先进制造模式(数据库)

时间：2022-12-01 04:30:01 | 来源：信息时代

时间：2022-12-01 04:30:01 来源：信息时代

    先进制造模式 : 在当代生产制造过程中依据不同的制造环境,通过有效地组织各种制造要素形成的可以在特定环境中达到良好效果的先进生产方法。这种方法已形成规范的概念与结构,可以供相关企业采用。先进制造系统的核心,是应用先进制造技术实施生产组织和技术系统的形态与运作方式,用以适应市场变化对时间、质量、成本和环境的要求。
1.先进制造模式的特征
(1)它以获取生产有效性为首要目标。AMM的共同目标是: 快速响应不可预测的市场变化,以满足企业的生产有效性。AMM必须首先考虑消费者需求的主体化与多样化倾向对生产有效性的影响,进而分析并解决制造的价值取向(从面向产品到面向顾客)、战略重点(从成本、质量到时间)、指导思想(从以技术为中心到以人为中心)、基本原则(从分工到集成)等方面出现的一系列的问题。
(2)它以制造资源快速有效集成为基本原则。AMM的共同方法是:在更大空间范围与更深的层次上快速有效地集成资源,通过增强制造系统的一致性和灵活性来提高企业的应变能力。由于制造是一种多人协作的生产过程,其“分工”和“集成”是相互依存的组织制造的基本形式。制造分工与专业化可明显提高生产率,但同时造成制造资源的严重分割。此外,经济性是制造活动的目标,AMM的经济性反映在制造资源快速有效集成,包括: 充分应用先进制造技术; 优化利用各种资源,简化过程和组织实体; 用分散决策代替集中控制; 用协商机制代替递阶管理等。
(3) 它以人-组织-技术相互结合为实施途径。AMM强调人、组织和技术是制造的三大必备资源。人是制造活动的主体; 组织反映制造活动中人与人的相互关系; 技术则是实现制造的基本手段。
2.先进制造模式的分类
(1)按制造过程可变性划分有三种:刚性制造模式(没有过程可变性)、柔性制造模式(flexible manufacturing,FM)和可重构制造模式。
(2)按信息流与物流运动方向划分有两种:推动式模式(生产的信息流与物流同向运动,如MRP Ⅱ)和拉动式模式(生产的信息流与物流反向运动,如精益生产)。
(3)按制造过程利用资源的范围划分有:强调企业内部的集成制造模式、强调企业之间的敏捷制造模式和强调全球范围的智能制造模式等。
3.典型的先进制造模式
(1)并行工程(concurrent engineering,CE): 依据IDA 1988年报告,CE定义为: 是对产品及其相关过程(包括制造过程和支持过程)进行并行一体化设计的,并力图使开发者从一开始就考虑产品全生命周期中所有因素的一种系统化工作模式。CE中产品开发工作是由那些分布在异地的、采取同构或异构计算机软件工作的多学科小组协作完成。CE中的关键技术有: 产品开发的过程建模、分析与集成技术; 多功能集成产品开发团队; 协同工作环境; 数字化产品建模等。
(2)成组技术(group technology,GT): GT其名为技术,实为一种制造模式。它是在多品种的生产活动中,研究和利用有关事物的相似性,将相似的问题分类为组,寻求这一组问题的相对统一的最优方案,以取得期望的经济效益。其在制造领域中反映为: 将一组加工工艺过程相似的零件放在一起形成零件组,并以此制定统一的加工工艺过程。采用GT组织生产称为成组生产,它针对多品种、小批量产品的生产可以取得大量生产的经济效果。
(3)精益生产(lean production,LP):LP来源于日本的丰田生产方式。它是通过系统结构、人员组织、运行方式和市场供求等方面的变革,使制造系统能很快适应用户需求的不断变化,并能精简掉生产过程中一切无用、多余的东西,最终达到包括市场供销在内的制造各方面的最好结果。LP的核心思想是“强调精简”和“不断改善”。前者是指从组织管理到生产过程,侧重于分析产品流,材料流和信息流,及时发现问题,删繁就简,消除浪费,从而形成有效的“价值流”; 后者则强调充分发挥人员潜能,力争精益求精,低成本、高效益、高质量地组织生产,达到使顾客对产品和服务满意的目标。
(4)敏捷制造(agile manufacturing,AM):在AM中,“敏捷”意指企业在不断变化,不可预测的经营环境中善于应变的能力。AM是这种环境下出现的一种新的经营管理和生产组织模式,也是企业在市场中生存、发展并扩大优势能力的综合表现。AM要求建立一种“虚拟企业”(或称“企业动态联盟”)的机制,面对某些复杂产品的市场需求,当一个企业不可能快速、经济地独立开发和制造其全部时,可依据任务的大小和资源、技术以及人员的最优配置,通过信息技术和网络技术,将一个企业内部的一些相关部门或者同一地域的一些相关企业或者不同地域且拥有不同资源与优势的若干相关企业联系在一起,快速组成一个统一的生产与经营临时性联合企业,由此实现制造的敏捷性,赢得竞争中的优势。
(5)大量定制(mass customization,MC):是一种在系统整体优化思想指导下,集企业、顾客、供应商和环境于一体,充分利用企业各种资源,根据顾客个性化需求,以大量生产定制产品的方式,获取低成本、高质量和高效率的生产模式。MC的定制方式可按产品功能及其附加属性设计的不同影响分为: 合作定制、透明定制、装饰定制和适应定制等;也可以按顾客需求对企业生产活动影响不同而分为: 按订单销售、按订单装配和按订单制造等。MC对信息技术的要求反映在: MC的产品信息标准化与规范化、MC信息分类编码、MC的数据仓库、MC的信息系统开发和MC的信息系统集成等方面的技术。
(6)可重构制造(reconfigurable manufacturing,RM): 是指一种能根据市场需求变化和系统规划与设计的规定,以重新组态(重排)、重复利用和更新系统或子系统的方式,按一定的要求(包括重组成本低,研制周期短,质量和投资效益高等)进行快速调整制造过程、制造功能和制造生产能力的可变制造模式。例如,对于制造系统中的信息平台重构而言,是指按需求变化,由计算机网络、数据库、硬件平台和应用软件等重构信息集成框架,实现各种模块的“即插即用”。
(7) 计算机集成制造(computer integrated manufacturing,CIM): 由美国J.Harrington于1973年提出,主要是针对当时企业所面临的激烈市场竞争而组织企业生产的一种“哲理”。其要点之一是制造过程是一个整体,企业生产的各个环节(即从市场调研、产品规划、产品设计、加工制造、经营管理到售后服务)的全部生产活动都是一个不可分割的整体,需要统一考虑: 要点之二是制造信息必须集成。整个制造过程是一个数据采集、传递和加工处理的过程,最终形成的产品可以视为信息的物质表现。通过实践,目前人们已经认同CIM作为一种新的制造模式,是信息技术与生产技术的综合应用,也是信息技术与制造过程相结合的自动化技术。其目的是提高制造系统的生产率和市场响应市场的能力。也就是说,CIM是各种计算机辅助技术(CAX)、企业管理信息技术(MIS、MRPⅡ或ERP)和相关制造执行技术等在更高水平上的集成。在CIM概念指导下建立的先进制造系统称为计算机集成制造系统(computer integrated manufacturing system,CIMS)。从系统功能角度一般认为CIMS由管理信息系统、工程分析与设计系统、制造自动化系统和质量系统四个功能应用分系统以及计算机网络和数据库两个支撑分系统组成。
(8)虚拟制造(virtual manufacturing,VM):详见虚拟制造技术。
(9) 网络化制造(networked manufacturing,NM):是指面向市场需求与机遇,针对某一个特定产品,利用以Internet为标志的信息高速公路,灵活地组织社会制造资源(人力、设备、技术、市场等),按资源优势互补原则,迅速地组成一种跨地域的、统一指挥的运营实体——网络联盟,并以此通过计算机网络进行生产经营业务活动各个环节的合作。在企业间的资源共享和优化组合利用的环境下,实现异地制造。NM作为一种网络联盟实质上是动态的: 它的组建由市场驱动,针对市场机遇,能以最短时间、最低成本、最少投资向市场推出高附加值产品。而当市场机遇不存在时,联盟就自动解散。
(10)智能制造(intelligent manufacturing,IM):是将人工智能融合进制造系统的各个环节中,通过模拟专家的智能活动,取代或延伸制造环节中应由专家来完成的那部分活动。IM及其应用实践尚处于研究阶段。当前的研究热点有: 制造知识的结构及其表达; 大型制造领域知识库; 适用于制造领域的形式语言、语义学;计算智能在制造领域中的应用;特征分析、智能设计与并行设计; 制造工程中的计量信息学; 推理、论证、预测和高级决策支持系统以及面向加工车间的分布决策支持系统; 生产过程的智能调度、规划、仿真与优化等。
(11)生物制造(biological manufacturing,BM):制造过程/制造系统和生命过程/生命系统在许多方面有相似之处,现代制造系统和生命系统都有自组织性、自适应性、协调性、应变性、智能和柔性。在生命科学的基础研究成果中选取对工程技术有启发作用的内容,并与制造科学结合即产生了生物制造新模式。同时,机械科学和生命科学的深度融合可以产生全新概念的产品,开发出新工艺和开辟新产业,为产品设计、制作过程和系统中相关难题提供新的解决方法。
(12)绿色制造(green manufacturing,GM): 20世纪及其以前的制造业(主要是传统制造业)以追求最大经济效益作为其唯一的目标,而不惜牺牲环境,很少考虑有限资源的节约问题,由此导致了环境污染,生态破坏和资源短缺的危机。如何使制造业尽可能少地产生环境污染,实行可持续发展的策略是当代制造科学面临的重大问题。GM是一种无污染、低消耗的新型制造模式,其目标是使得产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个产品生命周期中,对环境(包含自然生态环境、社会系统和人类健康等因素)的负面影响最小,资源效率最高,并使企业经济效益和社会效益协调优化。
目前,在国外工业发达国家所涌现的AMM中,有的已在制造业生产组织中得到运用,并产生相应的经济效益,如精益生产、集成制造等,有的尚未成熟,但对制造业有很大的影响,如并行工程、智能制造、敏捷制造等; 有的正在探索,且有未来应用前景,如生物制造、绿色制造等。AMM的推广应用,必将带动制造业的整体改革,提高制造业的竞争力。