先進(jìn)制造模式(數(shù)據(jù)庫)

時間：2022-12-01 04:30:01 | 來源：信息時代

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    先進(jìn)制造模式 : 在當(dāng)代生產(chǎn)制造過程中依據(jù)不同的制造環(huán)境,通過有效地組織各種制造要素形成的可以在特定環(huán)境中達(dá)到良好效果的先進(jìn)生產(chǎn)方法。這種方法已形成規(guī)范的概念與結(jié)構(gòu),可以供相關(guān)企業(yè)采用。先進(jìn)制造系統(tǒng)的核心,是應(yīng)用先進(jìn)制造技術(shù)實施生產(chǎn)組織和技術(shù)系統(tǒng)的形態(tài)與運作方式,用以適應(yīng)市場變化對時間、質(zhì)量、成本和環(huán)境的要求。
1.先進(jìn)制造模式的特征
(1)它以獲取生產(chǎn)有效性為首要目標(biāo)。AMM的共同目標(biāo)是: 快速響應(yīng)不可預(yù)測的市場變化,以滿足企業(yè)的生產(chǎn)有效性。AMM必須首先考慮消費者需求的主體化與多樣化傾向?qū)ιa(chǎn)有效性的影響,進(jìn)而分析并解決制造的價值取向(從面向產(chǎn)品到面向顧客)、戰(zhàn)略重點(從成本、質(zhì)量到時間)、指導(dǎo)思想(從以技術(shù)為中心到以人為中心)、基本原則(從分工到集成)等方面出現(xiàn)的一系列的問題。
(2)它以制造資源快速有效集成為基本原則。AMM的共同方法是:在更大空間范圍與更深的層次上快速有效地集成資源,通過增強(qiáng)制造系統(tǒng)的一致性和靈活性來提高企業(yè)的應(yīng)變能力。由于制造是一種多人協(xié)作的生產(chǎn)過程,其“分工”和“集成”是相互依存的組織制造的基本形式。制造分工與專業(yè)化可明顯提高生產(chǎn)率,但同時造成制造資源的嚴(yán)重分割。此外,經(jīng)濟(jì)性是制造活動的目標(biāo),AMM的經(jīng)濟(jì)性反映在制造資源快速有效集成,包括: 充分應(yīng)用先進(jìn)制造技術(shù); 優(yōu)化利用各種資源,簡化過程和組織實體; 用分散決策代替集中控制; 用協(xié)商機(jī)制代替遞階管理等。
(3) 它以人-組織-技術(shù)相互結(jié)合為實施途徑。AMM強(qiáng)調(diào)人、組織和技術(shù)是制造的三大必備資源。人是制造活動的主體; 組織反映制造活動中人與人的相互關(guān)系; 技術(shù)則是實現(xiàn)制造的基本手段。
2.先進(jìn)制造模式的分類
(1)按制造過程可變性劃分有三種:剛性制造模式(沒有過程可變性)、柔性制造模式(flexible manufacturing,FM)和可重構(gòu)制造模式。
(2)按信息流與物流運動方向劃分有兩種:推動式模式(生產(chǎn)的信息流與物流同向運動,如MRP Ⅱ)和拉動式模式(生產(chǎn)的信息流與物流反向運動,如精益生產(chǎn))。
(3)按制造過程利用資源的范圍劃分有:強(qiáng)調(diào)企業(yè)內(nèi)部的集成制造模式、強(qiáng)調(diào)企業(yè)之間的敏捷制造模式和強(qiáng)調(diào)全球范圍的智能制造模式等。
3.典型的先進(jìn)制造模式
(1)并行工程(concurrent engineering,CE): 依據(jù)IDA 1988年報告,CE定義為: 是對產(chǎn)品及其相關(guān)過程(包括制造過程和支持過程)進(jìn)行并行一體化設(shè)計的,并力圖使開發(fā)者從一開始就考慮產(chǎn)品全生命周期中所有因素的一種系統(tǒng)化工作模式。CE中產(chǎn)品開發(fā)工作是由那些分布在異地的、采取同構(gòu)或異構(gòu)計算機(jī)軟件工作的多學(xué)科小組協(xié)作完成。CE中的關(guān)鍵技術(shù)有: 產(chǎn)品開發(fā)的過程建模、分析與集成技術(shù); 多功能集成產(chǎn)品開發(fā)團(tuán)隊; 協(xié)同工作環(huán)境; 數(shù)字化產(chǎn)品建模等。
(2)成組技術(shù)(group technology,GT): GT其名為技術(shù),實為一種制造模式。它是在多品種的生產(chǎn)活動中,研究和利用有關(guān)事物的相似性,將相似的問題分類為組,尋求這一組問題的相對統(tǒng)一的最優(yōu)方案,以取得期望的經(jīng)濟(jì)效益。其在制造領(lǐng)域中反映為: 將一組加工工藝過程相似的零件放在一起形成零件組,并以此制定統(tǒng)一的加工工藝過程。采用GT組織生產(chǎn)稱為成組生產(chǎn),它針對多品種、小批量產(chǎn)品的生產(chǎn)可以取得大量生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效果。
(3)精益生產(chǎn)(lean production,LP):LP來源于日本的豐田生產(chǎn)方式。它是通過系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、人員組織、運行方式和市場供求等方面的變革,使制造系統(tǒng)能很快適應(yīng)用戶需求的不斷變化,并能精簡掉生產(chǎn)過程中一切無用、多余的東西,最終達(dá)到包括市場供銷在內(nèi)的制造各方面的最好結(jié)果。LP的核心思想是“強(qiáng)調(diào)精簡”和“不斷改善”。前者是指從組織管理到生產(chǎn)過程,側(cè)重于分析產(chǎn)品流,材料流和信息流,及時發(fā)現(xiàn)問題,刪繁就簡,消除浪費,從而形成有效的“價值流”; 后者則強(qiáng)調(diào)充分發(fā)揮人員潛能,力爭精益求精,低成本、高效益、高質(zhì)量地組織生產(chǎn),達(dá)到使顧客對產(chǎn)品和服務(wù)滿意的目標(biāo)。
(4)敏捷制造(agile manufacturing,AM):在AM中,“敏捷”意指企業(yè)在不斷變化,不可預(yù)測的經(jīng)營環(huán)境中善于應(yīng)變的能力。AM是這種環(huán)境下出現(xiàn)的一種新的經(jīng)營管理和生產(chǎn)組織模式,也是企業(yè)在市場中生存、發(fā)展并擴(kuò)大優(yōu)勢能力的綜合表現(xiàn)。AM要求建立一種“虛擬企業(yè)”(或稱“企業(yè)動態(tài)聯(lián)盟”)的機(jī)制,面對某些復(fù)雜產(chǎn)品的市場需求,當(dāng)一個企業(yè)不可能快速、經(jīng)濟(jì)地獨立開發(fā)和制造其全部時,可依據(jù)任務(wù)的大小和資源、技術(shù)以及人員的最優(yōu)配置,通過信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù),將一個企業(yè)內(nèi)部的一些相關(guān)部門或者同一地域的一些相關(guān)企業(yè)或者不同地域且擁有不同資源與優(yōu)勢的若干相關(guān)企業(yè)聯(lián)系在一起,快速組成一個統(tǒng)一的生產(chǎn)與經(jīng)營臨時性聯(lián)合企業(yè),由此實現(xiàn)制造的敏捷性,贏得競爭中的優(yōu)勢。
(5)大量定制(mass customization,MC):是一種在系統(tǒng)整體優(yōu)化思想指導(dǎo)下,集企業(yè)、顧客、供應(yīng)商和環(huán)境于一體,充分利用企業(yè)各種資源,根據(jù)顧客個性化需求,以大量生產(chǎn)定制產(chǎn)品的方式,獲取低成本、高質(zhì)量和高效率的生產(chǎn)模式。MC的定制方式可按產(chǎn)品功能及其附加屬性設(shè)計的不同影響分為: 合作定制、透明定制、裝飾定制和適應(yīng)定制等;也可以按顧客需求對企業(yè)生產(chǎn)活動影響不同而分為: 按訂單銷售、按訂單裝配和按訂單制造等。MC對信息技術(shù)的要求反映在: MC的產(chǎn)品信息標(biāo)準(zhǔn)化與規(guī)范化、MC信息分類編碼、MC的數(shù)據(jù)倉庫、MC的信息系統(tǒng)開發(fā)和MC的信息系統(tǒng)集成等方面的技術(shù)。
(6)可重構(gòu)制造(reconfigurable manufacturing,RM): 是指一種能根據(jù)市場需求變化和系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計的規(guī)定,以重新組態(tài)(重排)、重復(fù)利用和更新系統(tǒng)或子系統(tǒng)的方式,按一定的要求(包括重組成本低,研制周期短,質(zhì)量和投資效益高等)進(jìn)行快速調(diào)整制造過程、制造功能和制造生產(chǎn)能力的可變制造模式。例如,對于制造系統(tǒng)中的信息平臺重構(gòu)而言,是指按需求變化,由計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫、硬件平臺和應(yīng)用軟件等重構(gòu)信息集成框架,實現(xiàn)各種模塊的“即插即用”。
(7) 計算機(jī)集成制造(computer integrated manufacturing,CIM): 由美國J.Harrington于1973年提出,主要是針對當(dāng)時企業(yè)所面臨的激烈市場競爭而組織企業(yè)生產(chǎn)的一種“哲理”。其要點之一是制造過程是一個整體,企業(yè)生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)(即從市場調(diào)研、產(chǎn)品規(guī)劃、產(chǎn)品設(shè)計、加工制造、經(jīng)營管理到售后服務(wù))的全部生產(chǎn)活動都是一個不可分割的整體,需要統(tǒng)一考慮: 要點之二是制造信息必須集成。整個制造過程是一個數(shù)據(jù)采集、傳遞和加工處理的過程,最終形成的產(chǎn)品可以視為信息的物質(zhì)表現(xiàn)。通過實踐,目前人們已經(jīng)認(rèn)同CIM作為一種新的制造模式,是信息技術(shù)與生產(chǎn)技術(shù)的綜合應(yīng)用,也是信息技術(shù)與制造過程相結(jié)合的自動化技術(shù)。其目的是提高制造系統(tǒng)的生產(chǎn)率和市場響應(yīng)市場的能力。也就是說,CIM是各種計算機(jī)輔助技術(shù)(CAX)、企業(yè)管理信息技術(shù)(MIS、MRPⅡ或ERP)和相關(guān)制造執(zhí)行技術(shù)等在更高水平上的集成。在CIM概念指導(dǎo)下建立的先進(jìn)制造系統(tǒng)稱為計算機(jī)集成制造系統(tǒng)(computer integrated manufacturing system,CIMS)。從系統(tǒng)功能角度一般認(rèn)為CIMS由管理信息系統(tǒng)、工程分析與設(shè)計系統(tǒng)、制造自動化系統(tǒng)和質(zhì)量系統(tǒng)四個功能應(yīng)用分系統(tǒng)以及計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫兩個支撐分系統(tǒng)組成。
(8)虛擬制造(virtual manufacturing,VM):詳見虛擬制造技術(shù)。
(9) 網(wǎng)絡(luò)化制造(networked manufacturing,NM):是指面向市場需求與機(jī)遇,針對某一個特定產(chǎn)品,利用以Internet為標(biāo)志的信息高速公路,靈活地組織社會制造資源(人力、設(shè)備、技術(shù)、市場等),按資源優(yōu)勢互補(bǔ)原則,迅速地組成一種跨地域的、統(tǒng)一指揮的運營實體——網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟,并以此通過計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行生產(chǎn)經(jīng)營業(yè)務(wù)活動各個環(huán)節(jié)的合作。在企業(yè)間的資源共享和優(yōu)化組合利用的環(huán)境下,實現(xiàn)異地制造。NM作為一種網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟實質(zhì)上是動態(tài)的: 它的組建由市場驅(qū)動,針對市場機(jī)遇,能以最短時間、最低成本、最少投資向市場推出高附加值產(chǎn)品。而當(dāng)市場機(jī)遇不存在時,聯(lián)盟就自動解散。
(10)智能制造(intelligent manufacturing,IM):是將人工智能融合進(jìn)制造系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)中,通過模擬專家的智能活動,取代或延伸制造環(huán)節(jié)中應(yīng)由專家來完成的那部分活動。IM及其應(yīng)用實踐尚處于研究階段。當(dāng)前的研究熱點有: 制造知識的結(jié)構(gòu)及其表達(dá); 大型制造領(lǐng)域知識庫; 適用于制造領(lǐng)域的形式語言、語義學(xué);計算智能在制造領(lǐng)域中的應(yīng)用;特征分析、智能設(shè)計與并行設(shè)計; 制造工程中的計量信息學(xué); 推理、論證、預(yù)測和高級決策支持系統(tǒng)以及面向加工車間的分布決策支持系統(tǒng); 生產(chǎn)過程的智能調(diào)度、規(guī)劃、仿真與優(yōu)化等。
(11)生物制造(biological manufacturing,BM):制造過程/制造系統(tǒng)和生命過程/生命系統(tǒng)在許多方面有相似之處,現(xiàn)代制造系統(tǒng)和生命系統(tǒng)都有自組織性、自適應(yīng)性、協(xié)調(diào)性、應(yīng)變性、智能和柔性。在生命科學(xué)的基礎(chǔ)研究成果中選取對工程技術(shù)有啟發(fā)作用的內(nèi)容,并與制造科學(xué)結(jié)合即產(chǎn)生了生物制造新模式。同時,機(jī)械科學(xué)和生命科學(xué)的深度融合可以產(chǎn)生全新概念的產(chǎn)品,開發(fā)出新工藝和開辟新產(chǎn)業(yè),為產(chǎn)品設(shè)計、制作過程和系統(tǒng)中相關(guān)難題提供新的解決方法。
(12)綠色制造(green manufacturing,GM): 20世紀(jì)及其以前的制造業(yè)(主要是傳統(tǒng)制造業(yè))以追求最大經(jīng)濟(jì)效益作為其唯一的目標(biāo),而不惜犧牲環(huán)境,很少考慮有限資源的節(jié)約問題,由此導(dǎo)致了環(huán)境污染,生態(tài)破壞和資源短缺的危機(jī)。如何使制造業(yè)盡可能少地產(chǎn)生環(huán)境污染,實行可持續(xù)發(fā)展的策略是當(dāng)代制造科學(xué)面臨的重大問題。GM是一種無污染、低消耗的新型制造模式,其目標(biāo)是使得產(chǎn)品從設(shè)計、制造、包裝、運輸、使用到報廢處理的整個產(chǎn)品生命周期中,對環(huán)境(包含自然生態(tài)環(huán)境、社會系統(tǒng)和人類健康等因素)的負(fù)面影響最小,資源效率最高,并使企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會效益協(xié)調(diào)優(yōu)化。
目前,在國外工業(yè)發(fā)達(dá)國家所涌現(xiàn)的AMM中,有的已在制造業(yè)生產(chǎn)組織中得到運用,并產(chǎn)生相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)效益,如精益生產(chǎn)、集成制造等,有的尚未成熟,但對制造業(yè)有很大的影響,如并行工程、智能制造、敏捷制造等; 有的正在探索,且有未來應(yīng)用前景,如生物制造、綠色制造等。AMM的推廣應(yīng)用,必將帶動制造業(yè)的整體改革,提高制造業(yè)的競爭力。