《柔性制造系统生产运作与管理策略》介绍了中国制造业现状、发展趋势及柔性制造系统的概念、任务和特点,分析了在设计制造一体化生产环境下,柔性制造系统已从最初的强调生产过程自动化发展到以信息集成为主,其体系结构也在原来的基础上增加了生产管理模块和计划调度模块。
结合一般的车间生产管理的功能和柔性制造系统特殊的环境,分析了柔性制造系统中车间生产管理的内容,建立了车间生产管理信息系统的功能模型和信息流模型,《柔性制造系统生产运作与管理策略》还阐述了生产技术用于车间作业计划管理的算法与案例应用。
21世纪世界各国制造业都面临不断变化和全球化的市场竞争环境,竞争的核心主要是以知识经济为基础的新产品竞争。为了提高综合竞争力,制造企业必须要以最快的时间(Time)、最好的质量(Quality)、最低的成本(Cost)和最优的服务(Service)来满足不同类型顾客对产品的多样化需求。面对如此激烈的市场竞争,近年来制造业持续地将制造技术与飞速发展的信息技术、自动化技术、现代管理技术以及系统工程技术等有机地结合起来,逐步形成了新一代的“先进制造技术(Advanced Manufacturing Technology,AMT)”。今天,AMT已经成为提高制造业的柔性、稳健性和敏捷性的关键技术,推动着制造业进入信息化、集成化、自动化、智能化、敏捷化新的历史时期。
随着中国经济的发展,特别是提出“中国制造2025”以后,中国的经济结构也正发生着深刻变化,中国正向着“制造强国”与“中国智造”的方向大踏步迈进,自动化及其他高科技的应用正在迅速发展。因此,对自主知识产权的创新设计、先进制造工艺和装备及现代化管理等方面知识的需求越来越多。在全球化的竞争背景下,中国制造业的持久竞争优势和持续发展,仅仅依靠劳动力成本低是不够的,企业持久的竞争优势和持续发展的源泉是不断的企业创新。
管理创新作为企业创新的一个重要方面,对中国制造企业发展具有重要的意义。一个国家如果没有企业管理创新机制和现代化的企业管理体系,就不可能产生具有国际竞争力的现代制造业。实际上,以管理信息化为主要创新内容的企业管理创新,如制造资源计划、企业资源计划、供应链管理、柔性制造等,被认为是现代制造业企业竞争制胜的利器。因此,制造业的企业管理创新状况和管理信息化水平,对中国能否实现从制造业大国到制造业强国转变具有决定性的影响。
柔性制造系统作为一类复杂的人造系统,具有复杂性、递阶结构、不确定性、多目标、多约束、多资源相互协调等特点。目前,柔性制造系统在多品种、中小批量生产中的应用不仅大幅度地实现了生产效率的提升,而且满足了多变的市场需求。但是,柔性制造系统是一项高风险、高投资的制造技术,为了使制造系统的生产效率能够达到最大化,就必须对该系统的生产运作与管理策略进行优化。
按目前全球制造业的发展趋势,2020年中国制造的份额将会变得非常大,我们需要有自己的生产运作与管理模式。希望读者们能够通过本书的内容,结合我国制造企业的特点构建更优的生产运作与管理策略,为我国成为真正的世界制造强国贡献一份力量。
在本书的写作过程中,参阅和借鉴了大量的相关书籍和论文,在此谨向这些书籍和论文的作者表示诚挚的感谢。
由于时间仓促,书中难免存在不妥之处,恳请专家与广大读者批评指正。
前言
第1章 现代制造企业管理导论
1.1 中国制造业现状及发展趋势
1.2 现代制造企业的科学管理
第2章 柔性制造系统流程规划
2.1 概述
2.2 制造流程规划与企业中各部门的关系
2.3 制造系统五大功能模型与制造流程的关系
2.4 产品中零件结构分析
2.5 选择所需的制造流程
2.6 在制造流程中安排物料搬运及检验与测试系统
第3章 柔性制造系统
3.1 柔性制造系统的产生背景及其发展
3.2 柔性制造系统的基本概念
3.3 柔性制造系统生产运作与管理的任务
3.4 柔性制造技术的发展
3.5 柔性制造系统的生产计划
3.6 柔性制造系统的生产控制
第4章 生产作业计划与车间调度
4.1 生产作业计划
4.2 车间调度
4.3 车间调度系统的模型建立及优化算法研究
第5章 IDEF、UML和Petri网建模方法
5.1 引言
5.2 IDEF建模方法
5.3 统一建模语言
5.4 UML业务建模
5.5 Petri网的定义和基本性质
5.6 IDEF、UML和Petri网建模方法的分析与比较
第6章 基于IDEF、UML和Petri网的计划调度系统模型
6.1 IDEF、UML和Petri网相结合的建模方法
6.2 车间计划调度系统模型
6.3 系统组件框架设计
第7章 混合优化策略算法研究
7.1 遗传算法
7.2 禁忌搜索算法
7.3 混合遗传算法
7.4 GATS混合算法的设计
7.5 算法验证
第8章 双目标车间优化调度
8.1 引言
8.2 双目标权衡决策
8.3 生产周期一生产成本双目标调度优化
8.4 生产周期一机床负载双目标优化调度
8.5 单资源双目标动态调度
8.6 双资源双目标车间调度
……
第9章 多目标车间优化调度