高级制造技术

高级制造技术
（Advanced Manufacturing
Technology，简称AMT）
　

现在企业领导者的一个突出感受是技术改造／设备更新中的系统选择性太大了，而决策的原则又变得越来越模糊，与此同时，引进或开发一个现代化生产系统的造价又极为昂贵，因此导致了投资决策风险的剧增。在这种情况下，了解现代生产技术的特性，尤其是其内含要素与关系，对于正确进行技改决策和有效调整生产系统都是十分重要和迫切的。

现在人们一般用高级制造技术（AMT）来概括由于电子和计算机技术的应用而给传统制造技术带来的种种变化与新型系统。所以AMT也是现代信息技术与制造技术相结合所产生的各种设备、技术、系统的总称。按照Zeleny在1986年给现代技术所下的定义，AMT是由三个部分构成的，即AMT的硬件、软件、和脑件（Brainware）部分，它们在不同的层次起着构成、运行、和决策的作用。

1．AMT的硬件组成

计算机辅助制造（CAM）是AMT硬件的核心部分，它是利用计算机直接进行制造工艺的操作、控制与监视，它具体包括了：NC，CNC，DNC，机器人，CPM／CPC，MV，AGV，和AMH等由设备为主体构成的高级制造技术，其各自的含义与特点解释如下：

NC--Numerical Control Machine数控机床：利用数字形式将加工工艺信息记录在穿孔带或卡或磁盘上，由计数机依次将代码送入计算机并转化成电脉冲控制工作机床。

CNC--Computerized Numerical Control计算机数控：用一台微型或小型机通过程序软件对单台机床的运行进行控制，CNC提高了NC的适应性，改善了NC硬件的维修困难。

DNC--Direct Numerical Control直接数控（群控）：用一台中心计算机对多台机床进行控制。DNC完成的仅是对多台机床的分别控制，并未对机床间的协调配合进行计划与调度。

Robot机器人：是对可编程控制的多功能机器的总称，它可以在工作中代替人工完成各种各样的工艺操作。

CPM／CPC--Computer Process Monitoringand Computer Process Control计算机丁艺过程监视／控制器：通过对生产工艺过程信息的采集，实现对工艺过程的控制与调整。

MV-Machine Vision机器视觉（技术）：计算机化的视觉系统，可对制造过程进行检查，状态识别、尺寸测量、动态追踪、寻找以及定位控制等。

AGV--Automated Guide Vehicle自动运货小车：受中心计算机控制的辅料运送系统，由于它自备有运动动力和视觉系统，因此比传统的物料传送带或线更具灵活性。

AMH--Automated Materials Handling自动物料指挥系统：利用计算机对生产过程中的原材料，在制品与产成品库进行全面控制，包括运送、贮存、盘点、补充等。

AMT的硬件构成完成了现代制造技术中工艺加工、物料输送、过程监控的功能，形成了自动化工作站的基本单位。

2．AMT的软件组成

它主要由支持制造系统运作的辅助部分所组成，其中包括：CAD／CAE，CAPP，MRP，MPS，作业排序，MRPII等，它们相对于CAM而言都是具有信息软件的特点，而且在不同程度上直接参与着生产系统的运行，并在其中担当着指挥、控制、协调、调度等方面的作用。AMT的软件形成了现代制造系统的联接、支持性系统，它们与AMT的硬件组成将构成AMT系统。AMT的软件组成要素含义如下：

CAD--Computer Aided Design计算机辅助设计：利用计算机进行产品零件、结构设计，并且能够优化这种设计。

CAE--Compute rAided Engineering计算机辅助工程：利用计算机对产品或零件进行设计的试验。

CAPP--Computer Aided Process Planning计算机辅助工艺设计：利用计算机对产品的生产工艺及各个零件的加工工艺提出合理的工艺计划（工艺方案）。

MRP--Material Requirement Planning物料需求计划：利用计算机，按照产品的零件目录（BOM）和生产计划，制定出生产该种产品所需要的物资计划。

MPS--Master Production Scheduling主生产计划：企业中长期的产品及其部件生产计划。

Sequencing生产作业排序：在车间层确定不同工件在加工设备上的加工顺序，以期达到优化的目标。

MRPII--Manufacturing Resources Planning制造资源计划：利用计算机进行生产任务与资源的最合理调配

3．AMT的集成系统

　
图1AMT硬件与软件的组成关系

图1从机械制造与电子信息两维表示了AMT软、硬件之间的关系，同时也在三个层次上展示了AMT的三种集成系统，即MC：加工中心或制造单元；FMS：柔性制造系统；CIMS：计算机集成制造系统。所谓的加工中心，它实现了工作站一级的制造自动化，能够在多功能CNC机床、CPM／CPC，和微机的支持下实现多工序的连续作业，完成某一类零件的主要加工任务；而柔性制造系统则是由若干个加工中心所组成，其间有机器，人或自动送货小车加以联接，完成不同工种、多工序的连续作业，可实现对零件全部或绝大部分工序的加工，且无需工人看管；而到了计算机集成制造系统这一级后，它主要致力于全部工厂业务的计算机化，从产品设计、工艺设计到制造，以及通过MRPII完成生产与市场、库存、财务、质量、设备等各方面的统筹、协调，使整个工厂、甚至全部工业的管理都能够得到计算机的支持。AMT之所以要逐步向集成系统发展，主要是因为AMT本身具有这样的特点，局部的技术突破或高技术的应用往往只能形成自动化的孤岛，而这种孤岛对系统整体的产出贡献往往又是不足的，但同时该孤岛的造价却比其它可替代设备高出很多，因此会产生巨大的浪费和不经济。所以AMT从自身的发展规律上看，它需要通过集成实现整个系统的重新构造，形成与典型生产类型截然不同的一种全新功能结构。但值得注意的是，CIMS既是一种结构，又是一种战略思想，任何一个企业实际上都极难实现瞬间的一步集成；而CIMS正是考虑了这种特点，承认了分步实施，由孤岛变为系统的客观性，并据此合理地安排发展。在这种思想的指导下，如何具体使用AMT便成为了决策的关键，而这便是AMT脑件部分的核心所在。

本文原载于《工业工程与管理》