食品攪拌機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
食品攪拌機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),食品,攪拌機(jī),結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告
題 目： 食品攪拌機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
院 （系）： 應(yīng)用科技學(xué)院
專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班 級(jí)：
學(xué) 號(hào)：
姓 名：
指導(dǎo)教師：
填表日期： 2011 年 01 月 20 日
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告
1.本課題的研究?jī)?nèi)容、重點(diǎn)及難點(diǎn)
一.主要內(nèi)容
1. 參觀調(diào)研，查閱資料。到相關(guān)企業(yè)調(diào)研，了解如何對(duì)一個(gè)產(chǎn)品進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。結(jié)合本課題，查閱相關(guān)資料；
2. 進(jìn)行市場(chǎng)調(diào)查，了解現(xiàn)有攪拌機(jī)結(jié)構(gòu)與工作原理，做好設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備工作；
3. 明確設(shè)計(jì)要求，分析攪拌機(jī)的設(shè)計(jì)可能性和經(jīng)濟(jì)性等因素，完成相關(guān)結(jié)構(gòu)與零件設(shè)計(jì)；
4. 設(shè)計(jì)的零件結(jié)構(gòu)要求完整、合理；
5. 完成攪拌裝置的結(jié)構(gòu)的總體尺寸設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)草圖的繪制；
6. 合理選擇相關(guān)組件，進(jìn)行傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和相關(guān)計(jì)算；
7. 合理選用零件的材料，編制主要零件的制造工藝；
8. 完善設(shè)計(jì)，繪制零件圖，繪制總裝配圖，標(biāo)注技術(shù)要求；
9. 撰寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)；
10. 翻譯專業(yè)外語(yǔ)獻(xiàn)
二.重點(diǎn)難點(diǎn)
1. 設(shè)計(jì)、選擇合適的攪拌和容器轉(zhuǎn)盆機(jī)構(gòu)件尺寸，基于桿組法計(jì)算并編制程序完成攪拌機(jī)的兩個(gè)動(dòng)作協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)仿真；
2. 根據(jù)所選構(gòu)件尺寸，計(jì)算分析并校核各構(gòu)件強(qiáng)度；
3. 使用三維造型軟件，完成該攪拌機(jī)的三維造型，生成三維渲染圖和線框圖、二維裝配圖和關(guān)鍵零部件圖；
4. 編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，詳細(xì)說(shuō)明設(shè)計(jì)思路和計(jì)算分析過(guò)程；
2.準(zhǔn)備情況（已查閱的參考文獻(xiàn)或進(jìn)行的調(diào)研）
一.研究背景
飲食水平是一個(gè)國(guó)家文明程度和人民生活質(zhì)量高低的重要標(biāo)志。食品的質(zhì)量和供應(yīng)狀況，直接關(guān)系著全民族的體質(zhì)，影響到國(guó)家的政治安定和社會(huì)進(jìn)步。世界上經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的國(guó)家都十分重視發(fā)展食品工業(yè)。中國(guó)食品工業(yè)負(fù)有滿足人民日益增長(zhǎng)的物質(zhì)文化生活需要和為國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)提供積累的雙重任務(wù)，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要組成部分。發(fā)展食品工業(yè)可以加速農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)及其產(chǎn)品品質(zhì)的優(yōu)化調(diào)整，提高農(nóng)產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)價(jià)值，促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的良性循環(huán)。同時(shí)，對(duì)于帶動(dòng)和促進(jìn)飼料工業(yè)、包裝機(jī)械工業(yè)、機(jī)械工業(yè)、電子工業(yè)和精細(xì)化學(xué)工業(yè)等相關(guān)行業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展，適應(yīng)餐飲業(yè)，旅游業(yè)等第三產(chǎn)業(yè)崛起的需要，繁榮城鄉(xiāng)市場(chǎng)，擴(kuò)大外貿(mào)出口以及擴(kuò)大勞動(dòng)就業(yè)等都具有十分重要的作用。80年代以來(lái)，中央和地方都十分重視食品工業(yè)的發(fā)展，制定了一系列支持食品工業(yè)發(fā)展的政策。同時(shí)，國(guó)務(wù)院制定了“90年代中國(guó)食物結(jié)構(gòu)發(fā)展與改革綱要”中國(guó)食品工業(yè)協(xié)會(huì)制定了“九五中國(guó)食品工業(yè)科技發(fā)展綱要”。河南省食品工業(yè)經(jīng)過(guò)20多年的快速發(fā)展，各項(xiàng)指標(biāo)已走在中國(guó)的前列，尤其是作為一個(gè)農(nóng)業(yè)大省，在調(diào)整經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、推進(jìn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程中，大力發(fā)展食品工業(yè)更是具有重要的意義。因此，在剛剛結(jié)束的省人代會(huì)上把以畜產(chǎn)品加工、糧油加工、果蔬加工為主體的食品工業(yè)做為第一大支柱產(chǎn)業(yè)來(lái)培育。目前，中國(guó)食品工業(yè)已初步形成門(mén)類比較齊全、技術(shù)不斷進(jìn)步、產(chǎn)品日益豐富、運(yùn)銷(xiāo)網(wǎng)絡(luò)通暢的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)體系，成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)中處于重要戰(zhàn)略地位的一大產(chǎn)業(yè)。年產(chǎn)值5400多億元。在中國(guó)各工業(yè)門(mén)類中，產(chǎn)值第一。
由上可知，食品機(jī)械在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位是如此之高。攪拌機(jī)在生活中的應(yīng)用相當(dāng)?shù)膹V泛，攪拌水果，奶油，得出的味道爽口，還可以攪拌蛋糕液，餡料、打蛋及和制面團(tuán)，特別在酒家、飯店、面包屋以及食品廠家等作攪拌食料，揉和面團(tuán)之用，是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)糕點(diǎn)的理想設(shè)備。因此設(shè)計(jì)一個(gè)合理的攪拌機(jī)是非常的必要。
二.參考文獻(xiàn)
［1］ 孫恒編. 機(jī)械原理 . 北京 ：高教出版社 , 2002.4
［2］ 廖漢元，孔建益．機(jī)械原理．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008
［3］ 濮良貴. 機(jī)械設(shè)計(jì). 北京: 高教出版社 , 2002.1
［4］ 陳國(guó)華編著.機(jī)械機(jī)構(gòu)及應(yīng)用.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008
［5］ 周開(kāi)勤. 機(jī)械零件手冊(cè). 北京: 高教出版社 , 2001.7
［6］ 朱張嬌. 工程材料. 北京: 清華大學(xué)出版社,2004.7
［7］ 楊好學(xué). 互換性與技術(shù)測(cè)量. 西安: 西安電子科技大學(xué)出版社,2006.2
［8］ 王大康. 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ).北京：機(jī)械設(shè)計(jì)出版社，2003
［9］ 董玉紅. 數(shù)控技術(shù)．北京：高等教育出版社，2008
［10］劉國(guó)慶等編.AutoCAD 2004基礎(chǔ)教程[M]．北京：清華大學(xué)出版社，2003
［11］劉竹清編.Pro/E Wildfire實(shí)用教程[M]．中國(guó)鐵道出版社，2004
［12］Chin Fu Tsang, Thomas Buscheck, Christine Doughty. Aquifer thermal energy storage: a numerical simulation of Auburn university field experiments. Water resource research, vo1.17,No. 3, June 2000
［13］ Sergison, J. Wicks, F. Mulligan, G Becker, M. Yerazunis, S. System Evaluation of Heat Pumps Operated in Both Heating and Air Conditioning Modes;Volume PAS-99, Issue 3, May 2000
三.現(xiàn)有設(shè)備
計(jì)算機(jī)一臺(tái)；使用軟件為Pro/Engineer3.0；Auto CAD2007；設(shè)備齊全。
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告
3.實(shí)施方案、進(jìn)度實(shí)施計(jì)劃及預(yù)期提交的畢業(yè)設(shè)計(jì)資料
一.實(shí)施方案、進(jìn)度實(shí)施計(jì)劃
1. 2011年1月15日至2011年1月20日，理解消化課題，明確設(shè)計(jì)要求收集資料文獻(xiàn)，根據(jù)課題內(nèi)容完成開(kāi)題報(bào)告；
2. 2011年3月1日至3月11日，進(jìn)行市場(chǎng)調(diào)查，了解現(xiàn)有攪拌機(jī)裝置的結(jié)構(gòu)與工作原理，做好設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備工作，初步完成譯文翻譯；
3. 2011年3月11日至3月21日，查閱資料，完成攪拌機(jī)的結(jié)構(gòu)的總體尺寸設(shè)計(jì)；
4. 2011年3月21日至4月1日，完成結(jié)構(gòu)草圖的繪制和零件工作圖的設(shè)計(jì)繪制等；
5. 2011年4月1日至4月11日，進(jìn)行各部分的運(yùn)動(dòng)和受力，完成相關(guān)組件的計(jì)算；
6. 2011年4月11日至4月21日，編制主要零件的制造工藝，完成英文翻譯；
7. 2011年4月21日至5月11日，合理選用零件的材料，繪制零件圖和裝配圖，標(biāo)注技術(shù)要求；
8. 2011年5月11日至5月21日，完善設(shè)計(jì)，撰寫(xiě)論文；
9. 2011年5月21日至5月29日，完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，修改并打印論文。
二.預(yù)期提交的畢業(yè)設(shè)計(jì)資料
設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，圖紙。
指導(dǎo)教師意見(jiàn)
指導(dǎo)教師：
年 月 日
開(kāi)題小組意見(jiàn)
開(kāi)題小組成員簽字：
年 月 日
院系審核意見(jiàn)
院系主管領(lǐng)導(dǎo)簽字：
年 月 日
編號(hào)：
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書(shū)
題 目： 食品攪拌機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
院 （系）： 應(yīng)用科技學(xué)院
專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
學(xué)生姓名： 李雪梅
學(xué) 號(hào)： 0701120404
指導(dǎo)教師單位： 應(yīng)用科技學(xué)院
姓 名： 李銳鋒
職 稱： 講師
題目類型：¨理論研究 ¨實(shí)驗(yàn)研究 t工程設(shè)計(jì) ¨工程技術(shù)研究 ¨軟件開(kāi)發(fā)
2011年 1 月 15 日
一.畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的內(nèi)容、要求
（一）內(nèi)容
1. 查找相關(guān)的資料并閱讀消化，明確設(shè)計(jì)要求，分析該粉料送進(jìn)裝置的設(shè)計(jì)可能性和經(jīng)濟(jì)性等因素。對(duì)零件圖紙進(jìn)行結(jié)構(gòu)和工藝分析，設(shè)計(jì)成型工藝；
2. 進(jìn)行市場(chǎng)調(diào)查，了解現(xiàn)有粉料送進(jìn)裝置的結(jié)構(gòu)與工作原理，做好設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備工作；
3. 完成粉料送進(jìn)裝置的結(jié)構(gòu)的總體尺寸設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)草圖的繪制，模具結(jié)構(gòu)總裝圖和零件工作圖的設(shè)計(jì)繪制等；
4. 編制主要零件的制造工藝；合理選用零件的材料，繪制零件圖，標(biāo)注技術(shù)要求；
5. 合理選擇相關(guān)組件，進(jìn)行傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。
（二）要求
1. 保證粉料送進(jìn)裝置機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)達(dá)到預(yù)期的要求，要求結(jié)構(gòu)緊湊、合理。完成裝配圖的繪制。進(jìn)行相關(guān)的理論計(jì)算；
2. 完成裝配圖的繪制。進(jìn)行相關(guān)的理論計(jì)算。確定該裝置的形狀特點(diǎn)并對(duì)其進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析；
3. 盡量選用標(biāo)準(zhǔn)件，常用件、降低成本。
二.畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）應(yīng)完成的工作
1. 閱讀一定數(shù)量的參考文獻(xiàn)，了解本課題國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告；
2. 完成裝置的結(jié)構(gòu)總體方案設(shè)計(jì)；
3. 合理選用標(biāo)準(zhǔn)件，完成零件間的配給選用及相關(guān)的設(shè)計(jì)計(jì)算；
4. 用0號(hào)圖紙繪制攪拌機(jī)裝置的裝配圖，采用CAD軟件繪制零件圖，繪圖量達(dá)到學(xué)院 的要求；
5. 完成二萬(wàn)字左右的畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）；在畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）中必須包括300-500個(gè)單詞詳細(xì)的英文摘要；
6. 獨(dú)立完成與課題相關(guān)，不少于四萬(wàn)字符的指定英文資料翻譯（附英文原文）；
7. 完成導(dǎo)師所指定的其它工作,并附有開(kāi)題報(bào)告一份。
三.應(yīng)收集的資料及主要參考文獻(xiàn)
［1］ 孫恒編. 機(jī)械原理. 北京 ：高教出版社 , 2002.4
［2］ 廖漢元，孔建益．機(jī)械原理. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008
［3］ 濮良貴. 機(jī)械設(shè)計(jì). 北京: 高教出版社 , 2002.1
［4］ 陳國(guó)華編著.機(jī)械機(jī)構(gòu)及應(yīng)用.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008
［5］ 周開(kāi)勤. 機(jī)械零件手冊(cè). 北京: 高教出版社 , 2001.7
［6］ 朱張嬌. 工程材料. 北京: 清華大學(xué)出版社,2004.7
［7］ 楊好學(xué). 互換性與技術(shù)測(cè)量. 西安: 西安電子科技大學(xué)出版社,2006.2
［8］ 王大康. 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ).北京：機(jī)械設(shè)計(jì)出版社，2003
［9］ 董玉紅. 數(shù)控技術(shù)．北京：高等教育出版社，2008
［10］劉國(guó)慶等編.AutoCAD 2004基礎(chǔ)教程[M]．北京：清華大學(xué)出版社，2003
［11］ 劉竹清編.Pro/E Wildfire實(shí)用教程[M]．中國(guó)鐵道出版社，2004
［12］ Chin Fu Tsang, Thomas Buscheck, Christine Doughty. Aquifer thermal energy storage: a numerical simulation of Auburn university field experiments. Water resource research, vo1.17,No. 3, June 2000
［13］ Sergison, J. Wicks, F. Mulligan, G Becker, M. Yerazunis, S. System Evaluation of Heat Pumps Operated in Both Heating and Air Conditioning Modes;Volume PAS-99, Issue 3, May 2000
四.試驗(yàn)、測(cè)試、試制加工所需主要儀器設(shè)備及條件
1. 計(jì)算機(jī)一臺(tái)；
28 頁(yè) 共 30 頁(yè)
編號(hào)：
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)外文翻譯
（譯文）
學(xué) 院： 應(yīng)用科技學(xué)院
專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化
學(xué)生姓名：
學(xué) 號(hào)：
指導(dǎo)教師單位：
姓 名：
職 稱：
2011年 6 月12 日
現(xiàn)代制造技術(shù)
簡(jiǎn)介
國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的激勵(lì)和計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展，在1980年制造企業(yè)一直追求兩個(gè)主要的資助方式：
*自動(dòng)化，
*集成化。
自動(dòng)化是人類功能的機(jī)器替代;集成化是減少或消除實(shí)體或組織實(shí)體之間的緩沖區(qū)。后面的制造企業(yè)應(yīng)用的新自動(dòng)化技術(shù)策略是多方面的：
*為了在知識(shí)工作中解放出人力資源；
*為了避免危險(xiǎn)或不愉快的工作；
*為了提高產(chǎn)品的均勻性；
*為了降低成本和多變性。
該戰(zhàn)略的實(shí)施已經(jīng)導(dǎo)致公司在他們的辦公室自動(dòng)化，工廠和實(shí)驗(yàn)室走簡(jiǎn)單，重復(fù)的功能。
集成化，當(dāng)作為一種方法來(lái)提高質(zhì)量、成本和客戶響應(yīng)時(shí)，要求企業(yè)想方設(shè)法降低各函數(shù)的物理，時(shí)間和組織上的障礙。這種緩沖減少已實(shí)施的消除浪費(fèi)， 替代的庫(kù)存信息，計(jì)算機(jī)技術(shù)的插入，或這些的組合。
在大多數(shù)加工工業(yè) - 石油精煉，造紙，例如 - 自動(dòng)化和集成化有了數(shù)十年的關(guān)鍵趨勢(shì)。然而，在離散制造產(chǎn)品 - 電子產(chǎn)品和汽車(chē)，例如 - 在這些方向重大進(jìn)展是在美國(guó)最近的現(xiàn)象。
本章定義，探討，并闡明了技術(shù)支持朝著更加自動(dòng)化和離散制造一體化應(yīng)用趨勢(shì)的商品。我們首先對(duì)已經(jīng)發(fā)展的硬件和軟件技術(shù)進(jìn)行討論。然后，我們看看六個(gè)管理，必須加以解決，以支持這些趨勢(shì)的挑戰(zhàn)。最后，我們看看經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)新技術(shù)的問(wèn)題。
自動(dòng)化制造
其特點(diǎn)，例如，東芝公司，在他們的OME工程設(shè)施中，自動(dòng)化制造，可分為三類：
*工廠自動(dòng)化
*工程自動(dòng)化
*規(guī)劃和控制的自動(dòng)化。
在這三個(gè)領(lǐng)域自動(dòng)化可以獨(dú)立發(fā)生，但三者之間的協(xié)調(diào)，因?yàn)檫@是由東芝公司正在推行設(shè)施，下面討論計(jì)算機(jī)集成制造驅(qū)動(dòng)器的機(jī)會(huì)。
工廠自動(dòng)化
盡管軟件也起到了關(guān)鍵作用，但工廠自動(dòng)化是通過(guò)用于生產(chǎn)中的技術(shù)硬件來(lái)典型地描述的：機(jī)器人，數(shù)控（NC）機(jī)床，自動(dòng)化物料處理系統(tǒng)，越來(lái)越多，這些技術(shù)被廣泛應(yīng)用，整合為制造單元或柔性制造系統(tǒng)（FMS）知名的系統(tǒng)。
機(jī)器人這個(gè)術(shù)語(yǔ)涉及到一個(gè)自動(dòng)化的設(shè)備，通?？删幊痰?，可用搬運(yùn)材料到工作臺(tái)上（取放）或組裝部件成一個(gè)較大的設(shè)備。機(jī)器人也可以用來(lái)代替直接使用工具或設(shè)備的人力勞動(dòng)，例如，通過(guò)一個(gè)噴漆機(jī)器人，焊接機(jī)器人，這兩個(gè)職位的焊工、焊接和接縫。在復(fù)雜的事物上機(jī)器人能顯著地改變，從簡(jiǎn)單的單軸可編程控制器，到用微處理器控制和實(shí)時(shí)閉環(huán)反饋和調(diào)整機(jī)器的復(fù)雜的多軸機(jī)器。
一個(gè)數(shù)字控制（數(shù)控）機(jī)床是一臺(tái)機(jī)器工具，它可以通過(guò)一個(gè)指導(dǎo)機(jī)器操作的計(jì)算機(jī)程序來(lái)運(yùn)轉(zhuǎn)，一個(gè)獨(dú)立的數(shù)控機(jī)床需要有工件，工具和NC程序加載和卸載操作員。然而，一旦數(shù)控機(jī)床在工件上運(yùn)行一個(gè)程序，它需要的操作明顯低于手動(dòng)操作機(jī)器所需的操作。
一個(gè)CNC機(jī)床通常有一個(gè)小型計(jì)算機(jī)奉獻(xiàn)于它，以便程序可以開(kāi)發(fā)并存儲(chǔ)在本地。此外，一些CNC機(jī)床有自動(dòng)裝載零件和換刀。CNC機(jī)床通常有實(shí)時(shí)，在線程序開(kāi)發(fā)的能力，使操作可以迅速實(shí)施工程變更。
一個(gè)DNC（分布式數(shù)控）系統(tǒng)包含許多CNC機(jī)床由一個(gè)很大的可以下載程序到分布式數(shù)控機(jī)床的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連接起來(lái)，這種制度為用生產(chǎn)計(jì)劃和調(diào)度零件加工的最終整合是必要的。
自動(dòng)檢測(cè)的工作，也可實(shí)現(xiàn)，例如，視覺(jué)系統(tǒng)和壓力敏感的傳感器。檢測(cè)工作往往是乏味和容易出錯(cuò)，尤其是在大批量制造設(shè)置，因此對(duì)于自動(dòng)化，它是一個(gè)很好的候選人。然而，自動(dòng)檢測(cè)（尤其是診斷能力）往往是十分困難和昂貴。這種情況，在自動(dòng)化檢測(cè)系統(tǒng)的發(fā)展是很昂貴，但人類的檢查是容易出錯(cuò)的，體現(xiàn)了自動(dòng)化制造系統(tǒng)，具有很高的可靠性值：在這種系統(tǒng)中，檢驗(yàn)和測(cè)試策略可開(kāi)發(fā)高可靠性功能，有可能大大減少了制造和測(cè)試的總成本。
自動(dòng)化物料處理系統(tǒng)移動(dòng)工件工作中心,存儲(chǔ)單元和航運(yùn)點(diǎn),這些系統(tǒng)可能包括自主導(dǎo)引車(chē)，輸送系統(tǒng)，或?qū)к壪到y(tǒng)。通過(guò)連接在生產(chǎn)系統(tǒng)中的分離點(diǎn)，自動(dòng)化物料處理系統(tǒng)集成服務(wù)功能，減少在生產(chǎn)過(guò)程中不同點(diǎn)之間的時(shí)間延遲。這些系統(tǒng)促使程序布局設(shè)計(jì)來(lái)清晰地描述，每個(gè)工件的路徑，往往使小批量運(yùn)輸工件更經(jīng)濟(jì)，它供予減少等候時(shí)間的潛力。
柔性制造系統(tǒng)（FMS）是這樣一個(gè)系統(tǒng)，自動(dòng)化工作站與一個(gè)物料輸送系統(tǒng)連接來(lái)提供了一個(gè)比是在一個(gè)高度自動(dòng)化、非柔性、傳輸線制造的零部件范圍更廣的多級(jí)的自動(dòng)化制造的能力。這些系統(tǒng)提供靈活性，是因?yàn)閳?zhí)行的操作在每個(gè)工作站和工作站之間可以通過(guò)軟件控制不同部分的路由。
該柔性制造系統(tǒng)技術(shù)的承諾是提供了彈性接近的能力，在接近的設(shè)備可以用傳輸線取得的在工作間利用率。實(shí)際上，柔性制造系統(tǒng)是一種在這兩個(gè)極端中間的技術(shù)，但良好的管理可以幫助推動(dòng)雙方邊界同時(shí)進(jìn)行。
自動(dòng)化工廠可以顯著差異就其戰(zhàn)略目的和影響。兩個(gè)例子，松下，通用電氣，可能是有益的。
在大阪，日本，松下電器產(chǎn)業(yè)公司擁有生產(chǎn)磁帶錄像機(jī)的設(shè)備。這一行動(dòng)的心臟功能，有100多名工作站的高度自動(dòng)化的機(jī)器人裝配生產(chǎn)線。除了一些故障排除操作和過(guò)程改進(jìn)工程師外，這條線可以運(yùn)行，用很少的人力干預(yù)，接近每天24小時(shí)，生產(chǎn)任何型號(hào)的200錄像機(jī)的組合，截至1988年8月 。該設(shè)施沒(méi)有得到充分利用;松下準(zhǔn)備增加產(chǎn)量，每月運(yùn)行的設(shè)施的時(shí)間更多，隨著需求的實(shí)現(xiàn)。
在這種情況下，生產(chǎn)更多的邊際成本非常低，為錄像機(jī)行業(yè)準(zhǔn)入，松下有效地創(chuàng)建了一個(gè)障礙，使進(jìn)入者很難在價(jià)格上競(jìng)爭(zhēng)。
第二個(gè)例子是通用電氣公司飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)集團(tuán)三廠，于琳，馬薩諸塞州。這完全自動(dòng)化的工廠機(jī)器的小套零件由飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)集團(tuán)的裝配廠使用。相反，松下電器工廠，它負(fù)責(zé)在錄像機(jī)產(chǎn)品市場(chǎng)的戰(zhàn)略優(yōu)勢(shì)，戰(zhàn)略優(yōu)勢(shì)由GE工廠提供的似乎解決其勞動(dòng)力市場(chǎng)，三廠的投資現(xiàn)在是沉沒(méi)，最終，它將以一個(gè)小隊(duì)高效率地日夜不停的運(yùn)行。
由于體積被增加，美國(guó)通用電氣公司有能力利用三廠的生產(chǎn)力、成本結(jié)構(gòu)和其工會(huì)的勞動(dòng)力促使目前制造的許多零件，這些零件最終可能被轉(zhuǎn)移到三廠地區(qū)。因此，工廠自動(dòng)化可以解決從產(chǎn)品市場(chǎng)的考慮到勞動(dòng)市場(chǎng)的擔(dān)憂的多種類型的戰(zhàn)略需要。
自動(dòng)化工程
從最初的概念分析到最后的處理計(jì)劃，高于和支持制造業(yè)正變得日益自動(dòng)化的工程功能。在許多方面，工程自動(dòng)化與工廠自動(dòng)化是非常相似的，這兩種現(xiàn)象可以大大提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，同時(shí)提高了其余員工的工作知識(shí)比例。然而，對(duì)于許多公司來(lái)說(shuō)，經(jīng)濟(jì)回報(bào)結(jié)構(gòu)和兩種技術(shù)的理由程序可以完全不同。
自動(dòng)化和工廠自動(dòng)化工程之間的差異源于對(duì)技術(shù)的兩種類型的規(guī)模經(jīng)濟(jì)差異。在許多情況下，工程自動(dòng)化的最低有效規(guī)模是相當(dāng)?shù)偷?。在工程工作站的投資往往是合理與否是網(wǎng)絡(luò)化，到更大的系統(tǒng)集成。提高工程師的生產(chǎn)率就足夠了。
對(duì)于工廠自動(dòng)化的理由，相反的意見(jiàn)是更頻繁的案件。所謂“自動(dòng)化孤島”已經(jīng)到了意味著在工廠自動(dòng)化的小投資，其本身的投資提供了一個(gè)可憐的回報(bào)。許多公司認(rèn)為，工廠自動(dòng)化投資必須在質(zhì)量，交貨時(shí)間前充分結(jié)合和廣泛的在操作中普遍，靈活性顯現(xiàn)出來(lái)。
計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)有時(shí)被用來(lái)作為電腦輔助繪圖，電腦輔助工程分析，計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)劃的涵蓋性術(shù)語(yǔ)。這些技術(shù)可用于自動(dòng)化的工程設(shè)計(jì)工作帶出來(lái)的大量苦差事，讓工程師可以花他們更多的時(shí)間和精力專注于具有創(chuàng)造性和評(píng)估可能性更廣的設(shè)計(jì)思路。在不久的將來(lái)機(jī)器將不會(huì)設(shè)計(jì)產(chǎn)品。設(shè)計(jì)功能仍然幾乎完全在人類有關(guān)的領(lǐng)域。
計(jì)算機(jī)輔助工程允許用戶采取必要的工程分析，如有限元分析，提出設(shè)計(jì)，同時(shí)他們?cè)诶L圖板階段。這種能力可以顯著降低在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期的需要費(fèi)時(shí)原型和測(cè)試。
計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)劃有助于自動(dòng)產(chǎn)品已被設(shè)計(jì)的產(chǎn)品，發(fā)展程序計(jì)劃的制造工程師的自動(dòng)化工作，一旦產(chǎn)品被設(shè)計(jì)。
規(guī)劃和控制自動(dòng)化
計(jì)劃和控制的自動(dòng)化是最密切相關(guān)的物料需求計(jì)劃（MRP）。古典的MRP開(kāi)發(fā)生產(chǎn)計(jì)劃和時(shí)間表是通過(guò)利用產(chǎn)品的物料清單和生產(chǎn)前置時(shí)間來(lái)爆炸的客戶訂單和需求預(yù)測(cè)當(dāng)前和預(yù)計(jì)的，庫(kù)存水平拘捕和日程安排。 MRPⅡ的系統(tǒng)（第二代MRP）是制造資源計(jì)劃系統(tǒng)，建立在基本MRP的邏輯，但也包括車(chē)間控制模塊，資源需求計(jì)劃，庫(kù)存分析，預(yù)測(cè)，采購(gòu)，訂單處理，成本會(huì)計(jì)，并在不同程度詳細(xì)容量規(guī)劃。
在規(guī)劃和控制的自動(dòng)化投資的經(jīng)濟(jì)因素更為相似，比如投資在工廠自動(dòng)化比在工程自動(dòng)化是很相似的。由一個(gè)投資在MRP II系統(tǒng)的回報(bào)只能通過(guò)分析整個(gè)生產(chǎn)運(yùn)作加以估計(jì)，也就是工廠自動(dòng)化的情況，該技術(shù)的綜合功能提供了部分的好處。
集成在制造業(yè)
在制造業(yè)領(lǐng)域的四個(gè)重要的運(yùn)動(dòng)是推動(dòng)廣泛制造一體化的實(shí)現(xiàn)：
*準(zhǔn)時(shí)制生產(chǎn)（JIT）；
*可制造性設(shè)計(jì)（DFM）；
*質(zhì)量功能展開(kāi)（QFD）；
*計(jì)算機(jī)集成制造（CIM）。
其中，CIM是唯一一個(gè)直接關(guān)系到新計(jì)算機(jī)的技術(shù)。準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)，質(zhì)量功能展開(kāi)，和可制造性設(shè)計(jì)，這是組織管理方法，不是天生的計(jì)算機(jī)化和不依賴任何新技術(shù)的發(fā)展。我們將在這里簡(jiǎn)要地看著他們，因?yàn)樗麄兪侵匾淖兓@些變化是許多制造業(yè)的組織承諾，因?yàn)樗麄兗傻哪繕?biāo)是非常一致的。
準(zhǔn)時(shí)制生產(chǎn)（JIT）
準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)體現(xiàn)了追求精簡(jiǎn)或連續(xù)流為離散制造產(chǎn)品生產(chǎn)的理念。核心理念是降低在整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的制造安裝時(shí)間、可變性、庫(kù)存緩沖和交貨時(shí)間，從供應(yīng)商到客戶，以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的高品質(zhì)，快速，可靠的政績(jī)觀和低成本。
在一個(gè)工廠工作站之間的工作時(shí)間和庫(kù)存緩沖區(qū)的減少，以及客戶與供應(yīng)商之間，創(chuàng)建了一個(gè)更加一體化的生產(chǎn)體系??。人們?cè)诿總€(gè)工作中心研制出一種更好的需要和他們的前輩和接班人的問(wèn)題意識(shí)。這種意識(shí)，有合作的工作文化相結(jié)合，可以幫助顯著提高質(zhì)量和減少變異。
技術(shù)投資也就是機(jī)器和計(jì)算機(jī)，它不需要JIT的實(shí)施。相反，JIT是一種管理技術(shù)，這種技術(shù)主要依賴于持續(xù)不斷追求生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)逐步改善。如果沒(méi)有重大的資本投資，JIT通過(guò)CIM完成一些相同的整合目標(biāo)。只是因?yàn)樗请y以量化成本和中在工廠自動(dòng)化的投資收益，也難以量化成本和“軟”技術(shù)作為JIT的好處。最近的一些模型試圖做這樣的量化，但該工作方法還沒(méi)有得到廣泛應(yīng)用。
可制造性設(shè)計(jì)（DFM）
這種方法有時(shí)被稱為并行設(shè)計(jì)或同步工程。 DFM是相關(guān)的追求設(shè)計(jì)工程師、工藝工程師和制造人員之間更緊密的溝通和合作的一組概念集。在許多工程組織，傳統(tǒng)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的實(shí)踐在產(chǎn)品設(shè)計(jì)師完成其工作之前，流程設(shè)計(jì)人員可以開(kāi)始他們的設(shè)計(jì)，以這樣的方式開(kāi)發(fā)產(chǎn)品將不可避免地需要工程師為制造產(chǎn)品做重大的工程變更，努力尋找一種方法來(lái)降低度產(chǎn)品成本。
質(zhì)量功能展開(kāi)（OFD）
密切相關(guān)的可制造性設(shè)計(jì)是質(zhì)量功能展開(kāi)（QFD）的概念，它需要增加產(chǎn)品設(shè)計(jì)師、營(yíng)銷(xiāo)人員和最終用戶之間的交流。在許多組織中，一旦最初的產(chǎn)品概念被開(kāi)發(fā)，在沒(méi)有營(yíng)銷(xiāo)人員和工程設(shè)計(jì)人員之間顯著的交互作用下將長(zhǎng)期通過(guò)。因此，作為設(shè)計(jì)師面臨無(wú)數(shù)的技術(shù)決策和權(quán)衡，他們將在很少的營(yíng)銷(xiāo)或客戶的投入中作出選擇。這種做法在產(chǎn)品引進(jìn)中往往導(dǎo)致長(zhǎng)期拖延，因?yàn)橹匦略O(shè)計(jì)工作是非常必要的，一旦營(yíng)銷(xiāo)人看到原型。質(zhì)量功能展開(kāi)正式確定在整個(gè)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期之間的互動(dòng)營(yíng)銷(xiāo)和工程組，保證決策的設(shè)計(jì)與所有的技術(shù)和市場(chǎng)作出充分的權(quán)衡考慮。
兩者合計(jì)，設(shè)計(jì)的可制造與質(zhì)量功能展開(kāi)促進(jìn)了工程、市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)和生產(chǎn)的一體化，降低了總產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的周期，提高了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的質(zhì)量，為雙方的生產(chǎn)組織和買(mǎi)該產(chǎn)品的顧客所感知。
就像及時(shí)生產(chǎn)，可制造性設(shè)計(jì)與質(zhì)量功能展開(kāi)在本質(zhì)上不是主要技術(shù)，然而，如電計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)常?？梢杂脕?lái)作為工具來(lái)促進(jìn)工程/制造/銷(xiāo)售一體化。從某種意義上說(shuō)，這種用法可以被作為計(jì)算機(jī)集成制造來(lái)實(shí)施這些政策的選擇。
計(jì)算機(jī)集成制造（CIM）
計(jì)算機(jī)集成制造是指利用計(jì)算機(jī)技術(shù)將制造一個(gè)產(chǎn)品相關(guān)的所有功能聯(lián)系在一起。因此，計(jì)算機(jī)集成制造既是信息系統(tǒng)又的制造控制系統(tǒng)。由于它的意圖是如此的包羅萬(wàn)象，甚至以一種有意義的方式描述CIM都是很困難的。
我們簡(jiǎn)述一個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)單的概念模型，這概念模型涵蓋了主要的信息需求，并在制造企業(yè)中流動(dòng)。該模型由兩個(gè)系統(tǒng)單元類型組成：
*部門(mén)的供應(yīng)和/或使用的信息；
*流程改造，合并，或以某種方式處理信息。
模型中的九個(gè)部門(mén)為：
1、生產(chǎn)
2、采購(gòu)
3、銷(xiāo)售/市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)
4、工業(yè)與制造工程
5、產(chǎn)品設(shè)計(jì)工程
6、物料管理和生產(chǎn)計(jì)劃
7、管理員/金融/會(huì)計(jì)
8、工廠和企業(yè)管理
9、質(zhì)量保證。
*流程改造，合并，或以某種方式處理信息。
1、成本分析
2、庫(kù)存分析
3、產(chǎn)品線分析
4、質(zhì)量分析
5、勞動(dòng)力分析
6、主計(jì)劃
7、物料需求計(jì)劃（MRP）
8、機(jī)器及設(shè)備投資
9、工藝設(shè)計(jì)和布局。
為了完成一個(gè)特定的制造系統(tǒng)模型的規(guī)范，必須在上面列出的部門(mén)和信息處理之間記錄信息流。這樣的信息流圖可以作為CIM的設(shè)計(jì)概念藍(lán)圖，可以在可視化的范圍和CIM信息系統(tǒng)的功能給予幫助。
設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一個(gè)把所有信息供應(yīng)商、處理器和用戶連接在一起的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是一個(gè)漫長(zhǎng)，艱難和昂貴的任務(wù)。這樣的一個(gè)系統(tǒng)必須滿足不同的用戶群體的需求，并且必須有不同的品種
軟件和硬件子系統(tǒng)
經(jīng)濟(jì)效益受益于這樣一個(gè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)來(lái)自更快更可靠的通信，里面的組織內(nèi)部員工之間以及產(chǎn)品質(zhì)量和交貨時(shí)間方面產(chǎn)生的改善更可靠的通信來(lái)經(jīng)濟(jì)效益。
因?yàn)樵S多CIM系統(tǒng)所帶來(lái)的好處要么是無(wú)形的要么是非常難以量化的，因此決定去追求CIM方案的必須基于一個(gè)長(zhǎng)期的、戰(zhàn)略性的承諾來(lái)提高制造能力。描繪許多美國(guó)制造業(yè)關(guān)注的決策過(guò)程的傳統(tǒng)回報(bào)投資的評(píng)估程序?qū)⒉蛔阋源偈勾罅抠Y金和需要時(shí)間積極去追求CIM。盡管費(fèi)用較高和CIM實(shí)施的不確定性，但大多數(shù)美國(guó)大型制造企業(yè)還是投資一些資源來(lái)探索利用計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)整合其組織中各種功能的可行性。
技術(shù)采用的影響：靈活性和資本密集
如上所述，在工廠自動(dòng)化和CIM投資中，公司朝著更加自動(dòng)化和一體化的方向發(fā)展。為了充分評(píng)估這些投資機(jī)會(huì)，并權(quán)衡潛在違反支付的費(fèi)用，我們必須考慮到這技術(shù)的兩個(gè)影響：
（1）生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的靈活性，
（2）經(jīng)營(yíng)的密集資本。
在這一節(jié)，在討論新的制造技術(shù)所創(chuàng)造的六個(gè)機(jī)遇之前我們先簡(jiǎn)要的來(lái)看看這兩種效應(yīng)：
制造業(yè)的靈活性 - 靈活地改變產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，改變生產(chǎn)比率，并通過(guò)縮短制造系統(tǒng)內(nèi)的周轉(zhuǎn)時(shí)間和自動(dòng)為不同的產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)置和更換來(lái)推出新產(chǎn)品。在過(guò)去的十年，制造靈活性的重要性對(duì)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力已很明顯，因?yàn)榻?jīng)濟(jì)和技術(shù)變革的速度已經(jīng)加快，許多消費(fèi)者和工業(yè)市場(chǎng)已經(jīng)日益國(guó)際化。
由于這種競(jìng)爭(zhēng)加劇的結(jié)果，當(dāng)每家公司都要努力地去跟上大群體工業(yè)對(duì)手的新產(chǎn)品時(shí)，產(chǎn)品生命周期縮短了。
為了生存，公司必須迅速作出反應(yīng)和靈活去對(duì)競(jìng)爭(zhēng)的風(fēng)險(xiǎn)。因此，企業(yè)必須特別關(guān)注??新制造技術(shù)的靈活性組成部分的評(píng)估。
增加資本的密集是直接從大規(guī)模地用機(jī)器代替人的自動(dòng)化。一個(gè)改革對(duì)資本密集的??成本結(jié)構(gòu)有兩個(gè)重要的影響。
首先，來(lái)自低固定投資和高位可變成本的制造成本結(jié)構(gòu)的變化，它具有很高的資產(chǎn)固定投資和低可變成本。這一變化將顯著地影響一個(gè)公司的挑戰(zhàn)競(jìng)爭(zhēng)能力，因?yàn)榈涂勺兂杀咀尮揪S持甚至面對(duì)激烈的價(jià)格戰(zhàn)的盈利能力很短暫。
其次，自動(dòng)調(diào)整在這兩個(gè)職業(yè)水平和工作責(zé)任所帶來(lái)的變化需要大量的組織，這種挑戰(zhàn)所帶來(lái)的改變?cè)谙旅嬗懻摗?
新的制造技術(shù)制造所創(chuàng)制的六項(xiàng)挑戰(zhàn)
1. 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)
由于其雄心勃勃的一體化目標(biāo)，計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)將是巨大的，復(fù)雜的信息系統(tǒng)。理想的情況下，設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)先從CIM使命闡述的一系列具體目標(biāo)和任務(wù)的聲明之后開(kāi)始。這種自上而下的設(shè)計(jì)方法，確保了硬件和軟件組件已被設(shè)計(jì)成一個(gè)有凝聚力的系統(tǒng)。
此外，由自從CIM集成的中央數(shù)據(jù)庫(kù)加一個(gè)分布式數(shù)據(jù)庫(kù)組成的創(chuàng)立，數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)是至關(guān)重要的。并且，自從組織中的許多人將要負(fù)責(zé)錄入到系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，他們必須了解它們?cè)谡麄€(gè)系統(tǒng)的功能互動(dòng)。用戶的輸入必須考慮在設(shè)計(jì)階段和檢查數(shù)據(jù)庫(kù)的準(zhǔn)確性和完整性的系統(tǒng)必須被包括在內(nèi)。
在系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段必須考慮硬件和軟件的標(biāo)準(zhǔn)化。在許多公司，計(jì)算機(jī)和數(shù)據(jù)庫(kù)功能都來(lái)自不同的供應(yīng)商，這些供應(yīng)商的產(chǎn)品不是特別兼容。要么重新裝備或開(kāi)發(fā)這些計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連接在一起，這樣需要大量的資源。
顯然，設(shè)計(jì)一個(gè)被確認(rèn)為組織內(nèi)外都成功的系統(tǒng)，是一項(xiàng)艱巨的挑戰(zhàn)。這樣的系統(tǒng)是很少的，如果需要的話，公司也要按任務(wù)的日期去充分地完成這任務(wù)。
2. 人力資源管理系統(tǒng)
如上所述，重大的調(diào)整是需要合并新工廠自動(dòng)化和計(jì)算機(jī)集成制造技術(shù)的實(shí)施的組織。如果新技術(shù)不是在一個(gè)新建的網(wǎng)站安裝，那么裁員往往是這變化的一種后果。有效的減少其余員工可能不可避免地認(rèn)為這是誰(shuí)的企業(yè)，而不是退卻跡象振興裁員士氣問(wèn)題。
此外，人力資源問(wèn)題不是僅限于為了簡(jiǎn)單地裁減一定數(shù)量的人，然后就向前用其余團(tuán)體。計(jì)算機(jī)集成制造和自動(dòng)化技術(shù)放在要求能力顯著提高的組織，再培訓(xùn)和持續(xù)教育必須是企業(yè)的希望與這些技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)規(guī)則，公司必須經(jīng)歷一個(gè)文化轉(zhuǎn)型。
再培訓(xùn)和持續(xù)教育的要求至少是在工廠車(chē)間做這些新??技術(shù)工作管理人員和工程師。設(shè)計(jì)自動(dòng)化工廠、管理自動(dòng)化工廠和自動(dòng)化工廠設(shè)計(jì)的產(chǎn)品與傳統(tǒng)的勞動(dòng)密集工廠相比它更都要知識(shí)和技能的補(bǔ)充。高級(jí)管理人員必須評(píng)估計(jì)算機(jī)集成制造技術(shù)以及與他們工作的人，這技術(shù)也可大大受益于有關(guān)的教育。
3. 產(chǎn)品開(kāi)發(fā)系統(tǒng)
工廠自動(dòng)化和計(jì)算機(jī)集成制造使產(chǎn)品設(shè)計(jì)師的工作更加困難。人類開(kāi)發(fā)的生產(chǎn)系統(tǒng)比自動(dòng)化制造系統(tǒng)更適用，當(dāng)設(shè)計(jì)師正在為一個(gè)手工建立產(chǎn)品設(shè)置要求時(shí)，它們可以提供一些模糊的規(guī)格，它們知道人類可以容納組裝加工或裝配意外所發(fā)生的問(wèn)題，或者至少可以發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并傳達(dá)這些問(wèn)題給設(shè)計(jì)師重新設(shè)計(jì)。
在自動(dòng)設(shè)置中，設(shè)計(jì)人員可以不依賴于制造系統(tǒng)就可以輕松地發(fā)現(xiàn)和恢復(fù)設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤，有嚴(yán)格限制水平的智能和適應(yīng)性也可以設(shè)計(jì)成自動(dòng)化制造系統(tǒng),，因此產(chǎn)品設(shè)計(jì)必須有非常熟悉生產(chǎn)系統(tǒng)或與這些有過(guò)親密交流的人來(lái)做。發(fā)展中國(guó)家在該組織的設(shè)計(jì)能力是的一定的困難，但實(shí)現(xiàn)世界一流的制造系統(tǒng)卻是必要的一步。
4. 管理動(dòng)態(tài)過(guò)程的改進(jìn)
在大多數(shù)運(yùn)行良好，勞動(dòng)力密集的制造系統(tǒng)，由一支充滿活力的員工隊(duì)伍，不斷努力，以發(fā)現(xiàn)更好的方法執(zhí)行其工作來(lái)不斷改進(jìn)的結(jié)果。在一個(gè)高度自動(dòng)化的工廠，有幾個(gè)工人去觀察，測(cè)試，實(shí)驗(yàn)，考慮和了解系統(tǒng)以及如何使它更好。因此，一些觀察家聲稱，工廠自動(dòng)化將意味著學(xué)習(xí)曲線的末端是作為制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的重要因素。這種說(shuō)法長(zhǎng)時(shí)間的違背了工業(yè)生產(chǎn)力的進(jìn)步，一批根本的技術(shù)之后創(chuàng)新一系列的有利于不斷改進(jìn)完善新技術(shù)。評(píng)估這一主題的大多數(shù)學(xué)生認(rèn)為，此種是為盡可能多的總生產(chǎn)率的增長(zhǎng)，做根本性創(chuàng)新而漸進(jìn)累積的。從本質(zhì)上講，任何激進(jìn)的創(chuàng)新可能會(huì)被認(rèn)為是第一個(gè)通過(guò)創(chuàng)新，這一創(chuàng)新需要更多的創(chuàng)新，才達(dá)到其最大潛力。
假定，工廠自動(dòng)化和CIM將扭轉(zhuǎn)為時(shí)過(guò)早和有可能誤導(dǎo)管理人員和這些技術(shù)的實(shí)施者的這一歷史性模式。由于這些技術(shù)新的援助如此復(fù)雜，不能指望所有相關(guān)捕捉的知識(shí)都在系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段里。如果一個(gè)企業(yè)承擔(dān)，一旦在適當(dāng)?shù)奈恢?，這項(xiàng)技術(shù)將不會(huì)受到非常多的改善，它將評(píng)估，設(shè)計(jì)和管理體系更加不同于如果假定大多好處可以通過(guò)更多地了解該系統(tǒng)一旦到位如何最好的使用和改進(jìn)。有人可能會(huì)希望能觀察到自我實(shí)現(xiàn)的預(yù)言在這方面，即使一個(gè)自動(dòng)化的工廠已經(jīng)有一些人（潛在的創(chuàng)新者），投資在將能確保那些目前培訓(xùn)以發(fā)現(xiàn)、捕捉并盡可能地適用新知識(shí)的人的這一技術(shù)的公司是明智的。事實(shí)上，不斷發(fā)現(xiàn)和利用改進(jìn)的機(jī)會(huì)可能是對(duì)企業(yè)完全避免無(wú)人工廠的主要原因。
5.采購(gòu)技術(shù)
在評(píng)估一個(gè)特殊的技術(shù)方案之前，該方案必須合理地明確界定。一個(gè)企業(yè)需要選擇設(shè)備和軟件供應(yīng)商，并決定設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、安裝和將與內(nèi)部工作人員執(zhí)行的集成技術(shù)的數(shù)量。許多觀察家認(rèn)為，作為企業(yè)盡可能多的做技術(shù)開(kāi)發(fā)，以盡量減少對(duì)企業(yè)的工藝技術(shù)信息的泄漏，并保證一間公司的新技術(shù)和現(xiàn)有的戰(zhàn)略、人員和資本資產(chǎn)做適當(dāng)?shù)呐浜稀?
對(duì)于外部獲取的技術(shù)，在它們進(jìn)行評(píng)估之前，技術(shù)的方案必須產(chǎn)生。在制定這些方案時(shí)，公司必須考慮其目前的資產(chǎn)，環(huán)境，市場(chǎng)地位，以及作為其競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。設(shè)備廠商必須納入決策過(guò)程，供應(yīng)商和技術(shù)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)必須在組織內(nèi)發(fā)展和利用。
6.系統(tǒng)控制和性能評(píng)價(jià)
一旦技術(shù)的投資選擇已經(jīng)實(shí)施，管理者通常要跟蹤該投資的有效性。衡量制造業(yè)的性能的傳統(tǒng)方法的缺點(diǎn)是廣泛的認(rèn)可。這些方法的大多數(shù)可以被操縱，以使目前的結(jié)果看未來(lái)業(yè)績(jī)的潛在支出好。當(dāng)管理者僅花費(fèi)在他們的職業(yè)生涯中的一個(gè)設(shè)施或位置的一小部分時(shí)，他們往往有動(dòng)力去進(jìn)行這種操作。此外，在許多環(huán)境中，為設(shè)施適當(dāng)?shù)男阅軜?biāo)準(zhǔn)要求信息的一個(gè)或多個(gè)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的設(shè)施，上及時(shí)，準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)可能不可用。
越來(lái)越多的企業(yè)正在使用制造性能的多維措施。而不是僅僅根據(jù)統(tǒng)計(jì)匯總盈利能力，質(zhì)量，交貨期，質(zhì)量成本，交貨性能和全要素生產(chǎn)率的措施正在利用評(píng)價(jià)業(yè)績(jī)。盡管這種趨勢(shì)，企業(yè)可以受益于更多的研究，例如，為生產(chǎn)力和學(xué)習(xí)率的標(biāo)準(zhǔn)??設(shè)置一個(gè)高度自動(dòng)化和集成的環(huán)境。
采用新技術(shù)的經(jīng)濟(jì)評(píng)估
對(duì)于購(gòu)買(mǎi)硬件，軟件和服務(wù)，采用該技術(shù)的成本是最明顯和最容易提前估計(jì)前期資本的支出。大多數(shù)模型只考慮這些費(fèi)用。但是下面這些也很重要：（1）被裁的員工的技能將不會(huì)在新系統(tǒng)中使用所需的費(fèi)用，（2）新技術(shù)引起的操作設(shè)備引起的設(shè)備損壞的費(fèi)用（3）人力資源發(fā)展所需的設(shè)計(jì)，建造，管理，維護(hù)和操作新系統(tǒng)的成本。
投資在工廠自動(dòng)化和計(jì)算機(jī)集成制造是流程戰(zhàn)術(shù)和戰(zhàn)略的好處。這些利益涉及到一家公司的成本結(jié)構(gòu)變化，增加了工藝重復(fù)性和一致性，降低了庫(kù)存，提高了靈活性，并縮短流程和通訊線路。
關(guān)于投資在CIM的成本結(jié)構(gòu)和工廠自動(dòng)化往往代表了大量的前期成本，這成本導(dǎo)致了每個(gè)單位產(chǎn)出的可變成本減少。這個(gè)主要是人力勞動(dòng)取代機(jī)器的結(jié)果。
當(dāng)企業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)非常高時(shí)，降低可變成本可以提供顯著的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，此外，降低可變成本，有時(shí)會(huì)導(dǎo)致企業(yè)削減價(jià)格，潛在地增加市場(chǎng)份額和收入。
CIM和工廠自動(dòng)化給予的產(chǎn)品的重復(fù)性和一致性所引出的優(yōu)點(diǎn)的增加也有著顯著提的競(jìng)爭(zhēng)力。減少加工變異、減少?gòu)U料和重修定成本，可變成本儲(chǔ)蓄的來(lái)源，可以作為通過(guò)自動(dòng)化減少普通勞動(dòng)力的成本。此外，提高了產(chǎn)品的一致性，可以顯著地提供產(chǎn)品市場(chǎng)銷(xiāo)售量的增長(zhǎng)。
改進(jìn)程序控制的二次影響包括提高在一個(gè)運(yùn)行良好的系統(tǒng)順利工作的員工士氣（很少缺勤和離職）
自動(dòng)化和集成投資的財(cái)產(chǎn)的庫(kù)存減少可以來(lái)自幾個(gè)方面，首先，工廠自動(dòng)化可以減少某些類型的操作設(shè)置時(shí)間，減少了周期庫(kù)存的需要。其次，降低程序變異性可心降低性在整個(gè)制造系統(tǒng)中的不確定性，減少了安全庫(kù)存的需要。第三，工廠集成可以縮短生產(chǎn)周期，減少了在制造過(guò)程中通過(guò)系統(tǒng)的庫(kù)存流。
柔性制造是CIM和工廠自動(dòng)化提供的另一個(gè)重要的戰(zhàn)略優(yōu)勢(shì)。快速轉(zhuǎn)換工具和設(shè)備使公司能夠迅速改變產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，以響應(yīng)變化的市場(chǎng)需求。此外，數(shù)控編程及計(jì)算機(jī)工藝設(shè)計(jì)縮短產(chǎn)品上市時(shí)間和縮短企業(yè)推出大量新產(chǎn)品的時(shí)間。全自動(dòng)化制造系統(tǒng)提供批量柔性。前面提到的松下錄像機(jī)企業(yè)的高度自動(dòng)化可以改變其相對(duì)較低的產(chǎn)出率和通過(guò)增加或減少每月運(yùn)行費(fèi)用的小時(shí)數(shù)來(lái)調(diào)整成本。因?yàn)樵撈髽I(yè)的直接勞動(dòng)力是相當(dāng)小，產(chǎn)量下降不會(huì)導(dǎo)致戲劇性的開(kāi)工不足和不需要增加主要雇用和培訓(xùn)工作。
最后，在工作地點(diǎn)交貨時(shí)間的縮短將降低車(chē)站之間的工作流程時(shí)間，從而減少了制品在系統(tǒng)中的需要。隨著庫(kù)存和交貨時(shí)間的減少，企業(yè)可能增加快速交貨的利潤(rùn)費(fèi)用或可能通過(guò)提供更好的服務(wù)和保持價(jià)格不變來(lái)增加市場(chǎng)占有率。
概要和結(jié)論
增加全球競(jìng)爭(zhēng)和環(huán)境的波動(dòng)性要求企業(yè)能迅速適應(yīng)，否則將面臨滅絕的可能性。投資于自動(dòng)化和集成，包括硬件，比如自動(dòng)機(jī)和柔性制造系統(tǒng)，軟件，如計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)和如及時(shí)生產(chǎn)、可制造性設(shè)計(jì)和可以幫助公司實(shí)現(xiàn)和保持競(jìng)爭(zhēng)力的管理方法。
當(dāng)然，總是以最短的資產(chǎn)供應(yīng)的是管理遠(yuǎn)見(jiàn)和領(lǐng)導(dǎo)才能。制造業(yè)戰(zhàn)略創(chuàng)新必須優(yōu)先于技術(shù)投資決策，因?yàn)榱己玫募夹g(shù)很少保存不善的管理。因此，企業(yè)必須補(bǔ)充其有關(guān)的信息和對(duì)他們的業(yè)務(wù)挑戰(zhàn)和機(jī)遇的見(jiàn)解技術(shù)進(jìn)行選擇的學(xué)習(xí)。
查爾斯任教于麻省理工學(xué)院斯隆管理學(xué)院的經(jīng)營(yíng)管理和生產(chǎn)戰(zhàn)略。他擁有博士和碩士學(xué)位，斯坦福大學(xué)的學(xué)士學(xué)位和杜克大學(xué)的學(xué)位。他曾撰寫(xiě)了許多關(guān)于生產(chǎn)問(wèn)題，包括質(zhì)量改進(jìn)的經(jīng)濟(jì)性和以柔性制造系統(tǒng)的投資模式的文章。他經(jīng)歷的工業(yè)咨詢，執(zhí)行教學(xué)和研究項(xiàng)目包括：數(shù)字設(shè)備工作公司，柯達(dá)，通用電氣，IBM和摩托羅拉。
注射成型塑料制品設(shè)計(jì)和制造的知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)
摘要
本文介紹了一個(gè)重要塑模知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)的制定和實(shí)施。這知識(shí)庫(kù)，名為啟迪，是基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)建立的，因?yàn)樗钠毡樾?，易用性，傳播方便性，它的超文本，?dǎo)航和搜索功能，以及支持通過(guò)互動(dòng)的（Java，JavaScript，和CGI）和多媒體（文本，圖形，視頻和音頻）。按照設(shè)計(jì)，內(nèi)容和啟示工具可以查看和共享在此??過(guò)程中所涉及的事方，使用任何網(wǎng)頁(yè)瀏覽器在本地主光盤(pán)或通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)（內(nèi)聯(lián)網(wǎng)和外聯(lián)外）。
導(dǎo)言
以知識(shí)為基礎(chǔ)的系統(tǒng)，是維護(hù)本組織內(nèi)的知識(shí)和為建設(shè)公司[1]企業(yè)生存的理想技術(shù)。它在不同的部門(mén)，紀(jì)律，組織知識(shí)也扮演著一個(gè)的重要作用。信息技術(shù)消除了地域和時(shí)間的限制，通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)使得在自己的臺(tái)式機(jī)或筆記本電腦都隨時(shí)可以查得到信息
我們制定并實(shí)施了一個(gè)復(fù)雜的注塑工藝為給了知識(shí)庫(kù)最佳人選啟示。這任務(wù)涉及到注塑成型塑料件的設(shè)計(jì)和制造，包括對(duì)產(chǎn)品的造型，零件工程設(shè)計(jì)，材料選擇，模具設(shè)計(jì)，模具制造（工藝裝備），注塑成型，計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE）。這些綜合學(xué)科知識(shí)的任務(wù)要求和零件的設(shè)計(jì)和模具，材料屬性，加工，計(jì)算機(jī)仿真設(shè)計(jì)能力，以及解決問(wèn)成型問(wèn)題決策的能力。絕大多數(shù)信息和技能的要求，為不同部門(mén)的工程師引進(jìn)項(xiàng)目的同時(shí)，也超出了人類大腦的存儲(chǔ)容量。它也需要一種手段來(lái)存儲(chǔ)和共享產(chǎn)品信息。發(fā)起的啟蒙任務(wù)是建立一個(gè)可擴(kuò)展的框架，封裝，組織和傳播的關(guān)鍵設(shè)計(jì)，加工，CAE分析資料，塑料工程師和管理人員。利用網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的技術(shù)，我們創(chuàng)建了一個(gè)知識(shí)庫(kù)，通過(guò)提供一個(gè)良好設(shè)計(jì)的用戶在一個(gè)堅(jiān)固的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，建立一個(gè)強(qiáng)大的接口信息存儲(chǔ)和檢索系統(tǒng)。系統(tǒng)組件和實(shí)施過(guò)程將在下面的章節(jié)中討論。
Ⅱ. 系統(tǒng)組件
A：源文件和數(shù)據(jù)庫(kù)
?知識(shí)庫(kù)的主要組成部分是信息模塊（見(jiàn)模塊和圖像的信息）。我們選擇的FrameMaker源文件格式，它是桌面出版最流行和強(qiáng)大的工具之一。雖然我們認(rèn)為把FrameMaker文件轉(zhuǎn)換為可移植文檔格式（PDF）（這是免費(fèi)下載），但我們決定用原有標(biāo)準(zhǔn)萬(wàn)維網(wǎng)（WWW）上超文本標(biāo)記語(yǔ)言（HTML）格式。這一決定的原因是我們的圖像網(wǎng)頁(yè)質(zhì)量的提高，這是由瀏覽器顯示出來(lái)。我們使用第三方轉(zhuǎn)換工具（網(wǎng)頁(yè)出版社）轉(zhuǎn)換成HTML格式的FrameMaker文件，如圖1所示。出版商允許我們定義頁(yè)面格式樣式，以確保在生成的HTML文件視覺(jué)與感覺(jué)一致。
由于必須保持持續(xù)的知識(shí)未來(lái)的增長(zhǎng)，商業(yè)相關(guān)的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用程序已被用來(lái)管理源代碼和HTML文件（見(jiàn)圖1）。每個(gè)源文件記錄數(shù)據(jù)庫(kù)中的檔案。記錄存儲(chǔ)有關(guān)文件的（信息模塊）的書(shū)名，作者，目錄路徑和獨(dú)特的八位數(shù)字。該記錄也保留了源始資料創(chuàng)建的日期，不論實(shí)驗(yàn)它的HTML副本是否已生成，并在知識(shí)庫(kù)的信息模塊插入標(biāo)題。該數(shù)據(jù)庫(kù)文件名字段中輸入一個(gè)關(guān)鍵字表示特定項(xiàng)，以便我們可以自動(dòng)的生成超鏈接索引。
B.信息模塊和圖像
該信息模塊，它作為知識(shí)庫(kù)中一個(gè)單一的HTML頁(yè)面，是啟蒙的基本組成單位。每個(gè)信息模塊提供特定的主題信息，并且可以控制超連結(jié)至其他相關(guān)信息模塊和公共網(wǎng)站（見(jiàn)圖1）。顧名思義，信息模塊是模塊化的，可重復(fù)使用的信息塊。啟蒙的用戶接口是組織這些模塊進(jìn)邏輯類別并提交給用戶的工具。然而，這些模塊的用戶界面結(jié)構(gòu)是完全獨(dú)立。我們可以添加模塊，洗牌它們周?chē)?，從任何一個(gè)菜單進(jìn)入某個(gè)模塊或完全刪除模塊。這些模塊存儲(chǔ)在一個(gè)位置，但無(wú)論怎樣它都會(huì)出現(xiàn)。圖形和數(shù)字圖像中包含的啟示是由與Macromedia公司的手工繪線和Adobe PhotoShop的生產(chǎn)。它們保存在任一圖形圖像格式（GIF）或聯(lián)合圖像專家組（JPEG）格式。圖形是在序列文件中創(chuàng)造的運(yùn)動(dòng)假象的分層數(shù)GIF的動(dòng)畫(huà)
C.主要的主題標(biāo)題
用戶界面組類似下面的幾個(gè)主要標(biāo)題的信息模塊。這些主要的標(biāo)題不是一成不變的，而是可以被重新命名，重新排列，并酌情每個(gè)版本。目前的版本的啟蒙顯示五個(gè)主要議題：設(shè)計(jì)，材料，加工和C -模，故障排除。每一個(gè)主要議題進(jìn)一步細(xì)分為若干頂級(jí)水平。圖2（上），點(diǎn)擊啟示主頁(yè)，提供了對(duì)主要議題的總體看法，并探討在頂層部分的表決。用戶可以點(diǎn)擊一個(gè)單獨(dú)的圖形來(lái)打開(kāi)該課題的主要方向和相應(yīng)的主網(wǎng)頁(yè)目錄。
除了C模的標(biāo)題外，其中包含有關(guān)用C -模具產(chǎn)品（仿真實(shí)例，案例研究，Java工具和CAE分析報(bào)告）的信息，其他主要議題包括一般的，非特定軟件模塊，類似于一個(gè)塑料百科全書(shū)。C -模報(bào)告部分提供了一種機(jī)制，這種機(jī)制可以為用戶建立自己的“知識(shí)”和可以由組織內(nèi)的不同群體共享的CAE分析的報(bào)告存檔。
D.用戶界面
當(dāng)前用戶界面設(shè)計(jì)的啟示框架采用了Web頁(yè)面的格式，即：在瀏覽器窗口顯示在幾個(gè)不同的信息，這瀏覽器同時(shí)由幾個(gè)獨(dú)立的區(qū)域組成。正如圖2（下）中看到，每個(gè)窗口包含三個(gè)框架。頂部框架是一個(gè)包含兩個(gè)菜單欄標(biāo)題行：第1行中的導(dǎo)航按鈕和第2行中的主題標(biāo)題。側(cè)欄包含一個(gè)目錄，根據(jù)用戶選擇更新。主窗口是保留給顯示實(shí)際的主題。
E.合成樹(shù)脂數(shù)據(jù)庫(kù)和搜索引擎
塑料數(shù)據(jù)庫(kù)包含超過(guò)4000的熱塑性樹(shù)脂，該樹(shù)脂是一種啟蒙的專用功能部件。流長(zhǎng)圖（顯示了在一定的工藝條件下可樹(shù)脂以流動(dòng)程度），允許用戶支比較樹(shù)脂的流動(dòng)性。我們合并了一家商業(yè)的搜索引擎，以便于搜索基于制造商和商品名稱的普通分類的樹(shù)脂。
F. Java工具
正如在圖1和圖2所示（在C模標(biāo)題下），我們已經(jīng)制定了一對(duì)Java應(yīng)用程序，該應(yīng)用程序轉(zhuǎn)換了多種單元系統(tǒng)和估算的塑料零部件的成本。用戶可以從他們的Web瀏覽器啟動(dòng)這些平臺(tái)獨(dú)立的Java工具。
G.導(dǎo)航系統(tǒng)
為了幫助用戶快速檢索啟示的信息，我們已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)如圖1和圖2（上）所示的導(dǎo)航系統(tǒng)，
如上所述，頂欄包含所有主題和導(dǎo)航選項(xiàng)的按鈕。點(diǎn)擊一個(gè)主標(biāo)題或?qū)Ш桨粹o將打開(kāi)其主窗口和在側(cè)欄表格的主要內(nèi)容頁(yè)。然后，用戶可以通過(guò)選擇瀏覽的內(nèi)容表中的主題標(biāo)題。該主題將打開(kāi)在主窗口。
如圖2（下）顯示瀏覽器窗口的狀態(tài)后，用戶首先選擇在頂檔的設(shè)計(jì)按鈕，然后從側(cè)欄生成的內(nèi)容表點(diǎn)擊冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)。主頁(yè)的設(shè)計(jì)是在主窗口可見(jiàn)，內(nèi)容表列出了模塊的信息與相關(guān)的冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
該導(dǎo)航按鈕包括一個(gè)網(wǎng)站地圖，這網(wǎng)站地圖是一個(gè)全球性的內(nèi)容層次表，這表幫助用戶獲得相互關(guān)系主題在信息。該索引在另一方面平展了層次結(jié)構(gòu)，并顯示一個(gè)鏈接到相應(yīng)的主題的關(guān)鍵詞字母。這術(shù)語(yǔ)表給出了術(shù)語(yǔ)及其定義，按字母順序排列。搜索提供全文搜索用戶指定查詢的功能。搜索返回了一套有關(guān)于他們的相關(guān)主題連結(jié)加權(quán)名單。
Ⅲ. 最后的商標(biāo)
到目前為止，我們已經(jīng)創(chuàng)造數(shù)百個(gè)不同主題的信息模塊，作為啟蒙信息庫(kù)。我們還制定補(bǔ)充導(dǎo)航功能，并采納了一個(gè)用于訪問(wèn)任何Web瀏覽器的主題模塊的搜索引擎。我們目前的重點(diǎn)是開(kāi)發(fā)文件管理工具，該工具管理由CAE軟件項(xiàng)目報(bào)告生成，并加入向?qū)问降幕?dòng)性。我們的目標(biāo)是讓用戶能夠管理他們自己產(chǎn)生的信息，使企業(yè)能夠成為一個(gè)啟示，聰明的知識(shí)管理工具。
New Manufacturing Technologies
INTRODUCTION
Driven by international competition and aided by application of computer technology, manufacturing firms have been pursuing two principal approaches during the 1980's:
* automation, and
* integration.
Automation is the substitution of machine for human function; integration is the reduction or elimination of buffers between physical or organizational entities. The strategy behind manufacturing firms' application of new automation technologies is multidimensional:
* to liberate human resources for knowledge work,
* to eliminate hazardous or unpleasant jobs,
* to improve product uniformity, and
* to reduce costs and variability.
The execution of that strategy has lead firms automate away simple, repetitive, or unpleasant functions in their offices, factories, and laboratories.
Integration, when used as an approach to improve quality, cost, and responsiveness to customers, requires that firms find ways to reduce physical, temporal, and organizational barriers among various functions. Such buffer reduction has been implemented by the elimination of waste,
the substitution of information for inventory, the insertion of computer technology, or some combination of these.
In most process industries - oil refining and papermaking, for example - automation and integration have been critical trends for decades. However, in discrete goods manufacture - electronics and automobiles, for example - significant movement in these directions is a recent phenomenon in the United States.
This chapter defines, examines, and illustrates the application of technologies that support the trends toward more automation and integration in discrete goods manufacturing. We begin with a discussion of the technological hardware and software that has been evolving. We then look at six management challenges that must be addressed to support these trends. And, finally, we look at the issue of economic evaluation the new technologies.
AUTOMATION IN MANUFACTURING
As characterized, for example, by Toshiba, in their OME Works facility, automation in manufacturing can be divided into three categories:
*factory automation,
*engineering automation, and
*planning and control automation.
Automation in these three areas can occur independently, but coordination among the three, as is being pursued by this Toshiba facility, drives opportunities for computer integrated manufacturing, discussed below.
Factory Automation
Although software also plays a critical role, factory automation is typically described by the technological hardware used in manufacturing: robots, numerically controlled (NC) machine tools, and automated material handling systems. Increasingly, these technologies are used in larger, integrated systems, known as manufacturing cells or flexible manufacturing systems (FMS).
The term robot refers to a piece of automated equipment, typically programmable, that can be used for moving material to be worked on (pick and place) or assembling components into a larger device. Robots are also used to substitute for direct human labor in the use of tools or equipment, as is done, for example, by a painting robot, or a welding robot, which both positions the welder and welds joints and seams. Robots can vary significantly in complexity, from simple single-axis programmable controllers to sophisticated multi-axis machines with microprocessor control and real-time, closed-loop feedback and adjustment.
A numerically-controlled (NC) machine tool is a machine tool that can be run by a computer program that directs the machine in its operations. A stand-alone NC machine needs to have the workpieces, tools, and NC programs loaded and unloaded by an operator. However, once an NC machine is running a program on a workpiece, it requires significantly less operator involvement than a manually operated machine.
A CNC (computer numerically-controlled) machine tool typically has a small computer dedicated to it, so that programs can be developed and stored locally. In addition, some CNC tools have automated parts loading and tool changing. CNC tools typically have real-time, on-line program development capabilities, so that operators can implement engineering changes rapidly.
A DNC (distributed numerically-controlled) system consists of numerous CNC tools linked together by a larger computer system that downloads NC programs to the distributed machine tools. Such a system is necessary for the ultimate integration of parts machining with production planning and scheduling.
Automated inspection of work can also be realized with, for example, vision systems or pressure-sensitive sensors. Inspection work tends to be tedious and prone to errors, especially in very high volume manufacturing settings, so it is a good candidate for automation. However, automated inspection (especially with diagnosis capability) tends to be very difficult and expensive. This situation, where automated inspection systems are expensive to develop, but human inspection is error-prone, demonstrates the value of automated manufacturing systems with very high reliability: In such systems, inspection and test strategies can be developed to exploit the high-reliability features, with the potential to reduce significantly the total cost of manufacture and test.
Automated material handling systems move workpieces among work centers, storage locations, and shipping points. These systems may include autonomous guided vehicles, conveyor systems, or systems of rails. By connecting separate points in the production system, automated material handling systems serve an integration function, reducing the time delays between different points in the production process. These systems force process layout designers to depict clearly the path of each workpiece and often make it economical to transport workpieces in small batches, providing the potential for reduced wait times and idleness.
A flexible manufacturing system (FMS) is a system that connects automated workstations with a material handling system to provide a multi-stage automated manufacturing capability for a wider range of parts than is typically made on a highly-automated, non-flexible, transfer line. These systems provide flexibility because both the operations performed at each work station and the routing of parts among work stations can be varied with software controls.
The promise of FMS technology is to provide the capability for flexibility approaching that available in a job shop with equipment utilizations approaching what can be achieved with a transfer line. In fact, a FMS is a technology intermediate to these two extremes, but good management can help in pushing both frontiers simultaneously.
Automated factories can differ significantly with respect to their strategic purpose and impact. Two examples, Matsushita and General Electric, may be ins
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