工业工程导论第3章工业工程的技术基础

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1、第3章工业工程的技术基础本次课的基本要求：1、理解信息的定义、信息的特征以及信息在制造领域中的作用；2、了解计算机与过程控制的接口、信息系统的分类与开发工具；3、掌握制造与生产系统的内涵与发展趋势、面临的挑战；4、了解未来工厂的结构模式；3.1信息技术基础1、信息的有关概念（1）信息的定义1997年美国信息专家TStaniev提出信息的新概念:信息是经过处理后可以获取的、人可接受与理解、有确定含义或情报的那些原材料。（如密码电报、矿石）原始信息必须经过处理才能被人们所理解。（2）信息技术信息技术是以计算机技术、基于微电子学的检测传感技术(信息

2、采集与前后处理、特征提取与识别)和通信技术为三大支柱的技术群。信息技术为信息的搜集、存储、编码、处理、分析、传送、接收、打印等提供工具和手段。（3）信息处理指信息的传递、变换、存储、压缩、提取、恢复与分析等活动，是计算机和通信技术中的重要概念，可以用数学中“映射”、“变换”的概念描述。与信息处理相关的概念有：数据:一系列断开的事实或观测的结果，借助于分析、综合等方式可以变为信息；知识：由有组织的信息体组成的整体，这些信息模式形成理解或判断的基础；信息模式：可加工的知识相关体。（4）信息的特征信息具有量与质两方面的特征。信息具有可更新性。信息的

3、精度与可靠性，正确的决策必须依靠精确、可靠的信息。信息的响应和适应能力。信息的价值与成本。（5）信息在制造领域中的作用是制造活动（规划、设计、加工与装配，过程控制，制造系统管理的分析、评价和决策）的依据，也是保证制造目标实施必不可少的因素。是制造自动化的要素。是生产管理、营销和销售、维护与修理、与环境协调的媒介和组成要素。2、信息系统（1）信息系统及信息网络信息系统是密切联系、相互依赖的计算机硬件和软件与为搜集、处理和传播规划、决策和控制用的信息而设计的流程/过程以及操作人员组成的系统。--具备数据采集、存储、查找、处理、变换和显示功能。信息

4、网络分为局域网LAN（如CNC机床上直接通信用的数据网络）和广域网WAN。网络之间传输信息需要制定协议，如MAP协议、TOP协议以及TCP/IP协议等。（2）信息系统的结构信息系统的结构是指如何组织运行有关信息的模式/模型。需考虑以下四要素：组织的职能协调需求的交流/沟通建模需要的数据管理与控制结构（3）计算机与过程控制的接口计算机过程控制：主要解决计算机与制造过程互联的问题，即计算机与制造过程之间的通信和通信要求的输入与输出能力。过程数据可分为：连续模拟信号；离散的二进制数据；脉冲数据或离散数据。对应以上三类数据，有六种输入与输出接口：模/

5、数转换接口；开关量输入接口；脉冲计数器；数/模转换接口；开关量输出接口；脉冲发生器。前三种接口把过程相关数据转换成计算机可以接受的输入。后三种接口把计算机的指令或数据转换成模拟信号，实现计算机到过程通信的接口。过程监视中计算机采用的数据可分为三类：过程数据。机床/装备数据。产品数据。以上数据的采集方法：现场工作人员通过专门配置的终端手动输入；利用极限开关、条形码阅读器、传感器系统或机器视觉系统等自动采集；（4）信息系统的分类按应用的功能分类可以按财务、制造、人力资源、供应商管理等不同应用领域划分，如：财务系统、管理信息系统等。按建立系统所利用

6、的技术分类局域信息系统，在用户控制下生成报告等；职能信息系统，提供生产、销售等信息；企业信息系统，如ERP,MRP等；跨组织信息系统，如电子商务等。（5）信息系统的开发工具支持信息系统分析与设计的工具有：数据流程图数据辞典（信息系统的需求与技术条件的一览表）分层的输入/流程/输出图系统结构和计算机辅助软件工程（CASE）信息系统开发初期利用的工具：VC++，VB,JAVA，ASP目前企业使用的软件工具主要指ERP系统判断ERP是否应用成功的基本因素有：支持决策；企业对市场变化的响应能力与响应速度；对项目小组领导与协调的能力；项目范围的合理程度

7、；ERP软件包的有效性；实施ERP的正确性；对项目小组培训的有效性。3.2制造与生产系统基础1、未来的制造与管理制造的意义：制造始终是创造社会财富最基本的手段，是国家经济发动机的强大支柱，是增强国家综合实力、防务能力和提高人民物质文化生活水平的保证。1991年美国工程/科学院把制造、技术与科学作为发展国家经济的三大必保主题。制造是工业工程产生、发展及研究与应用的第一个领域。(1)制造的内涵及其发展“制造”一词来源于希腊文“手工制作”或“手工业”。制造是人类进行物质资料与货物生产的基本手段。制造的内涵在不断发展，比重越来越大(2)制造的技术群近

8、代制造技术群（1750-1940）：动力机技术与机械化、内燃机车、农业机械化等；现代制造技术群（1920-2000）：机械自动化、数控技术、有线与无线通信技术、农业