先进制造系统考试重点

第一章

1、狭义制造与广义制造：（1）狭义制造 指产品的制作过程。 即，产品的机械工艺过程或机械加工过程。 制造是使原材料（采掘业的产品和农产品）在物理性质和化学性质上发生变化而转化为产品的过程。（2）广义制造 指产品的整个生命周期过程。 制造是一个涉及制造工业中产品设计、物料选择、生产计划、生产过程、质量保证、经营管理、市场销售和服务的一系列相关活动和工作的总称。(国际生产工程学会1990年)。广义制造的3个特点：全过程、大范围、高技术。

2、制造系统的问题：1）劳动生产率及工业增加值率低2）我国制造业处于全球产业链的低端，即、低水平生产能力严重过剩，高水平生产能力不足，有些高技术含量和高附加价值的工业制品已形成了依赖性进口。3）技术创新能力十分薄弱4）制造业的结构不尽合理，我国制造业总体结构偏轻，装备制造业薄弱。能力十分薄弱

3、制造业产品的分类：1）、按产品的宏观用途：生产资料、生活资料。2）、按产品的构成形态分：离散式产品、流程式产品、混合式产品。机械电子制造业的产品七大类：金属制品、专用设备、普通机械、交通运输机械、电器机械及器材、电子及通信设备、仪器仪表及文化办公用机械。

4、产品市场生命周期：只一个产品进入市场到退出市场的全过程。产品市场生命周期分为4个阶段:⑴投入期（T1） 销售量上升。⑵成长期（T2） 销售量不稳定。又可分为 ①试销期（T21）②初步稳定期（T22）③失望期（T23）④成长后期（T24）⑶成熟期（T3） 销售量趋于稳定。⑷退让期（T4） 销售量逐步下降

5、产品全生命周期：是指一个产品从构思到出生、从报废到再生的全过程。6个阶段：产品计划、产品设计、产品制造、产品销售、产品使用、产品报废。、 6、系统（system）是具有特定功能的、由若干相互联系的要素组成的一个整体。 7、系统的特性 ：1、）集合性 由两个或两个以上的要素构成。 2）层次性 要素之间都是有层次的组合。 3）有界性 具有与外界联系的边界，可辨别。4）相关性 各要素按一定关系互相联系和制约。 5）整体性 各要素不能缺省。彼此有机地结合成一个整体，并体现综合性的整体功能。6）目的性 功能是系统存在的目的。 7）环境适应性 为了维护有序性，必须与环境发生物质、能量和信息的交换，进行新陈代谢，以适应环境的变化。8）生物性，即不可逆的生命周期性 任何一个系统都有一个从孕育到死亡的生命周期，且这个生命周期是不可逆的。

8、制造系统是由制造过程所涉及的硬件、软件和人员所组成的、通过资源转换以最大生产率而增值的、经历产品生命周期过程的一个有机整体。理解制造系统的3方面①在结构上，制造系统是由制造过程所涉及的硬件、软件和人员所组成的有机整体②在功能上，制造系统是一个通过资源转换以最大生产率而使资源增值的输入输出系统. ③在过程上，制造系统是制造活动所经历的产品生命周期的全过程。这个制造全过程的主要环节 ：市场分析、产品设计、工艺设计、加工装配、检验包装、销售服务、报废处理。

9、先进制造系统 是在时间、质量、成本、服务和环境诸方面很好地满足市场需求，采用了先进制造技术和先进制造模式，协调运行，获取系统资源投入的最大增值，具有良好社会效益，达到整体最优的制造系统。 10、先进制造系统的特点

①时间第一 产品开发周期显著缩短，上市时间更快 ②满意质量 质量的完整概念是顾客的满意度。

对质量更全面理解：可用、实用、耐用、好用。

③分集并存 分布范围更广，是全球范围的分布；集成化程度更高，包括4个因素：信息、技术、管理、人。

④以人为本 从以技术为中心向以人为中心转变

⑤扁平组织 从多层金字塔结构向扁平的网络结构转变 ⑥柔性更高 技术、管理、人员、组织和经营上的柔性。 ⑦模块拼合 产品模块化被推广到AMS的组织结构

⑧关注环境 提倡绿色产品，实施清洁生产，推行ISO 14000系列标准，保护环境。

11、定义一 先进制造技术是根据市场需求，使原材料成为产品所运用的一系列先进技术的总称，是当代制造业赖以生存和发展的主体技术。 定义二 先进制造技术是传统制造技术不断吸收机械、电子、信息、材料、能源及现代管理等方面的成果，并将其综合应用于产品全生命周期，以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产，并取得理想技术经济效果的制造技术的总称。包括： 第二章

1、制造系统的分类：

按产品构成形态分：离散式制造系统、流程式制造系统、混合式制造系统 按产品批量分 1）大量制造系统（2）中量制造系统 （3）小量制造系统

按生产计划分：自主式制造系统、订单式制造系统（制造策略：按订货设计、按订货加工、按订货装配）

按层次结构分：单元级制造系统、车间级制造系统、企业级制造系统、全球制造系统

制造系统大小的划分：大系统（大型固定系统、大型柔性系统）、小系统。 2、AMS的资源结构：基础资源、活性资源

3、AMS的功能结构：4个功能模块：研究与开发、生产与控制、市场营销、财务管理。

4、AMS的组织结构：市场部、销售部、采购部、工程开发部、制造部、工业工程部、财务部、人力资源部。 5、AMS的过程组成：

单元级制造系统的三运动流：物质流、信息流、能量流 其子系统：物质系统、信息系统、能量系统

企业级制造系统的四运动流：物料流、信息流、资金流、劳务流 其子系统：物料系统、信息系统、财务系统、人事系统

6、AMS的信息系统：管理信息子系统、技术信息子系统、质量信息子系统、生产信息子系统。

7、制造系统的 8个特性：1）转换性 2）分解性 3）集成性4）动态性5）进化性 6）开放性7）随机性8）复杂性

8、AMS的相关指标：1）与产品有关的性能指标：生产率、通过时间、等待队长、等待时间、在制品数。2）与设备相关的性能指标：设备利用率、设备有效利用率、设备完好率、设备可维修性、使用方便性。3）、与复杂性相关的性能指标：柔性、可靠性、集成度、生产均衡性。

9、AMS(先进制造系统)五个决策属性：时间、质量、成本、服务、环境。

T的含义：①缩短产品制造周期；②提高生产率；③合理确定制造系统的生命周期。

Q的含义 是提高和保证产品质量。

C的含义 是有效地降低成本，提高经济效益。

S的含义：①做好市场工作，更好地为外部顾客服务；②替代或减轻制造人员的体力和脑力劳动，直接为内部顾客服务。

E的含义 是制造系统应该有利于充分利用资源，减少废弃物和环境污染，有利于实现绿色制造。 10、制造系统的生命周期 是从提出建立或改进制造系统开始，到它脱离运行并被新系统替代而结束所经历的时间。六个阶段：可行性研究、总体设计、详细设计、系统实施、系统运行、系统更新。制造系统6个阶段对应于生物系统6个阶段：导入、生成、成熟、饱和、老化和衰亡。

11、导入阶段往往表现为鸟尾效应【指制造系统实际运行性能偏离设计要求性能的现象】、生成阶段出现斜升效应【指制造系统因达不到设计要求的下偏离而出现性能提升的现象】、成熟和饱和阶段呈现随机效应【制造过程中多种随机因素度对制造系统性能影响的现象】、老化和衰亡阶段表现出劣化效应【指因老化失效和磨损等因素使制造系统性能下降的现象】，在各阶段还存在突变效应【只在某些突发因素的刺激下引起制造系统性能发生突然变坏的现象】。应努力：尽量缩短写生时间、利用统计过程控制来控制随机效应、强化维护保养，减缓裂化效应、尽早发现突变征兆，消除突变效应。

12、制造系统的几种控制方式：集中式控制；递阶式控制；分布式控制

集中式控制：特征 ①集中控制单元由一台强功能计算机构成②所有控制决策功能由集中控制单元承担③全局数据库记录系统的全部活动 。优点： ①全局信息统一处理并共享②可全局优化③唯一的系统状态信息源 。缺点 ：①响应速度慢且不一致②可靠性差，完成控制任务依赖

递阶式控制：特征：①从上到下逐步细化，异型多种计算机构成系统②采用主从式分层控制策略，决策层之间维持刚性的上下级关系③上层监督和协调下层的所有活动④各层有各自特定功能和集中的数据库。 优点： ①可逐步实现，降低了控制难度②可用冗余的计算机资源来增强系统容错能力③可利用状态反馈信息④简化各控制模块的规模和复杂性⑤利于处理各种动态和静态的数据及决策需求 缺点：①上层故障会造成下层控制整体瘫痪②改变设备布置会影响整个控制系统，柔性很差③通信延迟使上层决策滞后于下层变化，动态适应性差④局部控制器计算能力有限⑤增加信息传递环节，降低通信可靠性 分布式控制（非等级控制）：特征 ①同型或异型计算机构成系统②单元间按协议协商解决问题 ③完整的局部自治，不存在监控单元， 各单元均为自治的实体④只有局部数据库 优点 ①降低了系统的复杂性②模块化结构更具柔性，也易于扩展③降低了监视过程对实时控制的延迟④容错能力强⑤真正权力下放使工作者责任感增强 缺点 ①异型计算机及其通信协议难以协调②难以实现完全的分布式③尚无支持全部功能的硬件和软件④存在数据重复和数据冲突的趋势⑤存在死锁的可能性。 非等级控制常用的策略：①排队②任务投标③协商④协作。 混杂控制方式：①改进型递阶控制②半非等级控制③寡头控制

13、 信息化制造的内容：生产作业层的信息化、管理办公层的信息化、战略决策层的信息化、协作商务层的信息化。

14、信息化制造的任务：它的建设任务包括硬件、软件和应用系统等方面。

（1）硬件方面 包括：因特网（Internet）的连通，企业内部网和企业外联网（Intranet/Extranet）的构建，科研、生产、营销、办公等各种应用软件系统的集成或开发，企业内外部信息资源的挖掘与综合利用，信息中心的组建以及信息技术开发与管理人才的培养。 （2）软件方面 包括：相关的标准规范问题以及安全保密问题的研究与解决，信息系统的使用与操作以及数据的录入与更新的制度化，全体员工信息化意识的教育与信息化技能的培训，与信息化相适应的管理机制、经营模式和业务流程的调整或变革。

（3）应用系统方面 具体内容包括网络平台、信息资源、应用软件建设三大部分。

企业信息化在应用层应有的主要系统是：技术信息系统，管理信息系统，办公自动化系统，企业网站系统，企业电子商务系统等。这些应用软件系统必须有相应的企业综合信息资源系统的支持，还要有相应的数据维护管理系统。所有系统要建立在计算机网络平台之上，并要配有网络资源管理系统和信息安全监控系统。 信息化制造的基本特点

①制造信息的数字化与无纸化。②制造设备的柔性化与智能化。③制造组织的全球化与敏捷化。④制造过程的并行化与协同化。⑤制造资源的分布性与共享性。

第三章

1、制造模式的类型.

1、按制造过程可变性分类：(1)刚性制造模式（DMM）。优点：生产率高，设备利用率高，产品成本很低。缺点：投资大，设备不灵活，只能加工一种零件，或几种相似零件。若要改变产品品种，则需对自动流水线作较大改动，投资和时间的耗费很大。(2)柔性制造模式(FMM) 特征：工序相对集中，没有固定的节拍，物料的非顺序输送；将高效率和高柔性融于一体，生产成本低；具有较强的灵活性和适应性。(3)可重构制造模式(RMM) 2、按信息流和物流运动方向分类有两种：（1）拉动式生产的信息流与物流反向运动，代表是精益生产；JIT的优点是：①能够形成追求“零库存”的动态系统；②有助于在工序间实现质量保证；③迫使生产过程的精心组织。JIT的不足是：①要求有重复循环的产品生产环境，生产柔性不够大；②缺乏改进过程的中心，所有过程活动一样重要。 （2）推动式生产的信息流与物流同向运动，代表是制造资源计划（MRPⅡ）MRPⅡ的核心是将库存管理和生产进度计划综合考虑，根据需求将生产指令同时下达给每个工序，需求与实际生产数量不同，工序间通过库存作为缓存来应付突发事件 3、按制造过程利用资源的范围分类：(1)集成制造模式(2)敏捷制造模式(3)智能制造模式 2、 并行工程CE：CE的定义：CE是对产品及其相关过程（包括制造过程和支

持过程）进行并行、一体化设计的一种系统化工作模式。这种工作模式力图使开发者从一开始就考虑到产品全生命周期中的所有因素，包括质量、成本、进度和用户需求。 CE的特点：设计人员的团队化、设计过程的并行性、设计过程的系统性、设计过程的快速“短”反馈。 CE 的关键技术：产品开发的过程建模、分析与集成技术；多功能集成产品开发团队；协环同工作境；数字化产品建模

3、敏捷制造AM：AM可定义为：企业在无法预测的持续、快速变化的竞争环

境中生存、发展并扩大竞争优势的一种新的经营管理和生产组织模式。它强调通过联合来赢得竞争；强调通过产品制造、信息处理和现代通信技术的集成来实现人员、知识、资金和设备（包括企业内部的和分布在全球各地合作企业的资源）的集中管理和优化利用。意指：制造企业采用现代通信手段，通过快速配置各种资源（包括技术，管理和人）以有效和协调的方式响应用户需求，实现制造的敏捷性。AM的特征 ：敏捷虚拟企业组织形式，这是AM模式区别于其他制造模式的显著特征之一；虚拟制造技术，是AM模式区别于其他制造模式的另一个显著特征。 AM的实现技术：（1）总体技术：AM方法论、AM综合基础（2）关键技术 ：跨企业、跨行业、跨地域的信息技术框架；集成化产品过程设计的模型和工作流控制系统；企业资源管理系统和供应链管理系统；设备、工艺过程和车间调度的敏捷化。（3）相关技术：如标准化技术、并行工程技术、虚拟制造技术等。

4、可重构制造（RM）：定义：可重构制造系统是一种对环境变化具有快速响应能力的、可重新实现系统构形的、满足系统决策要素要求的制造系统。特征：可重构兴、模块性、可集成性、可定制性、可转换性、可诊断性、可重用性。RMS的支撑技术：RMS涉及先进的制造战略、营销、新产品创新与改进的设计与开发、系统工程与分析、随机动态规划与决策、质量工程、系统可靠性和运行跟踪与诊断、计算机技术、自治与协同控制、硬软件接口与协议技术、经济可承受性、系统集成管理和生产运作管理等多学科、多种技术的交叉融合，因此为了实现RMS的构建和重构，需要研究RMS的设计原理、开放式控制系统、模块化设计方法以及可重构设备方面等关键技术。（设计原理、开放式控制系统、硬件模块化设计、软件模块化设计、可重构设备设计、可重构生产线设计。）

5、大量定制M C： MC的内涵：是一种在系统整体优化的思想指导下，集企业、顾客、供应商和环境于一体，充分利用企业已有的各种资源，根据顾客的个性化需求，以大量生产的低成本、高质量和高效率提供定制产品和服务的生产模式。 MC的相关技术：(1) MC的设计技术，是实现MC的核心和源头。它包括产品设计技术与工艺设计技术(2) MC的制造技术，主要包括制造信息资源的有序化技术、可重组的制造系统与过程技术、模块化制造技术以及模块化装配技术等方面。(3) MC的管理技术，是实现MC的关键技术。主要包括MC的企业资源管理技术、MC的业务过程重组技术、MC的过程管理技术、各种顾客需求获取技术、MC的企业协同技术、MC的知识管理和企业文化等。(4) MC的信息技术。主要包括MC的产品信息标准化与规范化技术、MC的信息分类编码技术、MC的数据仓库技术、MC的信息系统开发技术以及MC的信息系统集成技术等。 6、产品差异延迟化怎么实现：推动拉动结合的供应链。（1）推动式供应链：链上的企业通常按预测生产，依靠产成品多少来满足顾客需求。该运作方式以制造商为核心，产品生产出来以后从分销商逐级推向市场，分销商和零售商处于被动接受地位，会产生牛鞭效应。企业间集成度低、库存量高、提前期长、快速响应市场能力差。但能利用制造和运输的规模性，为供应链上的企业带来规模经济的利益。（2）拉动式供应链。链上的企业通常按订单生产，顾客需求激发最终产品供给，生产是由需求驱动，生产是根据实际顾客需求信息传递给制造机构，供应链集成度高，可以根据用户需求实现定制化服务，这种运作方式与推动式相比，减轻了牛鞭效应，缩短了提前期，降低了库存量，以至提高市场占有率和服务水平，发挥范围经济优势，但难以形成规模经济。

7、成组技术GT 定义：成组技术是在多品种的生产活动中，研究和利用有

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