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第三章 制造系统的性能分析 主要内容 3.1 制造系统的基本概念 3.2 制造系统的组成 3.3 制造系统的性能 3.4 制造系统的可靠性 3.5 制造系统的模型 3.1 制造系统的基本概念 制造系统的基本概念 何谓“系统”？ 系统是一个可辨别的、复杂的动态实体。它由互相关联、互相依赖的具有不同特征的部分或子系统所组成。其整体能保持稳定性，并能调整其行为以适应外界的影响。 可辨别：系统具有可定义的边界，不是一些杂乱无章的事物的集合。 动态：系统的特征之一是其运动性，正是通过运动，系统的各组成部分才有相互关系，才会相互作用。 实体：实体可以是物理的，也可以是概念的，信息的。机床可以是一个实体，管理信息也是一个实体。 关联：系统中不同部分或子系统是相互关联和依赖的，只有协同工作才能保证系统稳定运行。 稳定性：系统在正常情况下具有保持其稳定状态的能力。注意稳定是动态意义上的。 适应：系统能自我调整以适应外界条件的变化。 3.2 制造系统的组成 1 制造系统的组成： 制造系统的活动=物流活动+信息流活动 物流（Material Flow）：物料流，能量、人员、资金。 信息流：产生，转换，传递。 制造系统=物流子系统+信息流子系统 由此派生出不同的功能部门。 制造系统的组成 2 制造物流系统 物流系统的组成：物料本身＋实现物流所需的资源。 车间设备布局的基本形式 车间工件流或者设备布局的形式通常有四种： 1 基于产品 2 基于工艺 3 基于成组 4 固定位置 注：前三种形式较常见. 固定位置方式只是针对一些特殊的产品，如船舶、飞机。在这种情形下，一些焊、铆设备等都搬到固定的现场，这是因为产品的尺寸(即使是某些零件的尺寸)太大，以致移动不便。 制造系统的组成 （1）基于产品的布局方式 针对某一特定产品而言，若工厂的产品是固定的且批量很大，采用这种方式比较合适。 例如：汽车发动机的加工，机床可按发动机的工序顺序排列，从而形成一个流水线或自动线。发动机毛坯进入流水线后，顺序经过各自机床，待离开最后一台机床时，在此线中所需的全部加工就完成了。 特点： 效率高; 在制品少: 人们一般希望把在制品数控制在最低限度; 适合于大批量生产, 否则利用率太低。 制造系统的组成 （2）基于加工工艺的布局方式 方法： 设备按照其相似的加工功能和能力被划归为组，并排在一起。 例如: 在一个车间中，若干加工能力相似的车床形成一个车床组，类似地还有铣床组、磨床组等。 特点： 一个车间加工多种零件时，不同种类的工件会以不同的路径在各机床组之间流动，生产率较低。在制品数的控制也相对困难。 适用场合：单件小批量生产。 制造系统的组成 （3）基于成组技术（GT）的布局方式 方法：上述两种极端方式的融合。它是基于零件的相似性原理，在分析某一类相似零件的工艺基础上，将适应加工某一类相似零件的机床成组布局，前提是相似零件要有一定的批量。零件的流动路径有些完全相同，有些略有差异。 特点：可以使物料输送时间和装夹准备时间缩短，提高生产率。从生产管理的角度看，这种方式使作业计划和调度更容易。在制品数也较少。 制造系统的组成 三种布局方式适应的品种数和生产率范围 按设备摆放形状的布局类型： 1 单行布局：直线线形布局，U型布局，环形布局 制造系统的组成 中国中远物流使用RFID标签来监控集装箱货物 一种 Savi 标签夹在集装箱门上 3.3 制造系统的性能 1 对象及其性能指标： 一台设备： 生产率，可靠性，节能性，易维修性，耐用性，精度。 一个车间或工厂： 在制品数，设备利用率，设备完好率，生产率，生产均衡性等。 FMS，CIMS：集成度等。 制造系统的性能 （1）生产率：单位时间内生产的产品数量称为生产率。 （2）生产能力： 制造系统中某一特定的层次(如工厂、车间、加工单元、设备)，在一定时期内，在合理的技术和管理条件下，正常生产某类产品或零部件的最大数量称为生产能力。 制造系统的性能 （4）在制品数 ＃ 投放到车间进行生产但尚未完成的零件数称为在制品数。 ＃ 压缩在制品数，目的。 （5）通过时间 一个零件在某个加工系统中的通过时间，它是