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机械工程学院机械工程学院第八章 自动化与信息化 多年的实践证明，自动化已成为企业提高效益的有效手段之一。然而随着市场竞争的日益加剧，企业自动化的概念已不再单是生产过程的自动化，还包括企业信息管理和生产过程控制的综合自动化。各个生产企业为了赢得市场竞争，越来越重视本企业内外部各系统之间的信息共享，通过对企业的信息化来实现系统集成和信息集成。信息化有利于提高企业组织机构的性能优化、提高工作效率。伴随着计算机网络通讯技术、数据库技术的飞速发展，进一步加快了企业实现信息化、集成化的步伐。机械工程学院机械工程学院第一节 柔性制造技术 一、柔性的概念一、柔性的概念柔性的概念可以表述为两个方面：一是指系统适应外部环境变化的能力，可采用系统所能满足新产品要求的程度来衡量；二是指系统适应内部变化的能力，可采用在有干扰(如各种机器故障)的情况下，系统的生产率与无干扰情况下的生产率期望值之比来衡量。“柔性”是相对于“刚性”而言的，制造自动化系统的柔性主要包括以下几个方面：（1）机器柔性 当要求生产一系列不同类型的产品时，机器随产品变化而加工不同零件的难易程度。机械工程学院机械工程学院（2）工艺柔性 该柔性包括两方面内容：其一是当工艺流程不变时自身适应产品或原材料变化的能力；其二是制造系统内为适应产品或原材料变化而改变相应工艺的难易程度。（3）产品柔性 产品更新或完全转向后，系统能够非常经济和迅速地生产出新产品的能力，以及在产品的更新过程中，对原有产品可用特性的继承能力和兼容能力。（4）维护柔性 采用多种方式查询、处理故障，保障生产正常进行的能力。机械工程学院机械工程学院（5）能力柔性 当生产量改变、系统也能经济地运行的能力。对于根据订货而组织生产的制造系统，这一点尤为重要。（6）扩展柔性 根据生产任务的需求，可以很容易地调整系统结构，通过增加或减少模块，构成一个更大或合适系统的能力。柔性制造技术是对各种不同形状加工对象实现程序化柔性制造加工的相关技术的总和。柔性制造技术是技术密集型的技术群，我们认为凡是侧重于柔性，适应于多品种、中小批量(包括单件产品)的加工技术都属于柔性制造技术。目前按规模大小划分为：柔性制造单元（FMC）、柔性装配单元（FAC）、柔性制造线（FML）、柔性制造系统（FMS）等。其中，FMS是最常用的、也是最具代表性的柔性制造自动化系统。机械工程学院机械工程学院二、柔性制造单元（FMC）1.FMC的结构 FMC是在制造单元的基础上发展起来的、又具有柔性制造系统的部分特点的一种制造单元。它具有独立自动加工的功能，部分还具有自动传送和监控管理的功能，可实现某些零件的多品种、小批量的加工。由于投资比FMS小，技术上容易实现，因此它是一种常见的加工系统。FMC可以作为FMS中的基本单元，若干个FMC可以发展组成FMS。FMC的构成有在加工中心配上托盘交换系统和在数控机床上配工业机器人二个大类。对于前者，FMC主要以托盘交换系统为特征，一般具有5个以上的托盘，组成环形回转式托盘库。对于另一种在数控机床配工业机器人的FMC，其最一般的形式由二台数控车床配上机器人，加上工件传输系统组成。机械工程学院机械工程学院2.FMC的效益 采用FMC比采用若干单台的数控机床或加工中心，具有更显著的技术经济效益，主要体现在如下几个方面：（1）增加柔性，降低库存 与单台加工中心相比，FMC可以实现多品种配套加工。（2）可实现24小时连续运转，降低生产成本 （3）便于实现计算机集成制造系统 三、柔性制造线（FML）FML是介于单一或小品种大批量传统自动线与中小批量多品种柔性制造线之间的生产线。其加工设备可以是通用的加工中心、CNC机床；亦可采用专用机床或NC机床，对物料搬运系统柔性的要求低于FMS，但生产率更高。它以离散型生产中的柔性制造系统和连续生产过程中的分散型控制系统(DCS)为代表，其特点是实现生产线柔性化及自动化。机械工程学院机械工程学院 （1）加工模块 加工模块的开发是构建柔性制造线的重要内容。加工模块是一种通用部件，是专为柔性制造线使用而设计的。主轴的无级调速是所有加工模块的必备条件。（2）刀具的准备和供应 在FML中，当生产批量很小、刀具寿命较短和工件品种更换频繁时，可考虑采用自动换刀，此时刀库可设在加工模块上或设立中央刀库来提供各种刀具。（3）工件输送及输送节拍 FML的物料输送具有定向性，而FMS的物料输送则无一定方向和次序。工件输送可分为直接输送和随行夹具输送两种方式。（4）对控制系统的要求 虽然FML的控制装置与FMS所使用的相同，由于FML的工件输送是定向的，因而对控制装置的功能要求较少，这样可大大简化了控制软件的复杂性。机械工程学院机械工程学院四、柔性制造系统（FMS）FMS是一种高效率、高精度、高柔性的加工系统。FMS更为直观的定义是：“柔性制造系统至少是由两台机床、一套物料运储系统（从装载到卸载具有高度自动化）和一套计算机控制系统所组成的制造系统。它通过简单改变软件的方法便能制造出多种零件中的任何一种零件”。FMS主要由加工系统（数控加工设备，一般是加工中心）、物料运储系统（工件和刀具运输和存储）以及计算机控制系统（中央计算机及其网络）组成。机械工程学院机械工程学院1.加工系统 加工系统通常由若干台CNC机床或CNC板材加工设备组成。待加工的工件类别将决定FMS所采用的设备形式。按加工工件类别来划分，加工系统的主要类型包括：（1）以加工箱体类零件为主的FMS，这类FMS配备有数控加工中心；（2）以加工回转体类零件为主的FMS，这类FMS配备有CNC车削中心和CNC车床或CNC磨床；（3）适于混合零件加工的FMS，即能够加工箱体类零件和回转体类零件的FMS，它们既配备有CNC加工中心，又配备有CNC车削中心或CNC车床；（4）用于专门零件加工的FMS，如加工齿轮等零件的FMS，它除配备有CNC车床外还需配备CNC齿轮加工车床。机械工程学院机械工程学院2.物料运储系统 在FMS中，需要经常将工件装夹在托板（有的称随行夹具）上进行输送和搬运。通过物料输送系统可以实现工件在机床之间、加工单元之间、自动仓库与机床或加工单元之间以及托板存放站与机床之间的输送和搬运。有时还负责刀具和夹具运输。FMS物料系统主要完成两种不同的工作：工件的输送和工件的存储。工件输送包括两部分：一是系统与外界的工件交换；二是零件、工具和配套件等在系统内部的搬运。在一般情况下，前者需要人工干预，即工件送入系统和装夹工件都是人工操作，而后者可以在计算机的统一管理和控制下自动完成。工件输送系统所用的运输工具为运输小车、辊式运送带、传输带和搬运机器人等。机械工程学院机械工程学院3.计算机控制系统 计算机控制系统通过主控计算机或分布式计算机系统来实现系统的主要控制功能。控制系统通常采用3层分布式体系结构。第一层为设备层，主要是对机床和工件装卸机器人的控制，包括对各种加工作业的控制和监测；第二层是工作站层，它包括对整个系统运转的管理、零件流动的控制、零件程序的分配以及对第一层生产数据的收集；第三层为单元层，主要编制日程进度计划，把生产所需的信息如加工零件信息、刀夹具信息等送到第二层系统管理计算机。FMS中的单元层控制系统，即单元控制器是FMS控制系统的核心，也是实现FMS柔性的主要组成部分。机械工程学院机械工程学院除了上述三个主要组成部分之外，FMS还包括冷却系统、刀具监视和管理系统、切屑排除系统以及零件的自动清洗和自动测量设备等附属系统。采用FMS，从毛坯进入车间到加工成成品零件的全部生产过程中，由于各个环节自动化的实现，以及按生产需要由计算机编排最佳零件加工进度计划产生最佳物流和信息流，使FMS具有以下显著的优点和效益：（1）减少直接生产工人，提高劳动生产率（2）有很强的柔性制造能力 （3）充分提高机床的利用率（4）提高产品质量 机械工程学院机械工程学院（5）减少在制品数量和库存容量，提高对市场的反应能力 （6）减少设备成本与占地面积 （7）FMS可以逐步地实施计划 （8）加强了管理控制功能，便于构成计算机集成制造系统 （CIMS）机械工程学院机械工程学院 随着计算机技术的发展，70年代国外提出了“计算机集成制造”模式，按该模式构成的制造系统称为计算机集成制造系统，该系统以计算机网络和数据库为基础，企图利用计算机软硬件将企业的经营、管理、计划、产品设计、加工制造、销售及服务等全部生产活动集成起来，将各种资源集成起来，将人、机系统集成起来，实现整个企业的信息集成和功能集成。第二节 集成制造技术机械工程学院机械工程学院一、制造系统的构成根据研究问题的角度不同，机械制造系统应具备以下的特性：（1）制造系统的结构方面 制造系统是制造过程所涉及的硬件（包括人员、设备、物料流、各种辅助装置等）及相关软件（包括制造理论、制造技术和制造信息等）组成的一个统一整体。（2）制造系统的功能方面 制造系统是一个将制造资源（原材料、能源、劳动力等）转变为成品或半成品的输入输出系统。机械工程学院机械工程学院（3）制造系统的过程方面 制造系统是制造生产的运行过程，包括市场分析、产品设计、工艺编制、制造实施、检验出厂、产品销售等多个环节的制造全过程。机械制造系统含有三种流：（1）物料流 机械加工系统输入的是原材料或坯料（有时也包括半成品）以及相应的刀具、量具、夹具、润滑油、切削液和其它辅助物料等，经过输送、装夹、加工检验等过程，最后输出半成品或产品（一般还伴随着切屑的输出）。整个加工过程（包括加工准备阶段）是物料输入和输出的动态过程，这种物料在机械加工系统中的运动被称为物料流。机械工程学院机械工程学院（2）信息流 在机械加工系统中，必须集成各个方面的信息，以保证机械加工过程的正常进行。这些信息主要包括加工任务、加工工序、加工方法、刀具状态、工件要求、质量指标、切削参数等等。这些信息又可分为静态信息（如工件尺寸要求、公差大小等）和动态信息（如刀具磨损程度、机床故障状态等），所有这些信息构成了机械加工过程的信息系统。这个系统不断地与机械加工过程的各种状态进行信息交换，从而有效地控制机械加工过程，以保证机械加工的效率和产品质量。这种信息在机械加工系统中的作用过程称为信息流。机械工程学院机械工程学院（3）能量流 能量是一切物质运动的基础。机械加工系统是一个动态系统，其动态过程是机械加工过程中的各种运动过程。这个运动过程中的所有运动，特别是物料的运动，均需要能量来维持。来自机械加工系统外部的能量（一般是电能），多数转变为机械能。一部分机械能用以维持系统中的各种运动，另一部分通过传递、损耗而达到机械加工的切削区域，转变为分离金属的动能和势能。这种在机械加工过程中的能量运动称为能量流。制造系统中的物料流、信息流、能量流之间相互联系，相互影响，组成了一个不可分割的有机整体。机械工程学院机械工程学院二、集成思想 集成（Integration）的概念与系统的概念较相似。系统是由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合而成的具有特定功能的有机整体。将这些被称为系统的有机整体再次彼此之间协调，而形成一个更大的有机整体，即一个更大的系统。为了突出在系统之间也需要形成有机整体，人们就使用了“集成”的概念。制造企业实现集成的益处就是避免自动化孤岛的出现，具体来说体现在如下几点：（1）减少数据冗余，实现信息共享 （2）便于合理的规划和分布数据 （3）便于进行规模优化 （4）便于实施并行工程，提高工作效率和效益 机械工程学院机械工程学院三、集成的基本要求与方式1.集成的基本要求 集成的最终目的是令组成新系统的各子系统有机地和协调地工作，以发挥整体效益，达到整体优化，这种集成也称为系统集成。当然每个分系统内部的集成也是一种小范围、小规模的集成，但它是系统集成的基础，二者相互联系。因此，从制造企业的角度来看，要实现集成必须满足以下的基本要求：（1）包括数控机床、自动化小车在内的各种加工设备以及计算机等通讯设备在内的部分或全部的硬件资源。机械工程学院机械工程学院（2）包括系统软件、工具软件及应用软件在内的软件资源。（3）在软硬件及网络的基础上，建立一个良好的企业信息模型，做到信息共享。（4）企业各职能部门必须协调一致，使企业管理、技术和生产的三个主要职能紧密联系。（5）强调集成过程中人的地位和作用。2.集成的方式 集成的方式有硬件集成，软件集成，数据和信息集成，管理、技术和生产等功能集成以及人和组织机构的集成。机械工程学院机械工程学院其中硬件集成指在计算机网络系统和数据库系统的支撑下实现计算机上层与工厂底层执行设备的集成。软件集成是指系统软件(如操作系统等)、工具软件及应用软件之间的集成，即解决软件的异构问题。管理、技术和生产等功能集成是指工厂为完成战略目标，各职能部门统一协调地工作，作为管理、技术和生产的三个主要功能相互配合。而这些环节在未集成之前是彼此分离和相互脱节的。人和组织机构的集成是指充分提高人在企业中的地位。强调企业和供应商、顾客之间的良好合作，强调友好的人机界面和专家系统的引入。人是系统中最为重要和活跃的因素，已成为系统集成重点考虑的因素之一。机械工程学院机械工程学院一、概述计算机集成制造（CIM）的概念是1973年首先由美国学者Joseph Harrington在Computer Integrated Manufacturing一书中提出了组织企业生产活动的两个基本观点：1)企业生产活动是一个不可分割的整体，其各个环节彼此紧密关联；2）就其本质而言，整个生产活动是一个数据采集、传递和加工处理的过程，最终形成的产品可以视为信息的物质表现。第三节 计算机集成制造系统（CIMS）机械工程学院机械工程学院 这一观点提出后，CIM概念得到不断的丰富和发展。虽然至今尚无一个对CIM的权威性定义，但就其集成而言可将其定义为：CIM是一种组织、管理企业生产的新哲理，它借助计算机软硬件，综合应用现代化管理技术、制造技术、信息技术、自动化技术、系统技术，将企业生产全部过程中有关人、技术、经营管理三要素及其信息流和物料流有机地集成并优化运行，以实现产品高质、低耗、上市快、服务好，从而使企业赢得市场竞争。机械工程学院机械工程学院CIMS是基于CIM思想而组成的系统。如果说CIM是组织现代化企业的一种哲理，那么CIMS则应理解为一种工程技术系统，是CIM的具体实现。CIMS是通过计算机软硬件，并综合应用现代管理技术、制造技术、信息技术、自动化技术、系统工程技术，将与企业全部生产过程中有关的人、技术和经营管理三要素及其信息流与物料流有机集成并优化运行的复杂的大系统。CIMS的核心在于集成，包括企业各种经营活动的集成、企业各个生产系统与环节的集成、各种生产技术的集成、企业部门组织间的集成和各类人员之间的集成。从集成角度，可以将CIMS分为信息集成、过程集成和企业集成三个阶段。机械工程学院机械工程学院二、CIMS的组成及其功能从系统的功能角度考虑，一般认为CIMS可由经营管理分系统、工程设计自动化分系统、制造自动化分系统和质量保证信息分系统四个功能分系统以及计算机网络和数据库两个支撑分系统组成。1.经营管理分系统 经营管理分系统的核心是制造资源计划MRPII（Manufacturing Resources Planning）或企业资源计划ERP（Enterprise Resources Planning），系统接受用户信息和市场需求，从制造资源出发，考虑了企业进行经营决策的战略层、中短期生产计划编制的战术层以及车间作业计划与生产活动控制的操作层。它是CIMS的神经中枢，指挥与控制着其它各个部分有条不紊地工作。机械工程学院机械工程学院2.工程设计自动化分系统 工程设计自动化分系统实质上是指在产品开发过程中引入计算机技术，使产品开发活动更高效、更优质、更自动地进行。产品开发活动包含产品的概念设计、工程与结构分析、详细设计、工艺设计以及数控编程等设计和制造准备阶段的一系列工作。所以工程设计自动化分系统的核心即是通常所说的CAD、CAPP、CAM的3C一体化。基于产品模型的CAD/CAPP/CAM信息集成提供了产品数据格式的标准化，可实现各自数据的交换和共享。工程设计自动化系统是CIMS中的主要信息源。它为经营管理分系统和制造自动化系统提供BOM表和工艺规程等信息。机械工程学院机械工程学院3.制造自动化分系统 制造自动化系统是CIMS的信息流和物料流的结合点，是CIMS最终产生经济效益的聚集地，通常由数控机床、加工中心、清洗机、测量机、运输小车、立体仓库、多级分布式控制计算机等设备及相应支持软件组成。制造自动化系统是在计算机控制和调度下，按照NC代码将一个毛坯加工成合格的零件再装配成部件以至产品，并将制造现场的各种信息实时地或经过相应处理后反馈到相应的部门，以便及时地进行调度和控制。制造自动化系统的目的可归纳为：实现多品种、小批量产品制造的柔性自动化；实现优质、低成本、短周期及高效率生产，提高企业的市场竞争力；为作业人员创造舒适而安全的劳动环境。机械工程学院机械工程学院4.质量保证分系统 质量保证分系统主要是采集、存储、评价和处理存在于设计、制造过程中与质量有关的大量数据，从而在产品质量控制环的作用下有效促进产品质量的提高，来实现产品的高质量、低成本，提高企业的竞争力。因此开发一套完整的质量保证体系非常重要。CIMS中的质量保证分系统覆盖产品生命周期的各个阶段，它包括质量决策子系统、质量检测与数据采集子系统、质量评价子系统和质量控制与跟踪子系统等功能。机械工程学院机械工程学院5.数据库分系统 数据库分系统是一个支撑系统，它是CIMS信息集成的关键之一。组成CIMS的各个功能分系统的信息都要在一个结构合理的数据库系统里进行存储和调用，以实现整个企业数据的集成与共享。CIMS的数据库系统通常是采用集中与分布相结合的体系结构，以保证数据的安全性、一致性和易维护性。此外，CIMS数据库系统往往还建立一个专用的工程数据库系统，用来处理大量的工程数据。工程数据库可以存储多种类型的数据，如图形数据、加工工艺规程、NC代码等。工程数据库系统中的数据与生产管理、经营管理等系统的数据均按统一的数据标准进行交换。机械工程学院机械工程学院6.计算机通信分系统 计算机网络技术是CIMS的又一主要支撑技术，是CIMS各个分系统重要的信息集成工具。采用国际标准和工业标准规定的网络协议，可以实现异种机互连、异构局部网络及多种网络的互连。通过计算机网络能将物理上分布的CIMS各个功能分系统的信息联系起来，以达到共享的目的。计算机通信网络系统以分布为手段，满足CIMS各应用分系统对网络支持服务的不同需求，支持资源共享、分布处理、分层递阶和实时控制。CIMS在数据库和计算机网络的支持下，可方便地实现各个功能分系统之间的通信，从而有效地完成全系统的集成。机械工程学院机械工程学院三、CIMS面向功能构成的系统结构 面向功能构成的体系结构。它把CIMS功能分解为“核”和内、中、外三层。其中，“核”为集成系统体系结构；内层为支撑分系统，包括公用数据、信息资源管理和通信；中层可水平分解为工程设计（产品/过程）、制造计划与控制以及工厂自动化3个分系统。外层则有市场、战略规划、财务及制造管理以及人力资源管理等分系统。在实现企业CIMS工程中，可以参照这种轮式结构的功能分解方案。当然根据实际情况可以做一些变动，如可以将质量管理、检测/测试等功能独立出来构成一个质量管理与控制分系统。机械工程学院机械工程学院四、CIMS面向控制的系统结构CIMS是一个复杂的大系统，通常采用递阶控制体系结构。所谓递阶控制即为将一个复杂的控制系统按照其功能分解成若干层次，各层次进行独立控制处理，完成各自的功能。层与层之间保持信息交换，上层对下层发出命令，下层向上层回送命令执行结果，通过信息联系构成完整的系统。这种控制模式减少了全局控制的难度以及系统开发的难度，已成为当今复杂系统的主流控制模式。机械工程学院机械工程学院工厂层工厂层是企业最高的决策层，具有市场预测、制定长期生产计划、确定生产资源需求、制定资源计划、产品开发以及工艺过程规划的功能，同时还应具有成本核算、库存统计、用户订单处理等厂级经营管理的功能。工厂层的规划周期一般从几个月到几年时间。机械工程学院机械工程学院车间层车间层是根据工厂层的生产计划协调车间作业和辅助性工作以及资源配置，包括从设计部门的CAD/CAM系统中接受产品物料清单，从CAPP系统接受工艺过程数据，并根据工厂层的生产计划和物料需求计划进行车间内各单元的作业管理和资源分配。其中作业管理包括作业订单的制定、发放和管理，安排加工设备、刀具、夹具、机器人、物料运输设备的预防性维修等工作；而资源分配是负责各单元进行各项具体加工时所需的工作站、存储站、托盘、刀具、夹具及材料。车间层的规划周期一般为几周到几个月。机械工程学院机械工程学院单元层单元层主要负责加工零件的作业调度，包括零件在各工作站的作业顺序、作业指令的发放和管理、协调工作站间的物料运输、进行机床和操作者的任务分配及调整。并将实际的质量数据与零件的技术规范进行比较，将实际的运行状态与允许的状态条件进行比较，以便在必要时采取措施以保证生产过程的正常进行。单元层的规划时间在几小时到几周。机械工程学院机械工程学院工作站层 工作站层的任务是负责指挥和协调车间中一个设备小组的活动，它的规划时间是几分钟到几小时。制造系统中工作站可分为加工工作站、检测工作站、刀具管理工作站、物料储运工作站等。加工工作站由机器人、机床、物料运储器和计算机控制系统组成，它主要完成工件调整、零件夹紧、切削加工、加工检测、切屑清除、卸除工件等顺序的控制、协调与监控任务。机械工程学院机械工程学院设备层设备层包括各种设备（如机床、机器人、坐标测量机、无人小车、传送装置及储存检索系统等）的控制器。设备层执行上层的控制命令，完成加工、测量、运输等任务。其响应时间从几毫秒到几分钟。在上述五层的递阶控制结构中，工厂层和车间层主要完成计划方面的任务，确定企业生产什么，需要什么资源，确定企业长期目标和近期的任务；设备层是一个执行层，执行上层的控制命令；而企业生产监督管理任务则由车间层、单元层和工作站层完成，这里的车间层兼有计划和监督管理的双重功能。机械工程学院机械工程学院五、CIMS研究与发展展望当今世界各国的高新技术的发展水平已成为衡量一个国家综合国力及其国际地位的主要标志。为跟踪国际高新技术的发展，参与国际竞争，我国在1986年3月制定了国家高技术研究发展计划（即“863”计划）。在这个计划中，明确地将计算机集成制造系统确定为自动化领域研究主题之一。863/CIMS主题按四个层次，十个专题进行研究和开发。机械工程学院机械工程学院 四个层次为：应用工程、产品开发、技术攻关和应用基础研究。每个层次有不同的目标、评价指标和运行方式，各层次之间相互衔接、互为支持，形成一个有机的整体。其中应用工程是重点，选择了包括飞机、机床、鼓风机、纺织机、汽车、家电和服装等部分行业作为应用示范工厂，开展典型CIMS应用系统的开发。十个专题为：CIMS总体设计与实施、CIMS发展战略及体系结构、CIMS总体集成技术、集成产品设计自动化系统、集成工艺设计自动化系统、集成制造自动化系统、CIMS管理与决策支持系统、集成质量控制系统、计算机网络与数据库系统以及CIMS系统技术与方法。机械工程学院机械工程学院信息化是现代制造技术的首要特征。面对新的知识/产业经济环境、竞争激烈的市场和迅速发展的信息技术，制造业日益信息化，形成了决策、研究开发、设计、制造、营销、管理技术与计算机、网络通信技术相融合的信息化制造技术。制造技术的信息化带动了自动化的发展，改变了传统制造自动化的概念，使得产品生命周期明显缩短、产品品种日益增多、产品成本结构发生变化、产品交货期不断缩短。因此，现代制造企业能否实现产品上市快、质量好、成本低、服务好，环保好（Time、Quality、Cost、Service、Environment，TQCSE）五大要素将成为赢得市场竞争的关键。第四节 信息化带动自动化机械工程学院机械工程学院一、信息化概述制造系统的信息化就是建立对制造系统中的信息进行存储和管理的信息系统，将信息技术运用于制造系统产品生命周期全过程和企业运行管理的各个环节中，将制造系统的信息以及信息传输方式规范化、数字化、集成化，提高信息的综合利用价值，从而全面提高企业的市场竞争能力的过程。机械工程学院机械工程学院机械制造过程可看成是一个信息产生、处理和加工的过程，在这一过程中，产品所包含的信息不断丰富，生产计划与管理信息不断细化。制造系统中所形成的各种信息必须做到在正确的时间，以正确的方式，高效地传递给正确的对象，实现各应用分系统之间的集成。信息化的制造系统在信息系统辅助决策的支持下，可以大大提高系统的运行效率。所以制造系统信息化已成为现代企业快速响应市场、提高经济效益的重要手段。机械工程学院机械工程学院二、机械制造业方式的转变一个企业如果仅仅靠提高制造过程的生产率是无法实现上述目标的，还必须从总体策略、组织结构、技术水平、管理模式等方面适应市场的需求。因而，进入20世纪80年代以来，随着制造业信息化进程的推进，计算机集成制造系统、并行工程、精良生产、敏捷制造、智能制造等许多新概念、新思想和新模式不断出现，这些先进的制造模式促使了机械制造业方式的转变，其中有些已得到广泛的应用并取得了良好的经济效益，下面简要介绍其中几种制造模式的定义及其特点。机械工程学院机械工程学院1、精良生产精良生产方式是以最少投入来获得成本低、质量高、产品投放市场快、用户满足为目标的一种生产方式。它与大批量生产方式相比较，工厂中的人员、占用的场地、设备投资、新产品开发周期、工程设计所需工时、现场存货量等一切投入都大为减少，废品率也可大为降低，而且能生产出更多更好的满足用户各种需求的变型产品。2、并行工程“并行工程是集成地、并行地设计产品及其相关的各种过程（包括制造过程和支持过程）的系统方法。这种方法要求产品开发人员在设计一开始就考虑产品整个生命周期中从概念形成到产品报废处理的所有因素，包括质量、成本、进度计划和用户要求。”从上述的定义可以看出，CE是一种哲理，是一种系统集成化的现代生产方式。机械工程学院机械工程学院3、敏捷制造 敏捷制造（Agile Manufacturing，简称AM）是基于CIMS、动态虚拟组织结构、并行工程、虚拟制造和高素质员工等集成的更高层次的大系统，是在先进的柔性制造技术和计算机信息自动化技术基础上，通过企业内外部多功能动态虚拟组织机构，把各种资源集成在一起，发挥整体优势，通过建立共同的基础结构对迅速改变和无法预见的市场需求和机遇作出快速响应，持续实现产品开发、研究、设计和生产过程的改进。4、智能制造系统“智能制造系统”（Intelligent Manufacturing System，简称IMS）是一种由智能机器和人类专家组成的人机一体化智能系统。其目的在于通过人与智能机器的合作共事，去扩大、延伸和部分地取代人类专家在制造过程中的脑力劳动。它将成为21世纪新一代的制造系统模式。