网络化敏捷制造

时间：2023年07月11日

来源：yuan22

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篇1：网络化敏捷制造

摘要：制造业从其产生到现在，历经了多次改革和发展：50年代和60年代，制造业主要追求较大的生产规模；70年代，则转而寻求较低生产成本；80年代以后，又形成产品质量的竞争；此后，制造业开始超越这些传统的制造模式，进而向柔性化、灵敏化方向发展，并由此产生了一系列的先进制造模式——柔性生产、精良生产，敏捷制造等。对制造的发展阶段进行了简单回顾，概述了网络化敏捷制造的概念，总结了网络化敏捷制造的组成部分，综述了该领域的国内外研究与应用现状。关键词：敏捷制造；网络；先进制造 1.概述制造业从其产生到现在，历经了多次改革和发展：50年代和60年代，制造业主要追求较大的生产规模；70年代，则转而寻求较低生产成本；80年代以后，又形成产品质量的竞争；此后，制造业开始超越这些传统的制造模式，进而向柔性化、灵敏化方向发展，并由此产生了一系列的先进制造模式——柔性生产、精良生产，敏捷制造等．1991年，美国“Lehigh大学等向美国国会提交的《21世纪制造企业发展战略报告》一文中明确提出了敏捷制造的概念”。此后，世界各国都先后开始了对敏捷制造的研究。目前对敏捷制造尚无一个正式的定义，通常认为，敏捷制造是将灵活的动态联盟、先进的柔性制造技术以及高素质的人员进行全面集成，使参与动态联盟的企业能够共同工作，灵敏地获取市场需求，快速满足市场需求”。敏捷制造的具体执行过程是：制造企业根据市场需要，寻求合作伙伴，组成动态联盟，联盟中的每一个合作者负责该产品的一个模块或组件。产品生产完毕，动态联盟即宣告结束，组成动态联盟的企业，其经营模式能够对不可预知的改变作出有效的、迅速的回应，这类企业被称为是敏捷企业”。网络化敏捷制造是指敏捷制造以网络为工具，进行制造中所需的产品信息，工艺信息、市场信息、反馈信息、企业信息等的传递和交流．网络化敏捷制造的含义十分丰富，包括如下一些内容：1)对传统的企业战略发展模式及制造模式的改革；2)成本与产品类型及生产规模脱离的制造技术；3)依靠高科技和现代化管理而不是传统的材料、设备与劳动力来获取高利润；4)对无法预测和持续变化的市场环境的适应；5)以并行工程、动态虚拟联盟为管理模式；6)以虚拟制造技术为主的实现方法和手段；7)信息技术、自动化技术等各类先进技术的集成 2网络化敏捷制造的国内外研究现状自敏捷制造被提出以来，各国的大公司都投入了大量的人力、物力对其进行研究，作为面向2l世纪的制造模式的敏捷制造成为了制造、计算机、控制管理等学科的研究热点。我国从1993年开始进行敏捷制造的研究，并根据中国的国情设立了一系列有关敏捷制造研究的“863”课题。到目前为止，网络化敏捷制造研究取得的主要成就如下：2.1虚拟制造技术的应用1)虚拟车间研究 “爱荷华洲大学在年进行过一个由美国自然科学基金资助的项目，这个项目的研究内容以仿真在FMS虚拟环境中的集成为主．在国内，东南大学通过对仿真技术及虚拟现实构造工具的分析，提出了达到模型驱动和动态决策能力以及适应系统变化的主要方法；2)可用于虚拟环境的系统仿真模型的研究”。密歇根大学在1998年研究了适应敏捷制造的仿真。这个研究提出了一个柔性制造单元在先进先出规则下最小成本的重组的优化方法，它能够找到一个局部最优解用来同时选择和调整系统资源分布及生产调度方案。2．2 分散网络化制造同济大学在综合我国目前国情的基础上，提出了分散网络化制造．分散网络化制造是一种可持续发展的生产模式。分散的含义是动态、没有规律地和地理上相隔。网络化又意味着利用信息和通信技术把分散的集团成员组织起来进行生产，其目标是按照中国国情，在中国内地和香港的制造业中实施敏捷村造。他们的研究结果表明分散网络化制造具有如下能力：1)快速地、并行地组织不同的部门或集团成员将新产品从设计转入生产；2)快速地将产品制造厂家和零部件供应厂家组合成虚拟企业，形成高效的供应链；3)在产品实现过程中各参加单位能够就用户需求、计划、设计、模型，生产进度、质量以及其他数据进行实时交换和通讯。2．3 分布式网络化研究中d在敏捷制造中的应用分布式网络化研究中心利用信息技术，网络技术和计算机技术对现实研究活动中的人，物，信息及研究过程进行全面的集成，也可以被认为是将现实的研究机构的职能在网络中的映射，是一种虚拟的工作模式，成员之间信息共享、风险共担，盈利和成本均摊。其作用主要表现在：1)解决了研究人员的异地工作问题，可以弥补人才流失的不足；2)通过网络调动全国各地分散的技术、人员、资金等科研力量，集中协调、优化配置，共同进行科研工作；3)促进了产学研的一体化，适应现代社会发展的要求；4)可以加快我国的人才培养速度和人才使用效率．目前的研究主要是在公共对象请求代理结构(C0RBA)的基础上所进行的分布式网络化研究中心与敏捷制造中虚拟公司的结合。2．4 面向敏捷制造的可视化团体决策系统.西南交通大学在通过对面向敏捷制造的可视化团体决策系统的研究的基础上，开发了基于、№b的可视化团体决策系统。该系统使用电子数据交换(EDI)、技术数据交换、电子商务和电子管理(E～Management)等技术，建立了一系列模块，提供了对合作仓业及虚拟企业组建过程决策问题臌持等内容．同时该系统也对具有结构化、统一化及完整性要求的数据库结构、满足可重组的 (Reconfigurable)、可重用(Reusable)和可扩充(Scalable)的网络系统结构及合作企业分权等的设计傲了一定的研究。2．5 计算机支持协同技术在网络化敏捷制造中的应用Monplaisir，Leslie F．开发和评估了一个计算机支持协同技术的原型，该原型能够对敏捷制造系统的系统化的评估进行辅助．并在实际中得到应用。国内，南京理工大学在计算机支持协同技术的基础上提出并开发了MCSDM系统。这个系统可以使分布在异地的CAD、CAPP、CAM项目组成员在一个虚拟的协作环境中协同工作。该MCSDM系统目前所实现的功能是：1)实时语言共享；2)共享视频；3)共享白板；4)系统设计工具；5)多媒体电子邮件．3 网络化敏捷制造的构成系统网络化敏捷制造的构成系统十分庞大，这个系统主要由如下方面的技术或条件组成：3.1高素质的人员在网络化敏捷制造中，具有高素质的人才是必不可少的．各类人才的高素质主要表现在以下几方面：1)领导人员拥有勇于创新的意识。知道敏捷制造所具有的一切概念：2)管理人员具有全面的现代化管理技能，精通管理，也熟悉现代化的通讯手段和交流方式；3)技术人员具有团队精神和优秀的开发技术。3.2虚拟制造技术(VMS)虚拟制造技术是网络化敏捷制造的主要实现工具。其本质是以计算机支持的仿真、产品建模、人工智能、并行工程及分布式智能协同求解等技术为前提，对设计、制造等过程进行统一建模：在设计阶段实时地、并行地模拟产品未来制造全过程及其对产品设汁的影响，预测产品性能、产品的可制造性、产品的成本等”。基于网络化敏捷制造的虚拟制造技术有如下两个方面的特征.：1)可利用高柔性的设备，标准的软件简单地插接在原有的虚拟模型当中；2)能够响应未来的外部环境．重新配置内部环境，达到优化生产的目的。3.3敏捷企业或团体敏捷制造的主要过程就是一个敏捷企业或团体不断加盟组成动态联盟的过程。因此，敏捷制造必然离不开敏捷食业或团体的加入。对每一个敏捷食业或团体而言，其生产的产品具有高度的标准化、模块化。而且每个企业还应当至少具有一项其他合作企业所没有的技术或设备．3．4 畅通的网络及各种网络技术网络是网络化敏捷制造的基础设施，没有畅通网络，网络化敏捷制造也无从谈起。在网络化敏捷制造中常用的网络包括如下几类：1)基于Internet的制造环境内部网络；2)基于Internet的制造业与外部联系的网络．网络化敏捷制造中，网络技术自然不容忽视．在制造中可能使用到如下一些网络技术：1)计算机支持协同(CSCW)技术”；21网络安全技术；3)电子商务；41电子后勤。3.5 准确、广泛的信息来源在网络化敏捷制造中，信息按需求可分为产品制造信息、工艺信息、食业服务信息这三类”l，准确广泛地获取这类信息，也是敏捷制造的一个重要组成部分。4 结语网络化敏捷制造作为一种先进的制造模式，正口益受到各国制造企业和研究团体的重视．虽然目前的研究还是以概念和基本理论为主，应用也只是简单层次和不全面的，但是随着对网络化敏捷制造构成技术研究的深入以及技术的完善，必将给制造业带来巨大的进步和效益．参考文献：[1]幸研.敏捷化车间虚拟环境的研究[J].制造业自动化,,22(2):21-24[2]武振业.面向敏捷制造的可视化团队决策系统的设计[J].计算机应用研究,2000,(3):9-11[3]陶金珏.敏捷制造模式研究[J].航空工程与维修,,(1):34-36[4]陈晓川.分布式网络化研究中心及其在敏捷制造中的应用[J].机械与电子,,(5):15-18[5] .分散网络化制造[J].机械与电子,1998,(5):3-6[6]林华.一个面向敏捷制造的SCSW系统[J].计算机工程与科学,1998,20(2):51-55[7]严隽琪.基于网络的敏捷制造[J].中国机械工程,2000,11(1-2):101-104

篇2：什么是敏捷制造？

敏捷制造在管理上所提出的创新思想之一是“虚拟公司”。敏捷制造认为，新产品投放市场的速度是当今最重要的竞争优势。

推出新产品最快的办法是利用不同公司的资源，使分布在不同公司内的人力资源和物资资源能随意互换，然后把它们综合成单一的靠电子手段联系的经营实体——虚拟公司，以完成特定的任务。

也就是说，虚拟公司就像专门完成特定计划的`一家公司一样，只要市场机会存在，虚拟公司就存在；该计划完成了，市场机会消失了，虚拟公司就解体。能够经常形成虚拟公司的能力将成为企业一种强有力的竞争武器。

只要能把分布在不同地方的企业资源集中起来，敏捷制造企业就能随时构成虚拟公司。在美国，虚拟公司将运用国家工业网络――全美工厂网络，把综合性工业数据与服务结合起来。

以便能够使公司集团创建并运作虚拟公司，排除多企业合作和建立标准合法模型的法律障碍。这样，组建虚拟公司就像成立一个公司那样简单。

篇3：企业信息化与敏捷制造

企业信息化与敏捷制造

摘要: 随着网络技术的发展，信息不仅已经成为制造产业的决定性因素，而且还是最活跃的驱动因素。在此背景下，本文分析了制造中的信息需求，阐述了制造业信息化现状，提出了敏捷制造网络化工程的具体实施方案及其中的关键技术。

关键词: 信息敏捷制造网络

制造业信息化进程

半个世纪以来，特别是近三十年来，信息革命已经渗透至各个经济部门，迅速改变着传统产业和整个经济的面貌。计算机和通信技术的迅猛发展极大地拓展了制造业的广度和深度，产生了一批新的制造哲理和制造技术，使制造业正发生着质的飞跃。纵观制造业信息化进程，可将其分为以下几个阶段：

功能自动化阶段。七十年代电子技术和计算机技术的发展为生产领域的自动控制提供了可能，使得以计算机为辅助工具的制造自动化技术成为可行，由此出现了计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)、计算机辅助工艺规划(CAPP)、物料管理计划(MRP)等自动化系统。

信息集成阶段。八十年代针对设计、加工和管理中存在的自动化孤岛问题，实现制造信息的共享和交换，采用计算机采集、传递、加工处理信息，形成了一系列信息集成系统，如CAD/CAPP/CAM、CAD/MRPⅡ、CAPP/ MRPⅡ，CIMS。

过程优化阶段。九十年代信息和通信技术在知识经济发展过程中处于中心地位，企业意识到除了信息集成这一技术外，还需要对生产过程进行优化。如用并行工程（CE）方法，在产品设计时考虑下游工作中的可制造性、可装配性等，重组设计过程，提高产品开发能力；用企业经营过程重构（BPR），将企业结构调整成适应全球制造的新模式。

敏捷化阶段。九五年以后，以Internet为代表的国际互联网，正以极快的速度在发展。Internet 在改变信息传递方式的同时也改变着企业组织管理方式，使以满足全球化市场用户需求为核心的快速响应制造活动成为可能，敏捷制造(AM)、虚拟制造(VM)等新的制造模式应运而生。

从制造业信息化进程可看出，随着信息技术、计算机技术的迅速发展，从知识到应用之间的间隔越来越短，未来的制造业在某种意义上将成为一种信息产业，信息将成为制造业的决定因素，用信息技术促进未来制造的改造已成为时代潮流。21世纪，世界制造业发展的总趋势是：信息技术在促进制造业发展过程中的作用仍然是第一位；独占性技术决定了产品的价值和价格；联合和竞争两位一体，并超出国界，敏捷性成为制造业追求的目标；管理创新对制造业发展的作用日益突出。制造技术继续围绕信息化、智能化、精密化、集成化和绿色化方向发展。

2 敏捷制造信息化需求

2.1 信息需求

信息革命促使了市场全球化，使现代企业呈现集团化、多元化和动态联盟的发展趋势：企业跨越不同的地域，产品涉及多个领域。这些企业需要及时了解各地分公司的生产经营状况，同一企业不同部门、不同地区的员工之间也需要及时共享大量企业信息，企业和用户之间以及企业与其合作伙伴之间也存在着大量的信息交流。只有了解企业信息的需求，才能有效管理组织这些信息，选择合作伙伴，实现敏捷化制造。企业信息涉及有关产品设计、计划、生产资源、组织等类型的数据，不仅数据量大，数据类型和结构复杂，而且数据间存在复杂的语义联系，数据载体也是多介质的。

制造业中信息按其需求可分为两部分：产品制造信息、企业服务信息。其中产品制造信息包括产品信息和工艺信息。

产品信息[1] 包括与产品制造有关的所有信息，如产品几何拓扑信息（3D实体模型、2D图纸以及VRML格式图片等）、加工要求信息、组成产品零件的材料和热处理信息、装配要求信息、产品检验信息、产品功能信息、产品制造成本和制造周期等信息。

工艺信息包括产品制造过程中的各种加工方法及其应用范围、设计规范，用于新产品的加工工艺性和设计可行性评价，提供各种加工手册、设计手册。

企业服务信息包括产品市场信息（产品基本价格、批量价格、价格的有效期和交货期）、企业生产能力信息（主要设备、特殊设备、大型设备）、企业产品开发能力信息等。

2.2网络服务需求

对制造业企业来说，网络应用服务的需求主要集中在以下几个方面：

希望上网发布企业信息，如企业介绍、产品介绍等；

能有行业性的专业网站提供行业信息、行业动态等；

能在网上了解有关的政策法规，为企业活动提供依据；

能在网上跟踪行业技术信息，为企业开发适合市场需求的新产品；

与用户进行网上信息的交流，及时反馈用户意见，组织网上用户的培训与产品使用问题的解决等；

与协作生产企业进行网上的信息交流和商务活动，提高工作效率；

开展网上的商务活动，如产品销售、产品的虚拟展示等；

数字化产品模型共享，建立一个虚拟三维产品的“图书馆”，让各企业分享，减少巨大的重复性CAD造型工作。

制造业信息化建设和研究现状

3.1 信息化现状

目前我国在信息高速公路上投入了大量的建设资金，全国的信息高速公路网络已初具规模。企业的CAD、CIMS、ERP等方面的信息化建设也积累了不少经验，但信息化建设的发展也出现了不平衡，如：

“信息公路上的车不多”，网上信息量少，内容不够丰富，不能吸引用户；

上网费用还太高，不能被广大用户所接受；

技术上还较为复杂，用户无法自我维护；

网上的电子商务条件还不成熟，无法进行网上交易；

Internet服务提供者(ISP)和Internet内容提供者(ICP)的服务质量还有待改进；

众多传统的传媒业正面临着重新划分市场的激烈竞争。

必须解决如何利用信息网络为广大用户，特别是直接创造财富的制造业企业提供更多更好的服务这一问题。

3.2 制造业网络工程研究现状

市场的全球化使得企业之间的竞争更加激烈，出现了一系列现代生产模式和制造哲理，要求改变企业现有的组织结构，实现多种敏捷组织形式，如项目任务协同功能工作小组、虚拟集团及多种合作组织机构，建立起协同合作为主导的“竞争 � 合作 � 协同”机制。网络技术和计算机技术的发展，为制造业中海量信息的处理提供了可能，促进了敏捷企业网络化工程的组建。

国外典型研究有[2~6]：1994年美国能源部提出了“敏捷制造的使能技术(TEAM)”，TEAM集成产品的设计和

制造，建立了一个“产品实现过程模型”；“全美工厂网络（FAN）”建立于1995年，是国家工业数据库，提供包括生产能力，各种工程服务项目、产品及其价格和性能数据、销售和用户服务专门服务；1995年洛克海德・马丁航空公司建立“制造系统的敏捷基础设施网络AIMSnet”，利用国际互联网支持和管理敏捷企业的供应链；美国通用电器研究和开发部的“计算机辅助制造网络（CAMnet）”建立于，它通过Internet网提供多种制造支撑服务，如产品设计的可制造性、加工过程仿真及产品的试验等，使得集成企业的成员能够快速连接和共享制造信息。这些网络主要为大公司的成员和客户提供服务。

国内的主要研究有：

虚拟异地合作设计组织[7] 主要强调在产品设计和开发中，获取设计知识的异地合作。我国企业存在一批可以支持产品开发中设计知识获取的资源或潜在资源，要使这些资源以及企业外资源能以企业开发某项产品的行为为中心并和企业组织在一起，共同为这个项目的完成进行设计知识、特别是新知识的获取工作。已有一些异地合作设计组织的新概念和关键技术研究，在实验室中有一些局部非常初级的试验，如上海交通大学与上飞厂之间进行了异地设计的联网试验；西安交通大学、清华大学与上海交通大学等高校也在策划异地合作设计网，但这些工作仍属开始阶段。

分散网络化生产系统[5]，[8] 强调生产系统的网络化。分散网络化是指将动态的、没有固定隶属关系的和地理上相隔的集团，利用信息和通讯技术把它们加以组织起来进行生产，快速地以合理的成本将产品从设计转入生产。通过国际互联网，对产品设计、工艺、生产和工况信息从一个生产单元传送到异地的生产单元进行测试。上海先进制造技术中心于提供的上海交通大学的快速原形制造中心的上网服务，同济大学也与香港某些中小型企业进行了联网合作制造模具的试验，但这样的系统还需要有进一步的研究和配套措施。

4 敏捷制造网络工程实施建议

利用互联网、企业内部网，构建敏捷制造网络集成平台，可建立有关企业和高校、研究所、研究中心等结合成一体的敏捷制造网络体系，实现基于网络的信息资源共享和设计制造过程的集成；建立以网络为基础的，面向广大中小型企业的先进制造技术虚拟服务中心和培训中心，建立网络化制造工程，具体实施包括基于Intranet 的制造环境内部网络化和基于Internet制造业与外界联系的网络化，如图1。

4.1基于Intranet的制造环境内部网络化

实现企业中工程设计、管理信息系统等制造过程各子系统的集成，完成企业内部网的

图1制造业信息化网络工程建议

建设，深化应用CAD、CIMS技术，提高企业在计算机网络支持的新型制造模式下的管理水平。

4.2基于Internet网企业与外界信息交流

通过Internet网可实现企业与外界的联系，其中主要内容包括：

敏捷供应链。把生产商、供应商、销售商等在一条链路上的所有环节都联系起来并进行优化，使生产资料以最快的速度，通过生产、分销环节变成增值的产品，送到消费者手中。这不仅降低了成本、减少了库存，而且使资源得到优化配置，更重要的是通过信息网络，介绍企业及企业产品，实现企业生产与销售的有效连接，物流、信息流、资金流的合理流动。

公共数据中心。建立公共数据中心，即网上的制造资源信息库，也就是用现代化手段使信息和知识为最大可能多的需求者服务，充分体现其价值。这里的资源包括了企业富余的生产能力、特种制造手段、CAD/CAE/CAM软件；标准件、通用件、图库；各种人才信息；技术信息和产品信息。

远程服务体系。远程服务是在资源的需求者和提供者之间架设起现代化的交通网。特别是象快速成型（RP）等先进制造技术与装备，这些技术往往比较复杂，而且这些设备往往比较昂贵，不是所有企业都能轻易添置的。另外，每个企业单独拥有这样的资源，往往使用效率不高，造成资源的闲置与浪费。建立远程服务体系就可以使上述问题得到较圆满的解决。建立这样的体系，首先要有掌握某项先进制造技术和拥有必要设备资源的“服务中心”，然后要研究Internet/web分布式网络计算与网络安全支持技术，建立基于web客户机/服务器分布式计算模式的、支持多个用户、多个站点的远程服务系统的体系结构。

异地设计和制造。不受地域限制，由多个异地的企业组成动态联盟，合作开发同一产品，从而保证企业抓住转瞬即逝的市场机遇，赢得竞争。其关键的.问题在于分布式产品设计与制造的过程集成与管理，异构、跨平台的设计与制造工具。研究内容包括：远程项目组织与管理；网络安全性；数据交换格式；远程信息维护；远距监测与控制机理等等。

虚拟学校。信息日新月异的变化使继续教育显得尤为重要，可以用网络技术将培训资源充分调动起来，组成虚拟的“先进制造技术学校”，在知识的传授者与吸收者之间构筑“多对多”的通道，打破空间与时间的限制，使更多的劳动者得到培训的机会。这需要首先进行网上教学的课程建设，同时要建立由若干个培训中心联网组成的培训网，还要制作与网上教学相匹配的教材及音像资料，建立教与学进行交流的机制和培训网的运行机制，研究培训的评估方法。为了提高培训质量，还应将虚拟制造技术的研究与网上培训结合起来。

5 制造网络实现的关键技术

在信息技术的条件下，将分布于世界各地的产品、设备、人员、资金、市场等企业资源有效地集成起来，采用各种类型的合作形式，建立以网络技术为基础的、高素质员工系统为核心的敏捷制造企业运作模式，其关键技术有：

分布式网络通讯技术[9~12]。 Internet 、Intranet、 Web 等网络技术的发展使异地的网络信息传输、数据访问成为可能。特别是Web技术的实现，可以提供一种支持成本低、用户界面友好的网络访问介质，解决制造过程中用户访问困难的问题。

网络数据存取、交换技术。网络按集成分布框架体系存储数据信息，根据数据的地域分布，分别存储各地的数据备份信息，有关产品开发、设计、制造的集成信息存储在公共数据中心中，由数据中心协调统一管理，通过数据中心对各职能小组的授权实现对数据的存取。

CIMS技术。CIMS工程项目主要包括生产计划管理、自动化制造系统技术信息管理、技术信息管理、工程数据库管理、办公自动化、决策支持、质量保证、库存管理等应用子系统的开发，各应用子系统间系统平台集成、数据信息交换是企业间成功实施动态联盟企业的关键技术基础。

协同工作技术。在一定的时间（如产品生命周期中一个阶段）、一定的空间（如产品设计师和制造工程师并行解决问题这一集合形成的空间）内，利用计算机网络，小组成员共享知识与信息，避免潜在的不相容性引起的矛盾。同时，在并行产品开发过程中，多功能小组之间，多

功能小组各专家之间由于各自的目的、背景和领域知识水平的差异必将导致冲突的产生，因此需要通过协同工作，解决各方的矛盾、冲突，最终达到一致解。

工作流管理。其主要特征是实现人与计算机交互时间结合过程中的自动化，主要涉及的内容是工作任务的整体处理过程、工作组成员间依据一组已定义的规则及已制定的共同目标所交换的文本文件、各种多媒体信息或任务，工作流管理系统是一个用于分布式环境中工作任务进程间的协调或协作式处理软件系统。

6 总结

打破小单位和行业的局限，在政府的统一规划与组织下，实行产学研结合，深入开发，广泛利用信息资源，建立敏捷制造网络化工程，加速制造业数字化、网络化与敏捷化。这不仅对于制造业本身的改造，地区信息港的建设，有十分重要的战略意义和现实意义，而且也能够在近年内达到开展异地设计与制造、网络服务、网上数据共享和网上培训等的预期目标，必将推进企业信息化进程。

参考文献

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Research On Network-based Agile Manufacturing

Yan Junqi，Ni Yanrong，Ma Dengzhe

（Mechanical Engineering Department, Shanghai Jiaotong University, Shanghai 30）

Abstract: With the development of network technology, information becomes not only the

crucial dominate factor of manufacturing but also the active drive factor of manufacturing.

Under the background, this thesis analysis the information demands of manufacturing

and clarify the actuality in agile manufacturing .The thesis also bring forward how carry

the agile manufacturing scheme into execution. The scheme includes some key

technology.

Key Words: Information Agile Manufacturing Network

篇4：敏捷制造的特点

敏捷制造的目标是快速响应市场的变化，抓住瞬息即逝的机遇，在尽可能短的时间内向市场提供高性能、高可靠性、价格适宜的环保产品，为了实现这一目标，实现敏捷制造的企业应具有如下特点：

技术研发能力

信息时代的技术进步速度加快，互联网大大提高了信息传播速度和知识普及范围，新技术被全球各地的人迅速地吸收、掌握、应用。企业要保持领先地位，就要拥有强大的技术研发实力，确保新产品的及时更替。

人们日益意识到，高技术含量的产品带来高附加值。技术成为决定产品利润的重要因素。这也正是美国企业赖以抗衡日本企业的武器。

日本人提出了精益生产模式，主要是通过降低成本的方法来提高利润。在长期的生产管理实践中，日本人发现决定产品成本和利润的主要因素是制造过程中的各种消耗，特别是人的工资消耗。于是日本汽车业就提出了精益生产，旨在优化生产组织结构，去掉一切不增值的生产过程和环节，通过降低成本的方法来提高利润。

而美国人的敏捷制造模式认为，产品结构逐步向多元化、个体化变化，在未来的新经济模式下，决定产品成本、产品利润和产品竞争能力的主要因素是开发、生产该产品所需的知识的价值而不是材料，设备或劳动力。作为高工资成本的发达国家，美国人认识到他们无法和发展中国家在人员工资和劳动力成本上竞争，于是他们希望能尽可能地通过把知识融进产品使之产业化的方法，来获取利润。美国企业在高精尖武器、高端计算机、网络设备、大型管理软件等产品中得到了相当高的利润，也印证了技术实力对企业利润的有力支持。

生产的柔性能力

要想抓住市场机遇，把实验室里新产品的研发模型转化为在成本和价格上具备经济性的商品，必须有相应的生产体系。

过去的生产线是配合大规模生产，生产效率高，但是比较刚性。这种生产线是要求产品部件化、部件标准化、加工工序规范化，然后应用泰勒的管理思想，把工人固定在以一定节奏运转的生产线旁，从事几项简单的、极易熟练的加工工序。

而现在生产潮流由大批量生产转向小批量多品种的方式，因此刚性生产模式也要改成敏捷化生产模式，即通过可重组的、模块化的加工单元，实现快速生产新产品及各种各样的变型产品，从而使生产小批量、高性能产品能达到与大批量生产同样的效益，达到同一产品的价格和生产批量无关。

敏捷制造型企业在改造生产体系时，十分重视现代技术的应用。他们充分地利用各种信息和现代工程技术，能通过并行工程和仿真技术的应用，对全生产过程的仿真模拟来实现“第一个产品就是最优产品”的目标，从而彻底取消原型和样机的试生产过程。

个性化生产

敏捷制造型企业按订单组织生产，以合适的价格生产顾客的订制产品或顾客个性化产品，

这种方式取代了单一品种的生产模式，满足了顾客多种多样的要求。

敏捷制造生产方式在我们生活中已经随时可见。1小时照片冲印和立等可取的配眼镜服务就是敏捷制造的范例。而且由于先进制造技术和优化思想的应用，这些产品和服务的价格与原来相比，并没有大幅度的增长。

企业间的动态合作

敏捷制造要求企业对内部的生产工艺、流程、机构能迅速进行重组，以对市场机遇做出敏捷反应，生产出用户所需要的产品。当企业发现单独不能做出敏捷反应时，就要进行企业间的合作。

敏捷制造型企业不强调全能，而强调企业间的动态合作;不要求企业“大而全”，而要求企业能“精而深”，拥有某个方面的核心竞争力。敏捷制造企业较并行工程阶段的制造企业更强调企业结盟，企业利用以网络为基础的集成技术，包括异地组建动态联合公司、异地设计、异地制造等有关的集成技术，在信息高速公路中建立工厂子网，乃至全球企业网，通过互联网和其他企业进行合作，组织产品的设计、生产、组装、调试等活动，实现跨企业的动态联盟，对机遇做出快速响应。

激发员工的创造精神

敏捷制造型企业建立一种能充分调动员工积极性、保持员工创造性的环境，以巩固和提升企业持续的创新能力。在步入知识经济和信息经济的今天，员工面临着技术进步带来的巨大压力，有的公司预测它们将以每年20%的速率淘汰它们的员工，因为这些员工掌握的技能过时了又没有及时更新。而且商品市场国际化的同时也创造了一个国际化的劳动力市场，教育的发展和普及使得原本相对专业的工作技能成为大众化的普通技能，发达地区的员工受到了发展中地区的同行的冲击，他们的技能相似，而后者的薪水更低。以美国为代表的发达国家制造业开始提升本国员工的创造性，而不单单是培养他们的职业技能，以便保持企业的领先地位。

有远见的领导者将具有创新能力的员工看成是企业的主要财富，而把对员工的培养和再教育作为企业长期投资行为。

新型的用户关系

敏捷制造型企业强调与用户建立一种崭新的“战略依存关系”，强调用户参与制造的全过程。制造商将发现，最好的产品不是他们为客户设计的，而是他们和客户一起设计的。要想满足客户的越来越高的要求和期望，最好的方法是把客户吸收到产品设计和制造的流程中来。

许多企业提供电子商务平台，根据用户在网络上提交的定单进行生产;还利用网络收集用户的意见和建议，加强产品客户化的程度。海尔公司的“左开门冰箱”即是一个很好的例子。当时，哈尔滨的一位用户因为家里的空间限制，希望冰箱能够是左开门，而不是标准冰箱的右开门。于是，他在海尔公司的电子商务网站上定制了左开门冰箱。由于海尔公司的冰箱生产部件是模块化，可以根据不同需要进行组装，7 天后顾客就收到了产品。

篇5：敏捷制造的概念

目前，敏捷制造(AgileManufacturing，简称AM)还没有公认的定义，这里选用了美国学术界的定义方式。

美国Agility

Forum(敏捷制造的研究组织)将敏捷制造AM定义为：能在不可预测的持续变化的竞争环境中使企业繁荣和成长，并具有面对由顾客需求的产品和服务驱动的市场做出迅速响应的能力。

敏捷制造的创立者认为，随着人民生活水平的不断提高，人们对产品的需求和评价标准将从质量、功能和价格转为最短交货周期、最大客户满意、资源保护、污染控制等。市场是由顾客需求的产品和服务驱动的，而顾客的需求是多样的和多变的，因此企业需要具备敏捷性(Agility)的特质，即必须能在无法预测，不断变化的市场环境中保持并不断提高企业的竞争能力。具备敏捷性的生产方式即敏捷制造。

敏捷制造依赖于各种现代技术和方法，而最具代表性的是敏捷虚拟企业的组织方式和拟实制造的开发手段。

虚拟企业，也叫动态联盟，是由一个公司内部某些部门或不同公司在市场机会来临时，按照资源、技术和人员的最优配置，快速组成临时性企业，去提供市场需要的产品和服务。虚拟企业的存在时间可长可短，有的虚拟企业任务完成后即可宣告解散。对于复杂程度高的产品，由一个企业独立开发和制造是不经济的，也是不必要的，因此，组建虚拟企业能更有效利用诸多外部资源。这种动态联盟的虚拟企业组织方式可以降低企业风险，使生产能力前所未有地提高，从而缩短产品的上市时间，减少相关的开发工作量，降低生产成本，提高企业对市场的响应速度。组成虚拟企业，利用各方的资源优势，迅速响应用户需求是21世纪生产方式——社会级集成生产方式的具体表现。需要指出的是，敏捷虚拟企业并不限于制造，但制造却往往是虚拟企业中重要的组成部分，

敏捷制造的另一种方式是拟实制造，亦称拟实产品开发。它综合运用仿真、建模、虚拟现实等技术，提供三维可视交互环境，对从产品概念产生、设计到制造全过程进行模拟实现，以期在真实制造之前，预估产品的功能及可制造性，获取产品的实现方法，从而大大缩短产品上市时间，降低产品开发、制造成本。其组织方式是由从事产品设计、分析、仿真、制造和支持等方面的人员组成“虚拟”产品设计小组，通过网络合作并行工作;其应用过程是用数字形式“虚拟”地创造产品，即完全在计算机上建立产品数字模型，并在计算机上对这一模型产生的形式、配合和功能进行评审、修改，经过无数次对“虚拟模型”的改进和完善后，再制作最终的实物原型，不仅仅节省成本，而且使新产品模型综合了各方面的考虑，做到了最大程度上的完善，为产品的实际制造和上市销售打下了坚实的基础。拟实制造充分显示出了信息技术和计算机技术的优势功能。

敏捷制造的要素

敏捷制造有三大组成要素：

集成

具体来讲，就是要实现企业组织结构由金字塔式的多层次生产管理结构向扁平的网络结构转变;从以技术为中心向以人、组织、管理为中心转变;在企业物理集成、信息集成和功能集成的基础之上，实现企业的过程的集成、部门的集成。

高速

具体来讲，就是要实现企业对市场机会的迅速响应，能够缩短产品的开发时间，缩短交货期，加快产品的周转率等等。

各级工作人员的自信心和责任心

任何先进的制造系统都离不开实施人员的努力。离开了人的因素，根本谈不上先进思想的贯彻。员工不光是有熟练的劳动技能、专业知识，更重要的是要有责任心和自主意识。

敏捷制造模式强调将柔性的、先进的、实用的制造技术，熟练掌握生产技能的、高素质的劳动者以及企业之间和企业内部灵活的管理,三者有机地集成起来，实现总体最佳化，对千变万化的市场做出快速反应。

篇6：企业信息化和敏捷制造论文

企业信息化和敏捷制造论文

1 制造业信息化进程

半个世纪以来,特别是近三十年来,信息革命已经渗透至各个经济部门,迅速改变着传统产业和整个经济的面貌。计算机和通信技术的迅猛发展极大地拓展了制造业的广度和深度,产生了一批新的制造哲理和制造技术,使制造业正发生着质的飞跃。纵观制造业信息化进程,可将其分为以下几个阶段:

功能自动化阶段。七十年代电子技术和计算机技术的发展为生产领域的自动控制提供了可能,使得以计算机为辅助工具的制造自动化技术成为可行,由此出现了计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)、计算机辅助工艺规划(CAPP)、物料管理计划(MRP)等自动化系统。

信息集成阶段。八十年代针对设计、加工和管理中存在的自动化孤岛问题,实现制造信息的共享和交换,采用计算机采集、传递、加工处理信息,形成了一系列信息集成系统,如CAD/CAPP/CAM、CAD/MRPⅡ、CAPP/ MRPⅡ,CIMS。

过程优化阶段。九十年代信息和通信技术在知识经济发展过程中处于中心地位,企业意识到除了信息集成这一技术外,还需要对生产过程进行优化。如用并行工程(CE)方法, 在产品设计时考虑下游工作中的可制造性、可装配性等,重组设计过程,提高产品开发能力;用企业经营过程重构(BPR),将企业结构调整成适应全球制造的新模式。

敏捷化阶段。九五年以后,以Internet为代表的国际互联网,正以极快的速度在发展。Internet 在改变信息传递方式的同时也改变着企业组织管理方式,使以满足全球化市场用户需求为核心的快速响应制造活动成为可能,敏捷制造(AM)、虚拟制造(VM)等新的制造模式应运而生。

从制造业信息化进程可看出,随着信息技术、计算机技术的迅速发展,从知识到应用之间的间隔越来越短,未来的制造业在某种意义上将成为一种信息产业,信息将成为制造业的决定因素,用信息技术促进未来制造的改造已成为时代潮流。21世纪,世界制造业发展的总趋势是:信息技术在促进制造业发展过程中的作用仍然是第一位;独占性技术决定了产品的价值和价格;联合和竞争两位一体,并超出国界,敏捷性成为制造业追求的目标;管理创新对制造业发展的作用日益突出。制造技术继续围绕信息化、智能化、精密化、集成化和绿色化方向发展。

2 敏捷制造信息化需求

2.1 信息需求

信息革命促使了市场全球化,使现代企业呈现集团化、多元化和动态联盟的发展趋势:企业跨越不同的地域,产品涉及多个领域。这些企业需要及时了解各地分公司的生产经营状况,同一企业不同部门、不同地区的员工之间也需要及时共享大量企业信息,企业和用户之间以及企业与其合作伙伴之间也存在着大量的信息交流。只有了解企业信息的需求,才能有效管理组织这些信息,选择合作伙伴,实现敏捷化制造。企业信息涉及有关产品设计、计划、生产资源、组织等类型的数据,不仅数据量大,数据类型和结构复杂,而且数据间存在复杂的语义联系,数据载体也是多介质的。

制造业中信息按其需求可分为两部分:产品制造信息、企业服务信息。其中产品制造信息包括产品信息和工艺信息。

产品信息[1] 包括与产品制造有关的所有信息,如产品几何拓扑信息(3D实体模型、2D图纸以及VRML格式图片等)、加工要求信息、组成产品零件的材料和热处理信息、装配要求信息、产品检验信息、产品功能信息、产品制造成本和制造周期等信息。

工艺信息包括产品制造过程中的各种加工方法及其应用范围、设计规范,用于新产品的加工工艺性和设计可行性评价,提供各种加工手册、设计手册。

企业服务信息包括产品市场信息(产品基本价格、批量价格、价格的有效期和交货期)、企业生产能力信息(主要设备、特殊设备、大型设备)、企业产品开发能力信息等。

2.2网络服务需求

对制造业企业来说,网络应用服务的需求主要集中在以下几个方面:

希望上网发布企业信息,如企业介绍、产品介绍等;

能有行业性的专业网站提供行业信息、行业动态等;

能在网上了解有关的政策法规,为企业活动提供依据;

能在网上跟踪行业技术信息,为企业开发适合市场需求的新产品;

与用户进行网上信息的交流,及时反馈用户意见,组织网上用户的培训与产品使用问题的解决等;

与协作生产企业进行网上的信息交流和商务活动,提高工作效率;

开展网上的商务活动,如产品销售、产品的虚拟展示等;

数字化产品模型共享,建立一个虚拟三维产品的“图书馆”,让各企业分享,减少巨大的重复性CAD造型工作。

3 制造业信息化建设和研究现状

3.1 信息化现状

目前我国在信息高速公路上投入了大量的建设资金,全国的信息高速公路网络已初具规模。企业的CAD、CIMS、ERP等方面的信息化建设也积累了不少经验,但信息化建设的发展也出现了不平衡,如:

“信息公路上的车不多”,网上信息量少,内容不够丰富,不能吸引用户;

上网费用还太高,不能被广大用户所接受;

技术上还较为复杂,用户无法自我维护;

网上的电子商务条件还不成熟,无法进行网上交易;

Internet服务提供者(ISP)和Internet内容提供者(ICP)的服务质量还有待改进;

众多传统的传媒业正面临着重新划分市场的激烈竞争。

必须解决如何利用信息网络为广大用户,特别是直接创造财富的制造业企业提供更多更好的服务这一问题。

3.2 制造业网络工程研究现状

市场的全球化使得企业之间的竞争更加激烈,出现了一系列现代生产模式和制造哲理,要求改变企业现有的组织结构,实现多种敏捷组织形式,如项目任务协同功能工作小组、虚拟集团及多种合作组织机构,建立起协同合作为主导的“竞争合作协同”机制。网络技术和计算机技术的发展,为制造业中海量信息的处理提供了可能,促进了敏捷企业网络化工程的'组建。

国外典型研究有[2~6]:1994年美国能源部提出了“敏捷制造的使能技术(TEAM)”,TEAM集成产品的设计和制造,建立了一个“产品实现过程模型”;“全美工厂网络(FAN)”建立于1995年,是国家工业数据库,提供包括生产能力,各种工程服务项目、产品及其价格和性能数据、销售和用户服务专门服务;1995年洛克海德・马丁航空公司建立“制造系统的敏捷基础施网络AIMSnet”,利用国际互联网支持和管理敏捷企业的供应链;美国通用电器研究和开发部的“计算机辅助制造网络(CAMnet)”建立于,它通过Internet网提供多种制造支撑服务,如产品设计的可制造性、加工过程仿真及产品的试验等,使得集成企业的成员能够快速连接和共享制造信息。这些网络主要为大公司的成员和客户提供服务。

国内的主要研究有:

虚拟异地合作设计组织[7] 主要强调在产品设计和开发中,获取设计知识的异地合作。我国企业存在一批可以支持产品开发中设计知识获取的资源或潜在资源,要使这些资源以及企业外资源能以企业开发某项产品的行为为中心并和企业组织在一起,共同为这个项目的完成进行设计知识、特别是新知识的获取工作。已有一些异地合作设计组织的新概念和关键技术研究,在实验室中有一些局部非常初级的试验,如上海交通大学与上飞厂之间进行了异地设计的联网试验;西安交通大学、清华大学与上海交通大学等高校也在策划异地合作设计网,但这些工作仍属开始阶段。

篇7：冶金企业网络化制造系统

【摘要】冶金企业作为国家金制品主干力量，对其生产质量是极为重视的。

随着时代的发展，科学技术的进步，人们对冶金的认识也在日益提高。

显然，传统冶金企业的制造方法已经赶不上时代的脚步，无法适应现在的社会需求。

而一种新兴的控制系统——网络化制造系统的面世就会好的解决了这一问题。

首先，不能舍弃传统冶金企业的基本特性，在注重冶金品质的前提下，融入一定的科学技术，将整个冶金企业置于一个科学完善的网络化制造系统之中，这样会形成一个总体结构，大大的提高了冶金企业的生产效率和管理效率。

本文将简单分析冶金企业网络化制造系统的特点，并重点探究相应的制造执行系统，以供广大冶金企业人员参考。

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