先进制造技术中面向多品种小批量生产的精益生产研究摘要：本文主要简述先进制造系统的发展历史，并从五个方面对其发展趋势进行简单地分析与归纳，最后具体对多品种小批量下的精益生产系统进行简要介绍和分析。关键字：先进制造系统精益生产工业工程前言自20世纪50年代末以来，以计算机为代表的信息服务业呈现出几何型的增长方式发展，力图将经济发展的重心由制造业专业到信息服务业等第三产业，制造业正面临着前所未有的挑战。为此，传统的制造业必须与其它新兴产业相结合，将其发展成为一门技术含量高、附加值大的产业。近十几年来，先进制造技术（AdvancedManufacturingTechnology，简称AMT）[1]以信息为主导，结合最新的理论与理念，向全球化、网络化、虚拟化以及环保全面协调的绿色化发展，期间计算机集成制造系统(CIMS)、敏捷制造(AM)、并行工程(CE)、虚拟生产(VM)、精益生产(LP)、智能制造(IM)、绿色制造(GM)等先进的制造模式都应运而生。随着发展的不断深入，先进制造技术（AMT）不仅利用大量应用计算机信息技术，而且吸取其它学科的理论和方法，AMT变得越来越集成化和复杂化。[2]比如由于生产系统中，生产调度的固有复杂性，促使调度吸取了其它学科中大量研究成果，如运筹学、人工智能、系统仿真、大型系统和最近，控制理论，和其他部门的工程和计算机科学。[3][4][5]设备布局中，大量的启发式算法的运用。[6]以及数学规划，Bellman的动态编程[7]和基于人工智能方法[8]的实现。本文主要简述先进制造系统的发展历史，并从五个方面对其发展趋势进行简单地分析与归纳，最后具体对多品种小批量下的精益生产系统进行简要介绍和分析。正文一、先进制造系统发展制造活动是社会最基本的活动，也是人类创造物质财富的基本手段。从全世界整体来看，国民生产总值（GDP）的1/3是制造业创造的，工业生产总值4/5是制造业创造的，国家财政收入的1/3是制造业提供的，出口的90%是制造业提供的。制造是全面建设小康社会的第一支柱产业，经济活动部门中64%以上属于制造业，工业就业人数中90%属于制造业，整个社会50%的就业由制造业提供，工业税收80%由制造业提供。[9]而制造系统是人类为了以最有效的方式实现从原料到产品转换的必然产物。纵观先进制造系统的发展历史，大体可将其的发展历程分为五个阶段：第一个阶段：刚性制造系统。该阶段大致在20世纪50年代之前，主要以专业机床和自动单机等组成的刚性流水生产线生产为代表。其特点是可实现固定产品的高生产率生产，适应大批量生产，但是很难实现产品生产的改变。该阶段的生产模式主要是以手工劳动密集型或机械化设备密集型少品种大批量生产。第二阶段：数控加工系统。该阶段在20世纪50年代至70年代初期间，由计算机、微电子、信息和自动化技术快速发展，数控加工技术（NC&CNC）同时产生并迅速成熟。数控加工系统的特点是柔性高、速度快、适应多品种、中小批量的生产。期间也诞生了许多先进制造模式，其中包括以准时化生产（JIT）与自働化（jidoka）为支柱，结合成组技术（GT）与品质管理（QC）的精益生产（LP）；依靠计算机数控机床和模块化技术支持其高柔性和高自动化的柔性制造也在1965年以“系统24”(MolinsSystem-24)[10]提出。第三阶段：柔性加工系统。该阶段在20世纪70年代期间，由数控机床、加工中心、柔性制造单元（FMC）、柔性制造系统（FMS）、柔性制造线（FML）、计算机集成制造系统（CIMS）等组成。柔性加工系统的特点是增强制造企业的灵活性和应变能力，缩短产品生产周期，提高设备使用效率和员工劳动生产率以及改善产品质量等。第四阶段：计算机集成制造系统。该阶段在20世纪70年代末20世纪末，主要由计算机辅助设计系统（CAD）、计算机辅助工艺设计系统（CAPP）、计算机辅助制造系统（CAM）等所有的企业技术和管理功能组成。其主要特征是强调制造全过程的系统性和集成性，以解决企业生存与竞争的六大指标——TQCSFE。[11]第五阶段：智能制造系统。该阶段是20世纪80年代末至今，智能制造是指利用计算机模拟制造业人类专家的分析、判断、推理、构思和决策等智能活动,并将这些智能活动与智能机器有机地融合起来,将其贯穿应用于...
