科技論文-敏捷制造綜述

1、<p>　　論文題目： 敏捷制造綜述</p><p>　　學生：李 鵬</p><p>　　指導教師：繆 園</p><p>　　班級：信息學院708班</p><p>　　學號：200728260525002</p><p>　　完成日期：2008年5月</p>

2、<p>　　摘要：本文敘述了敏捷制造的主要內容及其關鍵技術，結合國內外敏捷制造的研究現(xiàn)狀，簡單介紹了敏捷制造的發(fā)展趨勢及我國的發(fā)展對策。</p><p>　　關鍵詞：敏捷制造；虛擬企業(yè)；并行工程；柔性制造</p><p>　　Abstract: This paper describes the main essence of agile manufacturing and

3、key technologies of agile manufacturing, integrating the status quo of Agile Manufacturing，introduces the development trend of agile manufacturing and China's development countermeasures.</p><p>　　Keywor

4、ds: agile manufacturing(AM); virtual enterprise; concurrent engineering; Flexible Manufacturing</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1引言5</b></p><p>　　1.1敏捷

5、制造的發(fā)展5</p><p>　　1.2敏捷制造的定義5</p><p>　　1.3敏捷制造的哲理6</p><p>　　2敏捷制造基本研究現(xiàn)狀6</p><p>　　3敏捷制造的關鍵技術與核心8</p><p>　　3.1敏捷制造的關鍵技術8</p><p>　　?現(xiàn)代

6、設計方法8</p><p>　　?先進制造工藝8</p><p>　　?自動控制技術9</p><p>　　?信息化技術和綜合自動化9</p><p>　　3.2敏捷制造的核心9</p><p>　　4敏捷制造發(fā)展及對策9</p><p>　　5敏捷制造的重要意義10&

7、lt;/p><p><b>　　6結束語11</b></p><p><b>　　致謝12</b></p><p><b>　　參考文獻13</b></p><p><b>　　引言</b></p><p>　　一場新的工業(yè)革命

8、正在全世界波瀾壯闊地展開，這場革命的原動力是科學與技術，而推動這場革命的直接動力則是世界市場的競爭。隨著世界市場的發(fā)展，競爭變得愈來愈激烈，并推動著整個社會飛速前進，由此也給企業(yè)造成嚴酷的生存環(huán)境。企業(yè)如何適應快速變化的世界市場的需求，不斷快速開發(fā)高質量、低成本的新產品，在競爭中尋求生存和發(fā)展，就成為企業(yè)共同追求的目標。在今天，誰能把握住市場競爭的動向，誰就能適應當前世界經(jīng)濟發(fā)展的趨勢，取得經(jīng)濟發(fā)展的主動權。目前如何利用信息技術提供的良

9、好條件，抓住用戶心理、愿望及要求，加速新產品的構思及概念的形成，并以最短時間開發(fā)出高質量及用戶所能接受的價格的“新”產品，就成為市場競爭的新焦點，也就是說要求企業(yè)以批量生產的時間和成本去生產具有個性化(客戶化)的產品，這就是敏捷制造的生產模式。</p><p><b>　　敏捷制造的發(fā)展</b></p><p>　　20世紀70年代到80年代，被列為“夕陽產業(yè)”不再予

10、以重視的美國制造業(yè)一度成為美國經(jīng)濟嚴重衰退的重要因素之一。在這種形式下，通過分析研究的得出了一個“一個國家要生活得好，必須生產得好”的基本結論。 </p><p>　　為重新奪回美國制造業(yè)的世界領先地位，美國政府把制造業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略目標瞄向21世紀。美國通用汽車公司（GM）和里海（Leigh）大學的雅柯卡（Iacocca）研究所在國防部的資助下，組織了百余家公司，耗資50萬美元，花費1000人日，分析研究400多篇優(yōu)

11、秀報告后，提出《21世紀制造企業(yè)戰(zhàn)略》的報告。于1988年在這份報告中首次提出敏捷制造的新概念。1990年向社會半公開以后，立即受到世界各國的重視。1992年美國政府將敏捷制造這種全新的制造模式作為21世紀制造企業(yè)的戰(zhàn)略[1]。</p><p><b>　　敏捷制造的定義</b></p><p>　　敏捷制造目前尚無統(tǒng)一、公認的定義，一般可以這樣認為：敏捷制造是在“競

12、爭—合作/協(xié)同”機制作用下，企業(yè)通過與市場/用戶、合作伙伴等方面具有以下特點。 </p><p>　　敏捷制造思想的出發(fā)點是基于對產品和市場的綜合分析，具體包括：市場/用戶是誰；市場/用戶需要什么；企業(yè)對市場做出快速響應是否值得；如果企業(yè)做出快速響應，能否獲取利益。 </p><p>　　企業(yè)實施敏捷制造必須不斷提高企業(yè)能力，實現(xiàn)技術、管理和人員的全面、協(xié)調集成，其敏捷性體現(xiàn)在：企業(yè)的應變

13、能力、先進制造技術、企業(yè)信息網(wǎng)、信息技術。其中最關鍵的因素是企業(yè)的應變能力，衡量企業(yè)的應變能力需要綜合考慮市場響應速度、質量和成本，是企業(yè)在市場中生存和領先能力的綜合表現(xiàn)。 </p><p>　　敏捷企業(yè)在紛繁復雜的商務環(huán)境中具有極強的應變能力，能夠以最快的速度、最好的質量和最底的成本，迅速、靈活地響應市場/用戶需求，從而贏得競爭。 </p><p>　　敏捷制造強調“競爭—合作/協(xié)同”，

14、采用靈活多變的動態(tài)組織結構，改變了過去以固定專業(yè)部門為基礎的靜態(tài)不變的組織結構，以最快的速度從企業(yè)內部某些部門和企業(yè)外部不同公司中選出設計、制造該產品的優(yōu)勢部分，組成一個單一的經(jīng)營實體。</p><p><b>　　敏捷制造的哲理</b></p><p>　　敏捷制造的哲理是吸收了多種管理思想和制造哲理而發(fā)展起來的一套適應多變的企業(yè)環(huán)境的制造哲理，其核心思想是：為了適

15、應變化的市場和取得競爭優(yōu)勢，企業(yè)不能僅僅依靠自身的有限資源，而必須以一定的機制合理利用其它企業(yè)的資源和技術，以適當方式組合產品開發(fā)、生產制造和市場銷售等要素，實現(xiàn)綜合資源動態(tài)優(yōu)化配置，共同獲利。其主要強調企業(yè)的可重組性、可重用性和范圍可變性，使制造系統(tǒng)能快速、以合理的成本和方式來適應多變的市場需求。</p><p>　　敏捷制造基本研究現(xiàn)狀</p><p>　　敏捷制造模式是20世紀80年

16、代末在美國提出的。進入90年代美國在航空航天、機床和電子制造業(yè)分別建立了敏捷制造研究中心，敏捷制造在世界范圍內引起了強烈的反響，受到各國政府及工業(yè)界的廣泛重視。1992年，由美國國防部高級研究計劃局（ARPA，Advanced Research Projects Agency）和美國國家自然科學協(xié)會（NSF）投資500萬美元，組建了敏捷制造企業(yè)協(xié)會（Agile Manufacturing Forum）,簡稱AMEF，現(xiàn)為敏捷制造協(xié)會（A

17、gility Forum）[11]。敏捷制造協(xié)會主要負責組織進行有關敏捷制造理論和實踐的探討，每年召開一次有關敏捷制造的國際會議。目前大約有250個公司和組織參加了該協(xié)會的有關工作。 </p><p>　　1992年，美國還開展了敏捷制造技術項目（Technologies Enabling Agile Manufacturing,簡稱TEAM）的研究活動。參加該項目的有包括國防部、勞倫斯·利弗莫爾國家實

18、驗室、國家自然科學基金會等政府機構在內的75家以上的研究所、公司和工業(yè)集團（包括先進敏捷制造技術的提供者和最終用戶），其目的在于集中工業(yè)資源、政府實驗室和國防產品生產廠的力量，研究先進敏捷制造技術。到目前為止，有25家以上企業(yè)在進行TEAM項目的技術研究活動。 </p><p>　　1993年，美國國防部高級研究計劃局和國家自然科學基金會又投資1500萬美元支持敏捷制造實驗項目，有選擇地資助了3個學校的先進制造技

19、術研究所（AMRI-Advanced Manufacturing Research Institute）,即紐約州的Rensselaer Polytechnic Institute 的電子AMRI、依利諾大學的AMRI和德克薩斯大學的自動化機器人AMRI，支持它們進行敏捷制造方面的活動，分別研究電子工業(yè)、機床工業(yè)、航天和國防工業(yè)的敏捷制造問題。此外，ARPA還配套支持了工業(yè)界進行的7項敏捷化商務實踐、4項敏捷企業(yè)決策支持研究、8項敏捷化

20、智能設計與制造系統(tǒng)和10項敏捷供應鏈管理系統(tǒng)[11]。 </p><p>　　從1994年開始，由AMEF牽頭開展了“最佳敏捷實踐參考基礎”研究，有近百家公司和大學研究機構分別就敏捷制造的六個領域，其中包括集成品與過程開發(fā)/并行工程、人員問題、動態(tài)聯(lián)盟、信息與控制、過程與設備、法律問題等進行了研究與實踐相結合的深入工作[11]。 </p><p>　　目前，敏捷制造已具備了一定的實踐基礎和

21、雛形，典型行業(yè)敏捷制造的應用示范正在進行中。20世紀90年代，日本提出一個名為“智能制造系統(tǒng)（IMS，Intelligent Manufacturing Sys-tem）”的國際性研究計劃，在完成了可行性分析并確定組織結構后，于1995年正式啟動[11]。IMS計劃中有兩個項目與敏捷制造有關，一個是自治和分布制造系統(tǒng)，另一個是較為長期的自治和分布制造系統(tǒng)，其副標題為生物制造系統(tǒng)。 </p><p>　　德國、法國

22、和英國也都參加了一項主題為“未來的工廠”的尤里卡項目，為實施敏捷制造進行基礎性研究工作。德國對未來制造業(yè)開展了一些工作，如21世紀制造業(yè)戰(zhàn)略等。</p><p>　　敏捷制造的關鍵技術與核心</p><p><b>　　敏捷制造的關鍵技術</b></p><p><b>　　現(xiàn)代設計方法</b></p>&l

23、t;p>　　并行工程和虛擬制造是現(xiàn)代設計方法的主要發(fā)展方向。制造技術的發(fā)展是成倍地發(fā)展，然而設計的發(fā)展速度相對較慢，在這種背景下，設計與制造應并行發(fā)展，否則兩者脫節(jié)將延長產品開發(fā)和制造周期。</p><p>　　并行工程CE是對產品及相關過程(包括制造過程和支持過程)進行并行 一體化設計的一種系統(tǒng)化的工作模式。這種模式力圖使開發(fā)者從一開始就考慮到產品生命周期(從概念形成到產品報廢) 中的所有因素，包括質量、

24、成本、進度與用戶需求。從本質上講，CE的側重點是生產過程，CE的實現(xiàn)體現(xiàn)了過程集中。</p><p>　　虛擬制造技術是利用計算機虛擬現(xiàn)實技術和多媒體技術，建模虛擬制造，免去樣機的生產過程，降低成本，縮短設計制造周期。</p><p>　　上述兩項技術都是以計算機作為工具，大力發(fā)展這兩項技術是近十年各國制造業(yè)競爭的焦點。</p><p><b>　　先進制

25、造工藝</b></p><p>　　先進制造工藝主要包括：少(無)余量精密成型技術；精密、超精密加工技術；新型材料的成型和加工技術；構件或材料間的聯(lián)接技術；表面新技術。先進制造工藝是任何一種制造模式實現(xiàn)產品的基礎，開展先進生產工藝方面的研究一直是企業(yè)界最為關心的課題。</p><p><b>　　自動控制技術</b></p><p>

26、;　　自動控制技術主要包括：傳感及控制技術；測量檢測技術；機器人技術。自動控制技術是5O年代至今發(fā)展最為輝煌的技術之一，它的發(fā)展也是源于計算機技術的發(fā)展。</p><p>　　信息化技術和綜合自動化</p><p>　　信息技術和綜合自動化主要包括：管理技術和培養(yǎng)高素質的人員。信息技術和綜合自動化是近幾年提出來的。在早些年，研究者們更強調設備的自動化，尤其是CIMS，想把所有的工作都交給系

27、統(tǒng)去自動完成，實際上這是一種理想化的模式，現(xiàn)在大部分企業(yè)更為注意發(fā)揮人的作用，尤其是我國工業(yè)界。</p><p><b>　　敏捷制造的核心</b></p><p>　　敏捷制造的研究已近1O年，其核心內容為柔性制造和動態(tài)組織。柔性制造是制造業(yè)適應社會產品需求而提出來的。由于消費者追求形式多樣化、功能集成化等的產品，所以生產商要不斷地更換產品、改進產品，以適應社會需要

28、。動態(tài)組織是計算機網(wǎng)絡化的產物，尤其是高生成單個齒廓面后，Mirror生成另個齒廓面。Cut生成單個齒槽，Pattern生成所有的齒[1]。</p><p><b>　　敏捷制造發(fā)展及對策</b></p><p>　　實施敏捷制造的過程是制造業(yè)在現(xiàn)有基礎上不斷提高的平滑轉變過程，而對敏捷制造的研究剛剛興起，完整的理論體系尚未形成，其實施方法、手段和途徑仍有待進一步探索

29、。雖然眾多企業(yè)在努力實施敏捷制造，他們確實也從某一方面或幾個方面提高其敏捷性，但迄今為止，仍有許多問題有待解決。針對這一情況，美國等國對敏捷制造的開發(fā)與應用給予了高度重視，資助許多研究單位開發(fā)實現(xiàn)敏捷制造的參考模型和支持工具，并鼓勵在不同行業(yè)進行示范應用，以期在邊研究、邊應用的過程中積累經(jīng)驗，完善敏捷制造工具產品，為更多的行業(yè)、企業(yè)應用打下基礎。 </p><p>　　我國發(fā)展敏捷制造技術的對策為，開展敏捷制造的

30、原理研究，進行企業(yè)試點，充分發(fā)揮企業(yè)主體作用與政府引導和扶助相結合。機械制造企業(yè)是應用敏捷制造技術的主體，同時也是技術開發(fā)、投資的主體。因此，企業(yè)應改變觀念，放遠眼光，投入必要的人力、物力和財力。與此同時，政府也應承擔相應的責任，特別是在當前我國企業(yè)技術開發(fā)能力薄弱、資金投入嚴重不足的情況下，政府應更好地發(fā)揮其宏觀管理職能，制訂、運用政策積極引導、扶持技術較強的企業(yè)，加大投資力度，強化項目管理，促進成果的及時轉化和應用。同時加快對我國制

31、造業(yè)信息高速公路的建設。為發(fā)展適合于我國國情的敏捷制造，應充分發(fā)展設備柔性化、可編程模塊化；信息系統(tǒng)標準化以及人的作用外部條件，盡快建立起虛擬公司、動態(tài)組織，建立起具有持續(xù)變化性、快速反應性、高質量標準、低成本的敏捷制造企業(yè)；加強敏捷制造技術的應用和開發(fā)，必須提高人員素質，加強人員培訓。培養(yǎng)一批德才兼?zhèn)洹⒓榷茖W技術又懂管理的優(yōu)透企業(yè)家，造就一支具有較高職業(yè)素質的技術工人隊伍。 加強國際交流與合作。世界各國的機械制造技術的發(fā)展都有自己的

32、特色和重點。通過加強國際交流與合作，可迅速應用敏捷制造技術，并結合本國國情來</p><p><b>　　敏捷制造的重要意義</b></p><p>　　敏捷制造不但滿足了現(xiàn)代企業(yè)發(fā)展的迫切需求，而且滿足目前人民生活水平的發(fā)展及環(huán)境、資源等社會現(xiàn)狀的要求。</p><p>　　敏捷制造嫩能夠快速響應市場/用戶的需要，使產品設計、開發(fā)、生產等各項

33、工作并行進行，不斷改進老產品，迅速設計和制造能靈活改變結構的高質量的新產品，滿足了市場/用戶不斷提高的要求。</p><p>　　面對環(huán)境的日益破壞，世界范圍內保護環(huán)境熱潮不斷高漲。政府及民間對制造業(yè)提出更加嚴格的要求，所以企業(yè)必須重視社會效益， 以便樹立良好的企業(yè)形象。綠色設計(GreenDesign)，是敏捷制造思想的組成部分。它要求企業(yè)在設計階段就要全面考慮產品制造、使用和報廢處理過程中可能出現(xiàn)的環(huán)保問題，

34、采取預防措施以避免環(huán)境污染。綠色設計在進行產品設計、選擇加工手段和原料時，堅持將環(huán)境保護和約束放在重要位置。敏捷制造節(jié)約了材料和能源的消耗，提高了產品的重新利用率，增強了企業(yè)的經(jīng)濟效益，而且在最大程度上保護了環(huán)境。</p><p><b>　　結束語</b></p><p>　　敏捷制造的基本思想和方法可以應用于絕大多數(shù)類型的行業(yè)和企業(yè)，并以制造加工工業(yè)最為典型。敏捷

35、制造的應用將在世界范圍內，尤其是發(fā)達國家逐步實施。從敏捷制造的發(fā)展與應用情況來看，它不是憑空產生的，是工業(yè)企業(yè)適應經(jīng)濟全球化和先進制造技術及其相關技術發(fā)展的必然產物，已有非常深厚的實踐基礎銀河基本雛形，世界主要國家的航空航天企業(yè)都已在不同的階段或層次上按照敏捷制造的哲理和思路開展應用。由于敏捷制造中的諸多支柱（CIMS、并行工程等）和保障條件（如CAD/CAM等）隨著大多數(shù)企業(yè)自身發(fā)展和改造將逐步得以推進和實施，可以說，敏捷制造的實施從

36、硬件上并非另起一套，而是從理念上和企業(yè)系統(tǒng)集成上更上一層，其實施和推進將與已有的CAD/CAM改造、并行工程甚至CIMS逐步融為一體，因而，其可行性是顯而易見的?？梢灶A見，隨著敏捷制造的研究和實踐不斷深入，其應用前景十分廣闊。</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　本文簡單了介紹了敏捷制造的一些相關知識，是通過大量收集相關的學術論文，引用其中一

37、些學術觀點而寫成的。由于時間關系，難免有些疏漏，還請見諒。</p><p>　　一學期以來，通過學習科技論寫作這門課，對科技論文寫作的相關知識有了整體性的認識，收獲實在很多。所以十分感謝繆老師一學期的耐心講解，并且在學術、學習生活、人生哲理上給我們很多啟示和影響，再次感謝。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1

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