先進制造技術 教學課件 ppt 作者 王隆太 揚州大學 主編 第六章

1、第六章 先進生產(chǎn)制造模式,6.1 計算機集成制造(CIM)6.2 并行工程（CE）6.3 精益生產(chǎn)(LP)6.4 敏捷制造（AM）6.5 智能制造系統(tǒng)（IMS）,,第一節(jié) 計算機集成制造(CIM) 6.1.1 CIM和CIMS的概念 6.1.2 CIMS的組成 6.1.3 CIMS遞階控制結構 6.1.4 CIMS的體系結構 6.1.5 CIMS在我國的實施進展,6.1.1 CIM和CIMS的概念

2、,計算機集成制造CIM美國Harrington博士關于CIM兩個觀點: 企業(yè)各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)是一個不可分隔的整體(集成)； 企業(yè)生產(chǎn)制造過程實質(zhì)上是對信息的采集、傳遞和加工處理的過程（信息）。ISO關于CIM定義：是將企業(yè)所有的人員、功能、信息和組織等 諸方面集成為一個整體的生產(chǎn)方式。CIM：是一種思想、模式、哲理，強調(diào)企業(yè)信息集成。,CIMS三要素關系： 經(jīng)營管理與技術:技術支持企業(yè)達到預期的經(jīng)營目標； 人與技術:技術

3、支持各類人員互相配合、協(xié)調(diào)一致工作； 人與經(jīng)營管理:人員素質(zhì)提高支持企業(yè)的經(jīng)營管理；,CIMS三要素集成,計算機集成制造系統(tǒng)CIMSCIMS:基于CIM哲理的一種工程集成系統(tǒng)。CIMS核心:是將企業(yè)內(nèi)的人/組織、經(jīng)營管理和技術三要素之間的集成，以保證企業(yè)內(nèi)的工作流程、物質(zhì)流和信息流暢通無阻。,6.1.2 CIMS的組成,,,四個功能分系統(tǒng)，兩個支撐分系統(tǒng)組成,1、經(jīng)營管理信息分系統(tǒng)（MIS) 信息處理 包括信息的收集、傳輸、加工

4、和查詢； 事務管理 包括計劃管理、物料管理、生產(chǎn)管理、財務 管理、人力資源管理等； 輔助決策 根據(jù)現(xiàn)有信息，利用數(shù)學分析手段預測未來，提供企業(yè)經(jīng)營管理決策。 核心工具：制造資源計劃MRPII，將企業(yè)內(nèi)各個管理環(huán)節(jié)進行集成，縮短生產(chǎn)周期、減少庫存、降低成本、提高企業(yè)市場應變能力。,2、工程設計信息分系統(tǒng)(EDIS)（CAD/CAPP/CAM） CAD 計算機繪圖、有限元分

5、析、產(chǎn)品造型、圖像分析處理、優(yōu)化設計、動態(tài)分析與仿真、物料清單（BOM）生成等； CAPP 毛坯設計、工藝方法選擇、工序設計、工藝路線制定、工時定額計算等； CAM 刀具路徑確定、刀位文件生成、刀具軌跡仿真、NC代碼的生成等作業(yè)。,3、制造自動化分系統(tǒng)(MAS)MAS地位: 位于企業(yè)底層，是企業(yè)信息流和物料流的結合點， 是最終產(chǎn)生效益聚集地。MAS組成:機械加工系統(tǒng)-CNC、MC、FMC、FMS加工設備；物流系統(tǒng)—對

6、工件和工具存儲、搬運、裝卸等操作；控制系統(tǒng)-實現(xiàn)對加工設備和物流系統(tǒng)的控制；MAS目標:實現(xiàn)多品種、小批量生產(chǎn)柔性自動化；實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、低成本、短周期、高效率生產(chǎn)；創(chuàng)造舒適安全勞動環(huán)境。,4、質(zhì)量保證信息分系統(tǒng)（QIS) 質(zhì)量計劃--建立質(zhì)量技術標準，制定檢測計劃、檢測規(guī)程和規(guī)范； 質(zhì)量檢測管理--包括進出廠材料檢測、產(chǎn)品質(zhì)量檢測管理，設計質(zhì)量指標管理，生產(chǎn)質(zhì)量數(shù)據(jù)管理； 質(zhì)量分析評價--對各類質(zhì)量問題進行分析，評價各種影響

7、因素，查明主要原因。 質(zhì)量信息綜合與控制--報表生成，質(zhì)量綜合查詢，采取各種質(zhì)量控制措施。,5、數(shù)據(jù)庫管理分系統(tǒng) 對各類數(shù)據(jù)進行存儲和調(diào)用，滿足各分系統(tǒng)信息的交換和共享。 數(shù)據(jù)的分布：采用分布式異型數(shù)據(jù)庫技術，通過互連網(wǎng)絡體系，完成全局數(shù)據(jù)調(diào)用和分布式事務處理。 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)類型：工程數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，實現(xiàn)對圖形數(shù)據(jù)和非圖形數(shù)據(jù)處理。6、計算機網(wǎng)絡分系統(tǒng) 是CIMS信息集成工具，常用局域網(wǎng)，對地理范圍大的企業(yè)，可通過

8、遠程網(wǎng)進行互連，使CIMS同時兼有局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)的特點。,6.1.3 CIMS五層遞階控制結構,工廠層-最高決策層，制定長期生產(chǎn)計劃、確定資源需求、產(chǎn)品開發(fā)、成本核算，規(guī)劃周期幾個月/幾年時間。 車間層-協(xié)調(diào)車間作業(yè)和資源配置，作用周期幾周/幾個月。 單元層-完成本單元作業(yè)調(diào)度，包括作業(yè)順序和指令發(fā)放、進行任務分配調(diào)度、協(xié)調(diào)物料運輸，規(guī)劃時間幾小時/幾周。 工作站層-負責協(xié)調(diào)設備小組活動，規(guī)劃時間幾分鐘/幾小時。 設備層-各種設

9、備控制器，執(zhí)行上層控制命令，完成加工、測量、運輸?shù)热蝿?，響應時間幾毫秒/幾分鐘。,CIMS遞階控制結構,工廠,加工車間,裝配車間,1#單元,N#單元,銑削工作站,檢驗工作站,物料運儲工作站,機器人,銑床,零件存儲器,機器人,檢驗機,零件存儲器,機器人,機器人小車,傳感器,,,,,,,,,,,,……….,,,,,,,,,…..,,,,,,,,,,,,,,,,6.1.4 CIMS的體系結構,CIMS/OSA體系結構：是沿結構方向、建

10、模方向和視圖方向的三維坐標結構。,CIMS/OSA 結構層次 通用層 包括通用組件、約束、服務和協(xié)議，以及各企業(yè)共同需求和處理方法； 部分通用層 按照工業(yè)類型、不同行業(yè)、企業(yè)規(guī)模等不同分類的各類典型結構； 專用層 在通用層和部分通用層基礎上根據(jù)特定企業(yè)需求而選定和建立的系統(tǒng)和結構，僅適用于一個特定企業(yè)，一個企業(yè)只能通過一種專用結構來描述。,CIMS/OSA 建模層次 需求定義層 按用戶準則描述一個企業(yè)的需求定義模型； 設計說明

11、層 根據(jù)企業(yè)經(jīng)營需求和系統(tǒng)能力，對用戶需求進行重構和優(yōu)化； 實施描述層 在設計說明層基礎上，對企業(yè)生產(chǎn)過程及系統(tǒng)制造技術元件和信息技術元件物理元件進行描述。 制造技術元件：包括CAD、CAM、MRP、DNC、FMC等； 信息技術元件--包括計算機、網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)庫、各類系 統(tǒng)軟件和應用軟件。,CIMS/OSA 視圖層次 功能視圖--指導用戶確定和選用相應的功能模塊； 信息視圖--用來幫助企業(yè)用戶確定其信息需求，

12、建 立信息關系和確定數(shù)據(jù)庫結構； 資源視圖--用于幫助企業(yè)用戶確定其資源需求，建 立優(yōu)化的資源結構； 組織視圖--確定CIMS內(nèi)部的多級多維職責體系，建 立CIMS的多級組織結構。,6.1.5 CIMS在我國的實施進展,863/CIMS主題確立：研究內(nèi)容包括應用基礎研究、關鍵技術攻關、目標產(chǎn)品開發(fā)、應用示范工程四個層次； 1994年清華大學CIMS工程中心獲美國SME“大學領先獎”； 1995

13、年北京第一機床廠CIMS工程獲SME“工業(yè)領先獎” 十五863/CIMS主題內(nèi)涵更新（Contemporary Integrated Manufacturing System, CIMS） 十五863/CIMS主題研究專題： 行業(yè)/區(qū)域現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)專題     數(shù)字化設計與制造專題；  過程自動化系統(tǒng)專題；     

14、; 企業(yè)管理與電子商務系統(tǒng)專題；      現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)平臺專題。,,第二節(jié) 并行工程（CE） 6.2.1 并行工程定義 6.2.2 并行工程運行模式 6.2.3 并行工程特征 6.2.4 并行工程關鍵技術 6.2.5 并行工程的支持工具,6.2.1 并行工程定義,,串行工程 在前一工作環(huán)節(jié)完成之后才開始后一工作環(huán)節(jié)的工作，各工作環(huán)節(jié)作業(yè)時序上沒有重

15、疊和反饋，即使有反饋，也是事后的反饋。 并行工程 將時間上先后的知識處理和作業(yè)實施過程，轉變?yōu)橥瑫r考慮，盡可能同時處理的一種作業(yè)方式。 并行工程關鍵思想 ①是一種工作模式，而不是具體的工作方法； ②從產(chǎn)品設計一開始就考慮產(chǎn)品全生命周期中所有因素，以保證產(chǎn)品設計一次成功。,串行工程工作方式 并行工程工作方式,6.2.2 并行工程運行模式,并行工程運行模式,并行工程設計網(wǎng)絡,6.2.3 并行工程特征,

16、并行特征--在產(chǎn)品設計階段并行考慮產(chǎn)品整個生命 周期中的所有因素。 注意：并行工程不能省去任一生產(chǎn)環(huán)節(jié)，不是將 設計和生產(chǎn)環(huán)節(jié)重疊進行。整體特征--強調(diào)全局考慮問題，追求整體最優(yōu)。,協(xié)同特征協(xié)同組織形式：群體小組（Teamwork）工作方式，小組成員由設計、工藝、制造不同代表組成，有自己責、權、利，有自身的工作計劃和目標；協(xié)同設計思想：強調(diào)一體化、并行地進行產(chǎn)品及其相關過程的協(xié)同設計；協(xié)同的效率：強調(diào)

17、“1+1>2” ，強調(diào)“工”字鋼協(xié)同強度。集成特征人員集成：管理者、設計者、制造者以至用戶集成；信息集成：信息獲取、表示和操作工具的集成與管理；功能集成：企業(yè)內(nèi)部及外部功能集成；技術集成：多學科知識以及各種技術、方法的集成。,6.2.4 并行工程關鍵技術,產(chǎn)品開發(fā)過程的重構 從產(chǎn)品特征、開發(fā)活動、組織結構、資源配置、開發(fā)計劃、調(diào)度策略等方面不斷改進和提高。 集成的產(chǎn)品信息模型 應能夠全面表達產(chǎn)品、工藝、制造以及產(chǎn)品生命

18、周期內(nèi)各環(huán)節(jié)的信息，能夠使小組成員共享模型中的信息，這是并行作業(yè)的基礎。 并行設計過程的協(xié)調(diào)與控制--并行設計是一個反復迭代優(yōu)化的過程，該過程的管理、協(xié)調(diào)與控制是實現(xiàn)并行設計關鍵。,6.2.5 并行工程的支持工具,CAX工具：CAD、CAE、CAPP、CAM、CAT等； DFX工具：DFM、DFA、DFT、DFU等； 產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（PDM）：對共享數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一規(guī)范管理，保證全局共享數(shù)據(jù)的一致性，提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫操縱界面。 協(xié)同的

19、網(wǎng)絡通訊手段： 多媒體郵件-傳送速率低，不適于解決期限緊迫設計問題； 電子公告板-是一種提供觀察、修改公共信息的白板技術， 仍不能保證在規(guī)定時間內(nèi)得到同事的反應； 基于網(wǎng)絡的視頻會議系統(tǒng)（MONET）：基于網(wǎng)絡的多媒體會議系統(tǒng)，可共商關心的問題，減少來往消耗的時間和精力。,第三節(jié) 精益生產(chǎn)(LP) 6.3.1 精益生產(chǎn)的歷史背景 6.3.2 精益生產(chǎn)的內(nèi)涵 6.3.3 精益生產(chǎn)的體系結構

20、 6.3.4 精益生產(chǎn)方式的主要內(nèi)容,6.3.1 精益生產(chǎn)的歷史背景,背景①二戰(zhàn)后日本汽車業(yè)開始起步，豐田公司總產(chǎn)量不及福特公司一天的產(chǎn)量；②以福特為代表的大量生產(chǎn)方式，以規(guī)模帶動低成本，有較強的競爭力；③日本面臨需求不足、技術落后和資金困難。精益生產(chǎn)方式：豐田公司根據(jù)自身的特點，創(chuàng)立了一種獨特的多品種、小批量、高質(zhì)量和低消耗的生產(chǎn)方式，強調(diào)集體與協(xié)作，杜絕一切浪費，從50年代到70年代取得了顯著的成就。,精益生產(chǎn)方式的命名

21、 豐田生產(chǎn)方式當時并未受到重視，僅在豐田公司及其配套商中實施； 1973年石油危機，大批量生產(chǎn)弱點顯現(xiàn)，精益生產(chǎn)方式開始真正為世人矚目； 1980年日本以其1100萬輛產(chǎn)量全面超過美國，成為汽車制造第一大國。 1985年美國MIT成立“國際汽車計劃(IMVP)”機構，耗資500萬$，歷時5年調(diào)查日本、美國、西歐90多家汽車制造商； 調(diào)查結果：造成差距原因不在于企業(yè)自動化程度、、生產(chǎn)批量、產(chǎn)品類型的，而在于生產(chǎn)方式的不同； I

22、MVP 于1990年命名豐田生產(chǎn)方式為“精益生產(chǎn)”。,6.3.2 精益生產(chǎn)的內(nèi)涵,精益生產(chǎn)(Lean Production,LP) 消除一切無效勞動和浪費，少投入，多產(chǎn)出，合理配置資源，走內(nèi)涵發(fā)展、集約式經(jīng)營的“瘦型”生產(chǎn)方式。 精益生產(chǎn)思維特點 逆向思維-把銷售作為起點，把用戶作為生產(chǎn)過程組成部分；由后道工序拉動前道工序；認為超前生產(chǎn)是無效勞動，是一種浪費。 逆境拼搏-精益生產(chǎn)來自逆境拼搏精神，當時豐田公司產(chǎn)量不及福特

23、公司一天產(chǎn)量條件下，敢于提出趕超美國。 盡善盡美追求--精益生產(chǎn)目標追求盡善盡美，追求低成本、無廢品、零庫存，不允許出錯。,精益生產(chǎn)方式的特征 以銷售為生產(chǎn)起點，按訂貨合同組織生產(chǎn)； 采用并行工程方法從事產(chǎn)品開發(fā)，確保開發(fā)一次成功； 實行“拉動式”生產(chǎn)，杜絕超前、超量生產(chǎn)； 以“人”為中心，充分調(diào)動人的潛能和積極性； 追求無廢品、零庫存、零故障目標； 消除“松弛點”，以最佳環(huán)境、最佳條件和最佳態(tài)度從事最佳工作，全面追求盡善

24、盡美； 主機廠與協(xié)作廠是“共存共榮”的“血緣關系”。,6.3.3 精益生產(chǎn)的體系結構,精益生產(chǎn)體系,精益生產(chǎn)基礎： 群體小組和并行工程；精益生產(chǎn)支柱： 及時生產(chǎn)-零庫存； 成組技術-擴大批量； 全面質(zhì)量管理-零缺陷。,6.3.4 精益生產(chǎn)方式的主要內(nèi)容,主查制開發(fā)組織、并行式開發(fā)程序 主查對產(chǎn)品開發(fā)所需一切資源擁有支配權；對開發(fā)方向和計劃有決定權和指揮權；對小組成員有評價權、推薦權。拉動式的生產(chǎn)管理 以滿足下道工序需要為

25、前提，寧可中斷生產(chǎn)決不超前生產(chǎn)，以看板為指令作為拉動式生產(chǎn)的手段。 ①以市場需求拉動企業(yè)生產(chǎn)； ②企業(yè)內(nèi)部，以后道工序拉動前道工序； ③以前方生產(chǎn)拉動后方，準時服務于生產(chǎn)現(xiàn)場； ④以主機廠拉動協(xié)作配套廠生產(chǎn)。人本管理的勞動組織體制 ①雇員比機器更為重要的固定資產(chǎn)； ②在生產(chǎn)中享有充分的自主權； ③將任務責任托付工人，通過培訓擴大知識面，提高技能。,簡化產(chǎn)品檢驗環(huán)節(jié) 質(zhì)量是制造出來的，把保證產(chǎn)品質(zhì)量責任交給直

26、接生產(chǎn)人員，取消檢驗場所和修補加工區(qū)。相互依存的總裝廠和協(xié)作廠的關系 ①組織協(xié)作廠協(xié)會，派高級經(jīng)理人員去協(xié)作廠任職，采取參股、控股辦法，建立起資金聯(lián)合紐帶的血緣關系； ②協(xié)作廠參與產(chǎn)品開發(fā)，共同分析成本、合理分享利潤； ③直達供應和直送工位體制，協(xié)作廠就近就地選擇，在50km半徑范圍內(nèi)，定時、定量直接將配套件送到工位，取消了緩沖環(huán)節(jié)。以顧客為中心的銷售策略 經(jīng)銷人員登門拜訪，主動銷售，了解基本情況，滿足用戶特定要求，用真

27、誠感動用戶。,第四節(jié) 敏捷制造（AM） 6.4.1 敏捷制造提出的背景 6.4.2 敏捷制造的內(nèi)涵 6.4.3 敏捷制造的關鍵因素及關鍵技術 6.4.4 敏捷制造對制造業(yè)影響,6.4.1 敏捷制造提出的背景,全球市場形成 商品競爭更趨激烈，市場多變，為及時捕捉市場機遇，必須有一個靈活反應的企業(yè)生產(chǎn)機制。美國制造業(yè)的衰退 冷戰(zhàn)時期，美國將制造業(yè)列為“夕陽產(chǎn)業(yè)”，致使美國經(jīng)濟嚴重衰退，如：汽車

28、: 55年市場份額為3/4，89年為1/4，而日本占30%；收音機: 75年占本國市場96%， 95年幾乎為零；電視機: 美國發(fā)明，87年美國廠家僅剩1家， 占國內(nèi)市場15%；機床: 60年代最大出口國，80年代最大進口國， 85年進口50%。,美國人對制造業(yè)再認識：不能保持世界水平的制造能力必將危急國家在國內(nèi)外市場的競爭能力；制造業(yè)是一個國家國民經(jīng)濟的支柱；

29、美國在世界事務中的威望不僅取決于強大的國防態(tài)勢，而且取決于強大的制造能力，為了保持美國的領導地位，美國應實施各種策略，再重振其制造競爭力；敏捷制造策略繁榮提出 為了重新奪回美國在制造業(yè)優(yōu)勢，由國防部資助，由里海大學牽頭組織了調(diào)查，發(fā)現(xiàn)：面對突然出現(xiàn)的市場機遇，由于不能完成相應調(diào)整而痛失良機。因而提出敏捷制造策略，促使美國制造業(yè)發(fā)展，努力使美國能在2006年前重新恢復其在制造業(yè)中的領導地位。,6.4.2 敏捷制造的內(nèi)涵,敏捷制造：

30、快速調(diào)整自己，增強市場多變能力，在“競爭-合作-協(xié)同”機制下，實現(xiàn)對市場作出靈活反應的一種生產(chǎn)制造模式。敏捷制造企業(yè)：快速響應市場/用戶需求 不斷改進老產(chǎn)品，迅速開發(fā)高質(zhì)量新產(chǎn)品，在整個產(chǎn)品生命周期內(nèi)滿足用戶需求；快速應變能力 采用具有高度柔性、可重組設備組織生產(chǎn)，使生產(chǎn)成本與批量無關，充分把握市場中每一個獲利時機，使企業(yè)長期獲取經(jīng)濟利益。強調(diào)“競爭與合作” 一旦發(fā)現(xiàn)機遇，以最快速度從企業(yè)內(nèi)部、外部選出優(yōu)勢群體，組成功能單一的動

31、態(tài)組織結構經(jīng)營實體。,,敏捷制造概念示意圖,6.4.3 敏捷制造的關鍵因素及關鍵技術,1、企業(yè)的信息網(wǎng)企業(yè)信息網(wǎng)是實施敏捷制造的最基礎結構；能夠迅速明確自己的競爭環(huán)境，快速響應市場/用戶需求；進行異地設計，并行進行產(chǎn)品開發(fā)；持續(xù)不斷地為用戶提供產(chǎn)品信息服務，使用戶在整個產(chǎn)品壽命周期內(nèi)對產(chǎn)品滿意；將企業(yè)有關經(jīng)營特點、資源、設備能力等信息上網(wǎng)，在不同企業(yè)間進行信息的交換和共享，便于選擇合作伙伴，贏得競爭優(yōu)勢。,2、虛擬公司虛擬公

32、司定義 一種動態(tài)組織結構，為了贏得某個市場機遇，快速組成一個功能單一的臨時性經(jīng)營實體。虛擬公司目的 是使企業(yè)長期獲取經(jīng)濟利益。虛擬公司成員關系 在競爭基礎上相互信任、獲取共同利益的合作關系，知識產(chǎn)權、技能、信息、資源有償共享。虛擬公司優(yōu)點：1）中小企業(yè)可分享合作者資源，大企業(yè)無需大量投資迅速擴大生產(chǎn)和市場占有率，降低失敗風險；2）可以在經(jīng)濟和技術實力上容易超過它所有競爭對手；3）每個合作者有機會進入更廣泛的市場，各自資源可以

33、得到充分的利用，取得局部最優(yōu)基礎上的全局最優(yōu)；4）可兼容競爭和合作，保存競爭活力，避免過度競爭。,,虛擬公司的生命周期,3、敏捷制造的基礎結構 物理基礎結構 包括廠房、設備、實施、運輸?shù)任锢碓O施；當機遇出現(xiàn)時，只需要添置少量必要設備，多數(shù)的物理設施可以通過選擇合適的合作伙伴得到。 法律基礎結構 國家法律和政策條文，在法律上承認虛擬公司，規(guī)定如何交易、利益分享、資本流動、納稅等，若虛擬公司破產(chǎn)如何還債、如何善后、人員如何流動等。

34、社會基礎結構 需要社會為虛擬公司提供培訓、中介等服務環(huán)境。 信息基礎結構 包括企業(yè)信息網(wǎng)絡、服務網(wǎng)點、中介機構等信息服務手段。,4、敏捷型的員工,敏捷型員工的特征,,敏捷型員工優(yōu)勢①能夠充分發(fā)揮主動性和創(chuàng)造性，積極有效地掌握信息和新技術；②反應迅速靈活，能快速地從一個項目轉換到另一個項目；③得到授權后，能自己組織和管理項目，在各個層次上做出適當?shù)臎Q策；④具有協(xié)作精神，在虛擬公司中能與各種人員保持良好的合作關系。,5、虛擬制造

35、虛擬制造含義 將現(xiàn)實制造系統(tǒng)映射為虛擬制造系統(tǒng)，借助三維可視交互環(huán)境，對產(chǎn)品從設計、制造到裝配的全過程進行全面仿真的技術。虛擬制造系統(tǒng)特征： 不消耗資源和能量，不生產(chǎn)現(xiàn)實世界產(chǎn)品，模擬產(chǎn)品制造過程，對系統(tǒng)效益及風險進行評估； 功能一致性，忠實反映現(xiàn)實制造系統(tǒng)功能和特性； 結構相似性，與現(xiàn)實制造系統(tǒng)在結構上是相似的； 組織靈活性，虛擬制造系統(tǒng)是面向未來、面向市場、面向用戶需求的系統(tǒng)，其組織與實現(xiàn)具有非常高的靈活性。 集成化，包

36、括信息集成、智能集成、串并行工作機制集成和人機集成等多種形式的集成。,6.4.4 敏捷制造對制造業(yè)影響,聯(lián)合競爭 不同優(yōu)勢企業(yè)聯(lián)合起來構成的敏捷制造集團具有強大的競爭力。 技術和能力交叉 敏捷制造將促進制造技術和管理模式的交流和發(fā)展，促進技術的轉換和利用。 環(huán)境意識加強 采用綠色設計和綠色制造技術，自覺地保護生態(tài)環(huán)境。 信息成為商品 將出現(xiàn)各種信息中介服務機構，向企業(yè)和顧客提供各種咨詢服務。,第五節(jié) 智能制造系統(tǒng)（IMS）

37、6.5.1 智能制造系統(tǒng)的含義與發(fā)展 6.5.2 智能制造系統(tǒng)的特征 6.5.3 智能加工與智能加工設備,6.5.1 智能制造系統(tǒng)的含義與發(fā)展,智能制造系統(tǒng)（IMS）含義：由智能機器和人類專家共同組成的人機一體化系統(tǒng)；模擬人類專家的智能活動，進行分析、推理和決策；取代/延伸人部分腦力勞動，發(fā)展人類專家的制造智能。智能制造模式的發(fā)展：智能制造是影響未來經(jīng)濟發(fā)展的重要生產(chǎn)模式；制造系統(tǒng)將由能量驅(qū)動型轉變?yōu)樾畔Ⅱ?qū)動型；智

38、能制造被各國政府列為國家發(fā)展計劃；智能制造特別是信息技術發(fā)展的必然，是自動化和集成技術縱向發(fā)展的結果。,6.5.2 智能制造系統(tǒng)的特征,自律（Holonic)能力 搜集理解環(huán)境和自身信息，規(guī)劃自身行為的能力，基于知識的模型是系統(tǒng)自律能力的基礎。 人機一體化 智能機器只具有邏輯思維（專家系統(tǒng)和部分形象思維（神經(jīng)網(wǎng)絡），沒有人的靈感思維，不可能全面取代人類專家智能；人機一體化突出人的核心地位，使二者各顯其能。 虛擬現(xiàn)實技術 借助于音像

39、和傳感裝置，虛擬展示現(xiàn)實生活中各種過程，虛擬未來產(chǎn)品及其制造過程，從感官和視覺上使人獲得完全如同真實的感受。 自組織與超柔性 能夠自行組成一種最佳結構，具有運行方式和結構形式的柔性，如同一群人類專家群體，具有生物特性。 學習能力與自我維護能力 在實踐中不斷充實知識庫，具有自學習，自行進行故障診斷與排除功能。,,自律性智能制造系統(tǒng),6.5.3 智能加工與智能加工設備,技術工人職責：①用感覺器官監(jiān)視加工狀況；②通過大腦判斷加工狀態(tài)，并作

40、出決策；③用四肢實施相應的操作和處理。智能加工：應用傳感處理、智能決策、實時控制技術，自主選取數(shù)據(jù)，積累經(jīng)驗，根據(jù)獲取的狀態(tài)信息創(chuàng)造新的知識。智能機床：應用傳感器對切削過程進行在線監(jiān)測，依據(jù)神經(jīng)網(wǎng)絡診斷異常狀態(tài)；故障發(fā)生時，啟動知識處理機，參照存儲積累的知識，決策修正加工條件，排除機床故障。預測推理模塊：事前對異常情況進行推理，提供處理對策表供檢索調(diào)用。控制推理模塊：對已發(fā)生的異常情況采取相應處理對策。,智能機床的基本結構,智能

41、加工中心的主機結構,本章小結CIMS是企業(yè)內(nèi)的人/組織、經(jīng)營管理和技術三要素集成，以保證企業(yè)內(nèi)的工作流程、物質(zhì)流和信息流暢通無阻的企業(yè)信息集成系統(tǒng)。CIMS是由經(jīng)營管理信息系統(tǒng)、工程設計自動化系統(tǒng)、制造自動化系統(tǒng)和質(zhì)量保證信息系統(tǒng)四個功能分系統(tǒng)，以及計算機網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)庫管理兩個支撐分系統(tǒng)組成；并行工程是將時間上先后的知識處理和作業(yè)實施過程轉變?yōu)橥瑫r考慮和盡可能的同時處理的一種生產(chǎn)組織管理方式。群體小組和并行工程是精益生產(chǎn)的基礎，及