(5.1)-模塊五先進(jìn)制造模式

模塊五

先進(jìn)制造模式學(xué)習(xí)目標(biāo)先進(jìn)制造技術(shù)概述學(xué)習(xí)先進(jìn)制造模式的概念、組成。掌握先進(jìn)制造模式的關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用。理解先進(jìn)制造模式給我們?nèi)粘Ｉ詈蜕a(chǎn)帶來(lái)的好處。CONTENTS目錄1計(jì)算機(jī)集成制造2并行工程（CE）3精益生產(chǎn)（LP）

4敏捷制造（AM）

5綠色制造

先進(jìn)制造模式概述先進(jìn)制造模式制造模式：是指制造企業(yè)在生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)、管理體制、組織結(jié)構(gòu)和技術(shù)系統(tǒng)等

方面所表現(xiàn)出來(lái)的形態(tài)或運(yùn)作方式。制造模式的演變：

技術(shù)(能造出)→產(chǎn)品(成本低)→市場(chǎng)(有人要)→用戶(要什么)先進(jìn)制造模式：依據(jù)不同制造環(huán)境，通過(guò)有效地組織各種生產(chǎn)要素達(dá)到良好

制造效果的一種先進(jìn)生產(chǎn)方法。如計(jì)算機(jī)集成制造CIM、并行工程CE、精

良生產(chǎn)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(jìn)制造模式管理新理念：1）“以人為中心”的指導(dǎo)思想

“人”成為第一要素，要求員工不僅具有扎

實(shí)和廣博熟練的專業(yè)知識(shí)，還需有善于溝通和合作的能力。2）“企業(yè)隨產(chǎn)品重組”的觀念

企業(yè)產(chǎn)品常常需要由若干企業(yè)合作才能完

成，為此企業(yè)組成結(jié)構(gòu)也需要跟隨產(chǎn)品的變更進(jìn)行重組。

3）“寧可做少也要做好”的觀念

企業(yè)需要發(fā)展自己的核心優(yōu)勢(shì)，憑借其核

心優(yōu)勢(shì)方可與其它企業(yè)合作去參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。4）“做蛋糕比分蛋糕更重要”的觀念

做好“蛋糕”是前提，應(yīng)比分配

“蛋糕”更為重要。

一、計(jì)算機(jī)集成制造模塊五先進(jìn)制造模式1、什么是CIM

美國(guó)Harrington博士關(guān)于CIM兩個(gè)觀點(diǎn)：企業(yè)各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)是一個(gè)不可分隔的整體（集成）；企業(yè)生產(chǎn)制造過(guò)程是對(duì)信息采集、傳遞和加工處理的過(guò)程（信息）。

ISO關(guān)于CIM定義：是將企業(yè)所有的人員、功能、信息和組織等諸方面集成為一個(gè)整體的生產(chǎn)方式。

CIM含義：是一種思想、模式、哲理，強(qiáng)調(diào)企業(yè)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(tǒng)。

CIMS核心：是將企業(yè)內(nèi)的人/組織、經(jīng)營(yíng)管理和技術(shù)三要素之間的集成，以保證企業(yè)內(nèi)的工作流程、物質(zhì)流和信息流暢通無(wú)阻。一、計(jì)算機(jī)集成制造模塊五先進(jìn)制造模式CIMS三要素關(guān)系：

1）經(jīng)營(yíng)管理與技術(shù)集成：技術(shù)支持企業(yè)達(dá)到預(yù)期的經(jīng)營(yíng)管理目標(biāo)；

2）人/機(jī)構(gòu)與技術(shù)集成：技術(shù)支持各類人員互相配合協(xié)調(diào)一致工作；

3）人/機(jī)構(gòu)與經(jīng)營(yíng)管理集成：人員素質(zhì)提高將支持企業(yè)的經(jīng)營(yíng)管理；4）企業(yè)綜合信息集成企業(yè)三要素綜合集成，可使企業(yè)實(shí)現(xiàn)效益最優(yōu)。一、計(jì)算機(jī)集成制造模塊五先進(jìn)制造模式CIMS基本結(jié)構(gòu)組成一、計(jì)算機(jī)集成制造模塊五先進(jìn)制造模式

CIMS遞階控制結(jié)構(gòu)

一、計(jì)算機(jī)集成制造模塊五先進(jìn)制造模式1）工廠層-最高決策層，制定長(zhǎng)期生產(chǎn)計(jì)劃、確定資源需求、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、

成本核算，規(guī)劃周期幾個(gè)月/幾年時(shí)間。

2）車間層-協(xié)調(diào)車間作業(yè)和資源配置，作用周期幾周/幾個(gè)月。

3）單元層-完成本單元作業(yè)調(diào)度，包括作業(yè)順序和指令發(fā)放、進(jìn)行任務(wù)分

配調(diào)度、協(xié)調(diào)物料運(yùn)輸，規(guī)劃時(shí)間幾小時(shí)/幾周。

4）工作站層-負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)設(shè)備小組活動(dòng)，規(guī)劃時(shí)間幾分鐘/幾小時(shí)。

5）設(shè)備層-各種設(shè)備控制器，執(zhí)行上層控制命令，完成加工、測(cè)量、運(yùn)輸

等任務(wù)，響應(yīng)時(shí)間幾毫秒/幾分鐘。上述CIMS遞階控制結(jié)構(gòu)，各層分別控制與管理，功能單一、易于實(shí)現(xiàn)；其層次越高其控制功能越強(qiáng)，處理的任務(wù)越多；層次越低實(shí)時(shí)性要求越高，控制回路內(nèi)部的信息流速度越快。一、計(jì)算機(jī)集成制造模塊五先進(jìn)制造模式應(yīng)用案例美國(guó)通用汽車公司耗巨資應(yīng)用CIMS技術(shù)，使工廠生產(chǎn)率提高40%~70%，設(shè)備利用率提高2~3倍。通過(guò)在線全球采購(gòu)和分銷大規(guī)模定制使工程費(fèi)用減少15%~30%，虛擬樣機(jī)、碰撞試驗(yàn)從原來(lái)的100次降至50次，產(chǎn)品研制周期縮短30%~60%。二、并行工程模塊五先進(jìn)制造模式

并行工程的概念

串行工程：在前一工作環(huán)節(jié)完成之后才開(kāi)始后一工作環(huán)節(jié)的工作，各工作環(huán)節(jié)作業(yè)時(shí)序上沒(méi)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(jìn)制造模式并行工程：將時(shí)間上先后的知識(shí)處理和作業(yè)實(shí)施過(guò)程，轉(zhuǎn)變?yōu)橥瑫r(shí)考慮，盡可能同時(shí)處理的一種作業(yè)方式。二、并行工程模塊五先進(jìn)制造模式并行工程運(yùn)行模式

并行工程強(qiáng)調(diào)企業(yè)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程的集成，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段就盡可能將下游的設(shè)計(jì)、工藝、制造、銷售、市場(chǎng)、維修等不同專業(yè)人員組成開(kāi)發(fā)小組，以協(xié)同的工作方法進(jìn)行產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。并行工程工作方式二、并行工程模塊五先進(jìn)制造模式并行工程設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)：設(shè)計(jì)人員在自身工作站上借助通訊工具和公共數(shù)據(jù)庫(kù)，

通過(guò)協(xié)調(diào)機(jī)制進(jìn)行并行設(shè)計(jì)。二、并行工程模塊五先進(jìn)制造模式

并行工程特征1、并行特征在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段并行考慮產(chǎn)品整個(gè)生命周期中的所有因素，但不能省去任一生產(chǎn)環(huán)節(jié)，不是將設(shè)計(jì)和生產(chǎn)環(huán)節(jié)重疊進(jìn)行。2、整體特征--強(qiáng)調(diào)全局考慮問(wèn)題，追求整體最優(yōu)，有時(shí)可能要犧牲局部某些利益。3、協(xié)同特征

1）協(xié)同組織形式以群體小組工作方式，小組成員由設(shè)計(jì)、工藝、制造不同人員組成，有自身責(zé)權(quán)利，有自身的工作計(jì)劃和目標(biāo)。

2）協(xié)同設(shè)計(jì)思想強(qiáng)調(diào)一體化、并行地進(jìn)行產(chǎn)品及其相關(guān)過(guò)程的協(xié)同設(shè)計(jì)；

3）協(xié)同的效率強(qiáng)調(diào)“1+1>2”，強(qiáng)調(diào)“工”字鋼協(xié)同強(qiáng)度。4、集成特征

1）人員集成管理者、設(shè)計(jì)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(yè)內(nèi)部及外部功能集成；

4）技術(shù)集成多學(xué)科知識(shí)以及各種技術(shù)、方法的集成。二、并行工程模塊五先進(jìn)制造模式并行工程關(guān)鍵技術(shù)1）產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程的重構(gòu)

從產(chǎn)品特征、開(kāi)發(fā)活動(dòng)、組織結(jié)構(gòu)、資源配置、開(kāi)發(fā)計(jì)劃、調(diào)度策略等方面不斷改進(jìn)和提高。2）集成的產(chǎn)品信息模型

應(yīng)能夠全面表達(dá)產(chǎn)品、工藝、制造以及產(chǎn)品生命周期內(nèi)各環(huán)節(jié)的信息，能夠使小組成員共享模型中的信息，這是并行作業(yè)的基礎(chǔ)。3）并行設(shè)計(jì)過(guò)程的協(xié)調(diào)與控制

并行設(shè)計(jì)是一個(gè)反復(fù)迭代優(yōu)化的過(guò)程，該過(guò)程的管理、協(xié)調(diào)與控制是實(shí)現(xiàn)并行設(shè)計(jì)關(guān)鍵。二、并行工程模塊五先進(jìn)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(chǎn)品數(shù)據(jù)管理PDM對(duì)共享數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)范管理，保證全局共享數(shù)

據(jù)的一致性，提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)操縱界面。（4）協(xié)同的網(wǎng)絡(luò)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(shè)計(jì)問(wèn)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(shù)，仍不能保證在規(guī)定時(shí)間內(nèi)得到同事的反應(yīng)；

3）基于網(wǎng)絡(luò)的視頻會(huì)議系統(tǒng)MONET-基于網(wǎng)絡(luò)的多媒體會(huì)議系統(tǒng)，可共

商關(guān)心的問(wèn)題，減少來(lái)往消耗的時(shí)間和精力；

4）Web3D技術(shù)應(yīng)用-Web3D可將有形實(shí)體通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行虛擬展示，

設(shè)計(jì)者可在瀏覽器上隨時(shí)溝通各自設(shè)計(jì)意圖，實(shí)現(xiàn)同步協(xié)同。三、精益生產(chǎn)模塊五先進(jìn)制造模式1、精益生產(chǎn)的提出背景

1）二戰(zhàn)后日本汽車業(yè)開(kāi)始起步，豐田公司總產(chǎn)量不及福特公司一天產(chǎn)量；

2）以福特為代表的大量生產(chǎn)方式，以規(guī)模帶動(dòng)低成本，有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力；

3）日本面臨需求不足、技術(shù)落后和資金困難。在此背景下，豐田公司經(jīng)多年努力形成一套豐田生產(chǎn)方式，使日本汽車業(yè)邁上新臺(tái)階，在1980年成為世界汽車制造第一大國(guó)。“精益生產(chǎn)”的命名：

--豐田生產(chǎn)方式當(dāng)時(shí)未受人關(guān)注，僅在豐田公司及其配套商中實(shí)施；

--1973年石油危機(jī)，精益生產(chǎn)方式開(kāi)始為世人矚目；

--直至1985年，美國(guó)MIT成立“國(guó)際汽車計(jì)劃IMVP”機(jī)構(gòu)，歷時(shí)5年調(diào)

查世界各汽車制造商，結(jié)果說(shuō)明：造成差距的原因不在于企業(yè)自動(dòng)

化程度、生產(chǎn)批量、產(chǎn)品類型的，而在于生產(chǎn)方式的不同。

--1990年IMVP正式命名豐田生產(chǎn)方式為“精益生產(chǎn)”。三、精益生產(chǎn)模塊五先進(jìn)制造模式2、精益生產(chǎn)內(nèi)涵

精益生產(chǎn)：消除一切無(wú)效勞動(dòng)和浪費(fèi)，少投入，多產(chǎn)出，合理配置資源，走內(nèi)涵發(fā)展、集約式經(jīng)營(yíng)的“瘦型”生產(chǎn)方式。資源配置原則：以徹底消除無(wú)效勞動(dòng)和浪費(fèi)為目標(biāo)，改進(jìn)臃腫的組織機(jī)構(gòu)、大量非生產(chǎn)人員、寬松的廠房、超量的庫(kù)存儲(chǔ)備等企業(yè)管理弊端。

3、精益生產(chǎn)思維特點(diǎn)

1）逆向思維

將銷售為起點(diǎn)，把用戶作為生產(chǎn)過(guò)程組成部分；由后道工序拉動(dòng)前道工序；認(rèn)為超前生產(chǎn)是無(wú)效勞動(dòng)，是一種浪費(fèi)。

2）逆境拼搏

精益生產(chǎn)來(lái)自與逆境拼搏精神，當(dāng)時(shí)豐田公司產(chǎn)量不及福特

公司一天產(chǎn)量條件下，敢于提出趕超美國(guó)。

3）盡善盡美追求

精益生產(chǎn)目標(biāo)追求盡善盡美，追求低成本、無(wú)廢品、零

庫(kù)存，不允許出錯(cuò)。三、精益生產(chǎn)模塊五先進(jìn)制造模式4、精益生產(chǎn)的目標(biāo)1）“零”轉(zhuǎn)產(chǎn)工時(shí)將品種切換與裝配線轉(zhuǎn)產(chǎn)的時(shí)間浪費(fèi)降為零或接近為零。

2）“零”庫(kù)存將加工與裝配相連接流水化，消除中間庫(kù)存，使庫(kù)存降為零。

3）“零”浪費(fèi)消除多余制造、搬運(yùn)、等待的浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)零浪費(fèi)。

4）“零”不良品在源頭消除不良品，實(shí)現(xiàn)零不良品。

5）“零”故障消除機(jī)械設(shè)備的故障停機(jī)，實(shí)現(xiàn)零故障。

6）“零”停滯最大限度地壓縮前置時(shí)間，實(shí)現(xiàn)“零”停滯。

7）“零”災(zāi)害始終將安全生產(chǎn)放在第一位。四、敏捷制造模塊五先進(jìn)制造模式敏捷制造內(nèi)涵敏捷制造：企業(yè)在快速變化的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境中求得生存和發(fā)展，取得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的一種經(jīng)營(yíng)管理和生產(chǎn)組織新策略。敏捷制造企業(yè)：

--快速響應(yīng)市場(chǎng)需求不斷改進(jìn)老產(chǎn)品，迅速開(kāi)發(fā)高質(zhì)量新產(chǎn)品，在整個(gè)產(chǎn)品生命周期內(nèi)滿足用戶需求；

--快速應(yīng)變能力采用高柔性、可重組設(shè)備組織生產(chǎn)，使生產(chǎn)成本與批量無(wú)關(guān)，充分把握市場(chǎng)獲利時(shí)機(jī)。

--強(qiáng)調(diào)“競(jìng)爭(zhēng)與合作”出現(xiàn)機(jī)遇時(shí)，以最快速度從企業(yè)內(nèi)部、外部選出優(yōu)勢(shì)群體，組成動(dòng)態(tài)聯(lián)盟組織進(jìn)行經(jīng)營(yíng)活動(dòng)。四、敏捷制造模塊五先進(jìn)制造模式敏捷制造企業(yè)與傳統(tǒng)制造企業(yè)的比較屬性敏捷制造企業(yè)傳統(tǒng)制造企業(yè)強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)第一是時(shí)間，第二是成本第一是成本，第二是時(shí)間管理模式以團(tuán)隊(duì)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(dòng)態(tài)聯(lián)盟公司為組織形式固定的生產(chǎn)協(xié)作單位合作關(guān)系平等關(guān)系結(jié)盟，利潤(rùn)共享、風(fēng)險(xiǎn)共擔(dān)固定價(jià)格和經(jīng)濟(jì)合同維持關(guān)系網(wǎng)絡(luò)要求Internet、Intranet、ExtranetIntranet驅(qū)動(dòng)方式拉動(dòng)式，根據(jù)需求快速響應(yīng)市場(chǎng)變化推動(dòng)式，依賴訂貨計(jì)劃適應(yīng)性環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，環(huán)境適應(yīng)性差覆蓋范圍社會(huì)、全球企業(yè)自身員工合作、自定位、創(chuàng)造性、綜合能力服從命令、守紀(jì)、不愿合作五、綠色制造模塊五先進(jìn)制造模式1.什么是綠色制造？2.綠色制造的研究?jī)?nèi)容有哪些？3.簡(jiǎn)述綠色制造的發(fā)展趨勢(shì)。先進(jìn)制造模式本章小結(jié)先進(jìn)制造模式

是在企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，依據(jù)不同的制造環(huán)境，通過(guò)有效組織各種生產(chǎn)要素達(dá)到良好效果的一種先進(jìn)生產(chǎn)方法，如CIM、CE、LP、AM、RMS、IM等先進(jìn)制造模式。計(jì)