集成的支持柔性生产的汽车制造执行软件系统架构研究与实践
2024年柔性制造系统(FMS)项目可行性研究报告
柔性制造系统(FMS)项目可行性研究报告目录前言 (4)一、原辅材料供应 (4)(一)、柔性制造系统(FMS)项目建设期原辅材料供应情况 (4)(二)、柔性制造系统(FMS)项目运营期原辅材料供应及质量管理 (5)二、柔性制造系统(FMS)项目概论 (6)(一)、柔性制造系统(FMS)项目承办单位基本情况 (6)(二)、柔性制造系统(FMS)项目概况 (6)(三)、柔性制造系统(FMS)项目评价 (7)(四)、主要经济指标 (7)三、制度建设与员工手册 (8)(一)、公司制度体系规划 (8)(二)、员工手册编制与更新 (8)(三)、制度宣导与培训 (10)(四)、制度执行与监督 (12)(五)、制度评估与改进 (13)四、柔性制造系统(FMS)项目建设背景及必要性分析 (15)(一)、行业背景分析 (15)(二)、产业发展分析 (16)五、柔性制造系统(FMS)项目可行性研究报告 (17)(一)、产品规划 (17)(二)、建设规模 (18)六、社会责任与可持续发展 (20)(一)、企业社会责任理念 (20)(二)、社会责任柔性制造系统(FMS)项目与计划 (21)(三)、可持续发展战略 (21)(四)、节能减排与环保措施 (22)(五)、社会公益与慈善活动 (22)七、风险评估 (23)(一)、柔性制造系统(FMS)项目风险分析 (23)(二)、柔性制造系统(FMS)项目风险对策 (24)八、财务管理与资金运作 (25)(一)、财务战略规划 (25)(二)、资金需求与筹措 (25)(三)、成本与费用管理 (26)(四)、投资决策与财务风险防范 (27)九、劳动安全生产分析 (28)(一)、设计依据 (28)(二)、主要防范措施 (29)(三)、劳动安全预期效果评价 (31)十、团队建设与领导力发展 (32)(一)、高效团队建设原则 (32)(二)、团队文化与价值观塑造 (33)(三)、领导力发展计划 (35)(四)、团队沟通与协作机制 (36)(五)、领导力在变革中的作用 (37)十一、人力资源管理 (38)(一)、人力资源战略规划 (38)(二)、人员招聘与选拔 (40)(三)、员工培训与发展 (41)(四)、绩效管理与激励 (42)(五)、职业规划与晋升 (43)(六)、员工关系与团队建设 (44)前言本项目投资分析及可行性报告是为了规范柔性制造系统(FMS)项目的实施步骤和计划而编写的。
系统仿真课程设计报告——柔性制造系统
仿真课程设计——柔性制造系统仿真与优化学院：机械工程学院专业：物流工程班级：物流081班姓名：黄维学号：40840220指导老师：赵宁时间：2012年3月目录1、设计内容与目的 (2)2、课程设计组织形式 (2)3、课程设计内容 (2)3.1 所需设计资料 (2)3.2 柔性制造系统仿真建模步骤 (3)3.3 仿真优化步骤 (3)3.4 课程设计内容要求 (3)3.5 最终提交内容 (4)3.6 课程设计具体要求 (4)4、课程设计基本目标 (4)5、课程设计基本材料 (5)5.1 柔性制造系统状况 (5)5.2 产品工艺状况 (7)5.3 订单状况 (8)6、主要技术 (9)6.1 传感器（sensor） (9)6.2 队列任务 (10)6.3 冲突化解 (11)6.4 注意问题 (12)7、柔性制造系统建模 (13)7.1 建模元素 (13)7.2 系统模型搭建 (13)7.3 Entity的属性设置 (14)7.4 AGV小车——Transporter (16)7.5 Track与sensor的设计 (16)7.6 队列任务与冲突化解 (17)7.7 模型中的各种方法 (18)7.7.1 Megettask方法 (18)7.7.2 控制小车方向的方法 (19)7.7.3 控制小车当前位置改变的方法 (19)7.7.4 控制工件从缓冲到小车的方法 (19)7.7.5 控制工件从小车到缓冲的方法 (20)7.7.6 控制设备加工时间的方法 (20)7.8 Chart (21)8、模型分析与优化 (22)8.1 基本模型的运行分析 (22)8.2 订单按时间分批投入 (23)8.3 订单按顺序循环投入 (23)8.4 多小车模型的优化 (24)8.5 提高小车速度 (28)8.6 改变设备缓冲容量 (28)9、优化方案 (28)1、设计内容与目的本课程设计是与物流工程专业教学配套的实践环节之一，结合《现代生产管理》、《设施布置与规划》、《离散系统建模与仿真》等课程的具体教学知识点开展。
InforLN功能简介Overview
21
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ERP LN 企业计划管理
基础数据
物料数据 BOM/工艺数据 仓库 工作中心 供应关系
实际供应
车间生产订单 仓库订单 采购订单
实际库存 仓库的物料存货
实际需求
销售订单 分解需求 预测
ERP LN 企业计划
计划的 采购订单/ 采购计划 传送 计划的 分销订单 传送 计划的 生产订单 传送
Baan ERP 5.0a Baan ERP 5.0b First 5 release
2004
ERP LN 6.1 Next Generation Platform for Growth
3
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ERP LN 新一代ERP系统
包括300多项面向客户的增强功能
提高员工效率
新的功能简化业务处理流程 更多的信息提供给管理人员 操作简便 以更加丰富的方式执行生产流程不断提高
增加资源产能
生产的绩效水平和灵活性 实现精益，按需生产
保护客户现有投资
降低总体成本
提高部署速度 系统易于移植/升级 先进的、灵活的技术架构 易于与其他系统和web集成
ERP LN 制造管理 – 特点
覆盖面广而且专业的功能来支持制造系统运作 适用全方位从备货生产到订货生产的企业类型， 包括混合 制造环境 支持项目型特别制造业 工程控制
系统稳定且被证明，有大量现有用户在使用
与计划子系统集成，在物料、人工、机器和工具各方面 生产排程和车间数据采集集成
友好的用户界面 软件组件和参数驱动 独立于硬件和数据库平台 多字节处理支持 灵活的、方便的客户化能力 内嵌公共业务功能与Microsoft 基于高稳定的应用服务器技术 对外开放
工业机器人对制造业发展及就业影响研究
工业机器人对制造业发展及就业影响研究1. 内容概述随着科技的不断发展，工业机器人在制造业中的应用越来越广泛。
工业机器人作为一种高效、精确、灵活的自动化设备，已经成为制造业生产过程中的重要工具。
本研究旨在探讨工业机器人对制造业发展及就业的影响，以期为相关政策制定和企业决策提供参考依据。
本研究首先分析了工业机器人在制造业中的优势，包括提高生产效率、降低生产成本、提高产品质量、缩短生产周期等。
通过对国内外相关文献的综述，总结了工业机器人在制造业中的发展趋势和应用领域。
本研究从产业结构、技术进步、市场需求等方面分析了工业机器人对制造业发展的影响。
在此基础上，本研究进一步探讨了工业机器人对制造业就业的影响，包括对传统岗位的替代、对新兴岗位的需求以及对劳动力素质的要求等方面。
本研究提出了针对性的政策建议和企业应对策略，以促进工业机器人在制造业中的健康发展，实现制造业转型升级和可持续发展。
1.1 研究背景随着科技的快速发展，工业机器人作为一种智能技术的前沿代表，正在全球范围内引领制造业的深刻变革。
工业机器人以其高效率、高精度和高可靠性等特点，广泛应用于汽车制造、电子设备、航空航天等制造业领域，有效提高了生产效率和质量。
随着智能制造和工业自动化程度的不断提高，工业机器人对制造业的影响已远超单纯的技术范畴，延伸到行业发展以及就业生态等方面。
制造业作为全球经济的重要组成部分，其发展状况直接影响着各国乃至全球的竞争力水平。
制造业的发展尤为关键，是推动经济增长的重要驱动力之一。
工业机器人的普及和应用不仅提高了制造业的生产效率和智能化水平，而且推动了制造业向高端化、智能化转型。
这种转型对于提升我国制造业的国际竞争力具有重要意义。
这种转型也带来了就业市场的深刻变革，工业机器人的广泛应用在提升生产效率的同时，对某些传统制造岗位的就业产生了替代效应，特别是在重复性高、劳动强度大的岗位上表现尤为明显。
随着工业机器人的研发、制造、应用与维护等需求的增加，新的就业岗位也在不断涌现。
发动机智能装配线的柔性化设计及应用探究
发动机智能装配线的柔性化设计及应用探究摘要：发动机是汽车的心脏，属于汽车不可缺少的构成部分，其质量会对汽车寿命、行驶安全产生直接影响。
发动机会应用到装配线进行装配生产，随着汽车需求量不断增加，发动机装配线生产压力逐渐提升，如何提升发动机装配线生产质量与效率，是需要重点关注的话题。
基于此，本文重点对发动机智能装配线的柔性化设计及应用进行分析，从发动机装配线生产特点入手，进行了发动机智能装配线的柔性化设计，提出发动机装配生产线的智能化应用，希望为相关人员提供参考借鉴。
关键词：发动机；智能装配线；柔性化设计引言我国社会经济不断发展下，为制造业发展带来了良好契机，智能制造已经成为制造业未来发展的主要趋势。
汽车发动机直接决定着汽车的性能，因此，汽车发动机生产线应不断优化改进，通过先进技术的不断应用，形成智能装配线，基于智能化技术下，提升发动机装配线生产效率，进一步提升发动机生产质量。
本文就发动机智能装配线的柔性化设计及应用相关内容进行分析，具体如下。
一、发动机装配线生产特点发动机制造过程中会涉及到较为复杂的制造工艺，装配环节尤为重要，若想保证发动机装配工作的良好开展，提升装配生产效率，应通过发动机装配线加以实现。
对于发动机总装环节而言，是一种离散型流水线制造模式，实际生产装配环节，缸体会从第一道工序按照一定顺序进行加工，经历过全部工序后，最终形成发动机产品。
装配环节较为复杂，经历工序较多，并且生产环节还应对所有数据信息进行详细记录。
发动机装配线生产特点主要体现在以下几方面:第一，对质量及标准要求高[1]。
若想保证发动机质量，装配线需要有高质量的控制能力，并且，当存在不合格发动机时，还能对其进行返修，这种情况下，会使整线控制程序更加负责。
第二，多机型混线以及柔性化生产。
发动机装配线应具备机型识别功能，可以获取不同机型的工作参数，针对性的进行设备控制，并且，对操作工做出指导，更好的开展装配工作。
此外，柔性化的好坏，会对装配线后续拓展、改造产生直接影响，可通过科学配置软件实现柔性化生产。
现代集成制造系统的关键技术
构建技术流派
近年来，构件技术发展迅速，已形成三个主要流派，分别是 OMG的CORBA 、Sun的Java平台和Microsoft的COM+。 OMG的CORBA：公共对象请求代理体系结构(CORBA， Common Ob—ject Request Broker Architecture)是对 象管理组织(OMG)基于众多开放系统平台厂商提交的分布对 象互操作内容基础上制定的分布式应用程序框架的规范。 Sun的J2EE :为了推动基于Java的服务器端应用开发，Sun 在1999年底推出了Java2技术及相关的J2EE规范。 Microsoft DNA 是Microsoft在推出 Windows2000系列操 作系统平台基础上，在扩展了分布计算模型以及改造Back Office系列服务器端分布计算产品后发布的新的分布计算体 系结构和规范。
现代集成制造系统的关键技术
路漫漫其悠远
少壮不努力，老大徒悲伤
《智能制造导论》第二章智能制造系统
用。
02
技术标准与互操作性
智能制造系统的不同设备和系统之间需要实现互操作性和标准化，以确
保信息流通和协同工作。解决方案包括制定统一的技术标准和接口规范，
促进不同厂商之间的合作和交流。
03
人力资源与培训
智能制造系统的应用需要具备相关技能和知识的人力资源支持。解决方
案包括加强人才培养、培训和引进高素质人才，以满足智能制造系统发
详细描述
工业自动化技术利用传感器、控制器 、执行器等技术，实现生产过程的自 动化控制和监测，提高生产效率和产 品质量，降低能耗和减少人力成本。
05
智能制造系统的实施与案例分析
智能制造系统的实施步骤
需求分析
明确企业需求，包括生产流程、产品特性 、市场定位等，为智能制造系统提供定制 化解决方案。
测试与优化
工业人工智能技术是智能制造系统的未来发展方向，它通过 模拟人类智能，实现生产过程的自动化和智能化。
详细描述
工业人工智能技术利用机器学习、深度学习等技术，使机器 具备自主学习和决策的能力，实现自动化生产线、智能机器 人等应用，提高生产效率和产品质量。
工业自动化技术
总结词
工业自动化技术是智能制造系统的基 础，它通过自动化设备和系统，实现 生产过程的自动化和高效化。
工业大数据技术
总结词
工业大数据技术是智能制造系统的重要支撑，它通过对海量数据的挖掘和分析， 为生产决策提供科学依据。
详细描述
工业大数据技术利用数据挖掘、机器学习等技术，对生产过程中产生的海量数据 进行分析，发现数据背后的规律和趋势，为生产优化、质量控制、预测性维护等 提供支持。
工业人工智能技术
总结词
对智能制造系统进行全面测试，并根据测 试结果进行优化和改进，确保系统的性能 和稳定性达到最佳状态。
柔性制造系统知识框架
一、柔性制造系统（FMS）1、从自动线到柔性制造2、柔性制造系统的功能及适用范围：组成、功能、适用范围3、柔性制造系统的结构与分类：结构：加工设备、检测设备、输送设备、交换装置、装卸站、物料保管装置、信息管理及设备控制装置、辅助设备分类柔性零件加工系统：柔性制造单元（FMC）、柔性制造单元群、典型的柔性制造系统、柔性自动线（FTL）FMC（柔性制造单元）与FMS（典型的柔性制造系统）的区别二、柔性装配系统（FAS）1、柔性装配系统的特征装配流水线和柔性装配系统2、柔性装配系统的控制技术：机器人控制器、可编程逻辑控制器、故障监控3、柔性装配系统的传感技术视觉传感器：结构、应用（电阻检测、零件识别、电子元件组装、工件搬运）光电传感器：组成、分类、应用（二极管色标检测、螺母正反面判别、螺孔检测、安全光栏）位移传感器：分类、工作原理、应用（底板翘曲检测、电子元件插入高度判别、玻璃厚度测定）接近传感器：原理、分类、应用（机器人紧握信号的传送、螺钉拧紧状态监测、零件计数）压力传感器4、柔性装配系统实例：电风扇装配三、人与柔性制造自动化1、“人机合一”的制造观：人与机器的同一性、劳动力资源与柔性制造自动化、超现实“无人化工厂”的弊端、“人机合一”的制造观、人在柔性制造自动化系统中的定位2、面向操作人员的数控机床：传统数控机床的缺陷、数控机床面向操作人员面向操作人员的人机界面（加工过程的可视化、让机床操作部件产生触感、定性与定量相结合的信息显示）3、面向现场工作人员的柔性制造自动化系统：特点、结构4、人机协调的柔性装配系统：人与机器的互补性、人机协调的柔性装配系统（特征、技术支持）机器向人学习人与机器相互学习、共同进步四、柔性制造自动化系统的机床特征1、适用于柔性制造系统的机床特征2、面向柔性制造系统的加工中心：加工中心的改造、选用、重要功能（刀具存储与自动换刀、工件自动交换、接触传感器、加工尺寸检测与自动补偿、功率监控）3、车削中心：概述、主要结构特点（主轴箱、刀架、对置式刀架）、主要工艺特点（多轴数控加工、加工综合化、加工节奏快）、功能拓展五、柔性制造自动化系统的刀具及刀具管理1、柔性制造自动化系统对刀具的要求及对策：要求：控制刀具的数量、刀具自动交换、高可靠性对策：可靠性对策、超常刀具自动交换对策、刀具数量控制对策（产品设计模块化和标准化、刀具设计模块化和标准化、开发车削和铣削的通用刀具、采用复合刀具和多刃刀具、充分利用机床的数控功能）2、刀具室管理的设备配置：刀具管理系统、实例3、刀具识别和刀具预调：刀具编码与编码环视别、标识块识别系统、刀具预调4、刀具管理系统的运作过程（制订刀具准备计划、刀具准备、刀具入库）5、刀具监控：直接监控、间接监控、刀具破损声发射监测六、工业机器人1、工业机器人及其结构：概述、结构（执行系统、驱动系统、控制系统、检测系统）2、工业机器人的分类及选用3、工业机器人的应用：选用目的、工业机器人在柔性制造自动化系统中的应用七、自动仓库和自动导向小车1、自动仓库：作用、种类、结构、管理和控制2、自动导向小车：作用、构成、制导技术、准停和安全保护、控制八、柔性制造自动化的控制和监视技术1、概述2、面向柔性制造自动化的PLC技术：PLC的功能拓展（继电器顺序控制器与PLC）PLC编程语言、PLC的模块化3、面向柔性制造自动化的数控系统：面向柔性制造系统的数控技术特点（通用数控系统的技术局限、面向柔性制造自动化的数控系统特点）数控系统的功能拓展4、DNC系统：应用实例、软件、物理结构、地位5、多级分布式控制系统：物理结构、单元控制器、计算机网络、应用实例6、柔性制造自动化的监视技术：自动监视系统的结构、制造过程监视、系统故障监视、设备运行监视、精度监视、安全监视九、柔性制造系统的计算机管理软件1、柔性制造系统的管理软件2、系统管理软件：地位、功能3、刀具管理软件：功能、道具特征数据及其管理4、刀具室管理软件：刀具室管理软件的职能和逻辑结构、对刀具室中刀具的管理5、生产规划软件：职能和逻辑结构、技术描述6、作业规划软件：职能和逻辑结构、技术特征7、统计报告软件：职能和逻辑结构、技术特征8、预防维护软件：职能和逻辑结构、功能十一、柔性制造系统的设计1、柔性制造系统的设计步骤2、柔性制造系统的初步设计：确定采用柔性制造系统的目标、分析工厂生产状态确定零件谱、零件谱的工艺分析、初步规划柔性制造系统的结构3、柔性制造系统的详细设计：零件谱及其制造工艺的再分析、选用制造设备和工具（柔性制造系统的运行效率、工件自动交换、刀具自动交换、夹具）、选定物流系统（物料输送设备、物料输送设备的选定）柔性制造系统的方案设计（设计准则、绘制平面布局图、方案确定）控制系统（分类、群管理、多级分布式控制）软件规划柔性制造系统的作业状态和故障的监测制造系统拓展性和柔性的讨论4、柔性制造系统的布局设计：柔性制造系统的布局与评价（概述、基于故障分析表的柔性制造系统的布局评价）影响柔性制造系统布局的技术因素（厂房与柔性制造系统布局、工艺流程与柔性制造系统布局、基本制造设备与柔性制造系统的布局、物流系统与柔性制造系统布局）5、柔性制造系统设计方案的评价：评价依据、经济性的评价方法（投资回收期法、投资流法）综合评价方法、经济性与柔性、评价实例6、设计实例。
柔性制造系统、柔性制造单元和成组技术的发展及其应用
三、未来展望
未来，柔性制造技术将会朝着智能化、自动化、绿色化等方向发展。智能化 制造将会实现更加精准、高效的生产，自动化制造将会减少人工干预和错误率， 绿色化制造将会实现资源优化利用和社会可持续发展。
四、结论
四、结论
现代柔性制造技术是一种灵活、高效的制造技术，它能够适应不断变化的市 场需求和消费趋势，提高生产效率、降低成本、提高产品质量和缩短产品开发周 期。随着科技的不断发展，柔性制造技术将会迎来更加广阔的发展前景。未来， 企业需要不断提高柔性制造技术的水平和效率，以适应市场的变化，实现可持续 发展。
一、柔性制造系统的概念和组成部分
柔性制造系统（Flexible Manufacturing System，FMS）是一种集自动化、 数字化、精益化于一体的制造系统。它涵盖了生产设备、物料运输、信息处理等 各个方面，能够在不同的生产条件下快速、灵活地生产出满足市场需求的高品质 产品。
一、柔性制造系统的概念和组成部分
一、现代柔性制造技术
现代柔性制造技术的核心是数字化制造，它包括计算机辅助设计、制造执行 系统、数控机床、机器人等。这些数字化设备和系统可以通过互联网和物联网实 现互联互通，从而形成一个智能化的制造系统。在这个系统中，生产流程可以根 据市场需求进行快速调整，生产计划可以实时更新，生产资源可以得到优化配置。
基本内容
目前，柔性制造技术已经发展到了一个相对成熟的阶段。在应用领域方面， 柔性制造技术主要应用于定制化、多样化产品的生产，如汽车零部件、3C电子产 品、医疗器械等。这些领域的产品更新换代迅速，要求制造企业具备快速响应市 场变化的能力。而柔性制造技术的应用正好能够满足这一需求，实现快速、灵活 的产品生产。
二、柔性制造系统的应用
二、柔性制造系统的应用
中国汽车智能制造技术路线图
能单 元、 智 能生 产 线， 突 破 智能 车 ／ 与 智 能 技 术 的全 面 辣 化 应用． 构 建 智 能 制 造企 业． 实 现 精 ｊ 蠹 管 控 和环 ，
闻、智缒工厂美羹技术 ， 示箍性智能车阃，实现企业烈向、 横／ 境友好制造及大趣模定制生产
向 以爰螬 对螭 的全 面集成 ，
的重 要举措 。 智能制造 是 基于新 一 代信 息技 术 ，贯穿设 计 、生 产 、管
低运营 成本 、提 高生产 效率 、提升 产品质量 、降低资源能源 消耗。
汽 车 工 业 是 汽 车 发达 国 家 智 能制造 重要 的应用 实施 领域和 突破 Ｎ。主要表 现在 ： （ １ ） 以 无 人 驾 驶 汽 车 为 代
理、限务等制造活动 各个环节，具
有信 息深 度 自感 知 、智慧优 化 自 决 策 、精 准控 制 自执行 等功能 的先进
制造 过程 、 系统 与模 式的总 称 。具 有以 智能 ： ［ 厂 为载体 ，以 关键制造
制造 与信息 系统端 到端 的集成 、以 价值链 为导 向的 企业发 展战略 层面
汽 车智 能制造 需要立 足我 国汽 车工 业发展规 划和 当前 实际 ，以 智 能制造 模式 和技术 体 系为指导 ，通 过十 年的努 力和持续 改进 ，使我 国 汽车 制造的 自动化 和信 息化水平 达 到 国际汽车制 造发达 国家 的同等 水 平 ，通 过汽车 制造过 程与 先进信 息
控制技 术的深 度融 合 ，形成若 干个 具有行 业影响 力的汽车 智能制 造示 范工厂 ，行业 的智能 制造水平 得到
大幅度提升 ，如附 图所 示。
目 标如 下 ： （ １ ）￣ １ ２ ０ ２ ０ 年 ，全面 夯 实汽 车制造工 业 自动化 、数 字化 、网络
制造执行系统技术课程教学大纲
“制造执行系统技术”课程教学大纲英文名称：ManufacturingExecutionSystemsTechnology课程编号：MACH3448学时：48（理论学时：16课内实践学时：32）学分：2适用对象：机械工程及其自动化专业本科生先修课程：装备与制造技术基础、测试技术、先进制造技术使用教材及参考书：[1]赵汝嘉.先进制造系统导论.北京：机械工业出版社，2002年。
[2]江平宇.网络化制造电子服务理论与技术.北京：科学出版社,2004.[3]李培根、张洁.敏捷化智能制造系统的重构与控制.北京：机械工业出版社，2003.[4]理查德B.蔡斯等著，宋国防等译.生产与运作管理一制造与服务.北京：机械工业出版社，1999.一、课程性质和目的性质：专业课程II制造类目的：拓展学生MES方面的理论知识，培养其在制造企业生产运作与智能控制方面的应用技能与解决工程问题的能力，为机械工程领域培养优秀技术人才。
二、课程内容简介制造执行系统（ManufacturingExecutionSystemsTechnology,MES）作为企业级生产计划层和车间级生产的设备控制层的管理信息系统，是实现现代制造企业高效运作与智能控制的关键环节。
本课程旨在全面介绍与讨论MES涉及的关键技术，为拓展学生在制造企业生产运作与智能控制方面的理论知识，培养其应用技能与解决工程问题的能力，为机械工程领域培养优秀技术人才。
本课程采用理论学习与实验相结合的手段进行课程教学。
课程设置的内容包括：MES 的基本概念；车间制造执行系统的基础信息结构；支撑制造执行决策的实时数据采集；车间制造任务的排程与调度；车间工序物流与库存控制；车间生产过程与质量控制；车间资源维护；车间制造数据库与生产信息跟踪管理；车间制造任务的承包与外包服务。
三、教学基本要求1.掌握MES的基本理论；2.掌握MES的关键技术；3.采用理论与实验相结合的方法，培养学生理论与方法服务于实践的能力，提升其解决制造企业生产运作管理与智能控制的应用技能。
2020年度浙江省重点研发计划--主动设计项目申报指南
附件32020年度重点研发计划主动设计申报指南工业领域一、自主可控芯片（一）专用高性能芯片研发及应用。
主要研究内容：研究神经网络、生物启发优化计算、演化计算、大数据分析与处理等关键技术，突破软硬件划分、软硬件协同设计验证、低功耗设计等技术，开展制备技术、工艺设计与产品可靠性研究；研究基于RISC-V指令集的开源软硬件生态系统，发展自主可控处理器。
实施目标：开发出自主可控的深度学习计算芯片，开发出基于RISC-V指令集构架的开源芯片，研制高集成度系统级SoC芯片，并实现示范应用。
申报主体：企业或企业牵头产学研联合申报，优先支持组建创新联合体申报。
（二）计算机视觉人工智能芯片研发。
主要研究内容：开展卷积神经网络并行计算架构、高效率内存带宽管理、高速灵活神经网络核心算法、全异构加速等智能视觉芯片关键技术研究，实现对1080P以上分辨率的视频进行目标智能分析等多项任务支持。
实施目标：开发出低功耗、多场景适配和高效计算能力的计算机视觉专用芯片，并实现在智能安防等领域的示范应用，优先支持组建创新联合体申报。
（三）5G专用芯片与系统研发及应用。
主要研究内容：研究硅基多通道单片集成设计、通道隔离设计、高精度幅相控制、器件参数仿真与电磁场联合设计等关键技术；研究sub 6GHz和毫米波频段射频前端芯片与高度集成化射频模组技术，突破高效率高线性度功放设计、大规模天线多通道射频集成以及超高清视频传输、物联网系统综合等关键技术，拓展5G应用场景。
实施目标：开发出28GHz毫米波相控阵芯片、高效率高线性度sub 6GHz和毫米波频段射频前端芯片、一体化多模射频前端模组、数字后传系统、超高清8K视频编码和传输便携设备等5G专用芯片与系统，并实现示范应用。
申报主体：企业或企业牵头产学研联合申报，优先支持组建创新联合体申报。
（四）新型存储芯片与系统研发及应用。
主要研究内容：研究嵌入式磁性随机存储器（MRAM）电路模块与实现及制造工艺等技术，研究基于嵌入式MRAM的新型存储架构微控制单元（MCU）产品及其调试工具、外围电路制备技术；研究硬盘阵列架构技术，实现加数据流高速加密/解密的功能；研究新型伪静态随机存储器（PSRAM）制备技术。
自动化制造系统的总体设计
特点
高度集成化、智能化、柔性化、 高效率、高质量、低成本等。
发展历程及现状
发展历程
经历了机械化、电气化、自动化等阶 段，目前正向数字化、网络化、智能 化方向发展。
现状
自动化制造系统已广泛应用于汽车、 电子、航空航天等制造业领域，成为 提高生产效率和产品质量的重要手段 。
03
总体设计原则与策略
设计原则
模块化设计
将系统划分为独立的功能模块，便于开发、 调试、维护和升级。
可扩展性
设计时应考虑未来技术升级和产能扩展的需 求，降低系统更新的成本。
开放性
采用开放的标准和接口，确保系统能与其他 设备和软件无缝集成。
高可靠性
确保系统能在恶劣环境下长时间稳定运行， 减少故障停机时间。
监控层
对整个系统的运行状态进行实时 监控，提供故障预警、故障诊断
、远程维护等功能。
模块化设计思路
功能模块化
01
将系统划分为若干个功能模块，每个模块实现特定的功能，模
块之间通过标准接口进行通信和协作。
结构模块化
02
采用标准化的硬件结构和软件框架，方便模块的添加、替换和
升级。
参数模块化
03
对系统中的关键参数进行模块化设计，实现参数的灵活配置和
关键技术选择
先进制造技术
如3D打印、激光切割等，提高制造精度和效率。
工业机器人技术
采用高精度、高速度的工业机器人，实现生产线的自动化和柔性化。
物联网技术
通过物联网技术实现设备间的互联互通，实现生产过程的可视化、可 控制和可优化。
整车集成热管理协同控制与优化研究
整车集成热管理协同控制与优化研究一、本文概述随着汽车工业的快速发展和环保要求的日益严格，整车集成热管理协同控制与优化研究已成为汽车工业领域的研究热点。
本文旨在深入探讨整车集成热管理协同控制的理论基础、关键技术及其优化方法，以期为提高汽车能源利用效率、降低能耗和减少排放提供理论支持和技术指导。
整车集成热管理涉及发动机、变速器、冷却系统、空调系统等多个关键部件的协同工作，其目标是实现整车热负荷的最优分配和能量的高效利用。
协同控制作为整车集成热管理的核心手段，通过对各部件工作状态的实时监测与调整，实现各部件之间的最优配合，以达到提高能源利用率、降低能耗和减少排放的目的。
本文首先介绍整车集成热管理协同控制的基本概念、原理及发展历程，然后分析国内外在该领域的研究现状和发展趋势。
接着，本文将重点研究整车集成热管理的协同控制策略与优化方法，包括基于模型的预测控制、模糊控制、智能优化算法等。
本文还将探讨整车集成热管理协同控制在新能源汽车领域的应用前景和挑战。
本文将对整车集成热管理协同控制与优化研究进行总结，并展望未来的研究方向和发展趋势，以期为推动汽车工业的可持续发展和环保事业做出贡献。
二、整车热管理系统的基本原理与组成整车热管理系统（Thermal Management System, TMS）是现代车辆工程中的重要组成部分，其目标是实现对车辆内部各种热源和冷源的有效管理和控制，以保证车辆在各种工况下的热舒适性、燃油经济性和动力性能。
热管理系统通过集成和优化发动机冷却系统、空调制冷系统、暖风系统以及电池热管理系统等多个子系统，实现对整车热负荷的合理分配和调控。
整车热管理系统的基本原理在于热力学和控制理论的应用。
热力学原理用于分析车辆内部热量传递和转换过程，以及不同热交换器之间的热平衡关系。
控制理论则用于构建热管理控制策略，通过传感器实时监测车辆内部温度、压力等热状态参数，利用控制算法对各个子系统的运行状态进行调整，以达到最优的热管理效果。
汽车制造企业零部件精益智慧物流系统优化研究
企业员工可能对新的物流系统和流程存在抵触心理，导致执行不力或配合不足。对策：加强内部沟通 与培训，让员工了解新系统的优势和必要性，鼓励员工积极参与和适应变化。
CHAPTER 07
结论与展望
研究结论
物流系统优化方案
通过采用先进的物流技术和设备，实现了物流运作的自动化、信 息化和智能化，提高了物流效率和准确性。
CHAPTER 06
优化方案实施的效果预测与 评估
优化方案实施的效果预测
提高物流效率
通过采用自动化、智能化物流设备和系统 ，优化物流流程，提高物流运作的准确性
和效率。
增强供应链协同
通过与供应商、生产商等上下游企业建立 紧密的合作关系，实现信息共享和协同作
业，提高整个供应链的效率和稳定性。
降低库存成本
物流配送与运输
通过优化物流配送网络、选择高效 运输方式等手段，提高物流配送效 率和降低运输成本。
精益物流的优越性
提高效率
降低成本
精益物流追求流程的简化和优化，通过消除 浪费和减少冗余环节，提高整体运作效率。
通过优化流程、减少库存等方式，降低企业 的直接成本和间接成本。
提高质量
增强灵活性
精益物流强调全员参与和持续改进，有助于 提高产品质量和服务水平。
精益物流在汽车制造企业中的应用
供应商管理
通过优化供应商选择、采购流程等 ，实现供应商端到端的精益管理， 提高采购效率和成本控制。
库存管理
采用先进的库存管理技术，如实时 库存跟踪、需求预测等，实现库存 水平的合理控制和有效降低。
生产计划与排程
运用精益生产理念，优化生产计划 和排程，实现生产资源的有效利用 和生产效率的提高。
利用物联网、大数据、人工智能等技术， 实现物流信息的实时采集、分析和处理。
智能制造的原理、系统架构与实践
智能制造以智能加工与装配为核心，同时覆盖面向智能加工与装配的设计、服务及管理等多个环节。
智能工厂中的全部活动可以从产品设计、生产制造及供应链三个维度来描述。
在这些维度中，如果所有活动均能在网络空间中得到充分的数据支持、过程优化与验证，同时在物理系统中能够实时地得以执行并与网络空间进行深度交互，这样的工厂可称为智能工厂。
1. 智能工厂的基本特征与传统的数字化工厂、自动化工厂相比，智能工厂具备以下几个突出特征。
（1）制造系统的集成化作为一个高端的智能制造系统，智能工厂表现出了鲜明的系统工程属性。
具有自循环特性的各技术环节与单元按照功能需求组成不同规模、不同层级的系统，系统内所有元素均是互相关联的。
在智能工厂中，制造系统的集成主要体现在两个方面，具体内容如图所示。
（2）决策过程的智能化传统的人机交互中，作为决策主体的人有支配“机器”的行为，而智能制造中的“机器”因拥有扩展人类智能的能力，使人与“机器”共同组成决策主体，在同一信息物理系统中实施交互。
信息的种类以及交流的方法更加丰富，从而使人机交互与融合达到前所未有的深度。
制造业自动化的本质是人类在设备加工动作执行之前，将制造指令、逻辑判断准则等预先转换为设备可识别的代码，并将其输入制造设备中。
此时，制造设备可根据代码自动执行制造动作，从而节省了此前在制造机械化过程中人类的劳动。
在这个过程中，人是决策过程的唯一主体，制造设备仅仅是根据输入的指令自动地执行制造过程，而并不具备如判断、思维等高级智能化的行为能力。
在智能工厂中，“机器”具有不同程度的感知、分析与决策能力，它们与人共同构成决策主体。
在“机器”的决策过程中，人向制造设备输入决策规则，“机器”基于这些规则与制造数据自动执行决策过程，这样可将由人为因素造成的决策失误降至最低。
与此同时，在决策过程中形成的知识可作为后续决策的原始依据，使决策知识库得到不断优化与拓展，进而不断提升智能制造系统的智能化水平。
第六章柔性制造和智能制造系统
通常加工中心的技术参数中给出的换刀时间是刀 对刀换刀时间（或称净换刀时间），目前最快为 0.45s，一般为5s左右。
6.3 自动换料装置
•功能：完成加工设备间、加工设备与自 动化仓库间的工件运输与搬运。
• 工件更换方式：工件用夹具安装在托盘上，托盘成 为机床的工作台，更换工件则连同托盘一起更换。 • 更换装置：托盘交换器、机器人
3 )车铣加工中心（TC-Turning Center）
• • • • 分卧式和立式 回转零件的复合加工 外圆车削、镗孔、钻孔、端面铣 加工外圆上的平面、径向孔、槽，凸缘 上的孔、槽、端面
视频
6.2.3 FMS的刀具储运系统
1) FMS刀库形式
• 中央刀库 一条由 10台加工中心组成的FMS，大约需 要 3000～ 5000把刀具。若低于这个数目， 生产线可能会由于等待刀具而造成停工. • 加工中心刀库 20~80把刀具.
• 在实际应用中，以加工棱柱体类工件为主 的镗铣加工中心和以加工回转体类工件为 主的车铣加工中心最为多见。 • 由于镗铣加工中心（1958年由美国KM公司 在数控铣床上加刀库）最早出现，且名为 加工中心（Machining Center），所以习 惯上常把“镗铣加工中心”称为“加工中 心”。我们不妨也沿用此习惯。
自动化仓库组成： • • • • • 库房 货架 堆垛起重机 控制计算机 状态检测器
6.6
FMS 控制系统
1）控制系统结构：递阶控制的方式
FMS分三 层结构: 设备层 工作站层 单元层
上层管理机 管理级 局域网 网桥 单元控制级 FMS单元控制器 控制网
工作站级
刀具储运站
制造工作站
制造工作站 CNC CNC
常见加工中心按工艺用途可分为：
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Ｔｒａｃｅａｂｉｌｉｔｙ，ＰＱ＆Ｔ）：对产品的质量及生产过程进 行控制与追溯，并监控每个缺陷变化的状态。 ｅ．生产监控和分析（Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ａｎｄ Ａｎａｌｙｚｉｎｇ，ＰＭ＆Ａ）：针对生产中的生产能力、设备 状态进行监控，并通过按灯、终端等方式显示报警 处理，最终进行统计分析。
的设计和制造水平。从图１可以看出，上海汽车集 成的支持柔性生产的汽车制造执行平台是上海汽 车核心应用架构的重要组成部分，由整车制造执行 系统和发动机制造执行系统两大系统组成，其中整 车制造执行系统采用Ｊ２ＥＥ架构，丽发动机制造执 行系统采用微软的技术架构，本文重点介绍发动机 制造执行系统的架构设计与实现。
技术难题，现场监控～般使用昂贵的专用软件，在
万方数据
１０
２０１１年９月
中国制造、ＩＥ信息化第４０卷第１７期
Ｐｏｗｅｒｔｒａｉｎ系统中，采用ＷＰＦ技术，不仅 显示效果好，而且还大大节约了成本。
ＩＦＬＥＸ
仅可以在整车厂、发动机厂使用，也可以直接应用 于汽车零部件生产企业，可以为上海汽车从零部件
到整车整个生产制造链上下游节约数千万的开发
２．４发动机制造执行系统架构设计优点
ａ．使用微软ＷＣＦ技术构建基于ＳＯＡ的基础 架构，确保系统架构的可扩展性。ＷＣＦ是使用托 管代码建立和运行面向服务（Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｏｒｉｅｎｔｅｄ）应 用程序的统一框架。它使得开发者能够建立一个 跨平台的安全、可信赖、事务性的解决方案，且能与 已有系统兼容协作。ＷＣＦ是微软分布式应用程序 开发的集大成者，它整合了．Ｎｅｔ平台下所有的和 分布式系统有关的技术，例如．Ｎｅｔ远程调用、微软 消息队列等。以通信范围而论，它可以跨进程、跨 机器、跨子网、跨企业网乃至跨万维网；以宿主程序
ｃ．在上海汽车集团内部使用统一的汽车制造 执行系统后，非常方便系统和软件的维护；上海汽 车集团下属制造链上下游中的各个企业每年的软 件维护费可以节约数百万。同时，该项目完成后， 也会给中国的汽车工业，尤其是自主品牌的发展带
来以下效益：
向前跨出了巨大的一步，它提供了超丰富的．ＮＥＴ
用户界面框架，集成了矢量图形、丰富的流动文字
２．１功能架构设计
发动机制造执行系统的功能架构设计充分结
合ＩＳＡ ９５和上海汽车动力总成车间实际的业务模 式，功能架构设计如图２所示。
ｄ．为了保证该系统的正常稳定地运行，系统建
设采取目前已经在业界经过考验、论证的技术和方
案，尽量采用成熟稳定的产品和集成技术。 ｅ．遵循ＩＳＡ９５［１Ｊ和ＭＥＳＡ［１Ｊ国际标准，同时具有良
车制造执行……
９
第三方系统
ｐｐ
婴
些
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供应转一一
图４发动机制造执行系统物理架构设计
圈
务器
３台应用服务器
一９ ｐ搁 一ｐ
而论，可以以Ａｓｐ．Ｎｅｔ、可执行文件（Ｅ跹）、ＷＰＦ、
Ｗｉｎｄｏｗｓ表单（Ｆｏｒｍｓ）、ＮＴ服务（Ｓｅｒｖｉｃｅ）、ＣＯＭ＋
括ＳＡＭＬ、Ｋｅｒｂｅｒｏｓ、Ｘ５０９、用户信码、自定义等多
种标准与模式。也就是说，在ＷＣＦ框架下，开发
基于ＳＯＡ的分布式系统变得容易了，微软将所有ｄｏｗｓ服务２种宿主方式，ＷＣＦ在该系统中的使用 与此相关的技术要素都包含在内。 可以用图５来表示。
图５发动机制造执行系统ＷＣＦ应用模式
ｂ．使用微软ＷＰＦ技术解决了现场监控显示
艘务需求而产生的一种妥协。儇从目前技术和业 务的成熟度以及生产执行系统的未来发展趋势来 说，汽率厂的生产执行系统将会最终统一到一个集 成的制造执符平台之下。
缆…的产品数据管瑚系统
缀一的企渡缀穹＝生命嗣期物辩涟单嚣理系统
统一的企业唆源管理系镜 统一的 供Ｊｔ商 赞理系统
｛ｌ发瑚§￡涮遗 ｌ资源管理系统Ｉ ｆ资源西理系绒
品和ａｉｒ—ｌａｐｌ２４２ＡＧ—Ｃ—ｋ９产品组成网络骨架，
Ｗｅｂ端采用Ａｓｐ．Ｎｅｔ技术实现Ｂ／Ｓ架构，并且在 实时性高的功能中将采用ＡＪＡｘ技术实现无需刷 新网页即可获取最新信息的用户体验。手持终端
采用Ｓｏｃｋｅｔ方式与Ｗｉｎｄｏｗｓ服务通讯，完成功能
进行无线信号的传输，做到至少双点覆盖，在发生 单点无线接人点故障的情况下，仍能保证整个生产 环境的信号覆盖。
构，是由于技术的更新在嬲时没有跟上不断发展的
１系统架构设计的目标
上海汽车集团股份有限公司（以下简称上海汽 霉）是国内汽车业的龙头企业之一，通过２０多年的 合资合作，积累了丰富的汽车设计、制造以及相关 的管理经验。在汽车制造的信息化建设中，上海汽 车在国内率先提出了集成的支持柔性难产的汽车
制造执行系统平台ｌＦ隰Ｘ，以提升自主品麟汽车
关键词：制造执行系统；汽车；动力总成；袈构设计
中豳分类号：ＴＰ３９９
文献标识码：Ａ
文章编号：１６７２—１６１６（２０１１）１７一帅０６—０５
汽车工业是我国的支柱产业，在国民经济中占 有举怒轻重的位置。在汽车行监中，支持柔性生产 的汽车制造执行系统是汽车制造领域的一个关键 系统；其监务内容覆盖并贯穿目前整车制造常见的 ５大制造过程，即：冲压件制造过程、车身制造过 程、涂装过程、动力总成制造过程以及总装过程。 在老牌熬汽车巨头中，如：通用秘丰匿，整车的生产 执行系统都不是由一套完整的系统组成，而是由大 大小小多个零散的系统组成。之所以形成这种架
的基础。 ｃ．设计方案立足于先进技术，采用最新的成熟
ｇ．集成的系统必须降低系统维护的难度和要 求，方便用户使用、管理和日常维护。系统架构和 功能在设计的同时，必须完成相关的系统管理和维 护设计，保证系统未来稳定运行。
的软件技术，以使该系统的建设达到和具备国际先
进水平，并处于国内领先地位。
２发动机制造执行系统架构设计
的改变；降低了部署与维护的开销，提高了灵活性、
ｄ．集成的支持柔性生产的汽车制造执行系统 （ＩＦＬＥｘ）还获得了国家试点项目（两化融合）称号，
同时也得到了国内权威专家的认同。 ｅｏ基于该系统架构的系统目前已经成功实施， 自２０１０年１月上线使用以来，已经为上海汽车生产
可伸缩性；瘦客户端的引入使Ｉｎｔｅｒｎｅｔ接入方便， 而计算被集中至服务器端，使性能提高成为可能。 ｄ．应用程序各部分之间松耦合，因而应用程序 各部分的更新相互独立；业务逻辑集中放在服务器 上由所有用户共享，使得系统的维护和更新变得简 单，也更安全。数据库不再和每一个活动的用户保 持一个连接，而是由应用程序组件负责与数据库打 交道，降低数据库服务器的负担，提高了性能。
ａ．主数据管理（Ｍａｓｔｅｒ
提供生产计划及排产，并对执行情况进行监控。
ｃ．生产过程控制（Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ，ＰＣ）：对 生产过程数据采集、汇总和分析。
８
２０１１年９月
中国制造业信息化第４０卷第１７期
ｄ．产品质量和追溯（Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ
Ｑｕａｌｉｔｙ ａｎｄ
ｆ．物料管理（Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ，ＭＭ）：生
标，集成的支持柔性生产的汽车制造执行系统的架 构设计目标如下： ａ．建立系统平台框架，可以支持上海汽车整车 厂、动力总成厂和零部件厂的模块部署。
ｂ．完成企业级制造执行系统的架构建设，为实
用程序功能或“组件”。这些组件可以用于在企业 内部创建各种其他的应用程序，并能迅速修改业务
流程模型。
现集成制造，物流和质量全生命周期管理打下坚实
发动机制造执行系统使用了企业服务总线的 方式和第三方系统交互，如工控、企业资源管理系 统、供应商客户端等，因此采用ＷＣＦ分布式技术 实现了服务总线，并且在ＷＣＦ中使用了ｗｓｈｔｔｐ的 绑定方式，使数据传输更加安全。ＷＣＦ的使用需 要宿主程序，本系统分别采用了ＩＩＳ７．０和Ｗｉｎ一
（组件）作为宿主（Ｈｏｓｔ）。ＷＣＦ可以支持的协议包 括ＴＣＰ、Ｈ１］啤、跨进程以及自定义，安全模式则包
ＷＰＦ是微软新一代图形系统，运行在．Ｎｅｔ框 架架构下，为用户界面、２Ｄ／３Ｄ图形、文档和媒体 提供了统一的描述和操作方法。基于ＤｉｒｅｅｔＸ
９／
费用。目前，该系统不仅用在上海汽车集团下的乘 用车动力总成厂，还用在上海汽车集团下的变速箱
等生产企业。
１０技术的ＷＰＦ不仅带来了前所未有的３Ｄ界面，
而且其图形向量渲染引擎也大大改进了传统的２Ｄ 界面。ＷＰＦ相对于Ｗｉｎｄｏｗｓ客户端的开发来说，
势率涮逢
绕～的 缀销商 管理系统
统一∞制造执钉系统一ｌＦＩＥｘ
｜
移争
ｉ｛
鬣捌极
｛
ｌ制遗执行系统ｌ ｌ制造执行系统ｌ 图ｌ上海汽车核心应用浆构
收穰日期：２０１ｌ一０７一１８ 繁金褒髫：嚣家试赢《薅稼醒合）（２００９０ｉ０５）
作者简介：金忠孝（１９７０一），男，浙江东阳人。上海汽车集团股份有限公司高级经理、系统架构师，博士，主要研究方向为企业架构和软件工
台数据库服务器连接到磁盘阵列设备，并且采用故
统的交互都通过ｗＣ一３Ｊ实现，而每个子系统模块 之间的交互都是通过传统的３层架构完成，这样最 大限度地实现了高内聚、低耦合的设计理念，也大 大增强了系统扩展性及性能。 基于ＷＰＦ［４Ｊ的生产监控客户端系统实现了最 新的用户界面技术，支持对区域监控画面的无级缩
放和其他人性化的显示功能。制造执行系统的
障转移群集技术。手持设备将通过无线网络连接。 ｂ．由２组（每组２台）具有路由功能的３层千 兆交换机保持千兆的线速交换。每台服务器连接 ２组交换机，如果一台交换机失效，则自动把流量 切换到连接另一台交换机上，做到双机热备。 ｃ．采用思科公司的ａｉｒ—ｗｌｅ４４０２—５０一妁产
图２发动机制造执行系统功能架构
发动机制造执行系统的功能架构主要包括以 下６大核心功能模块。
ｂ．生产计划和排产（Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ
Ｐｌａｎｎｉｎｇ ａｎｄ
Ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ，ＰＰ＆Ｓ）：为机加工线、分装线和总装线
Ｄａｔａ Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｏｒ，