制造系统基本原理2021完整版课件.ppt

1、制造系统基本原理制造系统基本原理第第2章章提要提要本章内容是全书的核心。本章内容是全书的核心。本章论述了本章论述了MMS的类型、组成和性能原理；的类型、组成和性能原理；讨论了讨论了MMS的建模原理；的建模原理；分析了分析了MMS的五个决策属性的五个决策属性(T,Q,S,C,E)概括论述了概括论述了MMS的设计和运行原理。的设计和运行原理。本章还着重阐述了本章还着重阐述了AMS的一些重要理念的一些重要理念：v 运动流、生产率、生命周期质量、顾客满意度、运动流、生产率、生命周期质量、顾客满意度、生命周期成本、产品多生命周期生命周期成本、产品多生命周期、科学发展观科学发展观 和制造系统生命周期等。和

2、制造系统生命周期等。第第2章章 制造系统基本原理制造系统基本原理2.1 制造系统的类型制造系统的类型2.2 MMS的组成的组成 2.3 MMS的性能原理的性能原理2.4 MMS的建模原理的建模原理2.5 MMS的决策属性的决策属性 2.6 MMS的设计原理的设计原理 2.7 MMS的运行原理的运行原理 2.8 制造系统的信息化制造系统的信息化 2.1 制造系统的类型制造系统的类型 2.1.1 按产品的用途分按产品的用途分2.1.2 按产品构成形态分按产品构成形态分2.1.3 按产品批量分按产品批量分 2.1.4 按生产计划分按生产计划分2.1.5 按层次结构分按层次结构分2.1.6 制造系统大

3、小的划分制造系统大小的划分2.1.1 按按产品的用途产品的用途分分铣床制造厂铣床制造厂磨床制造厂磨床制造厂 v汽车制造厂汽车制造厂v飞机制造厂飞机制造厂v机床制造厂机床制造厂v仪表制造厂仪表制造厂v化工制造厂化工制造厂v 由第一章可知2.1.2 按按产品构成形态产品构成形态分分（1）离散）离散式式制造系统制造系统 产品产品需要组装而成需要组装而成。例例 机机床床厂、厂、打印机打印机制造厂。制造厂。离散的意义离散的意义 是指零件上，而不是时间上。是指零件上，而不是时间上。（2）流程式制造系统）流程式制造系统 产品无需组装。产品无需组装。例例 钢铁钢铁厂厂、纺织、纺织厂厂、化工、化工厂厂等。等。（

4、3）混合式制造系统混合式制造系统 产品需要部分组装。产品需要部分组装。例例 制药厂、食品厂等。制药厂、食品厂等。由第一章可知2.1.3 按按产品批量产品批量分分（1）大量制造系统）大量制造系统 汽车制造厂汽车制造厂 特点：特点：设备设备柔性低，生产率高。柔性低，生产率高。（2）中量制造系统）中量制造系统 机床制造厂机床制造厂 特点：设备按工艺专业化原则，或按零件族布置。特点：设备按工艺专业化原则，或按零件族布置。（3 3）小量制造系统）小量制造系统 重型机器厂重型机器厂 特点：特点：设备柔性设备柔性高，生产率低。高，生产率低。由第一章可知2.1.4 按生产计划分按生产计划分1.自主式自主式制造

5、系统制造系统 生产计划是依据库存数量而并非客户订货数量而生产计划是依据库存数量而并非客户订货数量而制定的。产品一般先进入仓库而不直接面对客户。制定的。产品一般先进入仓库而不直接面对客户。采用这个方式有两个原因：采用这个方式有两个原因：v客户要求很短的交货期，客户要求很短的交货期，v产品有很少的变化，客户需求可准确预测。产品有很少的变化，客户需求可准确预测。该系统适用于大量生产，其生产计划的制定和执该系统适用于大量生产，其生产计划的制定和执行比较容易。行比较容易。2.1.4 按生产计划分按生产计划分2.订单式制造系统订单式制造系统 生产计划的下达是根据客户订货进行的。其生产生产计划的下达是根据客

6、户订货进行的。其生产计划的制定和执行就相对困难一些。主要策略：计划的制定和执行就相对困难一些。主要策略：按订货设计按订货设计 产品具有很大的技术复杂性及小的批量，产品具有很大的技术复杂性及小的批量，如大型产品，或客户允许有较长的交货期，产品需要根据如大型产品，或客户允许有较长的交货期，产品需要根据订货组织设计，再进行生产。订货组织设计，再进行生产。如如商用飞机。商用飞机。按订货加工按订货加工 在订货之前己完成设计，按订货进行加工。在订货之前己完成设计，按订货进行加工。其其产品的需求通常不可预测。产品的需求通常不可预测。如如大型发电机组。大型发电机组。按订货装配按订货装配 在订货之前已完成设计及

7、零部件加工，按在订货之前已完成设计及零部件加工，按订货进行装配。其产品通常有许多部件，产品的需求是可订货进行装配。其产品通常有许多部件，产品的需求是可预测的，而客户需要较短的交货期。如汽车。预测的，而客户需要较短的交货期。如汽车。2.1.5 按层次结构分按层次结构分 制造系统的结构在层次上可以分成四级制造系统的结构在层次上可以分成四级 图图2-1v单元级单元级制造系统制造系统v车间级车间级制造系统制造系统v企业企业/工厂级工厂级制造系统制造系统v全球全球制造系统。制造系统。这四级彼此之间可通过这四级彼此之间可通过通信网络通信网络进行信息交换。进行信息交换。单元级和车间级是目前最普遍的传统制造系

8、统。单元级和车间级是目前最普遍的传统制造系统。随着计算机和通信技术的发展，随着计算机和通信技术的发展，企业级和全球制造系统也将得到发展。企业级和全球制造系统也将得到发展。2.1.5 按层次结构分按层次结构分图图2-1 制造系统的层次结构制造系统的层次结构企业级企业级制造系统制造系统企业级企业级制造系统制造系统车间级车间级制造系统制造系统车间级车间级制造系统制造系统单元级单元级制造系统制造系统单元级单元级制造系统制造系统全球全球制造系统制造系统2.1.5 按层次结构分按层次结构分1.单元级制造系统单元级制造系统它它是组成更高效制造系统的基础，其是组成更高效制造系统的基础，其主要任务主要任务是是实

9、现给定生产任务的优化分批实现给定生产任务的优化分批，实施制造资源的实施制造资源的合理分配和利用，控制资源的活动，高效益地完合理分配和利用，控制资源的活动，高效益地完成给定的全部生产任务。成给定的全部生产任务。产品的物理转换都是由产品的物理转换都是由单元级制造系统单元级制造系统来实现。来实现。可见可见单元级制造系统单元级制造系统的运行特性对整个企业具有的运行特性对整个企业具有举足轻重的作用。举足轻重的作用。2.1.5 按层次结构分按层次结构分 1.单元级制造系统单元级制造系统它它对不同的硬件环境必须具有空间开放性，其内对不同的硬件环境必须具有空间开放性，其内涵是：涵是：v 在功能结构上具有柔性在

10、功能结构上具有柔性 是指对不同的生产任务能是指对不同的生产任务能够灵活地分割及组合，提供不同的服务，并能方便地够灵活地分割及组合，提供不同的服务，并能方便地修改或增加开发的新功能。修改或增加开发的新功能。v 在应用与实施过程中具有适应性在应用与实施过程中具有适应性 是指适应多种多是指适应多种多样的生产环境，在异构计算机环境中能够方便地从一样的生产环境，在异构计算机环境中能够方便地从一种硬件环境或操作系统转换到另一种。种硬件环境或操作系统转换到另一种。2.1.5 按层次结构分按层次结构分 1.单元级制造系统单元级制造系统传统的单元制造系统传统的单元制造系统 因设备资源固定而使组织模式因设备资源固

11、定而使组织模式存在以下问题存在以下问题 ：v 设备负荷的不平衡使得某些资源的利用率下降，造成设备负荷的不平衡使得某些资源的利用率下降，造成生产成本的上升；生产成本的上升；v 设备负荷的不平衡又使得某些资源特别紧张，造成生设备负荷的不平衡又使得某些资源特别紧张，造成生产率下降；产率下降；v 由于设备资源是固定的，不能适应因为生产任务的变由于设备资源是固定的，不能适应因为生产任务的变化而需要的最优工艺路线组合，从而造成工件跨单元的化而需要的最优工艺路线组合，从而造成工件跨单元的加工，导致辅助资源（例如：加工，导致辅助资源（例如：自动导向车自动导向车、托盘、夹具、托盘、夹具等）的紧张，使得生产能力下

12、降，交货期拖延。等）的紧张，使得生产能力下降，交货期拖延。2.1.5 按层次结构分按层次结构分 1.单元级制造系统单元级制造系统为了解决上述问题，一个适应市场竞争需要的单元制为了解决上述问题，一个适应市场竞争需要的单元制造系统应当是可重构的。这种造系统应当是可重构的。这种可重构单元可重构单元有以下有以下特征特征：v 单元由若干个具有相对独立功能的工作站组成。单元由若干个具有相对独立功能的工作站组成。v 单元控制器所控制的工作站数目，是随着生产任务的不单元控制器所控制的工作站数目，是随着生产任务的不同而动态变化的。同而动态变化的。v 这是一种逻辑上可重构的单元，工作站的物理位置是固这是一种逻辑上

13、可重构的单元，工作站的物理位置是固定的，单元重构时是通过计算机网络实现对工作站的分布定的，单元重构时是通过计算机网络实现对工作站的分布式控制的。因此也称为逻辑单元或虚拟单元。式控制的。因此也称为逻辑单元或虚拟单元。2.1.5 按层次结构分按层次结构分 2.2.车间级制造系统车间级制造系统它通过生产计划将上层输入的加工订单分解为可执行的工它通过生产计划将上层输入的加工订单分解为可执行的工序计划。在计划实施过程中，当执行情况与计划出现偏差序计划。在计划实施过程中，当执行情况与计划出现偏差时，采用相应的控制手段使偏差缩小，完成生产调度和控时，采用相应的控制手段使偏差缩小，完成生产调度和控制的功能。制

14、的功能。它采用的方法根据生产模式或生产组织形式而定。它采用的方法根据生产模式或生产组织形式而定。典型的车间管理模式有典型的车间管理模式有推式生产和拉式生产推式生产和拉式生产，前者是由前，前者是由前一工作岗位（加工序）的任务驱动后一工作岗位的工作；一工作岗位（加工序）的任务驱动后一工作岗位的工作；而后者是用后一岗位的任务来拉动前一岗位的工作。而后者是用后一岗位的任务来拉动前一岗位的工作。2.1.5 按层次结构分按层次结构分 车间级制造系统的车间级制造系统的功能功能分为两大类：分为两大类：1 1）直接完成物料处理的活动直接完成物料处理的活动，包括运输、储存、加工以及测，包括运输、储存、加工以及测试

15、检验等。试检验等。2 2）进行车间生产的管理、调度和控制活动进行车间生产的管理、调度和控制活动，包括：，包括：生产管理生产管理：接受厂级下达的生产任务，制定本车间的生：接受厂级下达的生产任务，制定本车间的生产作业计划，并监督计划执行情况；产作业计划，并监督计划执行情况；资源管理资源管理：对车间人事、设备、物料进行管理，进行设：对车间人事、设备、物料进行管理，进行设备维修、财务管理和成本统计分析等。备维修、财务管理和成本统计分析等。质量管理质量管理：对车间内产品质量负责，使之满足质量要求。：对车间内产品质量负责，使之满足质量要求。车间报告车间报告：按时将车间的生产、资源及质量的情况上报：按时将车

16、间的生产、资源及质量的情况上报工厂有关部门。工厂有关部门。2.1.5 按层次结构分按层次结构分 3.3.企业级制造系统企业级制造系统它把制造范围从车间扩大到全厂，它可达到在全厂范围内生产管理过程、它把制造范围从车间扩大到全厂，它可达到在全厂范围内生产管理过程、机械加工过程和物料储运过程机械加工过程和物料储运过程全盘自动化全盘自动化，并由计算机局域网络进行联，并由计算机局域网络进行联系。系。分布式多级计算机系统分布式多级计算机系统必须包括制定计划和日生产进度计划的生产管理必须包括制定计划和日生产进度计划的生产管理级主计算机，它往往与级主计算机，它往往与CAD/CAMCAD/CAM系统相联。系统相

17、联。物料储运系统物料储运系统必须包括自动仓库，必须包括自动仓库，以满足存取大量的工件和刀具。各种以满足存取大量的工件和刀具。各种形式的形式的CNCCNC机床数量一般在十几台以上。机床数量一般在十几台以上。系统可以系统可以自动地加工自动地加工各种形状、尺寸和材料的工件。各种形状、尺寸和材料的工件。全部刀具可以自动全部刀具可以自动输送与更换输送与更换，自动测量刀具和工件位置，并按照来自计算机的指令自动，自动测量刀具和工件位置，并按照来自计算机的指令自动地补偿位置。地补偿位置。工厂可以从自动仓库提取所需的坯料并以最有效的途径进行物料传送与工厂可以从自动仓库提取所需的坯料并以最有效的途径进行物料传送与

18、加工。加工。2.1.5 按层次结构分按层次结构分 4.全球制造系统全球制造系统全球制造全球制造（Global Manufacturing）是在世界范围内实现）是在世界范围内实现企业柔性和敏捷性的一种新概念。企业柔性和敏捷性的一种新概念。20多年来，随着多年来，随着远距离交通远距离交通和和网络技术网络技术的迅速发展，世的迅速发展，世界变得越来越小。全球制造的概念就是适应市场国际化界变得越来越小。全球制造的概念就是适应市场国际化和跨国公司的发展需要而提出的。和跨国公司的发展需要而提出的。全球制造的特点全球制造的特点 是制造工厂和销售服务遍布全世界，是制造工厂和销售服务遍布全世界，就在用户身边。全球

19、化的产品，通过网络协调和运作，就在用户身边。全球化的产品，通过网络协调和运作，把分布在世界各地的工厂和销售点联接成一个整体，它把分布在世界各地的工厂和销售点联接成一个整体，它能够在任何时候与世界任何一个角落的用户或供应商打能够在任何时候与世界任何一个角落的用户或供应商打交道。交道。2.1.5 按层次结构分按层次结构分 全球制造系统分为全球制造系统分为 6 6 种不同层次的模式种不同层次的模式分散网络化的全球制造模式（分散网络化的全球制造模式（GMC3GMC3）：高度分散和流动，）：高度分散和流动，具有虚拟企业的特征，通过具有虚拟企业的特征，通过InternetInternet和和Intrane

20、tIntranet网络组织产品网络组织产品的设计、生产和销售；的设计、生产和销售；多国制造模式多国制造模式GMC2GMC2：技术转移、在当地制造和销售；：技术转移、在当地制造和销售；区域制造模式区域制造模式GMC1GMC1：香港在内地设厂，产品东南亚销售；：香港在内地设厂，产品东南亚销售；全球出口模式全球出口模式EMC3EMC3：本土或原料产地制造，向全球出口；：本土或原料产地制造，向全球出口；多国出口模式多国出口模式EMC2EMC2：本土或原料产地制造，向多国出口；：本土或原料产地制造，向多国出口；区域出口模式区域出口模式EMC1EMC1：在本土制造，向邻近地区出口。：在本土制造，向邻近地区

21、出口。v 这这6 6种模式之间并没有严格的界限，可以相互转换。种模式之间并没有严格的界限，可以相互转换。v 从跨国公司迈向全球制造，关键是如何发挥信息技术的潜力。从跨国公司迈向全球制造，关键是如何发挥信息技术的潜力。2.1.6 制造系统大小的划分制造系统大小的划分按制造系统功能实现的难易程度来区别大小。按制造系统功能实现的难易程度来区别大小。先进制造系统主要研究大的制造系统。先进制造系统主要研究大的制造系统。根据美国麻省理工学院（根据美国麻省理工学院（MIT）N.P.Suh的定义：的定义：大系统大系统 在整个运行时间域上，必须同时满足的功能要求在整个运行时间域上，必须同时满足的功能要求的数目的

22、数目10个。个。例例 汽车制造系统是大系统。汽车制造系统是大系统。小系统小系统 在整个运行时间域上，必须同时满足的功能要求在整个运行时间域上，必须同时满足的功能要求的数目的数目10个。个。例例 大多数机床、机器人等系统是小系统。大多数机床、机器人等系统是小系统。2.1.6 制造系统大小的划分制造系统大小的划分Suh还把大系统分为两类：还把大系统分为两类：v 大型固定系统大型固定系统 是指虽然系统在整个时间域上总体是指虽然系统在整个时间域上总体完成的功能要求数目完成的功能要求数目1010个，但其功能要求是固定的个，但其功能要求是固定的集合。集合。例例 大量生产流水线中的大型自动化流水线。大量生产

23、流水线中的大型自动化流水线。v 大型柔性系统大型柔性系统 是在生命期内系统必须满足的总体是在生命期内系统必须满足的总体功能数不仅多于功能数不仅多于10个，而且在不同的生命期，功能要个，而且在不同的生命期，功能要求是可变的集合。求是可变的集合。例例 可重组的大型制造系统。可重组的大型制造系统。2.1 END2.2 MMS的组成的组成MMS组成，可从以下三个不同的视角来审视：组成，可从以下三个不同的视角来审视：v 要素：要素：是系统实现功能的不可少的组成部分。是系统实现功能的不可少的组成部分。v 结构：结构：指制造系统在空间上具有一定的结构形态。一般在指制造系统在空间上具有一定的结构形态。一般在综

24、合的基础上对结构系统进行分析。综合的基础上对结构系统进行分析。v 过程：过程：指其产品的生产从设计、工艺、加工、装配到检测指其产品的生产从设计、工艺、加工、装配到检测出厂是一个随时间变化的序列系统。出厂是一个随时间变化的序列系统。首先应明确组成系统的基本要素，然后在对结构各部分首先应明确组成系统的基本要素，然后在对结构各部分分析分析的基础上对过程系统进行的基础上对过程系统进行综合。综合。MMS是是结构系统结构系统与与过程系统过程系统的的统一统一,MMS理论理论应实现应实现静态结构静态结构分析分析与与动态过程分析动态过程分析的统一的统一。2.2 MMS的组成的组成 2.2.1 2.2.1 MMS

25、的基本要素的基本要素2.2.2 2.2.2 MMS的结构组成的结构组成 2.2.3 2.2.3 MMS的过程组成的过程组成 2.2.1 2.2.1 MMS的基本要素的基本要素MMS基本模型如图基本模型如图2-2所示。所示。其其基本要素是基本要素是6个个。v 1）输出）输出 是制造系统存在的前提条件。是制造系统存在的前提条件。包含以下包含以下4种类型种类型：产品产品 服务服务 创造客户创造客户 社会责任社会责任v 2）输入）输入 是实现转换功能的前提条件。物质是实现转换功能的前提条件。物质与与信息。信息。v 3）转换）转换 实现资源增值转换是系统的总功能，实现资源增值转换是系统的总功能，它由一系

26、列分功能所组成。它由一系列分功能所组成。衡量转换优劣的指标是：衡量转换优劣的指标是：TQCSE。2.2.1 2.2.1 MMS的基本要素的基本要素MMS模型模型的的6个个基本要素基本要素v 4）机制）机制 是实现资源转换的内部运行条件与运行原理。是实现资源转换的内部运行条件与运行原理。包括：生产设施、设计系统、信息网络基础设施、计算包括：生产设施、设计系统、信息网络基础设施、计算机软件、制造模式、规章制度、经营目标与策略、企业机软件、制造模式、规章制度、经营目标与策略、企业文化等。文化等。v 5）约束）约束 指企业系统的外部约束，如国家政策、法规、指企业系统的外部约束，如国家政策、法规、规范标

27、准、资源、时间、成本、质量、环保和社区要求规范标准、资源、时间、成本、质量、环保和社区要求等。等。v 6）反馈）反馈 制造系统在整个运行过程中，其输出状态的信制造系统在整个运行过程中，其输出状态的信息总是不断反馈到各个环节中，从而实现产品生命周期息总是不断反馈到各个环节中，从而实现产品生命周期中的不断调节、改进和优化。中的不断调节、改进和优化。2.2.1 2.2.1 MMS的基本要素的基本要素MMS基本模型如图基本模型如图2-2所示。所示。其其基本要素是基本要素是6个个。图图2-2 企业级制造系统的基本模型企业级制造系统的基本模型输入输入新的资源新的资源产品产品服务服务创造客户创造客户社会责任

28、社会责任原有资源原有资源输出输出反馈反馈 机制机制 （内部）（内部）约束约束 （外部）（外部）政策政策 法规法规 标准标准 规范规范 硬件硬件 软件软件 体制体制 模式模式 转转 换换（资源增值）（资源增值）劳务劳务资金资金物料物料信息信息社会环境与市场环境社会环境与市场环境2.2.2 MMS2.2.2 MMS的结构组成的结构组成 1.MMS的资源结构的资源结构2.MMS的功能结构的功能结构3.MMS的组织结构的组织结构2.2.2 2.2.2 MMS的结构组成的结构组成1.MMS的资源结构的资源结构制造资源制造资源 是为完成特定的制造任务而需要的是为完成特定的制造任务而需要的要素体系要素体系。

29、（1）基础基础资源资源 又称有形资源。又称有形资源。图图2-3 包括：包括：物料（原材料、坯料、半成品等）、物料（原材料、坯料、半成品等）、设备（机器、生产线等）、设备（机器、生产线等）、能源（电能、燃料等）、能源（电能、燃料等）、其他（土地、厂房、工具等）。其他（土地、厂房、工具等）。（2）活性资源）活性资源 又称无形资源。又称无形资源。包括：包括：人力、资金、技术、信息、管理、知识、组织、文化、人力、资金、技术、信息、管理、知识、组织、文化、时间、企业形象、产品品牌、客户关系、政府政策等。时间、企业形象、产品品牌、客户关系、政府政策等。其中其中人力人力是关键资源，是关键资源，信息信息和和文

30、化文化是协调性资源，是协调性资源，组织组织是集成化是集成化资源，资源，客户关系客户关系和和政府政策政府政策是环境资源。是环境资源。2.2.2 2.2.2 MMS的结构组成的结构组成1.MMS的资源结构的资源结构图图2-3 一个一个MMS的基础资源布局图的基础资源布局图微机房微机房CAD/CAE/CAPP开发部开发部工业工程部工业工程部销售部销售部客户服务中心客户服务中心市场部市场部采购部采购部财务部财务部人力人力资源部资源部公司公司管理部管理部门厅门厅图书馆图书馆资料库资料库休息室休息室制造车间制造车间工具组工具组单元单元1单元单元2质量控制质量控制包装包装出出进进接收接收与与发运发运装配装配

31、2.2.2 2.2.2 MMS的结构组成的结构组成2.MMS的功能结构的功能结构v 功能结构功能结构是对发生在是对发生在MMS中由人或机器执行的各种中由人或机器执行的各种行动的描述。行动的描述。v 一个一个MMS中，存在多种性质不同的活动。中，存在多种性质不同的活动。这些这些活动的执行活动的执行一般是由不同一般是由不同职能部门职能部门来完成的。来完成的。各个各个部门的功能部门的功能有着明显的区别，有着明显的区别，如设计部门负责产品设计，工艺部门负责过程设计。如设计部门负责产品设计，工艺部门负责过程设计。v 图图2-4则较为细致地描述了则较为细致地描述了MMS的功能，的功能，它将制造系统分为它将

32、制造系统分为4 4个功能块个功能块：研究与开发、生产控制、研究与开发、生产控制、市场营销、财务管理市场营销、财务管理。2.2.2 2.2.2 AMS的结构组成的结构组成图图2-4 MMS的功能结构的功能结构产品出口产品出口人事管理人事管理工资工资制造成本制造成本顾客、供应商、市场与外部环境顾客、供应商、市场与外部环境财务管理财务管理预算预算购买购买总帐总帐购买帐购买帐销售帐销售帐库存财务库存财务库存管理库存管理装箱发运装箱发运固定资产固定资产工厂维护工厂维护库存控制库存控制与预测与预测系统输入系统输入采购供应采购供应资源管理资源管理订单处理订单处理主计划主计划MRP生产控制生产控制车间管理车间

33、管理/FMS控制控制加工加工存储存储输送输送检验检验装配装配过程设计过程设计工业工程工业工程质量控制质量控制数控编程数控编程研究与开发研究与开发经营战略经营战略产品设计产品设计软件软件工程设计工程设计数据库数据库机械机械电气电气液压液压市场营销市场营销销售预测销售预测结构控制结构控制BOM时间研究时间研究排序排序制造数据库制造数据库刀具数据刀具数据夹具数据夹具数据零件数据零件数据2.2.2 2.2.2 MMS的结构组成的结构组成3.MMS的组织结构的组织结构 v 组织结构组织结构反映责任人和工作的联系，反映制造系统多层次性。反映责任人和工作的联系，反映制造系统多层次性。v 流程流程-人人-技术

34、技术-资金资金是是M MMS运行管理中的运行管理中的4 4个基本方面个基本方面：项目管理、人力资源管理、技术资源管理和财务管理项目管理、人力资源管理、技术资源管理和财务管理，每一个制造功能的运行都需要这每一个制造功能的运行都需要这4 4个方面的密切合作。图个方面的密切合作。图2-5图图2-5 一个一个MMS（企业）的组织结构（企业）的组织结构制造部制造部2制造部制造部n制造部制造部1财务部财务部总经理总经理市场部市场部销售销售部部采购部采购部开发部开发部工业工程部工业工程部人力资源部人力资源部2.2.2 2.2.2 MMS的结构组成的结构组成3.MMS的组织结构及组织结构中每个组织的作用的组织

35、结构及组织结构中每个组织的作用：v 市场部市场部：市场分析、销售预测、广告、客户关系等。：市场分析、销售预测、广告、客户关系等。v 销售部销售部：销售，包括合同管理，售后服务，产品定价：销售，包括合同管理，售后服务，产品定价v 采购部采购部：原材料、外购件和设备的采购。：原材料、外购件和设备的采购。v 工程开发部工程开发部：新产品的研发，也包括新生产车间设计：新产品的研发，也包括新生产车间设计v 制造部制造部：物理输出（零件）。称为分厂或车间：物理输出（零件）。称为分厂或车间v 工业工程部工业工程部：安排生产计划，控制生产过程：安排生产计划，控制生产过程(生产部生产部)v 财务部财务部：资金管

36、理，预算审查、投资评估、成本核算。资金管理，预算审查、投资评估、成本核算。v 人力资源部人力资源部：管人，招聘与解雇、工资与福利、工会：管人，招聘与解雇、工资与福利、工会关系。关系。2.2.3 2.2.3 MMS的过程组成的过程组成对于各种不同层次的制造系统，人们对于各种不同层次的制造系统，人们从不同的角度出从不同的角度出发，发，提出提出了了不同的运动流理论。不同的运动流理论。不同层次的制造系统，不同层次的制造系统，其运行过程其运行过程所形成的所形成的运动流不运动流不同，同，所所构成的子系统功能也不同。构成的子系统功能也不同。下面将分别讨论下面将分别讨论两个层次两个层次：单元级单元级制造系统的

37、制造系统的三运动流三运动流及其子系统及其子系统1.1.企业级企业级制造系统的制造系统的四运动流四运动流及其子系统及其子系统 2.2.3 2.2.3 MMS的过程组成的过程组成 单元级单元级制造系统的制造系统的三运动流三运动流及其子系统及其子系统 图图2-6，2-7v 流流 即流动，是混沌学描述过程动态性的一种概念。即流动，是混沌学描述过程动态性的一种概念。1）物质流）物质流 是在整个加工过程中物料的输入和输出的动是在整个加工过程中物料的输入和输出的动态过程。态过程。2）信息流）信息流 是信息在机械加工系统中的作用过程。是信息在机械加工系统中的作用过程。3）能量流）能量流 是机械加工过程中的能量

38、运动。是机械加工过程中的能量运动。2.2.3 2.2.3 MMS的过程组成的过程组成1.单元级单元级制造系统的制造系统的三运动流三运动流及其子系统及其子系统（1）单元级单元级制造系统的制造系统的三运动流三运动流图图2-6 单元级制造系统三运动流单元级制造系统三运动流信息系统（加工任务、方法、工件质量等）信息系统（加工任务、方法、工件质量等）物料流物料流 信息流信息流 能量流能量流原材料或坯料原材料或坯料加工加工检验检验输送输送装夹装夹产品产品刀具、夹具等刀具、夹具等机械能机械能电能电能2.2.3 2.2.3 AMS的过程组成的过程组成（2）单元级单元级制造系统的制造系统的子系统子系统单元级制造

39、系统由单元级制造系统由3 3个子系统所组成，图个子系统所组成，图2-7。1 1）物质系统）物质系统 可分为加工系统、物料系统和检验系统。可分为加工系统、物料系统和检验系统。加工系统加工系统 是指机床、刀具、夹具、工件所组成的直接改工件是指机床、刀具、夹具、工件所组成的直接改工件的形状、尺寸、性质等生产过程；的形状、尺寸、性质等生产过程；物料系统物料系统 组成加工系统，完成存储、输送、装卸；组成加工系统，完成存储、输送、装卸；检验系统检验系统 检测加工质量。检测加工质量。2 2）能量系统）能量系统 提供整个制造系统所需能量，并进行能量的自动转换提供整个制造系统所需能量，并进行能量的自动转换和分配

40、输送。和分配输送。3 3）信息系统）信息系统 由所有信息及其交换和处理的过程构成。该系统控制由所有信息及其交换和处理的过程构成。该系统控制和监视整个机械加工过程，以保证机械加工的效率和产品质量。和监视整个机械加工过程，以保证机械加工的效率和产品质量。2.2.3 2.2.3 MMS的过程组成的过程组成（1）单元级单元级制造系统的制造系统的子系统子系统物质系统物质系统单元级制造系统单元级制造系统能量系统能量系统控制控制监视监视信息系统信息系统自动转自动转换换分配输分配输送送存储存储输送输送装卸装卸加工加工物料物料检验检验图图2-7 单元级制造系统的子系统单元级制造系统的子系统2.2.3 2.2.3

41、 AMS的过程组成的过程组成2.企业企业级级制造系统的制造系统的四四运动流运动流及其子系统及其子系统（1 1）企业企业级级制造系统的制造系统的四四运动流运动流1）物料流物料流 简称物流。是制造系统内部的物料流，通常是指原材料、简称物流。是制造系统内部的物料流，通常是指原材料、工件、工（夹）具、水、电、燃料等物质的流动。与三工件、工（夹）具、水、电、燃料等物质的流动。与三运动运动流比较，流比较，企业级的物料流包含了单元级的物料流和能量流。企业级制造系统物企业级的物料流包含了单元级的物料流和能量流。企业级制造系统物料流如图料流如图2-8所示。所示。图图2-8 企业级制造系统的物料流企业级制造系统的

42、物料流需求分析需求分析产品设计产品设计工艺规划工艺规划资源输入资源输入资源需求资源需求回收处理回收处理废弃物废弃物产品制造产品制造售后服务售后服务产品报废产品报废2.2.3 2.2.3 AMS的过程组成的过程组成（1）企业企业级级制造系统的制造系统的四四运动流运动流2 2）信息流信息流。是指制造系统与环境和系统内部各单元间。是指制造系统与环境和系统内部各单元间传递与交换各种数据、情报和知识的运动过程。物传递与交换各种数据、情报和知识的运动过程。物料和资金都是以信息的形式向人们反映。料和资金都是以信息的形式向人们反映。按类型将信息分为需求信息和供给信息。需求信按类型将信息分为需求信息和供给信息。

43、需求信息从需方向供方流动，这时还没有物料流动，但它息从需方向供方流动，这时还没有物料流动，但它引发物流。而供给信息同物料一起从供方向需方流引发物流。而供给信息同物料一起从供方向需方流动。信息流表明了制造过程中的信息采集、特征提动。信息流表明了制造过程中的信息采集、特征提取、信息组织、交换、传递等特性。取、信息组织、交换、传递等特性。2.2.3 2.2.3 AMS的过程组成的过程组成（1）企业企业级级制造系统的制造系统的四四运动流运动流3 3）资金流）资金流。又称为。又称为价值流价值流。制造系统的经济学本质是资。制造系统的经济学本质是资金的不断消耗或物化，并创造附加价值的过程。这种附金的不断消耗

44、或物化，并创造附加价值的过程。这种附加价值和消耗资金的过程称为资金流。它以货币形态存加价值和消耗资金的过程称为资金流。它以货币形态存在于制造系统之中。在于制造系统之中。制造系统的各项业务活动都会因消耗资源而导致资金制造系统的各项业务活动都会因消耗资源而导致资金流出。只有当消耗资源生产出产品出售给客户后，资金流出。只有当消耗资源生产出产品出售给客户后，资金才会重新流回制造系统，并产生利润。才会重新流回制造系统，并产生利润。2.2.3 2.2.3 MMS的过程组成的过程组成物料是有价值的，物料的流动引发资金的物料是有价值的，物料的流动引发资金的流动（图流动（图2-9）。）。图2-9 企业级制造系统

45、中的资金流与物料料资金流出企业资金流企业资金流财务与成本控制资金流入企业物料流企业物料流需求市场分销商商品销售产成品装配产成品加工半成品采购原材料供应市场2.2.3 2.2.3 MMS的过程组成的过程组成（1）企业企业级级制造系统的制造系统的四四运动流运动流4 4）劳务流）劳务流。又称为工作流，是指制造系统中。又称为工作流，是指制造系统中有关人员的安排、技术的组织与分布等业务有关人员的安排、技术的组织与分布等业务活动。信息、物料、资金都不会自己流动。活动。信息、物料、资金都不会自己流动。劳务流决定了各种流的流速和流量，制造劳务流决定了各种流的流速和流量，制造系统的体制组织必须保证劳务流畅通，对

46、瞬系统的体制组织必须保证劳务流畅通，对瞬息万变的环境做出响应，加快各种流的流速息万变的环境做出响应，加快各种流的流速（生产率），在此基础上增加流量（产量），（生产率），在此基础上增加流量（产量），为企业系统谋求更大的效益。为企业系统谋求更大的效益。2.2.3 2.2.3 MMS的过程组成的过程组成（2）企业企业级级制造系统的子系统制造系统的子系统图2-10 企业级制造系统的子系统产品计划生产管理企业级制造系统信息系统物流系统财务系统人事系统管理信息子系统技术信息子系统生产信息子系统质量信息子系统设计管理2.2.3 2.2.3 MMS的过程组成的过程组成1 1）物流系统）物流系统。它代表制造系统

47、的物料流。它以资源利。它代表制造系统的物料流。它以资源利用率最高或废弃物产生最小作为目标，充分考虑优用率最高或废弃物产生最小作为目标，充分考虑优化产品生产周期过程中影响资源消耗的各个环节，化产品生产周期过程中影响资源消耗的各个环节，实现适度的自动化生产。实现适度的自动化生产。2 2）信息系统）信息系统。它代表制造系统的信息流，实现信息流。它代表制造系统的信息流，实现信息流的集成及信息处理的最佳化。的集成及信息处理的最佳化。3 3）财务系统）财务系统。它代表制造系统的资金流，供、产、销。它代表制造系统的资金流，供、产、销是资金运动的三个阶段，实现资金运动的最大效益。是资金运动的三个阶段，实现资金

48、运动的最大效益。4 4）人事系统）人事系统。它代表制造系统的劳务流，实现企业人。它代表制造系统的劳务流，实现企业人力资源的有效管理与开发。力资源的有效管理与开发。2.2.3 2.2.3 MMS的过程组成的过程组成（3 3）影响物流系统的因素）影响物流系统的因素：制造系统的结构（如设备构成、车间布局等）、产品设计、工艺方案、制造系统的结构（如设备构成、车间布局等）、产品设计、工艺方案、制造过程、产品出厂及使用后的处理等。制造过程、产品出厂及使用后的处理等。市场分析和市场信息市场分析和市场信息将直接决定企业制造产品的种类和数量，产品设将直接决定企业制造产品的种类和数量，产品设计将决定产品的具体形态

49、和特性。计将决定产品的具体形态和特性。产品的种类、数量、形态和特性产品的种类、数量、形态和特性直接影响消耗资源的种类、数量和资直接影响消耗资源的种类、数量和资源利用率。源利用率。市场采购市场采购的原材料规格大小不同以及的原材料规格大小不同以及物料存储物料存储也同样影响资源消耗量。也同样影响资源消耗量。制造过程制造过程是资源直接转化和资源直接消耗的主要环节，生产同样的产是资源直接转化和资源直接消耗的主要环节，生产同样的产品，不同的制造加工的设备、工艺方案和不同的工艺路线，将会使得品，不同的制造加工的设备、工艺方案和不同的工艺路线，将会使得物料和能源的消耗不一样。物料和能源的消耗不一样。产品包装方

50、式、运输状况、销售和服务状况产品包装方式、运输状况、销售和服务状况（如是否回收用户消费后（如是否回收用户消费后的产品废弃物）都影响资源消耗状况。的产品废弃物）都影响资源消耗状况。2.2.3 2.2.3 MMS的过程组成的过程组成（4）MMS的的信息系统信息系统v AMSAMS的的信息系统信息系统不仅能满足对常规信息的处理与分析，不仅能满足对常规信息的处理与分析，而且能够通过对数据的全面管理和挖掘，使制造系统而且能够通过对数据的全面管理和挖掘，使制造系统具有更高的柔性、敏捷性和竞争力。具有更高的柔性、敏捷性和竞争力。v 图图2-112-11是在网络系统和分布式数据库系统支持下的是在网络系统和分布