2009年4月现代制造系统考试卷(完整版)

第一篇：2009年4月现代制造系统考试卷(完整版)

2009年4月高等教育自学考试全国统一命题考试

现代制造系统试卷

一、单项选择题（20分）

1.从古代到19世纪，制造模式是 【】

A.机械模式B 手工或手工场式C．生物模式D社会模式

2.NC铣床的Z轴定义为【】

A．平行于主轴的坐标轴B 垂直于主轴的坐标轴

C．平行于右手定则中的中指的坐标轴D用户指定的坐标轴

3.影响FMS布置方案的主要因素是【】

A．加工/处理工作站B 物料传输与存储系统

C．计算机控制系统D 信息系统

4.下列哪种坐标型的机器人的工作空间为球型包络面【】

A．笛卡尔坐标型B极坐标型C 圆柱坐标型D多关节型

5.某FMS的加工对象为中小型圆形零件，其装卸工作适合于采用【】

A．托盘夹具B 拖车C 自动引导小车D 工业机器人

6.能自主根据外界环境和系统参数等的变化，自动调节和控制作业状态的机器人称为

【】

A．示教再现机器人B 智能机器人

C．自适应控制机器人D 学习控制机器人

7.坐标机坐标轴及测量由操作者执行，由计算机进行数据处理，此类控制方式为

【】

A．手动控制B 计算机辅助手动控制

C计算机辅助自动控制D直接计算机控制

8.当刀具中心轨迹在程序轨迹前进方向右边时，所用指令是【】

A．G00B.G40C．G41D．G

429.机器人哪种元件的空间位置与姿态的集合称为位形空间？【】

A．关节B 手臂C．手爪或工具D．驱动器

10.如果采用一个数据字节每次在线上送出一位，各位顺序传送的数据通信方式称为

【】

A.串行通讯B 并行通讯C 互联网通讯D串、并混合通讯

11.在CNC装置中，系统程序、中间运算结果、加工程序和参数分别存放在 【】

A．EPROM,CMOS ,RAM,RAMBEPROM,RAM,CMOS,RAM

C RAM,CMOS,RAM,EPROMD CMOS, RAM,RAM,EPROM

12．不论是特征码位法还是码域法，均在一定程度上受到人的经验和主观因素的影响，缺乏足够的科学依据，但使用时【】

A．方便B较方便C 很方便D不方便

13.信息技术是一种技术群，其组成有【】

A．传感技术、计算机技术、计算机应用B 计算机技术，通信技术，数字通信技术

C计算机技术，计算机应用，通信技术D 传感技术、计算机技术、通信技术

14.某产品装配时，把作业人员安排在流水线的两侧，其原因是受【】

A．优先约束B 正区域约束C负区域约束D位置约束

15.JLBM—1分类编码系统辅助码的位数为【】

A．6B 8C10D 1

516.CAD系统主要由哪三部分组成？【】

A．计算机、系统软件、打印机B 计算机、键盘、显示器

C计算机及外设、操作系统、应用程序D 计算机、鼠标、键盘

17.编制成组工艺的重点是“成组调整”，其要点是指【】

A．同一夹具、同一套刀具和辅助工具B同一机床、同一套刀具

C 同一夹具、同一辅助工具D 同一机床、同一刀具和夹具

18.最经典的优化技术所采用的方法是【】

A．数学规划法B 极植法C．多目标优化D最大原理

19.装配过程的作业有【】

A.机械连接、螺纹联结B螺纹联结、铆接、熔接

C．机械连接、熔接、粘接D 铆接、熔接、粘接

20.决策就是决定，它是一种【】

A．思考行为B执行行为C．选择行为D判断行为

二、多项选择题（10分）

21.采用FMS的主要效益有【】

A．降低加工成本B减少生产面积C提高生产效率

D减少过程在制品E 减少设备投资

22.单站手工装配通常用于【】

A．单件装配B.小批装配C.大量装配

D复杂装配E 简单装配

23.实施100%自动检测的主要目的是【】

A．可避免统计推断的错误率高的风险

B.降低产品的质量成本

C.提高过程质量稳定性和一致性

D.提高设备利用率

E.减少在制品数量

24.在用分类编码系统划分零件族（组）时，用来确定分组的相似性尺码的方法包括

【】

A．特征码位法B 码域法C．聚类分析法D 复合零件法E 生产流程分析法

25.多品种、小批量生产的多样性特征是【】

A．生产的品种不固定B 生产的品种固定C生产的批量固定

D 生产的批量不固定E 交货期不固定

三、名词解释（12分）

26.分布式检测

27.计算机辅助工程分析（CAE）

28.切削过程监视

29.重复定位精度

四、简答题（30分）

30.提高生产率的基本策略有哪些？

31.应用GT原理在设计工作中实施零件标准化，设计工作中的标准化是哪些

32.数控技术可通过哪些环节减少非生产时间？

33.切削过程监控系统由哪几个部分组成？

34.管理信息分系统(CIMS)中的主要职能是什么？

五、计算题（18分）

35.一条由10个工作站组成的直线型装配机，其理想循环周期为6s，每个工作站的废次品率q=0.01，废次品引起堵塞停机的概率为m=0.5，每次堵塞平均停机时间为2min，试求其平均装配生产率。

36.有一条多站自动线，其平均实际生产时间为Tp=2.0min/件，若其废次品率为5%，求其实际生产率。

六、论述题

37.如何才能为我国的制造业在新世纪的腾飞奠定基础？

第二篇：生产制造系统心得体会

生产制造系统心得体会

生产制造模块作为用友软件的一个子模块，主要是为企业的生产制造计划过程提供一个强大的技术支持，让企业生产计划在计算机的操作之下完成。生产制造就是只管企业的生产工作，从产品的生产到销售发货作为一个流程。

学习生产制造就得说企业的库存存货，因为生产和领料密切相关，企业在任何时间点，如果要对生产计划进行排程、对资源规划，则此时间点上的物料现有库存、物料在途库存、物料车间现存库存和销售预测进行比较，得出相对于此时间点计划前库存趋势、每一种产品工艺上最小批次耗时，可以计算出每一种产品的预期生产时间，即生产计划排程。

有了生产计划，我们就得看看库存物料，有多少，此次生产需要多少，这就不得不涉及到MRP（物料需求计划）了。

MRP的应用原理是： 结合生产订单对产品的构成进行管理，按照产品的物料清单展开并利用计算机所计算物料需求计划，根据该计划监控在库物料，实现减少库存的目标。实现最佳库存量，达到存货总成本最低，从而降低单位产品成本，提高企业产品市场竞争力。

在计算机操作下的生产制造能够合理规划，安排企业制造计划，实现企业资源的优化配置，达到相关者利益最大化。基于此，生产制造模块便应运而生。强企业为了实现更好的业绩，保证企业能够正常运作，保证良好的财务状况，（包括偿债能力、运营能力、获利能力、发展能力），是企业实现物资流、信息流、资金流畅通无阻，企业便开始了一种新的市场运作模式“以销定产”即根据销售订单组织企业的生产活动，这样可以保证企业产品有好的销路，不会积压，尽可能的少占资金，保持最佳库存量。最终使企业有足够的资金流，不至于陷入财务困境，是企业能够偿还到期的债务，保证少的存货成本，使企业能够随着市场变化做出新的生产计划，从而保证企业顺利运营下去。

从这门课的学习过程中我受益匪浅。我认为作为会计一员，尤其是在科技日新月异的当今，掌握生产制造技术变得尤为重要。传统的手工会计远远不能满足时代的需求，学好会计，掌握生产制造技术知识，已经在企业的生产中变得至关重要。作为会计人员应该努力去把它学好，跟紧时代的步伐。

还有就是，我觉得不管是课程学习还是其他工作，都要求我们去踏踏实实做好每一步，多动脑，多动手，多专研，这样才能把工作做到最好。天下大事必作于细,古今事业必成于实。虽然每个人岗位可能平凡，分工各有不同，但只要埋头苦干、兢兢业业就能干出一番事业。好高骛远、作风漂浮，结果终究是一事无成。

建议：对于本学期的生产制造课程，我觉得老师做的很好，每天都按时到机房，耐心解答我们同学的提问，和我们同学一同离开而付出了很多宝贵的时间，在此我表示由衷的感谢。唯一不足的一点，可能是我们同学反映最多的问题，机房有些机子出现故障，浪费了我们不少时间，希望老师能向学校建议，定期对电脑进行相应的维护，保证机房机子的有效利用。

第三篇：制造-重复生产计划系统

重复生产计划系统

系统简介

金蝶K/3标准版重复生产计划系统，面向重复生产类型制造企业的生产管理人员设计，提供重复生产计划管理、重复生产计划分解、生产任务管理、生产投料管理、领料发料管理、生产物料报废管理、任务单汇报管理等全面的生产业务流程管理，以及模拟发料等综合业务管理功能，帮助企业生管部门、作业部门、物流部门对物流、信息流进行有效的管理和控制，实现重复生产类型的企业生产管理信息化。该系统作为制造企业生产管理信息化解决方案的组成模块，是金蝶K/3 精益版制造整体解决方案中重要的内容，需要和销售管理、采购管理、仓库管理、生产数据管理等模块共同使用。

主要业务流程

主要功能

1、重复生产计划制定和分解

系统提供全面的重复生产计划制定功能，支持手工录入、主生产计划（MPS）投放、物料需求计划（MRP）投放等多种计划制定模式。同时系统提供针对重复生产计划特有的计划分解功能，可进行手动分解、自动分解、向导式分解等多种计划分解方式，满足企业对重复生产管理的需求。

2、能力/负荷模拟显示

系统提供能力/负荷模拟显示功能，模拟显示指定生产线的能力与负荷状况，并计算差异、差异率及剩余能力可安排生产数，用户可据此来调整负荷。帮助企业根据生产线的能力负荷情况将计划产量分解到具体日程和生产线，以按日定量生产的方式完成生产计划。

3、重复生产任务进度管理

系统提供重复生产任务进度管理功能，通过跟踪生产计划的执行进度并与计划比较来调整生产进度，满足企业对重复生产制造业务的计划与进度的对比监控的需求，确保重复生产计划的连续性和执行效率。

4、重复生产投料管理

系统提供高度灵活的生产投料管理和变更功能，帮助企业生产管理部门快速、方便、准确地进行材料投放。

5、重复生产模拟发料

系统提供模拟发料报表查询功能，可以查询生产任务对应产品子项物料的模拟发料占用量、缺料量、物料齐备率等信息，进行模拟发料运算过程追踪，帮助企业根据模拟情况进行生产任务和投料的调整。

6、领料发料管理

系统提供合并领料、分仓领料、配套领料、倒冲领料等多种灵活的领料方式，适应不同行业不同形式的领料作业需求，帮助企业根据自身的情况运用不同的领料方式，提高领料效率。

7、生产物料报废管理 系统提供记录、统计与分析生产过程中的物料报废的功能，帮助企业控制生产车间补料，理清报废责任，有效降低生产物料报废损失。

8、任务单汇报管理

系统提供灵活的重复生产任务汇报方式，可以按生产线进行汇报，支持同时汇报、多次汇报，帮助企业按不同角度统计、分析生产任务执行情况。

第四篇：智能制造系统论文

智能制造概述

摘要：介绍了智能制造提出的背景、主要研究内容和目标, 人工智能与 I M T、I M S的关系, I M S 和C I M S, 智能制造的物质基础及理论基础, 智能制造系统的特征及框架结构, 并简要介绍了智能加工中心 IMC, 智能制造技木的发展趋势，以及智能制造系统研究成果及存在问题。关键词：智能制造，IMS, IMC, IMT。

Abstract：Intelligent Manufacturing introduced the background, main contents and objectives, Artificial Intelligence and IMT, IMS relations, IMS and CIMS, intelligent manufacturing and the material basis of the theoretical basis of the characteristics of intelligent manufacturing system and the framework structure, and gave a briefing on intelligence Machining Center IMC, intelligent manufacturing technology development trend of wood, as well as the Intelligent Manufacturing Systems research results and problematic.Key words: Intelligent Manufacturing, IMS, IMC, IMT。

一.智能制造提出的背景

制造业是国民经济的基础工业部门, 是决定国家发展水平的最基本因素之一。从机械制造业发展的历程来看, 经历了由手工制作、泰勒化制造、高度自动化、柔性自动化和集成化制造、并行规划设计制造等阶段。就制造自动化而言, 大体上每十年上一个台阶: 50～ 60年代是单机数控, 70 年代以后则是CNC 机床及由它们组成的自动化岛, 80 年代出现了世界性的柔性自动化热潮。与此同时, 出现了计算机集成制造, 但与实用化相距甚远。随着计算机的问世与发展, 机械制造大体沿两条路线发展: 一是传统制造技术的发展, 二是借助计算机和自动化科学的制造技术与系统的发展。80年代以来, 传统制造技术得到了不同程度的发展,但存在着很多问题。先进的计算机技术和制造技术向产品、工艺和系统的设计人员和管理人员提出了新的挑战, 传统的设计和管理方法不能有效地解决现代制造系统中所出现的问题, 这就促使我们借助现代的工具和方法, 利用各学科最新研究成果, 通过集成传统制造技术、计算机技术与科学以及人工智能等技术, 发展一种新型的制造技术与系统, 这便是智能制造技术(In telligen t M anufactu r ingTechno logy, I M T)与智能制造系统(In telligen tM anufactu r ing System , I M S)[1 ]。

年代以后, 世界各国竞相大力发展 I M T 和I M S 的深层次原因有:(1)集成化离不开智能 制造系统是一个复杂的大系统, 其中有多年积累的生产经验, 生产过程中的人—机交互作用, 必须使用的智能机器(如智能机器人)等。脱离了智能化, 集成化也就不能完美地实现。

(2)机器智能化比较灵活 可以选择系统智能化, 也可以选择单机智能化;单机可发展一种智能,也可发展几种智能;无论在系统中或单机上, 智能化均可工作, 不像集成制造系统, 只有全系统集成才可工作。

(3)智能化的经济效益较高 现有的计算机集成制造系统(Compu ter In tegratedM anufactu r ingSystem , C I M S)少则投资数千万元, 多则投资数亿元乃至数十亿元, 很少有企业能承担得起, 而且投入正常运行的很少, 维护费用也高, 还要废弃原有的设备, 难以推广。

(4)白领化使得有丰富经验的机械工人和技术人员日益缺少，产品制造技术越来越复杂, 促使使用人工智能和知识工程技术来解决现代化的加工问题。(5)工厂生产率的提高更多地取决于生产管理和生产自动化 人工智能与计算机管理相结合, 使得不懂计算机的人也能通过视觉、对话等智能手段实现生产管理的科学化。

总之，以计算机信息技术为基础的高新技术得到迅猛发展 ,为传统的制造业提供了新的发展机遇。计算机技术、信息技术、自动化技术与传统制造技术相结合 ,形成了先进制造技术概念。冷战结束以后 ,国际间竞争的重点由单纯的军事实力较量转向以发展经济和提高国民生活水平的综合国力较量 ,随之而来的这种国际间高新技术领域的竞争愈演愈烈 ,且其发展形式由最初的仅依托本国的人力、物力和财力 ,发展到国际间的大规模合作。近年来由发达国家倡导的面向21世纪的 “智能制造系统”、“信息高速公路” 等国际研究计划 ,无疑是该背景下的产物 ,也是国际间进行高科技研究开发的具体表现和积极占领 21 世纪高科技制高点的象征。二.主要研究内容和目标

智能制造在国际上尚无公认的定义。目前比较通行的一种定义是, 智能制造技术是指在制造工业的各个环节, 以一种高度柔性与高度集成的方式,通过计算机来模拟人类专家的制造智能活动。因此, 智能制造的研究开发对象是整个机械制造企业, 其主要研究开发目标有二: ①整个制造工作的全面智能化, 它在实际制造系统中首次提出了以机器智能取代人的部脑力劳动作为主要目标, 强调整个企业生产经营过程大范围的自组织能力;②信息和制造智能的集成与共享, 强调智能型的集成自动化。目前, I M T 和 I M S 的研究方向已从最初的人工智能在制造领域中的应用(A i M)发展到今天的I M S, 研究课题涉及的范围由最初仅一个企业内的市场分析、产品设计、生产计划、制造加工、过程控制、信息管理、设备维护等技术型环节的自动化, 发展到今天的面向世界范围内的整个制造环境的集成化与自组织能力, 包括制造智能处理技术、自组织加工单元、自组织机器人、智能生产管理信息系统、多级竞争式控制网络、全球通讯与操作网等。

由日本提出的 I M S 国际合作研究计划对 I M S的解释可以看出, I M S 的研究包括智能活动、智能机器以及两者的有机融合技术, 其中智能活动是问题的核心。在 I M S 研究的众多基础技术中, 制造智能处理技术是最为关键和迫切需要研究的问题之一, 因为它负责各环节的制造智能的集成和生成智能机器的智能活动。在一个国家甚至世界范围内, 企业之间有着密切的联系, 譬如, 采用相同的生产设备和系统, 有着类似的生产控制与管理方式,上下游产品之间的联系, 等等。其间存在的突出问题是产品和技术的规范化、标准化和通用化、信息自动交换形式与接口以及制造智能共享等。

国际 I M S 计划的基本观点如下: ①I M S 是21世纪的制造系统, 必须开发与之相适应的制造技术;②应对这些技术进行组织化和系统化;③加强技术的标准化;④考虑人的因素;⑤保护环境。该计划由已有生产技术的体系化和标准化、21 世纪生产技术的研究与开发两大部分构成。

1992 年4 月在日本召开的第一次国际技术委员会, 确定了4 个主题: ①技术课题;②选择原则;③评价程序;④执行准则。由国际 I M S 中心成员提出的首批10 项研究课题是①企业集成;②全球制造;③系统单元技术;④清洁制造技术;⑤人与组织研究;⑥先进的材料加工技术;⑦全球并行工程(评估和实施);⑧自主模块的系统设备与分布控制;⑨快速产品开发;b k知识系统化(设计与制造)。美国国家科学基金会(N SF)已连续数年重点资助了与智能制造有关的研究项目, 这些项目覆盖了智能制造的绝大部分技术领域, 包括制造过程中的智能决策、基于多施主(mu lt i-agent)的智能协作求解、智能并行设计、物流传输的智能自动化、智能加工系统和智能机器等。

日本提出的智能制造系统国际合作计划, 以高新计算机为后盾、深受其 “真空世界” 计算机研究计划的影响。其主要研究内容如下: ①强调部分代替人的智能活动, 实现部分人的技能;②使用智能计算机技术来集成设计制造过程, 使之一体化, 以虚拟现实技术实现虚拟制造, 以多媒体的人机接口技术、虚拟现实技术, 实现职业教育;③强调全球制造网络的生产制造技术, 通过卫星、In ternet 和数字电话网络实现全球制造;④强调智能化与自律化的智能加工系统以及智能化CNC、智能机器人的研究。⑤重视分布式人工智能技术的应用, 强调自律协作代替集中递阶控制。

I M T 与 I M S 的研究与开发对于提高产品质量、生产效率和降低成本, 提高国家制造业响应市场变化的能力和速度, 以及提高国家的经济实力和国民的生活水准, 均具有重大的意义。其研究目标是要实现将市场适应性、经济性、人的重要性、适应自然和社会环境的能力、开放性和兼容能力等融合在一起的生产系统: ①使整个制造过程实现智能化, 并具有自组织能力;②I M S 是一个集成许多工厂和多种机器设备的混合系统;③具备满足各种社会需求的柔性;④能充分发挥人的作用;⑤易于操作;⑥总效率高;⑦能避免重复投资等。人工智能的目的是为了用技术系统来突破人的自然智力的局限性 ,达到对人脑的部分代替、延伸和加强的目的 ,使那些单靠人的天然智能无法进行或带有危险性的工作得以完成 ,从而使人类的智慧能集中到那些更富于创造性的工作中去。人是制造智能的重要来源 ,在制造业走向智能化过程中起着决定性作用。目前在整体智能水平上 ,与人工系统相比 ,人的智力仍然是遥遥领先的。人工智能模拟的蓝本主要是人类的智能 ,但人类的智能是随时间不断变化的 ,而这种变化又是无止境的 ,只有人与机器有机高度结合 ,才能实现制造过程的真正智能化。智能制造被称为新世纪的制造技术 ,目前之所以还不能实现 ,是由于要受到目前科学技术、人以及经济等诸多方面的制约。智能与思维智能 ,就是在各种环境和目的的条件下正确制定决策和实现目的的能力。在这里 ,给定的环境和目的是问题的约束条件 ,制定正确的决策是智能的中心环节 ,而有效地实现目的 ,则是智能的评判准则。从信息处理的角度讲 ,智能可以看成是获取、传递、处理、再生和利用信息的能力。而思维能力是整个智能活动中最复杂、最核心的部分 ,主要指处理和再生信息的能力。这种信息处理的过程是十分复杂和多样化的 ,归纳起来 ,大体可分为 3 种基本的类型 ,即:经验思维、逻辑思维和创造性思维。在工艺设计过程中 ,这三种类型的思维都存在 ,在不同层次的决策中起着重要作用。

总之，智能制造技术是制造技术、自动化技术、系统工程与人工智能等学科互相渗透、互相交织而形成的一门综合技术。其具体表现为:智能设计、智能加工、机器人操作、智能控制、智能工艺规划、智能调度与管理、智能装配、智能测量与诊断等。它强调通过“ 智能设备 ” 和“ 自治控制 ” 来构造新一代的智能制造系统模式。智能制造系统具有自律能力、自组织能力、自学习与自我优化能力、自修复能力 ,因而适应性极强 ,而且由于采用 VR技术 ,人机界面更加友好。因此 , I M技术的研究开发对于提高生产效率与产品品质、降低成本 ,提高制造业市场应变能力、国家经济实力和国民生活水准 ,具有重要意义。智能制造是制造系统柔性自动化和集成自动化的新发展和重要组成部分 ,因此未来智能制造将向智能集成的方向发展 ,未来智能制造的研究将着重于智能传感与检测(如智能传感器、智能传感与检测技术、光纤传感技术等)。

三.人工智能与 I M T、I M S 人工智能的研究, 一开始就未能摆脱制造机器生物的思想, 即 “机器智能化”。这种以 “自主” 系统为目标的研究路线, 严重地阻碍了人工智能研究的进展。许多学者已意识到这一点, Feigenbaum、N ew ell、钱学森从计算机角度出发, 提出了人与计算机相结合的智能系统概念。目前国外对多媒体及虚拟技术研究进行大量投资, 以及日本第五代智能

计算机研制计划的搁浅等事例, 就是智能系统研究目标有所改变的明证。

人工智能技术在机械制造领域中的应用涉及市场分析、产品设计、生产规划、过程控制、质量管理、材料处理、设备维护等诸方面。结果是开发出了种类繁多的面向特定领域的独立的专家系统、基于知识的系统或智能辅助系统, 形成一系列的 “智能化孤岛”。随着研究与应用的深入, 人们逐渐认识到, 未来的制造自动化应是高度集成化与智能化的

人—机系统的有机融合, 制造自动化程度的进一步提高要依赖于整个制造系统的自组织能力。如何提高这些 “孤岛” 的应用范围和在实际制造环境中处理问题的能力, 成为人们的研究焦点。在80 年代末和90 年代初, 一种通过集成制造自动化、新一代人工智能、计算机等科学技术而发展起来的新型制造工程—— I M T 和新——代制造系统—— I M S 便脱颖而出。

人工智能在制造领域中的应用与 I M T 和I M S 的一个重要区别在于, I M S 和 I M T 首次以部分取代制造中人的脑力劳动为研究目标, 而不再仅起 “辅助和支持” 作用, 在一定范围还需要能独立地适应周围环境, 开展工作。

四.I M S 和C I M S C I M S 发展的道路不是一帆风顺的。今天,C I M S 的发展遇到了不可逾越的障碍, 可能是刚开始时就对C I M S 提出了过高的要求, 也可能是C I M S 本身就存在某种与生俱来的缺陷, 今天的C I M S 在国际上已不像几年前那样受到极大的关注与广泛地研究。从C I M S 的发展来看, 众多研究者把重点放在计算机集成上, 从科学技术的现状看, 要完成这样一个集成系统是很困难的。

C I M S 作为一种连接生产线中的单个自动化子系统的策略, 是一种提高制造效率的技术。它的技术基础具有集中式结构的递阶信息网络。尽管在这个递阶体系中有多个执行层次, 但主要控制设施仍然是中心计算机。C I M S 存在的一个主要问题是用于异种环境必须互连时的复杂性。在C I M S 概念下, 手工操作要与高度自动化或半自动化操作集成起来是非常困难和昂贵的。在C I M S 深入发展和推广应用的今天, 人们已经逐渐认识到, 要想让C I M S 真正发挥效益和大面积推广应用, 有两大问题需要解决: ①人在系统中的作用和地位;②在不作很大投资对现有设施进行技术改造的情况下亦能应用C I M S。现有的C I M S概念是解决不了这两个难题的。今天, 人力和自动化是一对技术矛盾, 不能集成在一起, 所能做的选择, 或是昂贵的全自动化生产线, 或是手工操作, 而缺乏的是人力和制造设备之间的相容性,人机工程只是一个方面的考虑, 更重要的相容性考虑要体现在竞争、技能和决策能力上。人在制造中的作用需要被重新定义和加以重视。

事实上, 在70 年代末和80 年代初, 人们已开始认识到人的因素在现代工业生产中的作用。英国出版公司(IFS)于 1984 年就首次发起了第一届“制造中人的因素” 研讨会, 目的在于提高人们对制造环境中人的因素及其所起作用的认识。事实证明, 人是 I M S 中制造智能的重要来源。值得指出的是, C I M S 和 I M S 都是面向制造过程自动化的系统, 两者密切相关但又有区别。

C I M S 强调的是企业内部物料流的集成和信息流的集成;而 I M S 强调的则是更大范围内的整个制造过程的自组织能力。从某种意义上讲, 后者难度更大, 但比C I M S 更实用、更实际。C I M S 中的众多研究内容是 I M S 的发展基础, 而 I M S 也将对C I M S 提出更高的要求。集成是智能的基础, 而智能也将反过来推动更高水平的集成。I M T 和 I M S 的研究成果将不只是面向21 世纪的制造业, 不只是促进C I M S 达到高度集成, 而且对于FM S、M S、CNC 以至一般的工业过程自动化或精密生产环境而言, 均有潜在的应用价值。有识之士对人工智能技术、计算机科学和C I M S 技术进行了全面的反思。他们在认识机器智能化的局限性的基础上, 特别强调人在系统中的重要性。如何发挥人在系统中的作用, 建立一种新型的人—机的协同关系, 从而产生高效、高性能的生产系统, 这是当前众多学者都会提出的问题, 也正是C I M S 所忽视的关键因素, 这一因素导致了C I M S 发展中不可逾越的障碍。值得一提的是有的学者特别强调 “人件(Humanw are)” 在系统中的重要性, 提出C I M S 的开放结构体系思想。最引人注目的是欧共体的ESPR IT 计划中单独列出的一个研究子项, 即 “以人为中心的C I M S”。甚至有人索性称以人为中心的 C I M S 为 H I M S(HumanIn tegrated M anufactu r ing System), 指出集成制造系统首先是 “人的集成”。耐人寻味的是, 目前研究的 “精良生产” 与 “敏捷制造” 等新型制造系统的主要出发点也是强调 “人” 的作用, 即 “以人为中心”。

五．智能制造的物质基础及理论基础 1.智能制造系统的物质基础主要有:

(1)数控机床和加工中心 美国于 1952 年研制成功第一台数控铣床 ,使机械制造业发生一次技术革命。数控机床和加工中心是柔性制造的核心单元技术。(2)计算机辅助设计与制造提高了产品的质量和缩短产品生产周期 ,改变了传统用手工绘图、依靠图纸组织整个生产过程的技木管理模式。

(3)工业控制技术、微电子技术与机械工业的结合 — — — 机器人开创了工业生产的新局面 ,使生产结构发生重大变化 ,使制造过程更富于柔性扩展了人类工作范围。

(4)制造系统为智能化开发了面向制造过程

中特定环节、特定问题的 “智能化孤岛”,如专家系统、基干知识的系统和智能辅助系统等。

(5)智能制造系统和计算机集成制造系统用

计算机一体化控制生产系统 ,使生产从概念、设计到制造联成一体 ,做到直接面向市场进行生产 ,可以从事大小规模并举的多样化的生产;近年来 ,制造技术有了长足的发展和进步 ,也带来了很多新问题。数控机床、自动物料系统、计算机控制系统、机器人等在工业公司得到了广泛的应用 ,越来越多的公司使用了 “计算机集成制造系统(CIMS)”、“柔性制造系统(FMS)”、“工厂自动化(FA)”、“多目标智能计算机辅助设计(M1CAD)”、“模块化制造与工厂(MXMF)、并行工程(CE)”、“智能控制系统(ICS)” 以及 “智能制造(IM)”、“智能制造技术(IMT)” 和 “智能制造系统(IMS)” 等等新术语。先进的计算机技术、控制技术和制造技术向产品、工艺和系统的设计师和管理人员提出了新的挑战 ,传统的设计和管理方法不能再有效地解决现代制造系统提出的问题了。要解决这些问题、需要用现代的工具和方法 ,例如人工智能(AI)就为解决复杂的工业问题提出了一套最适宜的工具。2.智能制造技术的理论基础

智能制造技术是采用一种全新的制造概念和实现模式。其核心特征强调整个制造系统的整体“智能化” 或 “自组织能力” 与个体的 “自主性”。“智能制造国际合作研究计划J IRPIMS” 明确提出: “智能制造系统是一种在整个制造过程中贯穿智能活动 ,并将这种智能活动与智能机器有机融合 ,将整个制造过程从订货、产品设计、生产到市场销售等各个环节以柔性方式集成起来的能发挥最大生产力的先进生产系统”。基于这个观点,在智能制造的基础理论研究中 ,提出了智能制造系统及其环境的一种实现模式 ,这种模式给制造过程及系统的描述、建模和仿真研究赋予了全新的思想和内容 ,涉及制造过程和系统的计划、管理、组织及运行各个环节 ,体现在制造系统中制造智能知识的获取和运用 ,系统的智能调度等 ,亦即对制造系统内的物质流、信息流、功能决策能力和控制能力提出明确要求。作为智能制造技术基础 ,各种人工智能工具 ,及人工智能技术研究成果在制造业中的广泛应用 ,促进了智能制造技术的发展。而智能制造系统中 ,智能调度、智能信息处理与智能机器的有机融合而构成的复杂智能系统 ,主要体现在以智能加工中心为核心的智能加工系统的智能单元上。作为智能单元的神经中枢——智能数控系统 ,不仅需要对系统内部中各种不确定的因素如噪声测量、传动间隙、摩擦、外界干扰、系统内各种模型的非线性及非预见性事件实施智能控制 ,而且要对制造系统的各种命令请求做出智能反应。这种功能已远非传统的数控系统体系结构所能胜任 ,这是一个具有挑战性的新课题。对此有待研究解决的问题有很多 ,其中包括智能制造机理、智能制造信息、制造智能和制造中的计算几何等。总之 ,制造技术发展到今天 ,已经由一种技术发展成为包括系统论、信息论和控制论为核心的、贯穿在整个制造过程各个环节的一门新型的工程学科 ,即制造科学。制造系统集成与调度的关键是信息的传递与交换。从信息与控制的观点来看 ,智能制造系统是一个信息处理系统 ,由输入、处理、输出和反馈等部分组成。输入有物质(原料、设备、资金、人 员)、能量与信息;输出有产品与服务;处理包括物料的处理与信息处理;反馈有产品品质回馈与顾客反馈。制造过程实质上是信息资源的采集、输入、加工处理和输出的过程 ,而最终形成的产品可视为信息的物质表现形式。

六．智能制造系统的特征及框架结构

1.为了提出有我国特色的智能制造模式 ,首先要搞清智能系统应具有什么特征。当前对智能系统的理解有两种不同的意见:一种是从科学的角度来看这个问题的意见 ,即认为只有具备下列特征的系统才能称为智能系统:一个系统既具有人类智能(或部分地),又具有与人类实现其智能相似的过程与途径。另一种是从工程的角度来看这个问题的意见 ,即认为一个系统只要具有(或部分具有)人类智能就称为智能系统 ,而不管实现其智能的过程与途径。我们这里所讨论的问题是关于智能制造系统的问题 ,也就是从工程角度来讨论智能系统的问题。我们认为:在工程上 ,智能系统的特征有以下几个方面 ,具有下列特征之一的系统 ,从工程角度看 ,就可称为智能系统：(1)多信息感知与融合;(2)知识表达、获取、存储和处理(主要是识别、设计、计算、优化、推理与决策);(3)联想记忆与智能控制;(4)自治性 自相似、自学习、自适应、自组织、自维护;(5)机器智能的演绎(分解)与归纳(集成);(6)容错。

2.智能制造系统模式的框架结构

整个系统是一个多智能体分布式网络结构 ,分成四个部分:中心层、管理层、计划层和生产层。每个层由具有自治性的多智能体组成 ,这种多智能体具有相似的结构 ,但根据任务的不同而有不同的自学习、自适应、自组织、自维护功能。智能系统有一定的容错能力 ,可以在不完整的信息或偶然误差出现时正常地工作。系统与因特网兼容 ,可以进行企业动态联盟、招标、投标及电子商务 ,还可形成虚拟制造的支持环境。

七． 智能加工中心 IMC 1.智能加工中心是智能制造系统中一种典型的智能加工机器。作为以 IMC 为主的智能加工单元 ,其任务为感知、决策、加工、控制与学习。智能加工中心既是智能制造过程和系统的实验和应用对象 ,也是智能制造技术的缩影和实现通道。它与普通的加工中心(MC)有着本质的区别 ,除了完成数控代码规定的加工任务外 ,能够根据信息的综合进行自主决策 ,实时调整自身行为 ,适应环境和自身的不确定性变化 ,即应具有 “自主性” 和 “自组织” 能力 ,实现对 IMC的数控系统进行实时干预与智能控制。数控加工中心的实时智能控制 ,表现为三个方面:第一是远程控制 ,通过通信线路对加工现场进行控制 ,对加工中心的加工操作和加工状态进行监视;第二是故障识别与处理 ,如刀具磨损识别与自动更换备用刀具、自激振动识别与自动抑制或消除等;第三是自适应控制 ,根据检测到的过程控制信息自适应地改变加工参数。而智能加工中心对信息的获取与处理表现在对加工环境和加工状态的自主响应能力 ,其中对刀具状态的监测是评判加工状态的重要依据。加工中心刀具状态实时在线智能监测系统 ,及基于神经网络与模糊识别模式的多传感器融合技术的刀具磨、破损监测

系统的成功开发 ,为智能制造信息的自动获取 ,成功提供了有力的保证。2.智能加工中心的主要功能

在智能加工中心中 ,智能数控系统是 IMC 的神经中枢 ,其智能化程度直接决定了整个智能制造系统的智能水平。智能数控系统具有高级的自主控制功能 ,能将任务请求、作业规划、轨迹控制、过程监视与控制、错误自修复等功能有机结合起来。面向制造系统 ,它是任务驱动的柔性规划学习系统 ,而面对复杂的物流加工环境 ,它又是 “刺激一反应” 型的再励系统 ,能对来自内部和外界环境的多种刺激做出理智的决策 ,从而以最优策略完成目标任务。通过对智能制造环境下的加工过程进行分析 ,确定加工中心应具备的主要功能有:(1)感知功能 ,根据多种传感器信号的收集、特征提取和信息融合 ,实现加工对象感知和系统状态感知。

(2)决策功能 ,在感知的基础上通过决策 ,明确其在整个制造系统中的作用、与其它智能机器的关系 ,并确定自身的行为方式。

(3)控制功能 ,智能加工中心根据决策结果进行处理 ,采用最优化的方式完成加工任务 ,并保证加工过程得到可靠的监视和维护。

(4)通信功能 ,包括与 CAD/ CAM 系统的智能通信 ,实现数据与知识的交流 ,支持并行工程策略;与其它智能加工机器的智能通信 ,交流状态信息 ,协调加工负荷;与人类专家和操作人员的智能通信 ,提供良好的人机交互环境 ,为智能机器提供知识单元 ,做出相应决策。

(5)学习功能 ,依据决策、控制和加工指令 ,以及由此引起的状态变化和最终加工任务 ,学习和积累相关知识 ,改进决策和控制策略。此外 ,还包括从人类专家和其它智能机器直接获取知识。

八．智能制造技木的发展趋势 智能制造是从 80 年代末发展起来的 ,最旱的几本有关智能制造及系统方面的专著是在 1988年由 Wrightfg MilaciC 等人编写的 ,随后、Kusiak和 Pain也相继出版了这方面的研究著作。这些专著所描述的 IMS仍基于设计与制造技术所提出的问题和解决的工具与方法。在许多工业化国家、人工智能已被当作求解现代工业提出的问题的工具和方法。因此 ,这些专著仅着力于人工智能在制造业中的应用和智能系统研究与应用中提出的问题的求解、使用基于知识的系统(如级联结构系统)和优化方法来解决自动化制造环境中零件、产品、系统的设计与制造 ,以及自动制造系统的规划与调度(管理)问题。先进的工业化国家在研究 FMS、CIMS、FA 及AI筹的基础上 ,为了进行国际间制造业的共同协作研究、开发、设计、生产、物流、信息流、经营管理乃至制造过程的集成化与智能化等而提出来的智能制造系统 ,也是为了解决各发达国家面临的企业活动全球化、重复投资增大、现场熟练技术工人不足和社会对产品的需求变化等因素而倡导的国际制造业的合作。在迸行智能制造及其相关技术与系统的研究方面、首推日本在 1990 年提议和倡导的日、美、欧之间建立的国际运营委员会、国际技术委员会和附属机构 IMS中。大有主宰未来制造技术的趋势。1991～ 1993 年 Barschdor 汀和 Monostori 等应用人工神经网络(ANNS)到智能制造中进行加工过程的建模、监测、诊断、自适应控制;通过神经网络的知识表示和学习能力 ,缩短 CIMS的反应时间 ,提高产品的质量 ,使系统更可靠。而 Furukawa则对智能机器的设计程序及它在自动导引车中的应用作了介绍。被称为是二十一世纪的制造技术的智能制造系统 ,目前国内外已相继开展了国际联合研究计划。智能制造系统与当前任何制造系统相比 ,在体系结构上有着根本意义上的不同 ,具体体现在:一是采用开放式系统设计策略。通过计算机网络技术 ,实现共享制造数据和制造知识 ,以保证系统质量。这是将计算机界先进的设计和开发思想融入到制造系统的结果 ,因而使制造系统向拟人化的方向进一步发展。二是采用分布式多自主体智能系统设计策略 ,其基本思想是:赋予制造系统中各组成部分或子系统一定的自主权 ,使其形成一个封闭的具有完整功能的自主体 ,这些自主体以网络智能结点的形式联接在通讯网络上 ,各个智能结点在物理上是分散的 ,在逻辑上是平等的。通过各结点的协同处理与合作 ,共同完成制造系统任务 ,实现人与人的知识在制造中的核心地位。此外 ,生物制造与仿生机械的科学与技术、生物自生长成形制造、绿色制造的科学与技术包括产品与人类和自然的协调理论 ,产品绿色工艺(如Near2Zero Waste)等也极大地丰富了智能制造的范畴 ,促进了智能制造系统的发展。目前 ,我国一些高等院校也在进行智能制造技术的研究 ,如南京航空航天大学机电学院朱剑英教授成立的智能制造科研组 ,一方面跟踪国际智能制造的最新研究动态 ,另一方面从事智能制造关键基础技术的预研工作 ,为地区及我国智能制造技术的发展做出了一定贡献。遗憾的是 ,由于种种原因 ,我国政府主管部门和有关大公司、厂家并无迹象表明对智能制造已引起足够的重视 ,至今也未得到我国机械学科的普遍关注。相信随着人们对智能制造系统认识的逐步深入 ,智能制造系统必将得以迅猛发展 ,迎头赶上世界先进发展水平。

九．智能制造系统研究成果及存在问题

目前对分布式制造系统的研究虽然还处于初期阶段 ,但已在不同层次、不同侧面上取得了大量令人振奋的基础理论研究成果和应用成果 ,如制造 Agent的个体目标机制(如奖惩机制、市场机制、目标函数等)等。这些研究成果奠定了MAS在制造控制中应用的基础。但是 ,由于制造 Agent 在信息、知识和控制上的完全分布 ,每个 Agent 对环境、对整个问题求解活动及其他Agent 的意图只有部分的、不完全的知识 ,并且拥有的知识可能互相不一致 ,各个 Agent只能根据不完备的知识与不完整、不同步的信息做出局部决策。又由于整个系统缺乏类似中央控制的机制 ,因而整个系统的控制和决策往往不能达到最优效果 ,而且不可避免地存在大量难以解决的决策冲突(C onflict)和死锁(Deadlock)。因此 ,对分布式自治制造系统中异构 Agent 间的相互合作以及全局协调机制的研究 ,是分布式自治制造系统最重要 ,也是最基本的问题 ,更是其走向实用所亟待解决的核心问题。协调是指一组 Agent 完成一些集体活动时相互作用的性质。在分布式制造系统中 ,全局协调和优化是一个在多目标动态约束下 ,各类活动和资源的最佳组合和排序的动态求取过程 ,它可以描述为两个子问题 ,即局部调度决策和全局资源协调。由于 “组合爆炸” 现象的存在 ,当前采用的普遍方法是谈判和投标(Neg otiation and Bidding)。谈判被定义为:在开放的、动态的制造控制环境下 ,拥有任务订单的 Agent(协调者),及欲参与任务执行的 Agent(投标者)之间传递各自的资源、愿望和能力信息 ,反复进行协商 ,直到其中一个Agent 或一组Agent 被选出组成执行该任务的队列的过程。在这个过程中出现的冲突和死锁或者由协调者来解决 ,或者由冲突中的 Agent 自行解决。为了加快谈判过程 ,许多研究工作致力于改进谈判策略和开发支持协商的协议和语言 ,目前已提出了诸如一步谈判、多步谈判、合同网等多种谈判策略和协议。分析这种谈判过程 ,可以看出:

(1)在当前所采用的模型中 ,谈判是基于对谈判者的知识与能力、讨价还价过程、收益计算 ,以及子系统的影响(或能力)的平衡的显式表达 ,以可计算的迭代模型模拟社会或生物界的组织形式和进化过程的协调和协作方法;

(2)各个Agent 总是将其他Agent 的局部调度作为其预测信息 ,以计算其自己的局部调度决策。依次地 ,又将决策结果传递给其他 Agent。宏观上看 ,这是一个串行过程。当一个Agent 产生的结果不可接受时 ,又需要进行反复通信和迭代。因而 ,各个 Agent 的内部可以看作是一个局部闭环反馈控制系统 ,而冲突则是其外部扰动;

(3)全局协调的目标是要完全消解冲突 ,因而各 Agent 总是要利用最新的信息来处理冲突。因此 ,谈判实际上是一种外部合作机制。这种方法在一定程度上解决了开放环境中的 Agent 协调和协作的组合优化问题 ,但是该方法的一个固有缺陷是它只是对社会市场或生物界的组织形式和进化过程的直觉模仿[1 ],尚缺乏对其基本原理、机制和限制条件的深刻认识和理论上的证明 ,例如 ,在什么条件下谈判的过程是收敛的、稳定的。如何得到期望的结构或功能等。尤其当系统规模较大 ,而且 Agent 处于信息连续变化的高度紊乱的环境中(如由于市场的快速变化 ,经常会有一些短期的、紧急的订单需要及时处理)时 ,有可能引起冲突的传播(即任何两个实体间冲突的解决会触发其他冲突的出现)。这种特性类似于自催化过程 ,各个制造Agent 间正向先进制造技术的源泉.科学通报,1998 , 43-33727.[4 ] 史忠植.高级人工智能.北京: 科学出版社, 1998.[5]杨文通 ,王曹 刘志峰 ,等 数字化网络化制造技术北京 电子工业出版社 , [6]王英林 ,刘敏 ,张申生 ,基于Agent的敏捷供应链及相关技术 中国机械工程 , [7]张军 ,赵江洪 网络协同数控机床工业设计系统中的知识获取与应用研究 〔机械工程学报 〕 ,

第五篇：现代生产方式--绿色制造浅析

精益生产和绿色制造的现状与发展趋势

（一）、精益生产的现状与发展趋势

一、精益生产

工业工程起源于美国，发展在日本，当美国人发过来研究日本人如何将工业工程发扬广大的时候，新的挑战出现了，一种称之为“精益生产”的模式浮出水面。

谈起精益生产，大家对于这个概念并不陌生。“精益”是美国麻绳理工学院“国际汽车研究计划”研究丰田汽车生产方式后对丰田模式（TPS）的总结和赞誉。让 丰田从一个作坊式的家族企业成为目前全球第三大且利润超过全美三大汽车制造商利润总和的汽车制造商，其最大的奥秘就是著名的丰田生产方式，日本工业复活之 父“大野耐一”带领丰田人创造的奇迹。二十世纪初，福特创造的大批量生产模式为市场提供了大量的商品，使市场经济从卖方市场变成买方市场。

二、精益生产的现状

消费者对于琳琅满目的商品开始感到不满，开始加入自己 的特殊要求。市场需求越来越趋于个性化，而且市场开始对产品交货期、质量、价格提出更高的要求。于是企业面临多品种、小批量、短交期、高质量、低成本的挑 战，批量生产模式开始感到力不从心。与传统的批量生产模式对比，精益从另一个角度观察企业生产运作流程，从顾客的角度重新认识产品的价值所在，识别产品生产制造过程中的出增值和非增值活动，并将非增值过程定义为浪费，且认为产品实现过程中95％以上的过程都是浪费。通过消除浪费全面提升产品质量，降低成本，缩短产品交付周期，提升顾客服务水平，打造高度柔性的准时化生产体制。以追求尽善尽美为目标，建立全员参与持续改善的企业文化，培养有创造力、敢于挑战的团队。实事表明，面对精益生产的竞 争，传统企业显得软弱无力。丰田成为大家既恨又爱的家伙，一方面，它让很多汽车大碗彻夜难眠，另一方面，又不得不使人趋之若骛。作为制造大国，中国当然不能避免精益生产的冲击。1987年，从长春一汽最早接触丰田生产方式开始，上世纪久十中后期，精益生产开始在国内逐步蔓延。首先在一些合资汽车企业实施，国内汽车配件供应商开始面临越来越大的客户压力，也被迫走上精益之路。据调查资料表明，国内90％以上的中高层企业管理者已 经了解精益生产的概念。

三、造成精益生产的现状的原因

尽管精益生产已被世界公认为最佳的生产组织形式，但不管在国际或国内，精益推进的速度都极其缓慢。就其原因，我个人觉得可以从以下 三个方面探讨。

1． 首先，精益作为一种思维方式，给传统的大批量生产追求的规模效应很大的冲击，不是那么容易让人理解，导致很多人难以接受。其次，精益生产含盖一套庞大的结 构体系，不容易让人掌握。第三，精益给人很多的误导，精益最核心的是其思维方式和理念，而往往大部分人关注了精益的工具和方法。所以有一种怪现象就可以得 到答案了（什么怪现象呢？）大家都知道日本人是很小气、很保守的，但丰田公司且很开放，每年接待大量的来自世界各地的来访者。不是丰田人很乐于助人，而是 他们知道这些不是那么轻易就能学会的，而且另一方面，这些人在帮助宣传“丰田”品牌，还有就是通过别人的学习可以给丰田自己施加压力，于给“丰田人”更大 的动力，更加努力去改善。

2． 因为对精益的误解，很多企业在实施精益过程中走过了很多的误区。很多人认识精益从丰田的现场开始，从精益的工具开始（比如说大部分人了解的kanban管 理），其实精益最根本的是它的思想，任何没把握思想精髓的观点都是片面的、不完整的，也是不可能成功的。精益要从整体把握，从价值流分析入手，识别企业存 在的浪费，并灵活的运用工具、方法消除浪费。很多企业犯了“教条主义”的错误，有些人总是有依赖性，总想找一家企业能够借鉴。结果就把别的企业的模式搬到 自己企业中来，或者局部抄袭别的企业的做法，最后发现“投入大量的资源想要消除浪费，结果制造了更多的浪费。精益生产没有固定的模式，它是一种理念，是一 种追求尽善尽美的观念，是强调持续改善的文化。没有两家企业是一摸一样的，任何的照办照抄都不会成功。总结一条原则：精益没有教条，精益拒绝教条，任何的 教条都不会有好的结果，只会给企业带来噩梦。

3． 在我和很多企业家或经理人的接触过程中，很多人认为，企业管理基础很差，还不适合实施精益生产。实施精益生产需要基础吗？这是一个非常值得探讨的问题。一 般的逻辑思维认为，事物的发展总是经过由初级到中级再到高级的过程，但精益生产是大批量生产的更高级阶段吗？企业发展必须达到大批量生产的顶峰才能开始精 益吗？答案是非常肯定的否定。首先，精益生产并不是在批量生产的基础上建立起来的，丰田最早考虑“精益”模式可以追溯到上世纪四五十年代，当时丰田汽车一 年的产量还没有福特一天的产量高。其次，和批量生产一样，精益只是从另一个不同的角度观察得出的思维和运作模式。第三，精益是目前市场特点和环境的产物，是市场的要求。因此，只要坚持“精益”的思想理念和思维模式，任何的企业都能沿着精益的方向迈进

四、改变处理事情的态度和方法。

精益生产产生的背景是日本的战败时期，当时的日本面临的是整个国家土地、材料、能源等资源的匮乏，在这种条件下要重建国家，要 发展经济，何等艰难可想而知。但是日本人站起来了，而且是迅速的站起来了。一个小小的岛屿国家战败后迅速赶上并超越西方发达国家，这是一个奇迹。再看，现 代企业管理很多最先进的理念和方法都是在日本发扬光大的。靠什么？我想依靠的不是个人也不是个别企业，依靠的是整个日本民族。（大家可能要骂我怎么没有良 知了）抛开民族情节不谈，日本人那种执着、敬业、创新以及敢于挑战、挑战极限的那种精神是不是值得我们去学习呢！而精益生产也正是融入了这种“认真对待每 一件事情” 和近乎“吹毛求疵”的精神在里面。儒家思想讲求中庸之道，讲求以和为贵，讲求人际关系的和谐。正因为这种精神，让工作在碰到阻力的时候要考虑人际关系，宁愿在工作要求上做一点妥协，不好伤 了大家和气。导致很多工作、很多要求不能完全被执行了落实，工作很难有突破，也很少会有共同挑战极限的团队合作。大家得过且过，有一点业绩就沾沾自喜，大 家相互吹捧。比如我们喜欢找很多理由来说明一件事情为什么没有做好，碍于情面拉不下脸，事情就最终不能完成。不是说儒家思想不好，人际和谐不好。只是要能将工作和生活分开，采取不一样的态度对待这两种方式。工作中工作第一位，先做事后做人，生活中人际关系第一 位，先做人再做事。只有这样，精益才可能真正在中国企业内生根发芽，中国企业才能练好内功。从文化来看，韩国人倒有点和日本人相识，所以我们看到很多韩国 企业发展迅速并形成自己的核心竞争力

（二）、绿色制造的现状与发展趋势 环境污染与制造业

由于全球经济以前所未有的高速度持续发展，给环境带来了严重的污染，结果带来了全球变暖、臭氧层破坏，酸雨、空气污染、水源污染、土地严重沙化等恶果。据统计，造成环境污染的排放物有70%以上来自制造业，它们每年约产生出55亿吨无害废物和7亿吨有害废物。这早就引起人们对环境治理的重视，但传统的环境治理方法是末端治理，不能从根本上实现对环境的保护，必须从源头上进行治理。1.绿色制造(GM)的概念 1.1定义

由于绿色制造提出的较晚，其要领和内函尚处于探索阶段，至今还没有统一的定义。综合当前的研究，绿色制造可定义为：绿色制造是一个综合考虑环境影响资源效率的现代制造模式，其目标是使得产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个产品生命周期中，对环境影响(负作用)最小，资源效率最高。

绿色制造并不是这方面的唯一概念，类似概念还有很多。可以对这些术语进行分类，在各类术语之间可以互换使用，如图2所示。在每一类中，代表性的术语加黑表示。需要指出的是，这些术语之间在内涵和侧重点方面存在一些重要的差别。为了更好的理解这些差别，明确以下几个定义会很有帮助： 1）.制造方向。一些定义，如清洁技术，主要研究产品制造过程中的有关技术，侧重于制造工艺方面，而忽略了产品本身。与之相对，其他术语，如环境意识制造既研究产品的制造过程，也研究产品的设计。设计阶段是很重要的，因为它最终影响着产品的制造过程，以致影响产品寿命终期之后的处理。2）.环境影响。环境影响可以从三个方面进行理解：（1）负面的：即造成负面的环境影响；（2）中性的：即对环境不产生影响（既无害也无益）；（3）正面的：对环境具有改善作用。3）.环境范围。最后需要考虑的是，在评价一个制造行为时，我们需要从一个什么范围进行考察。这个范围可以限制在制造过程本身。这一点体现在清洁技术上。也可以将范围扩大到一个公司范围之内的所有设计、制造和销售过程。这一点反映在环境责任制造和绿色制造上。更进一步，我们可以扩大到整个系统，包括与产品相关的所有造成环境影响活动。这一点反映在包含“生态”这一词的术语上，如生态责任制造。1.2理论基础

绿色制造的理论基础是社会生态学，它是人与构成环境的各种自然要素的组合及其形成的各种生态关系的组合。

从制造业来看，绿色制造涉及三大领域即：制造领域(包括产品生产周期全过程)；环境领域；资源领域。绿色制造的内容涉及到绿色设计及其相关的绿色材料，绿色工艺、绿色包装，绿色处理等问题。

从产品生命周期看，绿色制造涉及到市场需求，产品设计和开发、资源供应、制造生产、包装储运、销售服务、产品报废处理等整个过程。由此可看出，绿色制造的目标是产品周期时间短(T)，产品质量好(Q)，产品成本低（C），服务支持优(S)，能最大限度地消除环境的负影响(E)。即TQCSE。提高制造业的竞争力。

2.绿色制造的采用原因和面临的挑战

1）、政治/政府的压力：对绿色制造的关注不断增加，很大程度上由于政治上的原因。污染和环境废物，在很多方面，是一个政治上的问题。环境废物很难从政之上辩护。环境废物的存在常常刺激受害者寻求来自政治系统方面的解决方案，而不是商业团体。没有人愿意居住在排放挥发性有机化合物的车间附近；有人喜欢被工厂排放物污染过的水；没有人愿意工作在自己不得不暴露给毒化学物和废物的环境中。因为大多数人都觉得自己没有权力让企业改变其行为，而只有寻求政治系统的帮助。

世界上各个国家都已出台了关于绿色制造的法律，如《污染防治法案》、《职业安全和健康管理的危害物交流标准》等，这些法案为企业实施绿色制造创造了强烈的积累机制。通过实施绿色制造，改善环境性，企业可以避免来自法规的许多强制的限制和要求。2）、责任与义务：这一点可以从两方面进行分析。一方面，公司希望通过采用绿色制造的原理和实践可以通过减少责任而获得利益。这种减少的责任来自于环境和雇员的健康。环境和雇员的健康紧密相关。在很多公司，减少废物对环境的影响措施同时也大大有利于雇员的健康。这两方面的联系是许多企业实施绿色制造的原因之一，因为对环境事件的积极响应同时也就是对雇员的健康、福利和安全的响应。第二个方面。近年来，政府机构已经对那些没有成功实施或忽略了绿色制造的企业实施管理，而且决心越来越大。在最近的一些案件中，犯有重大环境责任的公司总裁及CEO们被成功起诉并送进监狱。

3）、企业的利益：环境废物不仅仅污染环境，更重要的是，它消耗资源，并增加额外成本。废物是一种资源，是一种没有回报，甚至负面回报的资源消耗。接下来，考虑与废物产生相关的能力问题。废物必须被跟踪和监视。这意味着企业必须投资培训具有跟踪和监视废物能力的人。也意味着为储存这些废物而需要投资开发和维持适当的系统以及对有关设备和空间进行配置。对非进行处理也需要能力。最后，全部的资源用来生产废物。这些资源消耗了材料、能力、和人力。在消耗这些资源的过程中，废物剥夺其他与之相关订单和活动。最后，在进行制造活动的规划和监控时，管理者必须认识考虑到废物的资源影响——环境废物使得制造规划和实施更为复杂化。

再者，环境废物的隐藏成本也成为现代企业选择绿色制造的一个原因。在很多现代企业，最大成本不再是物料和劳动力相关成本——企业一般成本。在一些公司，企业一般成本占总成本的60%强。与环境废物的处理和管理相关的成本常常被隐含在企业一般成本中。这些成本应该包括储存和处理环境废物的成本、补充和培训废物处理人员费用、环境废物储存设备费用以及设备处理废物的运行费用等。此外还包括废物分类成本。分类成本是指花在对废物进行分析使得操作管理者知道废物处理最优方案的费用。

据实践人员报告，有毒废物分类规程花费的成本约$2000。这个费用包括初始分类以及后来每年对常规废物进行更新的费用。这个成本与废物的质和量无关。对一个漆罐的分类同对20吨淤泥圆筒箱子的分类，费用是一样的。通过减少环境废物，你可以开始重新考虑企业一般成本了。面临的挑战

尽管这里有很多鼓励介绍和实施绿色制造的因素，但是它还是没有得到广泛的应用。这种有限的应用可以归咎为管理者们无法解决几个阻碍绿色制造被接受和应用的重要的固有障碍。下面介绍的是其中比较主要的几个障碍：

1）、没有战略性影响：这是绿色制造被接受和成功实施的主要障碍。从根本上来说，这反映了对绿色制造的管理者的态度。管理者们将绿色制造看作是不会对其公司完成其主要的目标价值的能力构成切实的影响的一个事物。这些主要的目标价值包括生产时间、成本、质量和柔性。同时，管理者们并不认为绿色制造能帮助他们完成面向最终客户的工作：设计、制造和运送产品。绿色制造所带来的效益，如果有的话，也只是其他人的效益，而不是作为投资者的公司的效益。结果，绿色制造是一种对政府法规、行业标准、公众关注所做出的一种反应。绿色制造被看成只要不引起有关方的注意而带来相关的环境问题，则尽量少实施。

这种态度是由多种因素导致的。其中包括缺乏绿色制造方面明确和客观的成本/效益分析。还缺少反应绿色制造同其他价值目标之间关系的理论体系。2）、金融紧缩：绿色制造的另一大障碍是资金缺乏。绿色制造系统和工具开发的投资需要同其他项目竞争。绿色制造同其他项目竞争存在三方面的劣势。首先，它被认为没有其他竞争项目那么紧急。其次，公司可能没有足够的资金，而不得不减少投入。第三，由于通常的投资决策都要计算回报率，而与绿色制造有关的总的成本和效益很难量化，于是给人留下这样一种印象，即对绿色制造的投资不能产生和其他项目一样的回报率。金融紧缩进行现有装备和附属设备更新的最大压力。

3）、缺乏资源：绿色制造需要人力、时间、系统（软件、程序）和设备等资源。由于如前所述的种种原因，这些资源不能得到满足。

4）、缺乏顶层和中层管理者的赞成：绿色制造的已成功实施的很重要的一点是得到企业中高层领导的支持。而之所以没有能得到很多企业领导的支持可能是由于以种原因。首先，管理者们看不到绿色制造的重要性。绿色制造没有被看成同质量、时间、柔性和成本一样重要。当管理者们为这些价值目标投资其他项目时，没能看到来之绿色制造的同样利益。其次，他们害怕实施绿色制造。如果他们考虑绿色制造，并做出了“错误”的决策和投资，他们就有可能被检举或起诉。在这种情况下，他们不如放弃绿色制造而万事大吉。第三，他们可能没有时间投入到绿色制造。管理者们，特别是高层管理者的支持被要求放在那些需要立即实施或者必须停止的重大项目上面。最后，很难确定绿色制造环境责任的程度，因为它受到政府法规的影响，而这些法规有很难预料和控制。

5)、缺乏有意义的度量标准：当前由于缺少合适的度量标准，管理者们评价很难绿色制造的方法和程序的影响。例如，由于缺乏度量标准对与废物处理有关的培训、人力要求、精简的工艺（过程）、存储要求以及其他类似方面所造成的影响进行收集，因此无法对任何行为的总体影响进行评价。没有这些度量标准，很难使高层管理者对产生意识。结果是，只能用道德伦理来对绿色制造进行评判。然而，这些衡量标准只有在考虑并实施已经表明对竞争地位或者账本底线会造成直接影响的行为时才会得到权衡考虑。6）、缺少熟悉的工具：尽管这里有很多绿色制造工具（风险评估、生命周期分析等），但他们都不为制造业的管理者们熟悉。结果是，这些方法并不一定会得到采用。它们之所以不被采用是因为，许多生产管理者们将它们的首要目标定为在规定的时间里生产出最低成本的产品。因此需要一套新的基于熟悉方法和程序面向绿色制造的工具。例如，如果绿色制造问题能深入到物料需求规划（MRP）中去可能会增加管理者们考虑绿色制造问题的可能性。7）、缺少理论体系：一个影响绿色制造成功实施的主要因素是缺乏能够让管理者们理解它的概念、它的各个组成部分以及它对公司的业绩的影响的理论体系。关于绿色制造的大量信息要么是围绕法律要么是一些轶事传闻。

3.绿色制造的发展趋势

将来绿色设计和制造的特点将趋向于全球化、社会化、集成化、并行化、智能化、产业化方向发展。未来可能的研究方法有:(1)模块化设计;(2)神经网络和模糊数学的应用;(3)公理化设计;(4)虚拟拆卸

人们提出了绿色设计发展体系,其中关键是绿色产品设计评价体系的完善,对产品从设计、制造、包装、运输、报废整个生命周期中每一个环节对环境影响作出评价,并且要在整个生命周期中、集成环境下建立绿色产品的评价体系[4]。同时,要研究开发先进制造技术,以及与之相匹配的先进制造模式,大力开发低污染、低能耗、无公害的生产工艺与最终产品。研究开发适合绿色设计和制造需要的数据库和信息系统,例如,材料数据库、制造数据库、LCA数据库及各种知识库,开发绿色产品设计和实施绿色制造的支撑软件[14]。

WTO规则中的“绿色壁垒”虽有一些大国为限制发展中国家贸易借口的因素,但其积极意义不言而喻,我国的机械行业要在世界贸易中站住脚,“绿色”水平的高低至关重要。因此,能否在绿色设计与制造方面有所作为,不再是一个间接的或长远的效益问题,而是一个直接的效益问题。

必须加强对企业的“绿色”教育,完善政府部门对企业绿色制造的监督机制,加强立法和行政规定以及相关的经济政策[15]。建立较为系统的绿色制造理论和方法体系,促进和指导绿色设计和制造技术的深入研究和学科发展。

参考文献：

【1】刘宏菊,杜 江,李成刚•绿色设计方法-设计领域发展的新趋势•中国环境科学, 1999(1): 63~66 【2】中国大百科全书编纂委员会•中国大百科全书(光盘版)•———环境保护 【3】张 丰•清洁生产与可持续发展•武汉汽车工业大学学报, 1999(4): 76~79