同济大学2016~2017生产系统学思考题(王家海课)

第一周（第一周）
1.试述系统工程与机械工程的关系；系统工程学在机械工程中的应用。

2. 机械制造系统的基本组成及其任务是什么？
答：单台机床机械制造系统的基本组成部分包括机床、工具和制造过程。

一个机械制造系统就是由这三部分所组成的闭合回路系统。

机械制造系统的任务是：
(1)将材料或毛坯转变成一定形状和尺寸的零件或产品；
(2)提高工件的质量，使之达到所要求的形状精度、尺寸精度和表面质量；
(3)尽可能使制造过程在最佳条件下进行，以达到高的加工效率和低的生产成本。

第二周（第二章）
1.试述成组技术的原理和实质。

答：基本原理：利用事物的相似性。

由于许多问题是相似的，把相似的问题归并成组，便可以找到一个单一的解决一组问题的解答，从而节省了时间和精力，这就是成组技术(Group Technology简称GT)。

2.什么叫相似零件、零件族？
3.根据下列零件-机床关系表，计算相似性系数ＳIJ ，据此画出单链聚类二叉树图，并
分别按阙值30%、70%将零件分组
第三周（第三章）
1.试述CAD系统的工作过程和基本功能。

2.试述CAD系统的硬件配置的类型及其特点。

3.CAD系统的软件层次及其作用。

4.CAD的三种传统的造型模型的特点和应用。

5.什么叫特征？叙述特征造型的原理，特征造型模型与传统造型模型的区别？
6.什么是并行工程？并行工程在产品开发设计中的作用和意义？
第五周（第四章）
1.工艺过程设计和CAPP的定义和作用。

2.CAPP的组成和工作原理。

3.派生法CAPP和创成法的基本工作原理；它们之间的优缺点？
4.CAPP专家系统的基本组成和工作原理。

5.何谓正向推理和反向推理。

第七周（第五章）
1.企业资源计划（ERP）的基本思想是什么？
答：企业资源计划 ERP(Enterprise Rewsource Planning)的基本思想是，把企业作为一个有机整体，从整体优化的角度出发；运用科学的方法，对企业各种制造资源和产、供、销、财务等各个环节进行合理有效的计划、组织、控制和调整，使它们在生产过程中协调有序，并充分发挥作用，从而提高企业的管理水平和经济效益。

2.根据下表的数据，求出零件在单台设备上加工的最优排序，优化目标为在最大交货期误
3.根据下表的数据，求出零件在多台设备上加工的最优排序（用多个规则分别给出最优排
序）
第八章
1. 制造执行系统（MES）的功能有哪些，核心功能是什么？
2. 制造执行系统与其他信息系统之间的关系？
3. 生产计划调度的主要方法有哪些？
4. 算例：以6个工件6台机器为例，如下表所示，表中数据格式如“5（130）”表示工件1的第5道工序在机器1上加工，加工时间为130s，请给出静态作业排程方案，并求出完成
第九周（第六章）
1.独立制造岛的基本概念是什么？ P88
答：独立制造岛是以成组技术为基础，数控机床为核心，数控机床与普通机床并存，强调信息流的自动化，以软取胜和以人为中心的生产方式。

2.独立制造岛有哪些主要特征？P92
答：（1）以成组技术为基础
（2）数控机床与普通机床并存
（3）以软件取胜
（4）综合治理、权力下放
3.泰勒管理原则和以“人·”为中心的生产组织原则的区别是什么？P98
答：传统的泰勒管理原则具有尽可能分工的特点：
（1）最大的分工和简单的工作；
（2）最少的智能工作内容；
（3）众多的从属关系。

以“人”为中心的、新的生产组织原则将遵循“尽可能适应人的心理需要”的观点：（1）高素质的工作人员从事熟练技术工作；
（2）较多的智能工作内容；
（3）管理层次减少，基层自主性加强。

第十一周
1.离散事件系统建模与仿真中的基本元素有哪些? P143
答：基本要素是变量、参量、常量以及他们之间的关系。

2.建立系统模型的常用方法主要有哪几种？ P143
答：有极大代数法、扰动分析法、Petri 网、活动循环图法等。

3.什么是排队系统的服务规划？主要有哪几种？
十二周（第七章）
1.什么是柔性制造单元？ P105
答：柔性制造单元 (FMC)通常由 1～2 台加工中心或其他数控机床组成，并具有不同形式的刀具交换和工件的装卸、输送及存储功能。

除了机床的数控装置外，通常还有一台单元计算机来进行数控程序的管理和外围设备的协调。

2.什么是柔性制造系统？ P105
答：柔性制造系统(FMS)由两台以上的加工中心或柔性制造单元以及清洗、检测设备组成，具有较完善的刀具和工件输送和存储系统，除主控计算机外，还配备有数控程序管理计算机和分布式数控终端等，形成多级控制系统组成的局部网络。

3.柔性制造系统的机床配置有哪几种？各有什么特点？ P109-110
答：（1）“互替”机床，系统具有较宽的工艺范围，而且可以达到较高的时间利用率。

从系统的输入和输出的角度来看，“互替”机床是并联环节,因而增加了系统的可靠性，即当某一台机床发生故障时，系统仍能正常工作。

（2）“互补”机床，它的特点是生产率较高，对机床的技术利用率较高，即可以发挥机床的性能。

但是，“互补”机床的柔性较低，由于工艺范围较窄，负荷率往往不满。

从系统的输入和输出的角度来看，“互补”机床是串联环节，它减少了系统的可靠性，即当其中某一台机床发生故障时，系统就不能正常工作。

4.柔性制造系统的工件流控制与哪些内容？ P116
答：它包括随行夹具的安装调整、工件装夹和物料流控制。

（1）随行夹具的安装调整
（2）工件装夹
（3）输送控制
5.加工过程的监控措施有哪些？ P118
答：（1）刀具磨损和破损的监视；
（2）工件在机床工作空间的位置测量；
（3）工件质量的控制；
（4）各组成部分功能检验及故障诊断。

第十三周（第八章）
1.什么是CIM？它包含哪些基本观点？ P126
答：CIM 是一种概念，一种哲理，它是用来组织现代工业生产的指导思想。

包含两个基本的观点：（1）系统的观点；（2）信息化的观点
CIM 是一种新的制造思想和技术形态，是未来工厂的一种模式；是信息技术与制造过程相结合的自动化技术与科学。

通俗地说，CIM 是 CAD(计算机辅助设计)、CAPP(计算机辅助工艺设计)、 CAM(计算机辅助制造)、 MRPⅡ(制造资源计划)等自动化技术发展的继续和在更高水平上的集成。

2.CIMS的主要特征是什么? P127
答：CIMS 的主要特征是“四化”——计算机化、信息化、智能化和集成优化。

3.列出CIMS的五层递阶结构。

P131
答：
1．工厂层控制系统：（1）生产管理；（2）信息管理；（3）制造工程。

2．车间层控制系统：（1）任务管理模块；（2）资源分配模块。

3．单元层控制系统：（1）排队管理模块；（2）调度模块；（3）分配模块。

4．工作站层控制系统
5．设备层控制系统
第十四周（第九章）
1.什么是系统模型？对系统模型的要求是什么？ P142-143
答：系统模型是对原系统某一个方面属性的描述，一个系统可以有不同类型的模型，反映它不同方面的属性。

模型反映的不仅是系统的构造属性，更主要的是反映功能方面的属性。

从模型的本质来说，系统模型可分为：物理模型和抽象模型（数学模型）。

对模型的要求是：
首先应该能反映原系统在某一方面的基本属性，要抓住主要因素；
其次要求模型比较简洁，对无关大局的次要因素要适当处置，使模型易于被人理解易于分析计算；
再就是要求模型与其他的模型易于衔接，模型的详尽程度与数据来源、数据程度能够匹配。

2.系统建模的一般顺序是什么？ P143
答：1）明确系统的目的与功能；
2）选择变量与参量；
3）建立粗模型；
4）将系统化分为子系统；
5）建立子系统模型；
6）建立衔接与关联部分模型；
7）归纳并建立系统总体的细模型；
8）通过仿真等手段进行实验，发现问题在重复进行上述步骤，直到满意为止。

所以建模也是一个带反馈的过程。

3.自治制造单元的劳动组织有哪些特点？ P149
答：自治制造单元的劳动组织具有如下一些特点：
1).工作小组，工作小组成员在 5–12 人之间，无层次或少层次组织结构，无分工或极少分工。

2).完整加工原则，自治单元的分工少，尽可能在单元内完成被纳入零件族的零件的完整加工。

次要的工作如维护工作和质量保证也可纳入单元。

3).自主控制，单元自治意味着在给定的任务框架内由单元自行组织生产。

4).自行负责，小组内的自我负责制取代了上级的指挥，调动了员工的积极性与创造性。

4.试述生产信息系统开发的基本特点。

P152
答：生产信息系统开发的一些特点：
1）生产信息系统与一般技术系统比较，生产信息系统往往与各职能部门有着更为密切的关系。

2）信息系统的建立过程，经常是分期分阶段进行的，周期很长，一般是从处理单项任务开始，然后逐步扩大系统的规模和功能。

3）信息系统和工厂企业的内部条件及外界环境密切相连的，环境变化会直接影响系统的功能，因此，要考虑它的适应性和多变性。

4）信息系统又是一个人机系统，必须解决人机的合理分工问题。

5）信息系统还将计算机应用于企业管理、过程控制等非数值领域，这与科学运算等数列领域有不同的特点。