制造业历史变迁：从手工到现代集成制造

制造业是社会经济发展的重要支柱，其发展历程反映了科技进步和社会需求的变迁。本文将详细介绍制造系统的发展历史，以及系统和制造系统的基本概念。 1. 制造系统发展简史 - 18世纪中叶至20世纪初：这一阶段主要为手工作坊式单件制作，工匠们依靠手工工具进行生产，效率较低，但能满足个性化需求。 - 20世纪初至20世纪中叶：随着工业革命的到来，大批量流水线生产方式兴起，如福特的T型车生产线，实现了标准化和规模化生产，提高了生产效率。 - 20世纪60年代至80年代：自动化柔性制造阶段，引入自动化设备和计算机控制系统，如刚性自动线向柔性自动线过渡，DNC（Direct Numerical Control，直接数字控制）和FMS（Flexible Manufacturing System，柔性制造系统）开始普及，生产灵活性显著增强。 - 20世纪90年代至今：现代集成制造时代，信息化和网络化成为主流，采用ERP（Enterprise Resource Planning，企业资源规划）、CAD/CAM（Computer-Aided Design/Computer-Aided Manufacturing，计算机辅助设计与制造）、CIMS（Computer Integrated Manufacturing System，计算机集成制造系统）等技术，实现了高度集成和智能化，生产效率和产品质量进一步提升。 2. 系统及制造系统的基本知识 - 系统定义：系统是由相互关联的要素组成，具有特定功能的整体。例如，机械加工系统由机床、夹具、刀具、工件和操作人员构成，目标是改变工件的几何参数和表面性能。 - 系统特性：包括集合性、相关性、整体性、目的性、环境适应性和不可逆生命周期性。 - 制造系统定义： - CIRP（国际生产工程学会）定义：制造系统是制造业中形成生产的一体化整体，涵盖设计、生产和分销等多个环节。 - 李培根教授定义：制造系统是一个动态实体，由多个子系统组成，它们相互关联并适应市场变化。 3. 制造系统的理解 - 结构上：制造系统由硬件（如机床、工具、设备）、软件（如操作系统、CAD/CAE/CAM、ERP等）和人员组成，形成一个有机整体。 - 转换上：强调系统在物料、能源和信息上的转换，以及生产过程中的知识和技术的应用。 - 过程上：从设计、生产到产品生命周期管理，制造系统贯穿其中，不断优化以满足市场需求。 4. 制造模式理论与技术 - 制造模式（如精益生产、敏捷制造）指导生产过程的设计和改进。 - 制造技术与知识的进步推动了自动化、智能化水平的提高。 - 标准与规范确保生产的规范化和一致性。 - 计算机辅助工具（如CAD、CAXX、PDM、MIS等）在设计、管理、模拟等方面发挥关键作用。 制造系统的演变历程不仅反映了生产力的提升，也体现了对系统理论的理解深化和技术手段的迭代更新。从手工生产到现代集成制造，制造系统在结构、功能和效率上都经历了质的飞跃，适应了全球化和数字化时代的挑战与机遇。