1)未来制造系统的性能
经济全球化和信息技术的发展,加上面对大制造业、产品生命周期全过程和学科跨度加大,所有这些都需要从系统集成的高度来优化制造系统,即从信息、控制与动力学系统的角度研究多目标的、复杂的、非线性的制造系统。探讨以系统、混沌、分形方法和经典控制论、制造信息理论等为基础的现代制造系统理论和方法。其特点是从物料流、信息流、资金流、劳务流、能量流等多个角度,面对产品生命周期全过程和这一全过程中不可避免的各种无序现象,观测、控制这一全过程,优化利用有限的制造资源,如期完成制造目标。
随着社会、经济、管理和技术等各方面的发展,根据制造业内外环境的变化,未来制造系统具有以下性能:①是一个全球级的制造系统,能快速有效地推出具有世界水平的产品,并能提供给世界各地;②是一个柔性的制造系统,具有多功能性,能够及时改变产品的品种和规格,在经济上有无可非议性,又能满足产品的个性要求,以适应多种经营的需求;③是一个高可靠性的制造系统,具有质量保证体系和可维护性,能保证在产品全生命周期内使用户感到满意;④是一个高生产率的集成制造系统,能够应付社会老化和出生率下降所引起的劳动力不足,是一个高度自动化的系统;⑤是一个自组织的制造系统,将人工智能应用于制造过程的各个环节,取代或延伸制造环境中专家的部分脑力劳动,能够学习专家的经验和知识,具有自动监测、自动控制、自动调节、支持管理决策的能力;⑥是一个清洁生产的制造系统,不会对环境造成污染,而且使材料能够再利用。
毫无疑问,未来制造系统是一个多学科高技术密集型的大制造系统。“多学科”是指新制造系统覆盖了众多学科,包括机械学、制造学、光学、电气、电子学、计算机、信息、控制、检测、系统论、人机学、仿生学、材料学、环境工程等技术学科,还有管理、财经、社会、艺术、法律等人文社科学科,以及数学、物理、化学、力学等基础学科。“高技术”是指新制造系统综合了计算机技术、微电子技术、自动控制技术、传感技术、机电一体化技术、网络通信技术、生物技术、纳米技术等学科。学科交叉是推动先进制造系统发展的决定性因素。
总之,未来制造系统将在多学科理论指导下建立的。制造学科的学科跨度将空前加大。
2)未来制造系统的特点
(1)所有的工程技术均与生产管理相结合。许多制造系统都是技术与管理一体化的系统,提高制造系统的生产率,需要从注重设备自动化转向注重整个生产过程(包括运输、库存)的科学管理。(www.xing528.com)
(2)从企业利益驱动转向用户利益和社会利益驱动。从以追求企业利润转向以用户满意程度为“动力”,甚至以用户的个性化、参与式需求为目标。
(3)从基于劳动与资本的管理转向基于信息和知识的管理。具有创新能力的经营管理者和善于创新科技或创新集成,并以最快的速度满足市场需求的企业家和工程师将成为企业竞争力的决定因素。未来的企业家和工程师必须善于利用和创造性地集成全球的信息资源、知识资源、人才资源和制造能力,而不只局限于企业内部。更多地注重发展中、小企业间的动态联盟。利用网络合作,使分散的、具有优势项目的中小企业组成大规模的生产联盟,达到短周期、快响应、大规模和低成本生产的目的。
(4)从以技术为中心转向以人为中心。更加注意发挥人的核心作用和创新能力。采用人机一体的技术路线,将人作为系统结构中的有机组成部分,使人与机器处于优化合作的地位,实现制造系统中人与机器一体化的人机集成的决策机制,以取得制造系统的最佳效益。建设以人为本的制造文化,摒弃见物不见人、重物轻人、单纯追求利润的管理思想,而追求个人与企业和社会的共同发展。当知识逐渐替代资本成为企业最重要的战略资源时,人力资源也就成为企业重要的投资方向,掌握知识的人就成为最关键的战略资源。因此,以人为本,全方位地尊重人、关爱人、发展人、提高人,成为当代制造文化的首要理念。
(5)使制造系统成为自学习、自适应、自组织、自维护的智能系统。先进制造系统(AMS)和计算机科学与技术的前沿研究相结合,已成为新一代智能计算机发展的动力和应用对象。AMS的研究为智能计算机的研究提出新问题,提供新方法、新理论,促进了计算机科学的发展。
(6)大力发展车间级的生产管理和控制系统。这些系统是整个制造系统的“基石”,脱离了它,整个制造系统就成为“空中楼阁”。此外,车间生产控制系统也可以独立工作,成为并行工程中的一个“自治体”,因此可以更好地在网上发挥其创新功能。
(7)所有制造系统都充分地考虑到生态化。关注对资源的有效利用,资源的回收、再生,还考虑到资源的更新。制造过程不得污染环境,环境保护是建立企业的先决条件。AMS必须是绿色制造系统。
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