现代制造系统_绪论.ppt

1．结构复杂性 到了19世纪中叶后的大批量生产时代，通过劳动分工实现作业专业化，在机械化和电气化技术支撑下，进行流水线方式生产，形成了较大规模的制造系统，但此时制造系统的结构却并不复杂，其分析设计、信息处理、管理控制等问题也相对易于处理。 1．结构复杂性 到了20世纪后半叶特别是近三十年来，市场需求朝多样化方向发展且竞争加剧，迫使产品生产朝多品种、变批量、短生产周期方向演进，由此形成柔性制造、计算机集成制造、敏捷制造等先进制造模式，按此构成的现代制造系统不但规模庞大，而且结构十分复杂，系统的分析与综合已具有相当的难度，系统的优化管理控制问题更是难以解决，已成为全球范围内具有挑战性的课题。 2．关联复杂性 系统科学性： 随着计算机技术和信息技术的发展，制造系统内部各组成环节间的信息联系以及制造系统与外部环境的信息联系，在广泛性和复杂性方面均在不断加强，系统中信息交换、信息处理的速度亦在迅速提高，从而使制造系统中各组成环节间的相互作用、相互依赖以及环境对制造系统的影响日益加强，“牵一发而动全身”的效应日益凸现。 因此，注重关联，把握全局在制造过程中将变得越来越重要。这些结果使得制造活动和制造过程呈现出越来越强的系统科学性。 2．关联复杂性 学科综合性： 相关学科的理论与方法日益向制造学科渗透，对制造学科和制造系统的发展产生了深刻的影响。 在制造系统的底层，机电一体化的制造装备和加工系统，大幅度提高了制造过程的柔性和效益； 在管理控制层，随着计算机技术、现代管理理论和控制方法的应用，使制造系统的管理与控制不断发展、不断创新，走出了从MRP、MRPII到ERP的发展历程； 在全局上，系统科学与工程的理论与方法使制造领域广大人员的思维模式、分析问题和解决问题的方法等都正在发生深刻的变化。 3．环境复杂性 我国的经济体制正在从计划经济向社会主义市场经济转轨，众多制造企业失去了计划经济时代政府主管部门下达的计划指令。从系统与控制的角度看，即制造系统没有了确定的输入信息。 随着全球经济一体化进程的加快，国际市场需求不仅变化极快，而且还难以预测。这些不仅造成制造系统输入信息和运行环境的随机性越来越大，而且还要求制造系统的响应速度不断提高。 * 我国机械制造业与世界发达国家的差距 困难：技术上落后，资金不足，资源短缺，管理体制、周边环境还存在诸多问题（地方保护，信用危机…） 机遇：中国已加入WTO；制造业的世界格局已经和正在发生重大变化，欧、亚、美三分天下局面正在形成，世界经济重心开始向亚洲转移已出现征兆，制造业的产品结构、生产模式也在迅速变革之中 机遇与挑战 发展迅速，成绩瞩目 存在阶段性的差距:产品质量和水平不高，技术开发能力不强，基础元器件和基础工艺不过关，生产率低下，科技投入严重不足。 机械制造业人均产值仅为发达国家的几十分之一。 挑战与机遇并存。 我国机械制造业面临的机遇和挑战 * 1.3.3 我国机械制造业面临的机遇和挑战 神州5号 图1-11 神州5号宇宙飞船 对策 对策：改变观念 : 由于上述众多因素的影响，“制造”正在由输入确定、过程和环境稳定、输出少变的简单系统演变为输入随机、过程和环境动态变化、输出和状态多变的复杂大系统。工程界和教育界都越来越清楚地认识到现代制造已成为一个复杂的系统工程，如果仅从孤立的制造方法、制造技术、制造工具和制造设备等方面去孤立地研究制造过程，将无法从全局上使“制造”这样一个复杂大系统运行于最优状态，发挥出最佳效益。 对策：加强制造系统研究与发展 : 因此，面对上述现实，我们必须将“制造”作为复杂大系统来对待，加强从系统科学、信息技术与制造工程相结合的角度对现代制造过程进行研究，通过信息、控制与制造相融合的方法对制造系统的内在规律进行分析，努力探索先进的制造系统模式、体系结构和优化运行技术，从而从全局的角度促进制造科学、制造系统和制造工业的发展。 对策：加强制造系统教学 : 同时，从教育的角度看，作为制造领域的高级专门人才――制造专业的本科生和研究生必须掌握制造系统的理论与技术，以从系统科学与工程的高度对现代制造过程有深刻的理解与把握，才能在今后的研究工作、技术工作和管理工作中更好地驾驭全局，为制造工业和国民经济的发展做出更大的贡献。 这也是开设本课程的目的。 1.2发展现代制造系统技术的基础 先进制造模式和相关理论 现代生产模式：JIT、网络化制造 先进制造技术与装备 柔性制造系统 FMS 系统科学理论与系统工程技术 离散事件动态系统 现代管理控制理论与技术 运筹学、现代管理理论 计算机与信息技术 信息技术、计算机控制技术 准时生产JIT 成组技术GT 质 量