利用信息化改造传统制造业 实现工业
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16
聪明加工系统的功能和组成
HUNC.EDU.CN
工艺规程
详细的过程规划（ 详细的过程规划（DPP） ） 过 动态过程优化（DPO） 动态过程优化（ ） 加工 （MM） ） 程 监 控
PMC
SMS
聪明加工系统 17
聪明加工系统
HUNC.EDU.CN
聪明加工系统（Smart Machine System） System） 聪明加工系统（ 主要特征： 主要特征：
引自《 的面向服务架构（ 引自《IBM 的面向服务架构（SOA）》 ） 25
PDM与ERP集成 PDM与ERP集成
HUNC.EDU.CN
ERP系统中需要的物料结构信息和工艺信 ERP系统中需要的物料结构信息和工艺信 息需要在PDM系统中进行有效管理， 息需要在PDM系统中进行有效管理，PDM 系统中进行有效管理 系统如何与ERP系统集成 系统集成， 系统如何与ERP系统集成，实现两个系统 的平稳集成是很多企业目前遇到的难题。 的平稳集成是很多企业目前遇到的难题。 只有两者实现有效集成，ERP才能发挥真 只有两者实现有效集成，ERP才能发挥真 正的效能。 正的效能。
11
装备制造业信息化的五个层次 装 备 制 造 业 信 息 化
企业间信息互通互联 管理数字化 化 数字化 化 数字化 化
HUNC.EDU.CN
业层 管理层 底 层 信 息 化
12
信息化打造精益企业的着力点
HUNC.EDU.CN
加强底层信息化——产品信息化、数字化； 加强底层信息化——产品信息化、数字化； 产品信息化 底层设备的改造升级；CAD的深化 的深化； 底层设备的改造升级；CAD的深化；加强 基础管理工作 业务单元的信息集成——技术 财务、 技术、 业务单元的信息集成——技术、财务、采 生产、物流、仓储、 购、生产、物流、仓储、人力资源等业务 单元的信息集成 打通底层与顶层——MES—ERP；CAD— 打通底层与顶层——MES—ERP；CAD— PDM— PDM—ERP 供应链管理优化——精益生产 精益生产、 供应链管理优化——精益生产、精益物流
20
计算机辅助工程（CAE） 计算机辅助工程（CAE）
HUNC.EDU.CN
产品开发前期新技术、新结构的基础研究、 产品开发前期新技术、新结构的基础研究、 应用研究和工程开发研究的信息化， 应用研究和工程开发研究的信息化，是工 程技术领域的信息化取得重大突破的关键。 程技术领域的信息化取得重大突破的关键。 它包括有限元建模和分析、运动和动态特 它包括有限元建模和分析、 性仿真、物质特性计算、优化设计、物理 性仿真、物质特性计算、优化设计、 特性分析、实验数据处理。 特性分析、实验数据处理。
HUNC.EDU.CN
传统生产方式 精益生产方式 只销企业生产的产品 销售顾客需要的产品 尽可能晚开工 尽可能早开工 批量优化、 最小批量、 批量优化、“推”的 最小批量、“拉”的 管理方式 管理方式 零件成本最低 产品总成本最低 被动管理 主动管理 晋升靠机遇 职务升迁透明 疏远， 友谊， 疏远，单调 友谊，互助
HUNC.EDU.CN
11年前Gartner提出SOA概念 11年前 年前Gartner提出 提出SOA概念 SOA（serviceSOA（service-oriented architecture）— architecture） 服务导向架构 2006年10月的用户大会上 2006年10月的用户大会上，甲骨文公布了 月的用户大会上， Fusion中间软件为核心的服务导向架构 以Fusion中间软件为核心的服务导向架构 蓝图， 蓝图，并于两年内陆续将现有的软件转化 为服务， 2008年推出包含底层中间件软 为服务，到2008年推出包含底层中间件软 应用与服务组建的Fusion架构 架构。 件，应用与服务组建的Fusion架构。
精益生产体系
零 库 存 准 时 生 产
JIT
HUNC.EDU.CN
精益生产体系 多
品 种 成 组 技 术
GT
零 缺 陷 质 量 管 理
TQM
21
8
精益生产与传统生产方式的比较
比较内容 企业战略 企业目标 工作强度 分工方式 产品特征 生产后勤 产品质量 自动化程度 生产组织 传统生产方式 地区性企业 尽可能地好 体力和精神紧张 分工， 分工，专门化 标准产品 在制品存储 靠事后检测 刚性、 刚性、复杂 顺序工程模式
HUNC.EDU.CN
4
从精益生产到精益思维
在物料、信息以及服务领域都要 在物料、 精简一切不必要的过程和环节， 精简一切不必要的过程和环节， 减少浪费，节约资源， 减少浪费，节约资源，达到生产 过程和服务的有效性与经济性
HUNC.EDU.CN
精益思维
对企业的活动进行全 面的、 面的、整体的优化
精益企业
HUNC.EDU.CN
精益生产方式 全球性企业 尽善尽美 创造性的紧张 集成， 集成，Team 面向顾客 Just-inJust-in-time 由工人保证质量 柔性、 柔性、简化 同步工程模式
9
精益生产与传统生产方式的比较（ 精益生产与传统生产方式的比较（续）
比较内容 销售 生产计划 管理 采购管理 财务管理 人事管理 工作关系
销售经营科 工程技术科 数据库 生产协调科 生产车间
主要特征：精简机构，模糊分工，各部门的工作并行进行； 主要特征：精简机构，模糊分工，各部门的工作并行进行；一次 生成基本数据，集成化的信息处理；生产周期短，市场响应快。 生成基本数据，集成化的信息处理；生产周期短，市场响应快。
23
服务导向架构（SOA） 服务导向架构（SOA）
● ● ● ●
知道本系统的加工能力和状态 能够自行度量工作（输出）的质量 能够自行度量工作（输出） 能够监控和自主优化加工过程 能够不断持续学习和提高自己的能力
18
协同设计
DFX
HUNC.EDU.CN
协同设计
生命周期设计 人人协同
纵向协同设计 人机关系
人机协同 横向协同设计 专业领域 机机协同 机械 光电 信息 执行 项目组内 企业内 企业之间 控制 驱动
……
字 化 产 品 与 装 备
15
传
技术
统 产 品
网 络 技 术
技术
产品和装备的数字化
HUNC.EDU.CN
装备制造业肩负着为用户实施信息化和适应市场 提供先进、适用装备的任务，为此必须不断融入、 提供先进、适用装备的任务，为此必须不断融入、 吸收信息技术，提高装备和产品的数字化程度， 吸收信息技术，提高装备和产品的数字化程度， 提高产品的技术含量、质量和可靠性。 提高产品的技术含量、质量和可靠性。 产品和装备实现数字化， 产品和装备实现数字化，是向国民经济各部门提 供智能化工具，从而提高我国社会生产力水平、 供智能化工具，从而提高我国社会生产力水平、 提高我国装备制造业国际竞争力。 提高我国装备制造业国际竞争力。
实 现 产 业 升 级
HUNC.EDU.CN
制造技术
自动化技术 现代管理技术 信息技术
不断改善企业生产、经营、管理、 不断改善企业生产、经营、管理、产品开发
3
信息化助推装备制造业升级
加快新产品开发、 加快新产品开发、提高成功率 提高设备利用率 提高制造过程自动化、 提高制造过程自动化、智能化 提高质量和效率 加速资金周转、 加速资金周转、减少库存 充分利用资源 …… 实现： 实现： ◆提高效率、效益 提高效率、 ◆节省物质消耗 减少污染、 ◆减少污染、排放
对生产过程 精简、消肿” “精简、消肿”
精益生产
“精益求精” 精益求精” 的管理思想
5
精益生产（丰田生产方式） 精益生产（丰田生产方式）
★最高生产率 ★最佳产品质量 ★极大的生产柔性 精益生产提出： 精益生产提出： ◆“精简、消肿”的对策 精简、消肿” ◆“精益求精”的管理思想 精益求精”
HUNC.EDU.CN
21
数字化设计与制造=CAD+CAE 数字化设计与制造=CAD+CAE
信息技术与制造技术 相融合， 相融合 ， 将进一步给 设计与制造技术带来 深刻的， 深刻的 ， 甚至是革命 性的变化。 性的变化。 信息化使装备制造业 更好、更快、 更省、 更好 、 更快 、 更省 、 更可靠地制造出创新 产品。 产品。 数字化设计与制造使 Boeing777的 Boeing777的 研发周期缩短40% 40%， 研发周期缩短40%， 工程返工减少50% 50%。 工程返工减少50%。
信息化助推装备制造业升级
网络经济学附录
装备制造业五个转变迫在眉睫
主要依靠资源和投资拉动
HUNC.EDU.CN
主要依靠 技术进步和提高劳动者素质推动
注重生产能力的扩张 生产型制造 世界制造业价值链低端 对环境挤压
注重技术能力的积聚 服务型制造 世界制造业价值链高端 对环境友好
2
装备制造业信息化是一个过程
24
SOA——整合、 SOA——整合、灵活 整合
HUNC.EDU.CN
SOA是一种应用框架，它着眼于日常的业务应用， SOA是一种应用框架，它着眼于日常的业务应用， 是一种应用框架 并将它们划分为单独的业务功能和流程， 并将它们划分为单独的业务功能和流程，即所谓 的服务。 使用户可以构建、 的服务。SOA 使用户可以构建、部署和整合这些 服务，且无需依赖应用程序及其运行计算平台， 服务，且无需依赖应用程序及其运行计算平台， 从而提高业务流程的灵活性。 从而提高业务流程的灵活性。这种业务灵活性可 使企业加快发展速度，降低总体拥有成本， 使企业加快发展速度，降低总体拥有成本，改善 对及时、准确信息的访问。 对及时、准确信息的访问。SOA 有助于实现更多 的资产重用、更轻松的管理和更快的开发与部署。 的资产重用、更轻松的管理和更快的开发与部署。
13
信息化打造精益企业
虚拟设计 协同设计 三维CAD 三维 CAE RPM PLM CAM
HUNC.EDU.CN
供
ERP
PDM
AM CIMS
设
化
IMS
应 链 管 理 造
MES
RM
高 绩 效 工 厂
FML
FMS 设
造
14
产品与装备中融入信息技术
工 控 机 PLC
HUNC.EDU.CN
数
机 电 一 体 化 产 品
10
装备制造业生产方式的类别
生产方式划分为4种类型： 生产方式划分为4种类型： ★单件生产型（Project Manufacturing） 单件生产型（ Manufacturing）
HUNC.EDU.CN
依产品特点、生产过程与组织， 依产品特点、生产过程与组织，可将装备制造业
★多品种小批量型（Job shop Manufacturing） Manufacturing） 多品种小批量型（ ★大量生产型（Repetitive Manufacturing） Maຫໍສະໝຸດ Baiduufacturing） 大量生产型（ ★大规模定制（Mass Customize） Customize） 大规模定制（
HUNC.EDU.CN
22
顺序工作方式与并行工作方式
传统机械制造企业的顺序工作方式
HUNC.EDU.CN
销售科
设计科
工艺科
计划科
生产车间
主要特征：分工明确，各司其责；工作按一定的顺序进行， 主要特征：分工明确，各司其责；工作按一定的顺序进行，信息 处理间断，基本数据重复生成；生产周期长，市场响应能力差。 处理间断，基本数据重复生成；生产周期长，市场响应能力差。 面向市场的并行工作方式
精益生产的基本目的：在一个企业里同时获得 精益生产的基本目的：
◆强调企业各部门相互密切合作的综合集成
6
精益生产体系的特征
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1.以顾客为 上帝”——不仅向顾客提供服务 1.以顾客为“上帝”——不仅向顾客提供服务 以顾客为“ 而且要洞悉顾客的心理 2.以 为中心——推行团队工作方式 2.以“人”为中心——推行团队工作方式 形成独特的企业文化 3.以 精简”为手段——去除生产中一切多余环节 3.以“精简”为手段——去除生产中一切多余环节 打破部门壁垒， 打破部门壁垒，减少层次 4.以 零缺陷”为目标——最低的成本 最低的成本， 4.以“零缺陷”为目标——最低的成本，最好的质 量 无废品， 无废品，零库存 产品多样化 7
空间领域
功能领域
并行设计
******
19
工业汽轮机的个性化设计
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大批量定制（ Customization） 大批量定制（Mass Customization）— —以类似于标准化或大批量生产的成本和 时间，提供满足顾客特定需求的产品、 时间，提供满足顾客特定需求的产品、服 务和解决方案。 务和解决方案。 用模块化方法在PDM、CAD支持下进行个 用模块化方法在PDM、CAD支持下进行个 性化设计 将近四万多种模块就可以组合成基本上满 足所有用户要求的工业汽轮机
聪明加工系统的功能和组成
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工艺规程
详细的过程规划（ 详细的过程规划（DPP） ） 过 动态过程优化（DPO） 动态过程优化（ ） 加工 （MM） ） 程 监 控
PMC
SMS
聪明加工系统 17
聪明加工系统
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聪明加工系统（Smart Machine System） System） 聪明加工系统（ 主要特征： 主要特征：
引自《 的面向服务架构（ 引自《IBM 的面向服务架构（SOA）》 ） 25
PDM与ERP集成 PDM与ERP集成
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ERP系统中需要的物料结构信息和工艺信 ERP系统中需要的物料结构信息和工艺信 息需要在PDM系统中进行有效管理， 息需要在PDM系统中进行有效管理，PDM 系统中进行有效管理 系统如何与ERP系统集成 系统集成， 系统如何与ERP系统集成，实现两个系统 的平稳集成是很多企业目前遇到的难题。 的平稳集成是很多企业目前遇到的难题。 只有两者实现有效集成，ERP才能发挥真 只有两者实现有效集成，ERP才能发挥真 正的效能。 正的效能。
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装备制造业信息化的五个层次 装 备 制 造 业 信 息 化
企业间信息互通互联 管理数字化 化 数字化 化 数字化 化
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业层 管理层 底 层 信 息 化
12
信息化打造精益企业的着力点
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加强底层信息化——产品信息化、数字化； 加强底层信息化——产品信息化、数字化； 产品信息化 底层设备的改造升级；CAD的深化 的深化； 底层设备的改造升级；CAD的深化；加强 基础管理工作 业务单元的信息集成——技术 财务、 技术、 业务单元的信息集成——技术、财务、采 生产、物流、仓储、 购、生产、物流、仓储、人力资源等业务 单元的信息集成 打通底层与顶层——MES—ERP；CAD— 打通底层与顶层——MES—ERP；CAD— PDM— PDM—ERP 供应链管理优化——精益生产 精益生产、 供应链管理优化——精益生产、精益物流
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计算机辅助工程（CAE） 计算机辅助工程（CAE）
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产品开发前期新技术、新结构的基础研究、 产品开发前期新技术、新结构的基础研究、 应用研究和工程开发研究的信息化， 应用研究和工程开发研究的信息化，是工 程技术领域的信息化取得重大突破的关键。 程技术领域的信息化取得重大突破的关键。 它包括有限元建模和分析、运动和动态特 它包括有限元建模和分析、 性仿真、物质特性计算、优化设计、物理 性仿真、物质特性计算、优化设计、 特性分析、实验数据处理。 特性分析、实验数据处理。
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传统生产方式 精益生产方式 只销企业生产的产品 销售顾客需要的产品 尽可能晚开工 尽可能早开工 批量优化、 最小批量、 批量优化、“推”的 最小批量、“拉”的 管理方式 管理方式 零件成本最低 产品总成本最低 被动管理 主动管理 晋升靠机遇 职务升迁透明 疏远， 友谊， 疏远，单调 友谊，互助
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11年前Gartner提出SOA概念 11年前 年前Gartner提出 提出SOA概念 SOA（serviceSOA（service-oriented architecture）— architecture） 服务导向架构 2006年10月的用户大会上 2006年10月的用户大会上，甲骨文公布了 月的用户大会上， Fusion中间软件为核心的服务导向架构 以Fusion中间软件为核心的服务导向架构 蓝图， 蓝图，并于两年内陆续将现有的软件转化 为服务， 2008年推出包含底层中间件软 为服务，到2008年推出包含底层中间件软 应用与服务组建的Fusion架构 架构。 件，应用与服务组建的Fusion架构。
精益生产体系
零 库 存 准 时 生 产
JIT
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精益生产体系 多
品 种 成 组 技 术
GT
零 缺 陷 质 量 管 理
TQM
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8
精益生产与传统生产方式的比较
比较内容 企业战略 企业目标 工作强度 分工方式 产品特征 生产后勤 产品质量 自动化程度 生产组织 传统生产方式 地区性企业 尽可能地好 体力和精神紧张 分工， 分工，专门化 标准产品 在制品存储 靠事后检测 刚性、 刚性、复杂 顺序工程模式
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从精益生产到精益思维
在物料、信息以及服务领域都要 在物料、 精简一切不必要的过程和环节， 精简一切不必要的过程和环节， 减少浪费，节约资源， 减少浪费，节约资源，达到生产 过程和服务的有效性与经济性
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精益思维
对企业的活动进行全 面的、 面的、整体的优化
精益企业
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精益生产方式 全球性企业 尽善尽美 创造性的紧张 集成， 集成，Team 面向顾客 Just-inJust-in-time 由工人保证质量 柔性、 柔性、简化 同步工程模式
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精益生产与传统生产方式的比较（ 精益生产与传统生产方式的比较（续）
比较内容 销售 生产计划 管理 采购管理 财务管理 人事管理 工作关系
销售经营科 工程技术科 数据库 生产协调科 生产车间
主要特征：精简机构，模糊分工，各部门的工作并行进行； 主要特征：精简机构，模糊分工，各部门的工作并行进行；一次 生成基本数据，集成化的信息处理；生产周期短，市场响应快。 生成基本数据，集成化的信息处理；生产周期短，市场响应快。
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服务导向架构（SOA） 服务导向架构（SOA）
● ● ● ●
知道本系统的加工能力和状态 能够自行度量工作（输出）的质量 能够自行度量工作（输出） 能够监控和自主优化加工过程 能够不断持续学习和提高自己的能力
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协同设计
DFX
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协同设计
生命周期设计 人人协同
纵向协同设计 人机关系
人机协同 横向协同设计 专业领域 机机协同 机械 光电 信息 执行 项目组内 企业内 企业之间 控制 驱动
……
字 化 产 品 与 装 备
15
传
技术
统 产 品
网 络 技 术
技术
产品和装备的数字化
HUNC.EDU.CN
装备制造业肩负着为用户实施信息化和适应市场 提供先进、适用装备的任务，为此必须不断融入、 提供先进、适用装备的任务，为此必须不断融入、 吸收信息技术，提高装备和产品的数字化程度， 吸收信息技术，提高装备和产品的数字化程度， 提高产品的技术含量、质量和可靠性。 提高产品的技术含量、质量和可靠性。 产品和装备实现数字化， 产品和装备实现数字化，是向国民经济各部门提 供智能化工具，从而提高我国社会生产力水平、 供智能化工具，从而提高我国社会生产力水平、 提高我国装备制造业国际竞争力。 提高我国装备制造业国际竞争力。
实 现 产 业 升 级
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制造技术
自动化技术 现代管理技术 信息技术
不断改善企业生产、经营、管理、 不断改善企业生产、经营、管理、产品开发
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信息化助推装备制造业升级
加快新产品开发、 加快新产品开发、提高成功率 提高设备利用率 提高制造过程自动化、 提高制造过程自动化、智能化 提高质量和效率 加速资金周转、 加速资金周转、减少库存 充分利用资源 …… 实现： 实现： ◆提高效率、效益 提高效率、 ◆节省物质消耗 减少污染、 ◆减少污染、排放
对生产过程 精简、消肿” “精简、消肿”
精益生产
“精益求精” 精益求精” 的管理思想
5
精益生产（丰田生产方式） 精益生产（丰田生产方式）
★最高生产率 ★最佳产品质量 ★极大的生产柔性 精益生产提出： 精益生产提出： ◆“精简、消肿”的对策 精简、消肿” ◆“精益求精”的管理思想 精益求精”
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数字化设计与制造=CAD+CAE 数字化设计与制造=CAD+CAE
信息技术与制造技术 相融合， 相融合 ， 将进一步给 设计与制造技术带来 深刻的， 深刻的 ， 甚至是革命 性的变化。 性的变化。 信息化使装备制造业 更好、更快、 更省、 更好 、 更快 、 更省 、 更可靠地制造出创新 产品。 产品。 数字化设计与制造使 Boeing777的 Boeing777的 研发周期缩短40% 40%， 研发周期缩短40%， 工程返工减少50% 50%。 工程返工减少50%。
信息化助推装备制造业升级
网络经济学附录
装备制造业五个转变迫在眉睫
主要依靠资源和投资拉动
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主要依靠 技术进步和提高劳动者素质推动
注重生产能力的扩张 生产型制造 世界制造业价值链低端 对环境挤压
注重技术能力的积聚 服务型制造 世界制造业价值链高端 对环境友好
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装备制造业信息化是一个过程
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SOA——整合、 SOA——整合、灵活 整合
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SOA是一种应用框架，它着眼于日常的业务应用， SOA是一种应用框架，它着眼于日常的业务应用， 是一种应用框架 并将它们划分为单独的业务功能和流程， 并将它们划分为单独的业务功能和流程，即所谓 的服务。 使用户可以构建、 的服务。SOA 使用户可以构建、部署和整合这些 服务，且无需依赖应用程序及其运行计算平台， 服务，且无需依赖应用程序及其运行计算平台， 从而提高业务流程的灵活性。 从而提高业务流程的灵活性。这种业务灵活性可 使企业加快发展速度，降低总体拥有成本， 使企业加快发展速度，降低总体拥有成本，改善 对及时、准确信息的访问。 对及时、准确信息的访问。SOA 有助于实现更多 的资产重用、更轻松的管理和更快的开发与部署。 的资产重用、更轻松的管理和更快的开发与部署。
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信息化打造精益企业
虚拟设计 协同设计 三维CAD 三维 CAE RPM PLM CAM
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供
ERP
PDM
AM CIMS
设
化
IMS
应 链 管 理 造
MES
RM
高 绩 效 工 厂
FML
FMS 设
造
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产品与装备中融入信息技术
工 控 机 PLC
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数
机 电 一 体 化 产 品
10
装备制造业生产方式的类别
生产方式划分为4种类型： 生产方式划分为4种类型： ★单件生产型（Project Manufacturing） 单件生产型（ Manufacturing）
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依产品特点、生产过程与组织， 依产品特点、生产过程与组织，可将装备制造业
★多品种小批量型（Job shop Manufacturing） Manufacturing） 多品种小批量型（ ★大量生产型（Repetitive Manufacturing） Maຫໍສະໝຸດ Baiduufacturing） 大量生产型（ ★大规模定制（Mass Customize） Customize） 大规模定制（
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顺序工作方式与并行工作方式
传统机械制造企业的顺序工作方式
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销售科
设计科
工艺科
计划科
生产车间
主要特征：分工明确，各司其责；工作按一定的顺序进行， 主要特征：分工明确，各司其责；工作按一定的顺序进行，信息 处理间断，基本数据重复生成；生产周期长，市场响应能力差。 处理间断，基本数据重复生成；生产周期长，市场响应能力差。 面向市场的并行工作方式
精益生产的基本目的：在一个企业里同时获得 精益生产的基本目的：
◆强调企业各部门相互密切合作的综合集成
6
精益生产体系的特征
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1.以顾客为 上帝”——不仅向顾客提供服务 1.以顾客为“上帝”——不仅向顾客提供服务 以顾客为“ 而且要洞悉顾客的心理 2.以 为中心——推行团队工作方式 2.以“人”为中心——推行团队工作方式 形成独特的企业文化 3.以 精简”为手段——去除生产中一切多余环节 3.以“精简”为手段——去除生产中一切多余环节 打破部门壁垒， 打破部门壁垒，减少层次 4.以 零缺陷”为目标——最低的成本 最低的成本， 4.以“零缺陷”为目标——最低的成本，最好的质 量 无废品， 无废品，零库存 产品多样化 7
空间领域
功能领域
并行设计
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工业汽轮机的个性化设计
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大批量定制（ Customization） 大批量定制（Mass Customization）— —以类似于标准化或大批量生产的成本和 时间，提供满足顾客特定需求的产品、 时间，提供满足顾客特定需求的产品、服 务和解决方案。 务和解决方案。 用模块化方法在PDM、CAD支持下进行个 用模块化方法在PDM、CAD支持下进行个 性化设计 将近四万多种模块就可以组合成基本上满 足所有用户要求的工业汽轮机