∧第2章先進制造系統基本原理2.1制造系統的類型2.2AMS的組成

∨2.1制造系統的類型

2.1.1按產品的用途分2.1.2按產品構成形態分2.1.3按產品批量分2.1.4按生產計劃分2.1.5按層次結構分2.1.6制造系統大小的劃分∧∨2.1.1按產品的用途分銑床制造廠磨床制造廠

……汽車制造廠飛機制造廠機床制造廠儀表制造廠化工制造廠

……∧∨2.1.2按產品構成形態分（1）離散式制造系統產品需要組裝而成。例機床廠、打印機制造廠。離散的意義是指零件上，而不是時間上。（2）流程式制造系統

產品無需組裝。例鋼鐵廠、紡織廠、化工廠等。（3）混合式制造系統產品需要部分組裝。例制藥廠、食品廠等。∨∧2.1.3按產品批量分

（1）大量(>10000)制造系統

汽車制造廠

特點：設備柔性低，生產率高。（2）中量(100-10000)制造系統機床制造廠

特點：設備按工藝專業化原則，或按零件族布置。（3）小量(<100)制造系統重型機器廠

特點：設備柔性高，生產率低。∨∧2.1.4按生產計劃分1.自主式制造系統

生產計劃是依據庫存數量而并非客戶訂貨數量而制定的。產品一般先進入倉庫而不直接面對客戶。采用這個方式有兩個原因：①客戶要求很短的交貨期，②產品有很少的變化，客戶需求可準確預測。∨∧2.1.4按生產計劃分2.訂單式制造系統

①按訂貨設計產品具有很大的技術復雜性及小的批量，如大型產品，或客戶允許有較長的交貨期，產品需要根據訂貨組織設計，再進行生產。如商用飛機。②按訂貨加工在訂貨之前己完成設計，按訂貨進行加工。其產品的需求通常不可預測。如大型發電機組。③按訂貨裝配

在訂貨之前已完成設計及零部件加工，按訂貨進行裝配。其產品通常有許多部件，產品的需求是可預測的，而客戶需要較短的交貨期。如汽車。

∨∧2.1.5按層次結構分

制造系統的結構在層次上可以分成四級

圖2-1單元級制造系統車間級制造系統企業/工廠級制造系統全球制造系統。∨∧2.1.5按層次結構分圖2-1制造系統的層次結構企業級制造系統企業級制造系統……車間級制造系統車間級制造系統…………單元級制造系統單元級制造系統全球制造系統∧∨2.1.6制造系統大小的劃分按制造系統功能實現的難易程度來區別大小。先進制造系統主要研究大的制造系統。根據美國麻省理工學院（MIT）N.P.Suh的定義：①大系統在整個運行時間域上，必須同時滿足的功能要求的數目＞10個。例汽車制造系統是大系統。②小系統在整個運行時間域上，必須同時滿足的功能要求的數目≤10個。

例大多數機床、機器人等系統是小系統。∨∧2.1.6制造系統大小的劃分Suh還把大系統分為兩類：①大型固定系統是指雖然系統在整個時間域上總體完成的功能要求數目＞10個，但其功能要求是固定的集合。

例大量生產流水線中的大型自動化流水線。②大型柔性系統是在生命期內系統必須滿足的總體功能數不僅多于10個，而且在不同的生命期，功能要求是可變的集合。

例可重組的大型制造系統。

∨∧2.2AMS的組成AMS組成，可從以下三個不同的視角來審視要素：是系統實現功能的不可少的組成部分。結構：指制造系統在空間上具有一定的結構形態。一般在綜合的基礎上對結構系統進行分析。過程：指其產品的生產從設計、工藝、加工、裝配到檢測出廠是一個隨時間變化的序列系統。∧∨2.2AMS的組成

2.2.1AMS的基本要素2.2.2AMS的結構組成

2.2.3AMS的過程組成∧∨系統的一般組成結構轉換輸入輸出約束反饋2.2.1AMS的基本要素圖2-2企業級制造系統的基本模型輸入新的資源產品服務創造客戶社會責任原有資源輸出反饋機制（內部）約束（外部）政策法規標準規范……硬件軟件體制模式……轉換（資源增值）勞務資金物料信息……社會環境與市場環境∨∧2.2.2AMS的結構組成

1.AMS的資源結構2.AMS的功能結構3.AMS的組織結構∨∧2.2.2AMS的結構組成1.AMS的資源結構（1）基礎資源又稱有形資源。包括：物料（原材料、坯料、半成品等）、設備（機器、生產線等）、能源（電能、燃料等）、其他（土地、廠房、工具等）。（2）活性資源又稱無形資源。包括：人力、資金、技術、信息、管理、知識、組織、文化、時間、企業形象、產品品牌、客戶關系、政府政策等。其中人力是關鍵資源，信息和文化是協調性資源，組織是集成化資源，客戶關系和政府政策是環境資源。∧∨2.2.2AMS的結構組成2.AMS的功能結構一個AMS中，存在多種性質不同的活動。這些活動的執行一般是由不同職能部門來完成的。各個部門的功能有著明顯的區別,圖2-4則較為細致地描述了AMS的功能:研究與開發生產控制市場營銷財務管理∨∧2.2.2AMS的結構組成圖2-4AMS的功能結構產品出口人事管理工資制造成本顧客、供應商、市場與外部環境財務管理預算購買總帳購買帳銷售帳庫存財務庫存管理裝箱發運固定資產工廠維護庫存控制與預測系統輸入采購供應資源管理訂單處理主計劃MRP生產控制車間管理/FMS控制……加工存儲輸送檢驗裝配過程設計工業工程質量控制數控編程研究與開發經營戰略產品設計軟件工程設計數據庫機械電氣液壓……市場營銷銷售預測結構控制◎BOM◎時間研究◎排序制造數據庫◎刀具數據◎夾具數據◎零件數據∨∧2.2.2AMS的結構組成3.AMS的組織結構

圖2-5一個AMS（企業）的組織結構制造部2制造部n制造部1……財務部總經理市場部銷售部采購部開發部工業工程部人力資源部∨∧2.2.3AMS的過程組成對于各種不同層次的制造系統，人們從不同的角度出發，提出了不同的運動流理論。不同層次的制造系統，其運行過程所形成的運動流不同，所構成的子系統功能也不同。

單元級制造系統的三運動流及其子系統

企業級制造系統的四運動流及其子系統

∧∨2.2.3AMS的過程組成1.單元級制造系統的三運動流及其子系統圖2-6單元級制造系統三運動流信息系統（加工任務、方法、工件質量等）物料流信息流能量流原材料或坯料加工檢驗輸送裝夾產品刀具、夾具等機械能電能∨∧2.2.3AMS的過程組成單元級制造系統的子系統物質系統單元級制造系統能量系統控制監視信息系統自動轉換分配輸送存儲輸送裝卸加工物料檢驗圖2-7單元級制造系統的子系統∨∧2.企業級制造系統的四運動流及其子系統（1）企業級制造系統的四運動流物流(包含了單元級的物料