智能制造运营管理技术发展

2 网络化制造
2、CAM网络（CAM Net）
CAM Net通过Internet提供多种制造支撑服务，如产 品设计的可制造性、加工过程仿真及产品的试验等， 使得集成企业的成员能够快速连接和共享制造信息。
点击添加文本 建立敏捷制造的支撑环境在网络上协调工作，将企业
中各种以数据库文本图形和数据文件存储的分布信息 集成起来以供合作伙伴共享，为各合作企业的过程集 成提供支持。
（５）打破瓶颈，辨识新的瓶 颈，克服惰性，循环以持续提 升。
TOC理论 TOC严格按照因果逻辑提供了一系列技术 和工具的思维流程
点击添加文本
其中，当前现实树、未来现实树、负效应枝节、转变树 为描述因果关系的技术工具，消雾法、必备树为描述必然 性的技术工具。
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一、网络化制造的产生
所谓网络化制造，是指企业利用计算机网络实现制造过程及 制造过程与企业中工程设计、管理信息系统等子系统的集成， 包括通过计算机网络远程操纵异地的机器设备进行制造、企 业利用计算机网络搜寻产品的市场供应信息、搜寻加工任务、
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3、网络化制造模 式下的CAPP技术
CAPP是联系设计和制造的桥梁和纽 带，网络化制造系统的实施必须获 得工艺设计理论及其应用系统的支 持。因此，在继承传统的CAPP系统 研究成果的基础上，进一步探索网 络化制造模式下的集成化、工具化 CAPP系统是当前网络化制造系统研 究和开发的前沿领域。它包括基于 Internet的工具化零件信息输入机 制建立、基于Internet的派生式和 创成式工艺设计方法等
智能制造运营管理技术发展
TOC理论 网络化制造 智能制造 点击添加标题
第十五章
学习目标
１． 了解三种最新运营管理技术的内容；
２． 程；
掌握ＴＯＣ理论的点核击心添步加骤和文思本维流
３． 了解大规模定制与大批量生产的区别。
TOC理论
一、产生背景
约束理论（Theory of Constraints,简称TOC）是以色列物理 学家戈德拉特博士在优化生产技术（Optimized Production Technology,简称OPT）的基础上发展起来的。
TOC理论
DBR各要素的目标与作用如下表所示。为配合DBR的使用和现场管 理,TOC提出了缓冲管理（BufferManagement，简称BM)它是DBR必不可 少的组成部分。BM是生产控制的诊断工具，是瓶颈调度执行受阻的报 警系统、提前期的控制工具和最 应优先改进环节的指示工具。
TOC理论
缓冲模型如图15-2所示，产出链上共用瓶颈作业Ｍ、 Ｍ 之前的加工作业、Ｍ 之后的加工作业、要与Ｍ 装 配的零件的之前的加工作业四种作业。相应地，存在 三种形式的缓冲，即产能受限资源缓冲、装配缓冲和 发货缓冲，以保证投料后生产按鼓的节奏及时到达瓶
点击添加文本 的实际产出比率比原来估计的要快，或者约束资源前
的加工程序的产出率比原来估计的要慢，或者出现次 品。前道工序的机器是否出现故障，在设置“时间缓 冲”时一般设置一定的安全库存。最后，还要考虑在 制品库存费用、成品库存费用、加工费用和各种人工 费。要在保证约束资源上加工持续的情况下，使整个 加工过程的费用最小。
改进什么、改成什么样子和怎样使流程得以实现这三个问
题。
②TOC理论是一套日常管理工具。
③TOC理论是应用到具体领域的具有创新性的实证方案。
TOC理论
三、TOC的运作指标
有效产出（TP）
库存（Inventory）
有效产出单位时间内生产
产品并且实现了销售而获利的 利润，是衡量企业在单位时间 内能够生产、销售产品而最终 获利能力的指标
点击添加文本 任何区别。通过AIMS Net可以减少生产准备时间，使当前的
生产更加流畅，并可开辟企业从事生产活动的新途径。利用 AIMS Net可把能力互补的大、中、小企业连接起来，形成供 应链网络。企业不再是“大而全”、“小而全”，而是更加 强调自己的核心专长。通过相互合作，能有效地处理任何不 可预测的市场变化。
市场和产品的动态信息是网络化制造联盟存在的先 决条件，根据市场和产品的动态变化，网络化制造 联盟随之发生动态的变化
资源的充分利用体现在形成产品的价值链中的每一 个环节
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1974年，美国的哈林顿（J.Harrington）博士提出了计算 机集成制造（Computer Integrated Manufacturing，简称 CIM）的概念，其要点是：
点击添加文本 ① 企业生产的各个环节，即从市场分析、产品设计、
加工制造、经营管理到售后服务的全部生产活动是一个 不可分割的整体，要紧密连接，统一考虑； ② 整个生产过程实质上是一个数据的采集、传递和加 工处理的过程，最终形成的产品可以看作数据的物质表 现。
4、企业集成网络 （Enterprise Integration Net)
Enterprise Integration Net提供 各种增值的服务，包括目录服务、 安全性服务和电子汇款服务等。目
点击添加文本 录服务帮助用户在电子市场或企业
内部寻找信息、服务和人员。安全 性服务通过用户权限为网络安全提 供保障。电子汇款服务支持在整个 网络上进行商业往来。通过这些服 务，用户能够快速地确定所需要的 信息，安全地进行各种业务以及 方便地处理财务事务。
库存是一切暂时不用的资源，
不仅包括满足未来需要而准备的原 材料，还包括加工过程中的在制品 和一时不用的零部件、未销售的产 品、折旧后的固定资产、库存占用 资金等。
运行费将库存转化为有效产
运行费（OE） 出过程中的一切花费，包括
所有的直接费用和间接费用。
TOC理论
TOC作业指标与NP、ROI、 CF的关系如下表所示， 其中，NP=T-OE；ROI=（T-OE）/I 式中，T表示销售收入
TOC理论
四、计划与控制系统：DBR
TOC通过鼓——缓冲——绳子（Drum——Buffer——Rope， 简称DBR）实现生产计划与控制，DBR体现了持续提升FFS
点击添加文本 的前三步，通过对瓶颈环节的有效控制，其余环节相继
与瓶颈环节同步，寻求顾客需求与企业生产能力的最佳 配合，达到物流平衡，准时交货和有效产出最大化的目 标。
点击添加文本 颈、及时通过瓶颈进行装配和及时交货。每个缓冲区
又可以分为赶工区、警示区和忽略区三个段区。缓冲 区中尚未达到的零部件为空洞。空洞可以反映现场加 工的顺畅程度、订单是否及时交货以及时间缓冲大小 设置是否合适等问题。
TOC理论
点击添加文本
TOC理论
设置缓冲时间需考虑时间缓冲和库存缓冲，时间缓冲 是将所需的物料比计划提前一段时间提交，以防随即 波动，设置缓冲时，要保证瓶颈资源上产出率相对较 快的工件在加工过程中不致因为在制品少而停工。另 外，应该考虑加工过程中出现的波动；如约束资源上
作业指标与财务指标的关系
TP
I
OE
NP
ROI
CF
点击添加文本Байду номын сангаас
注： 代表增加 代表减少 代表不变
TOC理论
通常，I降低可以导致OE减少。而OE减少，将导 致NP、ROI和CF增加，从而使企业获取利润。
企业目标
现在和将来都能赚钱
财务目标
净利润 （NP）
投资收益率 （ROI）
现金流量 （CF）
作业目标
有效产出 （TP）
TOC首先是作为一种制造管理理念出现的。最初被人们理解
点击添加文本 为对制造业进行管理、解决瓶颈问题的方法，后来几经改进，
发展出以“产销率、库存、经营成本”为基础的指标体系， 逐渐形成为一种面向增加产销率而不是传统的面向减少成本 的管理理论和工具，并最终覆盖到企业管理的所有职能方面。
TOC理论
二、TOC理论的概念
简单地说，TOC理论就是关于进行改进和如何最好地实
施这些改进的一套管理理念和管理原则，可以帮助企业识
别出在实现目标的过程中存在着哪些制约因素，TOC理论称
之为“约束”，并进一步指出如何实施必要的改进来一一
消除这些约束，从而更有效地实现企业目标。
不同角度看TOC:
点击添加文本
①TOC理论是一套解决约束的流程，用来逻辑地系统地回答
库存 （I）
运行费 （OE）
制造周期 作业指标、财务指标与制造周期的关系
TOC理论
但是， 是通过降低I来减少OE的作用是随着I降低的程 度而减弱的。当I较高时，减少I可以明显减少维持库
点击添加文本 存费，从而减少OE。然而，当库存降低到一个较低水
平时，再继续降低I，则对减少OE作用不大，因为在极 限的情况下，也只能把库存和运行费减少到0，因此要 想通过减少库存和运行费来实现多赚钱的目标是有限 度的，而通过增加有效产出来增加利润对缩短制造周 期、提高企业竞争力具有重要的影响。
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二、网络化制造系统与关键技术
网络化制造系统的体系结构是描述网络化制造系统的 一组模型的集合，这些模型描述了网络化制造系统的 功能结构、特性和运行方式。在进行网络化制造系统
点击添加文本 规划设计时，对目标系统进行全面的定义；通过网络
化制造系统的建模，发现当前网络化制造系统存在的 问题，进而改进当前网络化制造系统结构或优化系统 运行。
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从这一概念可以知道： ① 网络技术可以使企业生产的各个环节紧密连接，统一 考虑，而且可以使分布在世界各地的企业生产的各个相关
环节紧密连接，统一考虑 点击添加文本
② 将整个生产过程的实质看作是一个数据的采集、传递 和加工处理的过程，网络技术可以在生产过程中发挥很大 作用。通过网络，可以进行大量的、大范围的、实时的数 据采集；通过网络，可以进行大量数据的远程传递；通过 网络，可以对数据进行异地协同处理。
TOC理论
TOC计划与控制实施主要步骤：
1、把资源及资源利用等信息通过工艺规程全部关联起来，构建生 产网络。 2、在生产网络的基础上买辨别系统瓶颈。
点击添加文本 3、以瓶颈为基准，把生产网络划分为瓶颈资源网络和非瓶颈资源
网络。 4、对瓶颈资源网络的资源按照工艺顺序约束、瓶颈产能约束、交 货期、优先调度规则等进行排序。 5、在关键点设置缓冲保护，确保系统的有效产出不受任何影响。 6、设置绳子，确定物料投放计划，控制非瓶颈与瓶颈生产同步。 7、根据瓶颈所设定的生产节奏安排其他环节的生产。
2
（一）网络化制造系统体系结构的视图构成
功能视图 信息视图 资源视图 组织视图 过程视图
描述网络化制造系统中较为稳定的静态功能组成 和动态功能联系
描述网络化制造系统中的信息结构、信息流动和
信息处理过程 点击添加文本
描述网络化制造系统中的设备、物流等系统资源 配置以及资源流模型
描述网络化制造系统中的组织构成和组织方式
点击添加文本 去发现合适的产品生产合作伙伴、进行产品的合作开发设计
和制造以及产品的销售等，即通过计算机网络进行生产经营 业务活动各个环节的合作，以实现企业间的资源共享和优化 组合利用、实现异地制造。网络化制造是制造业利用网络技 术开展的产品设计、制造、销售、采购、管理等一系列活动 的总称，涉及企业生产经营活动的各个环节，如图15-3所示。
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三、数字化网络化制造技术
（一）数字化网络化制造概述
敏捷化
敏捷化是网络化制造的核心思想之一
分散化
网络化制造的分散化具体体现在两个方面，其一是
点击添加文本 资源分散化，包括制造硬件资源分散在不同的组织
内、不同的地域内和不同的文化条件内等；其二是 指制造系统中生产经营管理决策的分散化
动态化 协作化
TOC理论
五、TOC的五大核心步骤与思维流程
TOC重视瓶颈的重要作用， 强调一切活动必须立足瓶颈 并首要满足瓶颈的限制，保 证瓶颈的充分利用和瓶颈的 持续改善，针对瓶颈，TOC 发展了持续改进的五步法， 其步骤为：
（１）辨识系统瓶颈； （２）充分利用瓶颈； （３）非瓶颈配合瓶颈； （４）提升瓶颈；
描述网络化制造系统中涉及上述四个视图的业务 流程构成与运行 过程
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（二）网络化制造的关键技术
1、制造系统的敏捷基础设施网络（AIMSnet）
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AIMSnet
供应商信息
资源和伙伴 选择
合同与协议 服务
虚拟企业运 作支持
工作小组合 作支
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AIMS Net包括供应商信息、资源和伙伴选择、合同与协议服 务、虚拟企业运作支持和工作小组合作支持等。AIMS Net是 一个开放网络，任何企业都可在其上提供服务，而且这个网 络是无缝隙的，因为企业通过它从内部和外部获得服务没有