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1、毕业论文作 者： 刘贵彬 学 号： 2012414070136 系 ： 机电工程系 专 业： 机电一体化技术 题 目： 敏捷制造技术应用研究 指导者： 张筱洁 副教授 评阅者： 2015 年 6 月 吉 林东北电力大学毕业论文摘 要敏捷制造是制造领域全新的技术和方法，它是工业企业实现经济全球化，信息技术、先进制造技术发展的必然产物。敏捷制造是为了实现企业生产制造的敏捷性，采用现代计算机和通信手段，通过快速配置各种资源，以有效和协调方式响应用户需求的一种企业发展战略。它强调把动态灵活的虚拟组织、先进的真实制造技术和高素质的人员进行有机的结合，使企业在快速变化的市场环境中取得长期效益。为了适应变化
2、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，而必须采用标准化和专业化的计算机网络和信息集成基础结构，以分布式结构连接各类企业，构成虚拟制造环境，在虚拟制造环境内动态选择成员，组成面向任务的虚拟公司，从而合理利用各企业的资源和技术进行快速生产。柔性制造技术是实现未来工厂的新颖概念模式和新的发展趋势,是决定制造企业未来发展前途的具有战略意义的举措。近年来,柔性制造作为一种现代化工业生产的科学“哲理”和工厂自动化的先进模式已为国际上所公认，它作为当今世界制造自动化技术发展的前沿科技，为未来机构制造工厂提供了一幅宏伟的蓝图，将成为21世纪机构制造业的主要生产模式。实现了按端口、MAC地址、应
3、用等来划分虚拟网络，有效地控制了企业内部网络的广播流量和提高了企业内部网络的安全性。关键词：敏捷制造；虚拟企业；柔性制造- I -目 录摘 要I引 言1第 1 章 敏捷制造概述31.1 敏捷制造提出的背景及概念31.2 敏捷制造的内涵41.3 敏捷制造的特点61.4 敏捷制造的三要素7第 2 章 敏捷制造的关键技术10第 3 章 敏捷制造的实施122.1敏捷制造的实施方法122.2 敏捷制造的实施步骤13第 4 章 敏捷制造在国内外的发展状况174.1 敏捷制造在国内的发展状况174.2 敏捷制造在国外的发展状况194.3 敏捷制造在全球经济中的发展20第 5 章 大批量定制生产与敏捷制造方式
4、的比较23第 6 章 敏捷制造的发展趋势和应用研究276.1 敏捷制造的发展趋势276.2 敏捷制造的应用研究296.2.1敏捷制造的研究状况296.2.2敏捷制造的应用情况30结 论33参 考 文 献34致 谢35- III -东北电力大学毕业论文引 言制造业是国民经济的基础产业，其发达程度体现了一个国家的科学技术和社会生产力发展水平。近年来，随着世界经济的飞速发展和人们生活水平的不断提高，市场环境发生了巨大的变化，消费者需求日趋主体化、个性化和多样化，制造厂商面对一个变化迅速且无法预测的买方市场，传统的大批大量的生产模式已不再适应新的市场形势的需要，于是，对市场需求的快速反应能力就开始成为
5、企业能否在激烈的市场竞争中占得一席之地的重要标志。在这种形势下，探索适合我国国情的制造生产模式对实现我国伟大战略目标意义重大，从人类制造生产模式的改变中我们可能会得到有益的启示。敏捷制造企业自1991年12月提出后，这几年来美国各个公司自觉应用敏捷制造与动态联盟的思想进展得很快，已成为世界制造业的热点。现代企业向敏捷制造企业的发展是历史发展的必然。人们认识了这规律，就从必然王国中解放出来，向自由王国迈进，极大地推动生产向前发展。由于经济发展有共同的规律，在我国高新技术的新兴产业群中，有不少不自觉、而自发地运用这基本规律取得了很大的成功的，例如：深圳的华为公司、北大的方正公司、神龙通信工程公司等
6、等。中国企业家总结为“两头在内，中间在外”（两头指研究开发及市场开拓，中间指制造），这实质上是一种敏捷制造的雏形。敏捷制造企业为高新技术的产业化开拓了一条生产规模和开拓生产规模同步增长的可行道路，提供了一条充分利用社会存量资金发展新兴产业的道路，把高新技术的产业化的风险大大降低，有利于高新技术产业的形成。 20世纪80年代后期以来，美、日、加、澳等国及西欧各国都先后提出新模式的制造战略及研究开发计划。1988年，美国GM公司和里海大学共同提出敏捷制造战略，于1990年向社会半公开；1990年，日、美、加、澳等国及西欧各国联合进行10年期的智能制造系统(IMS)的研究与开发；1992年，德、美提
7、出精益生产(Lean Production)；1994年德国人提出改变工业组织结构的分形公司(Fractal Company)。上述模式中最有代表性、社会反响最大的是“敏捷制造”。“敏捷制造”引起了广泛关注，不仅在科技界，而且在企业界，也成为研究的热点之一。第1章 敏捷制造概述制造业是一个国家国民经济的支柱。20世纪80年代以来，随着全球交通、通信技术的飞速发展，制造业竞争日趋激烈，新产品、新技术的出现和交替速度越来越快，用户追求高质量的同时必然要求产生品种多、交货期短、价格合理、售后服务好、无环境污染。如何敏捷地利用高科技知识和技术快速开发新产品、重组资源组织生产、满足用户“个性化产品”的需
8、求，就成为企业能否赢得竞争、不断发展的关键。1.1 敏捷制造提出的概念及背景敏捷制造的基本概念为：以柔性生产技术和动态联盟结构为特点，以高素质、协同良好的工作人员为核心，实施企业间的网络集成，形成快速反应市场的社会化制造体系。从20世纪70年代到80年代初，由于片面强调第三产业的重要性而忽视了制造业对国民经济健康发展的保障作用，美国的制造业严重地衰退，逐步丧失了其世界霸主的地位，出现巨额的贸易赤字。1986年，在国家科学基金会(NSF)和企业界支持下，美国麻省理工学院(MIT)的“工业生产率委员会”开始深入研究衰退原因和振兴对策。研究的结论是：“一个国家要生活得好，必须生产得好”，重申作为人类
9、社会赖以生存的物质生产基础产业即制造业的社会功能，提出以技术先进、有强大竞争力的国内制造业夺回生产优势，振兴制造业的对策。在提出的一系列制造业发展战略中，1988年由美国通用汽车公司和美国里海大学工业工程系共同提出的一种新的制造企业战略即“敏捷制造”最受重视，20世纪9O年代，信息技术突飞猛进，信息化的浪潮汹涌而来。随着国内外市场竞争加剧，科学技术发展迅速，产品更新换代速度加快及人们对产品多样化的需求增加，使得机械制造业像多品种小批量生产方式发展。许多国家为此制订了旨在提高自己国家在未来世界中的竞争地位、培养竞争优势的先进的制造计划。在这一浪潮中，美国走在了世界的前列，给美国制造业改变生产方式
10、提供了强有力的支持，美国想凭借这一优势重造在制造领域的领先地位。在这种背景下，一种面向对世纪的新型生产方式敏捷制造（Agile Manufacturing）的设想诞生了。敏捷制造是美国国防部为了指定21世纪制造业发展而支持的一项研究计划。该计划始于1991年，有100多家公司参加，由通用汽车公司、波音公司、IBM、德州仪器公司、摩托罗拉等15家著名大公司和国防部代表共20人组成了核心研究队伍。此项研究历时三年，于1994年底提出了21世纪制造企业战略。在这份报告中，提出了既能体现国防部与工业界各自的特殊利益，又能获取他们共同利益的一种新的生产方式，即敏捷制造。它着眼于小规模、模块化组合和企业间
11、合作生产，发挥众多特长企业来适应变化多端的市场需求，把宏观的国际市场需求与具体的公司生产密切结合，充分发挥人的因素，及时抓住机遇，快速响应市场。简而言之，敏捷制造指的是创造企业能够把握市场机遇，及时动态重组生产系统，用最短时间向市场推出最有利润的、用户最认可的、高质量的产品，其发展的最终结果是实现大批量定制的生产模式。而要达到敏捷制造的最终目的，其所需要的生产模式是要通过虚拟公司才能实现的。一旦市场有了某种产品的需要，虚拟公司就能抓住和利用迅速变化的市场机遇，通过信息技术联系起来的网络将现有的原本分散的技术资源、人力资源和管理资源迅速联结成一个临时性的制造实体。网络中的各成员企业必须充分信任与
12、合作，发挥各自的核心优势，共享技术并分担费用，以求获得更大的收益。由此可见，敏捷制造是在具有创新精神的组织和管理结构、先进制造技术（以信息技术和柔性智能技术为主导）、有技术有知识的管理人员三大类资源支柱支撑下得以实施的，也就是将柔性生产技术、有技术有知识的劳动力与能够促进企业内部和企业之间合作的灵活管理集中在一起，通过所建立的共同基础结构，对迅速改变的市场需求和市场进度作出快速响应。生产技术、管理和人力资源就是敏捷制造的三个主要要素。敏捷制造比起其它制造方式具有更灵敏、更快捷的反应能力。其敏捷体现在：持续变化性（产品、技术、管理模式）、快速反应性（以适应市场的变化）、质量高标准、低费用。实现敏
13、捷制造的条件：设备高度柔性、可编程性和模式化；信息系统标准化和可维护性；人的因素和管理机构。敏捷制造的实施方式：虚拟公司、竞争-合作，用户参与设计与制造，兼顾经济效益和社会效益，增加信息服务和系统管理功能。1.2 敏捷制造的内涵敏捷制造利用人工智能和信息技术，以先进的柔性制造技术为基础，通过企业内、外的多功能项目组，组建虚拟公司。这一多变的动态组织结构可以把全球范围内的各种资源，包括人的资源集成在一起，实现技术、管理和人的集成， 从而能在整个产品的生命周期中最大限度满足用户需求，提高企业的竞争能力。敏捷制造的目标是快速响应市场的变化，在尽可能短的时间内向市场提供适销对路的环保型产品，换取长期的
14、经济效益。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，而必须采用标准化和专业化的计算机网络和信息集成基础结构，以分布式结构连接各类企业，构成虚拟制造环境；在虚拟制造环境内动态选择成员，组成面向任务的虚拟公司，从而合理利用各企业的资源和技术进行快速生产。当出现某种机遇，若干核心的组织者联合迅速的参与者形成一个新型企业，市场消失后能迅速解散，参加新的重组。这样优化组织的企业以最快的速度从企业内部某些部门和企业外部不同公司中选出设计、制造该产品的优势部分，企业接受的新任务不再受人力、物力等资源的限制，企业之间的优势互补和动态联盟能大大节省资源，能以最低的材料和能源消耗，开发市场
15、所需的绿色产品；同时获得市场信息的企业不必顾虑企业自身的业务能力，而可以借助于联盟以最快的速度满足市场需求；另外，在这种竞争-合作的前提下，怎样选择合作伙伴、采取何种合作方式、合作伙伴是否愿意共享数据和信急等问题都经过企业慎重考虑；同时在产品设计、选择加工手段和原料时，重视环境保护项目和约束；报废的产品和剩余的废料在企业重组的过程中提高了重新利用率。因此，敏捷制造是工程技术、管理技术等综合技术支持下的企业及企业间的动态集成，是计算机集成制造系统CIMS发展的延续。此外敏捷制造体系还可以认为主要有2个实际内涵：虚拟企业和虚拟开发。(1) 虚拟企业具有较大优势的某一企业经过市场调查研究后完成某一产品的概念设计，然后组织其它具有某
