并行工程技術(shù)

第一節(jié)并行工程技術(shù)第六章

先進制造生產(chǎn)模式一、并行工程的產(chǎn)生傳統(tǒng)的產(chǎn)品開發(fā)模式是串行的：產(chǎn)品設(shè)計→工藝設(shè)計→計劃調(diào)度→生產(chǎn)制造。設(shè)計工程師與制造工程師之間互相不了解，互相不交往，中間有如隔了一堵墻。概念設(shè)計設(shè)計和繪圖原型論證制造準(zhǔn)備和加工傳統(tǒng)產(chǎn)品開發(fā)模式存在的缺點部門之間信息共享存在障礙；操作流程的串行實行，使得設(shè)計早期不能全面考慮產(chǎn)品生命周期中的各種因素，不能綜合考慮產(chǎn)品的可制造性、可裝配性和質(zhì)量可靠性等因素，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量不能達到最優(yōu)；各部門對產(chǎn)品開發(fā)的獨立修改導(dǎo)致產(chǎn)品開發(fā)出現(xiàn)各種反復(fù)，總體開發(fā)時間延長；基于圖樣以手工設(shè)計為主，設(shè)計表達存在二義性，缺少先進的計算機平臺，不足以支持協(xié)同化產(chǎn)品開發(fā)。并行工程產(chǎn)生的背景要求：全球化市場要求企業(yè)必須改變經(jīng)營策略：提高產(chǎn)品開發(fā)能力、增強市場開拓能力，但傳統(tǒng)產(chǎn)品開發(fā)模式已不能滿足市場競爭要求。并行工程是一種企業(yè)組織、管理和運行的先進設(shè)計、制造模式；采用多學(xué)科團隊和并行過程集成化開發(fā)模式。并行工程把傳統(tǒng)的制造技術(shù)與計算機技術(shù)、系統(tǒng)工程技術(shù)和自動化技術(shù)相結(jié)合，在產(chǎn)品開發(fā)的早期階段全面考慮產(chǎn)品生命周期中的各種因素，力爭使產(chǎn)品開發(fā)能夠一次獲得成功。從而縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低產(chǎn)品成本。并行工程(ConcurrentEngineering,CE)產(chǎn)生和發(fā)展歷史美國國防先進研究計劃局（DARPA）1987年12月舉行了并行工程專題研討會，提出了發(fā)展并行工程的DICE計劃（DARPA’sInitiativeinCE）。同時，美國防御分析研究所IDA（InstituteofDefenseAnalyses）對CE及其用于武器系統(tǒng)的可行性進行調(diào)查研究，88年公布了著名的R-388研究報告，明確提出了并行工程的思想。1988年DARPA發(fā)出了并行工程倡議，西弗吉尼亞大學(xué)設(shè)立了并行工程研究中心，許多大軟件公司、計算機公司開始對支持并行工程的工具軟件及集成框架進行開發(fā)。CE在國際上引起各國的高度重視，其思想被更多的企業(yè)及產(chǎn)品開發(fā)人員接受和采納，各國政府也加大支持并行工程技術(shù)開發(fā)的力度。并行工程已在一批國際著名企業(yè)中獲得成功應(yīng)用，如波音、洛克希德、雷諾、通用電氣等均采用并行工程技術(shù)來開發(fā)自己的產(chǎn)品，取得顯著效益。CE與串行工程產(chǎn)品開發(fā)成本比較串、并行產(chǎn)品開發(fā)過程對比二、并行工程的定義并行工程CE是對產(chǎn)品及其相關(guān)過程（包括制造過程和支持過程）進行并行、一體化設(shè)計的一種系統(tǒng)化的工作模式。這種工作模式力圖使開發(fā)人員從一開始就考慮到產(chǎn)品全生命周期中的各種因素，包括質(zhì)量、成本、進度及用戶需求。二、并行工程的運行特性

——（1）并行特性CE的最大特點是把時間上有先有后的作業(yè)過程轉(zhuǎn)變?yōu)橥瑫r考慮和盡可能同時（或并行）處理的過程；在產(chǎn)品的設(shè)計階段就并行地考慮了產(chǎn)品整個產(chǎn)品生命周期中的所有因素，研制周期將明顯地縮短。這樣設(shè)計出來的產(chǎn)品不僅具有良好的性能，而且易于制造、檢驗和維護。

CE認(rèn)為，制造系統(tǒng)（包括制造過程）是一個有機的整體，在空間中似乎相互獨立的各個制造過程和知識處理單元之間，實質(zhì)上都存在著不可分割的內(nèi)在聯(lián)系。CE強調(diào)全局性的考慮問題，即產(chǎn)品研制者從一開始就考慮到產(chǎn)品整個生命周期中的所有因素。并行工程追求的是整體最優(yōu)。有時為保證整體最優(yōu)，甚至可能不得不犧牲局部的利益。二、并行工程的運行特性

——（2）整體特性二、、并并行行工工程程的的運運行行特特性性制造造系系統(tǒng)統(tǒng)各各個個環(huán)環(huán)節(jié)節(jié)的的內(nèi)內(nèi)在在聯(lián)聯(lián)系系二、、并并行行工工程程的的運運行行特特性性———（3）協(xié)協(xié)同同特特性性并行行工工程程特特別別強強調(diào)調(diào)設(shè)設(shè)計計群群體體的的協(xié)協(xié)同同工工作作（（Teamwork）：：1）多功功能能的的協(xié)協(xié)同同組組織織機機構(gòu)構(gòu)：：CE根據(jù)據(jù)任任務(wù)務(wù)和和項項目目需需要要，，組組織織多多功功能能工工作作小小組組，，小小組組成成員員由由設(shè)設(shè)計計、、工工藝藝、、制制造造和和支支持持（（質(zhì)質(zhì)量量、、銷銷售售、、采采購購、、服服務(wù)務(wù)等等））的的不不同同部部門門、、不不同同學(xué)學(xué)科科代代表表組組成成。。工工作作小小組組有有自自己己的的責(zé)責(zé)、、權(quán)權(quán)、、利利，，工工作作計計劃劃和和目目標(biāo)標(biāo)，，成成員員之之間間使使用用相相同同術(shù)術(shù)語語和和共共同同信信息息資資源源工工具具，，協(xié)協(xié)同同完完成成共共同同任任務(wù)務(wù)。。2）協(xié)同同的的設(shè)設(shè)計計思思想想：：CE強調(diào)調(diào)一一體體化化、、并并行行地地進進行行產(chǎn)產(chǎn)品品及及其其相相關(guān)關(guān)過過程程的的協(xié)協(xié)同同設(shè)設(shè)計計，，尤尤其其注注意意早早期期概概念念設(shè)設(shè)計計階階段段的的并并行行和和協(xié)協(xié)調(diào)調(diào)。。3）協(xié)同同的的效效率率：：CE特別別強強調(diào)調(diào)““1＋1＞2””的思思想想，，力力求求排排除除傳傳統(tǒng)統(tǒng)串串行行模模式式中中各各個個部部門門間間的的壁壁壘壘，，使使各各個個相相關(guān)關(guān)部部門門協(xié)協(xié)調(diào)調(diào)一一致致的的工工作作，，利利用用群群體體的的力力量量提提高高整整體體效效益益，，強強調(diào)調(diào)““工工””字字鋼鋼帶帶來來的的三三塊塊鋼鋼板板的的協(xié)協(xié)調(diào)調(diào)強強度度。。二、、并并行行工工程程的的運運行行特特性性———（4）集集成成特特性性CE是一一種種系系統(tǒng)統(tǒng)集集成成方方法法，，具具有有人人員員、、信信息息、、功功能能、、技技術(shù)術(shù)的的集集成成特特性性。。人員員集集成成：：管理理者者、、設(shè)設(shè)計計者者、、制制造造者者、、支支持持者者以以至至用用戶戶集集成成為為一一個個協(xié)協(xié)調(diào)調(diào)的的整整體體。。信息息集集成成：：產(chǎn)品品全全生生命命周周期期中中各各類類信信息息的的獲獲取取、、表表示示、、表表現(xiàn)現(xiàn)和和操操作作工工具具的的集集成成和和統(tǒng)統(tǒng)一一管管理理。。功能能集集成成：：產(chǎn)品品全全生生命命周周期期中中企企業(yè)業(yè)內(nèi)內(nèi)各各部部門門功功能能集集成成，，以以及及產(chǎn)產(chǎn)品品開開發(fā)發(fā)企企業(yè)業(yè)與與外外部部協(xié)協(xié)作作企企業(yè)業(yè)間間功功能能的的集集成成。。技術(shù)術(shù)集集成成：：產(chǎn)品品開開發(fā)發(fā)全全過過程程中中涉涉及及的的多多學(xué)學(xué)科科知知識識以以及及各各種種技技術(shù)術(shù)、、方方法法的的集集成成，，形形成成集集成成的的知知識識庫庫、、方方法法庫庫。。三、、并并行行工工程程的的體體系系結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)（l）產(chǎn)產(chǎn)品品概概念念設(shè)設(shè)計計：：對對產(chǎn)產(chǎn)品品設(shè)設(shè)計計要要求求進進行行分分組組描描述述和和表表述述，，并并對對方方案案優(yōu)優(yōu)選選、、批批量量、、類類型型、、可可制制造造性性和和可可裝裝配配性性評評價價，，選選出出最最佳佳方方案案，，指指導(dǎo)導(dǎo)概概念念設(shè)設(shè)計計。。（2）結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)設(shè)計計及及其其評評價價：：將將產(chǎn)產(chǎn)品品概概念念設(shè)設(shè)計計獲獲得得的的最最佳佳方方案案結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)化化，，對對各各種種方方案案進進行行評評價價和和決決策策。。選選擇擇最最佳佳結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)設(shè)計計方方案案或或提提供供反反饋饋信信息息，，指指導(dǎo)導(dǎo)產(chǎn)產(chǎn)品品的的概概念念設(shè)設(shè)計計和和結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)設(shè)計計。。（3）詳詳細(xì)細(xì)設(shè)設(shè)計計及及其其評評價價：：根根據(jù)據(jù)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)設(shè)計計方方案案對對零零部部件件進進行行詳詳細(xì)細(xì)設(shè)設(shè)計計，，并并對對其其可可制制造造性性進進行行評評價價，，即即時時反反饋饋修修改改信信息息，，指指導(dǎo)導(dǎo)特特征征設(shè)設(shè)計計，，實實現(xiàn)現(xiàn)了了特特征征／／工工藝藝并并行行設(shè)設(shè)計計。。（4）產(chǎn)產(chǎn)品品總總體體性性能能評評價價：：該該階階段段產(chǎn)產(chǎn)品品信信息息較較完完善善，，對對產(chǎn)產(chǎn)品品的的功功能能、、性性能能、、可可制制造造性性和和成成本本等等采采用用價價值值工工程程方方法法進進行行總總體體評評價價、、提提出出反反饋饋信信息息。。最后后必必須須進進行行工工藝藝過過程程優(yōu)優(yōu)化化，，對對零零件件的的實實際際加加工工過過程程進進行行仿仿真真。。三、、并并行行工工程程的的關(guān)關(guān)鍵鍵技技術(shù)術(shù)（1）過過程程管管理理與與集集成成技技術(shù)術(shù)：：包包括括過過程程建建模模、、過過程程管管理理、、過過程程評評估估、、過過程程分分析析和和過過程程集集成成。。（2）團團隊隊：：由由傳傳統(tǒng)統(tǒng)部部門門制制或或?qū)I(yè)業(yè)組組變變成成項項目目為為主主的的多多功功能能集成成產(chǎn)產(chǎn)品品開開發(fā)發(fā)團團隊隊（（IntegratedProductTeam，IPT）。（3）協(xié)協(xié)同同工工作作環(huán)環(huán)境境：：產(chǎn)產(chǎn)品品開開發(fā)發(fā)由由分分布布在在異異地地的的采采用用異異種種計計算算機機軟軟件件工工作作的的多多學(xué)學(xué)科科小小組組完完成成的的。。具具體體關(guān)關(guān)鍵鍵技技術(shù)術(shù)包包括括約約束束管管理理技技術(shù)術(shù)、、沖沖突突仲仲裁裁技技術(shù)術(shù)、、多多智智能能體體技技術(shù)術(shù)、、CSCW（Computer－SupportedCooperativeWork）技技術(shù)術(shù)等等。。（4）DFX：DFX是CE的關(guān)關(guān)鍵鍵使使能能技技術(shù)術(shù)。。X代表表產(chǎn)產(chǎn)品品生生命命周周期期中中的的各各項項活活動動。。應(yīng)應(yīng)用用較較多多的的是是DFA（面面向向裝裝配配設(shè)設(shè)計計））和和DFM（面面向向制制造造設(shè)設(shè)計計））。。（5）PDM：產(chǎn)產(chǎn)品品數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)管管理理（（ProductDataManagement）集集成成和和管管理理產(chǎn)產(chǎn)品品所所有有相相關(guān)關(guān)數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)及及其其相相關(guān)關(guān)過過程程。。PDM能在在數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)的的創(chuàng)創(chuàng)建建、、更更改改及及審審核核的的同同時時跟跟蹤蹤監(jiān)監(jiān)視視數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)的的存存取取，，確確保保產(chǎn)產(chǎn)品品數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)的的完完整整性性、、一一致致性性及及正正確確性性，，保保證證每每個個參參與與設(shè)設(shè)計計的的人人員員都都能能即即時時地地得得到到正正確確數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)，，使使產(chǎn)產(chǎn)品品設(shè)設(shè)計計返返回回率率達達到到最最低低。。四、、并并行行工工程程的的應(yīng)應(yīng)用用實實例例———波音音公公司司自1991年起起，，在在波波音音767－X系列列產(chǎn)產(chǎn)品品上上采采用用了了：：①按按飛飛機機部部件件組組成成兩兩百百多多個個IPT；②改改進進產(chǎn)產(chǎn)品品開開發(fā)發(fā)流流程程；；③采采用用DFA／DFM等工工具具；；④利利用用巨巨型型機機支支持持的的PDM系統(tǒng)統(tǒng)輔輔助助并并行行設(shè)設(shè)計計；；⑤大大量量應(yīng)應(yīng)用用CAD/CAM技術(shù)術(shù)，，做做到到無無圖圖樣樣生生產(chǎn)產(chǎn)；；⑥仿仿真真技技術(shù)術(shù)與與虛虛擬擬現(xiàn)現(xiàn)實實技技術(shù)術(shù)等等CE的方方法法和和技技術(shù)術(shù)。。獲得得了了以以下下顯顯著著效效益益：：①提提高高設(shè)設(shè)計計質(zhì)質(zhì)量量，，極極大大地地減減少少了了早早期期生生產(chǎn)產(chǎn)中中的的設(shè)設(shè)計計更更改改；；②縮縮短短產(chǎn)產(chǎn)品品研研制制周周期期，，優(yōu)優(yōu)化化設(shè)設(shè)計計過過程程；；③減少報報廢和返返工率，，降低制制造成本本。四、并行行工程的的應(yīng)用實實例——波音公司司波音公司司在767－X飛機的開開發(fā)中，，全面應(yīng)應(yīng)用CAD/CAM系統(tǒng)作為為基本設(shè)設(shè)計工具具，在計計算機上上設(shè)計出出所有零零件的三三維圖形形，并進進行數(shù)字字化預(yù)預(yù)裝配，，獲得早早期的設(shè)設(shè)計反饋饋，便于于及時了了解設(shè)計計的完整整性、可可靠性、、可維修修性、可可生產(chǎn)性性和可操操作性。。同時，，數(shù)字化化設(shè)計文文件可以以被后續(xù)續(xù)設(shè)計部部門共享享，從而而在制制造前獲獲得反饋饋，減少少設(shè)計更更改?？偪偨Y(jié)為：：（1）100％數(shù)字化產(chǎn)產(chǎn)品設(shè)計計（2）3D實體數(shù)字字化整機機預(yù)裝配配（3）并行產(chǎn)產(chǎn)品設(shè)計計（CPD）四、并行行工程的的應(yīng)用實實例——瑞士ABB自1992年起，在在火車運運輸系統(tǒng)統(tǒng)上采用用：①建建立支持持CE的計算機機系統(tǒng)；；②可可互操作作的網(wǎng)絡(luò)絡(luò)系統(tǒng)；；③組組織設(shè)計計和制造造過程的的團隊；；④統(tǒng)統(tǒng)一的產(chǎn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)據(jù)定義模模型；⑤應(yīng)應(yīng)用仿真真技術(shù)等等CE的方法和和技術(shù)。。獲得效益益如下：：①過過去從簽簽訂合同同到交貨貨需3~4年，現(xiàn)在在僅用3~18個月；②對對東南亞亞的用戶戶，能在在12個月以內(nèi)內(nèi)交貨；；③整整個產(chǎn)品品開發(fā)周周期縮短短25%~33%。四、并行行工程的的應(yīng)用實實例——日本橫河河HP自1984至1990年，在高高精度測測量設(shè)備備上，采采用了：：①開開發(fā)制造造生產(chǎn)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)（MPN）；②網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)化計計算環(huán)境境；③實實時的全全局工程程數(shù)據(jù)庫庫等CE的方法和和技術(shù)。。獲得效益益為：①新新產(chǎn)品上上市周期期縮短30%；②技技術(shù)部門門生產(chǎn)率率上升30%；③總總體生產(chǎn)產(chǎn)能力增增加30%。四、并行行工程的的應(yīng)用實實例——中國長峰峰科技集集團1995年起，在在復(fù)雜系系統(tǒng)產(chǎn)品品（機械械與電子子）開發(fā)發(fā)中，采采用：①建立并并行設(shè)計計、制造造與管理理的集成成環(huán)境；；②組建多多層次的的集成產(chǎn)產(chǎn)品開發(fā)發(fā)團隊；；③改進現(xiàn)現(xiàn)有產(chǎn)品品開發(fā)流流程；④應(yīng)用各各類CAX／DFX工具；⑤動態(tài)管管理和跟跟蹤項目目的進展展，實施施PDM；⑥應(yīng)用并并行工程程集成框框架技術(shù)術(shù)等CE的方法和和技術(shù)。。獲得效益益為：①總體方方案設(shè)計計周期壓壓縮60%，工程繪繪圖周期期從1~2個月下降降到2~3周。工藝藝檢查周周期減少少50%，更改反反饋次數(shù)數(shù)降低50%，工藝規(guī)規(guī)劃時間間減少30%，工裝準(zhǔn)準(zhǔn)備周期期減少30%，數(shù)控加加工編碼碼與調(diào)試試周期減減少50%；②毛坯成成品率由由原來的的30%~50%提高到70%~80%；③降低產(chǎn)產(chǎn)品成本本20%；④培養(yǎng)了了一支人人才隊伍伍，為并并行工程程在我國國全面實實施應(yīng)用用奠定了了基礎(chǔ)。。四、并行行工程的的應(yīng)用實實例——齊齊哈爾爾車輛廠廠自1998年起，在在鐵路貨貨車的生生產(chǎn)中，，采用了了：①組建產(chǎn)產(chǎn)品開發(fā)發(fā)中心，，組織設(shè)設(shè)計、工工藝、制制造團隊隊；②實現(xiàn)產(chǎn)產(chǎn)品開發(fā)發(fā)過程管管理及項項目協(xié)凋凋管理；；③基于PDM實現(xiàn)產(chǎn)品品數(shù)據(jù)的的集成化化管理；；④基于STEP標(biāo)準(zhǔn)實現(xiàn)現(xiàn)CAD/CAPP集成；⑤采用結(jié)結(jié)構(gòu)強度度分析、、剛度分分析及動動力學(xué)分分析工具具；⑥建立產(chǎn)產(chǎn)品報價價系統(tǒng)等等CE的方法和和技術(shù)獲得效益益為：①縮短產(chǎn)產(chǎn)品開發(fā)發(fā)周期30%~40%；②減少產(chǎn)產(chǎn)品試制制次數(shù)和和試制費費用，每每年可節(jié)節(jié)約試制制費500萬元；③提高產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量量水平，，增加出出口量，，每年可可多獲利利潤1250萬元。第二節(jié)敏捷捷制制造造一、敏捷捷制造產(chǎn)產(chǎn)生的背背景1970—80年代，美美國制造造業(yè)一度度成為美美國經(jīng)濟濟嚴(yán)重衰衰退的重重要因素素之一。。20世紀(jì)80年代，西西德和日日本高質(zhì)質(zhì)量產(chǎn)品品大量推推向美國國市場，，迫使美美國制造造策略由由注重成成本轉(zhuǎn)向向產(chǎn)品質(zhì)質(zhì)量。90年代，產(chǎn)產(chǎn)品更新新?lián)Q代加加快，市市場競競爭加劇劇，靠降降低成本本、提高高質(zhì)量還還難以以以贏得市市場競爭爭，還必必須縮短短產(chǎn)品開開發(fā)周期期。當(dāng)時時美國汽汽車更新新?lián)Q代的的速度已已經(jīng)比日日本慢了了一倍以以上，速速度成成為美國國制造商商關(guān)注的的重心。?！耙粋€國國家要生生活得好好，必須須生產(chǎn)得得好”。。美國政府府為重新新奪回美美國制造造業(yè)的世世界領(lǐng)先先地位，，把制造造業(yè)發(fā)展展戰(zhàn)略目目標(biāo)瞄向向21世紀(jì)。美美國通用用汽車和和Leigh大學(xué)的Iacocca研究所在在國防部部的資助助下，組組織了百百余家公公司，耗耗資50萬美元，，花費1000人日，分分析研究究400多篇優(yōu)秀秀報告后后，提出出《21世紀(jì)制造造企業(yè)業(yè)戰(zhàn)略》的報告。。88年在這份份報告中中首次提提出敏捷捷制造的的新概念念。90年向社會會半公開開后，立立即受到到世界各各國的重重視。92年美國政政府將敏敏捷制造造作為為21世紀(jì)制造造戰(zhàn)略。。二、敏捷捷制造的的定義在《21世紀(jì)制造造企業(yè)發(fā)發(fā)展戰(zhàn)略略》報告中，，并沒有有給敏捷捷制造一一個確切切的定義義，但專專家們都都強調(diào)，，針對21世紀(jì)市場場競爭的的特點，，制造業(yè)業(yè)不僅要要靈活多多變地滿滿足用戶戶對產(chǎn)品品多樣性性的要求求，而且且新產(chǎn)品品必須能能快速上上市?！懊绹鴻C機械工程程師學(xué)會會”（ASME）主辦的的“機械械工程””雜志94年刊中，，對敏捷捷制造做做了如下下定義：：“敏捷制造造就是指指制造系系統(tǒng)在滿滿足低成成本和高高質(zhì)量的的同時，，對變幻幻莫測的的市場需需求的快快速反應(yīng)應(yīng)”。敏捷制造造企業(yè)的的敏捷能能力市場快速速反應(yīng)能能力：判斷和預(yù)預(yù)見市場場變化并并快速反反應(yīng)的能能力。競爭力：：企業(yè)獲得得生產(chǎn)力力、效率率和有效效參與競競爭所需需的技能能。柔性：：以同樣樣設(shè)備備與人人員生生產(chǎn)不不同產(chǎn)產(chǎn)品或或?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)不同同目標(biāo)標(biāo)的能能力。?？焖伲海阂宰疃潭虝r間間執(zhí)行行任務(wù)務(wù)（如如產(chǎn)品品開發(fā)發(fā)、制制造、、供貨貨等））的能能力。。企業(yè)策策略上上的敏敏捷性性：企業(yè)針針對競競爭規(guī)規(guī)則及及手段段變化化、新新競爭爭對手手出現(xiàn)現(xiàn)、國國家政政策法法規(guī)變變化、、社會會形態(tài)態(tài)變化化等快快速反反應(yīng)的的能力力。企業(yè)日日常運運行的的敏捷捷性：：企業(yè)對對影響響其日日常運運行的的各種種變化化，如如用戶戶對產(chǎn)產(chǎn)品規(guī)規(guī)格、、配置置及售售后服服務(wù)要要求的的變化化、用用戶定定貨量量和供供貨時時間的的變化化、原原料供供貨出出現(xiàn)問問題及及設(shè)備備出現(xiàn)現(xiàn)故障障等做做出快快速反反應(yīng)的的能力力。三、敏敏捷制制造的的組成成敏捷制制造是是在全全球范范圍內(nèi)內(nèi)企業(yè)業(yè)和市市場的的集成成，目標(biāo)是是將企企業(yè)、、商業(yè)業(yè)、學(xué)學(xué)校、、行政政部門門、金金融等等行業(yè)業(yè)都用用網(wǎng)絡(luò)絡(luò)進行行連通通，形形成一一個與與生活活、制制造、、服務(wù)務(wù)等密密切相相關(guān)的的網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，，實現(xiàn)現(xiàn)面向向網(wǎng)絡(luò)絡(luò)的設(shè)設(shè)計，，面向向網(wǎng)絡(luò)絡(luò)的制制造，，面向向網(wǎng)絡(luò)絡(luò)的銷銷售，，面向向網(wǎng)絡(luò)絡(luò)的服服務(wù)。。在這種種意義義下敏敏捷制制造應(yīng)應(yīng)有兩兩個方方面的的重要要組成成，即即：敏敏捷制制造的的基礎(chǔ)礎(chǔ)結(jié)構(gòu)構(gòu)和敏敏捷的的虛擬擬企業(yè)業(yè)。敏捷制制造的的基礎(chǔ)礎(chǔ)結(jié)構(gòu)構(gòu)為形形成虛虛擬企企業(yè)提提供環(huán)環(huán)境和和條件件。敏捷的的虛擬擬企業(yè)業(yè)是實實現(xiàn)對對市場場不可可預(yù)期期變化化的響響應(yīng)。。1、敏捷捷制造造的基基礎(chǔ)結(jié)結(jié)構(gòu)物理基基礎(chǔ)結(jié)結(jié)構(gòu)：：是指虛虛擬企企業(yè)運運行所所必須須的廠廠房、、設(shè)備備、實實施、、運輸輸、資資源等等必要要的物物理條條件，，是指指一個個國家家乃至至全球球的范范圍內(nèi)內(nèi)的物物理設(shè)設(shè)施。。法律基基礎(chǔ)結(jié)結(jié)構(gòu)：：是指有有關(guān)國國家關(guān)關(guān)于虛虛擬企企業(yè)的的法律律和政政策條條文。。它應(yīng)應(yīng)規(guī)定定出如如何組組織一一個法法律上上承認(rèn)認(rèn)的虛虛擬企企業(yè)，，如何何交易易，利利益如如何分分享，，如何何納稅稅，虛虛擬企企業(yè)破破產(chǎn)后后如何何還債債，解解散后后如何何善后后，人人員如如何流流動等等社會基基礎(chǔ)結(jié)結(jié)構(gòu)：：虛擬企企業(yè)要要能夠夠生存存和發(fā)發(fā)展，，還必必須有有社會會環(huán)境境的支支持。。虛擬擬企業(yè)業(yè)的解解散和和重組組、人人員的的流動動是非非常自自然的的事，，這些些都需需要社社會來來提供供職業(yè)業(yè)培訓(xùn)訓(xùn)、職職業(yè)介介紹的的服務(wù)務(wù)環(huán)境境。信息基基礎(chǔ)結(jié)結(jié)構(gòu)：：這是指指敏捷捷制造造的信信息支支持環(huán)環(huán)境，，包括括能提提供各各種服服務(wù)網(wǎng)網(wǎng)點、、中介介機構(gòu)構(gòu)等一一切為為虛擬擬企業(yè)業(yè)服務(wù)務(wù)的信信息手手段。。2、敏捷捷的虛虛擬企企業(yè)敏捷制制造的的核心心是虛虛擬企企業(yè)VE（VirtualEnterprise），即為為把不不同企企業(yè)不不同地地點的的工廠廠或車車間重重新組組織、、協(xié)調(diào)調(diào)工作作的一一個臨臨時的的團體體。虛擬企企業(yè)的的組織織結(jié)構(gòu)構(gòu)如下下：（1）核心心層：：由新產(chǎn)產(chǎn)品設(shè)設(shè)計與與開發(fā)發(fā)企業(yè)業(yè)構(gòu)成成。核核心層層企業(yè)業(yè)之間間的關(guān)關(guān)系是是共同同分擔(dān)擔(dān)成本本與風(fēng)風(fēng)險，，分享享利潤潤。（2）緊密密層：由專用用零部部件生生產(chǎn)及及總裝裝企業(yè)業(yè)構(gòu)成成，這這一層層企業(yè)業(yè)按照照合同同要求求相互互配合合，合合同與與核心心層代代表簽簽訂，，負(fù)責(zé)責(zé)按合合同要要求生生產(chǎn)與與裝配配。（3）松散層：：由通用標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)零部件生生產(chǎn)企業(yè)組組成，以市市場形式提提供標(biāo)準(zhǔn)化化、通用化化零部件或或按合同進進行生產(chǎn)。。四、敏捷制制造實施模模式一般包括四四部分：1、企業(yè)敏捷捷制造戰(zhàn)略略選擇2、企業(yè)的敏敏捷化建設(shè)設(shè)3、敏捷制造造系統(tǒng)的建建構(gòu)4、敏捷制造造系統(tǒng)的運運行與管理理企業(yè)的敏捷捷化建設(shè)主要包括：：企業(yè)經(jīng)營策策略的相應(yīng)應(yīng)轉(zhuǎn)變和相關(guān)的技術(shù)準(zhǔn)備。前者是功功能、過程程、組織、、人員、信信息、資源源等的相應(yīng)應(yīng)轉(zhuǎn)變與調(diào)調(diào)整；后者者包括一個個技術(shù)體系系，企業(yè)可可以根據(jù)需需要發(fā)展該該技術(shù)體系系中的某些些關(guān)鍵技術(shù)術(shù)。企業(yè)經(jīng)經(jīng)營策略包包括以下內(nèi)內(nèi)容。（1）員工的敏敏捷化綜合合培訓(xùn)（2）企業(yè)的過過程、功能能分析與重重組（3）相應(yīng)的組組織、人員員、信息、、資源、功功能等的調(diào)調(diào)整（4）敏捷制造造綜合基礎(chǔ)礎(chǔ)的建設(shè)敏捷制造系系統(tǒng)的建構(gòu)構(gòu)可分為方案設(shè)計和方案實施。方案設(shè)計：：首先完整描描述企業(yè)敏敏捷制造目目標(biāo)體系與與系統(tǒng)，再再確定實現(xiàn)現(xiàn)方法與技技術(shù)手段，，建立完整整的方案。。設(shè)計方案案分為基本本框架系統(tǒng)統(tǒng)設(shè)計和實實例化兩個個階段，前前者解決基基本技術(shù)經(jīng)經(jīng)濟分析，，建立核心心的、可擴擴展的系統(tǒng)統(tǒng)參考模型型和框架系系統(tǒng)方案，，后者則根根據(jù)項目和和競標(biāo)結(jié)果果，形成在在企業(yè)戰(zhàn)略略合作關(guān)系系上具有較較長生命周周期，在項項目合作上上具有較靈靈活和快速速變化的生生命周期的的具體系統(tǒng)統(tǒng)。方案實施：：對敏捷制造造系統(tǒng)實施施方案進行行空間上、、時間上、、邏輯上的的細(xì)化，要要經(jīng)過方案案設(shè)計、方方案實施、、運行與評評價、方案案改進、再再實施的循循環(huán)提高過過程，逐步步實施，不不斷改進。。敏捷制造系系統(tǒng)的運行行與管理鑒于敏捷制制造系統(tǒng)運運行的復(fù)雜雜性，應(yīng)當(dāng)當(dāng)在敏捷制制造方法論論的指導(dǎo)下下，對系統(tǒng)統(tǒng)的功能、過程程、組織、、人員、信信息、資源源、利潤框框架等進行行綜合管理理。系統(tǒng)運行行管理的主主要內(nèi)容有有系統(tǒng)的描述述與分析方方法、決策策、管理方方法、評價價體系、保保證體系、、安全體系系、技術(shù)支支持等。捷制造系統(tǒng)統(tǒng)運行的一一種模式第三節(jié)智能能制制造造一、智能制制造的提出出20世紀(jì)70年代開始，，發(fā)達國家家為了追求求廉價勞動動力，將制制造業(yè)逐漸漸移向發(fā)展展中國家，，引起本國國技術(shù)力量量向其他行行業(yè)的轉(zhuǎn)移移，同時發(fā)發(fā)展中國家家專業(yè)人才才又嚴(yán)重短短缺，其結(jié)結(jié)果制約了了制造業(yè)的的發(fā)展。因因此，制造造業(yè)希望減減少對人類類智慧的依依賴，以解解決人才供供應(yīng)的矛盾盾。智能制制造正是適適應(yīng)這種情情況而得以以發(fā)展的。。世界各國的的制造業(yè)趨趨向于全球球化，制造造、經(jīng)營活活動、開發(fā)發(fā)研究等都都在向多國國化發(fā)展。。為了有效效地進行國國際間信息息交換及世世界先進制制造技術(shù)共共享，各國國企業(yè)都希希望以統(tǒng)一一方式來交交換信息和和數(shù)據(jù)。必必須開發(fā)出出一個快速速有效的信信息交換工工具，創(chuàng)建建并促進一一個全球化化的公共標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)來實現(xiàn)現(xiàn)這一目標(biāo)標(biāo)。先進的計算算機技術(shù)和和制造技術(shù)術(shù)向產(chǎn)品、、工藝及系系統(tǒng)的設(shè)計計和管理人人員提出了了新的挑戰(zhàn)戰(zhàn)，傳統(tǒng)的的設(shè)計和管管理方法不不能有效地地解決現(xiàn)代代制造系統(tǒng)統(tǒng)中所出現(xiàn)現(xiàn)的問題，，這就促使使我們通過過集成傳統(tǒng)統(tǒng)制造技術(shù)術(shù)、計算機機技術(shù)與人人工智能等等技術(shù)，發(fā)發(fā)展一種新新型的制造造模式——智能制造。。二、智能制制造的定義義智能制造（（IntelligentManufacturing，IM）是一種由由智能機器和人類專家共同組成的的人機一體化化智能系統(tǒng)統(tǒng)，它在制造造過程中能能進行智能能活動，諸諸如分析、、推理、判判斷、構(gòu)思思和決策等等。通過人人與智能機機器的合作作共事，去去擴大、延伸伸和部分地地取代人類類專家在制制造過程中中的腦力勞勞動。它把制造造自動化的的概念更新新，擴展到到柔性化、智智能化和高高度集成化化。三、智能制制造系統(tǒng)的的特征1、自組織能能力：IMS的一個重要要標(biāo)志。是指IMS中的各種智智能設(shè)備，，能夠按照照工作任務(wù)務(wù)的要求，，自行集結(jié)結(jié)成一種最最合適的結(jié)結(jié)構(gòu)，并按按照最優(yōu)的的方式運行行。完成任任務(wù)以后，，該結(jié)構(gòu)隨隨即自行解解散。2、自律能力力：使整個制造造系統(tǒng)有抗抗干擾、自自適應(yīng)和容容錯能力。。即搜集與理理解環(huán)境信信息和自身身的信息，，并進行分分析判斷和和規(guī)劃自身身行為的能能力。IMS能根據(jù)周圍圍環(huán)境和自自身作業(yè)狀狀況的信息息進行監(jiān)測測和處理，，并根據(jù)處處理結(jié)果自自行調(diào)整控控制策略，，以采用最最佳行動方方案。三、智能制制造系統(tǒng)的的特征3、學(xué)習(xí)能力力和自我維維護能力：：使系統(tǒng)能自自我優(yōu)化并并適應(yīng)各種種復(fù)雜環(huán)境境。IMS能以原有專專家知識為為基礎(chǔ)，在在實踐中不不斷學(xué)習(xí)，，完善系統(tǒng)統(tǒng)知識庫，，刪除庫中中有誤的知知識，使知知識庫趨向向最優(yōu)。同同時還能對對系統(tǒng)故障障進行自我我診斷、排排除和修復(fù)復(fù)。4、人機一體體化：是一種混合合智能。一方面突出出人在制造造系統(tǒng)中中的核心地地位，同時時，在智能能機器的配配合下，更更好地發(fā)揮揮人的潛能能，使人機機之間表現(xiàn)現(xiàn)出一種平平等共事、、相互“理理解”、相相互協(xié)作的的關(guān)系，使使二者在不不同的層次次上各顯其其能，相相輔相成。。四、智能制制造系統(tǒng)的的構(gòu)成及典典型結(jié)構(gòu)IMS是一個復(fù)雜雜的智能系系統(tǒng)，是由由各種智能能子系統(tǒng)按按層次遞階階組成，構(gòu)構(gòu)成智能遞遞階層次模模型。該模模型最基本本的結(jié)構(gòu)稱稱為元智能系統(tǒng)統(tǒng)（Meta-IntelligentSystem，M-IS）。五、智能制制造系統(tǒng)的的主要支撐撐技術(shù)1、人工智能能技術(shù)2、并行工程程并行工程應(yīng)應(yīng)用于IMS中，將最大大限度地減減少產(chǎn)品設(shè)設(shè)計的盲目目性和設(shè)計計的重復(fù)性性。3、虛擬制造造技術(shù)虛擬制造技技術(shù)應(yīng)用于于IMS，為并行工工程提供必必要的保證證。4、信息網(wǎng)絡(luò)絡(luò)技術(shù)是制造過程程的系統(tǒng)和和各個環(huán)節(jié)節(jié)“智能集集成”化的的支撐。信信息網(wǎng)絡(luò)是是制造信息息及知識流流動的通道道。第四節(jié)綠色色制制造造一、綠色制制造的提出出環(huán)境、資源源、人口是是當(dāng)今社會會面臨的三三大主要問問題。最有有效地利用用資源和最最低限度地地產(chǎn)生廢棄棄物，是當(dāng)當(dāng)前世界環(huán)環(huán)境問題的的治本之道道。制造業(yè)是將將可用資源源（包括能能源）通過過制造過程程，轉(zhuǎn)化為為可供人們們使用和利利用的工業(yè)業(yè)品或生活活消費品的的產(chǎn)業(yè)，它它在將制造造資源轉(zhuǎn)變變?yōu)楫a(chǎn)品的的制造過程程中和產(chǎn)品品的使用用和處理過過程中，同同時產(chǎn)生的的廢棄物是是制造業(yè)對對環(huán)境污染染的主要根根源。20世紀(jì)飛速發(fā)發(fā)展的工業(yè)業(yè)技術(shù)使人人類現(xiàn)在已已面臨環(huán)境境污染、生生態(tài)破壞和和資源短缺缺的危機。。美國能源部部報告預(yù)測測：全球能能源消耗未未來20年將增加60%，造成全球球環(huán)境污染染排放物的的70%以上來自制制造業(yè)，它它們每年產(chǎn)產(chǎn)生約55億噸無害廢廢物和7億噸有害廢廢物，報廢廢產(chǎn)品的數(shù)數(shù)量則更是是驚人。。綠色制造（GreenManufacturing）的定義GM又稱環(huán)境意識制制造ECM（EnvironmentallyConsciousManufacturing）和面向環(huán)境的的制造MFE(ManufacturingForEnvironment)；是指在保證證產(chǎn)品功能能、質(zhì)量、、成本的前前提下，綜綜合考慮環(huán)環(huán)境影響和和資源效率率的現(xiàn)代制制造模式，，其目標(biāo)是是使得產(chǎn)品品從設(shè)計、、制造、、包裝、運運輸、使用用到報廢處處理的整個個產(chǎn)品生命命周期中，，對環(huán)境的負(fù)面面影響最小小，資源效效率最高，并使企業(yè)經(jīng)濟效益和社會效益協(xié)調(diào)優(yōu)化。這里的環(huán)境境包含了自自然生態(tài)態(tài)環(huán)境、社社會系統(tǒng)和和人類健康康等因素。。綠色制造的的特點系統(tǒng)性：除保證一般般制造系統(tǒng)統(tǒng)功能外，，還要保證證環(huán)境污染染為最小。。突出預(yù)防性性：對產(chǎn)品生產(chǎn)產(chǎn)過程進行行綜合預(yù)防防污染的戰(zhàn)戰(zhàn)略，強調(diào)調(diào)以預(yù)防為為主，使廢廢棄物最小小化或消失失于生產(chǎn)過過程中。保持適合性性：必須結(jié)合企企業(yè)產(chǎn)品的的特點和工工藝要求，，使綠色制制造目標(biāo)符符合區(qū)域生生產(chǎn)經(jīng)營發(fā)發(fā)展的需要要，又不損損害生態(tài)環(huán)環(huán)境和保持持自然資源源潛力。符合經(jīng)濟性性：通過綠色制制造，可節(jié)節(jié)省原材料料和能源的的消耗，降降低廢棄物物處理處置置費用，降降低生產(chǎn)成成本，增強強市場競爭爭力。注意有效性性和動態(tài)性性：綠色制造從從“末端治治理”轉(zhuǎn)向向?qū)Ξa(chǎn)品及及生產(chǎn)過程程的連續(xù)控控制，使污污染物產(chǎn)生生最少化或或消失于生生產(chǎn)過程之之中，綜合合利用再生生資源和能能源、物物料的循環(huán)環(huán)利用技術(shù)術(shù)。傳統(tǒng)制造與與綠色制造造的物流綠色制造的的主要研究究內(nèi)容綠色設(shè)計技技術(shù)綠色制造工工藝綠色包裝技技術(shù)綠色制造系系統(tǒng)綠色設(shè)計技技術(shù)GD也稱面向環(huán)環(huán)境的設(shè)計計：是系統(tǒng)統(tǒng)地考慮環(huán)環(huán)境影響并并集成到產(chǎn)產(chǎn)品最初設(shè)設(shè)計過程中中的技術(shù)和和方法。要要求在滿足足產(chǎn)品的功功能、質(zhì)量量和成本的的同時，優(yōu)優(yōu)化各有關(guān)關(guān)設(shè)計因素素，使產(chǎn)產(chǎn)品在整個個生命周期期過程中對對環(huán)境的影影響減少到到最小。所關(guān)心的目目標(biāo)除傳統(tǒng)統(tǒng)設(shè)計的基基本目標(biāo)外外，還有兩兩個：一是是防止影響響環(huán)境的廢廢棄物產(chǎn)生生；二是良良好的材料料管理。也也就是說，，避免廢棄棄物產(chǎn)生，，用再造加加工技術(shù)或或廢棄物管管理方法協(xié)協(xié)調(diào)產(chǎn)品設(shè)設(shè)計，使零零件或材料料在產(chǎn)品達達到壽命周周期時，以以最高的附附加值回收收并重復(fù)利利用。與傳統(tǒng)設(shè)計計的區(qū)別：：要求設(shè)計計人員在設(shè)設(shè)計構(gòu)思階階段就要把把降低能耗耗、易于拆拆卸、再生生利用和保保護生態(tài)環(huán)環(huán)境與保證證產(chǎn)品的性性能、質(zhì)量量、壽命、、成本的要要求列為同同等設(shè)計目目標(biāo)，并保保證在生產(chǎn)產(chǎn)過程中能能夠順利實實施。綠色設(shè)計的的設(shè)計原則則產(chǎn)品綠色設(shè)設(shè)計的主要要內(nèi)容綠色材料的的選擇面向拆卸設(shè)設(shè)計回收性設(shè)計計面向制造和和裝配設(shè)計計綠色產(chǎn)品的的長壽命設(shè)設(shè)計產(chǎn)品的綠色色材料(GreenMaterial)選擇又稱環(huán)境協(xié)協(xié)調(diào)材料（EnvironmentalConsciousMaterial），是指具有良良好使用性性能，并對對資源和能能源消耗少少，對生態(tài)態(tài)與環(huán)境污污染小，有有利于人類類健康，再再生利用率率高或可降降解循環(huán)利利用，在制制備、使用用、廢棄直直至再生生循環(huán)利用用的整個過過程中，都都與環(huán)境協(xié)協(xié)調(diào)共存的的一大類材材料。選材時不僅僅要考慮產(chǎn)產(chǎn)品的使用用、性能要要求，更要要考慮材料料對環(huán)境的的影響，應(yīng)應(yīng)盡可能選選用無毒、、無污染、、易回收、、可再用或或易降解的的材料。如如用可降降解的快餐餐紙盒代替替不易降解解的塑料餐餐具。GM選擇是一個個系統(tǒng)性和和綜合性很很強的復(fù)雜雜問題。美國卡耐基基梅龍大學(xué)學(xué)Rosy提出了一種種將環(huán)境因因素融入材材料選擇的的方法，該該方法在滿滿足功能、、幾何形狀狀、材料等等特性和環(huán)環(huán)境等需求求的基礎(chǔ)上上，使零件件的成本最最低。面向向拆拆卸卸設(shè)設(shè)計計DFD（DesignForDisassembly）是指指在在設(shè)設(shè)計計時時將將可可拆拆卸卸性性作作為為結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)設(shè)計計的的一一個個評評價價準(zhǔn)準(zhǔn)則則，，使使設(shè)設(shè)計計的的產(chǎn)產(chǎn)品品易易于于拆拆卸卸，，不不同同材材料料可可以以很很方方便便地地分分離離開開，，以以利利于于循循環(huán)環(huán)再再用用、、再再生生或或降降解解。。對于于應(yīng)應(yīng)用用多多種種不不同同材材料料的的復(fù)復(fù)雜雜產(chǎn)產(chǎn)品品，，只只有有通通過過產(chǎn)產(chǎn)品品拆拆卸卸和和分分類類才才能能較較徹徹底底地地進進行行材材料料回回收收和和零零部部件件的的再再循循環(huán)環(huán)利利用用。。拆卸卸設(shè)設(shè)計計的的設(shè)設(shè)計計準(zhǔn)準(zhǔn)則則有有：：①拆卸卸量量最最少少準(zhǔn)準(zhǔn)則則:包括括零零件件合合并并原原則則、、減減少少零零件件所所用用材材料料種種類類原原則則、、材材料料相相容容性性原原則則、、有有害害材材料料集集成成原原則則等等。。②結(jié)構(gòu)構(gòu)可可拆拆卸卸準(zhǔn)準(zhǔn)則則:包括括采采用用易易于于拆拆卸卸或或未未破破壞壞的的連連接接方方法法、、緊緊固固件件最最少少原原則則、、簡簡化化拆拆卸卸運運動動原原則則等等。。③拆卸卸易易于于操操作作準(zhǔn)準(zhǔn)則則:包括括單單純純材材料料零零件件原原則則、、廢廢液液排排泄泄原原則則、、便便于于抓抓取取原原則則、、非非剛剛性性零零件件原原則則等等。。④易于于分分離離準(zhǔn)準(zhǔn)則則:包括括一一次次表表面面原原則則、、便便于于識識別別原原則則、、零零部部件件標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)化化原原則則、、模模塊塊化化設(shè)設(shè)計計原原則則等等。。⑤產(chǎn)品品結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的可可預(yù)預(yù)估估性性準(zhǔn)準(zhǔn)則則:包括括避避免免將將易易老老化化或或易易腐腐蝕蝕的的材材料料與與需需要要拆拆卸卸、、回回收收的的材材料料零零件件組組合合并并防防止止要要拆拆卸卸的的零零件件被被污污染染和和腐腐蝕蝕等等。?；厥帐招孕栽O(shè)設(shè)計計也稱稱面面向向回回收收設(shè)設(shè)計計DFR（DesignForRecovering&Recycling），，是指指在在產(chǎn)產(chǎn)品品綠綠色色設(shè)設(shè)計計的的初初期期就就充充分分考考慮慮產(chǎn)產(chǎn)品品的的各各種種材材料料組組分分的的回回收收再再利利用用可可能能性性、、回回收收處處理理方方法法及及工工藝藝（（再再生生、、降降解解等等））、、回回收收費費用用等等與與產(chǎn)產(chǎn)品品回回收收有有關(guān)關(guān)的的一一系系列列問問題題，，從從而而達達到到精精簡簡回回收收處處理理過過程程、、減減少少資資源源浪浪費費、、對對環(huán)環(huán)境境無無污污染染或或少少污污染染的的設(shè)設(shè)計計目目的的的的綠綠色色設(shè)設(shè)計計方方法法。。DFR主要要原原則則可可歸歸納納如如下下：：避免免使使用用有有害害或或?qū)Νh(huán)環(huán)境境有有不不良良影影響響的的材材料料；；減少少材材料料的的種種類類；；避免免使使用用與與循循環(huán)環(huán)利利用用過過程程不不相相兼兼容容的的材材料料或或零零件件；；按兼兼容容性性組組織織材材料料；；允許許使使用用可可重重用用的的零零部部件件；；使用用不不需需特特殊殊工工具具的的連連接接件件；；鼓勵勵用用戶戶進進行行循循環(huán)環(huán)利利用用。。面向向制制造造和和裝裝配配設(shè)設(shè)計計產(chǎn)品品的的面面向向制制造造（（DesignForManufacturing，DFM）和和面面向向裝裝配配設(shè)設(shè)計計（（DesignForAssembly，DFA）是是產(chǎn)產(chǎn)品品更更容容易易制制造造和和裝裝配配，，并并且且是是在在制制造造和和裝裝配配過過程程中中對對環(huán)環(huán)境境無無污污染染或或少少污污染染、、所所需需能能源源和和資資源源更更少少的的一一種種設(shè)設(shè)計計方方法法。。產(chǎn)品的長壽命命設(shè)計產(chǎn)品的長壽命命設(shè)計。產(chǎn)品品的長壽命設(shè)設(shè)計是指對產(chǎn)產(chǎn)品功能和經(jīng)經(jīng)濟性進行分分析的基礎(chǔ)上上，采用各種種先進的設(shè)計計理論和工具具，使設(shè)計出出的產(chǎn)品能滿滿足當(dāng)前和將將來相當(dāng)長長一段時間內(nèi)內(nèi)的市場需求求。它并非一一味地延長產(chǎn)產(chǎn)品的生命期期，而是利用用模塊化設(shè)計計、開放性設(shè)設(shè)計、可維修修性設(shè)計、可可重構(gòu)性設(shè)計計和技術(shù)預(yù)測測等設(shè)計理論論和方法，最最大限度地地減少產(chǎn)品過過時、節(jié)約資資源、減輕環(huán)環(huán)境的壓力。。綠色制造工藝藝是指在產(chǎn)品加加工過程中，，采用既能提提高經(jīng)濟效益益，又能減少少環(huán)境影響的的工藝技術(shù)。。是實現(xiàn)綠色色制造的重要要環(huán)節(jié)。它要要求在提高生生產(chǎn)效率的的同時，必須須減少或消除除廢棄物的產(chǎn)產(chǎn)生和有毒有有害材料的用用量，改善勞勞動條件，保保護操作者的的健康，并能能生產(chǎn)出安全全、可靠、對對環(huán)境無害的的產(chǎn)品。綠色工藝涉及及諸多內(nèi)容容，如零件加加工的綠色工工藝、表面處處理的綠色工工藝、干式加加工等。綠色工藝要從從技術(shù)入手，，盡量研究和和采用物料和和能源消耗少少、廢棄物少少、對環(huán)境污污染小的工藝藝方案和工藝藝路線。如零零件的綠色制制造工藝主要要包括加工工工藝順序、加加工參數(shù)優(yōu)化化，綠色切削削液、綠色潤潤滑劑的使用用，熱處理理、金屬成形形（鑄造、熔熔煉）、表面面噴漆中的綠綠色工藝以及及環(huán)境影響評評估。綠色制造工藝藝的開發(fā)策略略簡單介紹干式式加工隨著刀具材料料、涂層技術(shù)術(shù)等的發(fā)展，，干式加工的的研究和應(yīng)用用已成為加工工領(lǐng)域的新熱熱點。近年來來，美國在制制造業(yè)廣泛采采用了干式加加工。在歐洲洲已有一半的的企業(yè)采用了了干切削加工工技術(shù)，尤其其在德國，應(yīng)應(yīng)用更為廣泛泛。1）干式車削加加工。關(guān)鍵問問題是選擇適適合干式車削削的刀具（如如涂層刀具、、PCBN、聚合金剛石石等）、改進進刀具幾何形形狀和確定干干式車削加工工條件。在適適宜的切削條條件下，可提提高刀具壽命命，降低切削削溫度。2）干式滾切加加工。關(guān)鍵技技術(shù)包括：提提高滾切速度度、快速排屑屑技術(shù)和開發(fā)發(fā)高性能的的高速滾刀等等。如滾削汽汽車變速箱中中的普通齒輪輪，用硬質(zhì)合合金滾刀進進行干滾削，，與高速鋼濕濕滾削相比，，加工費用降降低了44%，加工時間縮縮短了48%，滾刀壽命提提高了6倍。加工質(zhì)量量可與普通滾滾齒加工工藝藝相媲美。3）干式磨削加加工。磨削加加工時，使用用油基磨削液液，在磨削過過程中會產(chǎn)生生油氣煙霧，，造成周圍作作業(yè)環(huán)境的惡惡化，同時磨磨削液后期處處理既費時、、成本又高。。改善這種局局面的方法就就是采用干式式磨削或新型型磨削方式。。簡單介紹綠色色切削液為了延長切削削液的使用壽壽命，降低廢廢棄切削液處處理費用，遵遵循以下原則則：1）做好切削液液的使用過程程記錄。如刀刀具使用壽命命，工件表面面粗糙度，加加工生產(chǎn)率，，停機更換刀刀具、清理所所耗時間，廢廢棄切削液和和回收切削液液數(shù)量。2）用科學(xué)方法法確定不同切切削條件的切切削液配方，，實現(xiàn)切削液液配方標(biāo)準(zhǔn)化化。3）選擇高質(zhì)量量的切削液或或具有兼容特特性的切削液液，保證切削削液固有的物物理、化學(xué)特特性。4）在切削液的的循環(huán)使用中中，始終保持持切削液濃度度和PH值的穩(wěn)定。5）采取有效防防護措施，規(guī)規(guī)范操作使用用程序，防止止切削液被工工作環(huán)境或人人為地污染。。6）建立切削液液循環(huán)使用系系統(tǒng)，及時清清除切削液中中的污染物和和雜質(zhì)。7）避免過量使使用切削液殺殺菌劑，以免免降低切削液液的使用壽命命，并可能產(chǎn)產(chǎn)生二次污染染。8）無毒、無害害化處理廢棄棄切削液。綠色包裝技術(shù)術(shù)產(chǎn)品綠色包裝裝的基本原則則是要符合““3R1D”，即：減量化(Reduce):減少包裝材料料消耗。由““求新、求異異”的消費理理念轉(zhuǎn)向簡潔潔包裝，這樣樣既降低成本本，減少廢棄棄物處置費用用，又減少環(huán)環(huán)境污染和減減輕消費者負(fù)負(fù)擔(dān)。重新使用(Reuse):應(yīng)盡量選擇可可重新利用的的包裝材料，，多次使用，，減少資源消消耗。循環(huán)再生(Recycle):包裝應(yīng)盡可能能選擇可回收收、無毒、無無害的材料，，如EPS、聚苯乙烯產(chǎn)產(chǎn)品等?？山到?Degradable):盡量選擇易于于降解材料。。綠色包裝技術(shù)術(shù)研究的內(nèi)容容包裝材料包裝結(jié)構(gòu)包裝廢棄物回回收處理包裝材料綠色包裝材料料研制開發(fā)是是實現(xiàn)綠色包包裝的關(guān)鍵。。包括：①輕量化、薄薄型化、無氟氟化、高性能能的包裝材料料。②重復(fù)再用和和再生的材料料。③可食性包裝裝材料：具有有原料豐富齊齊全，可以食食用，對人體體無害甚至有有利，并有一一定強度等等特點，如淀淀粉、蛋白質(zhì)質(zhì)、植物纖維維和其他天然然材料。④可降解包裝裝材料：是指指在特定時間間內(nèi)造成性能能損失的特定定環(huán)境下，其其化學(xué)結(jié)構(gòu)發(fā)發(fā)生變化的一一種塑料。一一般分為生物物降解塑料、、生物分裂塑塑料、光降解解塑料和生物物／光雙降解解塑料。⑤天然生物包包裝材料：如如紙、木材、、竹材、麻類類制品、柳條條、蘆葦以以及農(nóng)作物莖莖桿、稻草、、麥秸等，易易分解，不污污染生態(tài)，可可資源再生，，成本低。⑥大力發(fā)展紙紙包裝。探索索用蘆葦、竹竹子、甘蔗、、棉桿、麥秸秸代替木材造造紙，擴大造造紙木材樹種種和利用丫材材、廢棄材和和加工剩余材材，以擴大原原料來源。包裝結(jié)構(gòu)在保證實現(xiàn)產(chǎn)品包裝裝基本功能的基礎(chǔ)上，從從產(chǎn)品生命周期期全過程考慮慮，應(yīng)改革過度度包裝，發(fā)展展適度包裝，，盡量減少使使用包裝材料料，降低包裝裝成本，節(jié)約約包裝材料資資源，減少包包裝材料廢棄棄物的產(chǎn)生量量。包裝廢棄物回回收包括可直接重重用的包裝、、可修復(fù)的包包裝、可再生生的廢棄物、、可降解的廢廢棄物、只能能被填埋焚化化處理的廢棄棄物等。綠色制造系統(tǒng)統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)包括括：兩個層次的全全過程控制三項具體內(nèi)容容兩個實現(xiàn)目標(biāo)標(biāo)三條實現(xiàn)途徑徑1）兩個層次次的全過程控控制是指在具體的的制造過程即即物料轉(zhuǎn)化過程程和在包括構(gòu)思思、設(shè)計、制制造、裝配、、包裝、運輸輸、銷售、服服務(wù)、報廢回回收環(huán)節(jié)的產(chǎn)品生命周期期全過程中，充分考慮慮資源和環(huán)境境問題，實現(xiàn)現(xiàn)最大限度地地優(yōu)化利用資資源和減少環(huán)環(huán)境污染。2）三項具體體內(nèi)容即用綠色材料、綠綠色能源，經(jīng)過綠色的生產(chǎn)過過程（綠色設(shè)計、、綠色工藝技技術(shù)、綠色生生產(chǎn)設(shè)備、綠綠色包裝、綠綠色管理等）），生產(chǎn)出綠色產(chǎn)品。①綠色能源：在產(chǎn)品生命周周期全過程中中盡量節(jié)約能能源、資源，，使其得到最最大限度的利利用?；蛘咭砸园踩?、可靠靠和取之不盡盡的能源為基基礎(chǔ)，如太陽陽能、風(fēng)能、、地?zé)崮堋⒑：Ｑ竽?、氫能能等。②綠色生產(chǎn)過過程：指將綠色產(chǎn)品品的構(gòu)思轉(zhuǎn)化化為最終產(chǎn)品品的所有過程程的綜合。主主要包括綠色色設(shè)計與綠色色材料、綠色色工藝技術(shù)、、綠色生產(chǎn)設(shè)設(shè)備、綠色包包裝、綠色營營銷、綠色管管理等。③綠色產(chǎn)品：在生命周期全全程中符合特特定的環(huán)境保保護要求，對對人體無害，，對環(huán)境無影影響或影響極極??；結(jié)構(gòu)簡簡單而不降低低功能，消耗耗原材料少而而不影響壽壽命；制造使使用過程中消消耗能源少而而不影響效率率；使用壽命命完結(jié)時，零零部件或者能能翻新、回收收、重用，或或能安全地處處理掉。3）兩個實現(xiàn)現(xiàn)目標(biāo)綠色制造的兩兩個目標(biāo)是資源優(yōu)化利用用和環(huán)境保護。這兩個目標(biāo)標(biāo)的實現(xiàn)是在在產(chǎn)品設(shè)計和和制造過程中中，始終按照照綠色制造的的三個內(nèi)容要要求，設(shè)計計產(chǎn)品及其制制造系統(tǒng)和制制造環(huán)境，對對綠色制造的的兩個過程進進行全過程最最優(yōu)控制，合合理配置資源源，最大限度度地發(fā)揮制造造系統(tǒng)的效用用，利用不同同技術(shù)途徑，，最終實現(xiàn)節(jié)節(jié)約資源保保護環(huán)境的綠綠色制造目標(biāo)標(biāo)要求。4）三條實現(xiàn)現(xiàn)途徑一、改變觀念，樹樹立良好的環(huán)環(huán)境保護意識識，并體現(xiàn)在具具體行動上，，可通過立法法、宣傳教育育來實現(xiàn)；二、加強管理，利利用市場機制制和法律手段段，促進綠色技術(shù)術(shù)、綠色產(chǎn)品品的發(fā)展和延延伸；三、針對具體產(chǎn)品品，采取技技術(shù)措施，即采用綠色設(shè)設(shè)計和綠色制制造工藝，建建立產(chǎn)品綠色色程度評價機機制等，解決決所出現(xiàn)的問問題。綠色制造系統(tǒng)統(tǒng)的評價系統(tǒng)統(tǒng)綠色制造的發(fā)發(fā)展趨勢全球化社會化集成化并行化智能化產(chǎn)業(yè)化第五節(jié)虛擬制制造虛擬制造VM（VirtualManufacturing）的定義美國于93年提出的一種種全新制造體體系和模式，，以軟件形式式模擬產(chǎn)品設(shè)設(shè)計與制造全全過程，無需需研制樣機，，實現(xiàn)了產(chǎn)產(chǎn)品的無紙化化設(shè)計。是增強產(chǎn)品開開發(fā)敏捷性、、快速滿足市市場多元化需需求的有效途途徑。由于VM基本上不消耗耗資源和能量量，也不生產(chǎn)產(chǎn)實際產(chǎn)品，，而是產(chǎn)品品的設(shè)計、開開發(fā)與實現(xiàn)過過程在計算機機上的本質(zhì)實實現(xiàn)。目前還還沒有有統(tǒng)一一的定定義。?？偪偟膩韥碚f，，VM就是利利用仿真與與虛擬擬現(xiàn)實實技術(shù)術(shù)，在高高性能能計算算機及及高速速網(wǎng)絡(luò)絡(luò)的支支持下下，采采用群組協(xié)協(xié)同工工作，通過過模型型來模模擬和和預(yù)測測產(chǎn)品品功能能、性性能及及可加加工性性等各各方方面可可能存存在的的問題題，實實現(xiàn)產(chǎn)產(chǎn)品制制造的的本質(zhì)質(zhì)過程程。包括產(chǎn)產(chǎn)品的的設(shè)計計、工工藝規(guī)規(guī)劃、、加工工制造造、性性能分分析、、質(zhì)量量檢測測等，，并進進行過過程管管理和和控制制。虛擬制制造VM虛擬制制造的的特點點VM是實際際制造造過程程在計計算機機上的的映射射和本本質(zhì)表表現(xiàn)。。通過計計算機機虛擬擬模型型來模模擬和和預(yù)估估產(chǎn)品品功能能、性性能及及可加加工性性等各各方面面可能能存在在的問問題，，提高高人的的預(yù)測測和決決策水水平，，使制造造技術(shù)術(shù)不再再主要要依賴賴于經(jīng)經(jīng)驗。。產(chǎn)品設(shè)設(shè)計與與制造造是在在虛擬擬環(huán)境境下進進行的的：在計算算機上上進行行產(chǎn)品品設(shè)計計、制制造、、測試試，設(shè)設(shè)計人人員或或用戶戶可““進入入”虛虛擬制制造環(huán)環(huán)境檢檢驗其其設(shè)計計、加加工、、裝配配和和操作作，不不依賴賴于傳傳統(tǒng)的的原型型樣機機的反反復(fù)修修改；；還可可將已已開發(fā)發(fā)的產(chǎn)產(chǎn)品（（部件件）存存放在在計算算機里里，根根據(jù)用用戶需需求或或市場場變化化快速速改變變設(shè)計計，大大幅度度壓縮縮新品品開發(fā)發(fā)時間間，提提高質(zhì)質(zhì)量，，降低低成本本?？墒狗址植荚谠诓煌攸c點、不不同部部門的的不同同專業(yè)業(yè)人員