第一篇：2009年4月現(xiàn)代制造系統(tǒng)考試卷(完整版)

2009年4月高等教育自學(xué)考試全國統(tǒng)一命題考試

現(xiàn)代制造系統(tǒng)試卷

一、單項(xiàng)選擇題（20分）

1.從古代到19世紀(jì)，制造模式是 【】

A.機(jī)械模式B 手工或手工場式C．生物模式D社會模式

2.NC銑床的Z軸定義為【】

A．平行于主軸的坐標(biāo)軸B 垂直于主軸的坐標(biāo)軸

C．平行于右手定則中的中指的坐標(biāo)軸D用戶指定的坐標(biāo)軸

3.影響FMS布置方案的主要因素是【】

A．加工/處理工作站B 物料傳輸與存儲系統(tǒng)

C．計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)D 信息系統(tǒng)

4.下列哪種坐標(biāo)型的機(jī)器人的工作空間為球型包絡(luò)面【】

A．笛卡爾坐標(biāo)型B極坐標(biāo)型C 圓柱坐標(biāo)型D多關(guān)節(jié)型

5.某FMS的加工對象為中小型圓形零件，其裝卸工作適合于采用【】

A．托盤夾具B 拖車C 自動引導(dǎo)小車D 工業(yè)機(jī)器人

6.能自主根據(jù)外界環(huán)境和系統(tǒng)參數(shù)等的變化，自動調(diào)節(jié)和控制作業(yè)狀態(tài)的機(jī)器人稱為

【】

A．示教再現(xiàn)機(jī)器人B 智能機(jī)器人

C．自適應(yīng)控制機(jī)器人D 學(xué)習(xí)控制機(jī)器人

7.坐標(biāo)機(jī)坐標(biāo)軸及測量由操作者執(zhí)行，由計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，此類控制方式為

【】

A．手動控制B 計(jì)算機(jī)輔助手動控制

C計(jì)算機(jī)輔助自動控制D直接計(jì)算機(jī)控制

8.當(dāng)?shù)毒咧行能壽E在程序軌跡前進(jìn)方向右邊時，所用指令是【】

A．G00B.G40C．G41D．G

429.機(jī)器人哪種元件的空間位置與姿態(tài)的集合稱為位形空間？【】

A．關(guān)節(jié)B 手臂C．手爪或工具D．驅(qū)動器

10.如果采用一個數(shù)據(jù)字節(jié)每次在線上送出一位，各位順序傳送的數(shù)據(jù)通信方式稱為

【】

A.串行通訊B 并行通訊C 互聯(lián)網(wǎng)通訊D串、并混合通訊

11.在CNC裝置中，系統(tǒng)程序、中間運(yùn)算結(jié)果、加工程序和參數(shù)分別存放在 【】

A．EPROM,CMOS ,RAM,RAMBEPROM,RAM,CMOS,RAM

C RAM,CMOS,RAM,EPROMD CMOS, RAM,RAM,EPROM

12．不論是特征碼位法還是碼域法，均在一定程度上受到人的經(jīng)驗(yàn)和主觀因素的影響，缺乏足夠的科學(xué)依據(jù)，但使用時【】

A．方便B較方便C 很方便D不方便

13.信息技術(shù)是一種技術(shù)群，其組成有【】

A．傳感技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用B 計(jì)算機(jī)技術(shù)，通信技術(shù)，數(shù)字通信技術(shù)

C計(jì)算機(jī)技術(shù)，計(jì)算機(jī)應(yīng)用，通信技術(shù)D 傳感技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)

14.某產(chǎn)品裝配時，把作業(yè)人員安排在流水線的兩側(cè)，其原因是受【】

A．優(yōu)先約束B 正區(qū)域約束C負(fù)區(qū)域約束D位置約束

15.JLBM—1分類編碼系統(tǒng)輔助碼的位數(shù)為【】

A．6B 8C10D 1

516.CAD系統(tǒng)主要由哪三部分組成？【】

A．計(jì)算機(jī)、系統(tǒng)軟件、打印機(jī)B 計(jì)算機(jī)、鍵盤、顯示器

C計(jì)算機(jī)及外設(shè)、操作系統(tǒng)、應(yīng)用程序D 計(jì)算機(jī)、鼠標(biāo)、鍵盤

17.編制成組工藝的重點(diǎn)是“成組調(diào)整”，其要點(diǎn)是指【】

A．同一夾具、同一套刀具和輔助工具B同一機(jī)床、同一套刀具

C 同一夾具、同一輔助工具D 同一機(jī)床、同一刀具和夾具

18.最經(jīng)典的優(yōu)化技術(shù)所采用的方法是【】

A．?dāng)?shù)學(xué)規(guī)劃法B 極植法C．多目標(biāo)優(yōu)化D最大原理

19.裝配過程的作業(yè)有【】

A.機(jī)械連接、螺紋聯(lián)結(jié)B螺紋聯(lián)結(jié)、鉚接、熔接

C．機(jī)械連接、熔接、粘接D 鉚接、熔接、粘接

20.決策就是決定，它是一種【】

A．思考行為B執(zhí)行行為C．選擇行為D判斷行為

二、多項(xiàng)選擇題（10分）

21.采用FMS的主要效益有【】

A．降低加工成本B減少生產(chǎn)面積C提高生產(chǎn)效率

D減少過程在制品E 減少設(shè)備投資

22.單站手工裝配通常用于【】

A．單件裝配B.小批裝配C.大量裝配

D復(fù)雜裝配E 簡單裝配

23.實(shí)施100%自動檢測的主要目的是【】

A．可避免統(tǒng)計(jì)推斷的錯誤率高的風(fēng)險(xiǎn)

B.降低產(chǎn)品的質(zhì)量成本

C.提高過程質(zhì)量穩(wěn)定性和一致性

D.提高設(shè)備利用率

E.減少在制品數(shù)量

24.在用分類編碼系統(tǒng)劃分零件族（組）時，用來確定分組的相似性尺碼的方法包括

【】

A．特征碼位法B 碼域法C．聚類分析法D 復(fù)合零件法E 生產(chǎn)流程分析法

25.多品種、小批量生產(chǎn)的多樣性特征是【】

A．生產(chǎn)的品種不固定B 生產(chǎn)的品種固定C生產(chǎn)的批量固定

D 生產(chǎn)的批量不固定E 交貨期不固定

三、名詞解釋（12分）

26.分布式檢測

27.計(jì)算機(jī)輔助工程分析（CAE）

28.切削過程監(jiān)視

29.重復(fù)定位精度

四、簡答題（30分）

30.提高生產(chǎn)率的基本策略有哪些？

31.應(yīng)用GT原理在設(shè)計(jì)工作中實(shí)施零件標(biāo)準(zhǔn)化，設(shè)計(jì)工作中的標(biāo)準(zhǔn)化是哪些

32.數(shù)控技術(shù)可通過哪些環(huán)節(jié)減少非生產(chǎn)時間？

33.切削過程監(jiān)控系統(tǒng)由哪幾個部分組成？

34.管理信息分系統(tǒng)(CIMS)中的主要職能是什么？

五、計(jì)算題（18分）

35.一條由10個工作站組成的直線型裝配機(jī)，其理想循環(huán)周期為6s，每個工作站的廢次品率q=0.01，廢次品引起堵塞停機(jī)的概率為m=0.5，每次堵塞平均停機(jī)時間為2min，試求其平均裝配生產(chǎn)率。

36.有一條多站自動線，其平均實(shí)際生產(chǎn)時間為Tp=2.0min/件，若其廢次品率為5%，求其實(shí)際生產(chǎn)率。

六、論述題

37.如何才能為我國的制造業(yè)在新世紀(jì)的騰飛奠定基礎(chǔ)？

第二篇：生產(chǎn)制造系統(tǒng)心得體會

生產(chǎn)制造系統(tǒng)心得體會

生產(chǎn)制造模塊作為用友軟件的一個子模塊，主要是為企業(yè)的生產(chǎn)制造計(jì)劃過程提供一個強(qiáng)大的技術(shù)支持，讓企業(yè)生產(chǎn)計(jì)劃在計(jì)算機(jī)的操作之下完成。生產(chǎn)制造就是只管企業(yè)的生產(chǎn)工作，從產(chǎn)品的生產(chǎn)到銷售發(fā)貨作為一個流程。

學(xué)習(xí)生產(chǎn)制造就得說企業(yè)的庫存存貨，因?yàn)樯a(chǎn)和領(lǐng)料密切相關(guān)，企業(yè)在任何時間點(diǎn)，如果要對生產(chǎn)計(jì)劃進(jìn)行排程、對資源規(guī)劃，則此時間點(diǎn)上的物料現(xiàn)有庫存、物料在途庫存、物料車間現(xiàn)存庫存和銷售預(yù)測進(jìn)行比較，得出相對于此時間點(diǎn)計(jì)劃前庫存趨勢、每一種產(chǎn)品工藝上最小批次耗時，可以計(jì)算出每一種產(chǎn)品的預(yù)期生產(chǎn)時間，即生產(chǎn)計(jì)劃排程。

有了生產(chǎn)計(jì)劃，我們就得看看庫存物料，有多少，此次生產(chǎn)需要多少，這就不得不涉及到MRP（物料需求計(jì)劃）了。

MRP的應(yīng)用原理是： 結(jié)合生產(chǎn)訂單對產(chǎn)品的構(gòu)成進(jìn)行管理，按照產(chǎn)品的物料清單展開并利用計(jì)算機(jī)所計(jì)算物料需求計(jì)劃，根據(jù)該計(jì)劃監(jiān)控在庫物料，實(shí)現(xiàn)減少庫存的目標(biāo)。實(shí)現(xiàn)最佳庫存量，達(dá)到存貨總成本最低，從而降低單位產(chǎn)品成本，提高企業(yè)產(chǎn)品市場競爭力。

在計(jì)算機(jī)操作下的生產(chǎn)制造能夠合理規(guī)劃，安排企業(yè)制造計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)企業(yè)資源的優(yōu)化配置，達(dá)到相關(guān)者利益最大化?；诖?，生產(chǎn)制造模塊便應(yīng)運(yùn)而生。強(qiáng)企業(yè)為了實(shí)現(xiàn)更好的業(yè)績，保證企業(yè)能夠正常運(yùn)作，保證良好的財(cái)務(wù)狀況，（包括償債能力、運(yùn)營能力、獲利能力、發(fā)展能力），是企業(yè)實(shí)現(xiàn)物資流、信息流、資金流暢通無阻，企業(yè)便開始了一種新的市場運(yùn)作模式“以銷定產(chǎn)”即根據(jù)銷售訂單組織企業(yè)的生產(chǎn)活動，這樣可以保證企業(yè)產(chǎn)品有好的銷路，不會積壓，盡可能的少占資金，保持最佳庫存量。最終使企業(yè)有足夠的資金流，不至于陷入財(cái)務(wù)困境，是企業(yè)能夠償還到期的債務(wù)，保證少的存貨成本，使企業(yè)能夠隨著市場變化做出新的生產(chǎn)計(jì)劃，從而保證企業(yè)順利運(yùn)營下去。

從這門課的學(xué)習(xí)過程中我受益匪淺。我認(rèn)為作為會計(jì)一員，尤其是在科技日新月異的當(dāng)今，掌握生產(chǎn)制造技術(shù)變得尤為重要。傳統(tǒng)的手工會計(jì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足時代的需求，學(xué)好會計(jì)，掌握生產(chǎn)制造技術(shù)知識，已經(jīng)在企業(yè)的生產(chǎn)中變得至關(guān)重要。作為會計(jì)人員應(yīng)該努力去把它學(xué)好，跟緊時代的步伐。

還有就是，我覺得不管是課程學(xué)習(xí)還是其他工作，都要求我們?nèi)ヌぬ?shí)實(shí)做好每一步，多動腦，多動手，多專研，這樣才能把工作做到最好。天下大事必作于細(xì),古今事業(yè)必成于實(shí)。雖然每個人崗位可能平凡，分工各有不同，但只要埋頭苦干、兢兢業(yè)業(yè)就能干出一番事業(yè)。好高騖遠(yuǎn)、作風(fēng)漂浮，結(jié)果終究是一事無成。

建議：對于本學(xué)期的生產(chǎn)制造課程，我覺得老師做的很好，每天都按時到機(jī)房，耐心解答我們同學(xué)的提問，和我們同學(xué)一同離開而付出了很多寶貴的時間，在此我表示由衷的感謝。唯一不足的一點(diǎn)，可能是我們同學(xué)反映最多的問題，機(jī)房有些機(jī)子出現(xiàn)故障，浪費(fèi)了我們不少時間，希望老師能向?qū)W校建議，定期對電腦進(jìn)行相應(yīng)的維護(hù)，保證機(jī)房機(jī)子的有效利用。

第三篇：制造-重復(fù)生產(chǎn)計(jì)劃系統(tǒng)

重復(fù)生產(chǎn)計(jì)劃系統(tǒng)

系統(tǒng)簡介

金蝶K/3標(biāo)準(zhǔn)版重復(fù)生產(chǎn)計(jì)劃系統(tǒng)，面向重復(fù)生產(chǎn)類型制造企業(yè)的生產(chǎn)管理人員設(shè)計(jì)，提供重復(fù)生產(chǎn)計(jì)劃管理、重復(fù)生產(chǎn)計(jì)劃分解、生產(chǎn)任務(wù)管理、生產(chǎn)投料管理、領(lǐng)料發(fā)料管理、生產(chǎn)物料報(bào)廢管理、任務(wù)單匯報(bào)管理等全面的生產(chǎn)業(yè)務(wù)流程管理，以及模擬發(fā)料等綜合業(yè)務(wù)管理功能，幫助企業(yè)生管部門、作業(yè)部門、物流部門對物流、信息流進(jìn)行有效的管理和控制，實(shí)現(xiàn)重復(fù)生產(chǎn)類型的企業(yè)生產(chǎn)管理信息化。該系統(tǒng)作為制造企業(yè)生產(chǎn)管理信息化解決方案的組成模塊，是金蝶K/3 精益版制造整體解決方案中重要的內(nèi)容，需要和銷售管理、采購管理、倉庫管理、生產(chǎn)數(shù)據(jù)管理等模塊共同使用。

主要業(yè)務(wù)流程

主要功能

1、重復(fù)生產(chǎn)計(jì)劃制定和分解

系統(tǒng)提供全面的重復(fù)生產(chǎn)計(jì)劃制定功能，支持手工錄入、主生產(chǎn)計(jì)劃（MPS）投放、物料需求計(jì)劃（MRP）投放等多種計(jì)劃制定模式。同時系統(tǒng)提供針對重復(fù)生產(chǎn)計(jì)劃特有的計(jì)劃分解功能，可進(jìn)行手動分解、自動分解、向?qū)椒纸獾榷喾N計(jì)劃分解方式，滿足企業(yè)對重復(fù)生產(chǎn)管理的需求。

2、能力/負(fù)荷模擬顯示

系統(tǒng)提供能力/負(fù)荷模擬顯示功能，模擬顯示指定生產(chǎn)線的能力與負(fù)荷狀況，并計(jì)算差異、差異率及剩余能力可安排生產(chǎn)數(shù)，用戶可據(jù)此來調(diào)整負(fù)荷。幫助企業(yè)根據(jù)生產(chǎn)線的能力負(fù)荷情況將計(jì)劃產(chǎn)量分解到具體日程和生產(chǎn)線，以按日定量生產(chǎn)的方式完成生產(chǎn)計(jì)劃。

3、重復(fù)生產(chǎn)任務(wù)進(jìn)度管理

系統(tǒng)提供重復(fù)生產(chǎn)任務(wù)進(jìn)度管理功能，通過跟蹤生產(chǎn)計(jì)劃的執(zhí)行進(jìn)度并與計(jì)劃比較來調(diào)整生產(chǎn)進(jìn)度，滿足企業(yè)對重復(fù)生產(chǎn)制造業(yè)務(wù)的計(jì)劃與進(jìn)度的對比監(jiān)控的需求，確保重復(fù)生產(chǎn)計(jì)劃的連續(xù)性和執(zhí)行效率。

4、重復(fù)生產(chǎn)投料管理

系統(tǒng)提供高度靈活的生產(chǎn)投料管理和變更功能，幫助企業(yè)生產(chǎn)管理部門快速、方便、準(zhǔn)確地進(jìn)行材料投放。

5、重復(fù)生產(chǎn)模擬發(fā)料

系統(tǒng)提供模擬發(fā)料報(bào)表查詢功能，可以查詢生產(chǎn)任務(wù)對應(yīng)產(chǎn)品子項(xiàng)物料的模擬發(fā)料占用量、缺料量、物料齊備率等信息，進(jìn)行模擬發(fā)料運(yùn)算過程追蹤，幫助企業(yè)根據(jù)模擬情況進(jìn)行生產(chǎn)任務(wù)和投料的調(diào)整。

6、領(lǐng)料發(fā)料管理

系統(tǒng)提供合并領(lǐng)料、分倉領(lǐng)料、配套領(lǐng)料、倒沖領(lǐng)料等多種靈活的領(lǐng)料方式，適應(yīng)不同行業(yè)不同形式的領(lǐng)料作業(yè)需求，幫助企業(yè)根據(jù)自身的情況運(yùn)用不同的領(lǐng)料方式，提高領(lǐng)料效率。

7、生產(chǎn)物料報(bào)廢管理 系統(tǒng)提供記錄、統(tǒng)計(jì)與分析生產(chǎn)過程中的物料報(bào)廢的功能，幫助企業(yè)控制生產(chǎn)車間補(bǔ)料，理清報(bào)廢責(zé)任，有效降低生產(chǎn)物料報(bào)廢損失。

8、任務(wù)單匯報(bào)管理

系統(tǒng)提供靈活的重復(fù)生產(chǎn)任務(wù)匯報(bào)方式，可以按生產(chǎn)線進(jìn)行匯報(bào)，支持同時匯報(bào)、多次匯報(bào)，幫助企業(yè)按不同角度統(tǒng)計(jì)、分析生產(chǎn)任務(wù)執(zhí)行情況。

第四篇：智能制造系統(tǒng)論文

智能制造概述

摘要：介紹了智能制造提出的背景、主要研究內(nèi)容和目標(biāo), 人工智能與 I M T、I M S的關(guān)系, I M S 和C I M S, 智能制造的物質(zhì)基礎(chǔ)及理論基礎(chǔ), 智能制造系統(tǒng)的特征及框架結(jié)構(gòu), 并簡要介紹了智能加工中心 IMC, 智能制造技木的發(fā)展趨勢，以及智能制造系統(tǒng)研究成果及存在問題。關(guān)鍵詞：智能制造，IMS, IMC, IMT。

Abstract：Intelligent Manufacturing introduced the background, main contents and objectives, Artificial Intelligence and IMT, IMS relations, IMS and CIMS, intelligent manufacturing and the material basis of the theoretical basis of the characteristics of intelligent manufacturing system and the framework structure, and gave a briefing on intelligence Machining Center IMC, intelligent manufacturing technology development trend of wood, as well as the Intelligent Manufacturing Systems research results and problematic.Key words: Intelligent Manufacturing, IMS, IMC, IMT。

一.智能制造提出的背景

制造業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)部門, 是決定國家發(fā)展水平的最基本因素之一。從機(jī)械制造業(yè)發(fā)展的歷程來看, 經(jīng)歷了由手工制作、泰勒化制造、高度自動化、柔性自動化和集成化制造、并行規(guī)劃設(shè)計(jì)制造等階段。就制造自動化而言, 大體上每十年上一個臺階: 50～ 60年代是單機(jī)數(shù)控, 70 年代以后則是CNC 機(jī)床及由它們組成的自動化島, 80 年代出現(xiàn)了世界性的柔性自動化熱潮。與此同時, 出現(xiàn)了計(jì)算機(jī)集成制造, 但與實(shí)用化相距甚遠(yuǎn)。隨著計(jì)算機(jī)的問世與發(fā)展, 機(jī)械制造大體沿兩條路線發(fā)展: 一是傳統(tǒng)制造技術(shù)的發(fā)展, 二是借助計(jì)算機(jī)和自動化科學(xué)的制造技術(shù)與系統(tǒng)的發(fā)展。80年代以來, 傳統(tǒng)制造技術(shù)得到了不同程度的發(fā)展,但存在著很多問題。先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)和制造技術(shù)向產(chǎn)品、工藝和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)人員和管理人員提出了新的挑戰(zhàn), 傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)和管理方法不能有效地解決現(xiàn)代制造系統(tǒng)中所出現(xiàn)的問題, 這就促使我們借助現(xiàn)代的工具和方法, 利用各學(xué)科最新研究成果, 通過集成傳統(tǒng)制造技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)與科學(xué)以及人工智能等技術(shù), 發(fā)展一種新型的制造技術(shù)與系統(tǒng), 這便是智能制造技術(shù)(In telligen t M anufactu r ingTechno logy, I M T)與智能制造系統(tǒng)(In telligen tM anufactu r ing System , I M S)[1 ]。

年代以后, 世界各國競相大力發(fā)展 I M T 和I M S 的深層次原因有:(1)集成化離不開智能 制造系統(tǒng)是一個復(fù)雜的大系統(tǒng), 其中有多年積累的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn), 生產(chǎn)過程中的人—機(jī)交互作用, 必須使用的智能機(jī)器(如智能機(jī)器人)等。脫離了智能化, 集成化也就不能完美地實(shí)現(xiàn)。

(2)機(jī)器智能化比較靈活 可以選擇系統(tǒng)智能化, 也可以選擇單機(jī)智能化;單機(jī)可發(fā)展一種智能,也可發(fā)展幾種智能;無論在系統(tǒng)中或單機(jī)上, 智能化均可工作, 不像集成制造系統(tǒng), 只有全系統(tǒng)集成才可工作。

(3)智能化的經(jīng)濟(jì)效益較高 現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(Compu ter In tegratedM anufactu r ingSystem , C I M S)少則投資數(shù)千萬元, 多則投資數(shù)億元乃至數(shù)十億元, 很少有企業(yè)能承擔(dān)得起, 而且投入正常運(yùn)行的很少, 維護(hù)費(fèi)用也高, 還要廢棄原有的設(shè)備, 難以推廣。

(4)白領(lǐng)化使得有豐富經(jīng)驗(yàn)的機(jī)械工人和技術(shù)人員日益缺少，產(chǎn)品制造技術(shù)越來越復(fù)雜, 促使使用人工智能和知識工程技術(shù)來解決現(xiàn)代化的加工問題。(5)工廠生產(chǎn)率的提高更多地取決于生產(chǎn)管理和生產(chǎn)自動化 人工智能與計(jì)算機(jī)管理相結(jié)合, 使得不懂計(jì)算機(jī)的人也能通過視覺、對話等智能手段實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)管理的科學(xué)化。

總之，以計(jì)算機(jī)信息技術(shù)為基礎(chǔ)的高新技術(shù)得到迅猛發(fā)展 ,為傳統(tǒng)的制造業(yè)提供了新的發(fā)展機(jī)遇。計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、自動化技術(shù)與傳統(tǒng)制造技術(shù)相結(jié)合 ,形成了先進(jìn)制造技術(shù)概念。冷戰(zhàn)結(jié)束以后 ,國際間競爭的重點(diǎn)由單純的軍事實(shí)力較量轉(zhuǎn)向以發(fā)展經(jīng)濟(jì)和提高國民生活水平的綜合國力較量 ,隨之而來的這種國際間高新技術(shù)領(lǐng)域的競爭愈演愈烈 ,且其發(fā)展形式由最初的僅依托本國的人力、物力和財(cái)力 ,發(fā)展到國際間的大規(guī)模合作。近年來由發(fā)達(dá)國家倡導(dǎo)的面向21世紀(jì)的 “智能制造系統(tǒng)”、“信息高速公路” 等國際研究計(jì)劃 ,無疑是該背景下的產(chǎn)物 ,也是國際間進(jìn)行高科技研究開發(fā)的具體表現(xiàn)和積極占領(lǐng) 21 世紀(jì)高科技制高點(diǎn)的象征。二.主要研究內(nèi)容和目標(biāo)

智能制造在國際上尚無公認(rèn)的定義。目前比較通行的一種定義是, 智能制造技術(shù)是指在制造工業(yè)的各個環(huán)節(jié), 以一種高度柔性與高度集成的方式,通過計(jì)算機(jī)來模擬人類專家的制造智能活動。因此, 智能制造的研究開發(fā)對象是整個機(jī)械制造企業(yè), 其主要研究開發(fā)目標(biāo)有二: ①整個制造工作的全面智能化, 它在實(shí)際制造系統(tǒng)中首次提出了以機(jī)器智能取代人的部腦力勞動作為主要目標(biāo), 強(qiáng)調(diào)整個企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營過程大范圍的自組織能力;②信息和制造智能的集成與共享, 強(qiáng)調(diào)智能型的集成自動化。目前, I M T 和 I M S 的研究方向已從最初的人工智能在制造領(lǐng)域中的應(yīng)用(A i M)發(fā)展到今天的I M S, 研究課題涉及的范圍由最初僅一個企業(yè)內(nèi)的市場分析、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)計(jì)劃、制造加工、過程控制、信息管理、設(shè)備維護(hù)等技術(shù)型環(huán)節(jié)的自動化, 發(fā)展到今天的面向世界范圍內(nèi)的整個制造環(huán)境的集成化與自組織能力, 包括制造智能處理技術(shù)、自組織加工單元、自組織機(jī)器人、智能生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)、多級競爭式控制網(wǎng)絡(luò)、全球通訊與操作網(wǎng)等。

由日本提出的 I M S 國際合作研究計(jì)劃對 I M S的解釋可以看出, I M S 的研究包括智能活動、智能機(jī)器以及兩者的有機(jī)融合技術(shù), 其中智能活動是問題的核心。在 I M S 研究的眾多基礎(chǔ)技術(shù)中, 制造智能處理技術(shù)是最為關(guān)鍵和迫切需要研究的問題之一, 因?yàn)樗?fù)責(zé)各環(huán)節(jié)的制造智能的集成和生成智能機(jī)器的智能活動。在一個國家甚至世界范圍內(nèi), 企業(yè)之間有著密切的聯(lián)系, 譬如, 采用相同的生產(chǎn)設(shè)備和系統(tǒng), 有著類似的生產(chǎn)控制與管理方式,上下游產(chǎn)品之間的聯(lián)系, 等等。其間存在的突出問題是產(chǎn)品和技術(shù)的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化和通用化、信息自動交換形式與接口以及制造智能共享等。

國際 I M S 計(jì)劃的基本觀點(diǎn)如下: ①I M S 是21世紀(jì)的制造系統(tǒng), 必須開發(fā)與之相適應(yīng)的制造技術(shù);②應(yīng)對這些技術(shù)進(jìn)行組織化和系統(tǒng)化;③加強(qiáng)技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化;④考慮人的因素;⑤保護(hù)環(huán)境。該計(jì)劃由已有生產(chǎn)技術(shù)的體系化和標(biāo)準(zhǔn)化、21 世紀(jì)生產(chǎn)技術(shù)的研究與開發(fā)兩大部分構(gòu)成。

1992 年4 月在日本召開的第一次國際技術(shù)委員會, 確定了4 個主題: ①技術(shù)課題;②選擇原則;③評價(jià)程序;④執(zhí)行準(zhǔn)則。由國際 I M S 中心成員提出的首批10 項(xiàng)研究課題是①企業(yè)集成;②全球制造;③系統(tǒng)單元技術(shù);④清潔制造技術(shù);⑤人與組織研究;⑥先進(jìn)的材料加工技術(shù);⑦全球并行工程(評估和實(shí)施);⑧自主模塊的系統(tǒng)設(shè)備與分布控制;⑨快速產(chǎn)品開發(fā);b k知識系統(tǒng)化(設(shè)計(jì)與制造)。美國國家科學(xué)基金會(N SF)已連續(xù)數(shù)年重點(diǎn)資助了與智能制造有關(guān)的研究項(xiàng)目, 這些項(xiàng)目覆蓋了智能制造的絕大部分技術(shù)領(lǐng)域, 包括制造過程中的智能決策、基于多施主(mu lt i-agent)的智能協(xié)作求解、智能并行設(shè)計(jì)、物流傳輸?shù)闹悄茏詣踊⒅悄芗庸は到y(tǒng)和智能機(jī)器等。

日本提出的智能制造系統(tǒng)國際合作計(jì)劃, 以高新計(jì)算機(jī)為后盾、深受其 “真空世界” 計(jì)算機(jī)研究計(jì)劃的影響。其主要研究內(nèi)容如下: ①強(qiáng)調(diào)部分代替人的智能活動, 實(shí)現(xiàn)部分人的技能;②使用智能計(jì)算機(jī)技術(shù)來集成設(shè)計(jì)制造過程, 使之一體化, 以虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)虛擬制造, 以多媒體的人機(jī)接口技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù), 實(shí)現(xiàn)職業(yè)教育;③強(qiáng)調(diào)全球制造網(wǎng)絡(luò)的生產(chǎn)制造技術(shù), 通過衛(wèi)星、In ternet 和數(shù)字電話網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)全球制造;④強(qiáng)調(diào)智能化與自律化的智能加工系統(tǒng)以及智能化CNC、智能機(jī)器人的研究。⑤重視分布式人工智能技術(shù)的應(yīng)用, 強(qiáng)調(diào)自律協(xié)作代替集中遞階控制。

I M T 與 I M S 的研究與開發(fā)對于提高產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率和降低成本, 提高國家制造業(yè)響應(yīng)市場變化的能力和速度, 以及提高國家的經(jīng)濟(jì)實(shí)力和國民的生活水準(zhǔn), 均具有重大的意義。其研究目標(biāo)是要實(shí)現(xiàn)將市場適應(yīng)性、經(jīng)濟(jì)性、人的重要性、適應(yīng)自然和社會環(huán)境的能力、開放性和兼容能力等融合在一起的生產(chǎn)系統(tǒng): ①使整個制造過程實(shí)現(xiàn)智能化, 并具有自組織能力;②I M S 是一個集成許多工廠和多種機(jī)器設(shè)備的混合系統(tǒng);③具備滿足各種社會需求的柔性;④能充分發(fā)揮人的作用;⑤易于操作;⑥總效率高;⑦能避免重復(fù)投資等。人工智能的目的是為了用技術(shù)系統(tǒng)來突破人的自然智力的局限性 ,達(dá)到對人腦的部分代替、延伸和加強(qiáng)的目的 ,使那些單靠人的天然智能無法進(jìn)行或帶有危險(xiǎn)性的工作得以完成 ,從而使人類的智慧能集中到那些更富于創(chuàng)造性的工作中去。人是制造智能的重要來源 ,在制造業(yè)走向智能化過程中起著決定性作用。目前在整體智能水平上 ,與人工系統(tǒng)相比 ,人的智力仍然是遙遙領(lǐng)先的。人工智能模擬的藍(lán)本主要是人類的智能 ,但人類的智能是隨時間不斷變化的 ,而這種變化又是無止境的 ,只有人與機(jī)器有機(jī)高度結(jié)合 ,才能實(shí)現(xiàn)制造過程的真正智能化。智能制造被稱為新世紀(jì)的制造技術(shù) ,目前之所以還不能實(shí)現(xiàn) ,是由于要受到目前科學(xué)技術(shù)、人以及經(jīng)濟(jì)等諸多方面的制約。智能與思維智能 ,就是在各種環(huán)境和目的的條件下正確制定決策和實(shí)現(xiàn)目的的能力。在這里 ,給定的環(huán)境和目的是問題的約束條件 ,制定正確的決策是智能的中心環(huán)節(jié) ,而有效地實(shí)現(xiàn)目的 ,則是智能的評判準(zhǔn)則。從信息處理的角度講 ,智能可以看成是獲取、傳遞、處理、再生和利用信息的能力。而思維能力是整個智能活動中最復(fù)雜、最核心的部分 ,主要指處理和再生信息的能力。這種信息處理的過程是十分復(fù)雜和多樣化的 ,歸納起來 ,大體可分為 3 種基本的類型 ,即:經(jīng)驗(yàn)思維、邏輯思維和創(chuàng)造性思維。在工藝設(shè)計(jì)過程中 ,這三種類型的思維都存在 ,在不同層次的決策中起著重要作用。

總之，智能制造技術(shù)是制造技術(shù)、自動化技術(shù)、系統(tǒng)工程與人工智能等學(xué)科互相滲透、互相交織而形成的一門綜合技術(shù)。其具體表現(xiàn)為:智能設(shè)計(jì)、智能加工、機(jī)器人操作、智能控制、智能工藝規(guī)劃、智能調(diào)度與管理、智能裝配、智能測量與診斷等。它強(qiáng)調(diào)通過“ 智能設(shè)備 ” 和“ 自治控制 ” 來構(gòu)造新一代的智能制造系統(tǒng)模式。智能制造系統(tǒng)具有自律能力、自組織能力、自學(xué)習(xí)與自我優(yōu)化能力、自修復(fù)能力 ,因而適應(yīng)性極強(qiáng) ,而且由于采用 VR技術(shù) ,人機(jī)界面更加友好。因此 , I M技術(shù)的研究開發(fā)對于提高生產(chǎn)效率與產(chǎn)品品質(zhì)、降低成本 ,提高制造業(yè)市場應(yīng)變能力、國家經(jīng)濟(jì)實(shí)力和國民生活水準(zhǔn) ,具有重要意義。智能制造是制造系統(tǒng)柔性自動化和集成自動化的新發(fā)展和重要組成部分 ,因此未來智能制造將向智能集成的方向發(fā)展 ,未來智能制造的研究將著重于智能傳感與檢測(如智能傳感器、智能傳感與檢測技術(shù)、光纖傳感技術(shù)等)。

三.人工智能與 I M T、I M S 人工智能的研究, 一開始就未能擺脫制造機(jī)器生物的思想, 即 “機(jī)器智能化”。這種以 “自主” 系統(tǒng)為目標(biāo)的研究路線, 嚴(yán)重地阻礙了人工智能研究的進(jìn)展。許多學(xué)者已意識到這一點(diǎn), Feigenbaum、N ew ell、錢學(xué)森從計(jì)算機(jī)角度出發(fā), 提出了人與計(jì)算機(jī)相結(jié)合的智能系統(tǒng)概念。目前國外對多媒體及虛擬技術(shù)研究進(jìn)行大量投資, 以及日本第五代智能

計(jì)算機(jī)研制計(jì)劃的擱淺等事例, 就是智能系統(tǒng)研究目標(biāo)有所改變的明證。

人工智能技術(shù)在機(jī)械制造領(lǐng)域中的應(yīng)用涉及市場分析、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)規(guī)劃、過程控制、質(zhì)量管理、材料處理、設(shè)備維護(hù)等諸方面。結(jié)果是開發(fā)出了種類繁多的面向特定領(lǐng)域的獨(dú)立的專家系統(tǒng)、基于知識的系統(tǒng)或智能輔助系統(tǒng), 形成一系列的 “智能化孤島”。隨著研究與應(yīng)用的深入, 人們逐漸認(rèn)識到, 未來的制造自動化應(yīng)是高度集成化與智能化的

人—機(jī)系統(tǒng)的有機(jī)融合, 制造自動化程度的進(jìn)一步提高要依賴于整個制造系統(tǒng)的自組織能力。如何提高這些 “孤島” 的應(yīng)用范圍和在實(shí)際制造環(huán)境中處理問題的能力, 成為人們的研究焦點(diǎn)。在80 年代末和90 年代初, 一種通過集成制造自動化、新一代人工智能、計(jì)算機(jī)等科學(xué)技術(shù)而發(fā)展起來的新型制造工程—— I M T 和新——代制造系統(tǒng)—— I M S 便脫穎而出。

人工智能在制造領(lǐng)域中的應(yīng)用與 I M T 和I M S 的一個重要區(qū)別在于, I M S 和 I M T 首次以部分取代制造中人的腦力勞動為研究目標(biāo), 而不再僅起 “輔助和支持” 作用, 在一定范圍還需要能獨(dú)立地適應(yīng)周圍環(huán)境, 開展工作。

四.I M S 和C I M S C I M S 發(fā)展的道路不是一帆風(fēng)順的。今天,C I M S 的發(fā)展遇到了不可逾越的障礙, 可能是剛開始時就對C I M S 提出了過高的要求, 也可能是C I M S 本身就存在某種與生俱來的缺陷, 今天的C I M S 在國際上已不像幾年前那樣受到極大的關(guān)注與廣泛地研究。從C I M S 的發(fā)展來看, 眾多研究者把重點(diǎn)放在計(jì)算機(jī)集成上, 從科學(xué)技術(shù)的現(xiàn)狀看, 要完成這樣一個集成系統(tǒng)是很困難的。

C I M S 作為一種連接生產(chǎn)線中的單個自動化子系統(tǒng)的策略, 是一種提高制造效率的技術(shù)。它的技術(shù)基礎(chǔ)具有集中式結(jié)構(gòu)的遞階信息網(wǎng)絡(luò)。盡管在這個遞階體系中有多個執(zhí)行層次, 但主要控制設(shè)施仍然是中心計(jì)算機(jī)。C I M S 存在的一個主要問題是用于異種環(huán)境必須互連時的復(fù)雜性。在C I M S 概念下, 手工操作要與高度自動化或半自動化操作集成起來是非常困難和昂貴的。在C I M S 深入發(fā)展和推廣應(yīng)用的今天, 人們已經(jīng)逐漸認(rèn)識到, 要想讓C I M S 真正發(fā)揮效益和大面積推廣應(yīng)用, 有兩大問題需要解決: ①人在系統(tǒng)中的作用和地位;②在不作很大投資對現(xiàn)有設(shè)施進(jìn)行技術(shù)改造的情況下亦能應(yīng)用C I M S?，F(xiàn)有的C I M S概念是解決不了這兩個難題的。今天, 人力和自動化是一對技術(shù)矛盾, 不能集成在一起, 所能做的選擇, 或是昂貴的全自動化生產(chǎn)線, 或是手工操作, 而缺乏的是人力和制造設(shè)備之間的相容性,人機(jī)工程只是一個方面的考慮, 更重要的相容性考慮要體現(xiàn)在競爭、技能和決策能力上。人在制造中的作用需要被重新定義和加以重視。

事實(shí)上, 在70 年代末和80 年代初, 人們已開始認(rèn)識到人的因素在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中的作用。英國出版公司(IFS)于 1984 年就首次發(fā)起了第一屆“制造中人的因素” 研討會, 目的在于提高人們對制造環(huán)境中人的因素及其所起作用的認(rèn)識。事實(shí)證明, 人是 I M S 中制造智能的重要來源。值得指出的是, C I M S 和 I M S 都是面向制造過程自動化的系統(tǒng), 兩者密切相關(guān)但又有區(qū)別。

C I M S 強(qiáng)調(diào)的是企業(yè)內(nèi)部物料流的集成和信息流的集成;而 I M S 強(qiáng)調(diào)的則是更大范圍內(nèi)的整個制造過程的自組織能力。從某種意義上講, 后者難度更大, 但比C I M S 更實(shí)用、更實(shí)際。C I M S 中的眾多研究內(nèi)容是 I M S 的發(fā)展基礎(chǔ), 而 I M S 也將對C I M S 提出更高的要求。集成是智能的基礎(chǔ), 而智能也將反過來推動更高水平的集成。I M T 和 I M S 的研究成果將不只是面向21 世紀(jì)的制造業(yè), 不只是促進(jìn)C I M S 達(dá)到高度集成, 而且對于FM S、M S、CNC 以至一般的工業(yè)過程自動化或精密生產(chǎn)環(huán)境而言, 均有潛在的應(yīng)用價(jià)值。有識之士對人工智能技術(shù)、計(jì)算機(jī)科學(xué)和C I M S 技術(shù)進(jìn)行了全面的反思。他們在認(rèn)識機(jī)器智能化的局限性的基礎(chǔ)上, 特別強(qiáng)調(diào)人在系統(tǒng)中的重要性。如何發(fā)揮人在系統(tǒng)中的作用, 建立一種新型的人—機(jī)的協(xié)同關(guān)系, 從而產(chǎn)生高效、高性能的生產(chǎn)系統(tǒng), 這是當(dāng)前眾多學(xué)者都會提出的問題, 也正是C I M S 所忽視的關(guān)鍵因素, 這一因素導(dǎo)致了C I M S 發(fā)展中不可逾越的障礙。值得一提的是有的學(xué)者特別強(qiáng)調(diào) “人件(Humanw are)” 在系統(tǒng)中的重要性, 提出C I M S 的開放結(jié)構(gòu)體系思想。最引人注目的是歐共體的ESPR IT 計(jì)劃中單獨(dú)列出的一個研究子項(xiàng), 即 “以人為中心的C I M S”。甚至有人索性稱以人為中心的 C I M S 為 H I M S(HumanIn tegrated M anufactu r ing System), 指出集成制造系統(tǒng)首先是 “人的集成”。耐人尋味的是, 目前研究的 “精良生產(chǎn)” 與 “敏捷制造” 等新型制造系統(tǒng)的主要出發(fā)點(diǎn)也是強(qiáng)調(diào) “人” 的作用, 即 “以人為中心”。

五．智能制造的物質(zhì)基礎(chǔ)及理論基礎(chǔ) 1.智能制造系統(tǒng)的物質(zhì)基礎(chǔ)主要有:

(1)數(shù)控機(jī)床和加工中心 美國于 1952 年研制成功第一臺數(shù)控銑床 ,使機(jī)械制造業(yè)發(fā)生一次技術(shù)革命。數(shù)控機(jī)床和加工中心是柔性制造的核心單元技術(shù)。(2)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期 ,改變了傳統(tǒng)用手工繪圖、依靠圖紙組織整個生產(chǎn)過程的技木管理模式。

(3)工業(yè)控制技術(shù)、微電子技術(shù)與機(jī)械工業(yè)的結(jié)合 — — — 機(jī)器人開創(chuàng)了工業(yè)生產(chǎn)的新局面 ,使生產(chǎn)結(jié)構(gòu)發(fā)生重大變化 ,使制造過程更富于柔性擴(kuò)展了人類工作范圍。

(4)制造系統(tǒng)為智能化開發(fā)了面向制造過程

中特定環(huán)節(jié)、特定問題的 “智能化孤島”,如專家系統(tǒng)、基干知識的系統(tǒng)和智能輔助系統(tǒng)等。

(5)智能制造系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)用

計(jì)算機(jī)一體化控制生產(chǎn)系統(tǒng) ,使生產(chǎn)從概念、設(shè)計(jì)到制造聯(lián)成一體 ,做到直接面向市場進(jìn)行生產(chǎn) ,可以從事大小規(guī)模并舉的多樣化的生產(chǎn);近年來 ,制造技術(shù)有了長足的發(fā)展和進(jìn)步 ,也帶來了很多新問題。數(shù)控機(jī)床、自動物料系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、機(jī)器人等在工業(yè)公司得到了廣泛的應(yīng)用 ,越來越多的公司使用了 “計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)”、“柔性制造系統(tǒng)(FMS)”、“工廠自動化(FA)”、“多目標(biāo)智能計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(M1CAD)”、“模塊化制造與工廠(MXMF)、并行工程(CE)”、“智能控制系統(tǒng)(ICS)” 以及 “智能制造(IM)”、“智能制造技術(shù)(IMT)” 和 “智能制造系統(tǒng)(IMS)” 等等新術(shù)語。先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)和制造技術(shù)向產(chǎn)品、工藝和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)師和管理人員提出了新的挑戰(zhàn) ,傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)和管理方法不能再有效地解決現(xiàn)代制造系統(tǒng)提出的問題了。要解決這些問題、需要用現(xiàn)代的工具和方法 ,例如人工智能(AI)就為解決復(fù)雜的工業(yè)問題提出了一套最適宜的工具。2.智能制造技術(shù)的理論基礎(chǔ)

智能制造技術(shù)是采用一種全新的制造概念和實(shí)現(xiàn)模式。其核心特征強(qiáng)調(diào)整個制造系統(tǒng)的整體“智能化” 或 “自組織能力” 與個體的 “自主性”?！爸悄苤圃靽H合作研究計(jì)劃J IRPIMS” 明確提出: “智能制造系統(tǒng)是一種在整個制造過程中貫穿智能活動 ,并將這種智能活動與智能機(jī)器有機(jī)融合 ,將整個制造過程從訂貨、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)到市場銷售等各個環(huán)節(jié)以柔性方式集成起來的能發(fā)揮最大生產(chǎn)力的先進(jìn)生產(chǎn)系統(tǒng)”。基于這個觀點(diǎn),在智能制造的基礎(chǔ)理論研究中 ,提出了智能制造系統(tǒng)及其環(huán)境的一種實(shí)現(xiàn)模式 ,這種模式給制造過程及系統(tǒng)的描述、建模和仿真研究賦予了全新的思想和內(nèi)容 ,涉及制造過程和系統(tǒng)的計(jì)劃、管理、組織及運(yùn)行各個環(huán)節(jié) ,體現(xiàn)在制造系統(tǒng)中制造智能知識的獲取和運(yùn)用 ,系統(tǒng)的智能調(diào)度等 ,亦即對制造系統(tǒng)內(nèi)的物質(zhì)流、信息流、功能決策能力和控制能力提出明確要求。作為智能制造技術(shù)基礎(chǔ) ,各種人工智能工具 ,及人工智能技術(shù)研究成果在制造業(yè)中的廣泛應(yīng)用 ,促進(jìn)了智能制造技術(shù)的發(fā)展。而智能制造系統(tǒng)中 ,智能調(diào)度、智能信息處理與智能機(jī)器的有機(jī)融合而構(gòu)成的復(fù)雜智能系統(tǒng) ,主要體現(xiàn)在以智能加工中心為核心的智能加工系統(tǒng)的智能單元上。作為智能單元的神經(jīng)中樞——智能數(shù)控系統(tǒng) ,不僅需要對系統(tǒng)內(nèi)部中各種不確定的因素如噪聲測量、傳動間隙、摩擦、外界干擾、系統(tǒng)內(nèi)各種模型的非線性及非預(yù)見性事件實(shí)施智能控制 ,而且要對制造系統(tǒng)的各種命令請求做出智能反應(yīng)。這種功能已遠(yuǎn)非傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)所能勝任 ,這是一個具有挑戰(zhàn)性的新課題。對此有待研究解決的問題有很多 ,其中包括智能制造機(jī)理、智能制造信息、制造智能和制造中的計(jì)算幾何等?？傊?,制造技術(shù)發(fā)展到今天 ,已經(jīng)由一種技術(shù)發(fā)展成為包括系統(tǒng)論、信息論和控制論為核心的、貫穿在整個制造過程各個環(huán)節(jié)的一門新型的工程學(xué)科 ,即制造科學(xué)。制造系統(tǒng)集成與調(diào)度的關(guān)鍵是信息的傳遞與交換。從信息與控制的觀點(diǎn)來看 ,智能制造系統(tǒng)是一個信息處理系統(tǒng) ,由輸入、處理、輸出和反饋等部分組成。輸入有物質(zhì)(原料、設(shè)備、資金、人 員)、能量與信息;輸出有產(chǎn)品與服務(wù);處理包括物料的處理與信息處理;反饋有產(chǎn)品品質(zhì)回饋與顧客反饋。制造過程實(shí)質(zhì)上是信息資源的采集、輸入、加工處理和輸出的過程 ,而最終形成的產(chǎn)品可視為信息的物質(zhì)表現(xiàn)形式。

六．智能制造系統(tǒng)的特征及框架結(jié)構(gòu)

1.為了提出有我國特色的智能制造模式 ,首先要搞清智能系統(tǒng)應(yīng)具有什么特征。當(dāng)前對智能系統(tǒng)的理解有兩種不同的意見:一種是從科學(xué)的角度來看這個問題的意見 ,即認(rèn)為只有具備下列特征的系統(tǒng)才能稱為智能系統(tǒng):一個系統(tǒng)既具有人類智能(或部分地),又具有與人類實(shí)現(xiàn)其智能相似的過程與途徑。另一種是從工程的角度來看這個問題的意見 ,即認(rèn)為一個系統(tǒng)只要具有(或部分具有)人類智能就稱為智能系統(tǒng) ,而不管實(shí)現(xiàn)其智能的過程與途徑。我們這里所討論的問題是關(guān)于智能制造系統(tǒng)的問題 ,也就是從工程角度來討論智能系統(tǒng)的問題。我們認(rèn)為:在工程上 ,智能系統(tǒng)的特征有以下幾個方面 ,具有下列特征之一的系統(tǒng) ,從工程角度看 ,就可稱為智能系統(tǒng)：(1)多信息感知與融合;(2)知識表達(dá)、獲取、存儲和處理(主要是識別、設(shè)計(jì)、計(jì)算、優(yōu)化、推理與決策);(3)聯(lián)想記憶與智能控制;(4)自治性 自相似、自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)、自組織、自維護(hù);(5)機(jī)器智能的演繹(分解)與歸納(集成);(6)容錯。

2.智能制造系統(tǒng)模式的框架結(jié)構(gòu)

整個系統(tǒng)是一個多智能體分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) ,分成四個部分:中心層、管理層、計(jì)劃層和生產(chǎn)層。每個層由具有自治性的多智能體組成 ,這種多智能體具有相似的結(jié)構(gòu) ,但根據(jù)任務(wù)的不同而有不同的自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)、自組織、自維護(hù)功能。智能系統(tǒng)有一定的容錯能力 ,可以在不完整的信息或偶然誤差出現(xiàn)時正常地工作。系統(tǒng)與因特網(wǎng)兼容 ,可以進(jìn)行企業(yè)動態(tài)聯(lián)盟、招標(biāo)、投標(biāo)及電子商務(wù) ,還可形成虛擬制造的支持環(huán)境。

七． 智能加工中心 IMC 1.智能加工中心是智能制造系統(tǒng)中一種典型的智能加工機(jī)器。作為以 IMC 為主的智能加工單元 ,其任務(wù)為感知、決策、加工、控制與學(xué)習(xí)。智能加工中心既是智能制造過程和系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用對象 ,也是智能制造技術(shù)的縮影和實(shí)現(xiàn)通道。它與普通的加工中心(MC)有著本質(zhì)的區(qū)別 ,除了完成數(shù)控代碼規(guī)定的加工任務(wù)外 ,能夠根據(jù)信息的綜合進(jìn)行自主決策 ,實(shí)時調(diào)整自身行為 ,適應(yīng)環(huán)境和自身的不確定性變化 ,即應(yīng)具有 “自主性” 和 “自組織” 能力 ,實(shí)現(xiàn)對 IMC的數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時干預(yù)與智能控制。數(shù)控加工中心的實(shí)時智能控制 ,表現(xiàn)為三個方面:第一是遠(yuǎn)程控制 ,通過通信線路對加工現(xiàn)場進(jìn)行控制 ,對加工中心的加工操作和加工狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視;第二是故障識別與處理 ,如刀具磨損識別與自動更換備用刀具、自激振動識別與自動抑制或消除等;第三是自適應(yīng)控制 ,根據(jù)檢測到的過程控制信息自適應(yīng)地改變加工參數(shù)。而智能加工中心對信息的獲取與處理表現(xiàn)在對加工環(huán)境和加工狀態(tài)的自主響應(yīng)能力 ,其中對刀具狀態(tài)的監(jiān)測是評判加工狀態(tài)的重要依據(jù)。加工中心刀具狀態(tài)實(shí)時在線智能監(jiān)測系統(tǒng) ,及基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與模糊識別模式的多傳感器融合技術(shù)的刀具磨、破損監(jiān)測

系統(tǒng)的成功開發(fā) ,為智能制造信息的自動獲取 ,成功提供了有力的保證。2.智能加工中心的主要功能

在智能加工中心中 ,智能數(shù)控系統(tǒng)是 IMC 的神經(jīng)中樞 ,其智能化程度直接決定了整個智能制造系統(tǒng)的智能水平。智能數(shù)控系統(tǒng)具有高級的自主控制功能 ,能將任務(wù)請求、作業(yè)規(guī)劃、軌跡控制、過程監(jiān)視與控制、錯誤自修復(fù)等功能有機(jī)結(jié)合起來。面向制造系統(tǒng) ,它是任務(wù)驅(qū)動的柔性規(guī)劃學(xué)習(xí)系統(tǒng) ,而面對復(fù)雜的物流加工環(huán)境 ,它又是 “刺激一反應(yīng)” 型的再勵系統(tǒng) ,能對來自內(nèi)部和外界環(huán)境的多種刺激做出理智的決策 ,從而以最優(yōu)策略完成目標(biāo)任務(wù)。通過對智能制造環(huán)境下的加工過程進(jìn)行分析 ,確定加工中心應(yīng)具備的主要功能有:(1)感知功能 ,根據(jù)多種傳感器信號的收集、特征提取和信息融合 ,實(shí)現(xiàn)加工對象感知和系統(tǒng)狀態(tài)感知。

(2)決策功能 ,在感知的基礎(chǔ)上通過決策 ,明確其在整個制造系統(tǒng)中的作用、與其它智能機(jī)器的關(guān)系 ,并確定自身的行為方式。

(3)控制功能 ,智能加工中心根據(jù)決策結(jié)果進(jìn)行處理 ,采用最優(yōu)化的方式完成加工任務(wù) ,并保證加工過程得到可靠的監(jiān)視和維護(hù)。

(4)通信功能 ,包括與 CAD/ CAM 系統(tǒng)的智能通信 ,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與知識的交流 ,支持并行工程策略;與其它智能加工機(jī)器的智能通信 ,交流狀態(tài)信息 ,協(xié)調(diào)加工負(fù)荷;與人類專家和操作人員的智能通信 ,提供良好的人機(jī)交互環(huán)境 ,為智能機(jī)器提供知識單元 ,做出相應(yīng)決策。

(5)學(xué)習(xí)功能 ,依據(jù)決策、控制和加工指令 ,以及由此引起的狀態(tài)變化和最終加工任務(wù) ,學(xué)習(xí)和積累相關(guān)知識 ,改進(jìn)決策和控制策略。此外 ,還包括從人類專家和其它智能機(jī)器直接獲取知識。

八．智能制造技木的發(fā)展趨勢 智能制造是從 80 年代末發(fā)展起來的 ,最旱的幾本有關(guān)智能制造及系統(tǒng)方面的專著是在 1988年由 Wrightfg MilaciC 等人編寫的 ,隨后、Kusiak和 Pain也相繼出版了這方面的研究著作。這些專著所描述的 IMS仍基于設(shè)計(jì)與制造技術(shù)所提出的問題和解決的工具與方法。在許多工業(yè)化國家、人工智能已被當(dāng)作求解現(xiàn)代工業(yè)提出的問題的工具和方法。因此 ,這些專著僅著力于人工智能在制造業(yè)中的應(yīng)用和智能系統(tǒng)研究與應(yīng)用中提出的問題的求解、使用基于知識的系統(tǒng)(如級聯(lián)結(jié)構(gòu)系統(tǒng))和優(yōu)化方法來解決自動化制造環(huán)境中零件、產(chǎn)品、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制造 ,以及自動制造系統(tǒng)的規(guī)劃與調(diào)度(管理)問題。先進(jìn)的工業(yè)化國家在研究 FMS、CIMS、FA 及AI籌的基礎(chǔ)上 ,為了進(jìn)行國際間制造業(yè)的共同協(xié)作研究、開發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、物流、信息流、經(jīng)營管理乃至制造過程的集成化與智能化等而提出來的智能制造系統(tǒng) ,也是為了解決各發(fā)達(dá)國家面臨的企業(yè)活動全球化、重復(fù)投資增大、現(xiàn)場熟練技術(shù)工人不足和社會對產(chǎn)品的需求變化等因素而倡導(dǎo)的國際制造業(yè)的合作。在迸行智能制造及其相關(guān)技術(shù)與系統(tǒng)的研究方面、首推日本在 1990 年提議和倡導(dǎo)的日、美、歐之間建立的國際運(yùn)營委員會、國際技術(shù)委員會和附屬機(jī)構(gòu) IMS中。大有主宰未來制造技術(shù)的趨勢。1991～ 1993 年 Barschdor 汀和 Monostori 等應(yīng)用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANNS)到智能制造中進(jìn)行加工過程的建模、監(jiān)測、診斷、自適應(yīng)控制;通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的知識表示和學(xué)習(xí)能力 ,縮短 CIMS的反應(yīng)時間 ,提高產(chǎn)品的質(zhì)量 ,使系統(tǒng)更可靠。而 Furukawa則對智能機(jī)器的設(shè)計(jì)程序及它在自動導(dǎo)引車中的應(yīng)用作了介紹。被稱為是二十一世紀(jì)的制造技術(shù)的智能制造系統(tǒng) ,目前國內(nèi)外已相繼開展了國際聯(lián)合研究計(jì)劃。智能制造系統(tǒng)與當(dāng)前任何制造系統(tǒng)相比 ,在體系結(jié)構(gòu)上有著根本意義上的不同 ,具體體現(xiàn)在:一是采用開放式系統(tǒng)設(shè)計(jì)策略。通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù) ,實(shí)現(xiàn)共享制造數(shù)據(jù)和制造知識 ,以保證系統(tǒng)質(zhì)量。這是將計(jì)算機(jī)界先進(jìn)的設(shè)計(jì)和開發(fā)思想融入到制造系統(tǒng)的結(jié)果 ,因而使制造系統(tǒng)向擬人化的方向進(jìn)一步發(fā)展。二是采用分布式多自主體智能系統(tǒng)設(shè)計(jì)策略 ,其基本思想是:賦予制造系統(tǒng)中各組成部分或子系統(tǒng)一定的自主權(quán) ,使其形成一個封閉的具有完整功能的自主體 ,這些自主體以網(wǎng)絡(luò)智能結(jié)點(diǎn)的形式聯(lián)接在通訊網(wǎng)絡(luò)上 ,各個智能結(jié)點(diǎn)在物理上是分散的 ,在邏輯上是平等的。通過各結(jié)點(diǎn)的協(xié)同處理與合作 ,共同完成制造系統(tǒng)任務(wù) ,實(shí)現(xiàn)人與人的知識在制造中的核心地位。此外 ,生物制造與仿生機(jī)械的科學(xué)與技術(shù)、生物自生長成形制造、綠色制造的科學(xué)與技術(shù)包括產(chǎn)品與人類和自然的協(xié)調(diào)理論 ,產(chǎn)品綠色工藝(如Near2Zero Waste)等也極大地豐富了智能制造的范疇 ,促進(jìn)了智能制造系統(tǒng)的發(fā)展。目前 ,我國一些高等院校也在進(jìn)行智能制造技術(shù)的研究 ,如南京航空航天大學(xué)機(jī)電學(xué)院朱劍英教授成立的智能制造科研組 ,一方面跟蹤國際智能制造的最新研究動態(tài) ,另一方面從事智能制造關(guān)鍵基礎(chǔ)技術(shù)的預(yù)研工作 ,為地區(qū)及我國智能制造技術(shù)的發(fā)展做出了一定貢獻(xiàn)。遺憾的是 ,由于種種原因 ,我國政府主管部門和有關(guān)大公司、廠家并無跡象表明對智能制造已引起足夠的重視 ,至今也未得到我國機(jī)械學(xué)科的普遍關(guān)注。相信隨著人們對智能制造系統(tǒng)認(rèn)識的逐步深入 ,智能制造系統(tǒng)必將得以迅猛發(fā)展 ,迎頭趕上世界先進(jìn)發(fā)展水平。

九．智能制造系統(tǒng)研究成果及存在問題

目前對分布式制造系統(tǒng)的研究雖然還處于初期階段 ,但已在不同層次、不同側(cè)面上取得了大量令人振奮的基礎(chǔ)理論研究成果和應(yīng)用成果 ,如制造 Agent的個體目標(biāo)機(jī)制(如獎懲機(jī)制、市場機(jī)制、目標(biāo)函數(shù)等)等。這些研究成果奠定了MAS在制造控制中應(yīng)用的基礎(chǔ)。但是 ,由于制造 Agent 在信息、知識和控制上的完全分布 ,每個 Agent 對環(huán)境、對整個問題求解活動及其他Agent 的意圖只有部分的、不完全的知識 ,并且擁有的知識可能互相不一致 ,各個 Agent只能根據(jù)不完備的知識與不完整、不同步的信息做出局部決策。又由于整個系統(tǒng)缺乏類似中央控制的機(jī)制 ,因而整個系統(tǒng)的控制和決策往往不能達(dá)到最優(yōu)效果 ,而且不可避免地存在大量難以解決的決策沖突(C onflict)和死鎖(Deadlock)。因此 ,對分布式自治制造系統(tǒng)中異構(gòu) Agent 間的相互合作以及全局協(xié)調(diào)機(jī)制的研究 ,是分布式自治制造系統(tǒng)最重要 ,也是最基本的問題 ,更是其走向?qū)嵱盟酱鉀Q的核心問題。協(xié)調(diào)是指一組 Agent 完成一些集體活動時相互作用的性質(zhì)。在分布式制造系統(tǒng)中 ,全局協(xié)調(diào)和優(yōu)化是一個在多目標(biāo)動態(tài)約束下 ,各類活動和資源的最佳組合和排序的動態(tài)求取過程 ,它可以描述為兩個子問題 ,即局部調(diào)度決策和全局資源協(xié)調(diào)。由于 “組合爆炸” 現(xiàn)象的存在 ,當(dāng)前采用的普遍方法是談判和投標(biāo)(Neg otiation and Bidding)。談判被定義為:在開放的、動態(tài)的制造控制環(huán)境下 ,擁有任務(wù)訂單的 Agent(協(xié)調(diào)者),及欲參與任務(wù)執(zhí)行的 Agent(投標(biāo)者)之間傳遞各自的資源、愿望和能力信息 ,反復(fù)進(jìn)行協(xié)商 ,直到其中一個Agent 或一組Agent 被選出組成執(zhí)行該任務(wù)的隊(duì)列的過程。在這個過程中出現(xiàn)的沖突和死鎖或者由協(xié)調(diào)者來解決 ,或者由沖突中的 Agent 自行解決。為了加快談判過程 ,許多研究工作致力于改進(jìn)談判策略和開發(fā)支持協(xié)商的協(xié)議和語言 ,目前已提出了諸如一步談判、多步談判、合同網(wǎng)等多種談判策略和協(xié)議。分析這種談判過程 ,可以看出:

(1)在當(dāng)前所采用的模型中 ,談判是基于對談判者的知識與能力、討價(jià)還價(jià)過程、收益計(jì)算 ,以及子系統(tǒng)的影響(或能力)的平衡的顯式表達(dá) ,以可計(jì)算的迭代模型模擬社會或生物界的組織形式和進(jìn)化過程的協(xié)調(diào)和協(xié)作方法;

(2)各個Agent 總是將其他Agent 的局部調(diào)度作為其預(yù)測信息 ,以計(jì)算其自己的局部調(diào)度決策。依次地 ,又將決策結(jié)果傳遞給其他 Agent。宏觀上看 ,這是一個串行過程。當(dāng)一個Agent 產(chǎn)生的結(jié)果不可接受時 ,又需要進(jìn)行反復(fù)通信和迭代。因而 ,各個 Agent 的內(nèi)部可以看作是一個局部閉環(huán)反饋控制系統(tǒng) ,而沖突則是其外部擾動;

(3)全局協(xié)調(diào)的目標(biāo)是要完全消解沖突 ,因而各 Agent 總是要利用最新的信息來處理沖突。因此 ,談判實(shí)際上是一種外部合作機(jī)制。這種方法在一定程度上解決了開放環(huán)境中的 Agent 協(xié)調(diào)和協(xié)作的組合優(yōu)化問題 ,但是該方法的一個固有缺陷是它只是對社會市場或生物界的組織形式和進(jìn)化過程的直覺模仿[1 ],尚缺乏對其基本原理、機(jī)制和限制條件的深刻認(rèn)識和理論上的證明 ,例如 ,在什么條件下談判的過程是收斂的、穩(wěn)定的。如何得到期望的結(jié)構(gòu)或功能等。尤其當(dāng)系統(tǒng)規(guī)模較大 ,而且 Agent 處于信息連續(xù)變化的高度紊亂的環(huán)境中(如由于市場的快速變化 ,經(jīng)常會有一些短期的、緊急的訂單需要及時處理)時 ,有可能引起沖突的傳播(即任何兩個實(shí)體間沖突的解決會觸發(fā)其他沖突的出現(xiàn))。這種特性類似于自催化過程 ,各個制造Agent 間正向先進(jìn)制造技術(shù)的源泉.科學(xué)通報(bào),1998 , 43-33727.[4 ] 史忠植.高級人工智能.北京: 科學(xué)出版社, 1998.[5]楊文通 ,王曹 劉志峰 ,等 數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化制造技術(shù)北京 電子工業(yè)出版社 , [6]王英林 ,劉敏 ,張申生 ,基于Agent的敏捷供應(yīng)鏈及相關(guān)技術(shù) 中國機(jī)械工程 , [7]張軍 ,趙江洪 網(wǎng)絡(luò)協(xié)同數(shù)控機(jī)床工業(yè)設(shè)計(jì)系統(tǒng)中的知識獲取與應(yīng)用研究 〔機(jī)械工程學(xué)報(bào) 〕 ,

第五篇：現(xiàn)代生產(chǎn)方式--綠色制造淺析

精益生產(chǎn)和綠色制造的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

（一）、精益生產(chǎn)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

一、精益生產(chǎn)

工業(yè)工程起源于美國，發(fā)展在日本，當(dāng)美國人發(fā)過來研究日本人如何將工業(yè)工程發(fā)揚(yáng)廣大的時候，新的挑戰(zhàn)出現(xiàn)了，一種稱之為“精益生產(chǎn)”的模式浮出水面。

談起精益生產(chǎn)，大家對于這個概念并不陌生。“精益”是美國麻繩理工學(xué)院“國際汽車研究計(jì)劃”研究豐田汽車生產(chǎn)方式后對豐田模式（TPS）的總結(jié)和贊譽(yù)。讓 豐田從一個作坊式的家族企業(yè)成為目前全球第三大且利潤超過全美三大汽車制造商利潤總和的汽車制造商，其最大的奧秘就是著名的豐田生產(chǎn)方式，日本工業(yè)復(fù)活之 父“大野耐一”帶領(lǐng)豐田人創(chuàng)造的奇跡。二十世紀(jì)初，福特創(chuàng)造的大批量生產(chǎn)模式為市場提供了大量的商品，使市場經(jīng)濟(jì)從賣方市場變成買方市場。

二、精益生產(chǎn)的現(xiàn)狀

消費(fèi)者對于琳瑯滿目的商品開始感到不滿，開始加入自己 的特殊要求。市場需求越來越趨于個性化，而且市場開始對產(chǎn)品交貨期、質(zhì)量、價(jià)格提出更高的要求。于是企業(yè)面臨多品種、小批量、短交期、高質(zhì)量、低成本的挑 戰(zhàn)，批量生產(chǎn)模式開始感到力不從心。與傳統(tǒng)的批量生產(chǎn)模式對比，精益從另一個角度觀察企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)作流程，從顧客的角度重新認(rèn)識產(chǎn)品的價(jià)值所在，識別產(chǎn)品生產(chǎn)制造過程中的出增值和非增值活動，并將非增值過程定義為浪費(fèi)，且認(rèn)為產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)過程中95％以上的過程都是浪費(fèi)。通過消除浪費(fèi)全面提升產(chǎn)品質(zhì)量，降低成本，縮短產(chǎn)品交付周期，提升顧客服務(wù)水平，打造高度柔性的準(zhǔn)時化生產(chǎn)體制。以追求盡善盡美為目標(biāo)，建立全員參與持續(xù)改善的企業(yè)文化，培養(yǎng)有創(chuàng)造力、敢于挑戰(zhàn)的團(tuán)隊(duì)。實(shí)事表明，面對精益生產(chǎn)的競 爭，傳統(tǒng)企業(yè)顯得軟弱無力。豐田成為大家既恨又愛的家伙，一方面，它讓很多汽車大碗徹夜難眠，另一方面，又不得不使人趨之若騖。作為制造大國，中國當(dāng)然不能避免精益生產(chǎn)的沖擊。1987年，從長春一汽最早接觸豐田生產(chǎn)方式開始，上世紀(jì)久十中后期，精益生產(chǎn)開始在國內(nèi)逐步蔓延。首先在一些合資汽車企業(yè)實(shí)施，國內(nèi)汽車配件供應(yīng)商開始面臨越來越大的客戶壓力，也被迫走上精益之路。據(jù)調(diào)查資料表明，國內(nèi)90％以上的中高層企業(yè)管理者已 經(jīng)了解精益生產(chǎn)的概念。

三、造成精益生產(chǎn)的現(xiàn)狀的原因

盡管精益生產(chǎn)已被世界公認(rèn)為最佳的生產(chǎn)組織形式，但不管在國際或國內(nèi)，精益推進(jìn)的速度都極其緩慢。就其原因，我個人覺得可以從以下 三個方面探討。

1． 首先，精益作為一種思維方式，給傳統(tǒng)的大批量生產(chǎn)追求的規(guī)模效應(yīng)很大的沖擊，不是那么容易讓人理解，導(dǎo)致很多人難以接受。其次，精益生產(chǎn)含蓋一套龐大的結(jié) 構(gòu)體系，不容易讓人掌握。第三，精益給人很多的誤導(dǎo)，精益最核心的是其思維方式和理念，而往往大部分人關(guān)注了精益的工具和方法。所以有一種怪現(xiàn)象就可以得 到答案了（什么怪現(xiàn)象呢？）大家都知道日本人是很小氣、很保守的，但豐田公司且很開放，每年接待大量的來自世界各地的來訪者。不是豐田人很樂于助人，而是 他們知道這些不是那么輕易就能學(xué)會的，而且另一方面，這些人在幫助宣傳“豐田”品牌，還有就是通過別人的學(xué)習(xí)可以給豐田自己施加壓力，于給“豐田人”更大 的動力，更加努力去改善。

2． 因?yàn)閷娴恼`解，很多企業(yè)在實(shí)施精益過程中走過了很多的誤區(qū)。很多人認(rèn)識精益從豐田的現(xiàn)場開始，從精益的工具開始（比如說大部分人了解的kanban管 理），其實(shí)精益最根本的是它的思想，任何沒把握思想精髓的觀點(diǎn)都是片面的、不完整的，也是不可能成功的。精益要從整體把握，從價(jià)值流分析入手，識別企業(yè)存 在的浪費(fèi)，并靈活的運(yùn)用工具、方法消除浪費(fèi)。很多企業(yè)犯了“教條主義”的錯誤，有些人總是有依賴性，總想找一家企業(yè)能夠借鑒。結(jié)果就把別的企業(yè)的模式搬到 自己企業(yè)中來，或者局部抄襲別的企業(yè)的做法，最后發(fā)現(xiàn)“投入大量的資源想要消除浪費(fèi)，結(jié)果制造了更多的浪費(fèi)。精益生產(chǎn)沒有固定的模式，它是一種理念，是一 種追求盡善盡美的觀念，是強(qiáng)調(diào)持續(xù)改善的文化。沒有兩家企業(yè)是一摸一樣的，任何的照辦照抄都不會成功?？偨Y(jié)一條原則：精益沒有教條，精益拒絕教條，任何的 教條都不會有好的結(jié)果，只會給企業(yè)帶來噩夢。

3． 在我和很多企業(yè)家或經(jīng)理人的接觸過程中，很多人認(rèn)為，企業(yè)管理基礎(chǔ)很差，還不適合實(shí)施精益生產(chǎn)。實(shí)施精益生產(chǎn)需要基礎(chǔ)嗎？這是一個非常值得探討的問題。一 般的邏輯思維認(rèn)為，事物的發(fā)展總是經(jīng)過由初級到中級再到高級的過程，但精益生產(chǎn)是大批量生產(chǎn)的更高級階段嗎？企業(yè)發(fā)展必須達(dá)到大批量生產(chǎn)的頂峰才能開始精 益嗎？答案是非?？隙ǖ姆穸āＪ紫?，精益生產(chǎn)并不是在批量生產(chǎn)的基礎(chǔ)上建立起來的，豐田最早考慮“精益”模式可以追溯到上世紀(jì)四五十年代，當(dāng)時豐田汽車一 年的產(chǎn)量還沒有福特一天的產(chǎn)量高。其次，和批量生產(chǎn)一樣，精益只是從另一個不同的角度觀察得出的思維和運(yùn)作模式。第三，精益是目前市場特點(diǎn)和環(huán)境的產(chǎn)物，是市場的要求。因此，只要堅(jiān)持“精益”的思想理念和思維模式，任何的企業(yè)都能沿著精益的方向邁進(jìn)

四、改變處理事情的態(tài)度和方法。

精益生產(chǎn)產(chǎn)生的背景是日本的戰(zhàn)敗時期，當(dāng)時的日本面臨的是整個國家土地、材料、能源等資源的匱乏，在這種條件下要重建國家，要 發(fā)展經(jīng)濟(jì)，何等艱難可想而知。但是日本人站起來了，而且是迅速的站起來了。一個小小的島嶼國家戰(zhàn)敗后迅速趕上并超越西方發(fā)達(dá)國家，這是一個奇跡。再看，現(xiàn) 代企業(yè)管理很多最先進(jìn)的理念和方法都是在日本發(fā)揚(yáng)光大的?？渴裁?？我想依靠的不是個人也不是個別企業(yè)，依靠的是整個日本民族。（大家可能要罵我怎么沒有良 知了）拋開民族情節(jié)不談，日本人那種執(zhí)著、敬業(yè)、創(chuàng)新以及敢于挑戰(zhàn)、挑戰(zhàn)極限的那種精神是不是值得我們?nèi)W(xué)習(xí)呢！而精益生產(chǎn)也正是融入了這種“認(rèn)真對待每 一件事情” 和近乎“吹毛求疵”的精神在里面。儒家思想講求中庸之道，講求以和為貴，講求人際關(guān)系的和諧。正因?yàn)檫@種精神，讓工作在碰到阻力的時候要考慮人際關(guān)系，寧愿在工作要求上做一點(diǎn)妥協(xié)，不好傷 了大家和氣。導(dǎo)致很多工作、很多要求不能完全被執(zhí)行了落實(shí)，工作很難有突破，也很少會有共同挑戰(zhàn)極限的團(tuán)隊(duì)合作。大家得過且過，有一點(diǎn)業(yè)績就沾沾自喜，大 家相互吹捧。比如我們喜歡找很多理由來說明一件事情為什么沒有做好，礙于情面拉不下臉，事情就最終不能完成。不是說儒家思想不好，人際和諧不好。只是要能將工作和生活分開，采取不一樣的態(tài)度對待這兩種方式。工作中工作第一位，先做事后做人，生活中人際關(guān)系第一 位，先做人再做事。只有這樣，精益才可能真正在中國企業(yè)內(nèi)生根發(fā)芽，中國企業(yè)才能練好內(nèi)功。從文化來看，韓國人倒有點(diǎn)和日本人相識，所以我們看到很多韓國 企業(yè)發(fā)展迅速并形成自己的核心競爭力

（二）、綠色制造的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 環(huán)境污染與制造業(yè)

由于全球經(jīng)濟(jì)以前所未有的高速度持續(xù)發(fā)展，給環(huán)境帶來了嚴(yán)重的污染，結(jié)果帶來了全球變暖、臭氧層破壞，酸雨、空氣污染、水源污染、土地嚴(yán)重沙化等惡果。據(jù)統(tǒng)計(jì)，造成環(huán)境污染的排放物有70%以上來自制造業(yè)，它們每年約產(chǎn)生出55億噸無害廢物和7億噸有害廢物。這早就引起人們對環(huán)境治理的重視，但傳統(tǒng)的環(huán)境治理方法是末端治理，不能從根本上實(shí)現(xiàn)對環(huán)境的保護(hù)，必須從源頭上進(jìn)行治理。1.綠色制造(GM)的概念 1.1定義

由于綠色制造提出的較晚，其要領(lǐng)和內(nèi)函尚處于探索階段，至今還沒有統(tǒng)一的定義。綜合當(dāng)前的研究，綠色制造可定義為：綠色制造是一個綜合考慮環(huán)境影響資源效率的現(xiàn)代制造模式，其目標(biāo)是使得產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造、包裝、運(yùn)輸、使用到報(bào)廢處理的整個產(chǎn)品生命周期中，對環(huán)境影響(負(fù)作用)最小，資源效率最高。

綠色制造并不是這方面的唯一概念，類似概念還有很多?？梢詫@些術(shù)語進(jìn)行分類，在各類術(shù)語之間可以互換使用，如圖2所示。在每一類中，代表性的術(shù)語加黑表示。需要指出的是，這些術(shù)語之間在內(nèi)涵和側(cè)重點(diǎn)方面存在一些重要的差別。為了更好的理解這些差別，明確以下幾個定義會很有幫助： 1）.制造方向。一些定義，如清潔技術(shù)，主要研究產(chǎn)品制造過程中的有關(guān)技術(shù)，側(cè)重于制造工藝方面，而忽略了產(chǎn)品本身。與之相對，其他術(shù)語，如環(huán)境意識制造既研究產(chǎn)品的制造過程，也研究產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)階段是很重要的，因?yàn)樗罱K影響著產(chǎn)品的制造過程，以致影響產(chǎn)品壽命終期之后的處理。2）.環(huán)境影響。環(huán)境影響可以從三個方面進(jìn)行理解：（1）負(fù)面的：即造成負(fù)面的環(huán)境影響；（2）中性的：即對環(huán)境不產(chǎn)生影響（既無害也無益）；（3）正面的：對環(huán)境具有改善作用。3）.環(huán)境范圍。最后需要考慮的是，在評價(jià)一個制造行為時，我們需要從一個什么范圍進(jìn)行考察。這個范圍可以限制在制造過程本身。這一點(diǎn)體現(xiàn)在清潔技術(shù)上。也可以將范圍擴(kuò)大到一個公司范圍之內(nèi)的所有設(shè)計(jì)、制造和銷售過程。這一點(diǎn)反映在環(huán)境責(zé)任制造和綠色制造上。更進(jìn)一步，我們可以擴(kuò)大到整個系統(tǒng)，包括與產(chǎn)品相關(guān)的所有造成環(huán)境影響活動。這一點(diǎn)反映在包含“生態(tài)”這一詞的術(shù)語上，如生態(tài)責(zé)任制造。1.2理論基礎(chǔ)

綠色制造的理論基礎(chǔ)是社會生態(tài)學(xué)，它是人與構(gòu)成環(huán)境的各種自然要素的組合及其形成的各種生態(tài)關(guān)系的組合。

從制造業(yè)來看，綠色制造涉及三大領(lǐng)域即：制造領(lǐng)域(包括產(chǎn)品生產(chǎn)周期全過程)；環(huán)境領(lǐng)域；資源領(lǐng)域。綠色制造的內(nèi)容涉及到綠色設(shè)計(jì)及其相關(guān)的綠色材料，綠色工藝、綠色包裝，綠色處理等問題。

從產(chǎn)品生命周期看，綠色制造涉及到市場需求，產(chǎn)品設(shè)計(jì)和開發(fā)、資源供應(yīng)、制造生產(chǎn)、包裝儲運(yùn)、銷售服務(wù)、產(chǎn)品報(bào)廢處理等整個過程。由此可看出，綠色制造的目標(biāo)是產(chǎn)品周期時間短(T)，產(chǎn)品質(zhì)量好(Q)，產(chǎn)品成本低（C），服務(wù)支持優(yōu)(S)，能最大限度地消除環(huán)境的負(fù)影響(E)。即TQCSE。提高制造業(yè)的競爭力。

2.綠色制造的采用原因和面臨的挑戰(zhàn)

1）、政治/政府的壓力：對綠色制造的關(guān)注不斷增加，很大程度上由于政治上的原因。污染和環(huán)境廢物，在很多方面，是一個政治上的問題。環(huán)境廢物很難從政之上辯護(hù)。環(huán)境廢物的存在常常刺激受害者尋求來自政治系統(tǒng)方面的解決方案，而不是商業(yè)團(tuán)體。沒有人愿意居住在排放揮發(fā)性有機(jī)化合物的車間附近；有人喜歡被工廠排放物污染過的水；沒有人愿意工作在自己不得不暴露給毒化學(xué)物和廢物的環(huán)境中。因?yàn)榇蠖鄶?shù)人都覺得自己沒有權(quán)力讓企業(yè)改變其行為，而只有尋求政治系統(tǒng)的幫助。

世界上各個國家都已出臺了關(guān)于綠色制造的法律，如《污染防治法案》、《職業(yè)安全和健康管理的危害物交流標(biāo)準(zhǔn)》等，這些法案為企業(yè)實(shí)施綠色制造創(chuàng)造了強(qiáng)烈的積累機(jī)制。通過實(shí)施綠色制造，改善環(huán)境性，企業(yè)可以避免來自法規(guī)的許多強(qiáng)制的限制和要求。2）、責(zé)任與義務(wù)：這一點(diǎn)可以從兩方面進(jìn)行分析。一方面，公司希望通過采用綠色制造的原理和實(shí)踐可以通過減少責(zé)任而獲得利益。這種減少的責(zé)任來自于環(huán)境和雇員的健康。環(huán)境和雇員的健康緊密相關(guān)。在很多公司，減少廢物對環(huán)境的影響措施同時也大大有利于雇員的健康。這兩方面的聯(lián)系是許多企業(yè)實(shí)施綠色制造的原因之一，因?yàn)閷Νh(huán)境事件的積極響應(yīng)同時也就是對雇員的健康、福利和安全的響應(yīng)。第二個方面。近年來，政府機(jī)構(gòu)已經(jīng)對那些沒有成功實(shí)施或忽略了綠色制造的企業(yè)實(shí)施管理，而且決心越來越大。在最近的一些案件中，犯有重大環(huán)境責(zé)任的公司總裁及CEO們被成功起訴并送進(jìn)監(jiān)獄。

3）、企業(yè)的利益：環(huán)境廢物不僅僅污染環(huán)境，更重要的是，它消耗資源，并增加額外成本。廢物是一種資源，是一種沒有回報(bào)，甚至負(fù)面回報(bào)的資源消耗。接下來，考慮與廢物產(chǎn)生相關(guān)的能力問題。廢物必須被跟蹤和監(jiān)視。這意味著企業(yè)必須投資培訓(xùn)具有跟蹤和監(jiān)視廢物能力的人。也意味著為儲存這些廢物而需要投資開發(fā)和維持適當(dāng)?shù)南到y(tǒng)以及對有關(guān)設(shè)備和空間進(jìn)行配置。對非進(jìn)行處理也需要能力。最后，全部的資源用來生產(chǎn)廢物。這些資源消耗了材料、能力、和人力。在消耗這些資源的過程中，廢物剝奪其他與之相關(guān)訂單和活動。最后，在進(jìn)行制造活動的規(guī)劃和監(jiān)控時，管理者必須認(rèn)識考慮到廢物的資源影響——環(huán)境廢物使得制造規(guī)劃和實(shí)施更為復(fù)雜化。

再者，環(huán)境廢物的隱藏成本也成為現(xiàn)代企業(yè)選擇綠色制造的一個原因。在很多現(xiàn)代企業(yè)，最大成本不再是物料和勞動力相關(guān)成本——企業(yè)一般成本。在一些公司，企業(yè)一般成本占總成本的60%強(qiáng)。與環(huán)境廢物的處理和管理相關(guān)的成本常常被隱含在企業(yè)一般成本中。這些成本應(yīng)該包括儲存和處理環(huán)境廢物的成本、補(bǔ)充和培訓(xùn)廢物處理人員費(fèi)用、環(huán)境廢物儲存設(shè)備費(fèi)用以及設(shè)備處理廢物的運(yùn)行費(fèi)用等。此外還包括廢物分類成本。分類成本是指花在對廢物進(jìn)行分析使得操作管理者知道廢物處理最優(yōu)方案的費(fèi)用。

據(jù)實(shí)踐人員報(bào)告，有毒廢物分類規(guī)程花費(fèi)的成本約$2000。這個費(fèi)用包括初始分類以及后來每年對常規(guī)廢物進(jìn)行更新的費(fèi)用。這個成本與廢物的質(zhì)和量無關(guān)。對一個漆罐的分類同對20噸淤泥圓筒箱子的分類，費(fèi)用是一樣的。通過減少環(huán)境廢物，你可以開始重新考慮企業(yè)一般成本了。面臨的挑戰(zhàn)

盡管這里有很多鼓勵介紹和實(shí)施綠色制造的因素，但是它還是沒有得到廣泛的應(yīng)用。這種有限的應(yīng)用可以歸咎為管理者們無法解決幾個阻礙綠色制造被接受和應(yīng)用的重要的固有障礙。下面介紹的是其中比較主要的幾個障礙：

1）、沒有戰(zhàn)略性影響：這是綠色制造被接受和成功實(shí)施的主要障礙。從根本上來說，這反映了對綠色制造的管理者的態(tài)度。管理者們將綠色制造看作是不會對其公司完成其主要的目標(biāo)價(jià)值的能力構(gòu)成切實(shí)的影響的一個事物。這些主要的目標(biāo)價(jià)值包括生產(chǎn)時間、成本、質(zhì)量和柔性。同時，管理者們并不認(rèn)為綠色制造能幫助他們完成面向最終客戶的工作：設(shè)計(jì)、制造和運(yùn)送產(chǎn)品。綠色制造所帶來的效益，如果有的話，也只是其他人的效益，而不是作為投資者的公司的效益。結(jié)果，綠色制造是一種對政府法規(guī)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、公眾關(guān)注所做出的一種反應(yīng)。綠色制造被看成只要不引起有關(guān)方的注意而帶來相關(guān)的環(huán)境問題，則盡量少實(shí)施。

這種態(tài)度是由多種因素導(dǎo)致的。其中包括缺乏綠色制造方面明確和客觀的成本/效益分析。還缺少反應(yīng)綠色制造同其他價(jià)值目標(biāo)之間關(guān)系的理論體系。2）、金融緊縮：綠色制造的另一大障礙是資金缺乏。綠色制造系統(tǒng)和工具開發(fā)的投資需要同其他項(xiàng)目競爭。綠色制造同其他項(xiàng)目競爭存在三方面的劣勢。首先，它被認(rèn)為沒有其他競爭項(xiàng)目那么緊急。其次，公司可能沒有足夠的資金，而不得不減少投入。第三，由于通常的投資決策都要計(jì)算回報(bào)率，而與綠色制造有關(guān)的總的成本和效益很難量化，于是給人留下這樣一種印象，即對綠色制造的投資不能產(chǎn)生和其他項(xiàng)目一樣的回報(bào)率。金融緊縮進(jìn)行現(xiàn)有裝備和附屬設(shè)備更新的最大壓力。

3）、缺乏資源：綠色制造需要人力、時間、系統(tǒng)（軟件、程序）和設(shè)備等資源。由于如前所述的種種原因，這些資源不能得到滿足。

4）、缺乏頂層和中層管理者的贊成：綠色制造的已成功實(shí)施的很重要的一點(diǎn)是得到企業(yè)中高層領(lǐng)導(dǎo)的支持。而之所以沒有能得到很多企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)的支持可能是由于以種原因。首先，管理者們看不到綠色制造的重要性。綠色制造沒有被看成同質(zhì)量、時間、柔性和成本一樣重要。當(dāng)管理者們?yōu)檫@些價(jià)值目標(biāo)投資其他項(xiàng)目時，沒能看到來之綠色制造的同樣利益。其次，他們害怕實(shí)施綠色制造。如果他們考慮綠色制造，并做出了“錯誤”的決策和投資，他們就有可能被檢舉或起訴。在這種情況下，他們不如放棄綠色制造而萬事大吉。第三，他們可能沒有時間投入到綠色制造。管理者們，特別是高層管理者的支持被要求放在那些需要立即實(shí)施或者必須停止的重大項(xiàng)目上面。最后，很難確定綠色制造環(huán)境責(zé)任的程度，因?yàn)樗艿秸ㄒ?guī)的影響，而這些法規(guī)有很難預(yù)料和控制。

5)、缺乏有意義的度量標(biāo)準(zhǔn)：當(dāng)前由于缺少合適的度量標(biāo)準(zhǔn)，管理者們評價(jià)很難綠色制造的方法和程序的影響。例如，由于缺乏度量標(biāo)準(zhǔn)對與廢物處理有關(guān)的培訓(xùn)、人力要求、精簡的工藝（過程）、存儲要求以及其他類似方面所造成的影響進(jìn)行收集，因此無法對任何行為的總體影響進(jìn)行評價(jià)。沒有這些度量標(biāo)準(zhǔn)，很難使高層管理者對產(chǎn)生意識。結(jié)果是，只能用道德倫理來對綠色制造進(jìn)行評判。然而，這些衡量標(biāo)準(zhǔn)只有在考慮并實(shí)施已經(jīng)表明對競爭地位或者賬本底線會造成直接影響的行為時才會得到權(quán)衡考慮。6）、缺少熟悉的工具：盡管這里有很多綠色制造工具（風(fēng)險(xiǎn)評估、生命周期分析等），但他們都不為制造業(yè)的管理者們熟悉。結(jié)果是，這些方法并不一定會得到采用。它們之所以不被采用是因?yàn)?，許多生產(chǎn)管理者們將它們的首要目標(biāo)定為在規(guī)定的時間里生產(chǎn)出最低成本的產(chǎn)品。因此需要一套新的基于熟悉方法和程序面向綠色制造的工具。例如，如果綠色制造問題能深入到物料需求規(guī)劃（MRP）中去可能會增加管理者們考慮綠色制造問題的可能性。7）、缺少理論體系：一個影響綠色制造成功實(shí)施的主要因素是缺乏能夠讓管理者們理解它的概念、它的各個組成部分以及它對公司的業(yè)績的影響的理論體系。關(guān)于綠色制造的大量信息要么是圍繞法律要么是一些軼事傳聞。

3.綠色制造的發(fā)展趨勢

將來綠色設(shè)計(jì)和制造的特點(diǎn)將趨向于全球化、社會化、集成化、并行化、智能化、產(chǎn)業(yè)化方向發(fā)展。未來可能的研究方法有:(1)模塊化設(shè)計(jì);(2)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊數(shù)學(xué)的應(yīng)用;(3)公理化設(shè)計(jì);(4)虛擬拆卸

人們提出了綠色設(shè)計(jì)發(fā)展體系,其中關(guān)鍵是綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)評價(jià)體系的完善,對產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造、包裝、運(yùn)輸、報(bào)廢整個生命周期中每一個環(huán)節(jié)對環(huán)境影響作出評價(jià),并且要在整個生命周期中、集成環(huán)境下建立綠色產(chǎn)品的評價(jià)體系[4]。同時,要研究開發(fā)先進(jìn)制造技術(shù),以及與之相匹配的先進(jìn)制造模式,大力開發(fā)低污染、低能耗、無公害的生產(chǎn)工藝與最終產(chǎn)品。研究開發(fā)適合綠色設(shè)計(jì)和制造需要的數(shù)據(jù)庫和信息系統(tǒng),例如,材料數(shù)據(jù)庫、制造數(shù)據(jù)庫、LCA數(shù)據(jù)庫及各種知識庫,開發(fā)綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)和實(shí)施綠色制造的支撐軟件[14]。

WTO規(guī)則中的“綠色壁壘”雖有一些大國為限制發(fā)展中國家貿(mào)易借口的因素,但其積極意義不言而喻,我國的機(jī)械行業(yè)要在世界貿(mào)易中站住腳,“綠色”水平的高低至關(guān)重要。因此,能否在綠色設(shè)計(jì)與制造方面有所作為,不再是一個間接的或長遠(yuǎn)的效益問題,而是一個直接的效益問題。

必須加強(qiáng)對企業(yè)的“綠色”教育,完善政府部門對企業(yè)綠色制造的監(jiān)督機(jī)制,加強(qiáng)立法和行政規(guī)定以及相關(guān)的經(jīng)濟(jì)政策[15]。建立較為系統(tǒng)的綠色制造理論和方法體系,促進(jìn)和指導(dǎo)綠色設(shè)計(jì)和制造技術(shù)的深入研究和學(xué)科發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

【1】劉宏菊,杜 江,李成剛?綠色設(shè)計(jì)方法-設(shè)計(jì)領(lǐng)域發(fā)展的新趨勢?中國環(huán)境科學(xué), 1999(1): 63~66 【2】中國大百科全書編纂委員會?中國大百科全書(光盤版)?———環(huán)境保護(hù) 【3】張 豐?清潔生產(chǎn)與可持續(xù)發(fā)展?武漢汽車工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 1999(4): 76~79