中南大学网络教育课程考试 《先进制造技术》试题
考试说明：
1.首先下载试题与《标准答卷模版》，完成答题后，答卷从网上提交。
3.网上提交截止时间：2017年11月20日8：00—12月20日18：00。 试题：
一、FMS控制系统是一个多级递阶控制结构，请简述各级的作用。（15分） 二、根据我国的国情，目前是否适宜大面积推广实施CIMS，为什么？（20分） 三、JIT系统的主要特点是什么？（15分）
四、与常规切削加工相比，高速切削具有哪些优越性？（15分）
五、随着网络技术的发展，一种基于网络技术的先进制造模式——网络化制造技术应运而生，查阅相关文
献，总结归纳网络化制造技术的内涵和关键技术是什么。要求字数不少于600字。（35分）
中南大学网络教育课程考试
《先进制造技术》答卷
本人承诺：本试卷确为本人完成，若有违反愿意接受处理。
一、FMS控制系统是一个多级递阶控制结构，请简述各级的作用。
答：三层递阶控制结构包括：系统管理与控制层、过程协调与监控层、设备控制层。 系统管理与控制层又称单元控制层：它执行上级下达的任务，制定系统生产作业计划，实时分配作业任务给各个工作站、点。监控系统的执行，协调各部门与FMS的工作与相互支援。过程协调与监控层又称工作站控制层：主要协调工件在系统中的流动。设备控制层：直接控制各类加工设备和物料系统的自动工作循环，接收和执行上级系统的控制指令，并向上级系统反馈现场数据和控制信息。
二、根据我国的国情，目前是否适宜大面积推广实施CIMS，为什么？
答：根据我国的国情，目前不适宜大面积推广实施CIMS 。
要实施制造业的CIMS，必然需要一定程度的底层自动化相配套。然而我国的一个基本国情是财力不足，对多数企业而言也是如此。特别在市场经济下，企业所面临的是激烈的市场竞争。为增强制造企业的市场竞争能力，产品的成本、质量和交货期就成为有效地争取客户的关键。为此就需要企业能快速给出满足客户需求的技术方案和商务报价。这样开发以CAD与成本核算系统的集成为核心的报价系统，常常要围绕影响企业发展和经济效益的\"瓶颈\"，尽可能以现有底层自动化为基础，将实现关键产品或部件从设计-生产管理-制造的集成，作为另一个缩短产品的设计周期和生产准备周期，往往是保证交货期的关键，因此更宜按总体规划首先实现CAD/CAPP/MRPII一体化(此时投入也少)，然后分步实施逐步深入。而决不是首先实现底层全盘自动化，再去实施CIMS。以上这些分析，对流程工业CIMS集成方式的研
究是有所启发的。这就是，如果全面投运DCS后再实施CIMS队，那也是不符合国情的。即使企业有财力和人力能全面进行底层的DCS的建设，然后通过实时数据库将底层生产信息实时地传递到各个管理层次，作为各层管理决策的依据，但也只是实施了管控一体化，而不是 CIMS。因此这样做并没有解决管、控这两类不同性质信息的有机集成。
三、JIT系统的主要特点是什么？
答：（1）拉动式(pull)准时化生产(JIT)－－以最终用户的需求为生产起点。－－强调物 流平衡，追求零库存，要求上一道工序加工完的零件立即可以进入下一道工序。－－组织生产运作是依照看板（Kanban）进行。即由看板传递工序间需求信息（看板的形式不限，关键在于能够传递信息）。－－生产中的节拍可由人工干预、控制，保证生产中的物流平衡（对于每一道工序来说，即为保证对后工序供应的准时化）。－－由于采用拉动式生产，生产中的计划与调度实质上是由各个生产单元自己完成，在形式上不采用集中计划，但操作过程中生产单元之间的协调则极为必要。
（2）全面质量管理－－强调质量是生产出来而非检验出来的，由过程质量管理来保证最 终质量。－－生产过程中对质量的检验与控制在每一道工序都进行。重在培养每位员工的质 量意识，保证与时发现质量问题。－－如果在生产过程中发现质量问题，根据情况，可以立即停止生产，直至解决问题，从而保证不出现对不合格品的无效加工。－－对于出现的质量问题，一般是组织相关的技术与生产人员作为一个小组，一起协作，尽快解决。
（3）团队工作法（Teamwork）－－每位员工在工作中不仅是执行上级的命令。更重要的是积极地参与，起到决策与辅助决策的作用。－－组织团队的原则并不完全按行政组织来划分，而主要根据业务的关系来划分。－－团队成员强调一专多能，要求能够比较熟悉团队内其他工作人员的工作，保证工作协调顺利进行。－－团队人员工作业绩的评定受团队内部的评价的影响。－－团队工作的基本氛围是信任，以一种长期的监督控制为主，而避免对每一
步工作的核查，提高工作效率。－－团队的组织是变动的，针对不同的事物，建立不同的团队，同一个人可能属于不同的团队。
（4）工业工程IE（数字化管理）精益生产是当前工业界最佳的一种生产组织体系和方式。而IE则是为完成精益生产方式的工程基础，IE又是精益生产的重要组成部分。工业工程IE,是对人员、物料、设备、能源和信息所组成的集成系统进行设计、改善的一门学科。日本企业在推行精益生产时，运用基础IE中大量的作业研究、动作研究、时间分析技术，使精益生产始终站在科学的基础上，因此生机勃勃、卓有成效。日本企业在运用IE方面有极大的创造，使得精益生产不仅带来了生产组织方式的质变，而且带来了产品开发、质量控制、 内外协作管理、与用户关系等一连串带根本性的企业组织、管理方面的重大变化和企业经营价值观的重大改变，其中最受影响的还包括日本企业的企业文化。丰田汽车公司生产调查部XX清孝认为，丰田生产方式（JIT ）就是IE在企业中的应用。日本从美国引进 IE，经过半个世纪发展，形成富有日本特色的IE，即把IE与管理实践紧密结合，强调现场管理优化。我国企业在实施推进精益生产的过程中，应该结合现场IE，从基础IE的普与推广入手，进而实现拉动式准时化生产。
四、与常规切削加工相比，高速切削具有哪些优越性？
答：与常规切削相比，高速切削具有下列优点：(1)加工效率高。随着切削速度的大幅度提高，进给速度也相应提高5～10倍。金属去除率可达到常规切削的3～10倍。同时机床快速空行程速度的大幅度提高，也减少了非切削的空行程时间，极大地提高了机床的生产率。(2) 切削力降低。在切削速度达到一定值后，切削力可降低30%以上，尤其是径向切削力的大幅度减少，特别有利于薄壁细肋等刚性差零件的精密加工。(3)工件热变形减小。高速切削刀具热硬性好，95%～98%以上的切削热被切屑飞速带走，工件可基本上保持冷态，可进行高速干切削，不用冷却液，减少对环境的污染，能实现绿色加工。(4)已加工表面质量高。高速
切削时，机床的激振频率特别高，它远远离开了“机床-刀具-工件”工艺系统的固有频率X围，工作平稳振动小。(5)有利于保证零件的尺寸、形位精度。(6)能保证刀具和工件保持低温度，延长了刀具的寿命。在高速切削中切削量浅，切削刃吃刀时间短，进给比热传播的时间快。刀具和主轴上的径向力低。能减小主轴轴承、导轨和滚珠丝杠的磨损，对主轴轴承的冲击小。可以使用悬伸较长的刀具，振动风险小。(7)加工成本大大降低。高速加工提高了加工效率和加工质量，减少了打磨修整工序。
五、随着网络技术的发展，一种基于网络技术的先进制造模式——网络化制造技术应运而生，查阅相关文献，总结归纳网络化制造技术的内涵和关键技术是什么。要求字数不少于600字。
答：（一）、网络化制造技术的内涵
网络化制造的本质是制造技术与网络技术结合的一种先进制造模式，网络化制造也是一个涉与到机械工程、计算机、网络技术、信息、自动化、电子技术等多个领域的综合学科。网络化制造的内涵包括以下几方面内容：（1）敏捷响应。基于网络的敏捷制造和并行工程等技术可显著缩短产品开发周期，迅速响应市场。（2）资源共享。通过网络化制造，分散在各地的信息资源、设备资源甚至智力资源可实现共享和优化利用。（3）企业组织模式。网络和数据库技术将使得封闭性较强的金字塔式递阶结构的传统企业组织模式向着基于网络的扁平化的、透明度高的项目主线式的组织模式发展。针对市场 机遇和需求，建立以企业动态联盟和资源共享为基础的，通过网络和电子手段联系和控制的 虚拟企业将是快递、优质、低成本和低风险响应市场的有效组织模式。（4）生产方式特征。生产方式将从过去的“大批量、少品种”和现在的“小批量、多品种”发展到“小批量、多品种、定制型”。今天的市场越来越体现个性化需求的特点，故基于网络的制定将是满足这种需求的一种有效模式。（5）客户参与。客户不仅是产品的消费者，而且还是产品的创意者和设计参与者。网络化制造技术将使用户参与产品设计成为可能。（6）虚拟产品。虚拟产品、虚拟超市和网络销售将是未来市
场竞争的重要方式。用户足不出户，便可在网上定制所喜欢的产品，并迅速见到其虚拟产品，而且可进行虚拟使用和产品性能评价。（7）远程控制。设备的宽带联网运行可实现设备的远程控制、管理以与设备资源的异地共享。（8）远程监控。基于网络可实现生产设备与生产现场的远程监视与故障诊断。应该说，网络化制造是符合网络经济规律的一种新的制造模式，在这种模式下，企业的运行方式与经营理念都会与传统企业有很大的不同。开展网络化制造不仅仅是技术问题，更重要的事建立符合网络经济规律的企业文化、管理机制和运行模式。网络化制造需要建立以过程和项目管理为主线的、以团队工作为主要方式的新型组织结构，这样能够迅速对外部市场的变化作出快捷的反应；网络化制造要求企业对资源的认识必须从企业内的资源扩展到全社会的资源，通过社会X围内的共享，提高企业的产品创新能力和制造能力，网络化制造突破了空间地域对企业生产经营X围和方式约束，企业可以面向全球开展业务；此外，网络化制造需要改变传统的认为企业间的关系式竞争关系的观念，大力提倡企业竞争与合作的理念，合作伙伴之间应该优势互补、利益共享和风险共担，从而实现“共赢”。
（二）、网络化制造技术的关键技术
为了顺利实施网络化制造，除了组织和机制方面的保障意外，还需要有技术方面的支持。网络化制造系统的技术体系由四方面的技术组成，即综合技术、使能技术、基础技术和支撑技术。如下图五-1所示。
综合技术 使能技术 基础技术 支撑技术 产品全生命周期管理PLM 协同产品商务CPC 大批量定制MC 并行工程CE „„„„„ CAD/CAE/CAM/CAPP/CRM/SRM/ERP/MES/SCM/PDM 标准化技术 产品建模技术 知识管理技术 „„„„„„ „„„„„„ 计算机技术与网络技术（如EAI，网络技术等） 图五-1 网络化制造系统的技术体系
网络化制造系统相关的综合技术主要包括产品全生命周期管理（PLM）、协同产品商务（CPC）、大批量定制（MC）和并行工程（CE）等。在上述综合技术中包括了各种新的管理思想，在相应的使能技术、基础技术和支撑技术的支持下，结合网络化制造系统的特点，这些综合技术可以有效地解决网络化制造中的不同问题。网络化制造系统相关的使能技术是一些网络化制造系统的关键共性技术，常用的使能技术有：计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助工程（CAE）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助工艺过程设计（CAPP）、客户关系管理（CRM）、供应商关系管理（SRM）、企业资源计划（ERP）、制造执行系统（MES）、供应链管理（SCM）和产品数据管理（PDM）等。网络化制造系统相关的基础技术包括标准化技术、产品建模技术和知识管理技术等。这些技术虽然一般不直接解决具体的问题，但是作为利用使能技术解决具体问题的基础，起着十分重要的作用。网络化制造系统相关的支撑技术（如计算机技术与网络技术），直接影响网络化制造系统运行的效率和可靠性，是实施网络化制造的基础设施。上述四方面技术组成了一个有机的整体，相辅相成，有效地支持了企业实施网络化制造系统。
