食品攪拌機結構設計

食品攪拌機結構設計,食品,攪拌機,結構設計 28 頁 共 30 頁 編號： 畢業(yè)設計(論文)外文翻譯 （譯文） 學 院： 應用科技學院 專 業(yè)： 機械設計及其自動化 學生姓名： 學 號： 指導教師單位： 姓 名： 職 稱： 2011年 6 月12 日 現(xiàn)代制造技術 簡介 國際競爭的激勵和計算機技術應用的發(fā)展，在1980年制造企業(yè)一直追求兩個主要的資助方式： *自動化， *集成化。 自動化是人類功能的機器替代;集成化是減少或消除實體或組織實體之間的緩沖區(qū)。后面的制造企業(yè)應用的新自動化技術策略是多方面的： *為了在知識工作中解放出人力資源； *為了避免危險或不愉快的工作； *為了提高產(chǎn)品的均勻性； *為了降低成本和多變性。 該戰(zhàn)略的實施已經(jīng)導致公司在他們的辦公室自動化，工廠和實驗室走簡單，重復的功能。 集成化，當作為一種方法來提高質量、成本和客戶響應時，要求企業(yè)想方設法降低各函數(shù)的物理，時間和組織上的障礙。這種緩沖減少已實施的消除浪費， 替代的庫存信息，計算機技術的插入，或這些的組合。 在大多數(shù)加工工業(yè) - 石油精煉，造紙，例如 - 自動化和集成化有了數(shù)十年的關鍵趨勢。然而，在離散制造產(chǎn)品 - 電子產(chǎn)品和汽車，例如 - 在這些方向重大進展是在美國最近的現(xiàn)象。 本章定義，探討，并闡明了技術支持朝著更加自動化和離散制造一體化應用趨勢的商品。我們首先對已經(jīng)發(fā)展的硬件和軟件技術進行討論。然后，我們看看六個管理，必須加以解決，以支持這些趨勢的挑戰(zhàn)。最后，我們看看經(jīng)濟評價新技術的問題。 自動化制造 其特點，例如，東芝公司，在他們的OME工程設施中，自動化制造，可分為三類： *工廠自動化 *工程自動化 *規(guī)劃和控制的自動化。 在這三個領域自動化可以獨立發(fā)生，但三者之間的協(xié)調，因為這是由東芝公司正在推行設施，下面討論計算機集成制造驅動器的機會。 工廠自動化 盡管軟件也起到了關鍵作用，但工廠自動化是通過用于生產(chǎn)中的技術硬件來典型地描述的：機器人，數(shù)控（NC）機床，自動化物料處理系統(tǒng)，越來越多，這些技術被廣泛應用，整合為制造單元或柔性制造系統(tǒng)（FMS）知名的系統(tǒng)。 機器人這個術語涉及到一個自動化的設備，通?？删幊痰?，可用搬運材料到工作臺上（取放）或組裝部件成一個較大的設備。機器人也可以用來代替直接使用工具或設備的人力勞動，例如，通過一個噴漆機器人，焊接機器人，這兩個職位的焊工、焊接和接縫。在復雜的事物上機器人能顯著地改變，從簡單的單軸可編程控制器，到用微處理器控制和實時閉環(huán)反饋和調整機器的復雜的多軸機器。 一個數(shù)字控制（數(shù)控）機床是一臺機器工具，它可以通過一個指導機器操作的計算機程序來運轉，一個獨立的數(shù)控機床需要有工件，工具和NC程序加載和卸載操作員。然而，一旦數(shù)控機床在工件上運行一個程序，它需要的操作明顯低于手動操作機器所需的操作。 一個CNC機床通常有一個小型計算機奉獻于它，以便程序可以開發(fā)并存儲在本地。此外，一些CNC機床有自動裝載零件和換刀。CNC機床通常有實時，在線程序開發(fā)的能力，使操作可以迅速實施工程變更。 一個DNC（分布式數(shù)控）系統(tǒng)包含許多CNC機床由一個很大的可以下載程序到分布式數(shù)控機床的計算機系統(tǒng)連接起來，這種制度為用生產(chǎn)計劃和調度零件加工的最終整合是必要的。 自動檢測的工作，也可實現(xiàn)，例如，視覺系統(tǒng)和壓力敏感的傳感器。檢測工作往往是乏味和容易出錯，尤其是在大批量制造設置，因此對于自動化，它是一個很好的候選人。然而，自動檢測（尤其是診斷能力）往往是十分困難和昂貴。這種情況，在自動化檢測系統(tǒng)的發(fā)展是很昂貴，但人類的檢查是容易出錯的，體現(xiàn)了自動化制造系統(tǒng)，具有很高的可靠性值：在這種系統(tǒng)中，檢驗和測試策略可開發(fā)高可靠性功能，有可能大大減少了制造和測試的總成本。 自動化物料處理系統(tǒng)移動工件工作中心,存儲單元和航運點,這些系統(tǒng)可能包括自主導引車，輸送系統(tǒng)，或導軌系統(tǒng)。通過連接在生產(chǎn)系統(tǒng)中的分離點，自動化物料處理系統(tǒng)集成服務功能，減少在生產(chǎn)過程中不同點之間的時間延遲。這些系統(tǒng)促使程序布局設計來清晰地描述，每個工件的路徑，往往使小批量運輸工件更經(jīng)濟，它供予減少等候時間的潛力。 柔性制造系統(tǒng)（FMS）是這樣一個系統(tǒng)，自動化工作站與一個物料輸送系統(tǒng)連接來提供了一個比是在一個高度自動化、非柔性、傳輸線制造的零部件范圍更廣的多級的自動化制造的能力。這些系統(tǒng)提供靈活性，是因為執(zhí)行的操作在每個工作站和工作站之間可以通過軟件控制不同部分的路由。 該柔性制造系統(tǒng)技術的承諾是提供了彈性接近的能力，在接近的設備可以用傳輸線取得的在工作間利用率。實際上，柔性制造系統(tǒng)是一種在這兩個極端中間的技術，但良好的管理可以幫助推動雙方邊界同時進行。 自動化工廠可以顯著差異就其戰(zhàn)略目的和影響。兩個例子，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)磁帶錄像機的設備。這一行動的心臟功能，有100多名工作站的高度自動化的機器人裝配生產(chǎn)線。除了一些故障排除操作和過程改進工程師外，這條線可以運行，用很少的人力干預，接近每天24小時，生產(chǎn)任何型號的200錄像機的組合，截至1988年8月 。該設施沒有得到充分利用;松下準備增加產(chǎn)量，每月運行的設施的時間更多，隨著需求的實現(xiàn)。 在這種情況下，生產(chǎn)更多的邊際成本非常低，為錄像機行業(yè)準入，松下有效地創(chuàng)建了一個障礙，使進入者很難在價格上競爭。 第二個例子是通用電氣公司飛機發(fā)動機集團三廠，于琳，馬薩諸塞州。這完全自動化的工廠機器的小套零件由飛機發(fā)動機集團的裝配廠使用。相反，松下電器工廠，它負責在錄像機產(chǎn)品市場的戰(zhàn)略優(yōu)勢，戰(zhàn)略優(yōu)勢由GE工廠提供的似乎解決其勞動力市場，三廠的投資現(xiàn)在是沉沒，最終，它將以一個小隊高效率地日夜不停的運行。 由于體積被增加，美國通用電氣公司有能力利用三廠的生產(chǎn)力、成本結構和其工會的勞動力促使目前制造的許多零件，這些零件最終可能被轉移到三廠地區(qū)。因此，工廠自動化可以解決從產(chǎn)品市場的考慮到勞動市場的擔憂的多種類型的戰(zhàn)略需要。 自動化工程 從最初的概念分析到最后的處理計劃，高于和支持制造業(yè)正變得日益自動化的工程功能。在許多方面，工程自動化與工廠自動化是非常相似的，這兩種現(xiàn)象可以大大提高勞動生產(chǎn)率，同時提高了其余員工的工作知識比例。然而，對于許多公司來說，經(jīng)濟回報結構和兩種技術的理由程序可以完全不同。 自動化和工廠自動化工程之間的差異源于對技術的兩種類型的規(guī)模經(jīng)濟差異。在許多情況下，工程自動化的最低有效規(guī)模是相當?shù)偷?。在工程工作站的投資往往是合理與否是網(wǎng)絡化，到更大的系統(tǒng)集成。提高工程師的生產(chǎn)率就足夠了。 對于工廠自動化的理由，相反的意見是更頻繁的案件。所謂“自動化孤島”已經(jīng)到了意味著在工廠自動化的小投資，其本身的投資提供了一個可憐的回報。許多公司認為，工廠自動化投資必須在質量，交貨時間前充分結合和廣泛的在操作中普遍，靈活性顯現(xiàn)出來。 計算機輔助設計有時被用來作為電腦輔助繪圖，電腦輔助工程分析，計算機輔助工藝規(guī)劃的涵蓋性術語。這些技術可用于自動化的工程設計工作帶出來的大量苦差事，讓工程師可以花他們更多的時間和精力專注于具有創(chuàng)造性和評估可能性更廣的設計思路。在不久的將來機器將不會設計產(chǎn)品。設計功能仍然幾乎完全在人類有關的領域。 計算機輔助工程允許用戶采取必要的工程分析，如有限元分析，提出設計，同時他們在繪圖板階段。這種能力可以顯著降低在產(chǎn)品開發(fā)周期的需要費時原型和測試。 計算機輔助工藝規(guī)劃有助于自動產(chǎn)品已被設計的產(chǎn)品，發(fā)展程序計劃的制造工程師的自動化工作，一旦產(chǎn)品被設計。 規(guī)劃和控制自動化 計劃和控制的自動化是最密切相關的物料需求計劃（MRP）。古典的MRP開發(fā)生產(chǎn)計劃和時間表是通過利用產(chǎn)品的物料清單和生產(chǎn)前置時間來爆炸的客戶訂單和需求預測當前和預計的，庫存水平拘捕和日程安排。 MRPⅡ的系統(tǒng)（第二代MRP）是制造資源計劃系統(tǒng)，建立在基本MRP的邏輯，但也包括車間控制模塊，資源需求計劃，庫存分析，預測，采購，訂單處理，成本會計，并在不同程度詳細容量規(guī)劃。 在規(guī)劃和控制的自動化投資的經(jīng)濟因素更為相似，比如投資在工廠自動化比在工程自動化是很相似的。由一個投資在MRP II系統(tǒng)的回報只能通過分析整個生產(chǎn)運作加以估計，也就是工廠自動化的情況，該技術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)領域的四個重要的運動是推動廣泛制造一體化的實現(xiàn)： *準時制生產(chǎn)（JIT）； *可制造性設計（DFM）； *質量功能展開（QFD）； *計算機集成制造（CIM）。 其中，CIM是唯一一個直接關系到新計算機的技術。準時生產(chǎn)，質量功能展開，和可制造性設計，這是組織管理方法，不是天生的計算機化和不依賴任何新技術的發(fā)展。我們將在這里簡要地看著他們，因為他們是重要的變化，這些變化是許多制造業(yè)的組織承諾，因為他們集成的目標是非常一致的。 準時制生產(chǎn)（JIT） 準時生產(chǎn)體現(xiàn)了追求精簡或連續(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生產(chǎn)系統(tǒng)的制造安裝時間、可變性、庫存緩沖和交貨時間，從供應商到客戶，以實現(xiàn)產(chǎn)品的高品質，快速，可靠的政績觀和低成本。 在一個工廠工作站之間的工作時間和庫存緩沖區(qū)的減少，以及客戶與供應商之間，創(chuàng)建了一個更加一體化的生產(chǎn)體系??。人們在每個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題意識。這種意識，有合作的工作文化相結合，可以幫助顯著提高質量和減少變異。 技術投資也就是機器和計算機，它不需要JIT的實施。相反，JIT是一種管理技術，這種技術主要依賴于持續(xù)不斷追求生產(chǎn)經(jīng)營逐步改善。如果沒有重大的資本投資，JIT通過CIM完成一些相同的整合目標。只是因為它是難以量化成本和中在工廠自動化的投資收益，也難以量化成本和“軟”技術作為JIT的好處。最近的一些模型試圖做這樣的量化，但該工作方法還沒有得到廣泛應用。 可制造性設計（DFM） 這種方法有時被稱為并行設計或同步工程。 DFM是相關的追求設計工程師、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)品開發(fā)的實踐在產(chǎn)品設計師完成其工作之前，流程設計人員可以開始他們的設計，以這樣的方式開發(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降低度產(chǎn)品成本。 質量功能展開（OFD） 密切相關的可制造性設計是質量功能展開（QFD）的概念，它需要增加產(chǎn)品設計師、營銷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)品概念被開發(fā)，在沒有營銷人員和工程設計人員之間顯著的交互作用下將長期通過。因此，作為設計師面臨無數(shù)的技術決策和權衡，他們將在很少的營銷或客戶的投入中作出選擇。這種做法在產(chǎn)品引進中往往導致長期拖延，因為重新設計工作是非常必要的，一旦營銷人看到原型。質量功能展開正式確定在整個產(chǎn)品開發(fā)周期之間的互動營銷和工程組，保證決策的設計與所有的技術和市場作出充分的權衡考慮。 兩者合計，設計的可制造與質量功能展開促進了工程、市場營銷和生產(chǎn)的一體化，降低了總產(chǎn)品開發(fā)的周期，提高了產(chǎn)品設計的質量，為雙方的生產(chǎn)組織和買該產(chǎn)品的顧客所感知。 就像及時生產(chǎn)，可制造性設計與質量功能展開在本質上不是主要技術，然而，如電計算機輔助設計技術常?？梢杂脕碜鳛楣ぞ邅泶龠M工程/制造/銷售一體化。從某種意義上說，這種用法可以被作為計算機集成制造來實施這些政策的選擇。 計算機集成制造（CIM） 計算機集成制造是指利用計算機技術將制造一個產(chǎn)品相關的所有功能聯(lián)系在一起。因此，計算機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象，甚至以一種有意義的方式描述CIM都是很困難的。 我們簡述一個相對簡單的概念模型，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。該模型由兩個系統(tǒng)單元類型組成： *部門的供應和/或使用的信息； *流程改造，合并，或以某種方式處理信息。 模型中的九個部門為： 1、生產(chǎn) 2、采購 3、銷售/市場營銷 4、工業(yè)與制造工程 5、產(chǎn)品設計工程 6、物料管理和生產(chǎn)計劃 7、管理員/金融/會計 8、工廠和企業(yè)管理 9、質量保證。 *流程改造，合并，或以某種方式處理信息。 1、成本分析 2、庫存分析 3、產(chǎn)品線分析 4、質量分析 5、勞動力分析 6、主計劃 7、物料需求計劃（MRP） 8、機器及設備投資 9、工藝設計和布局。 為了完成一個特定的制造系統(tǒng)模型的規(guī)范，必須在上面列出的部門和信息處理之間記錄信息流。這樣的信息流圖可以作為CIM的設計概念藍圖，可以在可視化的范圍和CIM信息系統(tǒng)的功能給予幫助。 設計并實現(xiàn)一個把所有信息供應商、處理器和用戶連接在一起的計算機系統(tǒng)是一個漫長，艱難和昂貴的任務。這樣的一個系統(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)濟效益受益于這樣一個系統(tǒng)，該系統(tǒng)來自更快更可靠的通信，里面的組織內部員工之間以及產(chǎn)品質量和交貨時間方面產(chǎn)生的改善更可靠的通信來經(jīng)濟效益。 因為許多CIM系統(tǒng)所帶來的好處要么是無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長期的、戰(zhàn)略性的承諾來提高制造能力。描繪許多美國制造業(yè)關注的決策過程的傳統(tǒng)回報投資的評估程序將不足以促使大量資金和需要時間積極去追求CIM。盡管費用較高和CIM實施的不確定性，但大多數(shù)美國大型制造企業(yè)還是投資一些資源來探索利用計算機信息系統(tǒng)整合其組織中各種功能的可行性。 技術采用的影響：靈活性和資本密集 如上所述，在工廠自動化和CIM投資中，公司朝著更加自動化和一體化的方向發(fā)展。為了充分評估這些投資機會，并權衡潛在違反支付的費用，我們必須考慮到這技術的兩個影響： （1）生產(chǎn)經(jīng)營的靈活性， （2）經(jīng)營的密集資本。 在這一節(jié)，在討論新的制造技術所創(chuàng)造的六個機遇之前我們先簡要的來看看這兩種效應： 制造業(yè)的靈活性 - 靈活地改變產(chǎn)品結構，改變生產(chǎn)比率，并通過縮短制造系統(tǒng)內的周轉時間和自動為不同的產(chǎn)品進行設置和更換來推出新產(chǎn)品。在過去的十年，制造靈活性的重要性對企業(yè)的競爭力已很明顯，因為經(jīng)濟和技術變革的速度已經(jīng)加快，許多消費者和工業(yè)市場已經(jīng)日益國際化。 由于這種競爭加劇的結果，當每家公司都要努力地去跟上大群體工業(yè)對手的新產(chǎn)品時，產(chǎn)品生命周期縮短了。 為了生存，公司必須迅速作出反應和靈活去對競爭的風險。因此，企業(yè)必須特別關注??新制造技術的靈活性組成部分的評估。 增加資本的密集是直接從大規(guī)模地用機器代替人的自動化。一個改革對資本密集的??成本結構有兩個重要的影響。 首先，來自低固定投資和高位可變成本的制造成本結構的變化，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公司的挑戰(zhàn)競爭能力，因為低可變成本讓公司維持甚至面對激烈的價格戰(zhàn)的盈利能力很短暫。 其次，自動調整在這兩個職業(yè)水平和工作責任所帶來的變化需要大量的組織，這種挑戰(zhàn)所帶來的改變在下面討論。 新的制造技術制造所創(chuàng)制的六項挑戰(zhàn) 1. 計算機集成制造系統(tǒng)的開發(fā)和設計 由于其雄心勃勃的一體化目標，計算機集成制造系統(tǒng)將是巨大的，復雜的信息系統(tǒng)。理想的情況下，設計過程中應先從CIM使命闡述的一系列具體目標和任務的聲明之后開始。這種自上而下的設計方法，確保了硬件和軟件組件已被設計成一個有凝聚力的系統(tǒng)。 此外，由自從CIM集成的中央數(shù)據(jù)庫加一個分布式數(shù)據(jù)庫組成的創(chuàng)立，數(shù)據(jù)庫設計是至關重要的。并且，自從組織中的許多人將要負責錄入到系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，他們必須了解它們在整個系統(tǒng)的功能互動。用戶的輸入必須考慮在設計階段和檢查數(shù)據(jù)庫的準確性和完整性的系統(tǒng)必須被包括在內。 在系統(tǒng)設計階段必須考慮硬件和軟件的標準化。在許多公司，計算機和數(shù)據(jù)庫功能都來自不同的供應商，這些供應商的產(chǎn)品不是特別兼容。要么重新裝備或開發(fā)這些計算機系統(tǒng)連接在一起，這樣需要大量的資源。 顯然，設計一個被確認為組織內外都成功的系統(tǒng)，是一項艱巨的挑戰(zhàn)。這樣的系統(tǒng)是很少的，如果需要的話，公司也要按任務的日期去充分地完成這任務。 2. 人力資源管理系統(tǒng) 如上所述，重大的調整是需要合并新工廠自動化和計算機集成制造技術的實施的組織。如果新技術不是在一個新建的網(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為這是誰的企業(yè)，而不是退卻跡象振興裁員士氣問題。 此外，人力資源問題不是僅限于為了簡單地裁減一定數(shù)量的人，然后就向前用其余團體。計算機集成制造和自動化技術放在要求能力顯著提高的組織，再培訓和持續(xù)教育必須是企業(yè)的希望與這些技術的競爭規(guī)則，公司必須經(jīng)歷一個文化轉型。 再培訓和持續(xù)教育的要求至少是在工廠車間做這些新??技術工作管理人員和工程師。設計自動化工廠、管理自動化工廠和自動化工廠設計的產(chǎn)品與傳統(tǒng)的勞動密集工廠相比它更都要知識和技能的補充。高級管理人員必須評估計算機集成制造技術以及與他們工作的人，這技術也可大大受益于有關的教育。 3. 產(chǎn)品開發(fā)系統(tǒng) 工廠自動化和計算機集成制造使產(chǎn)品設計師的工作更加困難。人類開發(fā)的生產(chǎn)系統(tǒng)比自動化制造系統(tǒng)更適用，當設計師正在為一個手工建立產(chǎn)品設置要求時，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)生的問題，或者至少可以發(fā)現(xiàn)問題并傳達這些問題給設計師重新設計。 在自動設置中，設計人員可以不依賴于制造系統(tǒng)就可以輕松地發(fā)現(xiàn)和恢復設計中的錯誤，有嚴格限制水平的智能和適應性也可以設計成自動化制造系統(tǒng),，因此產(chǎn)品設計必須有非常熟悉生產(chǎn)系統(tǒng)或與這些有過親密交流的人來做。發(fā)展中國家在該組織的設計能力是的一定的困難，但實現(xiàn)世界一流的制造系統(tǒng)卻是必要的一步。 4. 管理動態(tài)過程的改進 在大多數(shù)運行良好，勞動力密集的制造系統(tǒng)，由一支充滿活力的員工隊伍，不斷努力，以發(fā)現(xiàn)更好的方法執(zhí)行其工作來不斷改進的結果。在一個高度自動化的工廠，有幾個工人去觀察，測試，實驗，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，工廠自動化將意味著學習曲線的末端是作為制造業(yè)競爭力的重要因素。這種說法長時間的違背了工業(yè)生產(chǎn)力的進步，一批根本的技術之后創(chuàng)新一系列的有利于不斷改進完善新技術。評估這一主題的大多數(shù)學生認為，此種是為盡可能多的總生產(chǎn)率的增長，做根本性創(chuàng)新而漸進累積的。從本質上講，任何激進的創(chuàng)新可能會被認為是第一個通過創(chuàng)新，這一創(chuàng)新需要更多的創(chuàng)新，才達到其最大潛力。 假定，工廠自動化和CIM將扭轉為時過早和有可能誤導管理人員和這些技術的實施者的這一歷史性模式。由于這些技術新的援助如此復雜，不能指望所有相關捕捉的知識都在系統(tǒng)設計階段里。如果一個企業(yè)承擔，一旦在適當?shù)奈恢?，這項技術將不會受到非常多的改善，它將評估，設計和管理體系更加不同于如果假定大多好處可以通過更多地了解該系統(tǒng)一旦到位如何最好的使用和改進。有人可能會希望能觀察到自我實現(xiàn)的預言在這方面，即使一個自動化的工廠已經(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以發(fā)現(xiàn)、捕捉并盡可能地適用新知識的人的這一技術的公司是明智的。事實上，不斷發(fā)現(xiàn)和利用改進的機會可能是對企業(yè)完全避免無人工廠的主要原因。 5.采購技術 在評估一個特殊的技術方案之前，該方案必須合理地明確界定。一個企業(yè)需要選擇設備和軟件供應商，并決定設計、生產(chǎn)、安裝和將與內部工作人員執(zhí)行的集成技術的數(shù)量。許多觀察家認為，作為企業(yè)盡可能多的做技術開發(fā)，以盡量減少對企業(yè)的工藝技術信息的泄漏，并保證一間公司的新技術和現(xiàn)有的戰(zhàn)略、人員和資本資產(chǎn)做適當?shù)呐浜稀? 對于外部獲取的技術，在它們進行評估之前，技術的方案必須產(chǎn)生。在制定這些方案時，公司必須考慮其目前的資產(chǎn)，環(huán)境，市場地位，以及作為其競爭對手。設備廠商必須納入決策過程，供應商和技術評估標準必須在組織內發(fā)展和利用。 6.系統(tǒng)控制和性能評價 一旦技術的投資選擇已經(jīng)實施，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)方法的缺點是廣泛的認可。這些方法的大多數(shù)可以被操縱，以使目前的結果看未來業(yè)績的潛在支出好。當管理者僅花費在他們的職業(yè)生涯中的一個設施或位置的一小部分時，他們往往有動力去進行這種操作。此外，在許多環(huán)境中，為設施適當?shù)男阅軜藴室笮畔⒌囊粋€或多個競爭對手的設施，上及時，準確的數(shù)據(jù)可能不可用。 越來越多的企業(yè)正在使用制造性能的多維措施。而不是僅僅根據(jù)統(tǒng)計匯總盈利能力，質量，交貨期，質量成本，交貨性能和全要素生產(chǎn)率的措施正在利用評價業(yè)績。盡管這種趨勢，企業(yè)可以受益于更多的研究，例如，為生產(chǎn)力和學習率的標準??設置一個高度自動化和集成的環(huán)境。 采用新技術的經(jīng)濟評估 對于購買硬件，軟件和服務，采用該技術的成本是最明顯和最容易提前估計前期資本的支出。大多數(shù)模型只考慮這些費用。但是下面這些也很重要：（1）被裁的員工的技能將不會在新系統(tǒng)中使用所需的費用，（2）新技術引起的操作設備引起的設備損壞的費用（3）人力資源發(fā)展所需的設計，建造，管理，維護和操作新系統(tǒng)的成本。 投資在工廠自動化和計算機集成制造是流程戰(zhàn)術和戰(zhàn)略的好處。這些利益涉及到一家公司的成本結構變化，增加了工藝重復性和一致性，降低了庫存，提高了靈活性，并縮短流程和通訊線路。 關于投資在CIM的成本結構和工廠自動化往往代表了大量的前期成本，這成本導致了每個單位產(chǎn)出的可變成本減少。這個主要是人力勞動取代機器的結果。 當企業(yè)之間的競爭非常高時，降低可變成本可以提供顯著的競爭優(yōu)勢，此外，降低可變成本，有時會導致企業(yè)削減價格，潛在地增加市場份額和收入。 CIM和工廠自動化給予的產(chǎn)品的重復性和一致性所引出的優(yōu)點的增加也有著顯著提的競爭力。減少加工變異、減少廢料和重修定成本，可變成本儲蓄的來源，可以作為通過自動化減少普通勞動力的成本。此外，提高了產(chǎn)品的一致性，可以顯著地提供產(chǎn)品市場銷售量的增長。 改進程序控制的二次影響包括提高在一個運行良好的系統(tǒng)順利工作的員工士氣（很少缺勤和離職） 自動化和集成投資的財產(chǎn)的庫存減少可以來自幾個方面，首先，工廠自動化可以減少某些類型的操作設置時間，減少了周期庫存的需要。其次，降低程序變異性可心降低性在整個制造系統(tǒng)中的不確定性，減少了安全庫存的需要。第三，工廠集成可以縮短生產(chǎn)周期，減少了在制造過程中通過系統(tǒng)的庫存流。 柔性制造是CIM和工廠自動化提供的另一個重要的戰(zhàn)略優(yōu)勢。快速轉換工具和設備使公司能夠迅速改變產(chǎn)品結構，以響應變化的市場需求。此外，數(shù)控編程及計算機工藝設計縮短產(chǎn)品上市時間和縮短企業(yè)推出大量新產(chǎn)品的時間。全自動化制造系統(tǒng)提供批量柔性。前面提到的松下錄像機企業(yè)的高度自動化可以改變其相對較低的產(chǎn)出率和通過增加或減少每月運行費用的小時數(shù)來調整成本。因為該企業(yè)的直接勞動力是相當小，產(chǎn)量下降不會導致戲劇性的開工不足和不需要增加主要雇用和培訓工作。 最后，在工作地點交貨時間的縮短將降低車站之間的工作流程時間，從而減少了制品在系統(tǒng)中的需要。隨著庫存和交貨時間的減少，企業(yè)可能增加快速交貨的利潤費用或可能通過提供更好的服務和保持價格不變來增加市場占有率。 概要和結論 增加全球競爭和環(huán)境的波動性要求企業(yè)能迅速適應，否則將面臨滅絕的可能性。投資于自動化和集成，包括硬件，比如自動機和柔性制造系統(tǒng)，軟件，如計算機集成制造系統(tǒng)和如及時生產(chǎn)、可制造性設計和可以幫助公司實現(xiàn)和保持競爭力的管理方法。 當然，總是以最短的資產(chǎn)供應的是管理遠見和領導才能。制造業(yè)戰(zhàn)略創(chuàng)新必須優(yōu)先于技術投資決策，因為良好的技術很少保存不善的管理。因此，企業(yè)必須補充其有關的信息和對他們的業(yè)務挑戰(zhàn)和機遇的見解技術進行選擇的學習。 查爾斯任教于麻省理工學院斯隆管理學院的經(jīng)營管理和生產(chǎn)戰(zhàn)略。他擁有博士和碩士學位，斯坦福大學的學士學位和杜克大學的學位。他曾撰寫了許多關于生產(chǎn)問題，包括質量改進的經(jīng)濟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)行教學和研究項目包括：數(shù)字設備工作公司，柯達，通用電氣，IBM和摩托羅拉。 注射成型塑料制品設計和制造的知識庫系統(tǒng) 摘要 本文介紹了一個重要塑模知識庫系統(tǒng)的制定和實施。這知識庫，名為啟迪，是基于網(wǎng)絡技術建立的，因為它的普遍性，易用性，傳播方便性，它的超文本，導航和搜索功能，以及支持通過互動的（Java，JavaScript，和CGI）和多媒體（文本，圖形，視頻和音頻）。按照設計，內容和啟示工具可以查看和共享在此??過程中所涉及的事方，使用任何網(wǎng)頁瀏覽器在本地主光盤或通過互聯(lián)網(wǎng)（內聯(lián)網(wǎng)和外聯(lián)外）。 導言 以知識為基礎的系統(tǒng)，是維護本組織內的知識和為建設公司[1]企業(yè)生存的理想技術。它在不同的部門，紀律，組織知識也扮演著一個的重要作用。信息技術消除了地域和時間的限制，通過計算機網(wǎng)絡使得在自己的臺式機或筆記本電腦都隨時可以查得到信息 我們制定并實施了一個復雜的注塑工藝為給了知識庫最佳人選啟示。這任務涉及到注塑成型塑料件的設計和制造，包括對產(chǎn)品的造型，零件工程設計，材料選擇，模具設計，模具制造（工藝裝備），注塑成型，計算機輔助工程（CAE）。這些綜合學科知識的任務要求和零件的設計和模具，材料屬性，加工，計算機仿真設計能力，以及解決問成型問題決策的能力。絕大多數(shù)信息和技能的要求，為不同部門的工程師引進項目的同時，也超出了人類大腦的存儲容量。它也需要一種手段來存儲和共享產(chǎn)品信息。發(fā)起的啟蒙任務是建立一個可擴展的框架，封裝，組織和傳播的關鍵設計，加工，CAE分析資料，塑料工程師和管理人員。利用網(wǎng)絡為基礎的技術，我們創(chuàng)建了一個知識庫，通過提供一個良好設計的用戶在一個堅固的數(shù)據(jù)結構，建立一個強大的接口信息存儲和檢索系統(tǒng)。系統(tǒng)組件和實施過程將在下面的章節(jié)中討論。 Ⅱ. 系統(tǒng)組件 A：源文件和數(shù)據(jù)庫 ?知識庫的主要組成部分是信息模塊（見模塊和圖像的信息）。我們選擇的FrameMaker源文件格式，它是桌面出版最流行和強大的工具之一。雖然我們認為把FrameMaker文件轉換為可移植文檔格式（PDF）（這是免費下載），但我們決定用原有標準萬維網(wǎng)（WWW）上超文本標記語言（HTML）格式。這一決定的原因是我們的圖像網(wǎng)頁質量的提高，這是由瀏覽器顯示出來。我們使用第三方轉換工具（網(wǎng)頁出版社）轉換成HTML格式的FrameMaker文件，如圖1所示。出版商允許我們定義頁面格式樣式，以確保在生成的HTML文件視覺與感覺一致。 由于必須保持持續(xù)的知識未來的增長，商業(yè)相關的數(shù)據(jù)庫應用程序已被用來管理源代碼和HTML文件（見圖1）。每個源文件記錄數(shù)據(jù)庫中的檔案。記錄存儲有關文件的（信息模塊）的書名，作者，目錄路徑和獨特的八位數(shù)字。該記錄也保留了源始資料創(chuàng)建的日期，不論實驗它的HTML副本是否已生成，并在知識庫的信息模塊插入標題。該數(shù)據(jù)庫文件名字段中輸入一個關鍵字表示特定項，以便我們可以自動的生成超鏈接索引。 B.信息模塊和圖像 該信息模塊，它作為知識庫中一個單一的HTML頁面，是啟蒙的基本組成單位。每個信息模塊提供特定的主題信息，并且可以控制超連結至其他相關信息模塊和公共網(wǎng)站（見圖1）。顧名思義，信息模塊是模塊化的，可重復使用的信息塊。啟蒙的用戶接口是組織這些模塊進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構是完全獨立。我們可以添加模塊，洗牌它們周圍，從任何一個菜單進入某個模塊或完全刪除模塊。這些模塊存儲在一個位置，但無論怎樣它都會出現(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)造的運動假象的分層數(shù)GIF的動畫 C.主要的主題標題 用戶界面組類似下面的幾個主要標題的信息模塊。這些主要的標題不是一成不變的，而是可以被重新命名，重新排列，并酌情每個版本。目前的版本的啟蒙顯示五個主要議題：設計，材料，加工和C -模，故障排除。每一個主要議題進一步細分為若干頂級水平。圖2（上），點擊啟示主頁，提供了對主要議題的總體看法，并探討在頂層部分的表決。用戶可以點擊一個單獨的圖形來打開該課題的主要方向和相應的主網(wǎng)頁目錄。 除了C模的標題外，其中包含有關用C -模具產(chǎn)品（仿真實例，案例研究，Java工具和CAE分析報告）的信息，其他主要議題包括一般的，非特定軟件模塊，類似于一個塑料百科全書。C -模報告部分提供了一種機制，這種機制可以為用戶建立自己的“知識”和可以由組織內的不同群體共享的CAE分析的報告存檔。 D.用戶界面 當前用戶界面設計的啟示框架采用了Web頁面的格式，即：在瀏覽器窗口顯示在幾個不同的信息，這瀏覽器同時由幾個獨立的區(qū)域組成。正如圖2（下）中看到，每個窗口包含三個框架。頂部框架是一個包含兩個菜單欄標題行：第1行中的導航按鈕和第2行中的主題標題。側欄包含一個目錄，根據(jù)用戶選擇更新。主窗口是保留給顯示實際的主題。 E.合成樹脂數(shù)據(jù)庫和搜索引擎 塑料數(shù)據(jù)庫包含超過4000的熱塑性樹脂，該樹脂是一種啟蒙的專用功能部件。流長圖（顯示了在一定的工藝條件下可樹脂以流動程度），允許用戶支比較樹脂的流動性。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脂。 F. Java工具 正如在圖1和圖2所示（在C模標題下），我們已經(jīng)制定了一對Java應用程序，該應用程序轉換了多種單元系統(tǒng)和估算的塑料零部件的成本。用戶可以從他們的Web瀏覽器啟動這些平臺獨立的Java工具。 G.導航系統(tǒng) 為了幫助用戶快速檢索啟示的信息，我們已經(jīng)實現(xiàn)了一個如圖1和圖2（上）所示的導航系統(tǒng)， 如上所述，頂欄包含所有主題和導航選項的按鈕。點擊一個主標題或導航按鈕將打開其主窗口和在側欄表格的主要內容頁。然后，用戶可以通過選擇瀏覽的內容表中的主題標題。該主題將打開在主窗口。 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計按鈕，然后從側欄生成的內容表點擊冷卻系統(tǒng)設計。主頁的設計是在主窗口可見，內容表列出了模塊的信息與相關的冷卻系統(tǒng)設計。 該導航按鈕包括一個網(wǎng)站地圖，這網(wǎng)站地圖是一個全球性的內容層次表，這表幫助用戶獲得相互關系主題在信息。該索引在另一方面平展了層次結構，并顯示一個鏈接到相應的主題的關鍵詞字母。這術語表給出了術語及其定義，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于他們的相關主題連結加權名單。 Ⅲ. 最后的商標 到目前為止，我們已經(jīng)創(chuàng)造數(shù)百個不同主題的信息模塊，作為啟蒙信息庫。我們還制定補充導航功能，并采納了一個用于訪問任何Web瀏覽器的主題模塊的搜索引擎。我們目前的重點是開發(fā)文件管理工具，該工具管理由CAE軟件項目報告生成，并加入向導形式的互動性。我們的目標是讓用戶能夠管理他們自己產(chǎn)生的信息，使企業(yè)能夠成為一個啟示，聰明的知識管理工具。 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