1本課程成績考核要求滿分100分，由平時成績30%+考試成績70%組成；請您上課時把手機調整到振動或無聲或關機狀態；手機使用流量與成績成反比；請不要遲到，遲到的同學勿敲門或打報告，請在教室門外靜候，或回宿舍休息，或去圖書館自習，到課間休息時間進入教室；請不要早退，一次扣除平時成績5分，可累計到30分；請不要無故曠課，請假請出示請假條（無請假條以曠課計），無故曠課一次從平時成績中扣除5分，可累加到30分；請按時完成作業，缺一次作業從平時成績中扣除5分，可累加；要求網上提交的作業，請按“學號+姓名”的方式命名文件名稱。示例：2012200789+宋慶明2本課程參考書目現代制造系統，西安電子科技大學出版社現代制造系統，清華大學出版社現代集成制造系統，清華大學出版社制造系統工程，清華大學出版社現代供需制造系統導論，清華大學出版社生產系統工程，機械工業出版社現代制造系統工程導論，浙江大學出版社供應鏈工程與管理，機械工業出版社生產運作與管理，機械工業出版社系統工程導論，機械工業出版社……3引例：地鐵設計與制造（視頻資料）Subwaycar’sdesignandmanufacture本課程主要內容綱要4關注問題5關注問題6關注問題運營營銷財務制造系統7何謂制造系統？WHAT制造系統是按照一定的制造模式將制造過程所涉及的人力資源、加工設備、物流設備、原材料、能源和其他輔助裝置，以及設計方法、加工工藝、管理規范和制造信息等要素整合而成的有機整體，它具有將制造資源轉變為有用產品的特定功能。該概念蘊含著制造系統的結構、功能和過程。信息處理過程材料轉變過程8本課程主要內容綱要產品制造系統的技術體系演變現代產品設計方法——概念設計、并行設計、逆向設計、模塊化設計制造系統理論基礎——規劃、設計、運作及決策理論自動化制造系統設計自動化制造裝備——工業機器人、數控機床、自動導引小車、自動化立體倉庫自動化生產線布局及設計柔性制造系統及CIMS精益制造系統設計物流系統設計——系統化布局方法、供應鏈及物料搬運系統設計制造系統控制及調度方法——物料需求計劃、MRPⅡ、ERP、商務智能再制造與循環經濟理論9Unit1產品制造系統的技術體系演變A設計與制造的分合演進B產品設計制造的技術體系C制造系統集成與企業信息化10一.設計與制造的分合演進-早期時代

人猿相揖別。

只幾個石頭磨過，

小兒時節。

銅鐵爐中翻火焰，

為問何時猜得，

不過幾千寒熱。

人世難逢開口笑，

上疆場彼此彎弓月。

流遍了，

郊原血。一篇讀罷頭飛雪，

但記得斑斑點點，

幾行陳跡。

五帝三皇神圣事，

騙了無涯過客。

有多少風流人物？

盜跖莊屩流譽后，

更陳王奮起揮黃鉞。

歌未竟，

東方白。石器時代：石器時代包含了人類進化過程中的第一次科技的大范圍傳播。青銅時代：青銅鑄造術的發明與石器時代相比，具有劃時代意義

鐵器時代：鐵器時代指已經能運用很復雜的金屬加工來生產鐵器

毛澤東詞【賀新郎.讀史】11一.設計與制造的分合演進-早期時代特點：人猿相分離發達的頭腦人直立行走制作和使用工具工具制作者就是設計者設計與制造一體化設計制作的器物陶罐：彩陶、黑陶青銅器、鐵器衣食住行穴居的洞穴、茅草屋獸皮、草木皮衣火的使用畜力石器時代：石器時代包含了人類進化過程中的第一次科技的大范圍傳播。青銅時代：青銅鑄造術的發明與石器時代相比，具有劃時代意義

鐵器時代：鐵器時代指已經能運用很復雜的金屬加工來生產鐵器

12石器、陶罐、青銅器、鐵器一.設計與制造的分合演進—早期時代手工作坊式生產——匠人傳統例：輪制拉坯陶罐與模制陶罐設計與制作一體化制作者即是設計者每一個產品都具有樸素的藝術美、個性化設計者與制造者兼具藝術美學131）用機器代替手工，由作坊形成工廠手工作坊手工工廠17世紀60年代，瓦特改良蒸汽機，引發第一次工業革命，工業化大生產從此開始。18世紀70年代，德國人奧托設計制造了第一臺內燃機，引發了制造業的又一次革命。18世紀后半葉起，出現在英國的金屬加工機器，先后傳到了法國、德國和美國，并在美國率先形成了小型的機械工廠。一.設計與制造的分合演進－機器革命142）從單件生產方式發展成大量生產方式手工單件生產機器大量生產科學管理思想，代表人物泰勒：科學管理的創始人，在其《科學管理法》中，運用IE方法闡述了以勞動分工、標準化作業、計件工資制為基礎的科學管理思想。1917年加拿大成立IE協會，1948年美國成立IE學會?；Q件的產生，代表人物EliWhitney：1798年，得到政府的訂單：生產10000步槍。機器可以制造滿足特定要求的標準化部件。步槍的零件可以互換。一.設計與制造的分合演進－機器革命152）從單件生產方式發展成大量生產方式產品大量生產流水線，代表人物福特：1913年建立了具有劃時代意義的汽車裝配生產線，實現了以剛性自動化為特征的大量生產方式。一.設計與制造的分合演進－機器革命16一.設計與制造的分合演進—機器革命設計與制作一體化制作者即是設計者設計制造設計過程標準化機器生產流程化產品標準化、工業化一種實用的簡約美、靈魂美產品的奢華、裝飾性、個性化缺失手工作坊式生產機器大量生產方式手工工廠生產17柔性化剛性化機器革命設計過程標準化機器生產流程化產品標準化、工業化一種實用的簡約美、靈魂美產品個性化、復雜化一種奢華的裝飾性、藝術美工藝美術運動莫里斯為代表機器制造藝術設計早期時代2）從單件生產方式發展成大量生產方式1）用機器代替手工，由作坊形成工廠科學管理思想互換性技術流水線生產質量控制技術剛柔相濟現代工業18一批新型的先進制造單元技術：成組化技術(GT)計算機數控技術(CNC)機器人技術(RT)計算機集成制造(CIM)柔性制造系統(FMS)CAD/CAM/CAPP虛擬制造(VM)快速成型技術(RP)3D打印技術。。。。。。一.設計與制造的分合演進—現代工業成本Cost質量Quality時間Time服務Service環境Environment請寫出這些術語的英文全稱19成組化技術(GT)——GroupTechnology數控技術(CNC)——ComputerNumericalControl機器人技術(RT)——RobotTechnology計算機集成制造(CIM)——ComputerIntegratedManufacture柔性制造系統(FMS)——FlexibleManufacturingSystemCAD/CAM/CAPP——ComputerAidedDesign

ComputerAidedmanufactureComputerAidedProcessPlanning虛擬制造(VM)——VirtualManufacture快速成型技術(RP)——RapidPrototype3D打印技術——ThreeDimensionalPrintTechnology。。。。。。一.設計與制造的分合演進—現代工業20設計與制作一體化制作者即是設計者設計制造設計過程標準化機器生產流程化設計與制造一體化統一的產品數據模型PDM（ProductionDataModel）數據交換標準STEP（StandardExchangeofPDM）一.設計與制造的分合演進—現代工業新生產方式或制造模式早期工業機器革命手工作坊式生產機器大量生產方式21制造模式概念制造模式是指企業體制、經營、管理、生產組織和技術系統的形態結構和運作模式。從廣義的角度看，制造模式就是一種有關制造過程和制造系統建立及運行的哲理和指導思想，是制造系統實現生產的典型組織方式，是制造企業經營管理方法的模型，是提供制造系統通用和全局的樣板，是眾多同類系統模仿的典范。

一.設計與制造的分合演進—現代工業手工作坊式生產制造模式柔性單品種大量生產多品種小批量生產柔性制造系統少品種大批量生產剛性定制化生產可重構制造系統混流制造系統精益制造方式敏捷制造計算機集成制造系統WHAT制造模式企業經營生產的組織方式22產品設計的個性化、產品制造的柔性化產品表達的數字化、產品信息的集成化產品設計的個性化——消費者的行為更具有選擇性，他們不再滿足于沒有參與感的產品設計，更愿意將自己的意見參與到產品設計中。一.設計與制造的分合演進—現代工業產品制造的柔性化——產品設計的個性化需要產品生產模式由過去單一品種或少品種大批量生產向多品種小批量生產自動化轉變。手工作坊式生產制造模式柔性單品種大量生產多品種小批量生產柔性制造系統少品種大批量生產剛性定制化生產可重構制造系統混流制造系統精益制造方式敏捷制造計算機集成制造系統特征23產品設計的個性化、產品制造的柔性化產品表達的數字化、產品信息的集成化產品表達的數字化——CAD/CAM/CAPP，CNC，FMC，機器人技術，虛擬制造，并行工程，自動物料運輸系統，AGV等單元技術，使產品在設計開發、加工裝配、銷售以及售后服務等各個環節的信息都能實現數據交換和信息共享。一.設計與制造的分合演進—現代工業有限元分析法實體造型設計24火車制造的實際原型Source：NorthernChinaRailwayLocomotiveGroup,DalianRailwayCollege,TsinghuaUniversity25作業：任選高速鐵路機車車輛方面的相關內容，查閱文獻，做一技術專題。（材料形式不限）。26產品設計的個性化、產品制造的柔性化產品表達的數字化、產品信息的集成化產品信息的集成化——產品信息模型PDM、產品信息共享的數據交換標準STEP。對通用產品數據、制造資源和知識庫的支持，實現設計、制造信息資源的集成與共享。一.設計與制造的分合演進—現代工業產品信息庫制造資源信息庫知識基礎制造內部網外部網設計270255075100低高擾動程度20世紀21世紀54503027252236546045382836554651415363535251633964644154627640555674///質量意識價格意識服務水平對替代品的脆弱性產品生命周期經濟循環依賴水平流行時尚意識競爭強度消費者需求及欲望的變化程度購買者能力技術變化率飽和水平愿望的一致程度需求水平穩定性需求及消費者欲望的確定性必需品奢侈品價格競爭產品的差異性

Pine和B.JosephII“MassCustomization,TheNewFrontierinBusinessCompetition.”Boston:HarvardBusinessSchoolPress,市場MARKET一.設計與制造的分合演進—21世紀28時間TIME一.設計與制造的分合演進—21世紀來源:Bullinger

78

80

828486

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92

94962時間46810平均產品壽命TL平均開發時間TDTD>TL年數研制周期交付周期研制周期01234567891070772773774775776777751596263727290年57646871828194.5(年)29現代市場競爭的內容不斷變化競爭COMPETITION一.設計與制造的分合演進—21世紀30以產品為中心以顧客為中心以市場為中心中心CENTER如何制造價廉物美的產品CAD/CAM/CAPP如何營銷產品SCMCRM一.設計與制造的分合演進—21世紀31宇航生物工程微電子光電子信息技術核技術空間技術制造業領域RANGE微觀→宏觀32智能制造系統，是一種由智能機器和人類專家共同組成的人機一體化系統。它強調的是在制造的各個環節中，借助計算機來模擬人類專家的智能活動，諸如：分析、推理、判斷、構思和決策等；宗旨是通過人與智能機器的合作共事，來擴大、延伸并部分地取代人類專家在設計、制造過程中的腦力勞動。智能化ARTIFICIALINTELLIGENCE一.設計與制造的分合演進—21世紀智能機器人video33產品的設計、加工、檢測、物流、裝配過程一體化（淡化了專業界限）；CAD/CAE/CAPP/CAM/PDM/ERP集成（淡化了學科界限）；快速原形制造技術，使得設計思想能夠快速轉化為物理原形，甚至能夠直接制成零件（淡化了設計與制造的界限）；信息技術對制造技術的發展影響深遠，如CIMS、智能制造系統AMS、生物制造、虛擬制造等。綠色設計與制造，產品的回收和循環再制造等技術將促進資源的清潔化運用。一.設計與制造的分合演進—21世紀趨勢TREND34柔性化剛性化機器革命設計過程標準化機器生產流程化產品標準化、工業化一種實用的簡約美、靈魂美產品個性化、復雜化一種奢華的裝飾性、藝術美工藝美術運動莫里斯為代表機器制造藝術設計早期時代2）單件生產到大量生產1）機器代替手工，作坊形成工廠科學管理思想互換性技術流水線生產質量控制技術剛柔相濟現代工業21制造產品設計的個性化產品制造的柔性化產品表達的數字化產品信息的集成化市場market時間time競爭competition中心center領域range智能化intelligence35Unit1產品制造系統的技術體系演變A設計與制造的分合演進B產品設計制造的技術體系C制造系統集成與企業信息化36二.產品設計制造的技術體系37設計方法現代化產品概念設計產品可靠性設計可維護性及安全設計并行設計逆向設計創新設計智能設計仿真與虛擬設計價值工程設計模塊化設計設計手段計算機化有限元法并行工程技術計算機輔助設計反求工程技術CAD/CAM一體化技術工程數據庫向全壽命周期設計發展由單純考慮技術因素轉向綜合考慮技術、經濟和社會因素（1）先進設計技術產品現代設計方法A可靠性設計方法B并行工程及設計方法C產品模塊化設計方法D逆向工程及設計方法

E產品概念設計方法數字化設計產品現代設計方法與技術WHAT38先進制造工藝技術精密、高速加工技術高能束加工技術快速成型工藝技術數控技術數控裝置進給系統主軸系統NC程序編制工業機器人機器人操作機控制系統多機器人系統制造系統(柔性、集成、精益、智能)加工系統物流系統調度與控制故障診斷自動檢測與信號識別技術信號識別數據獲取數據處理特征提取與識別過程設備工況監測與控制過程監視系統在線反饋控制（2）制造工藝及自動化技術先進制造單元技術E制造工藝技術群F制造自動化裝備技術群G生產線布局及其設計H物料搬運與物流系統設計

J柔性制造系統及CIMS數字化制造產品制造過程與制造系統WHAT39先進生產模式計算機集成制造系統CIMS敏捷制造系統AMS智能制造系統IMS精良生產LP定制化生產集成管理技術企業資源管理ERP成本管理質量保障體系生產率工程制造資源快速有效集成生產組織方法虛擬公司理論與組織企業組織結構的變革以人為本的團隊建設企業重組工程（3）先進制造模式先進制造模式及管理技術K精益生產與看板控制系統L生產計劃與調度控制技術M供應鏈設計及管理技術N循環經濟理論與再制造數字化管理制造模式與生產組織方法WHAT數字化設計可靠性設計——并行設計——模塊化設計——逆向設計——Keywords請寫出這些術語的英文名稱數字化管理精良生產——生產計劃——供應鏈管理——循環經濟——再制造——工業信息化——數字化制造制造工藝——制造自動化——生產線布局——物料搬運系統——物流系統——柔性制造系統——數字化設計——Digitalizationdesign可靠性設計——Reliabilitydesign并行設計——Concurrentdesign模塊化設計——Modulardesign逆向設計——ReversedesignKeywords請寫出這些術語的英文名稱數字化管理——Digitalizationmanagement精良生產——LeanProduction生產計劃——Productionplan供應鏈管理——SupplyChainmanagement循環經濟——Cycleeconomy再制造——Remanufacture工業信息化——Industrialinformation數字化制造——Digitalizationmanufacture制造工藝——ManufacturingProcess制造自動化——AutomaticallyManufacture生產線布局——Productionlinelayout物料搬運系統——Materialhandlingsystem物流系統——logisticalsystem柔性制造系統——Flexiblemanufacturingsystem42Unit1產品制造系統的技術體系演變A設計與制造的分合演進B產品設計制造的技術體系C制造系統集成與企業信息化43數據倉庫企業門戶ERP采購生產銷售財務人事……SCM電子交易市場供應商門戶供應鏈計劃………………CRM服務市場銷售呼叫中心…………缺乏統一的信息化平臺，新的企業內部與外部的信息壁壘三.系統集成與企業信息化——WHY44企業管理者缺乏統一的信息化平臺，新的企業內部與外部的信息壁壘地域分布廣泛系統分散、不集成組織結構復雜行業跨度廣泛集團企業地域分布廣泛，數據難以集中管理和分析行業跨度廣泛，形成多種應用系統共存多種應用系統分散實施，系統間集成成本昂貴企業不斷兼并重組，業務不斷調整，應用系統無法適應變化的需求三.系統集成與企業信息化——WHY思考題一：制造企業為什么要建立統一的信息化平臺？45員工素質經營戰略機制環境產品開發CAD/CAIDPDM

制造工藝CAPP/CAMGT低成本價格高性能質量交貨期短優質服務現代管理

TQM/TPM/OAERP信息集成企業信息化是指采用先進的管理思想和方法，依靠現代信息技術，對企業進行資源整合，管理流程的分析與再造，提高企業的效率與效益，增強企業競爭力的過程。企業信息化概念三.系統集成與企業信息化——WHATWHAT46第一層：生產自動化。在生產中運用信息技術，實現生產自動化。如生產設計自動化（CAD）、生產制造自動化（CAM）、生產自動化控制、智能儀表等，凡是在生產活動中用到信息技術的都是企業信息化的一部分。（工業2.0）第二層：管理信息化。用信息技術對企業生產、銷售、財務等數據進行處理，這是最基礎的信息化，也是工作量及難度最大的。如制造資源計劃(MRP-II)、企業資源計劃(ERP)。（工業3.0）第三層：決策信息化。計算機集成制造系統(CIMS)、數據挖掘及商務智能(BI)、知識管理(KM)等，用來輔助管理和決策。（工業4.0）三.系統集成與企業信息化——WHAT思考題二：制造企業信息化進程是如何實現的？2024/7/1747虛擬企業(動態聯盟)SCM銷售公司制造部物資供應公司ERP（供需鏈管理

/Internet）主體企業（盟主）聯盟（虛擬）企業聯盟（虛擬）企業聯盟（虛擬）企業企業信息集成批發商代理商維修服務辦事處內銷外銷MRP/MRPIIDRPCRM電子商務（B2B）（B2B、B2C、O2O、P2P）供應商供應商供應商供應商供應商供應商供應商供應商供應商供應商供應商供應商供應商客戶客戶客戶客戶客戶客戶零售商零售商維修點代銷點服務點代銷點直銷客戶客戶MIS系統理念技術模式運輸、倉儲運輸、倉儲、配送CAD/CAM/CAPPMIS——CAD——CAM——CAPP——TQM——Keywords請寫出這些術語的英文全稱和漢語名稱MRP——MRPⅡ——DRP——ERP——TPM——CRM——SCM——B2B——B2C——OA——MIS——managementinformationsystemCAD——computeraideddesignCAM——computeraidedmanufactureCAPP——computeraidedprocessplanTQM——totalqualitymanagementKeywords請寫出這些術語的英文全稱和漢語名稱MRP——materialrequireplanMRPⅡ——manufacturingresearchplanDRP——deployresourceplan配置資源計劃ERP——enterpriseresourceplanTPM——totalpersonsmaintainCRM——customersrelationshipmanagementSCM——supplychainmanagementB2B——businesstobusinessB2C——businesstocustomersOA——officeautomation辦公自動化50Thanksalot!蘭州交通大學中國甘肅省蘭州市安寧區118號730070網址：51Unit1小結產品制造系統的技術體系演變A設計與制造的分合演進B產品設計制造的技術體系C制造系統集成與企業信息化52關注問題運營營銷財務制造系統引例：地鐵設計與制造53何謂制造系統？WHAT制造系統是按照一定的制造模式將制造過程所涉及的人力資源、加工設備、物流設備、原材料、能源和其他輔助裝置，以及設計方法、加工工藝、管理規范和制造信息等要素整合而成的有機整體，它具有將制造資源轉變為有用產品的特定功能。該概念蘊含著制造系統的結構、功能和過程。信息處理過程材料轉變過程54制造模式概念制造模式是指企業體制、經營、管理、生產組織和技術系統的形態結構和運作模式。從廣義的角度看，制造模式就是一種有關制造過程和制造系統建立及運行的哲理和指導思想，是制造系統實現生產的典型組織方式，是制造企業經營管理方法的模型，是提供制造系統通用和全局的樣板，是眾多同類系統模仿的典范。

手工作坊式生產制造模式柔性單品種大量生產多品種小批量生產柔性制造系統少品種大批量生產剛性定制化生產可重構制造系統混流制造系統精益制造方式敏捷制造計算機集成制造系統WHAT參見教材第一章第1-5頁制造過程、制造模式、制造系統55柔性化剛性化機器革命設計過程標準化機器生產流程化產品標準化、工業化一種實用的簡約美、靈魂美產品個性化、復雜化一種奢華的裝飾性、藝術美工藝美術運動莫里斯為代表機器制造藝術設計早期時代2）單件生產到大量生產1）機器代替手工，作坊形成工廠科學管理思想互換性技術流水線生產質量控制技術剛柔相濟現代工業21制造產品設計的個性化產品制造的柔性化產品表達的數字化產品信息的集成化市場market時間time競爭competition中心center領域range智能化intelligence56設計方法現代化產品概念設計產品可靠性設計可維護性及安全設計并行設計逆向設計創新設計智能設計仿真與虛擬設計價值工程設計模塊化設計設計手段計算機化有限元法并行工程技術計算機輔助設計反求工程技術CAD/CAM一體化技術工程數據庫向全壽命周期設計發展由單純考慮技術因素轉向綜合考慮技術、經濟和社會因素（1）先進設計技術產品現代設計方法A可靠性設計方法B并行工程及設計方法C產品模塊化設計方法D逆向工程及設計方法

E產品概念設計方法數字化設計產品現代設計方法與技術WHAT57先進制造工藝技術精密、高速加工技術高能束加工技術快速成型工藝技術數控技術數控裝置進給系統主軸系統NC程序編制工業機器人機器人操作機控制系統多機器人系統制造系統(柔性、集成、精益、智能)加工系統物流系統調度與控制故障診斷自動檢測與信號識別技術信號識別數據獲取數據處理特征提取與識別過程設備工況監測與控制過程監視系統在線反饋控制（2）制造工藝及自動化技術先進制造單元技術E制造工藝技術群F制造自動化裝備技術群G生產線布局及其設計H物料搬運與物流系統設計

J柔性制造系統及CIMS數字化制造產品制造過程與制造系統WHAT58先進生產模式計算機集成制造系統CIMS敏捷制造系統AMS智能制造系統IMS精良生產LP定制化生產集成管理技術企業資源管理ERP成本管理質量保障體系生產率工程制造資源快速有效集成生產組織方法虛擬公司理論與組織企業組織結構的變革以人為本的團隊建設企業重組工程（3）先進制造模式先進制造模式及管理技術K精益生產與看板控制系統L生產計劃與調度控制技術M供應鏈設計及管理技術N循環經濟理論與再制造數字化管理制造模式與生產組織方法WHAT數字化設計可靠性設計——并行設計——模塊化設計——逆向設計——Keywords請寫出這些術語的英文名稱數字化管理精良生產——生產計劃——供應鏈管理——循環經濟——再制造——工業信息化——數字化制造制造工藝——制造自動化——生產線布局——物料搬運系統——物流系統——柔性制造系統——數字化設計——Digitalizationdesign可靠性設計——Reliabilitydesign并行設計——Concurrentdesign模塊化設計——Modulardesign逆向設計——ReversedesignKeywords請寫出這些術語的英文名稱數字化管理——Digitalizationmanagement精良生產——LeanProduction生產計劃——Productionplan供應鏈管理——SupplyChainmanagement循環經濟——Cycleeconomy再制造——Remanufacture工業信息化——Industrialinformation數字化制造——Digitalizationmanufacture制造工藝——ManufacturingProcess制造自動化——AutomaticallyManufacture生產線布局——Productionlinelayout物料搬運系統——Materialhandlingsystem物流系統——logisticalsystem柔性制造系統——Flexiblemanufacturingsystem61企業管理者缺乏統一的信息化平臺，新的企業內部與外部的信息壁壘地域分布廣泛系統分散、不集成組織結構復雜行業跨度廣泛集團企業地域分布廣泛，數據難以集中管理和分析行業跨度廣泛，形成多種應用系統共存多種應用系統分散實施，系統間集成成本昂貴企業不斷兼并重組，業務不斷調整，應用系統無法適應變化的需求三.系統集成與企業信息化——WHY思考題一：制造企業為什么要建立統一的信息化平臺？62員工素質經營戰略機制環境產品開發CAD/CAIDPDM

制造工藝CAPP/CAMGT低成本價格高性能質量交貨期短優質服務現代管理

TQM/TPM/OAERP信息集成企業信息化是指采用先進的管理思想和方法，依靠現代信息技術，對企業進行資源整合，管理流程的分析與再造，提高企業的效率與效益，增強企