數(shù)字化制造過(guò)程管理技術(shù)(1)

1、先進(jìn)制造與管理概述先進(jìn)制造與管理概江工業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院碩士研究生課程浙江工業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院碩士研究生課程 數(shù)字化制造過(guò)程管理技術(shù)課的重點(diǎn)是介紹國(guó)內(nèi)外近年來(lái)提出并發(fā)展起來(lái)的數(shù)字化制造過(guò)程管理的主要模式、技術(shù)、系統(tǒng)與管理方法，使學(xué)生能有一個(gè)系統(tǒng)和基本的了解，并掌握其基本知識(shí)和方法。 本課程主要內(nèi)容安排如下：1.先進(jìn)制造與管理概述； 2.制造過(guò)程管理的體系結(jié)構(gòu)；3.面向制造的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與管理； 4.制造系統(tǒng)的建摸方法；5. 企業(yè)業(yè)務(wù)流程再造(BPR)； 6.數(shù)字化制造過(guò)程管理典型模式；7.數(shù)字化制造過(guò)程管理； 8.案例分析 本課程要求: 結(jié)合企業(yè)的實(shí)際，選擇37中任一內(nèi)容，完成一

2、篇學(xué)習(xí)心得。先進(jìn)制造與管理概述先進(jìn)制造與管理概述o 制造與制造系統(tǒng)o 制造系統(tǒng)與管理發(fā)展歷程o 先進(jìn)制造與管理的概念o 數(shù)字化制造過(guò)程管理的模式概述o 案例1.制造與制造系統(tǒng)制造或制造業(yè)o 制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的物質(zhì)基礎(chǔ)、國(guó)家安全的主要保障、國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)力的重要體現(xiàn)。o 制造或制造業(yè)的內(nèi)涵：將可用資源（物料、能源、信息和人力等）通過(guò)制造過(guò)程（進(jìn)行加工或再加工），轉(zhuǎn)化為可供人們使用和利用的工業(yè)品或生活消費(fèi)品的產(chǎn)業(yè)。o 制造業(yè)一般有消費(fèi)品制造業(yè)和資本品制造業(yè)、輕型制造業(yè)和重型制造業(yè)、民用制造業(yè)和軍工制造業(yè)、傳統(tǒng)制造業(yè)和現(xiàn)代制造業(yè)之分。裝備制造業(yè)是指資本品的制造業(yè)。制造與制造系統(tǒng)制造或制造業(yè)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局分類標(biāo)

3、準(zhǔn)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局分類標(biāo)準(zhǔn)通用通用/專用設(shè)備制造業(yè)、專用設(shè)備制造業(yè)、交通運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè)、交通運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè)、電氣機(jī)械及器材制造業(yè)、電氣機(jī)械及器材制造業(yè)、通信設(shè)備、計(jì)算機(jī)及通信設(shè)備、計(jì)算機(jī)及其他電子設(shè)備制造業(yè)其他電子設(shè)備制造業(yè)其它制造業(yè)其它制造業(yè)1.27%輕紡制造業(yè)輕紡制造業(yè)30.24%機(jī)械電子制機(jī)械電子制造業(yè)造業(yè)35.48%資源加工業(yè)資源加工業(yè)33.01%制造業(yè)共制造業(yè)共30個(gè)行業(yè)分為三大類別個(gè)行業(yè)分為三大類別紡織業(yè)、農(nóng)副食品加工業(yè)紡織業(yè)、農(nóng)副食品加工業(yè)食品制造業(yè)食品制造業(yè)煙草制造業(yè)煙草制造業(yè)服裝、鞋、帽制品業(yè)服裝、鞋、帽制品業(yè)石油加工、煉焦及核燃料加工業(yè)石油加工、煉焦及核燃料加工業(yè)非金屬礦物制品業(yè)

4、非金屬礦物制品業(yè)黑色金屬冶煉及其制品業(yè)黑色金屬冶煉及其制品業(yè)有色金屬冶煉及壓延加工業(yè)有色金屬冶煉及壓延加工業(yè)制造與制造系統(tǒng)制造過(guò)程o 制造過(guò)程由三方面組成：制造工藝過(guò)程，物料流動(dòng)過(guò)程和信息流動(dòng)過(guò)程。o 制造工藝過(guò)程：對(duì)原材料的一系列的轉(zhuǎn)換加對(duì)原材料的一系列的轉(zhuǎn)換加工使之成為產(chǎn)品的過(guò)程（物理或化學(xué)）。工使之成為產(chǎn)品的過(guò)程（物理或化學(xué)）。o 物料流動(dòng)過(guò)程：實(shí)現(xiàn)物料采購(gòu)、存儲(chǔ)、生產(chǎn)、裝配、運(yùn)輸、銷售等一系列的流動(dòng)過(guò)程。o 信息流動(dòng)過(guò)程：實(shí)現(xiàn)在制造工藝過(guò)程及物料流動(dòng)過(guò)程中所伴隨的信息進(jìn)行處理與控制，使整個(gè)制造過(guò)程能順利和協(xié)調(diào)。制造與制造系統(tǒng)制造方式o 制造方式可劃分為連續(xù)制造（流程制造）方式、離散制造

5、方式和混合型制造方式。o 連續(xù)制造方式：物料流通過(guò)一系列的混合、狀態(tài)變化、成形過(guò)程而形成一件或多件成品的制造過(guò)程。（如：化工、醫(yī)藥、飲料等）o 離散制造方式：相對(duì)于連續(xù)制造，離散制造的產(chǎn)品往往由多個(gè)零件經(jīng)過(guò)一系列并不連續(xù)的工序的加工最終裝配而成。（如：機(jī)械加工等）o 混合型制造方式：整個(gè)加工過(guò)程是由離散制造和連續(xù)制造穿插或糅合在一起的。 （如：毛紡等）制造與制造系統(tǒng)離散制造方式o 離散制造方式可分成：工程項(xiàng)目型生產(chǎn)、車間任務(wù)（產(chǎn)能）型生產(chǎn)和重復(fù)（大批量）生產(chǎn)。o 工程項(xiàng)目型生產(chǎn)：整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程帶有項(xiàng)目管理的特征，制造裝備、工藝過(guò)程與元器件安裝就在產(chǎn)品所在地進(jìn)行，企業(yè)的大部分生產(chǎn)能力和資源在某一時(shí)

6、期內(nèi)用于單項(xiàng)工程。o 車間任務(wù)型生產(chǎn)：將功能類似的加工設(shè)備組成一些工作中心（工段、小組），工件從一個(gè)工作中心到另一工作中心進(jìn)行不同類型的工序加工。o 重復(fù)（大批量）生產(chǎn)：加工路線固定，所需的加工能力和工裝設(shè)備是專門設(shè)定的。被加工的零件以流水的方式通過(guò)工作中心或設(shè)備。采用由不同加工設(shè)備和工作中心組成的生產(chǎn)線、裝配線或者一個(gè)加工中心以高速重復(fù)進(jìn)行生產(chǎn)都屬重復(fù)（大批量）生產(chǎn)。制造與制造系統(tǒng)制造系統(tǒng) 制造系統(tǒng)由三個(gè)方面定義：o 制造系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)：制造系統(tǒng)是一個(gè)包括人員、組織、規(guī)章制度、生產(chǎn)加工設(shè)備、物料流和其他附屬裝置等軟硬件所組成的一個(gè)統(tǒng)一整體。o 制造系統(tǒng)的功能：制造系統(tǒng)是一個(gè)將制造資源（原材料、能

7、源等）轉(zhuǎn)變成產(chǎn)品或半成品的輸出輸入系統(tǒng)。o 制造系統(tǒng)的過(guò)程：制造系統(tǒng)是一個(gè)產(chǎn)品的全生命周期過(guò)程：市場(chǎng)分析、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、工藝規(guī)劃、制造生產(chǎn)、檢驗(yàn)出廠、產(chǎn)品銷售、回收處理等各環(huán)節(jié)的制造全過(guò)程。2.制造系統(tǒng)與管理發(fā)展歷程o 制造系統(tǒng)與管理發(fā)展歷程o 制造系統(tǒng)與管理的特點(diǎn)o 制造系統(tǒng)與管理面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)o 數(shù)字化過(guò)程管理的核心制造系統(tǒng)與管理發(fā)展歷程o手工作坊時(shí)代，18世紀(jì)工業(yè)革命之前，上下學(xué)徒關(guān)系。o工業(yè)革命時(shí)代，蒸汽機(jī)開(kāi)始電動(dòng)機(jī)發(fā)明，19世紀(jì)末，經(jīng)驗(yàn)管理為主。o前期工業(yè)經(jīng)濟(jì)時(shí)代，20世紀(jì)初60年代，美國(guó)福特流水裝配線、標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品、可互換零件、專用機(jī)器和專業(yè)化工人，工位制的產(chǎn)生大批量生產(chǎn)方式（高效率、

8、低成本、少品種）：規(guī)模經(jīng)濟(jì)（規(guī)模生產(chǎn)），集中固定式管理科學(xué)管理。o發(fā)達(dá)工業(yè)經(jīng)濟(jì)時(shí)代， 20世紀(jì)70年代后，生產(chǎn)方式：多品種、中小批量。計(jì)算機(jī)和自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，發(fā)展各種單元制造技術(shù)和管理方法：CAD/CAPP/CAM；DNC/FMS/GT；MRP/MRP/OPT等。事業(yè)部制（多元化、個(gè)性化、主體化）：柔性制造方式（時(shí)間、質(zhì)量、成本、服務(wù)），速度經(jīng)濟(jì)（集成生產(chǎn)），分布自治管理精益生產(chǎn)。o知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代， 20世紀(jì)90年代以來(lái)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展。生產(chǎn)方式：個(gè)性化彈性批量。CIM、虛擬制造、敏捷制造、CPC、大規(guī)模定制、網(wǎng)絡(luò)化制造、ERP/SCM/CRM/PLM等。產(chǎn)品創(chuàng)新，柔性/智能自動(dòng)化，知識(shí)經(jīng)濟(jì)（

9、集約生產(chǎn)），協(xié)同創(chuàng)新管理。生產(chǎn)方式的演進(jìn)生產(chǎn)方式的演進(jìn)19世紀(jì)之前：手工作坊和工業(yè)革命初期的小批量生產(chǎn)，產(chǎn)品品種、數(shù)量、質(zhì)量都滿足不了需求。生產(chǎn)主要解決有無(wú)問(wèn)題。生產(chǎn)方式的演進(jìn)20世紀(jì)初，在機(jī)械化的基礎(chǔ)上福特公司創(chuàng)立了大批量生產(chǎn)方式，通過(guò)零部件和制造過(guò)程的標(biāo)準(zhǔn)化，進(jìn)行高效率的自動(dòng)化作業(yè)，以規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益降低成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量。這就是規(guī)模經(jīng)濟(jì)。生產(chǎn)方式的演進(jìn)n產(chǎn)品數(shù)量矛盾的解決，使市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)加劇，滿足客戶個(gè)性化需求日益受到重視。計(jì)算器的應(yīng)用使生產(chǎn)和管理的“工具”發(fā)生革命性變化，導(dǎo)致制造業(yè)的生產(chǎn)方式正面臨深刻變革。20世紀(jì)70年代以來(lái),出現(xiàn)了多種新運(yùn)行模式，主要有：精益生產(chǎn)，敏捷制造，大批量定制。制造

10、系統(tǒng)與管理發(fā)展歷程成本（C）質(zhì)量（Q）交貨期（T）環(huán)境清潔（E）服務(wù)（S）知識(shí)創(chuàng)新 (K)70年代90年代80年代70年代以前21世紀(jì)90年代后半期企企業(yè)業(yè)的的競(jìng)競(jìng)爭(zhēng)爭(zhēng)要要素素制造系統(tǒng)與管理的特點(diǎn)o 經(jīng)濟(jì)規(guī)模：規(guī)模經(jīng)濟(jì)速度經(jīng)濟(jì)知識(shí)經(jīng)濟(jì)；勞動(dòng)力密集設(shè)備資本密集信息知識(shí)密集。o 生產(chǎn)方式：少品種大批量規(guī)模生產(chǎn)多品種中小批量集成生產(chǎn)個(gè)性化彈性批量生產(chǎn)；o 制造技術(shù)：機(jī)械化機(jī)電一體化與自動(dòng)化 網(wǎng)絡(luò)化智能化；o 管理方式：面向庫(kù)存 面向訂單面向市場(chǎng)與顧客；o 生產(chǎn)裝備、制造工藝：剛性流水線柔性流水線柔性自動(dòng)化、智能自動(dòng)化；o 生產(chǎn)環(huán)境：利用環(huán)境、破壞資源節(jié)約資源、關(guān)心環(huán)境更新資源、美化環(huán)境。制造系統(tǒng)與管

11、理面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)3.數(shù)字化制造與管理的概念o 成組技術(shù)成組技術(shù) (相似性相似性)o CIM (集成集成)o 并行工程并行工程 (同步同步)o JIT (準(zhǔn)確準(zhǔn)確)o 智能制造系統(tǒng)智能制造系統(tǒng) (智能智能)o 敏捷制造敏捷制造 (靈活靈活)o 精益生產(chǎn)精益生產(chǎn) (簡(jiǎn)化簡(jiǎn)化)o CIPE (重組、標(biāo)準(zhǔn)化重組、標(biāo)準(zhǔn)化)o 業(yè)務(wù)過(guò)程重組業(yè)務(wù)過(guò)程重組BPR(重組重組)o 大規(guī)模定制生產(chǎn)大規(guī)模定制生產(chǎn) MC (簡(jiǎn)化、靈活簡(jiǎn)化、靈活)o 電子商務(wù)電子商務(wù) ECo 協(xié)同產(chǎn)品商務(wù)協(xié)同產(chǎn)品商務(wù)CPC（網(wǎng)絡(luò)化制造）（網(wǎng)絡(luò)化制造）o .TQCSEK數(shù)數(shù)字字化化制制造造管管理理方方法法與與技技術(shù)術(shù)制制造造系系統(tǒng)統(tǒng)目目

12、標(biāo)標(biāo)4.數(shù)字化制造過(guò)程管理的模式概述 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)和現(xiàn)代管理學(xué)在制造業(yè)的廣泛應(yīng)用，形成了對(duì)21世紀(jì)影響的數(shù)字化制造過(guò)程管理方法和技術(shù)：p精益生產(chǎn)：（簡(jiǎn)化）生產(chǎn)操作/組織管理/經(jīng)營(yíng)方式，找出不增值的活動(dòng)和人員并剔除。p計(jì)算機(jī)集成制造：（集成）企業(yè)的各種生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)，信息/物流/資金/人力/組織/管理等。p敏捷制造和虛擬企業(yè)： (靈活)將高素質(zhì)/專業(yè)化的成員（組織、成員、企業(yè)）組成動(dòng)態(tài)組織結(jié)構(gòu)、采用網(wǎng)絡(luò)分布式連接組織結(jié)構(gòu)中各成員，面向任務(wù)選擇成員進(jìn)行快速生產(chǎn)制造。p大規(guī)模定制：以接近大批量生產(chǎn)的效率生產(chǎn)和服務(wù)，以滿足個(gè)性化客戶的需求。p供應(yīng)鏈管理：供應(yīng)商、生產(chǎn)廠家、銷售商的

13、集成管理的思想。p客戶關(guān)系管理：以客戶為中心，實(shí)現(xiàn)與客戶共贏。p網(wǎng)絡(luò)化制造：基于網(wǎng)絡(luò)制造環(huán)境，覆蓋產(chǎn)品全生命周期。案例摩托羅拉的6管理模式 20世紀(jì)70年代，日本質(zhì)量?jī)?yōu)異和價(jià)格低廉的產(chǎn)品擊敗美國(guó)產(chǎn)品，Motorola先將電視產(chǎn)業(yè)買給了日本松下，然后音響產(chǎn)業(yè)又失去了市場(chǎng)，移動(dòng)電話又因質(zhì)量問(wèn)題走了下坡。 為此Motorola公司的比爾史密斯于1986年提出 6品質(zhì)管理的概念：一般企業(yè)的瑕疵率大約是3到4個(gè)西格瑪，以4而言，相當(dāng)于每一百萬(wàn)個(gè)機(jī)會(huì)里，有6210次誤差，企業(yè)不斷追求品質(zhì)改進(jìn)，達(dá)到6的程度，績(jī)效就幾近于完美地達(dá)成顧客要求，在一百萬(wàn)個(gè)機(jī)會(huì)里，只找得出3.4個(gè)瑕疪。 該管理法流程模式：界定、測(cè)量、分析、改進(jìn)、控制 。 與6關(guān)聯(lián)的戰(zhàn)略行動(dòng)：全面縮短生產(chǎn)周期，產(chǎn)品和制造掛鉤，改善經(jīng)營(yíng)效益，員工全面參與管理。案例摩托羅拉的大規(guī)模定制 自80年代以來(lái)， Motorola受到市場(chǎng)的挑戰(zhàn)：成本、時(shí)間和產(chǎn)品多樣性。為此，Motorola 80年代開(kāi)始在尋呼機(jī)上進(jìn)行大規(guī)模定制，90年推廣到移動(dòng)電話。 大規(guī)模定制的基本思路：基于產(chǎn)品族零部件和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的相似性、通用性，利用標(biāo)準(zhǔn)化模塊化等方法降低產(chǎn)