu)先順序能夠一目了然，易于管理。其中一條規(guī)則是：”沒有看板不能生產(chǎn)，也不能運送。 看板的機能 —— 生產(chǎn)以及運送的工作指令 看板中記載著生產(chǎn)量、時間、方法、順序以及運送量、運送時間、運送目的地、放置場所、搬運工具等信息．從裝配工序逐次向前工序追溯?？窗逯挥性诠ば蛞惑w化、生產(chǎn)均衡化、生產(chǎn)同步化的前提下，才有可能運用。為此再制定生產(chǎn)計劃時就必須對安裝設(shè)備和人員配量加以考慮。裝配線成為生產(chǎn)的出發(fā)點。而且鑄，鍛，沖壓等也要盡量縮短作業(yè)時間。 （ 2）將質(zhì)量控制權(quán)下放到工人，操作工人發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品或設(shè)備有問題，有權(quán)自行決策停止生產(chǎn)。 彈性配置勞動力 根據(jù)生產(chǎn)量的變動，彈性地增減生產(chǎn)線上的作業(yè)人數(shù)。因此，為了排除浪費就必須堅持“適時適量生產(chǎn)”和“彈性配置作業(yè)人數(shù)”以及“保證質(zhì)量”。其基本思想是“ 只在市場需要的時候就按需要的量生產(chǎn)所需的產(chǎn)品 ”。 （ 8） 成本核算與財務(wù)管理子系統(tǒng) ： MRPⅡ 是一個整體資源共享、優(yōu)化的系統(tǒng)，上面那些系統(tǒng)實施后有了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，才能實施此模塊。 （ 4） 主生產(chǎn)計劃子系統(tǒng) ：其時間單位為周，主要功能是編制主生產(chǎn)計劃。 MRPⅡ 的工作過程如圖 28所示： 銷 售 應(yīng)收賬 訂 單 預(yù) 測 主生產(chǎn)計劃 工 資 制造標(biāo)準(zhǔn) 物料清單 設(shè) 備 工藝文件 物料需求計劃 能力需求計劃 固定資產(chǎn) 庫 存 總 賬 成 本 車間控制 采 購 應(yīng)付賬 MRPⅡ 的工作過程 （圖 28） MRPⅡ 的結(jié)構(gòu)及功能 MRPⅡ 系統(tǒng)一般包括如下八個子系統(tǒng)： （ 1） 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫子系統(tǒng) ：是指 MRPⅡ 系統(tǒng)中所涉及的有關(guān)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、零件明細(xì)、材料消耗、工藝路線、工時定額等生產(chǎn)技術(shù)數(shù)據(jù)。它的工作過程圖如下（圖 27） ： 生產(chǎn)規(guī)劃 主生產(chǎn)計劃 物料需求計劃 能力需求計劃 可行否？ N Y 執(zhí)行能力計劃 執(zhí)行物料計劃 閉環(huán) MRP的工作過程 （圖 27） （ 3） MRP Ⅱ MRPⅡ 是一個企業(yè)的經(jīng)營生產(chǎn)計劃與控制系統(tǒng)。 其工作過程如下（圖 26）所示： 主生產(chǎn)計劃 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)文件BOM清單 MRP計算 一 .生產(chǎn)哪些零件？多少數(shù)量？ 二 .何時下達(dá)零件部件生產(chǎn)任務(wù)？何時交貨？ 零部件 /材料庫存文件 在制品文件 訂購文件 計劃下達(dá)的任務(wù)（訂購 /生產(chǎn)） 開環(huán) MRP的工作過程 （圖 26） （ 2）閉環(huán) MRP 閉環(huán) MRP是一個生產(chǎn)計劃與控制的系統(tǒng)。 MRP發(fā)展已經(jīng)歷了下面三個階段 （ 1）開環(huán) MRP 即物料需求計劃，它要是通過三種信息即主生產(chǎn)計劃、庫存狀態(tài)以及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)信息的輸入來實現(xiàn)物流需求計算的。 (3) 提高質(zhì)量 (4) 采用并行工程技術(shù)，盡可能將所以質(zhì)量問題消滅在設(shè)計階段，使產(chǎn)品便于制造，易于維修。其次，并行工程不同于傳統(tǒng)的“反復(fù)試制樣機”的作法，強調(diào)“一次達(dá)到目的”。 并行工程的效益 (1) 縮短產(chǎn)品投放市場的時間 (2) 我們現(xiàn)在正處于必須以質(zhì)量取勝的時代，沒有好的質(zhì)量，產(chǎn)品就難于在市場上立足，只靠價格取勝近乎成為歷史。集思廣益，集中各專家的智慧，在設(shè)計定型前多次修改，以求得到最優(yōu)設(shè)計。 并行工程 就是集成地、并行地設(shè)計產(chǎn)品及其零部件相關(guān)各個過程的一種設(shè)計模式。 并行工程技術(shù) CE 并行工程 亦稱并行設(shè)計，它是指在 新產(chǎn)品設(shè)計階段 ,就引進生產(chǎn)準(zhǔn)備工作 ,并行地進行產(chǎn)品設(shè)計、工藝設(shè)計和生產(chǎn)準(zhǔn)備。 (4)工作站級控制系統(tǒng) 負(fù)責(zé)指揮和協(xié)調(diào)設(shè)備小組的生產(chǎn)活動，處理由物料貯運系統(tǒng)交來的零件托盤、零件裝夾、切削加工、清除切屑、中間檢驗、卸工件。 信息管理 的任務(wù)是通過用戶數(shù)據(jù)接口實施行政或經(jīng)營管理功能。 (4)質(zhì)量控制系統(tǒng) 借助計算機集成質(zhì)量信息系統(tǒng) (QIS)將存在于設(shè)計、制造與管理中涉及質(zhì)量的有關(guān)數(shù)據(jù)進行采集、存儲和評價、處理保證系統(tǒng)達(dá)到質(zhì)量目標(biāo)， QIS為CIMS 的總目標(biāo)奠定了良好的基礎(chǔ)。 檢驗工作站 是由數(shù)控三坐標(biāo)測量機和各種自動化測試儀器并通過網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)傳遞。 CAM的功能是按零件的形狀及 CAPP生成的工藝轉(zhuǎn)換為 NC代碼，再進行刀具補償?shù)纫蛩氐暮笾锰幚怼? ? 從功能角度看， CIMS包含制造企業(yè)的設(shè)計、制造、質(zhì)量控制和經(jīng)營管理四個功能并以分布式數(shù)據(jù)庫、通訊網(wǎng)絡(luò)及指導(dǎo)集成的系統(tǒng)作為支撐環(huán)境（如圖 22所示 ) CIMS的各功能塊 計算機網(wǎng)絡(luò) NET 公用 數(shù)據(jù)庫 DB MAS QIS TIS MIS （圖 22） (1)設(shè)計功能 在 CIMS中，其設(shè)計功能有 CAD、 CAE、CAPP和 CAM。 2）各種資源的浪費最大限度的減少。如豐田。這是因為，從 70年代開始，世界市場發(fā)生了重大變化，科技飛速發(fā)展和 市場需求多樣化相互作用，相互促進，使傳統(tǒng)的相對穩(wěn)定的市場變成動態(tài)地多變地市場。哈林頓首先提出的 。有利于按模塊化原理組織成組生產(chǎn)單元的組織形式。 (2)在制造方面 將加工方法、安裝方式和機床調(diào)整相近似的零件歸類成族，設(shè)計出這一族的零件的工序，稱作成組工序。這樣就可將同一族零件中各分散的小生產(chǎn)量匯集成為大的成組生產(chǎn)量，從而可以使小批量獲得接近大批大量的管理方式和經(jīng)濟效率。 先進制造技術(shù)的體系結(jié)構(gòu) ? 先進制造技術(shù)可以概括為以下四個方面 ： ? 先進制造技術(shù)的基礎(chǔ)理論 ? 現(xiàn)代設(shè)計理論和方法 ? 成形加工 ? 制造自動化 第二章 概述 ? 現(xiàn)代制造系統(tǒng)生產(chǎn)模式中的管理技術(shù)具有如下特點： 重視人的作用 重視發(fā)揮計算機的作用 強調(diào)柔性化生產(chǎn) 重視信息的集成 強調(diào)技術(shù)、組織與管理的集成與配套 強調(diào)以顧客為中心