制造系统的体系结构与运行原理PPT推荐.ppt

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因此，在掌握制造系统总体结构方面规律的基础上，进一步了解制造系统各组成层次上的体系结构和运行规律，对于我们更好地驾驭整个制造系统亦具有重要意义。

1.1.概述概述制造系统的结构在层次上分成四级：

4.4.跨企业与跨企业与全球制造系统全球制造系统3.3.工厂级制造系统工厂级制造系统2.2.车间级制造系统车间级制造系统1.1.单元级制造系统单元级制造系统这四级彼此之间可通这四级彼此之间可通过过通信网络通信网络进行进行信息交换信息交换。

单元级和车间级单元级和车间级是目是目前最普遍的传统制造系统。

前最普遍的传统制造系统。

随着计算机和通信技术的随着计算机和通信技术的发展，工厂级和全球制造发展，工厂级和全球制造系统也将得到发展。

系统也将得到发展。

1.1.概述概述制造系统制造系统的的总体结构总体结构主要论述制造系统在总体结构方面具有的规律性单元级制造单元级制造的结构与的结构与运行原理运行原理重点介绍制造系统基层单元的结构和运行特征其中，制造系统的总体结构和单元级制造系统的结构与运行原理是讨论的重点。

目录目录1.1.概述概述2.2.现代制造系统的总体结构现代制造系统的总体结构3.3.单元级制造系统的结构与运行原理单元级制造系统的结构与运行原理4.4.车间级制造系统的结构与运行原理车间级制造系统的结构与运行原理5.5.工厂级制造系统的结构与运行原理工厂级制造系统的结构与运行原理6.6.跨企业与全球制造系统的结构与运行原理跨企业与全球制造系统的结构与运行原理2.2.现代制造系统的总体结构现代制造系统的总体结构由于现代制造系统的复杂性，要清楚了解其体系结构，必须从多视角去观察。

由此形成了描述制造系统体系结构的多视图描述方法。

从广义建模的角度，左图是制造系统体系结构的一个全局视图。

由于过程视图在描述过程中要同时涉及其他四个视图之间的关系，因此过程视图处于中心位置，将功能视图、信息视图、资源视图和组织视图结合成了一个有机整体。

功能视图功能视图过程过程视图视图资源视图资源视图组组织织视视图图信信息息视视图图2.2.现代制造系统的总体结构现代制造系统的总体结构每一个视图的内涵：

1）功能视图：

描述制造系统中较为稳定的静态功能组成（静态视图）和动态功能联系（动态视图）2）信息视图：

描述制造系统的信息结构（静态视图）、信息流动和信息处理过程（动态视图）3）资源视图：

描述制造系统中的设备、物流等系统资源配置（静态视图）以及资源流模型（动态视图）4）组织视图：

描述制造系统中的组织构成（静态视图）和组织方式（动态视图）5）过程视图：

描述制造系统中涉及上述四个视图的业务流程构成（静态视图）与运行过程（动态视图）制造系统体系结构的主要内容制造系统体系结构由一组从五个角度描述制造系统的动态视图、静态视图和一组建模、分析方法集所组成。

2.2.现代制造系统的总体结构现代制造系统的总体结构2.1制造系统的功能视图功能视图以制造系统的功能为主线，通过IDEF0图等来描述制造系统的体系结构。

回顾：

IDEF0图是一种层次化表示的表示方法。

最上层的IDEF0图描述的是最宏观的系统功能，越往下层，所描述的功能将越细微。

因此通过IDEF0图，即可实现对制造系统的功能从宏观到微观的全面描述。

该图左边为制造系统的输入，包括市场信息、客户信息、制造物料以及其他制造资源；

右边为系统的输出，包括输出信息、服务、合格产品、废弃物等；

上边为施加于系统的控制和约束，包括国家政策、法律法规、质量标准、技术标准、技术规范等；

下面为系统运行的支撑环境，如制造模式、设备、软件、机构组织等。

2.2.现代制造系统的总体结构现代制造系统的总体结构2.1制造系统的功能视图首先最上层的IDEF0图从宏观的角度对现代制造系统的总体功能进行描述。

制造模式其它资源政策现代制造系统（运行）市场信息客户信息制造物料法规标准规范输出信息服务合格产品废弃物设备软件组织由图3-1可见，从宏观上看，现代制造系统的功能就是将输入给系统的制造资源（信息、物料、能源等）转变为系统输出的端的合格产品、配套的服务和相关的信息等。

图3-12.2.现代制造系统的总体结构现代制造系统的总体结构2.1制造系统的功能视图为进一步了解上述制造系统功能是如何实现的，将图3-1展开得到下图3-2（为简化图形表示，省略了支撑环境）。

从图3-2可以看出，为实现图3-1的总体功能，现代制造系统需由经营管理、设计工艺、生产管理、产品生产，销售服务等子功能模块构成。

2.2.现代制造系统的总体结构现代制造系统的总体结构2.1制造系统的功能视图为具体描述经营管理等子模块功能是如何实现的，可将其进一步展开。

例如右图的产品生产功能描述。

2.2.现代制造系统的总体结构现代制造系统的总体结构2.2制造系统的组织视图组织视图描述了制造系统的组织结构。

由于制造系统的组织结构是根据制造模式确定的，而近三十年来制造模式的研究非常活跃，成果层出不穷，因此许多制造企业都采用了更为先进的制造模式，使得近年来现代制造系统的组织结构已从传统的递阶结构发展成为多种形式的组织结构。

典型的制造系统典型的制造系统组织结构组织结构递阶结构分布式结构网络组织结构动态联盟组织结构2.2.现代制造系统的总体结构现代制造系统的总体结构2.2制造系统的组织视图1.1.递阶结构递阶结构递阶结构是最为常见的制造系统组织结构。

这种组织方式是严格划分了职能范围的递阶控制形式，每一个职能部门分工严格，相对独立，各司其职。

基于该结构容易实现集中管理、统一领导，但由于纵向层次较多，信息流通的效率较低。

此外，这种结构的底层庞大，不但资源利用率低，而且横向信息交换较少，不易快速响应市场需求。

某公司的递阶组织结构2.2.现代制造系统的总体结构现代制造系统的总体结构2.2制造系统的组织视图2.2.分布式结构分布式结构分布式结构是针对传统递阶式结构存在的问题而发展起来的一种新型制造系统组织结构。

制造系统的一种分布式组织结构如下图所示。

制造系统运行管理包括经营管理和宏观生产管理，具体的生产管理权限下放给独立制造岛。

波音公司.2.2.现代制造系统的总体结构现代制造系统的总体结构2.2制造系统的组织视图独立制造岛，实质上是一个具有完善功能的小型制造系统，可以独立完成某种或某几种产品的制造。

独立制造岛运用了成组技术和并行工程。

独立制造岛的基本结构如右图：

独立制造岛建立后，技术准备、生产管理和制造过程三者有机地联成一体，打破了原有的部门界限，从而有利于实现技术准备与生产管理的计算机集成化和制造过程的高效率、高质量和高柔性。

2.2.现代制造系统的总体结构现代制造系统的总体结构2.2制造系统的组织视图3.3.网络结构网络结构网络组织结构是一种具有动态重构功能的组织视图。

网络组织结构是在企业内部进行的。

如图，在项目领导的统一指挥下，以产品为主线组成项目组，各职能部门人员根据需要动态参与各项目组，由项目组领导统一指挥完成项目产品的制造任务。

任务完成后项目组解体，根据新的市场需求重组项目组。

优点：

该组织形式容易获得较快的市场响应速度，比较适合于按订单生产的大型复杂产品的制造。

航母制造2.2.现代制造系统的总体结构现代制造系统的总体结构2.2制造系统的组织视图4.4.动态联盟组织结构动态联盟组织结构动态联盟组织结构是面向敏捷制造的一种新型组织结构。

该组织结构的基本原理是通过自组织形式形成动态联盟，在现有实体公司基础上，发挥各自优势组成对某类产品具有总体优势的虚拟公司，取得最高效益。

产品生命周期结束，虚拟公司解体。

动态联盟组织结构是在企业之间建立的一种动态联盟的关系。

产业园2.2.现代制造系统的总体结构现代制造系统的总体结构制造系统的资源视图用于描述系统内资源的构成和流动状况。

现代制造系统的资源主要包括信息、物质、能量和资金等。

这些主要资源在制造系统中的流动过程如图所示。

2.3制造系统的资源视图在上述几种制造资源中，信息流和物料流相对比较复杂，本节将对其作重点介绍。

2.2.现代制造系统的总体结构现代制造系统的总体结构1.1.制造系统的物料流制造系统的物料流制造物料在制造系统的流动过程中，除了加工、处理、装配、检验等生产作业外，其余时间则处于库存或输送过程中。

因此，输送和库存是制造物流的两种主要状态。

2.3制造系统的资源视图思考：

全产业链利弊专业化和协作2.2.现代制造系统的总体结构现代制造系统的总体结构22.制造系统的信息流制造系统的信息流制造信息是一种最为活跃的资源，它涉及制造系统的所有方面，在系统的各个环节中动态地流动着。

主要包括以下几类：

（1）市场信息

（2）经营信息（3）生产信息（4）财务信息（5）技术信息（6）人力资源信息2.3制造系统的资源视图2.2.现代制造系统的总体结构现代制造系统的总体结构3.制造系统的物能资源流模型制造系统的物能资源流模型2.3制造系统的资源视图制造系统的物料流动过程不仅是物料转化和消耗的主要过程，而且因为物料的流动和物料的加工制造均需要能量来驱动或转化，因此物料流动过程也是能量消耗的主要过程。

由右图可知：

1）制造系统是一个不断输入制造资源，通过制造过程而输出产品，并同时产生废弃物的输入输出系统。

2）制造系统中资源的输入、消耗、转化、浪费、回收、处理及这些过程的影响和控制，形成了制造系统的资源流。

3）影响制造系统资源流（包括资源输入量、资源消耗过程和废弃物的产生量）的因素是系统性的，包括制造系统的结构、产品设计、工艺方案、制造过程、产品出厂及使用后的处理等。

2.2.现代制造系统的总体结构现代制造系统的总体结构制造系统的信息视图通过实体描述出制造系统的信息构成以及信息的内容、存储方式，通过定义实体之间的联系描述信息的分布和接口，可以清楚地表达制造系统的信息联系。

2.4制造系统的信息视图2.2.现代制造系统的总体结构现代制造系统的总体结构制造系统的过程视图描述了制造系统的事务处理过程，指出任何组织、利用何资源、处理何问题以及处理该问的输入信息及输出信息。

合理利用制造资源视图有助于保证各视图对制造系统描述的一致性和相关性。

2.5制造系统的过程视图过程视图与其他视图的关系制造系统的功能视图强调是系统具有何功能，而过程视图强调的是如何解决问题。

2.2.现代制造系统的总体结构现代制造系统的总体结构1.制造系统的