第二部分 计算机集成 制造系统技术
——CIMS
Computer Integrated Manufacturing System
黄河科技学院 于善甫
CIM和CIMS的概念
CIM是1974年首先由美国Joseph Harrington 博士在《Computer Integrated Manufacturing》 一书中提出，基本观点为： 1.企业的各个生产环节是一个不可分隔的整体， 需要统一考虑； 2.整个生产制造过程实质上是对信息的采集、 传递和加工处理的过程，最终形成的产品可看 作是信息的物质表现。
不增加附加价值的时间（应 尽量缩短或省去）
虽必要，也不增加产品价值
②追求完美目标：
零废品 零库存 零订货时间——生产批量极小化 提前期最短
要缩短提前期，首先要减少批量 从产品设计、工艺设计入手 认真分析提前期的组成

减少零件的搬运 消除多余的人员
维修人员过剩 ——等待上的浪费 冗员造成超量生产——无效劳动 无效动作的浪费——冗员消除
精益生产方式简介
精益生产方式起源于日本丰田汽车公司， 因此被称为“丰田生产方式”。1984年，美国 麻省理工学院集中了一批各国的高级专家，研 究了日本汽车工业的做法。1990年，美国MIT 发表了一个“国际汽车共同研究报告”，将丰 田生产方式命名为LP。 1990年该报告编写成为《改变世界的机 器》著作。LP逐渐被世界制造业所认识并掀起 一股变革方式的热潮。
1）精益生产方式特点 （1）强调人的作用，推行“以人为中心”的管 理，赋予工人一定的作业管理决策权
企业把雇员看作比机器更重要的固定资产 充分发挥职工的创造性、主动性，不断提高职工素质 强调协同工作与沟通 协力工作使协调工作简化、机构简化 集中不同职业和专长人员的意见，提高工作质量和工 作效率 组成产品开发项目组、缩短产品开发时间 与供应厂家、顾客协力工作对市场做出快速响应 加强沟通 重视培养和发扬集体主义的团队精神
●产品、零部件标准化，装配的简单化 ●在劳动组织上，最大限度地采用分工的原则 ●采用流水生产线生产方式，总装每辆轿车的工时 由750分下降到93分，减少88％；每台发 动机所需要的工 时由750分下降到226分，减少62％。 ●在组织结构上，纵向一体化。
重要成果：
●大幅度地降低汽车成本（T型车刚出现的1908年，价格是 850$，1926年为290$） ●社会需求的猛增，又进一步刺激了汽车工业的飞速发展 1903年——第一年生产汽车——产量1700辆 1908年——T型车投产——上升到一万辆 1914年——装配线满负荷时——猛增到30万辆 1923年——本国总产量达190万辆，占世界汽车总产量 44％ ●劳动生产率大幅度提高 1908年——514分钟（8.56小时）/每辆车 1913年——2.3分钟/每辆车 1914年——流水生产线1.19分钟/每辆车 ●推动了世界汽车工业的进步
4）加强沟通，促使相互了解。 企业内部各部门，人员，企业与顾客，供应商之间及时 传递信息，相互了解。
4 JIT的战略优势
现代企业经营战略强调建立一种持久的竞争 优势。LP是能最好的体现和最能实现这一思想的生 产方式。 LP要求生产过程不断改进，从根本上改进和完善产 品质量 持续地消除浪费，使成本不断降低，取得价格竞争 优势 降低库存——成本降低且缩短生产周期，比竞争对 手更迅速地响应顾客需求的变化 长期投资于工人培训和教育，极大地提高工人责任 心和技能，提高工作质量
（2）改变传统观念，永无休止地、无情地消除 浪费，以尽善尽美做为追求目标 ① 消除浪费
企业现有生产能力＝产出＋浪费 其中浪费包括： ①材料库存和在制品库存 ③作业更换时间 ⑤一切不增加产品价值的活动 ⑦多余的人员 ② 长距离运输在制品 ④废品及窝工 ⑥一切治标不治本的措施和活动
停放 等待 设备调 检验 ＋ ＋ 生产周期＝ 加工＋运输＋ ＋ 时间 时间 时间 整时间 时间 时间 增加附加价 值的时间
三
精益生产的概念及特点
1）精益生产方式概念
指运用多种现代管理方法和手段，以社会需求为依据、 以充分发挥人的作用为根本，有效配置和合理使用企业资源， 最大限度地为企业谋求经济效益的一种新型生产方式。它是 重新塑造一个企业，使之成为精干的、高度柔性的、低成本 的、世界级竞争者的战略武器。 精益生产方式是企业资源的配置方式 LP的资源配置是以社会需求为依据，最大限度满足市 场多元化需求 LP的资源配置以彻底消除无效劳动和浪费为目标，最 大限度地为企业谋求经济效益 LP的资源配置自始至终把人力资源的开发放在首位 LP的资源配置要综合运用各种现代管理技术和手段
精益生产方式简介
《改变世界的机器》将LP与欧美传统的大量生 产方式(MP)进行比较。对LP的优越性表述如下： ① 所需要的人力资源——无论是产品开发、生 产系统和其他部门比大量生产（MP）均能减少至1/2 ②新产品开发周期——可减少至1/2到1/3 ③生产过程中的在制品库存——可减少至MP一般 水平的1/10 ④工厂占用空间——可减少至MP的1/2 ⑤成品库存——可减少至平均库存水平的1/4 ⑥产品质量——可提高三倍
的总裁朱迪（Judy Hawkins），参加 完北卡罗来纳州大学一个关于准时制 生产的会议后认为：我们必须得想办 法来解决高存货、低服务和高成本的 问题。运用准时制可以减少周转时间、 提高质量、最大限度地减少存货和成 本，准时制的方法对公司的生产会起 作用。目前，日本人的攻势很猛，日 本公司似乎是卖低价格的婴儿车，但 更强调质量、成本和设计的可靠性。 除非我们现在开始行动，否则我们就 会失去市场份额和利润。
(2)多品种小批量生产时代将成为生产方式的主流
(3)计算机技术和现代化管理技术在生产管理中得到广泛
运用
第一部分 准时生产和精细生产
拉动系统和物料运动
当操作根据节拍时间平衡后，在工艺流程中使用看板来作 为工作与拉动零件的信号
制造单元
因为实行快速换型，我们可以 每天生产所有的型号
精益生产方式简介
精益生产既是一种原理、一种新的管理 理念，又是一个新的生产方式，它是继MP之后， 对人类社会和人们的生活方式影响最大的一种 生产方式。美国人认为：精益生产会真正改变 世界的生产和经营形势，它将改变整个世界， 对人类社会产生深远的影响。
二 精益生产的传播及对现代制造业的重大影响
4 年 2 年
45 16
30 20
40 20
25 50
50 80
60 50
美国防部2000－2004财年制造技术五年计划投资战略
把“精益”的概念集成到所有的采办与延长使用寿命 项目中，战斗机的精益生产是9项国防技术目标之一。 波音公司 “V－22飞机零部件和其它有关国防直升机 项目的精益生产”项目（1993－2002年投资210万$）， 计划在两年内，缩短研制周期50％，改善计划准时率 50％，提高库存周转率40％。 美国人认为：不能保持世界水平的制造能力必将危及 国家在国内外市场竞争能力，制造业是一个国家国民 经济的支柱，美国在世界各国中的威望不仅取决于强 大的国防势力，而且取决于强大的制造能力。 美国已提出敏捷制造——一种新的制造方式。它将使 美国在2006年以前重新恢复其在制造业中的领导地位， 并将在21世纪的竞争中占主导地位。
传统制造业面临的生产管理问题
① 不能准时供应 ② 零部件生产不配套，积压零部件多 ③ 产品生产周期长，劳动生产率低 ④ 资金积压严重，周转率低 ⑤ 市场需求的多样化带来产品更新速度加 快使企业经营、计划系统难以适应 制造业的生产管理技术就是在解决上述矛 盾（问题）的过程中不断发展的
产生背景
制造业的生产方式经历了3个发展阶段：用机器代替手工， 从作坊形成工厂；从单件生产方式发展到大量生产方式； 从大批量生产方式到多品种小批量的柔性、集成化、智能 化生产方式。 近年来在美国、日本，有关制造的新概念层出不穷，例如： 精益生产、敏捷制造、虚拟制造、智能制造、虚拟企业、 全球制造等

（3）实现生产过程的同步化
缩短作业更换时间（快换工装） 生产过程同步化（同步节拍生产）
发现和克服瓶颈环节 使生产同步化就要稳定日产出率 采用成组加工中心和成组流水线 采用“拉动式”的管理方法：“看板管
理”
（4）将“推动式”生产控制系统变为“拉动式”生产控制 系统 传统的生产方式：由生产计划部门计算每 种零部件的需要量和各生产阶段的生产提 前期，确定每个零部件的投入生产计划， “推动 按计划发出生产和订货指令，每个车间按 式” 指令进行生产，并将实际完成反馈到计划 部门，不管后车间和后工序是否需要，均 将生产完的零部件送到后车间和后工序。 JIT：实现将必要的材料和零件，以必要 的数量，在必要的时间，送达必要的地点， 即一切生产活动包括制造、搬运、交货、 “拉动 式” 供应，只有在需要产生时才发生，是用需 求触发和推动生产活动。
1 给世界汽车工业带来了巨大变革 （1）对日本汽车工业的发展起到了不容忽视的作用 （2）带给世界汽车工业一场深刻的变革 对现代制造业具有重大的影响和意义，丰富和发展了现代 生产管理理论
日本公司采用LP效果表
2
公司
推行JIT的时间 库存减少（％）
制造周期缩短 劳动生产率提高 （％）
A B
C D
3 年 3 年
2、从大量生产方式到精益生产方式
(1)大量生产方式的衰落
缺乏柔性是MP致命的缺陷 纵向一体化的组织结构形成了臃肿官僚的 “大而全”体制 以过量的库存、过多的供应厂家、过多的 工人和过大的生产场地作为连续生产所必 须的缓冲
精益生产方式的产生
第二次世界大战后，日本汽车工业开始起步。 1950年春，丰田汽车公司的新一代领导人丰田喜 一郎一行到世界最大而且效率最高的汽车制造厂 ——福特公司鲁奇工厂进行了为期三个月的认 真考察。回国后，经研究，得出了结论——MP不 适合于日本。 丰田的管理者将精力集中于生产过程的整体 优化——改进技术、理顺物流、杜绝超量生产、 消除无效劳动和浪费、有效利用资源、降低成本、 改善质量，达到以最少的投入实现最大产出的目 的。