现代制造系统模式、建模方法及关键技术的新发展(上)

南京航空航天大学（２１￣１６）　朱剑英　
１．引盲　
人类已经进入到信息时代，２１世纪将是知识经济的世　
纪。知识产业是知识经济的基础。现代制造系统与技术为　
知识产业提供了先进的生产模式、管理方式、技术和装备，　
它是知识产业的基础。不仅如此，现代翻造系统与技术对　
推动经济、科技、国防及社会发展均起着重大作用。世界　
各发达国家都把先进制造技术列为国家中、长期发展的重　
大关键技术。翻造业正沿着数字化、计算机化、集成化、　
网络化、智能化的方向发展。右表以历史发展为背景，比　
较了各个时期的生产、翻造特征。由表可知２ｌ世纪的制造　
业将是以数字化、网络化、智能化等信息技术为基础的集　
约化并行生产的制造业。企业的目标将从注重数量和质量　
转向服务（包括质量、价格和售后服务）。对产品的要求将　
从批量大、品种多转向个性化、参与式、短周期、快响应。　
企业管理将从强调集中、自主转向协同和更好地发挥人在　
生产中的创新作用。未来的制造业将是绿色翻造业，它不　
但利用资源，而且节约资源、更新资源；不但不破坏环境，　
而且保持环境、美化环境，傲到人与自然能够和谐、协调　
地发展。　
当然，各个时代的产业特征不能截然分开，其中有重　
复、有交叉。例如在发达工业经济时代仍应用许多机械设　
备，对零件仍要求互换性，仍应用许多流水线等。在知识　
经济时代仍要求一定的规模经济和速度经济，劳动力和资　
本仍然是重要的生产要素，数字化、网络化也离不开机械　
化、自动化，智能技术也离不开单元技术和综合技术等。　
但是就总体而言，就本质而言，不同时代的产业在科学技　
术方面、在企业管理方面还是有革命性飞跃的。现代制造　
系统与技术必须适应这一革命性的变化，能够快速、低耗、　
低价、高质、高效地生产出社会所需要的各种产品，以推　
动科技、国防、经济和社会的发展。　
２．现代制造系统的模式　近一、二十年来，世界各国对现代制造系统的模式展　开了广泛而深入的研究，这不但是发展制造业本身的需要，　也是各国适应全球经济发展对本国企业进行产业结｛暂调整　的需要。根据ＣＩ鼠　（国际生产工程学会）近十年来发表的　祝镶Ｉ八（冷魏Ｉ）２００１年幕５期　三个时代的产业特征　前期工业　发达工业　时代　知识经济时代　经济时代　经济时代　产业革命　第一攻产业革命　幕三次产业革南　高新技术　（蒸汽机）第二攻　产业革命　（标志技术）　（原子能）　产生革命（电力）　（信息技术）　经济模式　规模经济　速度经薪　知识经济　主要生产摸茧　规模生产　集成生产　集约生产　主要生产要薰　劳动力　资本　知识　藏水线可互　自动线刚性或　并行工程分布　生产过程　换式树造　柔性集成制造　网络智能镧造　生产特征　机械化　自动化　敬宇化、网络刊　关键技术　单元技术　综台技术　智能技术　个性化、参与　对产品要求　批量太　品种多　式快速响应　暇务（包括质量　企业注重　数量　质量　竹格、售后服务　协同、＾的　企业管理强调　集中　自主　创新作用　与资楫的关系　利用资源　节约资探　更新资源　保护环境　与环境的关系　破坏环境　关心环境　美化环境　论著统计，提出的先进翻造系统及模式多达３３种，分别列　出如下：　（１）ｃＡＤ　ＡＭ亿ＡＥ（计算机辅助设计／计算机辅助制造　，计算机辅助工程）。　（２）成组技术（Ｇ姒】ｐ　ｈ工蛔）（ＧＴ）：　（３）全面质量管理（ＴｏＭ　Ｑｕａｌｉｔｙ　Ｍａｔｌａｇ￣ｔ）（ＴＱＭ）。　（４）材料需求计划（Ｍａ　Ｒ￣ｓｉｔｅ　ＰｊａＩⅡ】＿嘴）（ＭＲＰ＿－Ｉ）。　（５）制造资源计划（Ｍａ｜ｌ也ｃｔ　ｒ】ｇ　Ｒｅｓｏｕｒ￣Ｐｌａｎｎｉ￣）　（￣ⅡｉＰ一Ⅱ）。　（６）柔性制造系统（Ｆ１耐　Ｍａ｜ｌ山ｃⅢ　ｎｇ　ｓｙｓｔ即１）　（　俗）　（７）准时生产制（Ｊｕｓ【Ｉｎ　Ｔｉｍｅ）（ＪｌＴ）。　
（８）计算机辅助工艺规蚓（ｃＡＰＰ）。　
（９）为了制造的（装配的、试验的……）设计（ＤＦＭＡ、　
ＤＩ　、Ｄ阡…一ⅨⅨｊ。　
（１０）计算机集成制造系统（Ｃｍ侣）。　

３·　

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（１１）用户驱动生产（Ｃｕｓｔｍ＇ａｅｒＤｒｉｖｅｎＰｒｏｄ∞ｔ　）（ＣＤＰ）　（１２）企业重组（Ｂｕｓｉｎｅｓｓ　Ｒｅｅ￣ｎｅｅｒｉｎｇ）（ＢＲ）。　（１３）并行工程（Ｃｏｎａｕ＇ｒｅｎｔ　Ｅｎｇｉｎｅ　ｎｇ）（ｃＥ）。　（１４）环境友好生产（Ｅｍｑｒｏｔｇｎｅｎｔ　Ｆｒｉｅｎｄｌｙ　Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒ—　ｉｎｇｊ（ＥＦＭ）。　（１５）精益生产（Ｌｅｍ　Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ）（ＬＰ）。　（１６）敏捷制造（Ａ　ｋ　Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ）（ＡＭ）。　（１７）多智能体制造系统（Ｍｕ　Ａｇｅｎｔ　Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ　Ｓｙｓ—　ｔｅｎｊ（Ｍ６ＭＳ）。　（１８）虚拟制造（ｖｉｒｔｕａｌ　Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ）（ＶＭ）。　（１９）协同制造（Ｈｄｏｎｉｃ　Ｍａｎｕ［ａｃｔｕｒｉｎｇ）（ＨＭ）。　（２Ｏ）生物型制造（Ｂ　ｃａｌ　Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ）（ＢＭ）。　（２１）寿命周期工程（“ｆｅ　Ｃｙｃｌｅ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）（ＬＣＥ）。　（２２）绿色制造（Ｇｒｅｅｎ　Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ）（ＧＭ）。　（２３）网络合作制造（Ｎｅｔｗｏｒｋ—Ｃｏｌｈｂｏｒａｆｉｖｅ　ＭａｎＩ出ｃｔｕｒ—　ｉｎｇ）（ＮＣＭ）。　（２４）远程制造（Ｒｅｍｏｔｅ　Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ）（ＲＭ）。　（２５）全面生产维护（Ｔｏｔｄ　Ｐｍｄｕｃｆｉｏｎ　Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ）　（Ⅱ】Ｍｊ。　（２６）开放结构制造系统（Ｏｐ　Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ　Ｍａｎｕｆａｅｔｕｒ—　ｉ哩Ｓｙｓｔｅｎｌｊ（ＯＡＭＳｊ。　（２７）智能制造（Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ　Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ）（１Ｍ）：　（２８）分形企业（Ｆｒａｃｔａｌ　Ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅ）（ＦＥ）。　（２９）预计生产改进系统（Ｐｒｅ－Ｐｌａｒｍｅｄ　Ｐｒｏｄｕｃｔ　ｈａｐｒｏｖｅ．　ｍｅｒｉｔ　Ｓｙｓｔｅｍ）（ＰＰＰＩＳ）。　（３Ｏ）企业资源计捌（Ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅ　Ｐｌａｎｎｉｎｇ）　（职Ｐｊ。　（３１）自组织生产系统（Ｓｄｆ－Ｏｒｇａｔ￣ｉｚｅｄ　Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　Ｓｙｓｔｅｍ）　（ＳＯＰＳ）。　（３２）全球制造（Ｇｌｏｂｄ　Ｍｍｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ）（ＧＭ）。　（３３）下一代制造系统（Ｎｅｘｔ　Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ　Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ　Ｓ州∞ｊ（ＮＧＭＳ）。　在以上各制造系统中，有的已研究很多年，并有了成　熟的系统，如ＣＡＤ　：Ａ＾Ｉ／ＣＡＥ、ＧＴ、ＭＲＰ一＿ＩＩ、Ｊ１Ｔ、　ＣＡｆ　、ＦＭＳ、Ｃ１ＭＳ等；有的是最近几年才开展研究的根　不成熟的系统，如ＣＥ、ＬＰ、ＡＭ、ＶＩｖＩ、ＥＲＰ、ＩＭ、ＮＣＭ　等；还有的是刚刚提出研究设想的系统，如ＨＭ、ＢＭ、　ＧＭ（绿色制造）、ＲＭ、ＧＭ（全球制造）、ＮＧＭＳ等。　３．现代制造系统模式的发展趋势　虽然上述所提出的现代制造系统千差万别，但从企业　目标、管理模式、运行机制、关键技术及生产过程等方面　来看，又有许多共同处，有的还互相交叉、方法共用，大有　４·　殊途同归之感。这些共同点就构成了现代制造系统与技术的　
发展方向　以下分别列出上述各制造系统的共同发展趋势：　
（１）所有的制造系统模式均与生产管理模式相结合许　
多系统已是“制造一管理”一体化的系统，有的甚至是“设　
计一制造一服务一管理”一体化的系统。提高制造系统的生　
产率已从注重设备自动化转向注重生产过程的科学管理　
（２）从企业利益驱动转向用户利益和社会利益驱动即　
从以企业利润为目标转向以用户的价格、质量、交货期、售　
后服务为目标，甚至以用户的个性化、参与式需求为目标。　
（３）生产管理从基本劳动与资本的管理转向基于信息　
和知识的管理。　
（４）充分利用信息技术的最新成就，使企业的生产模　
式从漉水线式的自主集成化生产转向分散网络式并行工程　
的协同集约化生产　
（５）更多地注重发展适于中、小企业的制造系统　利　
用网络合作，使分散的中、小企业组成大规模的生产联盟，　
达到短周期、快晴应、大规模、低成本生产的目的。　
（６）更加注意发挥人在生产中的创新作用制造系统　
从面向技术为主转向面向发挥人的创新能力为主：　
（７）使制造系统成为自学习、自适应、自组织的智能　
系统与计算机科学与技术的前沿研究相结合，使现代制　
造系统成为新一代智能计算机发展的动力和应用对象　现　
代制造系统的研究为智能计算机的研究提出新同膊、提供　
新方法和新理论，促进了计算机科学的发展。　
（８）现代制造系统所依赖的基础制造技术是：各种快　
速制造技术、精密制造技术、特种加工技术、传感与检测　
技术、数控技术、自动编程技术、成组技术、ＣＡＤ亿ＡＭ／　
ＣＡＰＰ技术、机电自动化技术、机器人技术、信息（传输、　
处理、集成、共享）技术、各种精密成形技术、自动精密　
装配技术等等。其中绝大部分是传统的制造技术，但都是　
以现代高新技术改造了的传统制造技术。　
（９）大力发展车间级的生产管理和控制系统这些系　
统是整个制造系统的。基石”，脱离了它，整个制造系统就　
成为“空中楼阁”。此外，车间生产控制系统也可以独立工　
作，成为并行工程中的一个“自治体”，因此可以更好地在　
网上发挥其创新功能。　
（１０）所有的制造系统都克分地考虑到对资源的有效利　
用，资源的回收、再生，有的还进一步考虑到资源的更新。　
（１１）对环境更加关注　制造过程的废物不得污染环　
境，环境保护是建立企业的先决条件。现代制造系统应该　
是绿色制造系统。　
（特续）　（收穑日期：２００１０２ｉｓ）　

机械ＩＡｔ冷掘Ｉ　２００１年第，期　

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