amt2010-第2章_先进制造模式
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先进制造技术 © 2010, School of Mechanical Engineering, Tianjin University
2.2 计算机集成制造
Computer Integrated Manufacturing (CIM)
11
先进制造技术
© 2010, School of Mechanical Engineering, Tianjin University
◆绿色制造 (Green Manufacturing, GM)
又称环境意识制造(Environmentally conscious manufacturing, ECM)、面 向环境的制造(Manufacturing for environment, MFE)。综合考虑环境影响 和资源消耗的现代制造模式，其目标使得产品从设计、制造、包装、运 输、使用到报废处理的整个生命周期中，对环境的负面影响最小，资源 利用率最高，并使企业经济效益和社会效益协调优化。类似的概念有清 洁生产 (Clean Production, CP) 。还有一个重要的分支就是再制造工程 (Again Manufacturing)。
先进制造技术 © 2010, School of Mechanical Engineering, Tianjin University
计算机集成制造（CIM）
CIM及CIMS的定义
◆ 欧共体CIM-OSA（开放体系结构）课题委员会： CIM是将人及其经营知识和能力与信息技术和制造技 术综合应用，以提高制造型企业的生产率和响应能力。企 业所有人员、功能、信息、组织管理等方面都是集成起来 的整体的各个部分。 ◆ CIM 与CIMS ◎CIM是一种哲理、思想、方法； ◎CIMS是CIM哲理的具体体现； ◎ CIMS 是一个计算机控制的闭环反馈系统，其输入是 产品的需求和概念，输出的是合格的产品。
先进生产模式
◆智能制造 (Intelligent Manufacturing, IM)
由日本东京大学Hiroyuki Yoshikawa在1989年提出。在制造工业的各个 环节，以一种高度柔性与高度集成的方式，通过计算机来模拟人类专家 的制造智能活动，对制造问题进行分析、判断、推理、构思和决策。
◆快速反应制造（ 快速反应制造（Quick Response Manufacturing, QRM)
13
先进制造技术 © 2010, School of Mechanical Engineering, Tianjin University
14
计算机集成制造（CIM）
◆ 讨论： CIM 的核心是集成 集成，而集成的本质是信息集成 信息集成。 整体优化是 整体优化 CIM的目标（相对于自动化孤岛）。 3M（人、机器、管理）集成，其中人 人是核心。 普渡大学T.J.Willian 教授提出CIMS参考模型的两个概念：
© 2010, School of Mechanical Engineering, Tianjin University
先进制造技术
5
先进制造技术
© 2010, School of Mechanical Engineering, Tianjin University
6
先进生产模式
◆网络与虚拟化制造 (Network & Virtual Manufacturing)
10
计算机集成制造（CIM）
CIM 的由来和发展
◆ CIM （ Computer Integrated Manufacturing）一词首先由 Dr.J.Harrington Dr.J.Harrington于1973年提出，其两个基本观点： 1 ）企业生产活动的各个环节，从市场分析、产品设 计、加工制造、经营管理到售后服务是一个统一的不可分割 的整体。 2 ）整个生产过程可以视为一个数据采集、传递和加工 数据采集、传递和加工 处理的过程，最终产品可视为数据的物化表现 数据的物化表现。 处理 ◆ CIM 概念提出后，未被立即接受，因条件不成熟。直至 20 世纪 80 年代初，各项单元技术 （ CAD 、 CNC 、 CAPP 、 MIS、FMC、FMS …… ）得到充分发展，并形成一个个自 动化 “孤岛”。在这种形势下，为取得更大的经济效果，需要 将这些“孤岛”集成起来，CIM概念受到重视并被实施。
先进制造技术 © 2010, School of Mechanical Engineering, Tianjin University
先进制造技术
© 2010, School of Mechanical Engineering, Tianjin University
3
4
先进生产模式
◆制约条件理论（Theory of constraints, constraints, TOC）
先进制造技术
© 2010, School of Mechanical Engineering, Tianjin University
1
先进制造技术
© 2010, School of Mechanical Engineering, Tianjin University
2
本章主要内容
◆ 先进生产模式概述 ◆ 成组技术（GT） ◆ 计算机集成制造（CIM） ◆ 并行工程（CE） ◆ 制造资源计划（MRPⅡ）与企业资源计划（ERP） ◆ 全面质量管理（TQC） ◆ 精良生产（LP） ◆ 敏捷制造（AM）
快速反应（Quick Response，QR）是从美国的纺织服装行业发展起来 的。为了快速响应顾客的需求，制造商、供应商和分销商要紧密合作， 通过共享信息来共同预测未来的需求，并且持续监视需求的变化以获得 新的机会。初期的基本组成：流通管理、产品的快速设计与多样化开发 、电子数据交换(EDI)。现在已溶入更多的先进的生产和管理技术。还包 括：1) 供应链流程再造，如基于价值增值的分销战术、基于时间的配送 战术等。2)后勤网络的集成。
第二章
先进制造技术
Advanced Manufacturing Technology （AMT） 主讲：陈永亮
E-mail: zhongliangchen@gmail.com
先进制造哲理、 管理技术和生产模式
Advanced Manufacturing Philosophy, management and Production model
先进制造技术 © 2010, School of Mechanical Engineering, Tianjin University
过程方面的重点
串行的设计过程
并行工程
企业间合作
组织方面的重点 1980
7
先进制造技术
面向部门 1990
面向过程 2000
虚拟企业
© 2010, School of Mechanical Engineering, Tianjin University
先进生产模式
先进生产模式概述
◆ 精良生产（Lean Production, LP）
精良生产是对日本丰田公司生产方式的一种描述，其实质是除掉生产 活动中的一切 “冗余”，实行准时生产（Just In Time —— JIT）。
◆ 敏捷制造（Agile Manufacturing, AM）
敏捷制造提出 “虚拟企业” 的概念，意在建立柔性化、模块化的设计方 法和制造系统的基础上，实现企业内部与外部更广泛的集成，以进一步 增强快速响应市场能力和形成竞争优势。
12
计算机集成制造（CIM）
◆ 20世纪80年代中、后期，CIM逐渐开始实施，并显示出明 显效益——提高企业的生产率和市场竞争能力。以往，竞争 力主要取决于生产率，现今更重要的是对市场的响应能力。 ◆ 信息时代的到来,使世界正在“变小”。世界大市场的发展 ，使竞争更加激烈，这一方面极大地促进了社会的发展，另 一方面也给企业造成了严酷的“生存环境”。企业为求得生存 和发展，必须在 TQCSE 五要素上下工夫。 T（Time）—— 时间，加速新产品研制周期，缩短交货期 Q（Quality）—— 质量 C（Cost） —— 成本 S（Service）—— 服务 E（Environment）—— 环保 为实现这一目标，CIM是一种强有力的形式。
犹 太 人 物 理 学 家 Eliyahu M. Glodratt 从 最 优 生 产 技 术 （ Optimal Production Technique, OPT）发展形成的理论。系统的一切优化都应该围 绕着这个系统的最薄弱的环节进行。以瓶颈工序为中心的生产计划技术 ，也称为“击鼓、缓冲与绳索(Drum, Buffer, Rope)”方法。瓶颈工序前面设 比较大的制品库存，瓶颈工序后面不设在制品库存，瓶颈工序要定期保 养，一般工序不追求设备开动率。
8
成组技术（GT）
成组ห้องสมุดไป่ตู้术
◆ 成组技术是研究和发掘生产活动中有关事物的相似性，并 成组技术 充分利用它把相似的问题分类成组，寻求解决这一类问题的 的相对统一的最优方案，以取得期望的经济效果。 ◆ 机械制造领域，应用成组技术将多种零件按其相似性分类 成组，并以零件组为基础组织生产，以使产品的设计、制造 工艺、生产管理更趋合理化。 ◆ 机械零件之间的相似性 零件结构特征的相似性 零件材料特征的相似性 零件制造工艺的相似性 ◆ 应用：产品的设计、加工工艺、生产管理(成组生产单元)
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2.1 成组技术
Group Technology (GT)
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先进制造技术
© 2010, School of Mechanical Engineering, Tianjin University
人
计算机集成制造（CIM）
设
资源 备 生命周 产品 定
化 期变
信息
系 设 统 计
义
技 件 部 零 计 设
用 用户 户 支持服务
材 料
术
品 产
共享知识
★ Innovation（创新）—— 生产活动中无法用数学形式 或计算机程序描述的部分，这一部分内容仍需人来完成。 他认为工业革命使人变成了机器的奴隶，新技术革命 则要 “恢复人格”（Humanlization）。 SME的“制造企业轮图”（图2-1）也强调以人为本。
◆计算机集成制造 (Computer Integrated Manufacturing, CIM)
计算机集成制造系统CIMS是在自动化技术、信息技术及制造技术的基 础上，通过计算机及软件系统，将制造工厂全部生产活动所需的各种分 散的自动化系统有机地集成起来。CIMS一词在1974年由美国Joseph Harrington博士提出，80年代初被广泛接受。
先进制造技术 © 2010, School of Mechanical Engineering, Tianjin University
组织
装配 检验
环境
★ Automability（可自动化性）—— 指生产活动中可用 数学形式或计算机程序描述的部分，生产活动中的这一部 分内容可用计算机来进行处理。
技术方面的重点
制造与制造技术
企业战略的转变
Source: Gartner Group
竞争核心
利润
市场份额
有竞争优势的产品 的市场规模
产品发展战略
较低的成本
产品上市时间
产品创新
生产力
数据共享
知识管理
◆全面制造管理 (Total Manufacturing Management, TMM)
以“发展高度柔性、零缺陷和最小流转时间的生产系统”为组织目标的 先进的管理模式。主要包括：准时制生产(JIT)、全面工业工程、全面生 产维护、工序控制、质量改进。
可重构制造系统(Re-configurable Manufacturing System) 既能快速的响 应市场需求，又能廉价地重构原有的制造单元。 CALS系统(Computer Aided Logistics Support, 计算机辅助后勤支持系统 ， Commerce at Light Speed, 光速商业) 。 合同制造(Contract Manufacturing) 虚拟制造(Virtual Manufacturing, VM)，又称拟实制造。 分散化网络制造(Dispersed Network Manufacturing System, DNMS)
2.2 计算机集成制造
Computer Integrated Manufacturing (CIM)
11
先进制造技术
© 2010, School of Mechanical Engineering, Tianjin University
◆绿色制造 (Green Manufacturing, GM)
又称环境意识制造(Environmentally conscious manufacturing, ECM)、面 向环境的制造(Manufacturing for environment, MFE)。综合考虑环境影响 和资源消耗的现代制造模式，其目标使得产品从设计、制造、包装、运 输、使用到报废处理的整个生命周期中，对环境的负面影响最小，资源 利用率最高，并使企业经济效益和社会效益协调优化。类似的概念有清 洁生产 (Clean Production, CP) 。还有一个重要的分支就是再制造工程 (Again Manufacturing)。
先进制造技术 © 2010, School of Mechanical Engineering, Tianjin University
计算机集成制造（CIM）
CIM及CIMS的定义
◆ 欧共体CIM-OSA（开放体系结构）课题委员会： CIM是将人及其经营知识和能力与信息技术和制造技 术综合应用，以提高制造型企业的生产率和响应能力。企 业所有人员、功能、信息、组织管理等方面都是集成起来 的整体的各个部分。 ◆ CIM 与CIMS ◎CIM是一种哲理、思想、方法； ◎CIMS是CIM哲理的具体体现； ◎ CIMS 是一个计算机控制的闭环反馈系统，其输入是 产品的需求和概念，输出的是合格的产品。
先进生产模式
◆智能制造 (Intelligent Manufacturing, IM)
由日本东京大学Hiroyuki Yoshikawa在1989年提出。在制造工业的各个 环节，以一种高度柔性与高度集成的方式，通过计算机来模拟人类专家 的制造智能活动，对制造问题进行分析、判断、推理、构思和决策。
◆快速反应制造（ 快速反应制造（Quick Response Manufacturing, QRM)
13
先进制造技术 © 2010, School of Mechanical Engineering, Tianjin University
14
计算机集成制造（CIM）
◆ 讨论： CIM 的核心是集成 集成，而集成的本质是信息集成 信息集成。 整体优化是 整体优化 CIM的目标（相对于自动化孤岛）。 3M（人、机器、管理）集成，其中人 人是核心。 普渡大学T.J.Willian 教授提出CIMS参考模型的两个概念：
© 2010, School of Mechanical Engineering, Tianjin University
先进制造技术
5
先进制造技术
© 2010, School of Mechanical Engineering, Tianjin University
6
先进生产模式
◆网络与虚拟化制造 (Network & Virtual Manufacturing)
10
计算机集成制造（CIM）
CIM 的由来和发展
◆ CIM （ Computer Integrated Manufacturing）一词首先由 Dr.J.Harrington Dr.J.Harrington于1973年提出，其两个基本观点： 1 ）企业生产活动的各个环节，从市场分析、产品设 计、加工制造、经营管理到售后服务是一个统一的不可分割 的整体。 2 ）整个生产过程可以视为一个数据采集、传递和加工 数据采集、传递和加工 处理的过程，最终产品可视为数据的物化表现 数据的物化表现。 处理 ◆ CIM 概念提出后，未被立即接受，因条件不成熟。直至 20 世纪 80 年代初，各项单元技术 （ CAD 、 CNC 、 CAPP 、 MIS、FMC、FMS …… ）得到充分发展，并形成一个个自 动化 “孤岛”。在这种形势下，为取得更大的经济效果，需要 将这些“孤岛”集成起来，CIM概念受到重视并被实施。
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先进制造技术
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3
4
先进生产模式
◆制约条件理论（Theory of constraints, constraints, TOC）
先进制造技术
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1
先进制造技术
© 2010, School of Mechanical Engineering, Tianjin University
2
本章主要内容
◆ 先进生产模式概述 ◆ 成组技术（GT） ◆ 计算机集成制造（CIM） ◆ 并行工程（CE） ◆ 制造资源计划（MRPⅡ）与企业资源计划（ERP） ◆ 全面质量管理（TQC） ◆ 精良生产（LP） ◆ 敏捷制造（AM）
快速反应（Quick Response，QR）是从美国的纺织服装行业发展起来 的。为了快速响应顾客的需求，制造商、供应商和分销商要紧密合作， 通过共享信息来共同预测未来的需求，并且持续监视需求的变化以获得 新的机会。初期的基本组成：流通管理、产品的快速设计与多样化开发 、电子数据交换(EDI)。现在已溶入更多的先进的生产和管理技术。还包 括：1) 供应链流程再造，如基于价值增值的分销战术、基于时间的配送 战术等。2)后勤网络的集成。
第二章
先进制造技术
Advanced Manufacturing Technology （AMT） 主讲：陈永亮
E-mail: zhongliangchen@gmail.com
先进制造哲理、 管理技术和生产模式
Advanced Manufacturing Philosophy, management and Production model
先进制造技术 © 2010, School of Mechanical Engineering, Tianjin University
过程方面的重点
串行的设计过程
并行工程
企业间合作
组织方面的重点 1980
7
先进制造技术
面向部门 1990
面向过程 2000
虚拟企业
© 2010, School of Mechanical Engineering, Tianjin University
先进生产模式
先进生产模式概述
◆ 精良生产（Lean Production, LP）
精良生产是对日本丰田公司生产方式的一种描述，其实质是除掉生产 活动中的一切 “冗余”，实行准时生产（Just In Time —— JIT）。
◆ 敏捷制造（Agile Manufacturing, AM）
敏捷制造提出 “虚拟企业” 的概念，意在建立柔性化、模块化的设计方 法和制造系统的基础上，实现企业内部与外部更广泛的集成，以进一步 增强快速响应市场能力和形成竞争优势。
12
计算机集成制造（CIM）
◆ 20世纪80年代中、后期，CIM逐渐开始实施，并显示出明 显效益——提高企业的生产率和市场竞争能力。以往，竞争 力主要取决于生产率，现今更重要的是对市场的响应能力。 ◆ 信息时代的到来,使世界正在“变小”。世界大市场的发展 ，使竞争更加激烈，这一方面极大地促进了社会的发展，另 一方面也给企业造成了严酷的“生存环境”。企业为求得生存 和发展，必须在 TQCSE 五要素上下工夫。 T（Time）—— 时间，加速新产品研制周期，缩短交货期 Q（Quality）—— 质量 C（Cost） —— 成本 S（Service）—— 服务 E（Environment）—— 环保 为实现这一目标，CIM是一种强有力的形式。
犹 太 人 物 理 学 家 Eliyahu M. Glodratt 从 最 优 生 产 技 术 （ Optimal Production Technique, OPT）发展形成的理论。系统的一切优化都应该围 绕着这个系统的最薄弱的环节进行。以瓶颈工序为中心的生产计划技术 ，也称为“击鼓、缓冲与绳索(Drum, Buffer, Rope)”方法。瓶颈工序前面设 比较大的制品库存，瓶颈工序后面不设在制品库存，瓶颈工序要定期保 养，一般工序不追求设备开动率。
8
成组技术（GT）
成组ห้องสมุดไป่ตู้术
◆ 成组技术是研究和发掘生产活动中有关事物的相似性，并 成组技术 充分利用它把相似的问题分类成组，寻求解决这一类问题的 的相对统一的最优方案，以取得期望的经济效果。 ◆ 机械制造领域，应用成组技术将多种零件按其相似性分类 成组，并以零件组为基础组织生产，以使产品的设计、制造 工艺、生产管理更趋合理化。 ◆ 机械零件之间的相似性 零件结构特征的相似性 零件材料特征的相似性 零件制造工艺的相似性 ◆ 应用：产品的设计、加工工艺、生产管理(成组生产单元)
先进制造技术 © 2010, School of Mechanical Engineering, Tianjin University
2.1 成组技术
Group Technology (GT)
9
先进制造技术
© 2010, School of Mechanical Engineering, Tianjin University
人
计算机集成制造（CIM）
设
资源 备 生命周 产品 定
化 期变
信息
系 设 统 计
义
技 件 部 零 计 设
用 用户 户 支持服务
材 料
术
品 产
共享知识
★ Innovation（创新）—— 生产活动中无法用数学形式 或计算机程序描述的部分，这一部分内容仍需人来完成。 他认为工业革命使人变成了机器的奴隶，新技术革命 则要 “恢复人格”（Humanlization）。 SME的“制造企业轮图”（图2-1）也强调以人为本。
◆计算机集成制造 (Computer Integrated Manufacturing, CIM)
计算机集成制造系统CIMS是在自动化技术、信息技术及制造技术的基 础上，通过计算机及软件系统，将制造工厂全部生产活动所需的各种分 散的自动化系统有机地集成起来。CIMS一词在1974年由美国Joseph Harrington博士提出，80年代初被广泛接受。
先进制造技术 © 2010, School of Mechanical Engineering, Tianjin University
组织
装配 检验
环境
★ Automability（可自动化性）—— 指生产活动中可用 数学形式或计算机程序描述的部分，生产活动中的这一部 分内容可用计算机来进行处理。
技术方面的重点
制造与制造技术
企业战略的转变
Source: Gartner Group
竞争核心
利润
市场份额
有竞争优势的产品 的市场规模
产品发展战略
较低的成本
产品上市时间
产品创新
生产力
数据共享
知识管理
◆全面制造管理 (Total Manufacturing Management, TMM)
以“发展高度柔性、零缺陷和最小流转时间的生产系统”为组织目标的 先进的管理模式。主要包括：准时制生产(JIT)、全面工业工程、全面生 产维护、工序控制、质量改进。
可重构制造系统(Re-configurable Manufacturing System) 既能快速的响 应市场需求，又能廉价地重构原有的制造单元。 CALS系统(Computer Aided Logistics Support, 计算机辅助后勤支持系统 ， Commerce at Light Speed, 光速商业) 。 合同制造(Contract Manufacturing) 虚拟制造(Virtual Manufacturing, VM)，又称拟实制造。 分散化网络制造(Dispersed Network Manufacturing System, DNMS)