02633现代制造系统自考笔记
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1 制造系统工程基础
1.1 简述制造的概念：
广义：包括制造企业的产品设计、材料选择、规划、制造生产、质量保证、管理和营销的一系列有内在联系的活动与运作。狭义：指利用工具、装备或装置把原材料转换成产品/货物的生产。
1.2 简述制造的基本特性及其重要性
为人的生存与发展提供基本的物质资料；制造业为国家创造了财富；是不断造福人类和保障世界和平的保证。
1.3 20世纪的制造模式有哪些？各种模式的主要特征是什么？
机械模式：是机械自动化的生产模式，是以机械论为主导，不承认个体的创造性和主动性。
生物模式：主张摒弃机械模式的泰勒制，实行目标管理，子提出目标和要求，注重实施者的自主性，对项目提供必要的资源，明确达到的目标和验收结果。
社会模式：就是主张从系统工程的观点研究人与人和部门与部门之间的交互作用，对他们执行集成系统管理，使企业形成“系统整体大于部分之和”的“相乘效果”。
自然科学—社会科学一体化模式：充分利用知识、信息与自然科学—社会科学最新成果，尊重人，充分发挥人的作用，实施小组与群体/工段/集团自组织、动态快速响应和不断改进与创新的人鱼自然和谐的模式。
1.4 如何获取高的附加价值？
知识、软件和各种服务同物质产品的有机结合
1.5 自动化的本质是什么？
是指把机械、电子和计算机系统用于操作和控制生产的技术。
1.6 现代制造面对的困难和出路何在？
世界制造业面临的困难
现有的产品饱和，制造生产能力大量闲置，不少产品供过于求；
‘工业空洞’推动发达国家将中低技术产品和基础产业向发展中国家和地区转移；
资源的滥用以引发人类继续生存下去的资源、能源和环境污染危机；
职业吸引力迅速下降。
基于‘三高’的制造阻碍可持续发展（高物耗、高能耗、高污染）
企业管理的不足
制造技术的不足
可持续发展
从创新战略、技术、方法和系统多角度革新制造，走可持续发展的工业化和现代化道路
1.7 简述灵捷制造战略的核心
革新管理和组织机构、柔性技术、掌握熟练技艺，有知识和创新能力的员工。
1.8 一个灵捷制造企业有哪些特征？
组织机构的特征、人员特征、柔性技术特征
1.9 何谓TCS？实施TCS的关键是什么？
“使顾客完全满意”
自上而下地转变传统的观念，确立TCS观念，建立基于TCS的企业文化；
把TCS作为企业业务工作目标落实到每个员工和每项活动中，量化到人；
把TCS作为员工业绩评定的最终标准。
1.10 制造过程的主要特征有哪些？
是一个按规定顺序和方向转换的过程；
是具有非线性、远离平衡态、有耗散特性的动态开放式系统。
1.11 简述制造的生产类型及主要特征
单件生产、批量生产、大量生产
产量增大、生产率增高、劳动者技艺水平增高、工具专用性增大
1.12 何谓规模经济？其本质如何？ 定义：大规模生产导致的经济效益
规模经济是由于一定的定量的范围内，固定成本可以认为变化不大，那么新增的产品就可以分担更多的固定成本，从而使总成本下降。
1.13 何谓学习（熟练）效应？
多品种小批量生产中，单位产品的加工工时随批量的增加而趋于降低。学会计算
1.14 简述制造过程中的五种流
物料流：即制造系统同环境间有物质交换，系统从外部获取原材料、坯件和配套件，输出成品货物和废弃物。
信息流：指的是生产组织与管理、生产计划与控制、物料转换技术/方法/程序、过程与产品评价等所需的各种信息或知识的传递与转换过程。
能量流：制造系统运行是一个低熵的有序过程，必须有能量才能维持其有序度。制造系统同外界的能量输入与输出交换及系统内能量的转换和传递过程。
成本流:制造过程的经济学本质是资金的不断消耗和创造附加价值（社会财富）的过程。资本的物化和劳动的物化劳动同知识、软件和服务的结合是产品货物增值。这种附加价值的过程称为成本流。
误差流又称为制造或加工误差流，指的是从原材料到最终产品各种误差的传递与变换过程。
1.15 企业的目标是什么？
利润目标：通过管理使之最大化；社会目标：为社会造福做贡献。
1.16 何谓生产率、平均生产率与边际生产率？
生产率:从生产资源转化成产品/货物过程最重要的指标。
平均生产率：是产出对生产（输入）要素之比，常用的劳动生产率为平均劳动生产率。
边际生产率:是单位输入的变化与总输出变化关系的表征。
1.17 如何提高制造的效率？
主观因素、客观因素
1.18 何谓系统的协同效应？
由于“相乘效应”组织起来构成有机整体的现象。
1.19 何谓系统的集成？
全系统经常采取系统集成的模式，并有如下3个特征：
协调 不同的自治维护领域/方面的集成。
协作 可以获得共生增益。
协同 协同地获得放大效益。
1.20 系统思考有哪些要点？
一切事物是相互关联、相互依赖的，系统是一个整体，有一定的运行环境和一定的寿命期。
事物可能有确定性、随机性、模糊性或不确定性等特征。
事物的相关性中存在一类关系——因果关系
因果关系中最重要的特性是可测度性和可预测性
协同作用——系统组元间存在非线性放大机制是系统自组织和实现‘整体大于部分之和’的协同效应和本质。界面的交互作用是协同作用的重要关键因素之一。
1.21 系统有哪些基本属性？
集合性、相关性、层次性、目的性、适应性、可学习型
1.22 简述系统的抽象定义、结构定义、功能定义和程序定义
抽象定义：“系统是两个或两个以上相互关联，并可以识别的要素集合体”。根据这一定义，从理论、逻辑、数学和辩证法不同角度研究“一般系统”。这里主要强调系统的相关性。
结构定义：“系统是在一定的外部环境下，实现规定的目标的若干互相关联、可以识别的要素集合体。”它主要强调系统的静态结构。
功能定义：“系统是一个接受某些输入，经作用后转换为某种输出的过程。”它强调环境与系统间的相互作用，这是系统的转换特性。
动态（程序）定义：“系统是事物按逻辑、整体、时间进行处理的流程。” 1.23 简述系统方法的重要性
全球化趋势的推动
计算机和信息网络技术的飞速发展，极大地强化了复杂问题求解方法和所需要的信息搜集、处理、存储和变换能力。
多种先进技术的发展为企业提供了正确决策与获取大系统问题优化解的支持，使它们的实现成为可能。
1.24 一个系统的5个基本问题是什么？
系统分析、系统运作/运行、系统反演（逆变）、系统综合、系统优化
1.25 系统全寿命设计涉及哪些因素？
订货、可靠性、可维护性、合用性、可改进性、可处理性
1.26 简述系统优化的方法
极值法、数学规划法、多目标优化、网络理论、最大原理、函数分析法、隐式枚举法
1.27 常用的决策判据有哪些？
最优准则、满意准则、一致性准则
1.28 何谓大系统？“系统的大小与复杂性成正比”的说法对吗？
在整个时间上，系统的功能要求数大于10个或者更多
说法不对 系统的复杂性同系统的大小区别开来，复杂性指的是实现的难易程度。
1.29 工程决策有哪些基本假定？试述决策过程的阶段与活动。
事实假定、价值假定
1） 明确问题，确定判据/准则
2） 拟制问题解的多个可行方案，估计各方案的效果——效用、价值、收益或者受损情况。
3） 选择决策方案
4） 对多个可行方案进行量化计算、优化和对比分析，确定选取的方案
决策的活动：选择一位决策经理，成立授权的多功能的交叉决策小组；开展上述四项决策过程活动；经过充分了解和酝酿后有最高决策人或决策层集体核准，形成文件，下达实施。
1.30 试述6类工程决策的基本判据
1） 确定状态下的决策：选取效益矩阵中最大报酬的战略
2） 风险状态下的决策：选取最大的期望报酬的战略
3） 在不确定状态下的决策：
4） 在遗憾准则下的决策：使最大遗憾最小化
5） 在Laplace判据下的决策：利用战略的期望最大化判据决策
6） 竞争型决策：选取最大损失最小化的决策
1.31 试述制造系统的含义、结构、生产过程和程序。
含义：CIRP定义 制造业中形成制造生产的有机整体。
结构方面定义：制造系统是硬件（包括生产设施—机床，夹具等）物料传送装置，工人和其他所属装置组成的统一集合体，由生产信息，知识。技术，方法和软件支持它。
生产过程定义：根据系统的转换定义，制造系统可定义为生产资源，特别是原材料转换成最终产品的转换或者变换过程。
程序定义：把制造系统看成生产的运作程序，即制造的管理系统。
1.32 制造系统工程的核心观点是什么？
为要高效而经济地完成生产活动，最重要的是物料流、信息流、成本流的完全统一。
物料流主要指生产过程系统，信息流主要指生产管理系统，成本流主要是生产的经济系统。
制造研究的统一集成范例被称为制造系统工程。
1.33 信息是什么？它与物质、能量有何关系？其主要特征有什么？
概念：经过处理后能为人接受和理解、有确定含义的情报的原材料。
关系：信息既不是物质，但又源于物质运动与状态；既与能量有关，并可相互转换，但又不是能量本身。
特征：信息的量与质、信息的可更新性、信息的精度与可靠性、信息的响应与适应能力、信息的价值与成本。 1.34 MIS与SIS有何不同？
MIS管理信息系统 是能提供企业（公司）管理活动各部门和各层次的规划，实施和控制问题求解活动管理和决策精确而及时信息集成的信息系统。
SIS战略信息系统 供最高管理层用的有战略规划功能的信息系统；主要涉及服务业，而不是制造业。
1.35 如何提高制造生产率？
采用柔性制造原理，压缩产品品种变换的准备时间，适应批量变化；
采用高效加工方法与设备
压缩辅助时间
提高切削用量或者过程变量
实现少人的‘无人化’加工
利用“零时间哲学”
1.36 何谓制造自动化？制造自动化的目的有哪些？制造自动化有哪些类型与特性？
定义：利用机械，电子和计算机技术实现操作与生产控制自动化和经营管理自动化。
目的：大大地提高生产率、提高产品质量，保证制造过程质量的稳定性、降低生产资源的消耗、极大地降低生产制造成本、缩短生产时间和交货期、改善劳动条件，替代重复呆重的体力与脑力劳动。
刚性自动化：是指按工艺流程不变顺序地布置设施与设备的自动化。
可编程自动化：是指其装备能适应不同品种制造，加工顺序决定于控制的程序，是可变顺序的自动化。
柔性自动化：制造系统对外部因素变化的顺应性和对内部因素变化的适应性。
1.37 制造系统自动化的基本策略有哪些？
工序专门化、工序集中、工序并行化、工序集成、提高柔性、改进物流系统，缩短制造时间，降低在制件数、提高过程质量及其稳定性、控制和优化制造过程、集成、计算机集成制造。
1.38 简述自动化制造系统的组成与类型。
组成：由自动化设备、自动化运输设施、物料、刀夹量辅具、计算机系统、操作/管理/控制/编程人员等硬件要素组成。要组成运作，必须要生产技术、方法和软件等要素支持。
直线型布置、回转型布置
1.39 自动化制造系统中有哪些工件传输方法？
连续传输装置、间断或同步传输装置、异步传输装置
2 成组技术基础
2.1 成组技术的原理和实质是什么？通过何种手段取得实际效益？GT的柔性是何含义？
相似性原理：结构形状、工艺和材料
GT的效益来源于制造资源的重复使用
制造系统适应产品对象修改或更改后的适应能力，即适应加工多品种产品的能力。
