我国“星云”计算机最高运算速度每秒3000万亿次 。
1-2 基本概念
制造系统：为达到制造目的而构成的物理或组织系统
制 造 系 统
人员
设备
组织机构 管理方式
硬件
软件
技术系统
1-2 基本概念
按照自动化程度对制造系统分类 制 造 系 统 类 别 手动制造系统
普通车床为 主，设计和 制造主要靠 手工
数控车床，加 工中心，设计 制造人不再处 于中心地位
进行划分
AMS的组成
成组技术 (GT)的产生原因
市场竞争日趋激烈，产品更新换代越来越快，产品品种 增多，而每种产品的生产数量却并不很多。世界上75％~80％ 的机械产品是以中小批生产方式制造的。 与大量生产企业相比，中小批生产企业的劳动生产率低， 生产周期长，产品成本高，市场竞争能力差。 能否把大批量生产的先进工艺和高效设备以及生产方式 用于组织中小批量产品的生产，一直是国际生产工程界广为 关注的重大研究课题。 成组技术就是针对生产中的这种需求发展起来的一种生 产和管理相结合的科学。
AMS的组成
成组技术的概念
充分利用事物之间的相似性，将许多具有相似信 息的研究对象归并成组，并用大致相同的方法来解 决这一组研究对象的生产技术问题，这样就可以发 挥规模生产的优势，达到提高生产效率、降低生产 成本的目的，这种技术统称为成组技术（Group Technology 简称GT）。
AMS的组成
1-2 基本概念 系 统 1.系统的定义
系统是由相互作用和相互依赖的若干组成部分 结合的具有特定功能的有机整体。
2.系统的基本特征
第一 系统是由若干元素组成的； 第二 这些元素相互作用、相互依赖； 第三 由于元素间的相互作用，使系统作为一个 整体具有特定的功能。
系统的目标—提高总体性能
例：简单构件组成高性能系统 在建筑机械和结构工程中，常采用由简单构件组成 的各类桁架系统。在这种力学系统中，通过组成要素间 的合理联接，可以从整体上表现出很高的力学性能。
1-4 制造系统的发展历程
在我国，制造系统的研究和应用起步也较早， 20世纪80年代中就已有柔性制造系统（FMS）在生 产实际中应用。 但制造系统作为一个学科和技术领域，在国 家支持下开展有组织的深入系统研究和应用，是 开始于国家的863计划。以CIMS为代表的研究项目 十几年来取得一大批成果，并在许多类型的企业 中得到广泛应用，有力推进了我国制造系统技术 的发展。
自动化制造系统实现应考虑的因素
1. 产品设计方面 产品设计过程考虑：通用化、系列化、 标准化与模块化 采用“面向制造的设计”、“面向装配 的设计”技术
1-5 制造系统的发展趋势及实现原则
2. 工艺技术方面
计算机辅助工艺规程设计（CAPP） 采用可重组的、高度可靠性的和高 质量的生产设备和工艺方法
1-5 制造系统的发展趋势及实现原则
3. 制造系统本身 选择适当的制造方式 进行合理的决策 对被加工对象、人、能量流、信息流、 和物料流进行优化配置与控制
1-6 ANS的评价指标
经济性
生产率
评价 指标 可靠性 制造 柔性
产品 质量
可持续 发展性
1-7 AMS方法论 人在自动化制造系统的作用
1. 监视并调整系统的运行状态
英国制造业
英国是工业革命的起源地和传统的制造业大国 英国政府对制造业的态度是：“制造业的成功对英国的繁荣，
无论是现在还是将来，都是至关重要的。” 英国确立七大支柱工作，以支撑建立知识密集型制造业基地。
1. 宏观经济稳定——有利于企业有效进行长期产业规划； 2. 投资——利用现代、高效的工艺与设备，提升产业表现； 3. 科研和创新——有助于制造产商开拓利用英国强大的科研基地，制造创新型、高 4. 5. 6. 7.
“鸟巢”是由一系列辐射门式钢桁架围绕碗状坐席 区旋转而成，结构科学简洁，设计新颖独特，为国 际上极富特色的巨型建筑。
系统的目标—提高总体性能
例：低精度元件组成高精度系统 在计算机等数字设备中，采用以“0”和“1”两个状态 工作的电子器件，通过非线性方法相联接，组成了高精度 数字化系统。
2010年第35届超级计算机评比，来自Cray的美洲豹Jaguar， 凭借1.75 PFlop/s(每秒1750万亿次)的计算能力傲视群雄。
1-4 制造系统的发展历程
第五阶段：跨企业和全球制造系统（智能制造）
20世纪末提出，正在成为21世纪的发展方向。 基本概念是: 根据全球化的产品需求，通过网 络协调和运作，把分布在世界各地的制造工厂和销 售点联接成一个整体，从而能够在任何时候与世界 任何一个角落的用户或供应商打交道，由此构成具 有统一目标的在逻辑上为一整体而物理上分布于全 世界的跨企业和跨国制造系统。
美国制造业

美国是装备制造业最强大的国家 全球最大的500家工业企业中，美国占据31％份额 美国始终把制造业当作“经济实力的脊梁” 制造业对其GDP的直接贡献保持在20％以上，从而拉动其他产 业30％，拉高经济增长率40％ 近来，美国制造业重心已转移到高新技术、新兴产业领域。 美国出现了硅谷、南加州、波士顿等微小技术领域的六大经济中 心。所谓微小技术产业，是由纳米技术、微机电系统等尖端技术 开辟出的全新产业领域，是多种学科交融并具有战略意义的前沿 高技术产业 美国68%财富来源于制造业

日本的现场制作生产率现在名列世界第一 综合竞争力仅次于美国居世界第二 全球最大的500家工业企业，日本占29％ 日本颁布了《振兴制造业基础技术基本法》 不管是在工业经济时代还是在知识经济时代，制造现 场的制作能力和创新能力，是一个国家经济的重要的基 础，而这正是日本制造的强项。如模具制造，美国三大 汽车巨头使用的都是“日本造”。因为美国造的模具轧 制3万次．而日本造的模具可以轧制6到10万次。此外， 精密仪器和质量控制也是日本制造的强项。日本国民总 产值的49％来自于制造业。
2. 人
自动化制造系统对人的要求不是降低了，而是提高了。 对人的要求： 具有一定技术水平和决策能力 具有“全能”的知识和技术 具有团队合作精神
AMS的组成
3. 信息流及其控制系统

+

部 门 1


部 门 2
...

部 门 n
制造系统的自动化程度与信息流控制系统的关 系非常密切
AMS的组成
附加值的产品； 理想的产业实践——通过不断地改进提高，提升企业的生产率与竞争力； 提升技能和教育水平——培育技能娴熟、有创新性的制造业劳动力； 现代化的基础设施——提供高效的交通与通讯网络； 适当的市场框架——为企业营造参与全球竞争所需的产业环境。
英国制造业的产值占英国GDP的25％左右。
日本制造业
4. 能量流及其控制系统
用来维持系统运行，做了有用功 机械运转和传送过程中的损耗，对系统产生有 害效果 能量消耗对产品的成本有重要影响，对一个国 家的可持续发展也有重要的影响
AMS的组成
5. 物料流及其控制系统
物料处理是自动化制造系统的主要运作形式
物 料
储运设备 加工设备 检测设备 清洗设备 热处理设备 装配设备 辅助设备
1-4 制造系统的发展历程
第三阶段：多机柔性加工系统 出现于20世纪60年代末，70年代以后得到快速 发展，如直接数控（DNC）加工系统、柔性制造单 元（FMC）、柔性制造系统(FMS)、柔性加工线 （FML）。 第四阶段：计算机集成制造系统 20世纪80年代以来得到迅速发展 其特征是制造全过程的系统性和集成性，以解 决现代企业生存与竞争问题。
流 及 物 料 处 理
AMS主要内容
AMS
毛 坯
制 备 自 动 化
机 械 加 工 自 动 化
储 运 自 动 化
装 配
辅 助 过 程 自 动 化
热 处
质 量
系 统 控 制 自 动 化
过 程 自 动 化
理 过 程 自动 化
控 制 自 动 化
1-4 制造系统的发展历程
从技术层面看
经过数十年的发展，制造系统技术在总体上已形 成基本的体系，并在实际应用中发挥着越来越重要的 作用。 第一阶段：刚性制造系统 本阶段在20世纪50年代前已基本形成。 第二阶段：单机柔性加工系统 开始于20世纪50年代初，到70年代已基本成熟。
1-5 制造系统的发展趋势及实现原则
制造系统的发展趋势
1. 对无人制造自动化进行了反思，提出了 “人机 一体化制造系统”的新思想。 2. 智能制造系统将是未来制造系统的重要发展方 向之一。 3. 单元级制造系统的研究仍然占有很重要的地位。 4. 平台技术的研究与平台软件的开发是近年来制 造系统发展的主要动向之一。
1-2 基本概念
工具 市场 原材料 最终产品 市场
知识
制
全 过 程
造
制造
强 调 的 是 产 品 的 整 个 生 命 周 期 过 程
广义 制造概念下制造过程框图
市场分析 制造 资源 采购 加工 装配 检验 销售 决策规划 产品开发 工艺规划 管理控制 服务 产品
下部方框表示物质的转化过程 上部方形框表示信息处理过程 上下两部分间箭头表示信息对物质转化
Automatic Manufacturing System
自动化制造系统
第一章 AMS概述
1-1 本课程的主要内容及要求
1-2 基本概念
1-3 自动化制造系统的定义、组成
1-4 制造系统的发展历程 1-5 制造系统的发展趋势及实现原则 1-6 自动化制造系统的评价指标 1-7 系统工程与自动化制造系统方法论
1-5 制造系统的发展趋势及实现原则
5. 现代制造模式的提出和研究，直接推动着制造 系统的发展。 6. 分布式控制将是未来制造系统管理控制的重要 发展方向之一。 7. 一种新的制造观即信息制造观正在孕育和发展 之中。 8. 实施可持续发展战略正在成为制造系统发展的 必然趋势。