集成制造系统理论讲义

第八章集成制造系统教学目标及要求了解制造系统组成，系统集成要求、方式，掌握“集成”思想

了解柔性制造系统、CIMS系统基本概念了解其它先进制造技术

集成制造系统理论讲义第1页第一节基本概念1.制造系统组成1)机械制造系统特征结构方面：制造过程包括硬件及相关软件统一整体功效方面：将制造资源转变为成品或半成品输入输出系统过程方面：制造生产运行过程，多个制造步骤统一共同体集成制造系统理论讲义第2页2)机械制造系统内部三个组成部分：物料流：加工过程是物料输入和输出动态过程，这些物料(包含各种材料、工具、量具、夹具以及其它辅助材料)在系统内运动，组成了物料流。信息流：加工过程中静态信息与动态信息和机械加工过程各个组成部分之间交换、交流以及相互作用，组成了信息流。能量流：机械制造系统内各部件运转所消耗能量以及加工过程中发生能量转移组成了系统能量流。三个组成部分相互联络、相互影响，不可分割。集成制造系统理论讲义第3页2.集成概念集成起源于企业实际需求，是系统概念延伸，它强调组成系统各部分之间有机、协调工作已发挥整体效益，到达整体优化目标。企业实现集成收获：

•降低数据冗余，实现信息共享

•便于合理规划和分布数据

•便于进行规模优化

•便于实现并行工程，提升效率和效益集成制造系统理论讲义第4页3.集成要求和方式集成要求：

•应包含各种加工设备以及通信设备在内部分或全部硬件资源

•应包含软件资源

•应建立企业信息模型，做到信息共享

•企业各部门应协调一致，各职能紧密联络

•强调人地位和作用方式：硬件集成、软件集成、数据和信息集成、各功效集成、人和组织集成，尤其是要注意人和组织集成。集成制造系统理论讲义第5页第二节柔性制造技术应用计算机辅助制造技术，将数控机床、加工中心、物料自动储存传送装置和辅助控制装置等在计算机统一控制下，形成柔性加工自动生产线，既柔性制造系统。集成制造系统理论讲义第6页1.柔性制造技术中“柔性”概念1)设备柔性：指制造系统中能加工不一样类型零件所具备转换能力，其中包含刀具转换、夹具转换等。2)工艺柔性：能以各种工艺方法加工某一零件组能力。如镗、铣、钻、铰、攻螺纹等加工。3)工序柔性：能自动改变零件加工工序能力。4)路径柔性：能自动更变零件加工路径。如碰到系统中某台设备故障,能自动将工件转换到另一台设备上加工。能够依据负荷,自动改变加工路线,提升利用率,降低等候时间。5)产品柔性：产品改变时能经济、快速转产。6)批量柔性：能在不一样批量下运行都能获取经济效益。7)扩展柔性：能依据生产需要组建和扩展生产能力。集成制造系统理论讲义第7页1)FMC柔性制造单元

通常配置有零件缓冲区、刀具自动更换装置数控机床或加工中心与工件存放运输装置组成。

柔性制造单元中数控机床数量约1--3台，含有加工多品种,中小批量灵活生产能力。

能够作为FMS中基本单元,也可视为小规模FMS。

它自动化程度略低于FMS,但其投资比FMS少得多，而经济效益相靠近。这是中小型企业优先发展机型,当生产规模扩大时,FMC能够重组和扩展,以适应生产规模需求。2.柔性制造技术类型集成制造系统理论讲义第8页

柔性制造系统是由数控加工设备(或FMC),物料运储装置和计算机控制系统等组成自动化制造系统。

一个柔性制造系统普通可概括为由以下三个部分组成，一是可编程控制加工系统，二是自动化物料储运系统，三是计算机控制系统。

三个系统有机结合，组成了一个制造系统能量流(经过制造工艺改变工件形状和尺寸)、物料流(主要指工件流和刀具流)和信息流(制造过程信息和数据处理)。2)FMS柔性制造系统

集成制造系统理论讲义第9页

FMF是FMS扩大到达全厂范围内生产管理过程。机械加工过程和物料储运过程全盘自动化。它主要特点是：1)分布式多级计算机系统，生产计划、日生产进度计划生产管理主计算机，它与CAD/CAM系统相联，以取得自动编制加工用数控程序数据。2)FMF全部日程计划进度和作业能够由主计算机和各级计算机经过在线控制系统进行调整，并能够进行无人化加工。3)CNC机床数量普通在十几台到几十台。能够是各种形式加工中心、车削中心、CNC机床等。4)系统能够全自动地加工各种形状、尺寸和材料工件。全部刀具能够自动交换、自动检测磨损或损坏刀具，能自动更新废旧刀具。5)物料储运系统必须包含自动立体仓库，以满足存取为数众多工件和刀具需求。系统能够从自动立体仓库中提取所需坯料，并以最有效路径实现物流和进行加工。3)FMF柔性制造工厂集成制造系统理论讲义第10页1)加工系统

加工系统实际是完成改变物性任务执行系统，主要由数控机床、加工中心等加工设备(有FMS还带有工件清洗、在线检测等辅助与检测设备)组成。

对加工箱体类零件为主FMS而言,通常配置数控加工中心,CNC铣床等；对于加工轴类零件为主FMS,则配有CNC车削中心,CNC车床和CNC磨床；对于加工复杂零件FMS,因为数控机床刀库容量有限,必要时要增加机外自动交换刀库。3.柔性制造系统组成集成制造系统理论讲义第11页2)物料储运系统

FMS中物料主要指是工件(毛坯)、刀具、夹具、切屑以及切削液等。物料储运系统就是实现对物料自动识别、存放、分配、输送、交换和管理系统。3)计算机控制系统经过主控计算机或分布式计算机系统实现，大多采取3级分布式体系结构，它们是：第一级：设备层第二级：工作站层第三级：单元层单元级控制系统是FMS控制系统关键。集成制造系统理论讲义第12页第三节计算机集成制造系统美国学者JosephHarrington博士1973年首先提出“计算机集成制造”(ComputerIntegratedManufacturing,CIM)概念，其基本思想是：

•企业各个生产步骤是不可分割，应该加以统一处理；

•整个生产过程实质上也是对信息采集、传递和加工处理过程，在企业中主要存在信息流和物流这两种运动过程，而物流又是受信息流控制。集成制造系统理论讲义第13页“自动化孤岛”集成制造系统理论讲义第14页1+1=2?

集成制造系统理论讲义第15页将“自动化孤岛”集成在一起集成制造系统理论讲义第16页将“自动化孤岛”集成在一起集成制造系统理论讲义第17页CIM和CIMS定义CIM是一个组织、管理与运行企业哲理。它将传统制造技术与当代信息技术、管理技术、自动化技术、系统工程技术等有机结合，借助计算机(硬、软件)，使企业产品全生命周期——市场需求分析、产品定义、研究开发、设计、制造、支持(包含质量、销售、采购、发送、服务)以及产品最终报废、环境处理等各阶段活动中相关人/组织、经营管理和技术三要素及其信息流、物流和价值流有机集成并优化运行，实现企业制造活动计算机化、信息化、智能化、集成优化，以到达产品上市快、高质、低耗、服务好、环境清洁，进而提升企业柔性、健壮性、灵敏性，使企业赢得市场竞争。CIMS是一个基于CIM哲理组成计算机化、信息化、智能化、集成优化制造系统。集成制造系统理论讲义第18页对CIM和CIMS深入说明•CIM是一个组织、管理与运行企业哲理。其目标是使企业到达产品上市快、高质、低耗、服务好、环境清洁，进而提升企业柔性、健壮性、灵敏性，使企业赢得市场竞争。所以，CIM/CIMS不是企业目标，而是到达企业目标伎俩之一；•CIMS关键在集成。企业生产过程中各个步骤是一个不可分整体，要以系统观点进行优化。此处优化是指对企业生产过程各阶段活动中相关人/组织、经营管理和技术三要素及其信息流、物流和价值流有机集成并优化；•CIM技术是传统制造技术与当代信息技术、管理技术、自动化技术、系统工程技术等有机结合，其包含总体技术、支撑技术、设计自动化技术、制造自动化技术和管理自动化技术；•CIMS主要特点是计算机化、信息化、智能化、集成优化，CIM哲理和相关技术既可用于离散型制造业，也可用于流程和混合型制造业；•CIM是生产力发展必定结果；CIM不是排他，如CIM与LP。集成制造系统理论讲义第19页CIMS输入输出集成制造系统理论讲义第20页CIMS相关技术集成制造系统理论讲义第21页CIMS组成及其功效CIMS包含了一个制造企业设计、制造、经营管理三种主要功效，要使这三者集成起来，还需要一个支持环境，即分布式数据库和计算机网络以及指导集成运行系统技术。组成：四个功效分系统管理信息系统(MIS)：以MRPII为关键，CIMS神经中枢，指挥与控制其它部分运行。工程设计自动化系统：含CAD、CAPP、CAM三部分。CIMS主要信息源。制造自动化系统：CIMS信息流与物料流结合点，CIMS最终产生经济效益聚集地。集成制造系统理论讲义第22页质量确保系统：采集CIMS内与质量相关数据，保障企业生产目标实现。含决议、检测与数据采集、评价、控制与跟踪几个子系统。两个支撑分系统CIMS数据库系统：支撑系统，CIMS信息集成关键之一，实现企业数据集成与共享。普通采取集中与分布相结合方式。CIMS计算机通信网络系统：CIMS另一个主要支撑技术，实现各分系统之间通信、交流，完成系统集成。集成制造系统理论讲义第23页CIMS面向功效组成系统结构

为控制CIMS控制系统复杂性和简化实施，采取横向或纵向分解与集成，形成多层递阶控制结构或由“核”核若干层外围组成轮式结构。

优点：把CIMS系统分解成几个分系统，降低全局控制和开发难度。美国制造工程师学会在1985年发表CIMS最早轮图，含义是十分明确，即在计算机技术支持下，实现企业经营、生产等主要步骤集成。集成制造系统理论讲义第24页集成制造系统理论讲义第25页CIMS在我国发展及实施CIMS效益目标：我国“863计划”中将CIMS确定为自动化领域主题研究项目之一，并要求了我国863/CIMS战略目标为：跟踪国际CIMS相关技术发展；掌握CIMS关键技术；在制造业中建立能取得综合经济效益并能带动全局CIMS示范工厂，经过推广应用及产品化促进我国CIMS高技术产业发展。

方针：效益驱动、总体规划、重点突破、分步实施、推广应用集成制造系统理论讲义第26页发展：经过十多年努力，我国CIMS事业取得了快速发展，已形成了一个健全组织和一支研究队伍；实现了我国CIMS研究和开发基本框架；建设研究环境和工程环境，包含一个国家CIMS试验工程中心和7个单元技术开放试验室，完成了一大批课题研究工作，陆续选定了一批CIMS经典应用工厂作为利用CIMS推进企业技术改造示范点；这些工厂包含飞机、机床、大型鼓风机、纺织机械、汽车、家电、服装以及钢铁、化工等行业。集成制造系统理论讲义第27页效益：

实施CIMS效益主要表达在信息集成效益上；因为系统集成度提升，使各功效分系统间配合和参数配置愈加优化，各种生产要素潜力得到更有效利用，降低实际存在于企业生产中各种资源浪费，同时使管理科学化，提升企业对市场响应能力。详细表现在：1)提升产品质量2)提升设备利用率3)提升科学管理水平。实施CIMS后，显著提升企业新品开发能力，提升企业市场竞争能力。产品质量显著提升，交货期短而准确，价格合理，企业信誉随之提升；CIMS在其发展历程中主要应用对象是离散型制造业(约占全部制造业50%)。集成制造系统理论讲义第28页必须指出CIMS思想、系统方法和集成技术一样可用于诸如连续型或混合型企业中，国内外在电器、化工、电子元件、钢铁行业中已经有不少企业实施CIMS应用工程并取得了成功。集成制造系统理论讲义第29页第四节其它先进制造技术1.并行工程(ConcurrentEngineering，CE)

并行工程是集成地、并行地设计产品及其相关各种过程(包含制造过程和支持过程)系统方法。这种方法要求产品开发人员在设计一开始就考虑产品整个生命周期中从概念形成到产品报废处理全部原因，包含质量、成本、进度计划和用户要求。并行工程提出次序生产方式：市场调研—产品计划—产品设计—试制样机—修改设计—工艺准备—正式投产。缺点：设计过程中不能及早考虑制造过程及质量确保等问题集成制造系统理论讲义第30页并行工程是对产品及其相关过程(包括制造过程及其它支持过程)进行并行、一体化设计一种系统化工作模式，其运行机理要点表现在两方面：一方面突出人作用，强调人们协调工作；其次，要求一体化、并行地进行产品及其相关过程设计，尤其注意早期概念设计阶段并行与协调。并行工程核心内容是并行设计，即在产品设计阶段尽可能同时考虑产品生命周期全部影响，及时全方面评价产品设计，提出改进反馈信息及时改进产品设计，保证产品设计、工艺设计、制造一次成功，以达到降低产品成本，提高产品质量和缩短产品开发周期目。集成制造系统理论讲义第31页集成制造系统理论讲义第32页产品形成过程昨天-今天-明天产品规划概念设计生产准备详细设计昨天过程序列产品规划概念设计详细设计生产准备PDM数字模型过程管理明天过程流产品规划概念设计详细设计生产准备PDM今天过程链集成制造系统理论讲义第33页丰田汽车企业并行工程系统规划车型设计产品设计生产准备生产财务.会计Finance/Accounting开发期LengthofDevelopmentTime规划Planning

车形设计Stylingdesign

Engineering产品设计DesignPrototypeFabrication&Testing试制评价Productionengineering生产准备生产Production零部件厂家PartssuppliersProductionengineeringProduction规划Planning车形设计Stylingdesign产品设计EngineeringDesign试制.评价PrototypeFabrication&Testing生产准备生产试制评价集成制造系统理论讲义第34页CE特点强调团体工作(TeamWork)强调设计过程并行性强调设计过程系统性强调设计过程快速反馈集成制造系统理论讲义第35页集成制造系统理论讲义第36页CE目标：缩短产品提前期，提升产品质量。CE组织：强调设计群体协同工作(TeamWork)，重视协同组织形式、协同设计思想以及所产生协同效益。CE方法与工具：除常规计算机辅助设计和软件沟外，着重在数据交换、数据管理和通信技术。CIMS作为制造系统为CE利用提供了理想集成环境，CE在CIMS中应用能更加好地处理CIMS中产品设计效率问题。集成制造系统理论讲义第37页CE关键技术并行工程是集成地并行地设计产品及相关过程系统化方法。关键技术是：并行产品开发过程建模、仿真与优化并行工程集成产品开发团体并行工程协同工作环境数字化产品建模与CAX/DFX使能工具CE在先进制造技术中地位和作用并行工程在先进制造技术中含有承上启下作用。集成制造系统理论讲义第38页2.产品数据管理PDMPDM定义：产品数据管理(PDM)以产品为中心，经过计算机网络和数据库技术，把企业生产过程中全部与产品相关信息和过程集成起来，统一管理，使产品数据在其生命周期内保持一致、最新和安全，从而缩短产品研发周期、降低成本、提升质量、改进性能，使企业赢得主动权和竞争优势。与产品相关信息包含项目计划、设计数据、产品模型、工程图纸、技术规范、工艺资料等；与产品相关过程包含工作流程、机构关系等过程处理程序。集成制造系统理论讲义第39页在开发和设计工作中，正确文档应该在正确时候送到正确地方需求功效图计算资料产品目录标准图纸零件表准则规格说明书材料表工具单DINISO集成制造系统理论讲义第40页人工环境下产品数据管理档案室文件发放放发件文工艺文件(纸介质)产品图纸(纸介质)物料文件(纸介质)其它文件(纸介质)网络产品设计

CAD/CAE生产管理

MRP/ERP其它部门信息孤岛信息孤岛信息孤岛电子文档

工艺设计

CAPP/CAM信息孤岛电子文档电子文档电子文档集成制造系统理论讲义第41页主要工作查找通知检验归档分类设计计算绘图建立零件表修改利用PDM能够大大简化开发和设计工作基于PDM系统处理方案图纸管理文档管理零件分类产品结构管理BOM生成2D/3D-CADFEMDTP文档保留零件管理集成制造系统理论讲义第42页深入分析，PDM能够定义为以软件技术为基础，以产品为关键，实现对产品相关数据、过程、资源一体化集成管理技术。PDM以产品为管理关键，以数据、过程和资源为管理信息三大要素。

PDM进行信息管理两条根本是静态产品结构和动态产品设计流程，全部信息组织和资源管理都是围绕产品设计展开。关键思想是设计数据有序、设计过程优化和资源共享。集成制造系统理论讲义第43页产品数据管理(PDM)原理M-CADE-CADCAPPFEMDTPPDMClientPDMClientPDMClientMetadaten文件系统文档PDMServerDBServer数据库集成制造系统理论讲义第44页利用PDM实现异地设计PDMServerInternet/LAN/WANClientLocalFilesFilesDBFilesDBFilesDB集成制造系统理论讲义第45页PDM系统中工作流管理集成制造系统理论讲义第46页PDM系统基本功效与应用基本功效--产品定义数据和文件存放、管理与共享--产品数据和文件生成和变更过程工作流控制--产品结构配置与历史管理全局应用--支持成组技术与模块化设计--支持并行工程(CE/DFX)--知识管理(KM)框架--支持与生产系统(ERP)集成--产品全生命周期管理(PLM)关键集成制造系统理论讲义第47页PDM系统处理问题充分利用成熟设计支持并行工程组织标准、设计方法与工作流程建立标准/外购件库直至企业标准/知识库按规则配置变型产品，支持模块化设计支持设计阶段成本控制确定更改影响、保留/追溯更改历史(版本)支持质量确保体系和程序执行确保生产系统取得及时、准确数据和信息集成制造系统理论讲义第48页产品设计

CAD/CAE生产管理

MRP/ERP其它部门电子文档

工艺设计

CAPP/CAM电子文档电子文档电子文档产品结构树(BOM)产品图纸三维模型产品工艺文件质量控制文件标准/手册其它...统一产品数据模型统一产品数据库统一产品数据管理系统(PDM)数据管理,数据查询,数据共享,权限控制,版本,更改,发放,工作流程,电子邮件...网络PDM环境下产品数据管理集成制造系统理论讲义第49页PDM管理下信息环境产品数据产品结构管理更改管理工作流程CAD/CAM文档管理S电子数据仓库管理图纸/文档加工数据更改单说明书主模型生产系统集成制造系统理论讲义第50页

1)制造灵敏性灵敏制造(AgileManufacturing)，是20世纪90年代兴起先进制造技术和管理思想。这种方法面向当代企业集团化、虚拟化需求，能够极大地提升企业对市场反应灵敏性和适应能力。灵敏制造作为一个制造哲理，目标是提升企业生产和经营上灵敏性，及时满足市场多样化需求；作为一个管理思想，其关键在于经过虚拟企业形式，最大程度地提升资源利用率，充分利用转瞬即逝市场机遇。定义：以柔性生产技术和动态组织结构为特点，以高素质、协同良好工作人员为关键，实施企业间网络集成，形成快速响应市场社会化制造体系。3.灵敏制造(AM)集成制造系统理论讲义第51页

2)灵敏制造特征(1)与其它先进制造模式相比较，灵敏制造主要特征

•以满足用户要求，取得利润为目标。

•以竞争能力和信誉为依据，选择组成动态企业合作搭档。

•基于合作间相互信任、分工协作、共同目标来有力地增强整体实力。

•把知识、技艺、信息投入最底层生产线。集成制造系统理论讲义第52页(2)与传统大量生产方式相比，灵敏制造主要特征

•全新企业合作关系—虚拟企业(virtualenterprise)或动态联盟。

•大范围通讯基础结构。在信息交换和通讯联络方面，必须有一个能将正确信息在正确时间送给正确人“按时信息系统”(justintimeinformationsystem)，作为灵活管理系统基础，经过信息高速公路与国际互联网络将全球范围企业相联。

•为订单而设计、为订单而制造生产方式。

•高度柔性、模块化、可伸缩生产制造系统。这种柔性生产系统往往规模有限，但成本与批量无关，在同一系统内可生产出产品品种是无限。集成制造系统理论讲义第53页

•柔性化、模块化产品设计方法。

•“高质量”产品。灵敏制造质量观念已变成使整个产品生命周期内用户满意，企业将质量跟踪连续到产品报废为止。•有知识、有技术人是企业成功关键原因。在灵敏企业中，认为处理问题靠是人，不是单纯技术，灵敏制造系统能力将不受限于设备，而只受限于劳动者想像力、创造力和技能。

•基于信任雇佣关系。雇员与雇主之间将建立一个新型“社会协议”关系，大家能意识到为了久远利益而和睦相处。集成制造系统理论讲义第54页•基于任务组织与管理。灵敏制造企业基层单位是“多学科群体”(multidisciplineteam)项目组，是以任务为中心一个动态组合，灵敏企业强调权力分散，把职权下放到项目，提倡“基于统观全局管理”模式，要求各个项目组都能了解全局远景，胸怀企业全局，明确工作目标和任务时间要求，而完成任务中间过程则完全能够自主。

•对社会正效应。大量生产方式通常只关心企业本身效益，不关心对社会影响，所以通常会带来不一样程度环境污染，能源浪费及失业等社会问题。而灵敏制造则要全方面消除企业生产给社会造成不利影响，企业必须完全服务于社会。集成制造系统理论讲义第55页一个跨国虚拟企业结构集成制造系统理论讲义第56页

3)动态联盟组成及其特点

组成：(1)盟主；(2)盟员。虚拟企业特点：(1)功效虚拟化；(2)组织虚拟化；(3)地域虚拟化；(4)时限性；(5)虚实性；(6)协同性。创新能力较强企业能够经过灵敏制造，作为动态联盟盟主，专攻附加值较高部分，其它企业也可经过参加动态联盟，发挥本身优势，形成规模效益。因为灵敏企业目标在于提升资源利用率，进行灵敏化生产，因而也不可能有千篇一律模式，不一样企业有不一样做法，但都含有以下特点：(1)设备柔性；(2)组织上灵敏性；(3)高素质综合型人才；(4)企业虚拟化。集成制造系统理论讲义第57页4)灵敏化工程结构和支撑技术

组成结构框架关键原因有以下特征：

(1)对企业竞争能力有重大影响；

(2)虽有成功实例，但其实现机制还没有被充分认识；

(3)工业界已看到其主要性，准备付诸实施；

(4)不包含那些即使主要，但已被广大企业了解并采取原因。信息技术是实施灵敏化工程基础，支撑技术以下：(1)计算机网络通讯技术。(2)信息集成技术。

(3)电子数据交换(EDI)标准化。(4)并行工程技术。(5)建模与仿真技术。集成制造系统理论讲义第58页

4.按时生产模式1)按时生产概念按时JIT(JustInTime)生产是20世纪70年代末日本丰田汽车制造企业首先应用。宗旨：使用最少许设备、装置、物料和人力资源，在要求时间、地点，提供必要数量零部件，到达以最低成本、最高效益、最好质量、零库存进行生产和完成交货目标。集成制造系统理论讲义第59页集成制造系统理论讲义第60页2)JIT生产方式基本思想(1)按时生产目标传统生产管理方式普通是上一道工序向下一道工序供给零部件，采取增加在制品贮备量以应付生产中失调或事故造成需求改变，久而久之，会造成在制品过剩和积压，占用过多资金，成本增加，不利于市场竞争。按时生产JIT目标就是尽可能降低库存或实现零库存生产。JIT强调：“只在必要时候，按必要数量，生产必要产品(零件、部件、成品)”，做到“按时领取、按时运输、按时生产”

集成制造系统理论讲义第61页(2)JIT生产方式基本思想由后工序向前工序领取零部件按件传送在制品均衡生产质量确保弹性配置作业人数用最终装配工序调整和平衡全部生产过程集成制造系统理论讲义第62页

3)看板管理看板(Kanban)管理是按时生产JIT关键内容之一。即按按时生产概念把后工序看成用户，只有后工序提出要求时，前工序才允许生产，看板充当传递生产指令角色。(1)看板形式

看板实际上就是一个记载着生产信息卡片。“传递看板”(即取货看板)和“生产看板”(即订货看板)集成制造系统理论讲义第63页集成制造系统理论讲义第64页

(2)看板使用方式集成制造系统理论讲义第65页

4)JIT与MRPII异同点JIT与MRPII是两种当代化生产管理方法，它们服务于共同管理目标，即提升生产效率，降低库存费用和改进用户服务。JIT与MRPII差异也是显著如后表所表示。集成制造系统理论讲义第66页

JIT与MRPII主要差异比较项目JITMRPII起源起源于日本在美国发展起来适用生产环境适适用于生产高度重复性产品系统适适用于批量生产、按用户订单生产、产品多变所需设备物料计划、能力计划、车间控制都能够由人工完成，不一定需要有计算机系统以计算机为工具，需要一定软、硬件，投资费用高管理范围管理范围较窄管理范围广，既能作为一个经营战略计划系统，也可作为一个生产控制系统使用对待库存管理思想认为库存是一个浪费，想方设法降低库存，努力采取小批量生产认为必要一定库存量是一个保护方法，是维持生产稳定一个原因管理模式利用看板“拉”式生产管理模式，不停促进生产者降低在制品库存、缩短生产提前期“推”式生产管理模式，强调系统中各部门、各加工中心计划与协调，要按作业计划完成作业，不勉励提前完工集成制造系统理论讲义第67页5.精益生产(LP)

精益生产(LeanProduction)又译为精良生产、精简生产，即精益求精。LP是由美国麻省理工学院提出一个企业经营战略体系，它聚集了后勤确保体系和供给链关键思想及JIT哲理，综合了单件小批量生产与大批大量生产优点，以实现用较少投入生产出能满足客户多方面需求高质量产品。LP把客户、销售代理商、供给商、协作单位纳入生产体系，按客户不停改变需求同时组织生产，时刻保持产品高质量、多样化和灵活性。LP要求杜绝浪费，合理利用资源，最大程度地消除一切不对产品增值作用无效劳动。LP高度重视人作用和团体精神，要求人们进取不懈，永无止境地追求尽善尽美。集成制造系统理论讲义第68页1)福特生产模式与丰田生产模式

丰田模式采取了以下对策：(1)按订单组织生产。(2)按新产品开发组织工作组。

(3)成立生产班组井强化其职能。(4)组建按时供货协作体系。(5)激发职员主动性。集成制造系统理论讲义第69页2)精益生产及其特征(1)以用户为“上帝”。(2)以职员为中心。(3)以“精简”为伎俩。(4)综合工作组和并行设计。(5)按时(JIT)供货方式。(6)“零缺点”工作目标。集成制造系统理论讲义第70页1)物料需求计划(MaterialRequirementsPlanning,MRP)，是在产品结构基础之上，利用网络计划原理，依据产品结构各层次物料隶属和数量关系，以每一个物料为计划对象，以完工日期为时间基准倒排计划，按提前期长短区分各个物料下达计划时间先后次序而制订计划。2)制造资源计划(ManufacturingResourcesPlanning,MRP-II)是在闭环MRP基础之上，把物流和资金流结合在一起形成完整人机交互式生产管理系统。它主要完成企业计划管理、采购管理、库存管理、生产管理、成本管理等功效，MRPII能够在周密计划下有效地利用企业各种资源，控制资金占用、缩短生产周期、降低生产成本。6.制造资源计划(ManufacturingResourcesPlanning,MRPII)集成制造系统理论讲义第71页3)MRP-II能够使企业产生以下(5点)效益：(1)能够改进企业经营决议，提升企业应变能力及所处竞争地位。企业领导能够随时了解企业生产、销售、库存等运作情况和财务情况。(2)实施规范管理，促进企业工作与生产效率提升。(3)降低库存。据国外相关资料统计，在实施MRP-II企业中，库存资金占用普通可降低15%~40%，资金周转次数可提升50%~200%。(4)合理利用资源。缩短生产周期，提升劳动生产率，深入降低成本，增加利润。(5)因为与财务系统集成，能够大大降低对财务收支上差错与延误，降低经济损失。同时还能够及时了解生产成本，辅助财务管理业务运行。集成制造系统理论讲义第72页4)MRP-II形成与发展制造资源计划是制造企业以生产计划与控制为关键综合管理信息系统。从1960年前后由美国生产与库存控制协会(APICS)第一次提出物料需求计划原理，开发了一套以库存控制为关键物料需求计划计算机软件系统开始，到20世纪70年代发展成为制造资源计划，大致经历了30年时间。从制造资源计划出现至今，其原理、方法和软件都已日趋成熟和完善。

当前，国内科研机构和开发单位，在学习国外制造资源计划原理基础上，结合中国国情，已开发出了国产制造资源计划商品化软件。集成制造系统理论讲义第73页5)MRP-II工作原理与结构

MRP-II基本思想是：基于企业经营目标制订生产计划，围绕物料转化组织制造资源，实现按需要按时进行生产。它将企业产品中各种物料分为独立需求物料和相关需求物料，并按时间段确定不一样时期物料需求，从而处理库存物料订货与组织生产问题；按照基于产品结构物料需求组织生产，依据产品完工日期和产品结构要求生产计划；依据产品结构层次隶属关系，以产品零件为计划对象，以完工日期为计划基准倒排计划，按各种零件与部件生产周期反推出它们生产与投入时间和数量，按提前期长短区分各种物料下达定单优先级，从而确保在生产需要时全部物料都能配套齐备，不需要时不要过早积压，到达降低库存量和占用资金目标。从一定意义上讲，MRP-II系统实现了物流、信息流与资金流在企业管理方面集成，并能够有效地对企业各种有限制造资源进行周密计划，合理利用，提升企业竞争力。集成制造系统理论讲义第74页MRP-II系统分为五个计划层次：经营规划(BusinessPlanning,BP)生产计划纲领主生产计划(MPS)物料需求计划车间作业计划(PAC)(生产作业控制)MRP-II计划层次表达了由宏观到微观，由战略到战术，由粗到细深化过程。下面图给出了MRP-II计划与控制层次结构(a)及组成结构和处理逻辑流程图(b)。集成制造系统理论讲义第75页集成制造系统理论讲义第76页MRP-II要求企业管理到达标准规范化、算法定量化、反馈及时化和信息一致化，由此企业需要利用先进计算机技术和当代化通讯技术。MRP-II系统是MRP-II软件和硬件平台总和，能够说是MRP-II管理思想计算机化，所以MRP-II系统是企业实施MRP-II管理工具。制造企业要推广应用MRP-II管理,总是和企业计算机化管理结合在一起。主要原因就在于：对于绝大部分制造企业而言，没有计算机化，就无法真正到达MRP-II所要求规范化、定量化、及时化和一致化。集成制造系统理论讲义第77页当前已经有相当部分中国制造企业(包含在中国外资企业)成功地实施或正在实施MRP-II管理，也有一些企业在实施MRP-II管理道路上停滞不前，甚至于失败，从经验和教训上，总结出企业实施MRP-II成功三个关键之处，即：(1)企业领导高度重视,主动参加和强力推进；(2)企业产品适适用MRP-II管理；(3)企业取得功效适当MRP-II系统和有效支持服务。集成制造系统理论讲义第78页7.企业资源计划企业资源计划(EnterpriseResourcesPlanning，即ERP)，是基于计算机技术和管理科学最新发展，从理论和实践两个方面，提供企业(以制造业为代表)整体经营管了解决方案。ERP超越了传统MRP-II概念，吸收了准时生产(JIT)，全方面质量管理(TQC)等管理思想，扩展了管理信息系统范围，除财务、分销、生产管理、人力资源外，还集成了质量管理、决策支持等多种功能，并支持国际互联网(Internet)、企业内部网(Intranet)和外部网(Extranet)、电子商务(E-Business)等。集成制造系统理论讲义第79页1)ERP系统概念提出在MRP-II出现后10余年间，其原理、方法和软件都成熟和完善起来。但与此同时，又出现了许多新管理思想、管理方法。计算机和信息技术更是飞速发展。MRP-II系统软件也伴随在变。其主要改变有以下五个方面：(1)MRP-II需要完善。(2)新管理模式出现并加入到MRP-II软件之中来。(3)扩大MRP-II软件在企业内部功效和管理范围。(4)将软件管理功效延伸到企业之外

(5)新技术发展要求

集成制造系统理论讲义第80页2)ERP系统(功效)结构ERP管理系统主要由以下六大功效目标组成：(1)支持企业整体发展战略战略经营系统(2)实现全球大市场营销战略与集成化市场营销(3)完善企业成本管理机制，建立全方面成本管理(TotalCostManagement)系统(4)应用新技术开发和工程设计管理模式(5)建立灵敏后勤管理系统(6)实施精益生产方式集成制造系统理论讲义第81页3)ERP系统管理思想ERP关键管理思想就是实现对整个供给链有效管理，主要表达在以下三个方面：(1)表达对整个供给链资源进行管理思想(2)表达精益生产、同时工程和灵敏制造思想(3)表达事先计划与事中控制思想集成制造系统理论讲义第82页4)应用ERP与企业关系(1)实施ERP是企业管理全方位变革(2)企业管理班子要取得共识(3)ERP投入是一个系统工程(4)ERP实施需要复合型人才集成制造系统理论讲义第83页8.智能制造1)智能制造研究背景市场原因技术进步原因2)智能制造含义智能制造技术是指在制造工业各个步骤，以一