模塊五

先進制造模式學習目標先進制造技術概述學習先進制造模式的概念、組成。掌握先進制造模式的關鍵技術及應用。理解先進制造模式給我們日常生活和生產帶來的好處。CONTENTS目錄1計算機集成制造2并行工程（CE）3精益生產（LP）

4敏捷制造（AM）

5綠色制造

先進制造模式概述先進制造模式制造模式：是指制造企業在生產經營、管理體制、組織結構和技術系統等

方面所表現出來的形態或運作方式。制造模式的演變：

技術(能造出)→產品(成本低)→市場(有人要)→用戶(要什么)先進制造模式：依據不同制造環境，通過有效地組織各種生產要素達到良好

制造效果的一種先進生產方法。如計算機集成制造CIM、并行工程CE、精

良生產LP、敏捷制造AM、高效快速重組LAF、智能制造IM、綠色制造等。先進制造模式管理新理念：1）“以人為中心”的指導思想

“人”成為第一要素，要求員工不僅具有扎

實和廣博熟練的專業知識，還需有善于溝通和合作的能力。2）“企業隨產品重組”的觀念

企業產品常常需要由若干企業合作才能完

成，為此企業組成結構也需要跟隨產品的變更進行重組。

3）“寧可做少也要做好”的觀念

企業需要發展自己的核心優勢，憑借其核

心優勢方可與其它企業合作去參與市場競爭。4）“做蛋糕比分蛋糕更重要”的觀念

做好“蛋糕”是前提，應比分配

“蛋糕”更為重要。

一、計算機集成制造模塊五先進制造模式1、什么是CIM

美國Harrington博士關于CIM兩個觀點：企業各個生產環節是一個不可分隔的整體（集成）；企業生產制造過程是對信息采集、傳遞和加工處理的過程（信息）。

ISO關于CIM定義：是將企業所有的人員、功能、信息和組織等諸方面集成為一個整體的生產方式。

CIM含義：是一種思想、模式、哲理，強調企業信息集成。2、什么是CIMS

CIMS含義：基于CIM哲理的一種工程集成系統。

CIMS核心：是將企業內的人/組織、經營管理和技術三要素之間的集成，以保證企業內的工作流程、物質流和信息流暢通無阻。一、計算機集成制造模塊五先進制造模式CIMS三要素關系：

1）經營管理與技術集成：技術支持企業達到預期的經營管理目標；

2）人/機構與技術集成：技術支持各類人員互相配合協調一致工作；

3）人/機構與經營管理集成：人員素質提高將支持企業的經營管理；4）企業綜合信息集成企業三要素綜合集成，可使企業實現效益最優。一、計算機集成制造模塊五先進制造模式CIMS基本結構組成一、計算機集成制造模塊五先進制造模式

CIMS遞階控制結構

一、計算機集成制造模塊五先進制造模式1）工廠層-最高決策層，制定長期生產計劃、確定資源需求、產品開發、

成本核算，規劃周期幾個月/幾年時間。

2）車間層-協調車間作業和資源配置，作用周期幾周/幾個月。

3）單元層-完成本單元作業調度，包括作業順序和指令發放、進行任務分

配調度、協調物料運輸，規劃時間幾小時/幾周。

4）工作站層-負責協調設備小組活動，規劃時間幾分鐘/幾小時。

5）設備層-各種設備控制器，執行上層控制命令，完成加工、測量、運輸

等任務，響應時間幾毫秒/幾分鐘。上述CIMS遞階控制結構，各層分別控制與管理，功能單一、易于實現；其層次越高其控制功能越強，處理的任務越多；層次越低實時性要求越高，控制回路內部的信息流速度越快。一、計算機集成制造模塊五先進制造模式應用案例美國通用汽車公司耗巨資應用CIMS技術，使工廠生產率提高40%~70%，設備利用率提高2~3倍。通過在線全球采購和分銷大規模定制使工程費用減少15%~30%，虛擬樣機、碰撞試驗從原來的100次降至50次，產品研制周期縮短30%~60%。二、并行工程模塊五先進制造模式

并行工程的概念

串行工程：在前一工作環節完成之后才開始后一工作環節的工作，各工作環節作業時序上沒有重疊和反饋，即使有反饋，也是事后的反饋。

二、并行工程模塊五先進制造模式并行工程：將時間上先后的知識處理和作業實施過程，轉變為同時考慮，盡可能同時處理的一種作業方式。二、并行工程模塊五先進制造模式并行工程運行模式

并行工程強調企業產品開發過程的集成，在產品設計階段就盡可能將下游的設計、工藝、制造、銷售、市場、維修等不同專業人員組成開發小組，以協同的工作方法進行產品的設計。并行工程工作方式二、并行工程模塊五先進制造模式并行工程設計網絡：設計人員在自身工作站上借助通訊工具和公共數據庫，

通過協調機制進行并行設計。二、并行工程模塊五先進制造模式

并行工程特征1、并行特征在產品設計階段并行考慮產品整個生命周期中的所有因素，但不能省去任一生產環節，不是將設計和生產環節重疊進行。2、整體特征--強調全局考慮問題，追求整體最優，有時可能要犧牲局部某些利益。3、協同特征

1）協同組織形式以群體小組工作方式，小組成員由設計、工藝、制造不同人員組成，有自身責權利，有自身的工作計劃和目標。

2）協同設計思想強調一體化、并行地進行產品及其相關過程的協同設計；

3）協同的效率強調“1+1>2”，強調“工”字鋼協同強度。4、集成特征

1）人員集成管理者、設計者、制造者以至用戶集成；

2）信息集成信息獲取、表示和操作工具的集成與管理；

3）功能集成企業內部及外部功能集成；

4）技術集成多學科知識以及各種技術、方法的集成。二、并行工程模塊五先進制造模式并行工程關鍵技術1）產品開發過程的重構

從產品特征、開發活動、組織結構、資源配置、開發計劃、調度策略等方面不斷改進和提高。2）集成的產品信息模型

應能夠全面表達產品、工藝、制造以及產品生命周期內各環節的信息，能夠使小組成員共享模型中的信息，這是并行作業的基礎。3）并行設計過程的協調與控制

并行設計是一個反復迭代優化的過程，該過程的管理、協調與控制是實現并行設計關鍵。二、并行工程模塊五先進制造模式并行工程的支持工具（1）CAX工具CAD、CAE、CAPP、CAM、CAT等；（2）DFX工具DFM、DFA、DFT、DFU等；（3）產品數據管理PDM對共享數據進行統一規范管理，保證全局共享數

據的一致性，提供統一的數據庫操縱界面。（4）協同的網絡通訊手段

1）多媒體郵件-傳送速率低，不適于解決期限緊迫設計問題；

2）電子公告板-是一種提供觀察、修改公共信息的白板技術，仍不能保證在規定時間內得到同事的反應；

3）基于網絡的視頻會議系統MONET-基于網絡的多媒體會議系統，可共

商關心的問題，減少來往消耗的時間和精力；

4）Web3D技術應用-Web3D可將有形實體通過互聯網進行虛擬展示，

設計者可在瀏覽器上隨時溝通各自設計意圖，實現同步協同。三、精益生產模塊五先進制造模式1、精益生產的提出背景

1）二戰后日本汽車業開始起步，豐田公司總產量不及福特公司一天產量；

2）以福特為代表的大量生產方式，以規模帶動低成本，有較強的競爭力；

3）日本面臨需求不足、技術落后和資金困難。在此背景下，豐田公司經多年努力形成一套豐田生產方式，使日本汽車業邁上新臺階，在1980年成為世界汽車制造第一大國?！熬嫔a”的命名：

--豐田生產方式當時未受人關注，僅在豐田公司及其配套商中實施；

--1973年石油危機，精益生產方式開始為世人矚目；

--直至1985年，美國MIT成立“國際汽車計劃IMVP”機構，歷時5年調

查世界各汽車制造商，結果說明：造成差距的原因不在于企業自動

化程度、生產批量、產品類型的，而在于生產方式的不同。

--1990年IMVP正式命名豐田生產方式為“精益生產”。三、精益生產模塊五先進制造模式2、精益生產內涵

精益生產：消除一切無效勞動和浪費，少投入，多產出，合理配置資源，走內涵發展、集約式經營的“瘦型”生產方式。資源配置原則：以徹底消除無效勞動和浪費為目標，改進臃腫的組織機構、大量非生產人員、寬松的廠房、超量的庫存儲備等企業管理弊端。

3、精益生產思維特點

1）逆向思維

將銷售為起點，把用戶作為生產過程組成部分；由后道工序拉動前道工序；認為超前生產是無效勞動，是一種浪費。

2）逆境拼搏

精益生產來自與逆境拼搏精神，當時豐田公司產量不及福特

公司一天產量條件下，敢于提出趕超美國。

3）盡善盡美追求

精益生產目標追求盡善盡美，追求低成本、無廢品、零

庫存，不允許出錯。三、精益生產模塊五先進制造模式4、精益生產的目標1）“零”轉產工時將品種切換與裝配線轉產的時間浪費降為零或接近為零。

2）“零”庫存將加工與裝配相連接流水化，消除中間庫存，使庫存降為零。

3）“零”浪費消除多余制造、搬運、等待的浪費，實現零浪費。

4）“零”不良品在源頭消除不良品，實現零不良品。

5）“零”故障消除機械設備的故障停機，實現零故障。

6）“零”停滯最大限度地壓縮前置時間，實現“零”停滯。

7）“零”災害始終將安全生產放在第一位。四、敏捷制造模塊五先進制造模式敏捷制造內涵敏捷制造：企業在快速變化的市場競爭環境中求得生存和發展，取得競爭優勢的一種經營管理和生產組織新策略。敏捷制造企業：

--快速響應市場需求不斷改進老產品，迅速開發高質量新產品，在整個產品生命周期內滿足用戶需求；

--快速應變能力采用高柔性、可重組設備組織生產，使生產成本與批量無關，充分把握市場獲利時機。

--強調“競爭與合作”出現機遇時，以最快速度從企業內部、外部選出優勢群體，組成動態聯盟組織進行經營活動。四、敏捷制造模塊五先進制造模式敏捷制造企業與傳統制造企業的比較屬性敏捷制造企業傳統制造企業強調重點第一是時間，第二是成本第一是成本，第二是時間管理模式以團隊為核心扁平化矩陣式管理寶塔形組織管理模式組織形式以動態聯盟公司為組織形式固定的生產協作單位合作關系平等關系結盟，利潤共享、風險共擔固定價格和經濟合同維持關系網絡要求Internet、Intranet、ExtranetIntranet驅動方式拉動式，根據需求快速響應市場變化推動式，依賴訂貨計劃適應性環境適應性強，環境適應性差覆蓋范圍社會、全球企業自身員工合作、自定位、創造性、綜合能力服從命令、守紀、不愿合作五、綠色制造模塊五先進制造模式1.什么是綠色制造？2.綠色制造的研究內容有哪些？3.簡述綠色制造的發展趨勢。先進制造模式本章小結先進制造模式

是在企業生產過程中，依據不同的制造環境，通過有效組織各種生產要素達到良好效果的一種先進生產方法，如CIM、CE、LP、AM、RMS、IM等先進制造模式。計