科技论文-敏捷制造综述

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1、论文题目：敏捷制造综述学生： 李鹏 指导教师：班级：信息学院708班学号：完成日期：2008年5月摘要：本文叙述了敏捷制造的主要内容及其关键技术，结合国内外敏捷制造的研究现状，简单介绍了敏捷制造的发展趋势及我国的发展对策。关键词：敏捷制造；虚拟企业；并行工程；柔性制造Abstract: This paper describes the main essence of agile manufacturing and key technologies of agile manufacturing, integrating the status quo of Agile Manufacturing,

2、 introduces the development trend of agile manufacturing and Chinas development countermeasures.Keywords: agile manufacturing(AM); virtual enterprise; concurrent engineering; Flexible Manufacturing目录1引言51.1 敏捷制造的发展51.2 敏捷制造的定义51.3 敏捷制造的哲理62敏捷制造基本研究现状63敏捷制造的关键技术与核心73.1 敏捷制造的关键技术7现代设计方法7先进制造工艺8自动控制技术8

3、信息化技术和综合自动化83.2 敏捷制造的核心84敏捷制造发展及对策95敏捷制造的重要意义96结束语10致谢11参考文献121引言一场新的工业革命正在全世界波澜壮阔地展开，这场革命的原动力是科学与 技术，而推动这场革命的直接动力则是世界市场的竞争。随着世界市场的发展， 竞争变得愈来愈激烈，并推动着整个社会飞速前进，由此也给企业造成严酷的生 存环境。企业如何适应快速变化的世界市场的需求，不断快速开发高质量、低成 本的新产品，在竞争中寻求生存和发展，就成为企业共同追求的目标。在今天， 谁能把握住市场竞争的动向，谁就能适应当前世界经济发展的趋势，取得经济发 展的主动权。目前如何利用信息技术提供的良好

4、条件，抓住用户心理、愿望及要 求，加速新产品的构思及概念的形成，并以最短时间开发出高质量及用户所能接 受的价格的“新”产品，就成为市场竞争的新焦点，也就是说要求企业以批量生 产的时间和成本去生产具有个性化（客户化）的产品，这就是敏捷制造的生产模 式。1.1敏捷制造的发展20世纪70年代到80年代，被列为“夕阳产业”不再予以重视的美国制造业一 度成为美国经济严重衰退的重要因素之一。在这种形式下，通过分析研究的得出 了一个“一个国家要生活得好，必须生产得好”的基本结论。为重新夺回美国制造业的世界领先地位，美国政府把制造业发展战略目标瞄 向21世纪。美国通用汽车公司（GM）和里海（Leigh）大学的

5、雅柯卡（Iacocca） 研究所在国防部的资助下，组织了百余家公司，耗资50万美元，花费1000人日， 分析研究400多篇优秀报告后，提出21世纪制造企业战略的报告。于1988年 在这份报告中首次提出敏捷制造的新概念。1990年向社会半公开以后，立即受到 世界各国的重视。1992年美国政府将敏捷制造这种全新的制造模式作为21世纪制 造企业的战略11.2敏捷制造的定义敏捷制造目前尚无统一、公认的定义，一般可以这样认为：敏捷制造是在“竞 争一合作/协同”机制作用下，企业通过与市场/用户、合作伙伴等方面具有以下 特点。敏捷制造思想的出发点是基于对产品和市场的综合分析，具体包括：市 场/用户是谁；市场

6、/用户需要什么；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，能否获取利益。企业实施敏捷制造必须不断提高企业能力，实现技术、管理和人员的全 面、协调集成，其敏捷性体现在：企业的应变能力、先进制造技术、企 业信息网、信息技术。其中最关键的因素是企业的应变能力，衡量企业 的应变能力需要综合考虑市场响应速度、质量和成本，是企业在市场中 生存和领先能力的综合表现。敏捷企业在纷繁复杂的商务环境中具有极强的应变能力，能够以最快的 速度、最好的质量和最底的成本，迅速、灵活地响应市场/用户需求， 从而赢得竞争。敏捷制造强调“竞争一合作/协同”，采用灵活多变的动态组织结构，改 变了过去以固定专业部门为基

7、础的静态不变的组织结构，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，组成一个单一的经营实体。1.3敏捷制造的哲理敏捷制造的哲理是吸收了多种管理思想和制造哲理而发展起来的一套适应 多变的企业环境的制造哲理，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。其主要强调企业的可重组性、可重用性和范围 可变性，使制造系统能快速、以合理的成本和方式来适应多变的市场需求02敏捷制造基本研究现状敏捷

8、制造模式是20世纪80年代末在美国提出的。进入90年代美国在航空 航天、机床和电子制造业分别建立了敏捷制造研究中心，敏捷制造在世界范围内 引起了强烈的反响，受到各国政府及工业界的广泛重视。1992年，由美国国防 部高级研究计划局(ARPA，Advanced Research Projects Agency)和美国国家 自然科学协会(NSF)投资500万美元，组建了敏捷制造企业协会(Agile Manufacturing Forum)，简称 AMEF，现为敏捷制造协会(Agility Forum) 1U 敏捷制造协会主要负责组织进行有关敏捷制造理论和实践的探讨，每年召开一次 有关敏捷制造的国际会

9、议。目前大约有250个公司和组织参加了该协会的有关工 作。1992年，美国还开展了敏捷制造技术项目(Technologies Enabling Agile Manufacturing,简称TEAM)的研究活动。参加该项目的有包括国防部、劳伦斯利 弗莫尔国家实验室、国家自然科学基金会等政府机构在内的75家以上的研究所、 公司和工业集团(包括先进敏捷制造技术的提供者和最终用户)，其目的在于集 中工业资源、政府实验室和国防产品生产厂的力量，研究先进敏捷制造技术。到 目前为止，有25家以上企业在进行TEAM项目的技术研究活动。1993年，美国国防部高级研究计划局和国家自然科学基金会又投资1500万 美

10、元支持敏捷制造实验项目，有选择地资助了 3个学校的先进制造技术研究所 (AMRI-Advanced Manufacturing Research Institute),艮口纽约州的 Rensselaer Polytechnic Institute的电子AMRI、依利诺大学的AMRI和德克萨斯大学的自 动化机器人AMRI，支持它们进行敏捷制造方面的活动，分别研究电子工业、机 床工业、航天和国防工业的敏捷制造问题。此外，ARPA还配套支持了工业界进 行的7项敏捷化商务实践、4项敏捷企业决策支持研究、8项敏捷化智能设计与 制造系统和10项敏捷供应链管理系统uh。从1994年开始，由AMEF牵头开展了

11、 “最佳敏捷实践参考基础”研究，有近 百家公司和大学研究机构分别就敏捷制造的六个领域，其中包括集成品与过程开 发/并行工程、人员问题、动态联盟、信息与控制、过程与设备、法律问题等进 行了研究与实践相结合的深入工作uh。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。20世纪90年代，日本提出一个名为“智能制造系统(IMS， Intelligent Manufacturing Sys-tem)的国际性研究计划，在完成了可行性分 析并确定组织结构后，于1995年正式启动mIMS计划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，另一个是较为长期的自治和分

12、布制造系统， 其副标题为生物制造系统。德国、法国和英国也都参加了一项主题为“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。3敏捷制造的关键技术与核心3.1敏捷制造的关键技术现代设计方法并行工程和虚拟制造是现代设计方法的主要发展方向。制造技术的发展是成 倍地发展，然而设计的发展速度相对较慢，在这种背景下，设计与制造应并行发 展，否则两者脱节将延长产品开发和制造周期。并行工程CE是对产品及相关过程（包括制造过程和支持过程）进行并行一体 化设计的一种系统化的工作模式。这种模式力图使开发者从一开始就考虑到产品 生命周期（从概念形

13、成到产品报废）中的所有因素，包括质量、成本、进度与用 户需求。从本质上讲，CE的侧重点是生产过程，CE的实现体现了过程集中。虚拟制造技术是利用计算机虚拟现实技术和多媒体技术，建模虚拟制造，免 去样机的生产过程，降低成本，缩短设计制造周期。上述两项技术都是以计算机作为工具，大力发展这两项技术是近十年各国制 造业竞争的焦点。先进制造工艺先进制造工艺主要包括：少（无）余量精密成型技术；精密、超精密加工技术； 新型材料的成型和加工技术；构件或材料间的联接技术；表面新技术。先进制造 工艺是任何一种制造模式实现产品的基础，开展先进生产工艺方面的研究一直是 企业界最为关心的课题。自动控制技术自动控制技术主要

14、包括：传感及控制技术；测量检测技术；机器人技术。自动控制技术是5O年代至今发展最为辉煌的技术之一，它的发展也是源于计算 机技术的发展。信息化技术和综合自动化信息技术和综合自动化主要包括：管理技术和培养高素质的人员。信息技术 和综合自动化是近几年提出来的。在早些年，研究者们更强调设备的自动化，尤 其是CIMS，想把所有的工作都交给系统去自动完成，实际上这是一种理想化的模 式，现在大部分企业更为注意发挥人的作用，尤其是我国工业界。3.2敏捷制造的核心敏捷制造的研究已近1O年，其核心内容为柔性制造和动态组织。柔性制造是 制造业适应社会产品需求而提出来的。由于消费者追求形式多样化、功能集成化 等的产品

15、，所以生产商要不断地更换产品、改进产品，以适应社会需要。动态组 织是计算机网络化的产物，尤其是高生成单个齿廓面后,Mirror生成另个齿廓面。Cut生成单个齿槽，Pattern生成所有的齿。4敏捷制造发展及对策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 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。虽然众多企业在努力实施敏捷制造，他们确实也从某一方面 或几个方面提高其敏捷性，但迄今为止，仍有许多问题有待解决。针对这一情况， 美国等国对敏捷制造的开发与应用给予了高度重视，资助许多研究单位开发实现 敏捷制造的参考模型和支持工具，并

16、鼓励在不同行业进行示范应用，以期在边研 究、边应用的过程中积累经验，完善敏捷制造工具产品，为更多的行业、企业应 用打下基础。我国发展敏捷制造技术的对策为，开展敏捷制造的原理研究，进行企业试点， 充分发挥企业主体作用与政府引导和扶助相结合。机械制造企业是应用敏捷制造 技术的主体，同时也是技术开发、投资的主体。因此，企业应改变观念，放远眼 光，投入必要的人力、物力和财力。与此同时，政府也应承担相应的责任，特别 是在当前我国企业技术开发能力薄弱、资金投入严重不足的情况下，政府应更好 地发挥其宏观管理职能，制订、运用政策积极引导、扶持技术较强的企业，加大 投资力度，强化项目管理，促进成果的及时转化和应用。同时加快对我国制造业 信息高速公路的建设