自动化系列讲座1：制造业自动化的技术内涵

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自动化技术是先进制造技术范畴中的自动化技术。由于先进制造技术隶属于制造业，因此更确切地说，我们所讨论的是制造业自动化技术（或简称为制造业自动化）。也有人把制造业自动化称之为制造自动化。一字之差，其实并不完全一样。
制造自动化的原意是制造过程中的自动化技术，仅从字面上看，可以理解为自动化是可以制造、生产出来的。这与制造自动化的原意大相径庭了。二义性是制造自动化提法的弊端之一。
其二，制造自动化中的制造一词，按照通常意义的理解，是指加工过程、工艺过程。例如在著名的Long man词典中对制造（Manufacture）解释为：通过机器进行“产品”制作或生产，特别适用于大批量（to make or produce machinery，esp in Large quantifies）。这就是说，制造自动化只限于我们通常所说的底层自动化或车间自动化。显然，这与制造业自动化或制造业企业自动化，即一个企业的自动化相比，其范围和广度要局限得多了。
鉴于我们采用了制造业自动化的提法，有必要对它的技术内涵作是一步的解释和探讨。并对其国内外的现状和发展趋势进行分析。
顾名思义，制造业自动化与制造业和自动化密切相关，为此，我们需要先明确对制造业和自动化的认识。
18.1.1 对制造的认识
对制造业的内涵在第1篇中已做了充分的论述。这里仅补充说明几点对它的认识：
1）制造业的范围非常广泛，除机械制造外，还包括电子、化工、轻工、食品等多种行业。
2）制造业企业在生产方式上，不仅包括离散型（如机械制造），而且包括流程型（如石油、化工）。
3）“将资源通过相应的过程转换成产品”中的相应过程，不仅仅是传统概念上的工艺加工，而是一系列需要由企业组织的“过程”，如市场预测、产品设计、物料采购、生产计划、生产过程、质量保证、经营管理、市场销售和售后服务等一系列相关的活动（也称产品的全生命周期）。一般意义上的制造，只是“相应过程”中的一个过程。
4）制造业企业的诸多过程都是企业行为，它的优化关系着企业的生存与发展。
18.1.2 自动化的概念
自动化（Automation）是美国D.S.Harder于1936年提出来的。他当时认为一个生产过程中，机器之间零件转移不用人去搬运就是自动化。
应该说，“自动化”的核心概念是“自动地去完成特定的作业”。当时Harder所说的这个特定的作业是工序之间零件转移自动搬运。这一阶段自动化的期望或者说功能目标是代替人的体力劳动。
随着技术的进步，自动化的概念并没有什么变化，但其功能目标在不断地随着自动化手段的提高、时代的进步而变化。
在计算机用于自动之前，自动化的功能目标是以省力为目的，代替人的体力劳动。随着计算机和信息技术的发展，计算机和信息技术作为自动化技术的重要手段，自动化的视野大大扩展，自动化的功能目标不再仅仅是代替人的体力，而且可以代替人的部分脑力劳动。典型的例子是各种计算机辅助技术[计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助管理、计算机辅助工程（CAE）等]。
80年代中期以来，市场竞争日趋激烈。企业在谋取生存求发展的竞争环境下，只有尽量缩短产品的交货时间或尽量提早新产品的上市时间（T）、提高产品的质量（Q）、降低产品的成本（C）和提高服务水平（S）才能在竞争中取胜。因此TQCS就成为制造业自动化所追求的功能目标。为此，它也为制造业自动化带来新的内容。
TQCS是对产品而言的，也就是在产品的全生命周期的各个阶段使TQCS都得到改善，产品的TQCS才能得以改善。例如，要想使新产品的上市时间缩短，只有压缩产品的设计、制造等各个阶段的时间。而采用单项的制造技术的自动化达不到这个目的，于是人们从制造系统方面寻找出路，出现了许多新的制造系统，如计算机集成制造系统（CIMS）、网络化制造系统、敏捷制造等，新的制造系统的出现，也就出现了新的制造模式。但这些新的制造系统的特点，都是把制造系统作为一个整体来看待，用提高整个系统自动化的程度来改善TQCS，这就是制造系统的自动化。
18.1.3 制造业自动化的内涵
基于上述对“制造业”和“自动化”的认识，制造自动化的技术内涵有以下两个方面：
1．制造技术的自动化
它包括产品设计自动化、企业管理自动化、加工过程自动化和质量控制过程自动化。
产品设计自动化，包括计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助工艺设计（CAPP）、计算机辅助产品工程（CAE）、计算机产品数据管理（PDM）和计算机辅助制造（CAM）；
企业管理自动化，包括企业ERP（Enterprise Resource Planning）；
加工过程自动化，包括各种计算机控制技术，如现场总线、计算机数控（CNC）、群控（DNC）、各种自动生产线、自动存储和运输设备、自动检测和监控设备等。
质量控制自动化，包括各种自动检测方法、手段和设备，计算机的质量统计分析方法、远程维修与服务等。
2．制造系统的自动化
研究和提出自动化的生产模式，如计算机集成制造系统（CIMS）、敏捷制造（AM）、并行工程等。它的突出特点是采用信息技术（Information Technology），实现产品全生命周期中的信息集成，人、技术和管理三者的有效集成。

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