系统工程与自动化生产线的设计

系统工程与自动化生产线的设计

林景栋

重庆大学目录系统工程1自动化系统2火工品自动化生产线3系统工程什么是系统？什么是工程？什么是系统工程？什么是系统工程方法论？.......系统工程系统工程方法论系统工程概述系统概述系统工程系统概述什么是系统？大的、复杂的、难于协调的整体生活中的例子公交、网购、移动通信、……工作、科研中的例子业绩考评、采购管理、自动上料、……系统概述系统的定义系统是有特定功能的、相互间具有联系的许多要素所构成的一个整体。工程的定义：利用自然规律创建至少能使一部分人受益的系统。系统概述目的性具有特定的整体功能多样性相关性组织化有两个以上要素(实体、概念、原理等）相互依存、相互制约必须被组织化，形成有序整体成为系统的条件系统概述高杆灯日常巡查维护工作流程5点系统有哪些特性？

目的性：功能整体性：表现形式层次性：主次之分相关性：要素相互促进,制约成长性与环境适应性：时间有效性。系统概述动态系统与静态系统实体系统与概念系统孤立(无物质、信息、能量交换)、封闭(无物质交换)与开放系统(物质、信息、能量均可交换)普通系统与大系统自然系统与人工系统系统的类型系统工程概述系统工程=+系统工程系统工程是以大型复杂系统为研究对象，按一定目的进行设计、开发、管理与控制，以期达到总体效果最优的理论与方法

。系统工程概述技术人员有关的一些术语科学：是一个理性的、按照一定方法理解自然的过程，目的是获得一定的预测能力或解决问题的能力。研究：是科研人员为认识自然、以提高预测能力而进行的一系列活动。技术：值得并执行合理的工程决策以达到理想目的的能力。工程：利用自然规律创建至少能使一部分人受益的系统。系统工程概述工程设计工程人员的主要目的不在于探索自然规律，而在于应用现有的知识。为一个工程系统选择设计参数的过程就是分配资源，设计过程就是一个决策过程，选择设计参数就是制定决策。科学不是决策的过程。在需要决策时，科学研究要告一段落，随之而来的才是工程设计。系统工程概述PPT模板下载：/moban/

行业PPT模板：/hangye/

节日PPT模板：/jieri/PPT素材下载：/sucai/PPT背景图片：/beijing/PPT图表下载：/tubiao/

优秀PPT下载：/xiazai/PPT教程：/powerpoint/

Word教程：/word/Excel教程：/excel/

资料下载：/ziliao/PPT课件下载：/kejian/

范文下载：/fanwen/

试卷下载：/shiti/

教案下载：/jiaoan/

原因工程设计过程就是一个实际系统的选型与决策过程系统工程就是把工程设计视为决策制定过程的一门科学。看看实际系统参数设计中进行选择、决策的例子：精度范围、尺寸大小、安装结构、测量范围、器件选型工程技术人员为什么要学习系统工程系统工程方法论霍尔的系统工程方法论系统工程常用方法系统工程基本观点系统工程方法论切克兰德的系统工程方法论物理-事理-人理方法论系统工程的构思原则系统工程方法论处理复杂系统时的基本观点整体的观点把系统内部所有要素看成一个整体，子系统最优与系统最优发生矛盾时，子系统要服从整个系统，反之，整个系统要对所有的子系统之间的关系进行协调，充分发挥各子系统的能动作用把系统与环境看成一个整体，从更高的角度来分析系统与环境的关系，在策划系统最优时，必须考虑环境的制约作用，必须使环境受益，在万不得已的情况下，力图使环境所受损失最小，决不允许环境受到不能接受的损失。系统工程方法论综合的观点遇到多目标、多因素、纵行交错、千变万化的系统时，应对目标、因素进行综合分析或评价，分清主次，对目标、因素进行综合。切忌只凭一时、一事、一地、一人进行决策。作好系统内各要素之间的协调工作，实现全系统的综合平衡。层次的观点在研究系统问题时，要熟悉系统中诸要素在各种空间内层次与分布，特别要分清系统诸要素在时间过程中的缓急，地域空间中的分布，权重空间中的轻重，目标空间中的主次。避免平均主义，抓住主要矛盾和主要方面。系统工程方法论价值的观点用最少的价值创造出最多的使用价值；如何用最短的时间、最少的人、财、物去改造一个现成的系统，用同样的人、财、物和时间去开发一个性能最好的系统。发展的观点

一个最优的系统也不是一成不变的，随着系统本身的发展、环境变化以及人们价值观念的变化，选优的标准在发展。因此，系统要适应环境就必须进行改造。系统工程方法论1.还原论与整体论相结合

还原论主张把整体分解为部分去研究。还原论相信客观世界是既定的，存在一个由所谓“宇宙之砖”构成的基本层次，只要把研究对象还原到那个层次，搞清楚最小组分即“宇宙之砖”的性质，一切高层次的问题就迎刃而解了。现代科学表明，许多宇宙奥秘来源于整体的涌现性，“多源于少”，“复杂生于简单”。真正的整体涌现性在整体被分解为部分时已不复存在。基于还原论的科学是存在的科学，无法研究演化现象。科学的态度是把还原论和整体论结合。系统工程中常用的一些方法系统工程方法论2.定性描述与定量描述相结合

任何系统都有定性特性和定量特性两方面，定性特性决定定量特性，定量特性表现定性特性。只有定性描述，对系统行为特性的把握难以深入准确。但定性描述是定量描述的基础，定性认识不正确，不论定量描述多么精确漂亮，都没有用，甚至会把认识引向歧途。定量描述是为定性描述服务的，借助定量描述能使定性描述深刻化、精确化

。系统工程方法论3.局部描述与整体描述相结合整体是由局部构成的，整体统摄局部，局部支撑整体，局部行为受整体的约束、支配。描述系统包括描述整体和描述局部两方面，需要把两者很好地结合起来。在系统的整体观对照下建立对局部的描述，综合所有局部描述以建立关于系统整体的描述，是系统研究的基本方法。系统工程方法论美国系统工程专家霍尔(A·D·Hall)于1969年提出，为解决大型复杂系统的规划、组织、管理问题提供了一种统一的思想方法。霍尔三维结构是将系统工程整个活动过程分为前后紧密衔接的七个阶段和七个步骤，同时还考虑了为完成这些阶段和步骤所需要的各种专业知识和技能。这样，就形成了由时间维、逻辑维和知识维所组成的三维空间结构，如图所示。霍尔的系统工程方法论：霍尔的系统工程方法论时间维规划阶段、计划阶段、研制阶段、生产阶段、运行阶段、更新阶段。TEXTADDHERE法律、经济、管理科学、计算机科学、工程技术、社会科学、环境科学。霍尔系统工程的三维结构知识维逻辑维明确问题、系统指标设计、系统建模、系统综合、优化、决策、设施。霍尔的系统工程方法论霍尔的系统工程方法论按预定目标构造方案，对每一方案进行必要的说明系统分析的需要，建立相应的模型。提出目标或目标体系明确要解决的问题系统综合系统建模系统指标设计明确问题从多个优选方案中选择一个方案决策实施对已选方案进行实施、修改，完善以上6个步骤，转入下一阶段项目的工作顺序霍尔的系统工程方法论规划阶段计划阶段研制阶段调查研究、明确研究目标，提出自己的设想和初步方案，制定出系统工程活动的方针、政策或规划。根据规划阶段所提出设计思想和初步方案，从社会、经济、技术、可行性方面进行综合分析，提出具体的计划方案和选择一个最优方案。以计划为指南，组织人财物及各环节、各部门，实现系统的试制方案（包括制定生产计划）。项目的阶段划分霍尔的系统工程方法论生产阶段运行阶段更新阶段生产零部件及整个系统（包括设计安装计划）。安装、调试好系统，完成运行计划，使系统按预定的目标运行服务。完成系统的评价，改进或以新系统代替老系统，使系统更有效的工作，为系统进入下一个研制周期准备条件。项目的阶段划分切克兰德的系统工程方法论切克兰德的系统工程方法论

偏重社会、机理尚不清楚的生物型的软系统，它较难用数学模型描述，往往只能用半定量、半定性或者只能用定性的方法来处理问题。处理这类问题的方法称为软方法。“软”的主要原因是它加人了人的判断和直觉，因此，解决问题时不像硬方法可以求出最佳的定量结果，而是所求出的结果一般是可行的满意解，并且有些结果因人而异。

偏重工程、机理明显的物理型的硬系统，可以用较明显的数学模型描述，有较现成的定量方法可以计算出系统的行为和最佳结果。霍尔方法处理这类系统非常有效。良结构系统不良结构系统切克兰德的系统工程方法论问题现状说明弄清关联因素建立概念模型改善概念模型比较实施切克兰德的“调查学习”软方法的核心不是寻求“最优化”，而是“调查、比较”或者说是“学习”，从模型和现状比较中，学习改善现存系统的途径。到目前为止，已提出一些解决不良结构的软系统方法，如专家调查法(德尔菲)情景分析法、冲突分析法等。但从系统工程方法论角度看，切克兰德的“调查学习”方法具有更高的概括性。切克兰德的系统工程方法论1.不良结构系统现状说明通过调查分析，对现存的不良结构系统的现状进行说明。3.建立概念模型在不能建立数学模型的情况下，用结构模型或语言模型来描述系统的现状。2.弄清关联因素初步弄清、改善与现状有关的各种因素及其相互关系。5.比较将概念模型与现状进行比较，找出符合决策者意图而且可行的改革途径或方案。4.改善概念模型随着分析的不断深入和“学习”的加深，进一步用更合适的模型或方法改进上述概念模型。6.实施实施提出的改革方案。切克兰德的系统工程方法论物理-事理-人理方法论D1D2D3D4物理是象征着本体论(Ontology)的客观存在(自然、社会;具体、抽象),包括物质及其组织结构。物理是阐述自然客观现象和客观存在的定律、规则,通过数据、方程、描述、及其他方式表达出来。物理就是指物质运动和技术作用的一般规律,是一种客观存在,不以人的意志为转移物理是指管理过程和管理对象中可以并应该由自然科、工程技术和“硬运筹方法”描述和处理的层面。物理是指涉及某项系统项目\问题处理过程中人们面对的客观存在，是物质运动的规律总和物理-事理-人理方法论D1D2D3D4物有常规,事有定理,这些基本规律或人类某些活动的理性行为可以称为事理。事理是指方法,或那些帮助人们基于世界和客观存在的机理之上的有效处理事务的方法。事理是指管理者介入和执行管理事物的方式和规律,包括如何感知、看待、认识、思考、描述和组织管理对象和管理过程事理有事理现象和事理本质,现象指人们在事理活动中直观把握的一切外部形态的东西及联系，构成办事过程的各种事实、现象。本质指隐藏在这些现象背后的办成办好事情应遵循的道理、规律等。事理是指涉及某项系统项目\问题处理过程中人们面对的客观存在及其规律时介入的机理。这种定义体现一种人-物界面物理-事理-人理方法论D1D2D3人理是关注涉及系统项目中所有团体相互之间的主观关系,包括顾客、权力当局、组织者、专家、潜在业主、使用者、操作者、受益和受损者。人理是指基于心理学、社会学、组织行为学,结合文化、传统、价值、观念等来把人组织在一起有效地开展的工作的方法。人理是指管理对象和过程中的人与人之间的关系,包括管理主体与主体之间的关系。研究人理包括研究管理过程中管理主体之间如何相互沟通、学习、调整、谈判、或者排斥甚至损害,涉及人与人之间的得与失、爱与恨、信任与怀疑、扶持与操纵。人理是指涉及某项系统项目\问题处理过程中的所有的人们之间的相互关系及其变化过程,通过研究和理顺这种关系,促进人们能按照可接受的事理去实现项目\问题的预定目标物理-事理-人理方法论工作步骤系统工程的构思原则系统工程的构思原则由粗到细的构思原则相互结合的构思原则程序化的构思原则系统工程的构思原则掌握必要的信息资料；从系统整体上把握住研究对象，认识其主要属性与运动规律以形成概念；23451再细化到具体方案及解决问题的可操作方案。自我提问：是否已把握（问题的本质及所有的要点，解决问题的原则、思路和手段），客观条件如何，环境允许吗。程序：清楚问题产生的背景和不同观点，调查、争论、学习、达到共识，定义问题和设定目标，明确解决问题的原则，总体构思，形成概念模型，设想具体方案，设计具体方案。由粗到细的构思原则提出解决问题的指导思想、原则、设想、方案等粗线条的构思框架；64.决策者、使用者和分析者相结合2.先定性分析，定性分析与定量分析相结合3.先定性分析，定性分析与定量分析相结合1.以问题导向为主，问题导向与方法导向相结合相互结合的构思原则系统工程的构思原则

以问题导向为主，问题导向与方法导向相结合问题导向法：遇到问题时，没有固定的处理问题的框架，采用系统观点去思考和定性分析问题，弄清问题的来龙去脉，找出问题的关键点，然后研究和确定解决问题的思路、途径和方法。一般程序是：调查研究问题的现状或症状→认识问题→方法研究或选用解决问题的方法（或修改已选用的解决问题的方法以适应问题）→解决问题。系统工程的构思原则

以问题导向为主问题导向与方法导向相结合方法导向法：遇到问题时，分析者用熟悉的、惯用的方法，对问题进行分析和处理，有熟能生巧的功能。一般程序是：了解问题→选用某种方法→简化问题以适应这种方法→解决问题、方案。系统工程的构思原则

以问题导向为主，问题导向与方法导向相结合在掌握系统分析和综合技术方法基础上的问题导向法，因为每种系统工程的技术方法都在一定程度上体现了系统的基本观点和思想，了解和掌握系统工程的主要技术方法，有利于对问题的深入认识、提高解决问题的能力，两者有机结合可发挥各自的优点。系统工程的构思原则系统工程的构思原则

科学方法与专家经验相结合由于领导者所处地位，他们自觉不自觉的应用系统工程的观点和思考方法去处理问题，积累了丰富的经验；有经验的实际工作者对所管理的系统有较全面的、深入的了解；系统分析者有很好的专长；能形成优势互补，实践证明这一方法的有效性。自动化系统什么是自动化？什么是自动化流水线？今后的自动化技术？...........自动化概述自动化：是指机器设备、系统或过程（生产、管理过程）在没有人或较少人的直接参与下，按照人的要求，经过自动检测、信息处理、分析判断、操纵控制，实现预期的目标的过程。自动化的广义内涵至少包括以下几点：在形式方面，制造自动化有三个方面的含义：代替人的体力劳动，代替或辅助人的脑力劳动，制造系统中人机及整个系统的协调、管理、控制和优化。在功能方面，自动化代替人的体力劳动或脑力劳动仅仅是自动化功能目标体系的一部分。自动化的功能目标是多方面的，已形成一个有机体系。在范围方面，制造自动化不仅涉及到具体生产制造过程，而是涉及产品生命周期所有过程。自动化流水线概述流水线指在工业化生产中，劳动对象按一定的工艺过程，顺利地从第一道工序流进，以一个统一的节拍经过若干道工序加工完毕直至产品形成的连续重复生产形式。另外一种定义为流水线就是在装配过程中按照规定的工艺、流程、路线和速度，有节奏、不间断地对劳动对象进行操作，直至使其变成成品的生产组织形式。流水式生产方式大大提高了生产效率，降低了生产成本，但其自身也存在比较严重的问题。如何合理的协调流水线各个生产工序的空间和时间组织，解决工序不整步问题使得流水线平衡，是推广流水生产线需要解决的首要问题。自动化流水线概述自动化流水线概述工序是流水线组成的最基本的单元之一，主要针对的是一个产品的生产流程而言的，指一个或一组工人，或者自动生产设备在一个工作地点对同一个或同时对几个工件进行加工所连续完成的一部分工艺过程，称之为工序。它是产品制造过程中的基本环节，也是构成生产的基本单位。工序又可分成若干工步。工步则是工序中的最小单位。工序可分为关键工序和辅助工序。关键工序主要是生产的逻辑关系决定的如果上一道工序能决定下面的工序是否开始执行，那么这一道工序就是关键工序。关键工序会直接影响产品在流水线生产中的时间。辅助工序相对于关键工序，主要是为关键工序服务的，处以被支配的地位。辅助工序本身并不直接影响流水线生产的时间，但是如果它会通过影响自己服务的关键工序间接影响流水线的生产时间。自动化技术概述在自动化技术的促进下,工业正在朝着数字化、智能化、网络化与综合集成化的方向发展,制造业的工厂正不断朝着高度一体化、集成化的进程前行。而未来,随着人们应用高端自动化技术的手段越来越成熟。物联网可谓是在各大媒体出镜率最高、而且与“智能”联系密切的名词之一。从“管理、控制、智能”的角度来看,其实物联网与工业自动化是一脉相承的,工业自动化包含采集、传输、计算等环节,而物联网是全面感知、可靠传递、智慧处理,两者是相通的。物联网只是更加强调无线、海量采访、智能计算。物联网与自动化技术是有着十分密切地联系的。两者的区别是“:传统的自动化网络多是通过有线网络来实现,网络连接范围较窄,而在传感网络中,无线网络成为主要的传输路径,且连接的范围更加广泛。”一脉相承的天性,让工业自动化厂商寻机物联网的发展是顺其自然的事情。自动化技术概述云计算是分布式处理、并行处理和网格计算的发展,或者说是这些计算机科学概念的商业实现。它的核心是海量数据的存储和计算,特别强调虚拟化技术的应用。简言之,云计算就是一种依托internet的超级计算模型,将巨大的资源联系在一起为用户提供各种IT服务。安全生产自动化是近年来,频繁出现的“词汇”。这是由于各种安全生产事故不断发生,应用自动化技术促使安全生产的需求日益增长。如何高效地利用自动化与信息化等高新技术,提高安全生产的水平成为当务之急。因而国家提出了“科技兴安”战略！安全的发展也同样离不开自动化。制造业的安全可以分为机械安全和过程安全。自动化技术概述网络化建模与仿真技术是目前建模与仿真界的一个研究热点。当前,网络化建模与仿真的技术内涵和应用模式正随着网络技术的发展而不断地扩展和丰富,网络技术和计算技术的快速发将带领我们进入普适计算时代。普适计算是建立一个由计算和通信构成的信息空间与人们生活的物理空间相融合,形成智能化空间。在这个智能化空间中,人们可以随时随地透明地获得计算和信息服务。网络化建模与仿真技术将向着普适化的方向发展。火工品自动化生产线什么是火工品？火工品的作用？如何实现火工品自动化生产线？..............什么是火工品？火工品的作用？如何实现火工品自动化生产线？..............火工品自动化生产线火工品自动化生产线的构建火工品自动化生产线的设计原则火工品概述火工品自动化生产线火工品自动化生产线应用时应注意的问题火工品自动化设备的作用与未来展望火工品概述什么是火工品？火工品，又称火具，是装有火药或炸药，受外界刺激后产生燃烧或爆炸，以引燃火药、引爆炸药或做机械功的一次性使用的元器件和装置的总称。包括火帽、底火、点火管、延期件、雷管、传爆管、导火索、导爆索以及爆炸开关、爆炸螺栓、启动器、切割索等。……火工品概述3大作用1．用于武器系统的传火、点火、延期及控制系统，保证武器的发射、运载等系统安全可靠地运行。2．用于武器系统的起爆、传爆及其控制系统，以控制战斗部的作用，实现对敌目标的毁伤。3．用于武器系统的推、拉、切、割、分离抛撒和姿态控制等做功序列及其控制系统，使武器系统实现自身调整或状态转换与安全装置。火工品的作用火工品的作用火工品概述火工品特征功能首发性武器系统的爆轰、燃烧为例，爆轰的产生是依靠雷管爆炸作为始发能源，而燃烧的产生则依靠点火器的点火为始发能源。火工药剂是武器系统所用药剂感度最高者，如在爆炸序列中以感度从高到底排序是起爆药、传爆药、主装药，而在点传火序列中感度从高到低依次为点火药、延期药、发射药或推进剂。作用敏感性按照用途分，火工品有航空航天系统用火工品、常规武器弹药系统用火工品、特种用途火工品等。使用广泛性PPT模板下载：/moban/

行业PPT模板：/hangye/

节日PPT模板：/jieri/PPT素材下载：/sucai/PPT背景图片：/beijing/PPT图表下载：/tubiao/

优秀PPT下载：/xiazai/PPT教程：/powerpoint/

Word教程：/word/Excel教程：/excel/

资料下载：/ziliao/PPT课件下载：/kejian/

范文下载：/fanwen/

试卷下载：/shiti/

教案下载：/jiaoan/

原则安全性原则 经济性原则可靠性原则火工品自动化生产线的设计原则

安全性原则 1.克服静电危害的防护技术2.本质安全防爆及隔爆技术目前，静电的危害已引起民爆器材行业前所未有的重视,在消除静电危害的方法方面已达成共识:一是提高火工品本身的抗静电能力;二是减少生产中的静电积累,这些指导思想即将在今后颁布的产品标准和安全中予以体现。对静电的研究表明,只要我们对生产中的人体、环境、工装器具采取有效的防静电措施,就能最大限度地降低静电危害。火工品一般具有易爆易炸性，生产环境必须严格遵循防爆标准。采用本质安全防爆及隔爆技术应用于起爆药生产，处于危险场所的电机采用隔爆型，按钮采用防爆型，摄像机配防爆壳，接近开关、温度传感器、流量传感器采用本安防爆型，动力电缆采用穿镀锌管加防爆软管的布线标准，严格执行《爆炸性环境用防爆电气设备“d”》标准。火工品自动化生产线的设计原则可靠性原则 火工品是武器系统中的激发系统，若其作用失效将造成整个武器弹药的失效，所以作用可靠性均要求较高。航天系统使用火工品时，往往通过冗余技术来提高系统的作用可靠性。单个火工品的可靠性是通过产品的输入感度和输出威力来考核，但可靠性不仅只单个火工品元件的高可靠性，更为重要的是组成传报序列后火工品之间的匹配和界面能量传递的高可靠性。另外，可靠性设计要考虑人因工程，从设计上有效降低人员生产和装配过程中出现差错的概率。火工品自动化生产线的设计原则经济性原则 火工品自动化生产线的经济性要从设计制造的经济性和产生的军事效果来衡量。首先，由于大多数火工品的定货属于小批量定货，设计成本成为影响产品经济性的重要部分，所以设计时应贯彻多采用成熟技术与少数技术相结合的低成本原则。也就是将自动化生产线的设计保证功能的原则上，尽可能的在不改变原设计框架的基础上，尽可能的做到高的通用性，在生产相同种类不同规格的火工品时，只需要将关键工装进行修改，就可以实现生产要求。火工品自动化生产线的设计原则由于火工品具有易燃、易爆、有毒和易腐蚀性，生产过程具有专业性强、通用性差、危险性大等特征，决定了弹药生产过程的每个环节都必须采取特殊的、严格的安全与技术措施和管理制度，弹药工艺技术的持续改进与提升和生产过程自动化，是实现先进弹药生产的重要保证。为此，在火工品生产自动化生产线构建中，需要注意以下问题：火工品自动化生产线的构建由于火工品具有易燃、易爆、有毒和易腐蚀性，生产过程具有专业性强、通用性差、危险性大等特征，决定了弹药生产过程的每个环节都必须采取特殊的、严格的安全与技术措施和管理制度，弹药工艺技术的持续改进与提升和生产过程自动化，是实现先进弹药生产的重要保证。为此，在火工品生产自动化生产线构建中，需要注意以下问题：火工品自动化生产线的构建3.以先进工艺技术和设备为核心构建火工品自动化生产线注意事项2.安全技术贯穿生产线。传统的安全技术除执行规范外，具体措施是以防为主，如消除静电、避雷、探爆雨淋、吸浮药等。6.安全的物流技术是火工品生产线自动运行的关键4.应用自动化检测技术保证产品质量5.加强生产线的可靠性增长与兼容性。7.自动化控制技术是先进火工品生产线的中枢1.先