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单件小批生产的作业计划与调度监控集成系统广东工业大学 姜莉莉 刘作毅 北京机床研究所 谭汝谋莫斯科工业大学 叶1巴1伏罗洛夫摘要 介绍了一个实用化的单件小批生产条件下车间作业计划与调度监控集成系统。
该系统由工艺准备子系统和生产作业计划及调度监控子系统组成。
系统可快速建立或修正作业计划,实现车间物流实时仿真及调度监控,最大限度地减少材料和劳动力的消耗、提高设备的利用率,从而降低产品的制造成本。
关键词 车间作业调度 物流仿真 车间作业监控 优化1 引言 据统计,单件及小批生产类型生产的产品约占全世界产品总量的70%,但机床的利用率只有40%左右。
因此,在推动和实现C I M S发展战略过程中应当十分重视单件及小批生产类型企业的计算机集成制造技术。
提高企业经济效益的关键在于提高车间一级的生产效益。
对于单件及小批生产类型的车间而言,作业计划的制订和调度监控是一项十分复杂和困难的课题。
前苏联的学者在机械制造生产的作业计划和调度控制方面进行过大量的研究和探讨。
他们的研究成果奠定了满足不同生产条件下的现代决策控制理论及方法学方面的基础。
90年代初,国立莫斯科工业大学(原莫斯科机械工具学院2STAN K I N)信息工艺自动化教研室在考察和研究了目前世界上41个最著名的生产作业控制系统的主要特点的基础上,提出了建立“单件及小批生产条件下车间作业计划与调度监控计算机集成系统”的研究课题。
经过多年的研究,该课题已完成,以“FOBO S”命名的该系统已在俄罗斯的26家企业及中国部分企业推广应用,并取得了良好的经济效益。
中俄两国学者参加了该系统的研究。
下面将该系统的要点加以介绍。
2 集成制造控制系统的决策结构 图1所示为集成化机械制造企业决策控制概念原理图。
中央控制(第一级)形成全厂的技术经济计划和主要生产图表。
在这一级要作出全厂生产规模计划,审查产量、产值和资金周转情况等。
从信息交换的观点看,第一级控制的工作方式是“离线式”(O FF L I N E),即它与下一级控制系统的信息交换是周期性进行的,或者按专门要求进行。
![快速刀具伺服机构研究进展[1]](https://img.taocdn.com/s1/m/58840f85b9d528ea81c779d4.png)
快速刀具伺服机构研究进展吴 丹 谢晓丹 王先逵清华大学,北京,100084摘要:快速刀具伺服机构(F TS )是非圆数控车削和非轴对称车削的一项共同的关键性技术。
论述了F TS 的发展历程、结构特点及性能指标。
详细介绍了压电陶瓷F TS 、磁致伸缩F TS 、洛仑兹力F TS 、麦克斯韦力F TS 的国内外研究情况,阐述了它们的原理、结构、性能优缺点及应用情况,并给出了F TS用于非轴对称光学元件车削的实例。
指出超高频响(大于1000Hz )短行程(小于100μm )的F TS 是当今研究热点,压电陶瓷F TS 和麦克斯韦力F TS 都可以实现较高频响,其中麦克斯韦力型F TS 是可实现超高频响的一种全新类型的F TS 。
关键词:快速刀具伺服机构;响应频率;非圆车削;非轴对称车削中图分类号:T G506;T G70 文章编号:1004—132X (2008)11—1379—07R esearch R eview of F ast Tool ServoWu Dan Xie Xiaodan Wang Xiankui Tsinghua University ,Beijing ,100084Abstract :Fast tool servo (F TS )is one of t he key technologies in bot h noncircular t urning and non -axisymmet ric t urning fields.The researching history ,st ruct ure characteristics and performance indices of F TS system were p resented ,and lot s of existing F TSs were reviewed.Afterwards ,four kinds of F TSs including piezoelectric F TS ,magnetostrictive F TS ,Lorentz force F TS and Maxwell force (normal -stress electro magnetic force )F TS were discussed ,involving t heir working princi 2ples ,configuration ,applications ,respective pro s and cons.In addition ,several cases of F TS ’s apply 2ing in non -axisymmet ric t urning were given.The viewpoint s are t hat ult rafast -response (>1000Hz )short -stroke (<100μm )F TS is t he focus in current research ,and bot h piezoelectric F TS and Maxwell force F TS are accessing to ultrafast -response ;especially t he Maxwell force ,it is an excellent new p rinciple for realizing ultrafast -response F TS.K ey w ords :fast tool servo ;response frequency ;noncircular t urning ;non -axisymmet ric t urning收稿日期:2007—11—05基金项目:国家自然科学基金资助项目(50675117)0 引言近年来,非圆截面零件和非轴对称(即非旋转对称)光学元件分别在机械工业和光电产业中得到了广泛应用。
重要说明：本案例由胡少东博士撰写，仅供教学讨论使用，请勿传播！汕头市贵屿镇电子垃圾拆解业的发展（改革开放后到2005年）汕头大学商学院胡少东一、前言电子垃圾（Electronic Waste），或称垃圾电气电子设备（Waste Electrical and Electronic Equipment, WEEE）是指被废弃不再使用的电气或电子设备。
电子垃圾含有毒害成分，但是也包含一些有价值的、较为稀缺的材料。
例如阴极射线管（CRT）显示设备，含有大量有害化学元素，例如铅、镉、铍、汞，和溴化阻燃剂等成分。
电路板中含有诸如金、银、铂等珍贵元素，以及一些重要元素，例如铜、铁、铝等。
由于技术的快速更新、产品的迅速换代（例如磁带、软件、MP3）、电子产品不断下降的价格以及产品设计时就规划好的淘汰周期，都导致了全球范围电子垃圾的迅速增长。
据测算，每年大约新产生5000万吨的电子垃圾，而美国是世界上制造电子垃圾的一个罪魁祸首，每年抛弃大约300万吨的电子垃圾。
这些电子垃圾大部分出口到发展中国家，在一些发展中国家，电子垃圾的现象十分严重，造成的环境污染威胁着当地居民的身体健康。
电子垃圾的处理是全球面临的共同难题，据美国国家环保局估计，在所有的电子垃圾中，仅有大约15%-20%得到循环利用，余下的大部分电子垃圾直接被填埋或焚烧。
电子垃圾作为资源的综合体，蕴藏着众多珍贵的资源，对于电子垃圾的循环利用是解决资源紧缺及环境污染等问题的重要途径。
但电子垃圾的循环利用是全球面临的共同难题，即使在发达国家，电子垃圾的回收和循环回收利用由于其工业过程可能对工人和附近社区造成巨大安全威胁，必需投入大量人力物力来解决在循环回收、提取重金属等流程中造成的环境污染问题。
在发展中国家，由于技术、资金等方面的限制，往往采用原始的拆解技术（如粉碎、焚烧、酸洗等）进行回收利用，给当地造成严重的环境污染问题。
贵屿镇就是一个采用落后工艺拆解电子垃圾而造成严重环境污染的典型。
对国内外电子废弃物回收体系的比较及效率评价模型的提出摘要：传统意义上的矿产终究有一天会被用光耗尽，蕴含在城市中的矿产却能够永久的延续下去。
本文选择了灰色关联度分析法以及面板数据作为分析模型，用不同于以往的视角从时间、截面两个方面来看待循环经济中电子废弃物回收的发展，比较不同地区在持续的时间段中发展的差异与距离，从而归纳出较为合理的回收效率评价模型。
关键词：循环经济；评价模型；灰色关联度；回收体系比较中图分类号：x705 文献标识码：a 文章编号：1001-828x（2012）12-0-02到目前为止，已经有许多针对循环经济评价体系的研究。
在国内，王奇等（2007）根据经济系统内部物质流建立了循环经济定量化评价方法的指标体系。
王春枝等（2010）对我国西部地区采取“纵横向”方式分析用面板数据模型进行了综合评价。
徐传谌等（2010）从理论思想方面的发展进行详尽描述，对美、日、德循环经济的实践进行了比较分析。
刘昕等（2011）基于循环经济“5r理论”从提出了循环经济模型，具体描述了物流信息系统的运作。
以上研究所用的模型在循环经济问题的探究中发挥了很大的作用。
基于循环经济“3r原则”扩大的“5r原则”延展了我国发展循环经济的深远意义，补充了原有不完善之处。
面板数据评价法通过对原始变量进行降维以及赋权较为准确的得出了合理的综合指标。
这些模型大多利于对循环体系进行整体的描述及定量分析，并没有单独针对电子废弃物这一广阔的市场；同时以上文章对于电子废弃物的发展及其影响因素；也没有侧重看待，这正是本文希望能够完善的。
一、国外电子废弃物现状综述——以德、日为例电子废弃物作为循环经济发展进程中重要的一部分，已受到越来越多的重视，而德国、日本尤其走在世界的前列。
以下为对德、日两国电子废弃物回收状况的综合描述及比对。
（一）德国1.健全的法律机制德国是世界上最早进行循环经济立法的国家之一，从1972年起就制订了《废弃物处理法》，有针对性的对居民日常生活产生的垃圾进行规定处理。
基于TSF—Stanford模型的广东省家用电脑废弃量估算研究作者：何捷娴樊宏尹荔松叶高南蒋龙川牛双蛟来源：《绿色科技》2013年第10期摘要：根据近年来广东省家用电脑的销售量，采用时间序列预测法预测了2012～2020年的销售量，运用斯坦福估算模型估算了2012～2022年的废弃量。
结果表明：逐年稳步上升的家用电脑销售量，随着时间的推移将建立一个巨大的潜在丢弃池，累计到2022年废弃量将达到4154.19万台。
对广东省开展废旧家用电脑回收工作提出了建议。
关键词：家用电脑；销售量；废弃量；时间序列预测；斯坦福估算模型中图分类号：X705文献标识码：A文章编号：16749944（2013）100233031引言随着互联网应用越发广泛、无纸化办公逐渐推行、人们工作量快速增多、居民消费水平日益提高，家用电脑普及程度越来越高，其需求量越来越大。
据广东省统计年鉴得出，过去5年家用电脑销售量年均增长18.33%，居民年底拥有量年均增长9.22%。
由于科技日新月异，居民消费习惯不断变化，电脑产品更新周期越来越短且更换速度越来越快，遭淘汰的废旧家用电脑数量急剧上升。
另外，电脑产品富含黄金、铝、铜、锡等多种材料，对其废弃品进行回收再用，可实现废弃物资源化，提高经济—社会效益，否则将严重污染环境。
因此，如何科学规范地回收处理废旧家用电脑成为人类面临的一个既有利可得又极具挑战的新课题，而准确地估算家用电脑的需求量和废弃量则是完成该课题首要解决的问题。
国内外学者从不同的角度，采用不同的方法对区域—年限内电脑销售量、电脑废弃量进行估算。
刘小丽（2005）[1]根据中国IT行业未来几年的发展规划及电脑的市场需求状况，以14%的增长速度预测中国台式电脑未来销售量。
徐顼（2007）[2]运用模糊意见集中评价和模糊综合评价的方法，对某型号计算机性能评价进行研究，并根据顾客对该机型的满意程度来预测该机型销售额。
宋晓芳（2008）[3]采用一元线性回归法对1997～2003年成都市电脑销售函数进行拟合，预测2008～2020年销售量。
梁晓辉（2010）[4]根据上海市2008年以前电子电器的销售量，利用灰色预测模型预测2008～2012年销售量。
IMS（1991）[5]采用市场供给模型对1991年德国电子废弃数量进行估算，即根据产品的销售数据和平均寿命期来计算。
Lohse （1998）[6]通过消费和使用模型估算1998年德国电子废弃物的总量，该方法主要结合社会电子产品的保有量和平均寿命期进行计算。
林逢春（2003）[7]根据中国每年电脑的销售量和固定的使用年限估算中国1991～2004年废旧电脑总量。
李金惠（2005）[8]根据1989～2003年计算机的生产量和消费量，利用Gompertz模型预测我国2004～2015年计算机的年废弃量。
王喜（2007）[9]采用分时段比例废弃的方法计算2006～2015年每年上海市电子废弃物总量。
洪鸿加（2009）[10]建立基于Vensim语言的系统动力学模型，模拟2001～2020年广州市废旧电脑总量的发展趋势。
梁晓辉（2010）[4]利用市场供给A模型估算上海市2007～2017年电子废弃物总量，该模型假定每年的产品都服从几种不同的寿命期，并赋予一定的比例。
归纳起来，目前国内外许多学者对家用电脑废弃量估算的不足主要表现在两方面：①电脑更新换代快，其销售量受经济发展、人口数量、居民消费习惯等多种不同因素影响，且数据分布变化大，目前多数学者采用的估算方法得出的预测结果不符合精度要求；②目前大多数研究采用电脑的销售量和固定使用年限对电脑废弃量进行估算，虽然有学者采用分时段比例废弃的方法进行计算，但是没有考虑到电脑等IT产品淘汰速度很快，其平均使用寿命分布随时间推移而有所变化，其估算结果不够准确。
鉴于此，笔者在国内外学者研究的基础上，考虑作以下两方面改进：①基于广东省经济发展快、人口数量多、居民消费水平相对高、电脑更换速度快、其销售数据变化大，采用时间序列拟合模型预测广东省家用电脑未来销售量；②基于IT 产品使用寿命随着时间的推移而逐年降低，采用斯坦福模型对广东省家用电脑废弃量进行估算。
2广东省家用电脑废弃量估算2.1估算方法2.1.1时间序列预测斯坦福估算模型（Stanford Estimation Model）的理论框架最早是IMS（1991）进行德国电子废弃物调查时提出的，后在Stanford Resourced 公司对美国电脑行业调查的基础上建立起来，是根据产品的销售量、使用寿命和寿命分布比例来估算废弃量的。
在斯坦福估算模型中，家用电脑不会全部均被使用至报废年限才被淘汰，也不会在到达使用年限后马上100%被废弃；每年销售的家用电脑按使用方式的不同，服从几种不同的寿命期；另外，对于电脑等淘汰速度较快的IT产品，其平均使用寿命随时间的推移而变化。
2.2数据来源及预处理利用上述方法估算广东省家用电脑废弃量需要了解其寿命分布比例和年销售量。
平均寿命受使用者的消费积极性、科技的革新、产品被回收处理前的存储期等多方面影响（Kang，2006）[12]，根据国内外相关文献和报告[4，5]，结合广东省实际情况，本文把2006～2022年期间售出的电脑寿命期分为2～7年6个等级，且寿命分布比例随时间而变化（表1）。
广东省流动人口众多，且主要来自农村地区，设流动人口消费水平与农村居民相当。
另外根据《广东统计年鉴》2004～2011年年末总户数和每百户居民家庭全年购买家用电脑数量，得出2004～2011年家用电脑的年销售量。
3结果分析和讨论本文以2004～2011年家用电脑销售量作为原始数据，采用时间序列预测法预测2012～2020年销售量，运用斯坦福模型估算2012～2022年废弃量，结果表明：①家用电脑的销售量逐年稳步上升，到2020年将突破800万台。
随着时间的推移，将建立一个巨大的潜在丢弃池；②家用电脑年废弃量呈增长趋势。
2012～2016年增长速度缓慢，2016～2020年增长迅速，2020年家用电脑废弃量达到一个峰值，年度废弃量746.07万台，累计废弃量2482.5万台。
2020年后增长速度相对放缓，但总体仍呈增长趋势。
基于以上分析结论，开展废弃家用电脑的回收处理工作刻不容缓。
本文建议：①创造有利于回收的客观环境。
合理地布局回收渠道、回收设施等，方便居民参与回收活动，节省居民的时间和精力，有利于提高居民的积极性；②尽快对延伸责任制、生产者和消费者的付费机制做出明确细致的规定，确保强制环保的有效性；③鼓励支持高校和研究机构积极开展废弃家电资源化研究项目，开发先进的处理处置技术，提高经济—环境效益。
本文对广东省家用电脑废弃量和可回收量的估算仍存在一些不确定性：①在斯坦福模型中，没有考虑废弃家用电脑维修翻新后作为二手产品继续被售出使用；②由于流动人口统计数据不够全面，本文只能粗略估算其家用电脑的购买量。
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