CIM系统导论-第1讲_545603150
控制系统导论-PPT
经典控制理论与现代控制理论比较:
• 经典控制理论
研究对象:单输入、单输出系统 数学模型与工具:微分方程→传递函数 研究内容:确定模型,系统分析,系统设计
• 现代控制理论
研究对象:多输入、多输出系统 数学模型与工具:状态方程→传递矩阵 研究内容:最优控制,系统辨识,自适应类
线1、性线系性统系—统可与用非线线性性微系分统方程或差分方程描述。
2、定线常性系系统统与重时要变系特统性—叠加性,均匀性 非定时非线常 变方线线性系 系程性性系统 统或系系:;统差统统参 参分—特中数 数方y描点各不就程述元随是—。系件时时统特间间得系性变t 运数均化得动为函随方直数变程线量为，大非y如小线性而微变分化
r 电位计式桥路 us
给定值
〉 ua 电动机构 工作机械
（执行、对象）
被控量 c
(三)液位自动控制系统
液位控制系统
控制器
Q1
浮子
c
用水开关
Q2
电位器
减速器
电动机
SM
if
§1-3 自动控制系统中得常用术语
扰动
比较环节
n
参考输入
偏差 控制环节 控制量 被控对象
e
Gc
u
G0
输出 c
主反馈 b
反馈环节 H
一、自动控制系统组成
热力系统自动控制流程图
人工控制
自动控制系统方框图
系统组成:
• 被控对象 • 测量元件 • 控制装置 • 执行机构
二 、控制得基本方式 1、开环控制
开环控制之一:按给定值操作
给定值 计算
执行
干扰 被控量
被控对象
• 信号由给定值至被控量单向传递; • 抗干扰能力差,不能保证控制精度。
系统工程导论(1)
第1节 图的概念
图是反映对象之间关系的一种工具，是一种 数学抽象。通常用点代表研究的对象，用点与点 之间的连线表示这两个对象之间有特定的关系。
注意：图中点的相对位置如何，点与点之间 的连线的长短曲直，对于反映对象之间的关系并 不重要。
系统工程导论(1)
第1节 图的概念
反映例2中球队之间的比赛情况的两种图没有 本质上的区别。
系统工程导论(1)
第7章 图和网络优化
图论广泛地应用与物理学、化学、控制论、信 息、科学管理、电子计算机等领域。很多实际问题 可以采用图论的理论和方法来解决。
图论的历史最早可以追溯到1736年E.Euler （瑞士数学家）解决著名的哥尼斯堡七桥问题。
系统工程导论(1)
第7章 图和网络优化
原问题：能否走过七座桥，且每座桥只走过一 次，最后回到出发点？
系统工程导论(1)
第1节 图的概念
例2 球队之间比赛的 情况。vi(i=1, …,5)表示五 个球队。如果某两个球队 比赛过了，则在这两个队 所相应的点之间联一条线， 这条线不过其它点。
系统工程导论(1)
第1节 图的概念
例3 化学药品储存问 题。某些药品不能储存在同 一个库房里。vi (i=1,…,8) 表示八种药品。若药品vi和 药品vj 不能储存在同一个库 房里，则在它们之间联一条 线。需要解决的问题是：至 少需要几个库房，能将储存 这八种药品
系统工程导论(1)
2020/11/30
系统工程导论(1)
本课程学习要求：
掌握基本理论； 熟悉基本方法； 能联系实际，解决问题。
系统工程导论(1)
本课程学习方法及考核：
以课堂讨论、自学为主，教师讲授为辅。 考核成绩=大作业成绩（60%，大作业报告、 发言情况）+平时作业（10%）+ 开卷考试成绩 （30%）
系统工程导论课程复习要点
《系统工程I》课程复习要点课程名称：《系统工程I》适用专业：2016级工业工程、工程管理（专升本函授）辅导教材：《系统工程导论》梁军，赵勇主编化学工业出版社复习要点：第一章导论1.1 关于系统钱学森的“系统”定义：系统是由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合的具有特定功能的有机整体。
1.2 系统工程系统工程是一门正处于发展阶段的新兴学科，并与其他学科相互渗透、相互影响，但不同专业领域的人对其理解不尽相同，因此，要给出一个统一的定义比较困难。
一般认为用定量和定性相结合的系统思想和系统方法处理大型复杂系统的问题，无论是系统的设计或组织建立，还是系统的经营管理，都可以看成是一种工程实践，都可以统称为系统工程。
1.3 系统工程的发展历史1.4 系统工程的应用领域1.社会系统工程;2.经济系统工程;3.企业系统工程; 4 城市管理系统工程等.第二章系统工程的基础理论与方法论2.1 系统最优化理论2.1.1 线性规划2.1.2 整数规划2.1.3 非线性规划2.1.4 动态规划2.1.5 多目标规划2.2 控制理论基础2.3 信息论基础2.4 系统工程方法论2.4.1 霍尔三维结构2.4.2 切克兰德“调查学习”模式第三章社会经济系统及其复杂性3.1 社会经济系统及其特点3.2 社会经济系统的因素复杂性3.3 社会经济系统结构的复杂性3.4 社会经济系统中的不完全理性3.5 社会经济系统中选择的复杂性3.6 社会经济系统的方法论第四章系统分析4.1 系统分析概述系统分析（System Analysis）一词来源于美国的兰德（RAND，Research and Development）公司。
该公司由美国道格拉斯飞机公司于1948年分离出来，是专门以研究和开发项目方案以及方案评价为主的软科学咨询公司。
长期以来，兰德公司发展并总结了一套解决复杂问题的方法和步骤，他们称之为“系统分析”。
4.2 系统目标分析系统目标分析的目的：一是论证目标的合理性、可行性和经济性；二是获得分析的结果——目标集；为了达到目标的合理性，在目标的分析和制定中要满足下面几项要求：1）制定的目标应当是稳妥的；2）制订目标应当注意到它可能起到的所有的作用；3）应当把各种目标归纳成目标系统；4）对于出现的目标冲突不要隐蔽；4.3 系统环境分析系统环境是指存在于系统之外的系统无法控制的自然、经济、社会、技术、信息和人际关系的总称。
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5.6 设计层次化
最基本的多边形层次的库单元
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5.6 设计层次化
用更复杂的单元扩充库
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5.6 设计层次化
单元层次
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5.6 设计层次化
“展平”（flatten）操作
当一个单元被“展平”后，将失去对原始单元的参照关系， 因而这个电路的各个图形都可以被修改
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5.2 基本结构的版图
p衬底（n阱）CMOS工艺：
0 从p型衬底开始 1 n阱（nWell） 2 有源区（Active） 3 多晶（Poly） 4 p选择（pSelect）
7 多晶接触（Poly contact） 8 金属1（Metal 1） 9 通孔（Via） 10 金属2（Metal 2） 11 覆盖玻璃（Overglass）
5.2 基本结构的版图
n+区的设计
5.2.3 掺杂硅区
n+=(nSelect)∩(Active) ··wsaa-=n=有有源源区区V的L至SI系最统n导小S论专e宽业l知e识度c讲t座的最小间距
5.2 基本结构的版图
p+区的设计
5.2.3 掺杂硅区
p+=(pSelect)∩(Active) ∩(nWell) ·wa=有源区的VLS最I系统小导论宽专业知度识讲座 ·sa-p=有源区至pSelect的最小间距 ·sp-nw= pSelect至n阱的最小间距
除非提供一个接触刻孔（有源区接触，多晶接触或通孔）。
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5.2 基本结构的版图
版图编辑器的基本特点： （1）画一个多边形时首先选择材料层，然后按要求画出 它的形状。 （2）版图编辑器提供一个栅格背景，每个栅格点之间的 距离是一个预先规定的距离。 （3）各层可以按任何次序来画，只要每个多边形能被正 确的识别。 （4）版图图案用来建立为工艺所需要的一组掩模，这些 图案也包括了所画尺寸的信息。 （5）必须遵守设计规则。 （6）在一个给定层上的多边形可以画成相接的或重叠 的，重要的只是轮廓线VLS。I系统导论专业知识讲座
cim简介演示
CIM提供了一个直观的可视化界面，让管理 员可以全面了解IT系统的运行状况，并快速 发现问题和解决问题。
cim的重要性
1. 提高管理效率
2. 降低成本
3. 增强业务灵活性
4. 提高安全性
通过CIM，企业可以将多个系 统、工具和流程集成到一个平 台上，实现统一管理和操作， 从而提高管理效率和管理质量 。
物联网技术
设备连接与数据采集
CIM 平台需要借助物联网技术实现 设备之间的连接，确保数据采集的实 时性和准确性。
智能监控与预测维护
通过物联网技术，CIM平台可对设备 进行智能监控和预测维护，提高设备 运行效率并降低维修成本。
大数据技术
海量数据处理
CIM平台需处理海量的生产、销 售、库存等数据，大数据技术是 实现高效数据处理的关键。
案例二：智慧交通
总结词
CIM在智慧交通领域的应用，通过智能化、网络化、信息化的手段，提高了交通运营效率、减少了交 通拥堵、降低了交通事故发生率。
详细描述
CIM通过智能化、网络化、信息化的手段，将交通信号灯、交通监控、交通诱导等系统进行整合，实 现了交通运营的自动化、信息化和智能化。它可以帮助城市管理部门提高交通运营效率、减少交通拥 堵、降低交通事故发生率，为城市交通管理提供了更加科学、高效、安全的解决方案。
数据挖掘与分析
大数据技术有助于挖掘潜在的数 据价值，为CIM平台提供市场趋 势预测、生产计划制定等决策支 持。
云计算技术
云端存储与计算
云计算技术为CIM平台提供了云端存储和计算资源，可灵活 扩展以满足不断增长的业务需求。
云端协同与沟通
云计算技术还支持多方协同作业，提高沟通效率并实现更紧 密的协作。
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第一章 控制系统导论
教学进程设计（含教学内容、教学设计、时间分配等）负反馈原理——构成闭环控制系统的核心把系统的输出信号引回输入端，与输入信号相比较，利用所得的偏差信号进行控制，达到减小偏差、消除偏差的目的。
负反馈控制系统的特点——按偏差控制的具有负反馈的闭环系统1）有反馈，信号流动构成闭回路。
2）按偏差进行控制。
对应的系统方框图为：由原理图画方块图的步骤：①看懂工作原理图，找出被控量、被控对象、给定量。
②从两头来，先画出给定量、被控对象和被控量。
③依原理图补上中间部分。
4.反馈控制系统的基本组成①测量元件：测量被控量②比较元件：产生偏差信号③放大元件：对偏差信号进行幅值、功率放大④执行机构：对被控对象施加作用⑤校正元件：改善系统性能⑥给定元件：给出输入信号5.自动控制系统的基本控制方式a.开环（信号单向流动）特点：简单、稳定、精度低。
b.闭环（信号有反向作用）特点：复杂、抗干扰能力强、精度高、有稳定性问题。
c.复合（前向联系、反向作用）特点：性能要求高时用之。
1-2 自动控制系统实例1.函数记录仪（P.7-8）2教学进程设计（含教学内容、教学设计、时间分配等）2.电阻炉微型计算机温度控制系统（P.8-9）3.锅炉液位控制系统（P.9-10）1-3自控系统的分类1.线性连续控制系统微分方程：)()()()()()()()(1111txtadttdxtadttxdtadttxdtacncnncnncn++++---=)()()()()()()()(1111txtbdttdxtbdttxdtbdttxdtbrmrnmrmmrm++++---式中)(txr——系统的输入量；)(txc——系统的输出量。
系数a0(t)，a1(t)……a n(t)，b0(t)，b1(t)……b m(t)是常数时，称为定常系统，随时间变化时，称为时变系统。
定常系统分为：恒值系统、随动系统和程序控制系统1）恒值控制系统恒值系统的给定量是恒定不变的，如恒速、恒温、恒压等自动控制系统，这种系统的输出量也应是恒定不变的。
CIM
13:56
19
SCADA （监视控制及数据采集） 包
包含了用于SCADA的建模信息的实体。
监视控制支持操作员对设备控制，如合断一个开关，
数据采集则从不同数据源采集遥测数据
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继承
CIM类和关系
PowerSystemResource (from Core)
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CIM划分为一组包。 IEC 61970-301 — 核心包（Core） — 域包（Domain） — 发电包（Generation） — 发电动态包（Generation Dynamics） — 负荷模型包（LoadModel） — 量测包（Meas） — 停运包（Outage） — 生产包（Production） — 保护包（Protection） — 拓扑包（Topology） — 电线包（Wires）
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拓扑包 (Topology)
这个包是Core包的扩展 它与 Terminal 类一起建立连接性（ Connectivity ）的 模型（连接性是设备怎样连接在一起的物理定义）。
另外，它还建立了拓扑（ Topology ）的模型，拓扑是
设备怎样通过闭合开关连接在一起的逻辑定义。拓扑定 义与其它的电气特性无关。
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模型和包容模型
CIM模型的概念和例子
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几个关键的类 连接节点类 (ConnectivityNode)
连接节点是这样的一些点，在这些点上导电设备 的端点通过零阻抗连接在一起。 拓扑岛类 (TopologicalIsland) 网络的一个电气连接的子集。拓扑岛会随着当前网络 状态的变化（即隔离开关、断路器等改变状态）而变化。 拓扑节点类 (TopologicalNode) 在当前网络状态下通过闭合的开关连接在一起的一组 连接节点。拓扑节点能够随着当前网络状态的变化（即 开关、断路器等改变状态）而变化。
系统工程导论第一章
第一章系统与系统工程第1讲基本概念1、系统的定义.系统是具有特定功能的、相互间具有有机联系的许多要素所组成的一个整体。
（有组织的或被组织化的整体）一个形成系统的诸要素的集合永远具有一定的特性，或者表现一定的行为，而这些特性或行为是它的任何一个部分都不具备的。
分析与综合的思想方式：在物质世界中，一个系统中的任何部分可以被看成一个子系统，而每一个系统又可以成为一个更大规模系统的一个部分。
2、系统的特性.①集合性. 系统的集合性表明系统是由两个或两个以上的可以互相区别的要素所组成的。
如：计算机系统（包括cpu、存储器、I/O设备等硬件、软件）②相关性. 组成系统的要素是相互联系、相互作用的，相关性说明这些联系之间的特定关系。
③层次性. 系统作为一个相互作用的诸要素的总体，它可以分解为一系列的子系统，并存在一定的层次结构，这是系统空间结构的特定形式。
在系统层次结构中表述了在不同层次子系统之间的从属关系或相互作用关系。
在不同的层次结构中存在着动态的信息流和物质流，构成了系统的运动特性，为深入研究系统层次之间的控制与调节功能提供了条件。
DCS系统为例④整体性. 具有独立功能的系统要素以及要素间的相互关系（相关性，层次性）是根据逻辑统一性的要求，协调存在于系统整体之中。
即：任何一个要素不能离开整体去研究，要素间的联系和作用也不能脱离整体的协调去考虑。
⑤目的性. 通常系统都具有某种目的，要达到既定的目的，系统都具有一定的功能，而这正是区别这一系统和那一系统的标志。
系统的目的一般用更具体的目标来体现，一般说来，比较复杂的系统都具有不止一个的目标，因此需要一个指标体系来描述系统的目标。
例：衡量一个工业企业的经营实绩，不仅要考核它的产量、产值指标，而且更重要的是要考核它的利润、成本和规定的质量指标完成情况。
在指标体系中，各个指标之间有时是相互矛盾的，有时是互为消长的。
为此，要从整体出发力求获得全局最优的经营效果，要在矛盾的目标之间做好协调工作，寻求平衡或折衷方案。
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3
我们在这里
我们在这里
4
纽约42街街景
组织机构图
厂 长
总 工 程 师
经 理 副 厂 长
人 事 副 厂 长
生 产 副 厂 长
中 试 基 地
总 师 办
研 究 所
质 检 处
技 术 工 艺 处
经 销 公 司
厂 办
企 管 处
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所谓企业，是指从事商品生产、商品流通或 服务性经济活动，实行独立核算，以营利为 目的，依法成立的经济组织。 企业并不是人类社会存在以来就有的，它是 社会生产力发展到一定水平时产生的，是商 品经济的产物。
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经济性
企业是经济组织，它在社会中所从事的是经济活动， 以谋求利润为目的。
企业是市场中的经营主体，它以自己生产的产品或提供的服 务，通过交换来满足社会需要，并从中获得利润。 企业如果没有盈利，就不能发展，就会在市场竞争中失败。 而且，如果没有盈利，就没有企业财产所有者和经营者的利 益，他们也就没有搞好企业生产经营的积极性，企业就会消 亡。 企业的经济性是它区别于从事非经济活动的政府机关、政治 组织、事业单位、群众组织和学术团体等非经济组织的最本 质的特征。
无限连带责任，而有限责任股东仅以出资额为限承担有限责
任的公司。(我国公司法规定不能够设立该类公司)
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36
6
一人有限责任公司
最低注册资本：人民币10万元。 不设股东会。 一人有限责任公司的股东不能证明公司财产 独立于股东自己的财产的，应当对公司债务 承担连带责任。
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自主性
企业是独立自主从事生产经营活动的经济组 织，在国家法律、政策允许的范围内，企业 的生产经营活动不受其它主体的干预。
法人企业的独立自主性在法律上表现为财产 独立、核算独立、经营自主，并以自己独立 的财产享有民事权利和承担民事责任。
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4
能动性
企业是一个能动的有机体。企业的能动性表 现在对外部环境的适应能力、自我改造能力、 自我约束能力和自我发展能力。 从系统论的角度讲，企业是一个耗散结构系 统，它通过不断地与外界进行能量、物质和 信息的交换，调整自己的内部结构，以适应 市场环境的变化，并发展和壮大自己。
销售部根据生产能力/各市场部要货数量确定销售计 划/调整协定表 供应部制定采购计划
产品销售与生产业务流程
业务流程是企业重要的核心竞争力。
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面料到货后制定车间生产计划，安排生产 产品生产完后，制定配流计划，运输计划
信息系统的体系结构
人 员 结 构
航空CIMS综合集成应用系统
航空型号 项目管理 文档 管理系统 异地 协同设计 设计与制造 的数据发放 产品信息 的浏览 集团电子商 务系统： SCM/CRM
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ISO 26000社会责任国际标准
2010年11月1日正式发布。 ISO 26000框架大致分为范围、参考标准、 术语和定义、组织运作的社会责任环境、社 会责任的原则、社会责任的基本目标、组织 履行社会责任的指导等十个部分. 标准的核心部分覆盖了社会责任内容的九个 方面，包括：组织管理、人权、劳工、环境 、公平经营、消费者权益保护、社区参与、 社会发展、利益相关方合作。
Space Shuttle
International Space Station
ICBM
Patriot Advanced Capability-3
Airborne Laser
Classified
9
10
产品系列
生产过程
缓冲区
销售商
资源配置
仓库 供应 看板 基本 看板
通 用 的 看 板 控 制 系 统
物流 信息流 看板盒 调度板
项 目 管 理 处
质 量 管 理 处
财 务 处
宣 教 处
劳 安 处
车 间 、 分 厂
基 建 设 备 处
仓 库 管 理 处
供 应 处
生 产 管 理 处
5
市 场 开 发 处
销 售 处
用 户 服 务 处
电 镀 电 源 分 厂
电 子 设 备 分 厂
元 件 分 厂
变 压 器 分 厂
机 柜 分 厂
机 加 工 车 间
4．混合所有制企业 这是指具有两种或两种以上
所有制经济成分的企业，如中外合资经营企业、中 外合作经营企业、国内具有多种经济成分的股份制 企业等。
29
30
5
业主制企业
合伙企业
它是由两人或多人约定，共同出资或以技艺共集一 处设立的企业。 合伙企业的合伙人之间是一种契约关系，不具备法 人的基本条件，不是法人。 根据合伙人在合伙企业中享有的权利和承担的责任 不同，可将其分为普通合伙人和有限合伙人。
如何了解一个企业 企业的基本概念 管理的概念与特性 企业管理理论的起源与发展 企业组织
企业的基本概念
企业的基本概念 企业的特性 企业类型
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3
2. 企业的特性
1. 企业的基本概念
不同类型的企业，都有反映它们各自特殊性的 某些特征。 所有企业也都具有以下共性特征
经济性 社会性 自主性 能动性 竞争性
这是公司区别于其它非公司企业的本质特征。
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34
公司的分类（续）
（3）两合公司
是由一名以上的无限责任股东和一名以上 的有限责任股东共同出资设立，无限责任股东对公司债务负
公司的分类（续）
（4）股份有限公司
是由一定数量(我国公司法规定为2－ 200个) 的发起人设立，半数以上在中国境内有住所。公司 全部资本分为均等股份，股东以其所持股份为限对公司债务 承担责任的公司。股份有限公司的财务公开，股份在法律和 公司章程规定的范围内可以自由转让。
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按企业资产的所有制性质分类 根据企业制度的构成形态分类 按企业生产经营业务的性质分类
3．私营企业 这是指企业的全部资产属私人所有的
企业。我国《私营企业暂行条例》规定：“私营企 业是指企业资产属于私人所有，雇工8人以上的营 利性经济组织。”
3.2 根据企业制度的构成形态分类
这是国际上对企业进行分类的一种常用方法。 按此方法可将企业分成业主制企业、合伙制企业 和公司制企业。 企业制度是法律规定的结果，所以这种分类方法 划分而成的企业类型也称法律形式。
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社会性
企业是一个社会组织
从商品生产角度看，企业所从事的生产经营活动 是社会化大生产的一个组成部分，企业是社会经 济系统中的一个子系统，它与其它子系统发生着 广泛的经济联系。 从企业与社会其他各部门、各单位的非经济关系 看，它既依赖于社会的进步和国家的富强，也依 赖于政府对社会的管理，它从属于一定的政治和 社会体系，还要承担一定的社会责任。
通 讯 电 源 车 间
电 力 电 源 车 间
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1
产品系列 Commercial Airplanes
Preferred Airplane Family Services and Customer Solutions
Engineering and Modifications
AV-8B
Military Aircraft and Missiles
竞争性
企业是市场中的经营主体，同时也是竞争主体。竞 争是市场经济的基本规律。企业要生存，要发展， 就必须参与市场竞争，并在竞争中取胜。 企业的竞争性表现在它所生产的产品和提供的服务 要有竞争力，要在市场上接受用户的评判和挑选， 要得到社会的承认。市场竞争的结果是优胜劣汰。 企业通过自己有竞争力的产品或服务在市场经济中 求生存，求发展 。
普通合伙人拥有参与管理和控制合伙企业的全部权利，
它是由一个人出资设立的企业，又称个人企 业。出资者就是企业主，企业主对企业的财 务、业务、人事等重大问题有决定性的控制 权。他独享企业的利润，独自承担企业风险， 对企业债务负无限责任。 从法律上看，业主制企业不是法人，是一个 自然人。
对企业债务负无限连带责任，其收益是不固定的。
Sea Launch
Delta Family Propulsion
Space Maneuver Vehicle
Communications Satellites
Human Space Flight and Exploration
Missile Defense and Space Control
National Missile Defense Navy TheaterWide Space-Based Laser Theater Air and Missile Defense
采购看板
装 配 线
缓冲区
部件装配线 部件装配线 基本看板
缓冲区
装配车间
装配线
看板－KANBAN
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业务流程
制定年度目标/分解月度目标
确定季度要货最大限额 各市场部在月度目标下制定销售预测/订货会
业务流程
销售合同定单 下达生产计划处 进行生产 产品包装入 库 合同定单评审 编制生产计 划 销售公司发 货 新产品转设计所 进行设计 产品生产实 施 再返回销售处 成品返回AH-66
Rotary Wing Aircraft
V-22
F-22
AH-64D
CH-47
“Sonic cruiser”
F-15E
20XX
Business Jets
B-1B
F/A-18F
Fleet Support and Management
Weapons
The Preston Group
Training