第14章计算机集成制造系统精编版

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1、先进生产方式,第一节 现代生产管理发展趋势 第二节 计算机集成制造系统 第三节 准时生产制 第四节 再造工程,第一节 现代生产管理发展趋势,一、当今制造业面临的环境形势 1、产品更新换代加快 2、以消费者为导向的市场机制 3、企业经营国际化 4、经济发展的高科技化,二、现代生产管理的发展趋势 1、增强生产系统的适应性 2、企业生产经营目标的重新定位 3、组织结构的扁平化 4、与分销商、供应商建立合作伙伴关系 5、充分开发利用信息资源，加强企业的内部 和外部管理,传统竞争主要手段 质量、价格,现代竞争优势 时间、质量、成本、服务,第二节 计算机集成制造系统,一、 计算机集成制造系统（ CIMS）

2、的产生 自泰勒的科学管理后，人们寻求各种优化生产与运作的方法，出现了订货点法、经济生产批量法、物料需求计划方法、准时生产制等。其中，最具代表性的是计算机集成制造系统（ CIMS ）。 1974年，美国的约瑟夫哈林顿博士在Computer Integrated Manufacturing一书中首次提出计算机集成制造的概念，其中有两个基本观点： 1、企业生产的各个环节，即从市场分析、产品设计、加工制造、经营管理到售后服务的全部生产活动是一个不可分割的整体，要紧密联系、统一考虑。 2、整个生产过程实质上是一个数据的采集、传递和加工处理的过程。最终形成的产品可以看作是数据的物质表现。,（一）产生CIM

3、S的技术推动作用 1、计算机在产品设计和制造中的应用 （1）计算机辅助设计（CAD）。起始于上世纪50年代，刚开始主要用于产品设计计算及计算机绘图，随着计算机性能的提高和成本的大幅度下降，CAD进入了更多的应用领域（出现了可绘制2维、3维图形的交叉绘图系统，可以完成产品设计、材料分析、制造要求分析等），采用CAD可以大大节省劳动时间，其设计速度一般是人工的1至5倍。 （2）计算机辅助制造（CAM）。也起始于上世纪50年代。1952年，美国首先研制成功数控机床。1958年，随着刀库的发明，出现了能在一台机床上通过自动换刀实现铣、钻、镗、铰及攻丝等多种加工的数控加工中心。1967年，英国首先研制、

4、美国制造成功了由数控机床组成名符其实的多品种加工自动生产线，并命名为柔性制造系统（FMS）。,2、计算机在企业管理中的应用 1954年美国通用电气公司第一次用计算机计算职工的工资，是计算机首次进入管理业务。 随着计算机技术、网络技术的迅速发展，计算机在管理上的应用也由初期的单项数据处理阶段发展到数据综合处理阶段，进而发展到现在的数据系统处理和管理信息系统（MIS）阶段。,（二）产生CIMS的市场拉动作用 20世纪70年代开始，世界市场发生了重大的变化，即“3C”。 企业过去那种“四平八稳”的经营习惯已不能适应了，企业必须寻求一种技术与管理高度结合的新的生产方式。 人们进一步发现，如果将自动化单

5、元技术加以有机集成，则可带来更高的技术个经济效益。,二、有关CIM和CIMS的定义 CIM是组织现代化生产的一种哲理。 CIMS则强调研究开发不要停留在哲理上，而要把重点放在实践上。 德国经济生产委员会（AWF）1985年对CIM的推荐定义是：CIM是指所有与生产有关的企业部门中集成地采用电子数据处理，CIM包括了在生产计划和控制（PPC）、计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助工艺规划（CAPP）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助质量管理（CAQ）之间信息技术上的协同工作，其中为生产产品所需的各种技术功能和管理功能应实现集成。 欧共体CIMOSA（开放系统结构）课题委员会最近提出的CIM的

6、定义，被认为是当前对CIM的最权威、最科学的定义：“CIM是信息技术和生产技术的综合应用，由此，企业是所有功能、信息、组织管理方面都是一个集成起来的整体的各个部分。”,三、计算机集成制造系统（CIMS）的组成 （一）CIMS的功能结构 CIMS包含了一个制造企业的设计、制造、经营管理三种主要功能，要使这三者集成起来，还需要一个支持环境，即分布式数据库和计算机网络以及指导集成运行的系统技术。 1、四个功能分系统 （1）管理信息分系统。以MRP为核心。 （2）产品设计与制造工程设计自动化分系统。即CAD/CAPP/CAM系统。 （3）制造自动化或柔性自动化分系统。数控机床等。 （4）质量保证分系统

7、。包括质量检测、质量评价、质量控制、质量跟踪等。 2、两个支撑分系统 （1）计算机网络分系统。实现异种机互联、异构局部网络及多种网络的互联。 （2）数据库分系统。支撑CIMS各分系统，覆盖企业全部信息的数据库系统。,CIMS功能组成示意图,（二）CIMS集成的内涵 集成与连接不同，它不是简单地把多个单元连在一起，而是将原来没有联系或联系不紧密的单元组成为有一定功能、紧密联系的新系统。 1、系统运行环境的集成 2、信息的集成 3、应用功能的集成 4、技术的集成 5、人和组织的集成,计算机技术结构示意图,四、CIMS的广泛适用性及给企业带来的效益 （一）广泛适用性 1、没有行业限制。 企业追求的共

8、同目标：高生产率和高柔性。 2、没有规模限制 可逐步扩大计算机技术的应用范围，量力而行地逐步集成。 甚至不用计算机，只要根据CIM的哲理寻求企业最佳的经营模式，也可认为是CIMS。 （二）效益 1、在工程设计自动化方面。便于开发技术含量高和结构复杂的产品，缩短产品设计与工艺设计周期。 2、在加工制造方面。可提高制造过程的柔性与质量，提高设备利用率，缩短产品制造周期。 3、在经营管理方面。市场竞争中，保证产品报价快速、准确。生产过程中，减少在制品，压缩库存，加速资金周转。,第三节 准时生产制,一、JIT的出发点及基本思想 （一）JIT的出发点 两种经营思想： 1、成本主义：价格=成本+利润 2、

9、JIT的思想：利润=价格成本 不断消除浪费，降低成本，是积极进取的经营思想，是企业的求生之路。 这里所说的浪费，指凡是超过生产产品所绝对必要的最少量的设备、材料、零件和工作时间的部分，都是浪费。（不增加价值的活动，是浪费；尽管是增加价值的活动，所用的资源超过了“绝对最少”的界限，也是浪费。）,（二）JIT的基本思想和核心 1、基本思想： 只在需要的时候， 按需要的量， 生产需要的产品。 JIT认为：库存是恶魔， 不仅造成浪费，还将许 多管理不善的问题掩盖 起来，使问题得不到及 时解决，就像水掩盖了 水中的石头一样。 2、核心：追求无库存，或库存达到最小的生产系统。 3、改进途径：降低库存-暴露

10、问题-降低库存-暴露问题-,二、JIT的起源及进一步升华,（一）从手工生产到大量生产 1、手工生产方式 19世纪末，法国巴黎Panhard-Levassor (P&L)机床公司开始制造汽车。 特点：几乎没有两辆汽车是相同的；制作成本高，且易出故障；要求工人具有高超技术。,2、大量生产方式 1908年，亨利福特推出了他的T型车。 大量生产的技术关键 零件的互换性和装配的简单化。由于分工精细、操作简单，工人只需几分钟训练就能上装配线干活。 实行大量生产的结果 生产率大幅度提高。1908年514分钟生产一辆车，到1914年实行流水生产后，只要1.19分钟生产一辆车。随着产量的提高，成本大幅度下降。1

11、908年每辆车售价$850,到1926年每辆车售价$290。 大量生产方式的基本发展模式,大批量生产,降低成本,刺激需求,批量的扩大,（二）从大量生产到精细生产 1、大量生产方式的衰落 福特的大量生产有一个根本缺陷，就是缺乏适应品种变化的能力，即缺乏柔性。 为了使专用、高效、昂贵的机器的高固定成本分摊到尽可能多的产品上，生产线不能停工，这就需要各种缓冲：过量的库存，过多的供应厂家，过多的工人、过大的场地。,2、精细生产方式的出现 1950年，丰田汽车公司丰田喜一郎到美国参观了福特汽车公司位于底特律的Rouge工厂，回日本后与生产管理专家大野耐一研究得出结论：大量生产方式不适合日本 原因是： 当

12、时日本经济十分困难，不可能化大量外汇去购买美国的技术和设备，也不可能花巨资去建Rouge那样的工厂。 当时日本国内对汽车的需要量小，需要的品种却相当多，不能实行大量生产。 受新劳工法保护，日本不能象美国随时解雇工人。,JIT的进一步升华-精益生产方式 精益生产方式是美国在全面研究以JIT生产方式为代表的日本式生产方式在西方发达国家以及发展中国家应用情况的基础上，于1990年提出的一种较完整的经营管理理论。,三、JIT的现场控制看板管理,（一）“推动式”与“拉动式”生产 1、传统方式：由计划部门根据市场需求，计算出每种零部件的需要量和各生产阶段的生产提前期，确定每个零部件的投入出产计划，按计划发

13、出生产和订货指令。每个生产阶段都按计划制造零部件，并将加工完的零部件送到后一道工序和下游车间，而不管后一道工序和下游车间当时是否需要。这种方式被称为“推动式”。 特点：物料流和信息流是分离的。,2、“拉动式”方式：从市场需求出发，由市场需求信息拉动产品装配，再由产品装配拉动零部件加工。每一道工序、每个车间都向前一道工序、上游车间提出要求，发出工作指令，上游工序、车间完全按这些指令进行生产。 特点：物料流和信息流是结合在一起的。,（二）看板管理 1、看板，又称传票卡，是传递信号的工具。 2、适用条件：看板只有在工序一体化、生产均衡化、生产同步化的前提下，才有可能发挥作用。 3、看板种类 传送看板

14、：用于指挥零件在前后两道工序之间移动。 生产看板：用于指挥工作地的生产，它规定了所生产的零件及其数量。,4、用看板组织生产的过程 （1）实行看板管理之前，设备要重新排列，重新布置。 （2）使加工作业的每个工作地都有两个存放处：入口存放处和出口存放处。 （3）在制品与零部件放在工作地旁，工人可以亲眼看到他们加工的东西，就不会盲目地过量生产。,5、用看板组织生产的特征 它只向总装配指示顺序计划，除此之外，不再向其他加工工序指示顺序计划。其他加工工序需要生产什么，生产量多少，何时生产都由看板进行控制。 6、看板的使用规则 不合格件不交给后工序 后工序来取件 只生产后工序领取的工件数量,四、组织准时生

15、产的条件,（一）组织混流生产 如，按市场要求，某厂三月份要生产A、B、C、D4种产品，每种产品的月产量为：A：400台；B：300台；C：200台；D：100台，总共1000台。该月有25个工作日。 第一种方式，一个月内每种产品各生产一次： A（400）-B（300）-C（200）-D（100） 第二种方式，每天生产各品种一次： A（16）-B（12）-C（8）-D（4） 一个月25天重复25次 第三种方式，进一步扩大生产频率，按： AAAA-BBB-CC-D 即一天重复4次，一个月重复100次 好处：使工人操作更加熟练 提高了对需求的响应性 降低了库存 缩短了每台产品的制造周期,（二）减少调

16、整准备时间 1、提高生产系统的柔性 改变劳动工具 改变劳动对象 2、减少调整准备时间的办法 尽可能在机器运行时进行调整准备 尽可能消除停机时的调整时间 进行人员培训 对设备和工艺装备进行改造,（三）建立JIT制造单元 1、把库房搬到厂房里 2、不断减少工序间的在制品库存 为此，需要对车间进行重新布置与整理 （四）准时采购 思路：选择尽量少的、合格的供应厂家。 选择条件：质量、合作的愿望、技术上的竞争力、地理位置和价格。 （五）从根源上保证质量 推行全面质量管理，事前预防不合格品的发生。,第四节 再造工程（略）,一、再造工程的概念 二、再造的特征 三、再造后的工作环境,1、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。20.8.1220.8.12Wednesday, August 12, 2020 2、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。15:42:1015:42:1015:428/12/2020 3:42:10 PM 3、越是没有本领的就越加自命不