先进制造系统习题

1、如何理解制造的概念？

从“制造过程”上来看，制造的含义有狭义与广义之分。

（1）狭义制造。又称为“小制造”，是指产品的制作过程。或者说，制造是使原材料在物理性质和化学性质上发生变化而转化为产品的过程。

（2）广义制造。又称为“大制造”或“现代制造”，它是指产品的全生命周期过程。广义制造包含了4个过程：1)概念过程（产品设计、工艺设计、生产计划等）；2）物理过程（加工、装配等）；3）物质（原材料、毛坯和产品等）的转移过程；4)产品报废与再制造过程。

2、简述制造业的发展历程。

制造业的发展可以分为3个时代：古代、近代和现代。

（1）古代制造业的发展。大约600万年前，人学会了双足行走和用手制造并使用工具，人类最初制造的工具是石刀、石斧和石锤；在1万年前新石器时代，人类从采集和狩猎转向耕作和畜牧；到了5000年青铜器和之后的铁器时代，为了满足以农业为主的自然经济的需要，制造以手工作坊的形式出现，主要是利用人力进行纺织、冶炼、铸造各种农耕器具等原始制造活动。

（2）近代制造业的发展。18世纪蒸汽机的发明给制造业提供了动力，制造了满足不同行业需求的各种机器，初步形成了传统的大机器制造业及其制造技术体系；到19世纪工业革命继续发展，生产规模逐渐扩大，产品需求对制造材料的质量要求提高，使早期的传统制造技术体系与社会发展和需求之间产生了矛盾；19世纪发明和完善了新型冶炼技术、内燃机技术、电气技术；20世纪上半叶兵器工业和汽车工业的大量生产方式，以流水线为典型，显著提高了生产效率；20-30年代的制造系统是机群式生产线；40-50年代，制造系统是能量驱动型的刚性生产线。

（3）现代制造业的发展。第二次世界大战后，数字计算机融入制造领域；1952年美国推出了数控机床并很快得到工业应用；20世纪60年代是计算机技术和制造技术扩大融合的年代；70年代，随着市场竞争的加剧，大量生产方式开始逐步向多品种、中小批量生产方式转变；80年代基于先进的计算机技术和自动化技术，发展了各种先进的单元制造技术；随着90年代计算机和网络技术的飞速发展及与制造技术的融合，数字化制造日益成为主流制造技术，制造工程开始了向制造工程与科学的过度，更新与扩大了制造系统的学科基础。

3、中国制造业面临的最主要的问题是什么？试剖析其原因。

有以下三种问题：（1）制造系统的问题。1）劳动生产率及工业增加值率低；

2）我国制造业处于全球产业链的低端；3）技术创新能力十分薄弱。4）制造业的结构不尽合理。

（2）制造模式的问题.。1）企业体制的不适应；2）经营理念的不适应；

3)生产管理手段的不适应；4)企业组织结构的不适应。

（3）制造技术问题。1)设计技术；2）制造工艺与装备；3）制造过程自动化。

原因：1、资源和环境的约束；2、缺乏自主知识产权的技术和品牌以及面向全球市场的销售渠道；3、原材料和劳动力价格的上涨，使得中国制造业的成本急剧上升；4、人民币汇率大幅升值，导致外贸出口成本上涨。

4、试述对制造系统、制造模式和制造技术三者的联系与区别有何见解？

（1）制造模式是建立制造系统的基础，制造系统是制造模式的物理实现。

制造模式是制造系统的重要组成部分，有战略决策的作用和地位。制造系统是一种人造的开放式系统，体现了人类的意志、原则和规律。在制造系统的规划、设计、运行和发展过程中，制造模式决定了制造系统的结构和运行方式。

（2）制造技术是形成制造模式的基础，制造模式是适应制造技术的必要条件。这是因为制

造技术因制造系统需求而产生，制造模式则因制造技术拉动而变旧为新。制造模式与制造技术互为依存，不可分离。制造模式是制造技术发挥作用的形式，制造技术是制造模式具体运用的内容。任何制造技术，只能在与之相适应的制造模式下收到实效；任何制造模式，都必须以制造技术为支柱。

5、工业工程师在制造领域中的主要职责与机械工程师有何区别？

工业工程师注重制造模式与系统的研究，它是以某一生产系统（产品流水线）为对象进行设计和优化设计，从而使输入系统的人力与其他各种资源得到最充分有效的利用，杜绝(减少)各种浪费，实现系统的最大输出；而机械工程师注重制造技术方面的研究，他是进度，质量，成本三者最优结合的工艺方案提供者，或问题解决者。

6、比较推动式生产与拉动式生产方式有何区别？

推动式生产：在推进式生产中，每一工序都根据在推进式生产中，每一工序都根据生产计划，尽其所能地生产，尽快完成生产任务，不管下一工序当时是否需要。

拉动式生产：相对于过去的推动式生产，拉动式生产是前一作业将零件生产出来“推给”后一作业加工，在拉式生产中，是后一作业根据需要加工多少产品，要求前一作业制造正好需要的零件。

7、制造系统的决策属性有哪些？

在AMS的规划与设计中，通常影响决策的属性因素有五个，即时间（Time）、质量（Quality）、服务（Service）、成本（Cost）和环境（Environment）。

8、你认为哪种建模方法对制造系统比较有效？

AMS建模的方法有三种：（1）排队网络分析法；（2）离散事件仿真分析法；（3）基于DEDS 理论的扰动分析法。

我认为第三种的扰动分析法对制造系统比较有效, 原因：1）对模型未加任何限制，适用于各种形式的DEDS；2)兼有仿真法和理论分析法的优点，大大减少了计算工作量。

9、何谓信息化制造？其基本内容是什么？

信息化制造是指在制造企业的生产、经营、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。

信息化制造的内容可以分成四个方面：1）生产作业层的信息化；2）管理办公层的信息化；3）战略决策层的信息化；4）协作商务层的信息化。

10、刚性制造模式与柔性制造模式的主要区别是什么？

刚性制造模式：它一般采用自动流水线，包括物流设备和相对固定的加工工艺，适应与大批量、少品种的情况。其特征是：实现从设计、加工到管理的标准化和专业化生产；采用移动式的装配线和高效的专用设备，工序分散，节拍固定；实行厂内自制管理，纵向一体化组织结构；劳动分工很细；对市场和用户需求的应变能力较低。

柔性制造模式：其特征是：工序相对集中，没有固定的节拍，物料的非顺序输送；将高效率和高柔性融于一体，生产成本低；具有较强的灵活性和适应性。

11、拉动式生产和推动式生产的主要优点和缺点是什么？

拉动式生产是“准时生产（Just In Time）”得以实现的技术承载。相对于过去的推动式生产，前一作业将零件生产出来“推给”后一作业加工，在拉式生产中，是后一作业根据需要加工多少产品，要求前一作业制造正好需要的零件。与拉动式生产相对应的是推动式生产。在推动式生产中，每一工序都根据生产计划，尽其所能地生产，尽快完成生产任务，不管下一工序当时是否需要。传统的生产系统一般为推动式生产，推动式生产将造成物品的堆积。