第2章制造系统基本原理7~8.ppt

1、现代制造系统,第 1 章 制造系统总论 第 2 章 制造系统基本原理 第 3 章 先进制造模式 第 4 章 先进设计技术 第 5 章 先进制造装备及技术 第 6 章 先进制造工艺技术 第 7 章 绿色设计与制造 第 8 章 典型产品的制造系统 第 9 章 制造系统展望,第2章 先进制造系统基本原理,2.1 制造系统的类型 2.2 AMS的组成 2.3 AMS的性能原理 2.4 AMS的建模原理 2.5 AMS的决策属性 2.6 AMS的设计原理 2.7 AMS的运行原理 2.8 制造系统的信息化,2.7 AMS的运行原理,2.7.1 AMS的运行功能 2.7.2 生产计划、MRP与ERP 2.

2、7.3 生产控制 2.7.4 AMS的控制方式,2.7.1 AMS的运行功能,AMS的运行问题主要是管理与控制问题。 AMS管理与控制的主要目标是合理计划、调度与控制物流，减少制造系统中的“空闲时间”，提高制造设备的利用率，以提高生产率。 AMS的运行包含两个方面： 1)生产计划，它决定什么时候生产、生产多少以及生产什么产品，它也考虑为完成生产所需要的资源； 2)生产控制，它决定进行生产所需要的资源是否已被提供，如果没有则采取必要的行动。 AMS运行有时还包含库存控制功能，该功能主要用于决定合适的原材料、在制品和成品的库存水平。,2.7.1 AMS的运行功能,AMS运行问题的求解取决于制造系统

3、的类型。 1)对于多品种小量生产类型的制造系统，生产的产品通常是复杂的并包含许多部件，每个部件都需要多个工步才能完成。有效地运行这类制造系统要求详细的生产计划，排序和协调大量不同的部件生产。 2)对于大量生产的制造系统，往往采用流水线布局，这类制造系统的运行问题相对简单，只要保证正确的部件在正确的时间到达正确的工位即可。但是一旦不能进行正确的控制，则会造成整条线停止的重大后果。 多品种小量生产的运行着重考虑生产计划问题。 大量生产则着重考虑生产控制问题。,2.7.1 AMS的运行功能,图2-24给出了制造系统运行所需的功能模块和它们之间的关系。 整个运行功能可从计划和控制两个角度来划分层次。

4、划分层次的目的有两个： 体现生产管理由粗到细的深化过程； 为了明确不同管理层的责任。,2.7.1 AMS的运行功能,2.7.1 AMS的运行功能,（1）生产计划系统的层次 企业的生产计划系统一般分为5个层次： 1）企业经营规划（计划期为37年） 2）生产计划大纲（又称为销售与生产规划，计划期为13年） 3）主生产计划（计划期为318周） 4）物料需求计划（计划期为318周） 5）车间作业控制（计划期为1周） 每一层计划都是对上一层计划的进一步细化和补充。这些计划分别反映了企业远长期、中长期、中期和短期的行为，并由相应的计划管理人员负责。其中，主生产计划是粗略的生产计划，物料需求计划则是详细的生

5、产计划。,2.7.1 AMS的运行功能,（2）生产控制系统的层次 制造系统生产控制的任务一般分为4级：图2-24b 总控级、调度级、过程级和执行级。 根据主生产计划，一般离线进行加工计划的制定。 总控级是整个生产控制系统的心脏。总控级的任务有： 工艺控制，如NC程序管理和分配； 工况数据的采集与处理，图形显示等； 监控与诊断，检查故障的情况与原因等。 调度级完成调度控制，如根据任务单进行内部调度，产生工件和刀具流的控制数据。 过程级则直接控制加工设备、传送系统、仓库等执行级。,2.7.1 AMS的运行功能,生产控制系统硬件的主体是计算机系统。 各层计算机系统一般采用多客户机/服务器结构形式，

6、在分布式数据库支持下，通过网络传递数据和信息。 公司控制层计算机主要完成经营管理、战略决策任务和全局信息的管理、分析及集成管理。 工厂控制层由多台计算机构成的子系统组成，承担制造系统的生产管理、技术工程和工厂的信息处理任务，要求一定的实时处理能力。 车间控制层由担任各种车间管理和实时监控的工作站和微机子系统组成，要求具有实时处理能力。 设备控制层的计算机直接置入制造加工设备，完成设备控制功能。,2.7.2 生产计划、MRP与ERP,1. 生产计划大纲 2. 主生产计划 3. MRP与ERP 4. 车间作业计划,2.7.2 生产计划、MRP与ERP,1. 生产计划大纲 生产计划大纲是企业的一个长

7、期生产计划，它在经营与生产之间架起一座桥梁，并为主生产计划提供一个框架。通常针对经营计划的任务，它必须回答以下问题： 某类产品在今后13年或更长一段时间内， 需要制造多少？制造这些产品需要哪些资源？ 有哪些可用资源？ 采取哪些措施来协调总资源需求和可用资源之间的差距？,2.7.2 生产计划、MRP与ERP,2. 主生产计划 主生产计划反映了生产对需求的一种承诺，是对生产计划大纲内容的进一步细化。 主要任务：说明企业在各计划时间段内制造什么项目，数量是多少，并且其汇总结果等于生产计划大纲的总量。 编制主生产计划的主要信息来源： 生产计划大纲、预计的需求、可用的资源、项目的资源使用定额、制造提前期

8、。,2.7.2 生产计划、MRP与ERP,3. MRP与ERP MRP中的MRP是指制造资源计划 Manufacturing Resource Planning， 指对原版本MRP扩展后形成的新版本， 而MRP的含义为物料需求计划 Material Requirement Planning， 现在只是MRP中的一个子系统。 MRP可精确编制企业生产计划、供应计划、劳动力计划，可对不同计划进行测试和评价，以提高生产率、减少库存、降低成本、进行监控、改善管理水平。 MRP提供的是一组软件工具，是对一个企业的人、财、物、时间等资源进行全面管理的人机系统。,2.7.2 生产计划、MRP与ERP,3.

9、MRP与ERP 我国目前使用的MRP大致包括以下模块： 物料清单BOM；生产计划大纲PP； 主生产计划MPS；粗能力需求计划RCCP； 物料需求计划MRP；能力需求计划CRP； 车间作业管理PAC；库存管理IM； 3个财务管理，总账GL、应收账AR、应发账AP； 产品成本管理PC； 客户订单输入COE，即销售管理。 这11个模块一般相对独立，但实现时必须有先有后。,2.7.2 生产计划、MRP与ERP,3. MRP与ERP 目前MRPERP。 ERP与MRP的主要区别是： ERP面向供应链管理的信息集成，扩大了传统MRP系统的制造、分销、财务功能，在需求端增加了客户关系管理CRM，适应企业业务

10、流程重组BPR； MRP只是实现了物流和资金流信息的集成。 ERP侧重于各种管理功能的信息集成，它与CIM在内容上有重叠但又是互补的关系。 在生产计划中，ERP支持MRP与JIT的混合生产管理模式，也支持离散型、连续型、混合型等多种生产方式的管理模式。 图2-25表示了MRP、MRP与ERP三者之间的关系。,2.7.2 生产计划、MRP与ERP,3. MRP与ERP,2.7.2 生产计划、MRP与ERP,4. 车间作业计划含义 在MRP中称为车间作业控制（Shop Floor Control）。 它是一种工作日或工作班范围的零件加工工序进度计划，处于MRP的最底层。 作业计划的任务是为加工单元

11、编制作业顺序计划。计划编制与调度应兼顾交货期、设备利用率和系统生产率。计划与管理的软件系统要编制出作业计划、刀具需求计划并进行作业的静态调度和刀具预调。 在MRP下达的系统月、旬或周生产作业计划的基础上，制定工序级作业计划，该计划将确定规定的计划期间内各种制造设施的具体使用状况，每日/班内加工的工件种类和数量等。,2.7.2 生产计划、MRP与ERP,4. 车间作业计划目标 合理利用各种资源，按品种、质量、产量和交货期等要求制定可实施的生产计划。 建立良好的生产秩序，保证生产过程的平滑性。 使制造系统的生产率最高、缩短产品的制造周期、减少在制品数量、加速资金周转、提高系统整体经济效益等。,2.

12、7.2 生产计划、MRP与ERP,4. 车间作业计划功能 1）生产任务的最优分组（批）（Lot-Size Analysis） 该功能是将旬或周生产作业计划分解成日或班次计划，将生产任务（如被加工的工件）进行最优分组，以减少系统的准备调整时间（Set-up Time），并均衡地提高系统内各种资源的综合利用率。常将工艺相似工件分在一组 。 2）生产任务的最优负荷平衡（Optimal Load Balance） 负荷是指每台设备所承担的加工或装配工作量。在 最优负荷平衡的目标是，在同一组生产任务中使各主要设备的工作时间之差最小。 3）生成系统资源需求计划 为了完成加工任务，必须在考虑上述问题的同时制

13、定出系统内其他资源的最优需求计划，例如刀具的需求计划。,2.7.2 生产计划、MRP与ERP,4. 车间作业计划功能 制定生产任务最优分组策略的标准有： 生产任务的交货期（Due-Date）限制； 生产任务分组后的组数应尽可能少； 为每组生产任务实现最优均衡负荷分配提供条件； 以系统内其他辅助资源需求限制（如夹具、托盘）作为约束条件。 在上述标准中，尽可能减少生产任务分组的组数是为了减少系统调整的次数，进而减少系统调整的时间开销。,2.7.3 生产控制,1. 生产系统调度 2. 生产过程控制,2.7.3 生产控制,1. 生产系统调度 生产系统调度是一种运行控制。它动态地根据下级送来的反馈信息和

14、实际的系统状态数据，决定下一步执行哪一道工序。 调度自动化是指根据多种优化目标，采用计算机的各种算法自动地完成调度的任务。 调度一般应解决问题：加工工序的最优化和加工工艺路线的自动优化，以及各类设备的利用率等。 一般生产任务的调度问题分解为两个子问题： 静态调度，动态调度。,2.7.3 生产控制,1. 生产系统调度 1）静态调度（Static Scheduling） 是指在系统运行之前预先确定每个任务（工件）进入系统的先后顺序。 由于任务进入系统的先后顺序严重影响它在系统内的“通过时间”， 因此生产任务静态调度的优化目标是使系统的工作时间（make span）最小。 工作时间是指从第一个任务进

15、入系统开始加工到最后一个任务完毕离开系统所经历的时间。,2.7.3 生产控制,1. 生产系统调度 2）动态调度（Dynamic Scheduling） 是指系统处于运行过程中，对系统内的被加工任务进行实时再调度的功能。 例 当FMS处于运行状态时，在一个加工中心的托盘交换站前，有多个被加工的工件处于等待状态，等待的工件集合称为等待队列。这种等待队列虽经静态调度的优化，但在系统运行过程中会出现一些不可预见的扰动，这些扰动会使原已优化的静态调度变成非优化的调度，有时甚至会影响生产任务负荷平衡的结果。 因此在系统运行过程中必须有一个根据系统的实时状态改变生产任务的动态调度。,2.7.3 生产控制,2

16、. 生产过程控制 过程控制的主要功能是：执行调度控制级发出的调度命令，控制物流系统、加工系统等子系统的协调运行，最终完成制造系统的控制任务。 过程控制所完成的具体任务包括： 控制零件数控程序的分发； 刀具管理和输送控制； 监测机床状态和控制机床运行； 监测物料输送系统的状态和控制该子系统运行； 监测装卸站的状态和控制装卸站的活动。,2.7.3 生产控制,2. 生产过程控制 制造系统运行的实际实际状态与生产计划的期望状态之间总会因扰动而产生偏差。 造成这种偏差的原因有： 对未来生产活动的预测方法不完善； 生产计划是按照不准确的预测值制定的； 按标准值制定的工艺规划、日程计划与实际情况有差别； 在

17、计划实施过程中，可能出现随机扰动，如关键加工设备故障、操作者缺勤等； 原材料或其他生产要素短缺； 操作错误出现不合格品等。,2.7.3 生产控制,2. 生产过程控制 过程控制的功能还应包括应用反馈控制原理校正这种系统状态的偏差，使系统内的物料流动和系统资源利用等尽可能与生产计划与调度所期望状况吻合。这些具体任务包括： 系统实时状态数据采集； 数据分析； 为减小生产活动实际状态与期望状态之间的偏差而进行的控制决策。,2.7.4 AMS的控制方式,1. 制造系统对控制性能的要求 2. 制造系统的几种控制方式 （1）三种控制方式的比较 （2）非等级控制常用的策略 （3）混杂控制方式,2.7.4 AM

18、S的控制方式,1. 制造系统对控制性能的要求 为了对制造系统进行有效控制，使其对市场需求进行敏捷响应，必须对制造系统的控制性能提出如下要求： 可靠性（Reliability） 是指系统按照规定指标无故障连续运行性的度量。 适应性（Adaptability） 是指控制系统对制造环境迅速变化的适应性能力。 扩展性（Extensibility） 是指扩展系统功能时，加入新控制单元的可行性。,2.7.4 AMS的控制方式,2. 制造系统的几种控制方式 为了便于对控制系统进行研究，人们把一个复杂的控制系统分为若干控制单元。 控制方式描述了控制系统中各控制单元的决策职责和权限及各控制单元之间的协调关系。

19、为了实现对生产活动的有效控制，适应组织管理方式的发展，制造系统的控制方式经历的过程是： 19世纪后期的集中式控制； 早期CIMS广泛应用的递阶式控制； 随着人工智能和信息技术发展的分布式控制。,2.7.4 AMS的控制方式,2. 制造系统的几种控制方式 （1）三种控制方式的比较,图2-26 制造系统的三种控制方式结构示意图 a）集中式控制 b）递阶式控制 c）分布式非等级控制 表示控制单元；表示被控制的制造实体（如CNC机床、自动小车、装卸机器人）；与之间的连接线表示控制关系,a）,b）,c）,2.7.4 AMS的控制方式,（a）集中式控制 集中控制单元由一台强功能计算机构成 所有控制决策功能

20、由集中控制单元承担 全局数据库记录系统的全部活动 优点 全局信息统一处理并共享 可全局优化 唯一的系统状态信息源 缺点 响应速度慢且不一致 可靠性差， 完成控制任务依赖于唯一的集中控制单元 可扩展性差，控制软件难以更改,2.7.4 AMS的控制方式,（b）递阶式控制 从上到下逐步细化，异型多种计算机构成系统 采用主从式分层控制策略，决策层之间维持刚性的 上下级关系 上层监督和协调下层的所有活动 各层有各自特定功能和集中的数据库。 优点 可逐步实现，降低了控制难度 可用冗余的计算机资源来增强系统容错能力 可利用状态反馈信息 简化各控制模块的规模和复杂性 利于处理各种动态和静态的数据及决策需求,2

21、.7.4 AMS的控制方式,（b）递阶式控制 缺点 上层故障会造成下层控制整体瘫痪 改变设备布置会影响整个控制系统，柔性很差 通信延迟使上层决策滞后于下层变化， 动态适应性差 局部控制器计算能力有限 增加信息传递环节，降低通信可靠性,2.7.4 AMS的控制方式,（c）分布式控制 同型或异型计算机构成系统 单元间按协议协商解决问题 完整的局部自治，不存在监控单元， 各单元均为自治的实体 只有局部数据库 优点 降低了系统的复杂性 模块化结构更具柔性，也易于扩展 降低了监视过程对实时控制的延迟 容错能力强 真正权力下放使工作者责任感增强,2.7.4 AMS的控制方式,（c）分布式控制 缺点 异型计

22、算机及其通信协议难以协调 难以实现完全的分布式 尚无支持全部功能的硬件和软件 存在数据重复和数据冲突的趋势 存在死锁的可能性 目前分布式控制引起了广泛的研究兴趣，但要在生产中得到广泛应用，仍需在两方面研究： 异构系统间的兼容性问题； 单元自主性与系统整体性能优化的矛盾。,2.7.4 AMS的控制方式,（2）非等级控制常用的策略 排队 当一项新任务进入系统时，系统按照预约的原则把它分配到一个单元，这种原则可以是最短排队长度原则或最先可用单元原则。 任务投标 当一项新任务进入投标系统时，各单元把任务的处理要求及规范与自己的能力进行比较，有能力完成该任务的单元参加投标。按照预约的判据，投标值最高或最

23、低的单元将获得该项任务。,2.7.4 AMS的控制方式,（2）非等级控制常用的策略 协商 当一项新任务进入协商系统时，有能力完成该项任务的单元与另一试图承担该项任务的单元协商。每个单元内均包含该单元的所有信息，包括它能加工的零件族、可用的排队场地等。每个单元仅试图获得自己能完成的任务，它总是试图按照自己的能力和当前的负荷状况，估计自己完成该任务的效率来获得这项任务。 协作 各单元为系统任务更好地分配而协作。协作策略可采取资源共享和任务交换等形式。协作在原理上与协商不同。协商是各单元为获得任务而竞争。,2.7.4 AMS的控制方式,（3）混杂控制方式 改进型递阶控制 强调了各平级子层之间的直接通

24、信和协调关系。,图2-27 常见的混杂控制方式 a）改进型递阶控制,a）,2.7.4 AMS的控制方式,（3）混杂控制方式 半非等级控制 由若干改进型递阶控制结构组成，其各顶层形成平等的通信和协调关系。,图2-27 常见的混杂控制方式 b）半非等级控制,b）,2.7.4 AMS的控制方式,3）混杂控制方式 寡头控制 是各控制单元之间关系最为复杂的一种结构，它要求包括顶层在内的各控制层内保持平等的直接通信和协调关系，同时还要求各上层与每一下层保持明确的上下级关系。,c）,图2-27 常见的混杂控制方式 c）寡头控制,2.7.4 AMS的控制方式,（3）混杂控制方式 总之，混杂控制结构兼有递阶控制

25、和非等级控制的特点，层与层之间为上下级关系，同一层各控制单元为平等关系。 由于各控制单元间的关系较为复杂，不像递阶控制或非等级控制中，各控制单元之间具有一致的上下级或平等关系，在实现时需要对各控制单元之间的关系进行仔细地设计。,2.7 END,2.8 制造系统的信息化,2.8.1 信息化制造的定义 2.8.2 信息化制造的内容与任务 2.8.3 信息化制造的特点与技术 2.8.4 信息化制造的作用 2.8.5 案例：信息化成为企业的发展动力,2.8.1 信息化制造的定义,1. 信息与信息技术 2. 信息化的提出与内涵 3. 信息化制造的含义,2.8.1 信息化制造的定义,1. 信息与信息技术

26、信息是指应用文字、数据或信号等形式通过一定的传递和处理，来表现各种相互联系的客观事务在运动变化中所具有特征性内容的总称。 信息技术是人类开发和利用信息资源的所有手段的总和。信息技术既包括有关信息的产生、收集、表示、检测、处理和存储等方面的技术，也包括有关信息的传递、变换、显示、识别、提取、控制和利用等方面的技术。,2.8.1 信息化制造的定义,2. 信息化的提出与内涵 信息化是指加快信息高科技发展及其产业化，提高信息技术在经济和社会各领域的推广应用水平并推动经济和社会发展前进的过程。 信息化最初起源于1993年美国提出的“信息高速公路计划”。 信息化的内容包括信息生产和信息应用两方面。 信息化

27、的实施包括产品信息化、企业信息化、行业信息化、国民经济信息化和社会信息化五个层次。,2.8.1 信息化制造的定义,2. 信息化的提出与内涵 企业信息化是国家信息化战略中最重要的组成部分。 企业是国民经济的基本单位，而企业信息化是国民经济信息化的基础，所以要实现信息化战略，重点是必须加强企业信息化的建设。 “信息化带动工业化，工业化促进信息化”， 发挥后发优势，追赶并超越发达国家， 是我国在世界经济舞台上的应对之策。 信息化制造是企业信息化的主要内容。 究竟什么是信息化制造呢？,2.8.1 信息化制造的定义,3. 信息化制造的含义 信息化制造 也称为制造业信息化。 它是指在制造企业的生产、经营、

28、管理的各个环节和产品生命周期的全过程，应用先进的计算机、通信、互联网和软件等信息技术和产品，并充分整合、广泛利用企业内外信息资源，提高企业生产、经营和管理水平，增强企业竞争力的过程。,2.8.1 信息化制造的定义,3. 信息化制造的含义 通俗地说，信息化制造就是用0和1的数字编码来表示、处理和传输制造企业生产经营的一切信息。 企业生产经营的产品信息、工艺信息、物料信息、生产信息、财务信息和市场营销信息等一切信息，不仅能够用0和1这两个数字编码来表示和处理，而且能够以光的速度在光纤中传送，使企业生产经营的信息流实现数字化。 信息化制造的目的是：把信息变成知识，将知识变成决策，把决策变成利润，从而

29、使制造业的生产经营能够快速响应市场需求，达到前所未有的高效益。,2.8.2 信息化制造的内容与任务,1. 信息化制造的内容 2. 信息化制造的任务,2.8.2 信息化制造的内容与任务,1. 信息化制造的内容 信息化制造的内容可以分成四个方面： 生产作业层的信息化、 管理办公层的信息化、 战略决策层的信息化、 协作商务层的信息化。 协作商务层是基于企业与外部联系讲的， 前三者则是基于企业内部讲的，形成企业内部信息化的三个层次，如图2-28所示。,2.8.2 信息化制造的内容与任务,2.8.2 信息化制造的内容与任务,1. 信息化制造的内容 （1）生产作业层的信息化：包括 设计、研发的信息化 例

30、CAD/CAM/CAPP等； 生产的信息化 例 快速成型（RP）、NC、FMS等； 作业监控的信息化 例 CAT/CAI/CAQC （计算机辅助测试/检查/质量控制）等。,2.8.2 信息化制造的内容与任务,1. 信息化制造的内容 （2）管理办公层的信息化 有根据企业量身定做的MIS（管理信息系统）， 也有通用程度很高的企业全面管理软件， 例 MRP（制造资源计划） 或ERP（企业资源计划）等， 还有办公自动化系统（OAS）、 工作流系统（WFS）等。,2.8.2 信息化制造的内容与任务,1. 信息化制造的内容 （3）战略决策层的信息化：包括 决策支持系统（DSS）、 战略信息系统（SIS）、

31、 经理或主管信息系统（EIS）、 专家系统（ES）等。 这三个层次必须 统一规划、统一设计、统一标准和统一接口， 实现企业物资流、资金流和信息流的有机统一。,2.8.2 信息化制造的内容与任务,2. 信息化制造的任务 信息化制造是一项长期的、综合的系统工程。它的建设任务包括硬件、软件和应用系统等方面。 （1）硬件方面 包括 因特网（Internet）的连通，企业内部网和企业外联网（Intranet/Extranet）的构建， 科研、生产、营销、办公等各种应用软件系统的集成或开发， 企业内外部信息资源的挖掘与综合利用， 信息中心的组建 以及信息技术开发与管理人才的培养。,2.8.2 信息化制造的

32、内容与任务,2. 信息化制造的任务 （2）软件方面 包括 相关的标准规范问题以及安全保密问题的研究与解决， 信息系统的使用与操作以及数据的录入与更新的制度化， 全体员工信息化意识的教育与信息化技能的培训， 与信息化相适应的管理机制、经营模式和业务流程的调整或变革。,2.8.2 信息化制造的内容与任务,2. 信息化制造的任务 （3）应用系统方面 具体内容包括网络平台、信息资源、应用软件建设三大部分。 企业信息化在应用层应有的主要系统是：技术信息系统，管理信息系统，办公自动化系统，企业网站系统，企业电子商务系统等。 这些应用软件系统必须有相应的企业综合信息资源系统的支持，还要有相应的数据维护管理系

33、统。 所有系统要建立在计算机网络平台之上，并要配有网络资源管理系统和信息安全监控系统。,2.8.2 信息化制造的内容与任务,2. 信息化制造的任务 从企业经营学的角度看：企业产品的销售、企业技术开发能力、企业文化和企业抵御风险能力是企业经营中四个最主要的因素。制造业在当前发展中除了需要注意把握这四个因素外，不要错过开展信息化的这一历史机遇。 当前涌现出大量企业建立的企业网站，利用它发布企业信息、产品信息等，使这些信息可以方便、快捷地传递到各个角落，达到宣传和产品销售的效果。它们当中的一些企业在信息化初步实践中得到了好处，同时也开始尝试使用搜索引擎、企业邮箱、信息化模块化产品、客户关系管理（CR

34、M）系统等信息化技术。,2.8.3 信息化制造的特点与技术,1. 信息化制造的基本特点 2. 信息化制造的主要技术,2.8.3 信息化制造的特点与技术,1. 信息化制造的基本特点 信息化制造涉及制造系统的方方面面， 从硬件到软件、 从技术到管理、 从企业到全社会的组织与个人、 从局部资源到全球资源等等。 其显著特点有： 制造信息的数字化与无纸化。 制造设备的柔性化与智能化。 制造组织的全球化与敏捷化。 制造过程的并行化与协同化。 制造资源的分布性与共享性。,2.8.3 信息化制造的特点与技术,1. 信息化制造的基本特点 制造信息数字化已显现无纸化制造迹象。表现3方面： 产品设计数字化 计算机在

35、产品设计中的应用导致了工程图样向产品定义数据发展（图2-29）。产品设计正在经历着从人工绘图、计算机绘图、计算机支持设计到“无纸”设计的变化。,工程图纸,工程图纸,产品定义 数据,产品定义 数据,过去,现在,未来,唯一的生产依据,两种生产依据并存,唯一的生产依据 标准适合新设计,图2-29 产品设计数字化,2.8.3 信息化制造的特点与技术,1. 信息化制造的基本特点 制造信息数字化已显现无纸化制造迹象。表现3方面： 产品设计数字化 “无纸”设计 生产过程数控化 传统制造业的加工、成形、装配、测量等生产过程是由手工来控制的，计算机在制造过程中的应用实现了数字指令控制，产生了“无纸”生产的变化。

36、 企业管理网络化 制造企业中的各种信息（如图形、数据、知识和技能等），通过网络在企业内传递，可以实现工作流与过程管理，进行审核会签批准等。一些企业现在已提倡“无纸办公”。这种办公方式加速了信息流在企业内外的流动，也规范了管理。,2.8.3 信息化制造的特点与技术,2. 信息化制造的主要技术 信息化制造技术是先进制造技术的核心。 信息化制造技术主要由三部分组成： 上游的计算机辅助设计/制造（CAD/CAM）、制造仿真和虚拟制造（VM）； 下游的计算机辅助数字控制加工、装配、检测（CNC/CAA/CAI）； 管理层面的计算机辅助管理（MIS/MRP）和动态联盟企业（VE）的建立。,2.8.3 信息

37、化制造的特点与技术,2. 信息化制造的主要技术 目前信息化制造需要解决的主要技术有：10 敏捷制造理论和企业机制的研究。 多企业间虚拟供应链管理技术研究。 基于网络的现代设计理论及方法的研究。 异地设计、异地制造分布式并行处理协同求解策略。 多企业虚拟信息资源库的建立及其管理系统。,2.8.3 信息化制造的特点与技术,2. 信息化制造的主要技术 目前信息化制造需要解决的主要技术有：10 信息标准化研究。 动态网络联盟的网管中心建立。 基于Internet/Intranet的机电产品 虚拟制造系统建模技术。 快速原型与创新设计技术。 产品开发的决策与评价体系的建立。 信息化制造的核心是管理方式的

38、完善和提高，企业要成为技术的主人。,2.8.4 信息化制造的作用,（1）有利于企业适应国际化竞争 （2）实现企业快速发展的前提条件 （3）有助于实现传统经营方式的转变 （4）可以节约营运成本提高工作效率 （5）可以使内部管理结构更加扁平 （6）可以提高企业的客户满意度,2.8.4 信息化制造的作用,（1）有利于企业适应国际化竞争 加入WTO以后， 企业更直接地面对国际竞争的挑战， 在全球知识经济和信息化高速发展的今天， 信息化是决定企业成败的关键因素， 也是企业实现跨地区、跨行业、跨所有制， 特别是跨国经营的重要前提。,2.8.4 信息化制造的作用,（2）实现企业快速发展的前提条件 信息化可以

39、实现企业自身的快速发展。 虽然各个企业的规模、所处的行业生态环境 和发展阶段目标不尽相同， 但每个企业终究有存在的社会价值和自我价值。 企业存在的目标就是追求利润最大化， 它们都渴望自身快速发展。 利用信息化得到行业信息、竞争对手信息、产品信息、技术信息、销售信息等， 同时及时分析这些信息，做出积极的市场反应， 达到企业迅速发展的效果。,2.8.4 信息化制造的作用,（3）有助于实现传统经营方式的转变 传统的加工业离不开生产和销售， 传统的零售业也离不开供、销、存。 但是在信息化发展的今天， 这些关键环节都可以借助信息化去实现， 同时信息化可以派生新的销售手段。 例如，美国的亚马逊书店（），

40、国内的当当书店（）， 读者可以在网上不限时间地随意挑选喜爱的书籍，从中体会信息化给生活带来的“现代气息”。 国内越来越多的企业也逐步开展网上经营的方式，在传统经营的基础上开辟了一种企业营销新模式。,2.8.4 信息化制造的作用,（4）可以节约营运成本 信息化使传统经营方式发生了转变， 有利于加速资金流在企业内部 和企业间的流动速度， 实现资金的快速重复有效的利用。,2.8.4 信息化制造的作用,（5）可以提高工作效率 信息化使企业内部管理结构更趋于扁平化。 信息化使信息资源在企业内部得到共享， 原始信息从传递到决策过程中反馈的时间大大缩短。 信息化给企业决策层与基层、各部门之间的迅速沟通创造了

41、条件。 上级管理者可随时跟踪、监控下级的工作状况，管理更加直接。 信息化拉近了管理层与各基层之间的和谐关系， 有助于改变企业内部的低效体制，提高了工作效率。,2.8.4 信息化制造的作用,（6）可以提高企业的客户满意度 信息化缩短企业的服务时间， 并可及时地获取客户需求， 实现按订单生产， 促使企业全部生产经营活动的运营自动化、 管理网络化和决策智能化。 根据调查，国内企业有 70.4%认为进行信息化建设有助于宣传产品， 67.7%认为可以提高企业知名度， 33.6%认为能够降低生产、销售、运营成本。 海尔、海信、创维等大企业已开始发展信息化， 并获得本身经营利润、内部经营管理、产业技术优化等

42、综合能力的提高。,2.8.5 案例：信息化成为企业的发展动力,1. 山东曲轴总厂实施信息化概况 2. 从机制上推进信息化建设工作 3. 改革生产计划的管理机制 4. 实施销售和供应系统 5. 经济效益分析,2.8.5 案例：信息化成为企业的发展动力,1. 山东曲轴总厂实施信息化概况 该厂创建于1954年，是目前国内规模最大的曲轴专业生产厂，国家520户重点骨干企业之一。生产的“天”牌内燃机、冷冻机、空压机三大系列60多个型号的曲轴畅销国内31个省市区，并配主机远销20多个国家和地区。这样的成绩是与该厂实施信息化分不开的。 1994年企业开始逐步进行改革和创新。1996年引进外资成立中方控股的中外合资企业。实行以销定产