先进生产模式与自动化制造系统的发展趋势概述
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由于文化和经济背景不同，国际市场并不仅仅 是多个国家市场之和。全球市场更是一种考虑不同 国家对产品的要求差异的新型国际市场。对现有的 跨国公司和组织结构、发展过程和策略进行研究和 调查分析后，得出不同国际制造网络的模式及其关 系，以及如何向全球制造网络化系统发展的途径， 如图中箭头表示。
正在来临的信息网络化时代
来自百度文库制造 自动化系统
（1）计算机辅助设计与分析（CAD/CAE）
（2）计算机辅助制造（CAM）
CIMS系统的基本组成
第二节 精益生产LP
一、精益生产的基本概念
• 精益生产的产生背景 20世纪50年代日本丰田汽车公司 1985年美国MIT 精益生产是贯彻以人为中心的思想，通过系统 结构、人员组织、运行方式、产品结构和市场需 求等方面的变革，精简生产过程中一切无用、多 余的东西，使生产系统能很快适应用户需求的不 断变化，并能最终达到包括市场供销在内的生产 的各方面最好的结果。
第九章 先进生产模式与自动化制造系 统的发展趋势
第一节 计算机集成制造系统CIMS 第二节 精益生产LP 第三节 敏捷制造 AM 第四节 智能制造系统的基本概念 第五节 网络化制造 第六节 可重构制造系统 第七节 快速原型制造技术 第八节 自动化制造系统的发展趋势
第一节 计算机集成制造系统
一、CIM与CIMS的基本概念
正在来临的信息网络化时代
20世纪90年代以来，美国进行了大量的信息 化投资，微机累计产量在8500万台以上，同时微机 －VAN网络成员数量在100万人以上。家用信息电 器的电子手册、系统手册，以及美国阿波罗公司推 出的个人数字辅助系统（PDA）等个人信息系统正 在迅速普及。
正在来临的信息网络化时代
三、精益生产的特征：
①重视客户需求 ②重视人的作用 ③精简一切生产中不创造价值的工作 ④精益求精、持续不断地改进生产，降低 成本，追求零废品、零库存和产品品种多样 化。
第三节 敏捷制造AM
一、敏捷制造的基本概念
• 敏捷制造的基本原理：
采用标准化和专业化的计算机网络和信息集成基础结构，以分布 结构连接各类企业，构造虚拟制造环境；以竞争合作为原则，在虚拟 制造环境内动态选择成员，组成面向任务的虚拟公司进行快速生产； 系统运行的最大目标是满足客户的要求。
二、智能制造系统的发展概况
• 美国是智能制造思想的发源地 • 最早正式提出智能制造并付诸实施的是建
立在美国普渡大学的智能制造国家工程中 心。 • 美国其他大学 • 欧洲 • 日本
三、智能制造系统的研究领域
1.智能设计 2.智能机器人 3.智能调度 4.智能办公系统 5.智能诊断 6.智能控制
第五节 网络化制造
经营 决策层
经营决策 中央计算机
设计 计划层
产品CAD/CAM 图形工作站
财务、人事、生产计划、生产 管理、生产技术数据管理等
各职能部门计算机
作业 管理层
FMS管理
作业管理层计算机 其他生产单元管理
装配管理
产品质量 总检验
MIS
FMS与生 FMS 产单元层 1
FMS N
生产
生产
单元
单元
1
N
装配
装配
• 定义
敏捷制造指的是制造企业能够把握市场机遇，及时动态 地重组生产系统，在最短的时间内向市场推出有利可图的、 用户认可的、高质量的产品。一句话，敏捷制造企业的一 切活动都是围绕着快和好这两个字进行的，要求企业具有 很强的自适应能力。
敏捷制造系统的体系结构
敏捷制造的产生背景 敏捷制造是美国为了重新树立其在全球制造 业中的领导地位，而提出的一种面向21世纪 的新型制造模式。它综合了即时生产、制造 资源规划和精益生产等先进生产管理技术的 优点，能系统全面地满足高效低成本、高质 量多品种、迅速及时、动态柔性等难以由一 个统一生产系统来实现的生产管理目标要求， 代表着现代生产管理的最新发展。
不同国际制造网络及其关系和发展途径
正在来临的信息网络化时代
这个从传统的制造企业向全球制造网络化发展的模型， 按照公司的经营策略、工厂的地理分布、文化背景以及技 术和零部件供需来源可分为六种不同层次的模式：
①GMC3——分散网络化的全球制造模式； ②GMC2——多国制造模式； ③GMC1——区域制造模式； ④EMC3——全球出口模式； ⑤EMC2——多国出口模式； ⑥EMC1——区域出口模式。 此外，各种模式之间并没有严格的界限，甚至可以相 互逆转。
CIMS是以系统工程理论为指导，强调信 息集成和适度自动化，以过程重组和机构 精简为手段，在企业信息系统的支持下， 将制造企业的全部要素和全部经营活动集 成为一个有机的整体，实现以人为中心的 柔性化生产，使企业在新产品开发、产品 质量、产品成本、相关服务、交货期和环 境保护等方面均取得整体最佳效果。
单元
单元
1
N
产品
二、计算机集成制造系统的组成
• CIMS由四个应用分系统和两个支撑分系统组成
1.管理信息系统
经营管理、物料管理、生产管理、人力资源管理
2.工程设计自动化系统 工程设计、分析和制造
管理信息系统
基本功能： ①面向产品生命周期的建模
工程设 数据库 质量保 计系统 计算机网络 证系统
②实现CAD/CAE/CAPP/CAM的集成 主要功能模块
虚拟企业 a)虚拟企业的功能 b)虚拟企业的生命周期
敏捷制造的特点
1.敏捷制造对市场需求反应敏捷 2.敏捷制造是高度柔性化、无库存的生产组 织方式
3.敏捷制造企业的生产成本与生产批量无关 4.产品服务可以全程面向用户 5. 敏捷制造可以做到充分的资源共享 6.敏捷制造可以充分发挥人的作用
敏捷制造企业的示意图
第四节 智能制造系统的基本概 念
一、智能制造系统的基本概念
智能制造系统是一种由智能机器人和人类 专家共同组成的人机一体化智能系统，它 将人工智能技术融合进制造系统的各个环 节中，通过模拟人类专家的智能活动，诸 如分析、推理、判断、构思和决策等，取 代或延伸制造环境中应由人类专家完成的 那部分活动，使系统具有智能特征。
二、精益生产的基本思想：
• 在企业的各个环节上去除一切多余无用的东西，每个 岗位的活动安排是必须增值，不能增值的岗位和活动一律 撤销，即“消灭一切浪费”和“不断改善”，在组织的各 个层面上雇用多面手，并且应用通用性强而自动化程度又 高的柔性制造设备来生产品种多变的产品。其主要的支撑 体系是准时生产（JIM）、全面质量管理（TQC）、成组 技术（GT）、弹性作业人数和尊重人性。
正在来临的信息网络化时代
来自百度文库制造 自动化系统
（1）计算机辅助设计与分析（CAD/CAE）
（2）计算机辅助制造（CAM）
CIMS系统的基本组成
第二节 精益生产LP
一、精益生产的基本概念
• 精益生产的产生背景 20世纪50年代日本丰田汽车公司 1985年美国MIT 精益生产是贯彻以人为中心的思想，通过系统 结构、人员组织、运行方式、产品结构和市场需 求等方面的变革，精简生产过程中一切无用、多 余的东西，使生产系统能很快适应用户需求的不 断变化，并能最终达到包括市场供销在内的生产 的各方面最好的结果。
第九章 先进生产模式与自动化制造系 统的发展趋势
第一节 计算机集成制造系统CIMS 第二节 精益生产LP 第三节 敏捷制造 AM 第四节 智能制造系统的基本概念 第五节 网络化制造 第六节 可重构制造系统 第七节 快速原型制造技术 第八节 自动化制造系统的发展趋势
第一节 计算机集成制造系统
一、CIM与CIMS的基本概念
正在来临的信息网络化时代
20世纪90年代以来，美国进行了大量的信息 化投资，微机累计产量在8500万台以上，同时微机 －VAN网络成员数量在100万人以上。家用信息电 器的电子手册、系统手册，以及美国阿波罗公司推 出的个人数字辅助系统（PDA）等个人信息系统正 在迅速普及。
正在来临的信息网络化时代
三、精益生产的特征：
①重视客户需求 ②重视人的作用 ③精简一切生产中不创造价值的工作 ④精益求精、持续不断地改进生产，降低 成本，追求零废品、零库存和产品品种多样 化。
第三节 敏捷制造AM
一、敏捷制造的基本概念
• 敏捷制造的基本原理：
采用标准化和专业化的计算机网络和信息集成基础结构，以分布 结构连接各类企业，构造虚拟制造环境；以竞争合作为原则，在虚拟 制造环境内动态选择成员，组成面向任务的虚拟公司进行快速生产； 系统运行的最大目标是满足客户的要求。
二、智能制造系统的发展概况
• 美国是智能制造思想的发源地 • 最早正式提出智能制造并付诸实施的是建
立在美国普渡大学的智能制造国家工程中 心。 • 美国其他大学 • 欧洲 • 日本
三、智能制造系统的研究领域
1.智能设计 2.智能机器人 3.智能调度 4.智能办公系统 5.智能诊断 6.智能控制
第五节 网络化制造
经营 决策层
经营决策 中央计算机
设计 计划层
产品CAD/CAM 图形工作站
财务、人事、生产计划、生产 管理、生产技术数据管理等
各职能部门计算机
作业 管理层
FMS管理
作业管理层计算机 其他生产单元管理
装配管理
产品质量 总检验
MIS
FMS与生 FMS 产单元层 1
FMS N
生产
生产
单元
单元
1
N
装配
装配
• 定义
敏捷制造指的是制造企业能够把握市场机遇，及时动态 地重组生产系统，在最短的时间内向市场推出有利可图的、 用户认可的、高质量的产品。一句话，敏捷制造企业的一 切活动都是围绕着快和好这两个字进行的，要求企业具有 很强的自适应能力。
敏捷制造系统的体系结构
敏捷制造的产生背景 敏捷制造是美国为了重新树立其在全球制造 业中的领导地位，而提出的一种面向21世纪 的新型制造模式。它综合了即时生产、制造 资源规划和精益生产等先进生产管理技术的 优点，能系统全面地满足高效低成本、高质 量多品种、迅速及时、动态柔性等难以由一 个统一生产系统来实现的生产管理目标要求， 代表着现代生产管理的最新发展。
不同国际制造网络及其关系和发展途径
正在来临的信息网络化时代
这个从传统的制造企业向全球制造网络化发展的模型， 按照公司的经营策略、工厂的地理分布、文化背景以及技 术和零部件供需来源可分为六种不同层次的模式：
①GMC3——分散网络化的全球制造模式； ②GMC2——多国制造模式； ③GMC1——区域制造模式； ④EMC3——全球出口模式； ⑤EMC2——多国出口模式； ⑥EMC1——区域出口模式。 此外，各种模式之间并没有严格的界限，甚至可以相 互逆转。
CIMS是以系统工程理论为指导，强调信 息集成和适度自动化，以过程重组和机构 精简为手段，在企业信息系统的支持下， 将制造企业的全部要素和全部经营活动集 成为一个有机的整体，实现以人为中心的 柔性化生产，使企业在新产品开发、产品 质量、产品成本、相关服务、交货期和环 境保护等方面均取得整体最佳效果。
单元
单元
1
N
产品
二、计算机集成制造系统的组成
• CIMS由四个应用分系统和两个支撑分系统组成
1.管理信息系统
经营管理、物料管理、生产管理、人力资源管理
2.工程设计自动化系统 工程设计、分析和制造
管理信息系统
基本功能： ①面向产品生命周期的建模
工程设 数据库 质量保 计系统 计算机网络 证系统
②实现CAD/CAE/CAPP/CAM的集成 主要功能模块
虚拟企业 a)虚拟企业的功能 b)虚拟企业的生命周期
敏捷制造的特点
1.敏捷制造对市场需求反应敏捷 2.敏捷制造是高度柔性化、无库存的生产组 织方式
3.敏捷制造企业的生产成本与生产批量无关 4.产品服务可以全程面向用户 5. 敏捷制造可以做到充分的资源共享 6.敏捷制造可以充分发挥人的作用
敏捷制造企业的示意图
第四节 智能制造系统的基本概 念
一、智能制造系统的基本概念
智能制造系统是一种由智能机器人和人类 专家共同组成的人机一体化智能系统，它 将人工智能技术融合进制造系统的各个环 节中，通过模拟人类专家的智能活动，诸 如分析、推理、判断、构思和决策等，取 代或延伸制造环境中应由人类专家完成的 那部分活动，使系统具有智能特征。
二、精益生产的基本思想：
• 在企业的各个环节上去除一切多余无用的东西，每个 岗位的活动安排是必须增值，不能增值的岗位和活动一律 撤销，即“消灭一切浪费”和“不断改善”，在组织的各 个层面上雇用多面手，并且应用通用性强而自动化程度又 高的柔性制造设备来生产品种多变的产品。其主要的支撑 体系是准时生产（JIM）、全面质量管理（TQC）、成组 技术（GT）、弹性作业人数和尊重人性。