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1、计算机技术现代制造技术外文文献翻译中英文翻译外文翻译编号： 毕业设计(论文)外文翻译（译文）学 院： 应用科技学院 专 业： 机械设计及其自动化 学生姓名： 学 号： 指导教师单位： 姓 名： 职 称： 2011年 6 月12 日现代制造技术简介国际竞争的激励和计算机技术应用的发展，在1980年制造企业一直追求两个主要的资助方式： *自动化， *集成化。自动化是人类功能的机器替代;集成化是减少或消除实体或组织实体之间的缓冲区。后面的制造企业应用的新自动化技术策略是多方面的： *为了在知识工作中解放出人力资源；*为了避免危险或不愉快的工作；*为了提高产品的均匀性； *为了降低成本和多变性。该战略

2、的实施已经导致公司在他们的办公室自动化，工厂和实验室走简单，重复的功能。集成化，当作为一种方法来提高质量、成本和客户响应时，要求企业想方设法降低各函数的物理，时间和组织上的障碍。这种缓冲减少已实施的消除浪费， 替代的库存信息，计算机技术的插入，或这些的组合。在大多数加工工业 - 石油精炼，造纸，例如 - 自动化和集成化有了数十年的关键趋势。然而，在离散制造产品 - 电子产品和汽车，例如 - 在这些方向重大进展是在美国最近的现象。本章定义，探讨，并阐明了技术支持朝着更加自动化和离散制造一体化应用趋势的商品。我们首先对已经发展的硬件和软件技术进行讨论。然后，我们看看六个管理，必须加以解决，以支持这

3、些趋势的挑战。最后，我们看看经济评价新技术的问题。自动化制造其特点，例如，东芝公司，在他们的OME工程设施中，自动化制造，可分为三类：*工厂自动化*工程自动化*规划和控制的自动化。在这三个领域自动化可以独立发生，但三者之间的协调，因为这是由东芝公司正在推行设施，下面讨论计算机集成制造驱动器的机会。工厂自动化尽管软件也起到了关键作用，但工厂自动化是通过用于生产中的技术硬件来典型地描述的：机器人，数控（NC）机床，自动化物料处理系统，越来越多，这些技术被广泛应用，整合为制造单元或柔性制造系统（FMS）知名的系统。 机器人这个术语涉及到一个自动化的设备，通常可编程的，可用搬运材料到工作台上（取放）或

4、组装部件成一个较大的设备。机器人也可以用来代替直接使用工具或设备的人力劳动，例如，通过一个喷漆机器人，焊接机器人，这两个职位的焊工、焊接和接缝。在复杂的事物上机器人能显著地改变，从简单的单轴可编程控制器，到用微处理器控制和实时闭环反馈和调整机器的复杂的多轴机器。 一个数字控制（数控）机床是一台机器工具，它可以通过一个指导机器操作的计算机程序来运转，一个独立的数控机床需要有工件，工具和NC程序加载和卸载操作员。然而，一旦数控机床在工件上运行一个程序，它需要的操作明显低于手动操作机器所需的操作。 一个CNC机床通常有一个小型计算机奉献于它，以便程序可以开发并存储在本地。此外，一些CNC机床有自动装

5、载零件和换刀。CNC机床通常有实时，在线程序开发的能力，使操作可以迅速实施工程变更。一个DNC（分布式数控）系统包含许多CNC机床由一个很大的可以下载程序到分布式数控机床的计算机系统连接起来，这种制度为用生产计划和调度零件加工的最终整合是必要的。自动检测的工作，也可实现，例如，视觉系统和压力敏感的传感器。检测工作往往是乏味和容易出错，尤其是在大批量制造设置，因此对于自动化，它是一个很好的候选人。然而，自动检测（尤其是诊断能力）往往是十分困难和昂贵。这种情况，在自动化检测系统的发展是很昂贵，但人类的检查是容易出错的，体现了自动化制造系统，具有很高的可靠性值：在这种系统中，检验和测试策略可开发高可

6、靠性功能，有可能大大减少了制造和测试的总成本。自动化物料处理系统移动工件工作中心,存储单元和航运点,这些系统可能包括自主导引车，输送系统，或导轨系统。通过连接在生产系统中的分离点，自动化物料处理系统集成服务功能，减少在生产过程中不同点之间的时间延迟。这些系统促使程序布局设计来清晰地描述，每个工件的路径，往往使小批量运输工件更经济，它供予减少等候时间的潜力。柔性制造系统（FMS）是这样一个系统，自动化工作站与一个物料输送系统连接来提供了一个比是在一个高度自动化、非柔性、传输线制造的零部件范围更广的多级的自动化制造的能力。这些系统提供灵活性，是因为执行的操作在每个工作站和工作站之间可以通过软件控制

7、不同部分的路由。该柔性制造系统技术的承诺是提供了弹性接近的能力，在接近的设备可以用传输线取得的在工作间利用率。实际上，柔性制造系统是一种在这两个极端中间的技术，但良好的管理可以帮助推动双方边界同时进行。自动化工厂可以显着差异就其战略目的和影响。两个例子，松下，通用电气，可能是有益的。在大阪，日本，松下电器产业公司拥有生产磁带录像机的设备。这一行动的心脏功能，有100多名工作站的高度自动化的机器人装配生产线。除了一些故障排除操作和过程改进工程师外，这条线可以运行，用很少的人力干预，接近每天24小时，生产任何型号的200录像机的组合，截至1988年8月 。该设施没有得到充分利用;松下准备增加产量，

8、每月运行的设施的时间更多，随着需求的实现。在这种情况下，生产更多的边际成本非常低，为录像机行业准入，松下有效地创建了一个障碍，使进入者很难在价格上竞争。 第二个例子是通用电气公司飞机发动机集团三厂，于琳，马萨诸塞州。这完全自动化的工厂机器的小套零件由飞机发动机集团的装配厂使用。相反，松下电器工厂，它负责在录像机产品市场的战略优势，战略优势由GE工厂提供的似乎解决其劳动力市场，三厂的投资现在是沉没，最终，它将以一个小队高效率地日夜不停的运行。 由于体积被增加，美国通用电气公司有能力利用三厂的生产力、成本结构和其工会的劳动力促使目前制造的许多零件，这些零件最终可能被转移到三厂地区。因此，工厂自动化

9、可以解决从产品市场的考虑到劳动市场的担忧的多种类型的战略需要。自动化工程从最初的概念分析到最后的处理计划，高于和支持制造业正变得日益自动化的工程功能。在许多方面，工程自动化与工厂自动化是非常相似的，这两种现象可以大大提高劳动生产率，同时提高了其余员工的工作知识比例。然而，对于许多公司来说，经济回报结构和两种技术的理由程序可以完全不同。自动化和工厂自动化工程之间的差异源于对技术的两种类型的规模经济差异。在许多情况下，工程自动化的最低有效规模是相当低的。在工程工作站的投资往往是合理与否是网络化，到更大的系统集成。提高工程师的生产率就足够了。 对于工厂自动化的理由，相反的意见是更频繁的案件。所谓“自

10、动化孤岛”已经到了意味着在工厂自动化的小投资，其本身的投资提供了一个可怜的回报。许多公司认为，工厂自动化投资必须在质量，交货时间前充分结合和广泛的在操作中普遍，灵活性显现出来。计算机辅助设计有时被用来作为电脑辅助绘图，电脑辅助工程分析，计算机辅助工艺规划的涵盖性术语。这些技术可用于自动化的工程设计工作带出来的大量苦差事，让工程师可以花他们更多的时间和精力专注于具有创造性和评估可能性更广的设计思路。在不久的将来机器将不会设计产品。设计功能仍然几乎完全在人类有关的领域。计算机辅助工程允许用户采取必要的工程分析，如有限元分析，提出设计，同时他们在绘图板阶段。这种能力可以显着降低在产品开发周期的需要费

11、时原型和测试。计算机辅助工艺规划有助于自动产品已被设计的产品，发展程序计划的制造工程师的自动化工作，一旦产品被设计。规划和控制自动化计划和控制的自动化是最密切相关的物料需求计划（MRP）。古典的MRP开发生产计划和时间表是通过利用产品的物料清单和生产前置时间来爆炸的客户订单和需求预测当前和预计的，库存水平拘捕和日程安排。 MRP的系统（第二代MRP）是制造资源计划系统，建立在基本MRP的逻辑，但也包括车间控制模块，资源需求计划，库存分析，预测，采购，订单处理，成本会计，并在不同程度详细容量规划。在规划和控制的自动化投资的经济因素更为相似，比如投资在工厂自动化比在工程自动化是很相似的。由一个投资

12、在MRP II系统的回报只能通过分析整个生产运作加以估计，也就是工厂自动化的情况，该技术的综合功能提供了部分的好处。集成在制造业在制造业领域的四个重要的运动是推动广泛制造一体化的实现： *准时制生产（JIT）；*可制造性设计（DFM）；*质量功能展开（QFD）；*计算机集成制造（CIM）。其中，CIM是唯一一个直接关系到新计算机的技术。准时生产，质量功能展开，和可制造性设计，这是组织管理方法，不是天生的计算机化和不依赖任何新技术的发展。我们将在这里简要地看着他们，因为他们是重要的变化，这些变化是许多制造业的组织承诺，因为他们集成的目标是非常一致的。准时制生产（JIT）准时生产体现了追求精简或连

13、续流为离散制造产品生产的理念。核心理念是降低在整个生产系统的制造安装时间、可变性、库存缓冲和交货时间，从供应商到客户，以实现产品的高品质，快速，可靠的政绩观和低成本。在一个工厂工作站之间的工作时间和库存缓冲区的减少，以及客户与供应商之间，创建了一个更加一体化的生产体系。人们在每个工作中心研制出一种更好的需要和他们的前辈和接班人的问题意识。这种意识，有合作的工作文化相结合，可以帮助显着提高质量和减少变异。技术投资也就是机器和计算机，它不需要JIT的实施。相反，JIT是一种管理技术，这种技术主要依赖于持续不断追求生产经营逐步改善。如果没有重大的资本投资，JIT通过CIM完成一些相同的整合目标。只是

14、因为它是难以量化成本和中在工厂自动化的投资收益，也难以量化成本和“软”技术作为JIT的好处。最近的一些模型试图做这样的量化，但该工作方法还没有得到广泛应用。 可制造性设计（DFM）这种方法有时被称为并行设计或同步工程。 DFM是相关的追求设计工程师、工艺工程师和制造人员之间更紧密的沟通和合作的一组概念集。在许多工程组织，传统产品开发的实践在产品设计师完成其工作之前，流程设计人员可以开始他们的设计，以这样的方式开发产品将不可避免地需要工程师为制造产品做重大的工程变更，努力寻找一种方法来降低度产品成本。质量功能展开（OFD）密切相关的可制造性设计是质量功能展开（QFD）的概念，它需要增加产品设计师

15、、营销人员和最终用户之间的交流。在许多组织中，一旦最初的产品概念被开发，在没有营销人员和工程设计人员之间显着的交互作用下将长期通过。因此，作为设计师面临无数的技术决策和权衡，他们将在很少的营销或客户的投入中作出选择。这种做法在产品引进中往往导致长期拖延，因为重新设计工作是非常必要的，一旦营销人看到原型。质量功能展开正式确定在整个产品开发周期之间的互动营销和工程组，保证决策的设计与所有的技术和市场作出充分的权衡考虑。两者合计，设计的可制造与质量功能展开促进了工程、市场营销和生产的一体化，降低了总产品开发的周期，提高了产品设计的质量，为双方的生产组织和买该产品的顾客所感知。就像及时生产，可制造性设

16、计与质量功能展开在本质上不是主要技术，然而，如电计算机辅助设计技术常常可以用来作为工具来促进工程/制造/销售一体化。从某种意义上说，这种用法可以被作为计算机集成制造来实施这些政策的选择。计算机集成制造（CIM） 计算机集成制造是指利用计算机技术将制造一个产品相关的所有功能联系在一起。因此，计算机集成制造既是信息系统又的制造控制系统。由于它的意图是如此的包罗万象，甚至以一种有意义的方式描述CIM都是很困难的。我们简述一个相对简单的概念模型，这概念模型涵盖了主要的信息需求，并在制造企业中流动。该模型由两个系统单元类型组成：*部门的供应和/或使用的信息；*流程改造，合并，或以某种方式处理信息。模型中

17、的九个部门为：1、生产2、采购3、销售/市场营销4、工业与制造工程5、产品设计工程6、物料管理和生产计划7、管理员/金融/会计8、工厂和企业管理9、质量保证。 *流程改造，合并，或以某种方式处理信息。1、成本分析2、库存分析3、产品线分析4、质量分析5、劳动力分析6、主计划7、物料需求计划（MRP）8、机器及设备投资9、工艺设计和布局。 为了完成一个特定的制造系统模型的规范，必须在上面列出的部门和信息处理之间记录信息流。这样的信息流图可以作为CIM的设计概念蓝图，可以在可视化的范围和CIM信息系统的功能给予帮助。 设计并实现一个把所有信息供应商、处理器和用户连接在一起的计算机系统是一个漫长，艰

18、难和昂贵的任务。这样的一个系统必须满足不同的用户群体的需求，并且必须有不同的品种 软件和硬件子系统 经济效益受益于这样一个系统，该系统来自更快更可靠的通信，里面的组织内部员工之间以及产品质量和交货时间方面产生的改善更可靠的通信来经济效益。 因为许多CIM系统所带来的好处要么是无形的要么是非常难以量化的，因此决定去追求CIM方案的必须基于一个长期的、战略性的承诺来提高制造能力。描绘许多美国制造业关注的决策过程的传统回报投资的评估程序将不足以促使大量资金和需要时间积极去追求CIM。尽管费用较高和CIM实施的不确定性，但大多数美国大型制造企业还是投资一些资源来探索利用计算机信息系统整合其组织中各种功

19、能的可行性。 技术采用的影响：灵活性和资本密集 如上所述，在工厂自动化和CIM投资中，公司朝着更加自动化和一体化的方向发展。为了充分评估这些投资机会，并权衡潜在违反支付的费用，我们必须考虑到这技术的两个影响： （1）生产经营的灵活性，（2）经营的密集资本。在这一节，在讨论新的制造技术所创造的六个机遇之前我们先简要的来看看这两种效应：制造业的灵活性 - 灵活地改变产品结构，改变生产比率，并通过缩短制造系统内的周转时间和自动为不同的产品进行设置和更换来推出新产品。在过去的十年，制造灵活性的重要性对企业的竞争力已很明显，因为经济和技术变革的速度已经加快，许多消费者和工业市场已经日益国际化。由于这种竞

20、争加剧的结果，当每家公司都要努力地去跟上大群体工业对手的新产品时，产品生命周期缩短了。为了生存，公司必须迅速作出反应和灵活去对竞争的风险。因此，企业必须特别关注新制造技术的灵活性组成部分的评估。增加资本的密集是直接从大规模地用机器代替人的自动化。一个改革对资本密集的成本结构有两个重要的影响。首先，来自低固定投资和高位可变成本的制造成本结构的变化，它具有很高的资产固定投资和低可变成本。这一变化将显著地影响一个公司的挑战竞争能力，因为低可变成本让公司维持甚至面对激烈的价格战的盈利能力很短暂。其次，自动调整在这两个职业水平和工作责任所带来的变化需要大量的组织，这种挑战所带来的改变在下面讨论。新的制造

21、技术制造所创制的六项挑战1. 计算机集成制造系统的开发和设计由于其雄心勃勃的一体化目标，计算机集成制造系统将是巨大的，复杂的信息系统。理想的情况下，设计过程中应先从CIM使命阐述的一系列具体目标和任务的声明之后开始。这种自上而下的设计方法，确保了硬件和软件组件已被设计成一个有凝聚力的系统。此外，由自从CIM集成的中央数据库加一个分布式数据库组成的创立，数据库设计是至关重要的。并且，自从组织中的许多人将要负责录入到系统中的数据，他们必须了解它们在整个系统的功能互动。用户的输入必须考虑在设计阶段和检查数据库的准确性和完整性的系统必须被包括在内。在系统设计阶段必须考虑硬件和软件的标准化。在许多公司，

22、计算机和数据库功能都来自不同的供应商，这些供应商的产品不是特别兼容。要么重新装备或开发这些计算机系统连接在一起，这样需要大量的资源。显然，设计一个被确认为组织内外都成功的系统，是一项艰巨的挑战。这样的系统是很少的，如果需要的话，公司也要按任务的日期去充分地完成这任务。 2. 人力资源管理系统如上所述，重大的调整是需要合并新工厂自动化和计算机集成制造技术的实施的组织。如果新技术不是在一个新建的网站安装，那么裁员往往是这变化的一种后果。有效的减少其余员工可能不可避免地认为这是谁的企业，而不是退却迹象振兴裁员士气问题。此外，人力资源问题不是仅限于为了简单地裁减一定数量的人，然后就向前用其余团体。计算

23、机集成制造和自动化技术放在要求能力显着提高的组织，再培训和持续教育必须是企业的希望与这些技术的竞争规则，公司必须经历一个文化转型。再培训和持续教育的要求至少是在工厂车间做这些新技术工作管理人员和工程师。设计自动化工厂、管理自动化工厂和自动化工厂设计的产品与传统的劳动密集工厂相比它更都要知识和技能的补充。高级管理人员必须评估计算机集成制造技术以及与他们工作的人，这技术也可大大受益于有关的教育。3. 产品开发系统工厂自动化和计算机集成制造使产品设计师的工作更加困难。人类开发的生产系统比自动化制造系统更适用，当设计师正在为一个手工建立产品设置要求时，它们可以提供一些模糊的规格，它们知道人类可以容纳组

24、装加工或装配意外所发生的问题，或者至少可以发现问题并传达这些问题给设计师重新设计。在自动设置中，设计人员可以不依赖于制造系统就可以轻松地发现和恢复设计中的错误，有严格限制水平的智能和适应性也可以设计成自动化制造系统,，因此产品设计必须有非常熟悉生产系统或与这些有过亲密交流的人来做。发展中国家在该组织的设计能力是的一定的困难，但实现世界一流的制造系统却是必要的一步。4. 管理动态过程的改进在大多数运行良好，劳动力密集的制造系统，由一支充满活力的员工队伍，不断努力，以发现更好的方法执行其工作来不断改进的结果。在一个高度自动化的工厂，有几个工人去观察，测试，实验，考虑和了解系统以及如何使它更好。因此

25、，一些观察家声称，工厂自动化将意味着学习曲线的末端是作为制造业竞争力的重要因素。这种说法长时间的违背了工业生产力的进步，一批根本的技术之后创新一系列的有利于不断改进完善新技术。评估这一主题的大多数学生认为，此种是为尽可能多的总生产率的增长，做根本性创新而渐进累积的。从本质上讲，任何激进的创新可能会被认为是第一个通过创新，这一创新需要更多的创新，才达到其最大潜力。假定，工厂自动化和CIM将扭转为时过早和有可能误导管理人员和这些技术的实施者的这一历史性模式。由于这些技术新的援助如此复杂，不能指望所有相关捕捉的知识都在系统设计阶段里。如果一个企业承担，一旦在适当的位置，这项技术将不会受到非常多的改善

26、，它将评估，设计和管理体系更加不同于如果假定大多好处可以通过更多地了解该系统一旦到位如何最好的使用和改进。有人可能会希望能观察到自我实现的预言在这方面，即使一个自动化的工厂已经有一些人（潜在的创新者），投资在将能确保那些目前培训以发现、捕捉并尽可能地适用新知识的人的这一技术的公司是明智的。事实上，不断发现和利用改进的机会可能是对企业完全避免无人工厂的主要原因。 5.采购技术在评估一个特殊的技术方案之前，该方案必须合理地明确界定。一个企业需要选择设备和软件供应商，并决定设计、生产、安装和将与内部工作人员执行的集成技术的数量。许多观察家认为，作为企业尽可能多的做技术开发，以尽量减少对企业的工艺技术

27、信息的泄漏，并保证一间公司的新技术和现有的战略、人员和资本资产做适当的配合。对于外部获取的技术，在它们进行评估之前，技术的方案必须产生。在制定这些方案时，公司必须考虑其目前的资产，环境，市场地位，以及作为其竞争对手。设备厂商必须纳入决策过程，供应商和技术评估标准必须在组织内发展和利用。 6.系统控制和性能评价一旦技术的投资选择已经实施，管理者通常要跟踪该投资的有效性。衡量制造业的性能的传统方法的缺点是广泛的认可。这些方法的大多数可以被操纵，以使目前的结果看未来业绩的潜在支出好。当管理者仅花费在他们的职业生涯中的一个设施或位置的一小部分时，他们往往有动力去进行这种操作。此外，在许多环境中，为设施

28、适当的性能标准要求信息的一个或多个竞争对手的设施，上及时，准确的数据可能不可用。越来越多的企业正在使用制造性能的多维措施。而不是仅仅根据统计汇总盈利能力，质量，交货期，质量成本，交货性能和全要素生产率的措施正在利用评价业绩。尽管这种趋势，企业可以受益于更多的研究，例如，为生产力和学习率的标准设置一个高度自动化和集成的环境。采用新技术的经济评估对于购买硬件，软件和服务，采用该技术的成本是最明显和最容易提前估计前期资本的支出。大多数模型只考虑这些费用。但是下面这些也很重要：（1）被裁的员工的技能将不会在新系统中使用所需的费用，（2）新技术引起的操作设备引起的设备损坏的费用（3）人力资源发展所需的设

29、计，建造，管理，维护和操作新系统的成本。投资在工厂自动化和计算机集成制造是流程战术和战略的好处。这些利益涉及到一家公司的成本结构变化，增加了工艺重复性和一致性，降低了库存，提高了灵活性，并缩短流程和通讯线路。关于投资在CIM的成本结构和工厂自动化往往代表了大量的前期成本，这成本导致了每个单位产出的可变成本减少。这个主要是人力劳动取代机器的结果。当企业之间的竞争非常高时，降低可变成本可以提供显著的竞争优势，此外，降低可变成本，有时会导致企业削减价格，潜在地增加市场份额和收入。CIM和工厂自动化给予的产品的重复性和一致性所引出的优点的增加也有着显著提的竞争力。减少加工变异、减少废料和重修定成本，可

30、变成本储蓄的来源，可以作为通过自动化减少普通劳动力的成本。此外，提高了产品的一致性，可以显著地提供产品市场销售量的增长。改进程序控制的二次影响包括提高在一个运行良好的系统顺利工作的员工士气（很少缺勤和离职）自动化和集成投资的财产的库存减少可以来自几个方面，首先，工厂自动化可以减少某些类型的操作设置时间，减少了周期库存的需要。其次，降低程序变异性可心降低性在整个制造系统中的不确定性，减少了安全库存的需要。第三，工厂集成可以缩短生产周期，减少了在制造过程中通过系统的库存流。柔性制造是CIM和工厂自动化提供的另一个重要的战略优势。快速转换工具和设备使公司能够迅速改变产品结构，以响应变化的市场需求。此

31、外，数控编程及计算机工艺设计缩短产品上市时间和缩短企业推出大量新产品的时间。全自动化制造系统提供批量柔性。前面提到的松下录像机企业的高度自动化可以改变其相对较低的产出率和通过增加或减少每月运行费用的小时数来调整成本。因为该企业的直接劳动力是相当小，产量下降不会导致戏剧性的开工不足和不需要增加主要雇用和培训工作。最后，在工作地点交货时间的缩短将降低车站之间的工作流程时间，从而减少了制品在系统中的需要。随着库存和交货时间的减少，企业可能增加快速交货的利润费用或可能通过提供更好的服务和保持价格不变来增加市场占有率。概要和结论增加全球竞争和环境的波动性要求企业能迅速适应，否则将面临灭绝的可能性。投资于

32、自动化和集成，包括硬件，比如自动机和柔性制造系统，软件，如计算机集成制造系统和如及时生产、可制造性设计和可以帮助公司实现和保持竞争力的管理方法。当然，总是以最短的资产供应的是管理远见和领导才能。制造业战略创新必须优先于技术投资决策，因为良好的技术很少保存不善的管理。因此，企业必须补充其有关的信息和对他们的业务挑战和机遇的见解技术进行选择的学习。查尔斯任教于麻省理工学院斯隆管理学院的经营管理和生产战略。他拥有博士和硕士学位，斯坦福大学的学士学位和杜克大学的学位。他曾撰写了许多关于生产问题，包括质量改进的经济性和以柔性制造系统的投资模式的文章。他经历的工业咨询，执行教学和研究项目包括：数字设备工作公司，柯达，通用电气，IBM和摩托罗拉。注射成型塑料制品设计和制造的知识库系统摘要本文介绍了一个重要塑模知识库系统的制定和实施。这知识库，名为启迪，是