制造系统的定义及其相关概念解析

国际生产工程学会于1960年公布的制造系统的定义是：制造系统是制造业中形成制造生产（简称生产）的有机整体。英国著名学者帕纳比（Pamaby）1989年给出制造系统的定义为：制造系统是工艺、机器系统、人、组织结构、信息流、控制系统和计算机的集成组合，其目的在于取得产品制造经济性和产品性能的国际竞争性。美国麻省理工学院于1992年描述的制造系统为：由人、机器和装备以及物料流和信息流构成的一个组合体。在机电工程产业中，制造系统具有设计、生产、发运和销售的一体化功能。概括而言，制造系统是按照一定的制造模式将制造过程所涉及的人力资源、加工设备、物流设备、原材料、能源和其他辅助装置，以及设计方法、加工工艺、管理规范和制造信息等要素整合而成的有机整体，它具有将制造资源转变为有用产品的特定功能，蕴含着3个方面的含义。

（1）制造系统的结构定义。制造系统是制造过程所涉及的硬件（包括人员、设备、物料流等）及其相关软件所组成的一个统一整体。

（2）制造系统的功能定义。制造系统是一个将制造资源（原材料、能源等）转变为产品或半成品的输入输出系统。

（3）制造系统的过程定义。制造可看成是制造生产的运行过程，包括市场分析、产品设计、工艺规划、制造实施、检验出厂、产品销售等各个环节的制造全过程。

综合上述的几种定义，可将制造系统定义如下：制造系统是制造过程及其所涉及的硬件、软件和人员所组成的一个将制造资源转变为产品或半成品的输入/输出系统，它涉及产品生命周期（包括市场分析、产品设计、工艺规划、加工过程、装配、运输、产品销售、售后服务及回收处理等）的全过程或部分环节。其中，硬件包括厂房、生产设备、工具、刀具、计算机及网络等；软件包括制造理论、制造技术（制造工艺和制造方法等）、管理方法、制造信息及其有关的软件系统等；制造资源包括狭义制造资源和广义制造资源，狭义制造资源主要是指物能资源，包括原材料、坯件、半成品、能源等，广义制造资源还包括硬件、软件、人员等。

依据制造系统的定义，机械制造系统是一种典型的制造系统，它由可实现物质转化、信息传递或转换的机床、夹具、刀具、被加工工件、操作人员等组成，是具有制造功能的有机整体。诸如工业、电子、石油、化工、仪器仪表、建筑、印刷、纺织、矿冶、农业、交通、食品、医疗、家电、通信、航空航天、船舶、电力等部门的机械制造都属于这一范畴。机械制造系统所涉及的领域和生产构成如图1-5所示。(www.xing528.com)

图1-5　机械制造系统所涉及的领域和生产构成

一般情况下，机械制造系统是复杂的离散事件动态系统，它输入制造资源，经过机械加工过程输出零件或者产品，这个过程就是制造资源向零件或产品的转变过程。图1-6表示了离散制造系统的典型结构。

现代制造系统是指在时间、质量、成本、服务和环境诸方面，能够很好地满足市场需求，采用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。

现代制造系统是包含了多项现代制造技术和多种现代制造模式的一个整体概念。有的文献把现代制造模式称为制造系统集成技术，或整体制造技术，这表明没有把“模式”从“技术”的概念中分离出来。当代信息技术和自动化技术为企业提供了改变常规制造模式的机遇，只有打破常规制造模式的框框而产生现代制造模式，才能发挥现代制造技术的作用，从而形成现代制造系统，真正提高企业的综合竞争力。