现代制造技术山颖第七章剖析

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1、,现代制造技术,第一章 现代制造技术概述 第二章 CAD、CAE、CAPP与CAM 第三章 数控技术 第四章 柔性制造 第五章 虚拟制造 第六章 快速原型制造 第七章 敏捷制造 第八章 CIMS：现代集成制造系统 第九章 智能制造与网络制造 第十章 激光技术 第十一章 绿色制造,复习,1什么是快速原型技术？ 2快速原型制造技术的实现过程是什么？ 3快速原型制造工艺是怎样的？,第七章 敏捷制造,第一节 敏捷制造的发展 第二节 敏捷制造的总体技术研究 思考： 1 .什么是敏捷制造？ 2.敏捷制造对中国的影响？,教学目标,应知：1了解国外敏捷制造的发展； 2了解敏捷制造的总体技术研究 应会：通过网络

2、了解敏捷制造技术新发展。 重点：敏捷制造技术总体技术研究。 难点：敏捷制造技术总体技术研究。,第七章 敏捷制造,第一节 敏捷制造的发展 第二节 敏捷制造的总体技术研究,80年代以来，随着全球交通、通信技术的飞速发展，商务环境的变化大大超出了企业的跟踪、应变能力，市场竞争日趋激烈。新产品、新技术的出现和交替速度越来越快，用户在追求高质量的同时必然要求多品种、低成本和短交货期。其制造业的战略已从80年代的“质量竞争第一”发展到90年代的“市场响应速度第一”。为了在世界经济中重振雄风，美国提出了21世纪的制造战略敏捷制造。,第一节 敏捷制造的发展,一、敏捷制造的发展现状,1敏捷制造提出的背景和内涵,

3、敏捷制造就是以“竞争合作(协同)”的方式，提高企业竞争能力，实现对市场需求作出灵活快速反应的一种制造生产新模式。 这种模式要求企业采用现代通信技术，以敏捷动态优化的形式组织新产品开发，通过动态联盟、先进柔性生产技术和高素质人员的全面集成，迅速响应客户需求，及时交付新产品并投入市场，从而赢得竞争优势。,第一节 敏捷制造的发展,敏捷制造的内涵框图,目前制造业已呈现从规模经济向品种经济发展的趋势。 用户是谁？ 用户的需求是什么？ 企业对市场做出快速响应是否值得？ 如果企业做出快速响应，能否获利？ 敏捷制造的着眼点在于快速响应市场需求，使产品设计、开发、生产等各项工作并行进行，迅速设计和制造高质量的新

4、产品，以满足用户不断提高的要求。,第一节 敏捷制造的发展,敏捷制造的特点：,（1）敏捷制造的着眼点是快速响应市场的需求,敏捷制造要求企业不断提高自身能力，全面、协调地集成技术、管理和人员企业要在激烈的市场竞争中生存和发展，必须具有敏捷性，即能够适时抓住各种机遇，把握各种变化的挑战，以及不断通过技术创新来领导市场潮流。 企业的应变能力敏捷企业在纷繁复杂的商务环境中能够以最快的速度，最好的质量和最低的成本迅速、灵活地响应市场、用户需求，从而赢得竞争。 先进制造技术； 企业信息网； 信息技术。 企业应变能力，,第一节 敏捷制造的发展,（2）敏捷制造企业必须具有敏捷性,有哪些企业能成为合作伙伴？ 怎样

5、选择合作伙伴？ 选择一家还是多家合作伙伴？ 采取何种合作方式？ 合作伙伴是否愿意共享数据和信息？ 合作伙伴是否愿意持续不断地改进？ 这个单一的经营实体在完成所承接的产品或项目后即行解体，实体的参与人员立即各自转入其他项目,第一节 敏捷制造的发展,(3)敏捷制造强调“竞争合作(协同)”，采用灵活多变的动态组织结构瞬息万变的竞争环境要求 。,1991年美国在21世纪制造企业发展战略报告中提出敏捷制造的概念后，在世界范围内引起了强烈的反响，受到政府及工业界的广泛重视。代表着下一世纪制造业的发展方向。,第一节 敏捷制造的发展,2敏捷制造的发展现状,（1）美国的发展状况,1991年里海大学亚科卡研究所提

6、出敏捷制造概念后得到了政府、工业界和学术团体的积极支持。 1992年由美国国防部高级研究计划局（ARPA）和美国国家自然科学基金会（NSF）投资500万美元组建了敏捷制造企业协会，现改为敏捷化协会。 目前敏捷制造已具备了一定的实践基础和雏形，典型行业敏捷制造的应用示范正在进行中。例如，由麻省理工学院、里海大学、沃特飞机公司和其他几家公司组成的项目组开展了汽车、飞机、服装、纺织和电子行业的应用示范项目，并针对飞机、汽车这两个行业特点开发基准和工具，在1996年进行项目演示。,1995年日本开展了一项“智能制造系统（IMS）”的国际性研究计划，其中有两个项目与敏捷制造有关，一个是自治和分布制造系统

7、，另一个是较为长期的自治和分布制造系统，其副标题为生物制造系统。 德国、法国和英国均参加了一项主题为“未来的工厂”的尤里卡项目，为实施敏捷制造进行基础性研究工作,德国对未来制造业开展了一些工作，如“21世纪制造业战略”等，许勒惠勒有限公司在敏捷制造系统方面还做出了开创性的工作。 英国在两篇报告中提出了“敏捷”的目标，一篇是RSA的“明天的公司”（重点在于人力资源），一篇是关于制造前景的报告。 目前欧洲正在酝酿成立敏捷化协会，可能在多个国家设点，敏捷制造已在全球范围内受到广泛重视。,第一节 敏捷制造的发展,（2）国际上的相关活动,实施敏捷制造的过程是制造业在现有基础上不断提高的平滑转变过程，而对

8、敏捷制造的研究刚刚兴起，完整的理论体系尚未形成，其实施方法、手段和途径仍有待进一步探索,第一节 敏捷制造的发展,二、敏捷制造的发展趋势,1.在开发实现敏捷制造的参考模型和支持工具方面,敏捷制造示范项目大多有待探索和改进。由于现有的大批量生产模式与变批量、多品种生产模式之间存在很大的差距，现有的生产过程又不具备足够的柔性等各种限制因素的存在，敏捷制造示范项目仍有待于探索和改进。,建立并完善敏捷化工程模型为了帮助企业认识敏捷制造哲理，给准备实施敏捷化工程的企业一个参考，敏捷化工程模型正逐步受到重视。,2在典型行业应用示范方面,第七章 敏捷制造,当今，世界市场日趋多变：产品生命周期短、更新换代快、品

9、种增加、批量减小，顾客对产品的交货期、价格和质量的要求越来越高，企业往往依靠独占性技术构成的新产品以赢得市场份额，获取高额利润越来越困难。 敏捷制造哲理以信息技术为基础，在全球一体化或地区一体化的金融环境和政治环境中，通过临时联合那些能适应环境变化的企业，组成动态联盟，共同承担风险，分担义务，共享成果，迅速开发新产品，响应市场需求。 敏捷制造系统是敏捷制造哲理的工程应用系统，以多种形式实现竞争环境下的敏捷性，主要包括个性化需求满足、快速反应性、低成本、生产系统的重组与资源的重用等。 我国制造业企业迫切需要发展，一方面要获得生存，另一方面要求得在全球制造业分工合作体系中占有一席之地。,第二节 敏

10、捷制造的总体技术研究,实施敏捷制造需要一定的政治环境、经济环境（市场、金融等）、法律环境、人文环境等。实施敏捷制造工程，完成敏捷企业的构建、运行、解散（清算）的全生命周期。,第二节 敏捷制造的总体技术研究,一、敏捷制造的总体技术,1.敏捷制造的总体技术,包括敏捷制造方法论和敏捷制造综合基础。敏捷制造方法论是为正确理解敏捷制造哲理、正确考察、分析和描述敏捷制造系统、正确开发和实施敏捷制造系统而提出的一套完整的、开放的方法体系,包括四类敏捷制造使能技术与三层敏捷制造基础结构。敏捷制造信息服务技术、敏捷管理技术、敏捷设计技术、可重组和可重用的制造技术等构成了敏捷制造的使能技术；支持敏捷制造的三层基础

11、结构是：信息基础结构、组织基础结构和智能基础结构。,2敏捷制造综合基础,敏捷制造方法论包括敏捷制造哲理、描述体系和实施方法三大部分。 敏捷制造哲理继承和发展了多种制造哲理，并对制造业现状与发展进行了更高层次的总结。 最主要的是过程/控制视图、功能视图、信息视图、人员/组织视图、资源视图、利益与风险框架视图等。 敏捷制造的实施方法主要包括企业的敏捷制造战略及敏捷化准备、敏捷制造的构建、运行与滚动、敏捷制造的目标与评价体系等。,第二节 敏捷制造的总体技术研究,二、敏捷制造方法论,敏捷制造实质上是工程技术、管理技术等综合技术支持下的企业及企业间集成；也有人认为它是CIM思想的自然发展，是从企业内集成

12、扩展到企业间的动态集成等。 其核心思想是：为了适应变化的市场和取得竞争优势，企业不能仅仅依靠自身的有限资源，而必须以一定的机制合理利用其它企业的资源和技术，以适当方式组合产品开发、生产制造和市场销售等要素，实现综合资源动态优化配置，共同获利。 全球范围或企业之间的总体资源动态配置优化； 企业的市场敏捷化反应和企业间范围制造的低成本，建立企业竞争优势的目标为主线，在对有关制造哲理的借鉴和发展的基础上的综合哲理。,第二节 敏捷制造的总体技术研究,1敏捷制造哲理,敏捷制造描述体系由敏捷制造的视图和建模方法与工具组成。各视图从不同方面描述敏捷制造，描述与分析则由建模方法与工具提供。视图之间具有不可分割

13、的密切关系。在风险/利润框架下，以信息工具为手段，通过过程/控制视图将资源视图、人员/组织视图和功能视图联系起来，以实现敏捷制造所需功能。,第二节 敏捷制造的总体技术研究,2敏捷制造的描述体系,3敏捷制造的实施方法,敏捷制造的实施结果表现为供应链合作、系列化制造合作（存在基于模块的设计合作或成员企业承担一部分设计工作）和智能合作（新产品开发）的三级层次。 企业的敏捷制造实施主要经历以下四大步骤： 企业敏捷制造的战略选择；企业的敏捷化建设；敏捷制造系统的构建；敏捷制造系统的运行与管理。,敏捷制造的技术敏捷制造信息服务技术、敏捷管理技术、敏捷设计技术、可重组和可重用的制造技术四类。这些技术都是基础

14、技术的综合。,1敏捷制造技术,第二节 敏捷制造的总体技术研究,三、敏捷制造的综合基础,（1）信息服务技术,信息服务技术主要包括信息技术、通信技术、计算机网络技术、信息处理、信息管理、群组工作支持、工业信息网技术与工业信息服务等。,敏捷管理技术主要包括集成的产品与过程管理、决策支持技术、建模与仿真技术、并行工程管理、敏捷组织管理、敏捷合作关系的管理、经营业务过程重组、成组技术等。,（1）敏捷管理技术,第二节 敏捷制造的总体技术研究,敏捷制造的资源配置,除设计技术外，还包括组织、企业业务过程、管理与实施方法等的综合技术，其内容： 产品设计开发过程与开发组织的重组：将企业的产品设计开发分成全新产品设

15、计和变型产品设计；采用并行工程思想组织产品开发过程。 产品结构重组：简化产品结构、产品编码和产品文档的标准化。 开发过程的信息重组：采用面向敏捷制造的先进工程数据管理系统，计算机集成工具，建立智能化的产品模型，支持企业产品开发的智能基础结构及其扩展； 敏捷设计方法学； 敏捷设计技术：包括计算机支持的合作工作(CSCW)、计算机辅助技术(CAD/CAPP/CAM/CAE、产品设计模型与产品设计方法学、仿真技术、结合快速原型技术的设计等)、并行工程等。,第二节 敏捷制造的总体技术研究,（3）敏捷设计技术,是与敏捷制造环境相适应的综合技术，主要包括计算机辅助技术(CAD/CAPP/CAM/CAE、产

16、品模型、拟实制造技术、快速原型技术等)、数控技术与柔性制造技术、制造单元技术、车间级的设备重组技术、工艺级的工装的组合与重用技术、成组技术、机器人化机器、智能控制技术等。,第二节 敏捷制造的总体技术研究,(4)可重组和可重用的制造技术,2敏捷制造的三层基础结构,敏捷制造的基础结构信息基础结构、组织基础结构和智能基础结构。企业的三层敏捷制造基础结构分别在不同层次上支持敏捷制造。,敏捷制造的信息基础结构：指为敏捷制造服务的信息技术、全球或国家信息基础结构/企业信息基础结构、以及相关的信息服务的综合体。 敏捷制造的组织基础结构：指企业进行敏捷制造或企业间敏捷合作的组织结构形式及其管理，是支持敏捷制造各类功能的组织载体。 敏捷制造的智能基础结构：指企业在市场营销、信息收集与处理、企业战略与决策、企业的产品开发与设计、产品的制造与工艺等方面的智能的组织形式(包括人员、资源)、智能的构成形式与组合(如学科构成等)、对智能的管理以及上述智能结构的扩展能力。,第二节 敏捷制造的总体技术研究,敏捷制造