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制造系統運行優化理論與方法 版權信息
- ISBN：9787030290908
- 條形碼：9787030290908 ; 978-7-03-029090-8
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
制造系統運行優化理論與方法 內容簡介
本書較全面闡述了現代離散制造系統運行優化的理論與方法。分三個部分：**部分概述現代制造系統及其運作優化中涉及的有關基本理論和方法，以及制造執行系統（MES）的基本概念。第二部分是本書主體，分別針對離散制造業中的各類典型制造系統闡述了相應的運行優化理論與方法，包括單件作業車間生產調度模型與優化算法、柔性作業車間生產調度模型與優化算法、混流裝配車間生產計劃排序及關聯優化、混流生產系統運作優化與控制、生產系統運作中的行為預測及優化決策以及粒子群優化方法在車間生產調度中的應用等。第三部分介紹制造系統運行優化理論與方法在MES及生產實際中的應用。
制造系統運行優化理論與方法 目錄
目錄
《21世紀先進制造技術叢書》序
前言
第1章 緒論 1
1.1 制造系統概述 1
1.1.1 制造系統的基本概念 1
1.1.2 制造系統的基本類型 4
1.1.3 現代制造系統發展趨勢 6
1.2 制造系統運行調度優化 10
1.2.1 調度問題概述 10
1.2.2 調度問題描述 11
1.2.3 調度問題的研究方法 13
1.3 制造執行系統技術 19
1.3.1 制造執行系統概述 19
1.3.2 制造執行系統研究現狀與發展趨勢 23
1.4 本書主要內容與結構 28
參考文獻 28
第2章 單件作業車間生產調度模型與優化算法 33
2.1 概述 33
2.1.1 job-shop調度問題的線性規劃模型 34
2.1.2 job-shop調度問題的析取圖模型描述 35
2.2 基于遺傳算法的車間調度問題研究 37
2.2.1 遺傳算法簡介 37
2.2.2 改進遺傳算法的求解job-shop調度問題 38
2.2.3 計算實驗結果 42
2.3 基于遺傳禁忌算法的車間調度問題研究 44
2.3.1 禁忌搜索算法的基本理論 44
2.3.2 遺傳算法和禁忌搜索算法混合策略研究 44
2.3.3 進化禁忌算法求解job-shop調度問題 46
2.3.4 計算結果與分析 51
2.4 本章小結 57
參考文獻 58
第3章 柔性作業車間生產運行優化 60
3.1 引言 60
3.2 柔性作業車間調度問題的描述及求解方法 61
3.2.1 柔性作業車間調度問題的描述 61
3.2.2 柔性作業車間調度問題求解方法 63
3.3 遺傳算法求解柔性作業車間調度問題 64
3.3.1 遺傳算法編碼和解碼 64
3.3.2 交叉操作 65
3.3.3 變異操作 66
3.3.4 選擇操作 66
3.3.5 基于柔性作業車間調度問題的改進遺傳算法 67
3.3.6 試驗結果與分析 67
3.4 柔性作業車間動態調度問題研究 72
3.4.1 動態調度問題的提出 72
3.4.2 動態調度問題描述和研究方法 73
3.4.3 滾動調度策略 74
3.4.4 動態調度優化策略研究 77
3.5 實例仿真 79
3.6 車間作業調度應用實例 82
3.7 本章小結 88
參考文獻 88
第4章 混流裝配車間生產計劃排序與關聯優化 91
4.1 混流裝配生產模式及其對生產運行優化的要求 92
4.1.1 JIT環境下車間計劃排序與執行管理的目標 92
4.1.2 多車間關聯生產方式 92
4.2 混流裝配車間生產運行優化問題的相關模型 93
4.2.1 排序問題簡述 93
4.2.2 單一車間混流裝配計劃排序 94
4.2.3 多車間關聯計劃排序 97
4.2.4 混流裝配計劃排序的問題分類 99
4.3 面向單一混流裝配線的計劃排序問題 99
4.3.1 JIT生產模式下混流裝配計劃排序的特點 101
4.3.2 以生產負荷平衡為目標的計劃排序 101
4.3.3 以物流消耗平準化為目標的計劃排序 103
4.3.4 基于產品相似度的混流裝配線計劃排序 105
4.3.5 面向多目標的裝配計劃排序 108
4.3.6 采用不同目標的對比分析 113
4.4 面向多級裝配車間的關聯計劃排序問題 116
4.4.1 多車間關聯生產的特點 116
4.4.2 基于部分屬性序列的多車間計劃排序 117
4.4.3 裝配車間之間常用緩沖區的功能和結構 125
4.4.4 基于多通道選擇緩沖區的多車間計劃排序問題 127
4.5 本章小結 134
參考文獻 134
第5章 混流生產系統運行優化與控制 137
5.1 混流生產系統的特點及其運行控制需求 137
5.1.1 混流生產系統的特點 137
5.1.2 國內外相關研究概況 138
5.2 多品種、小批量混流生產運行控制相關理論基礎 140
5.2.1 精益生產與準時化生產方式 141
5.2.2 約束理論與DBR 144
5.2.3 混流制造與聚焦工廠 148
5.3 基于約束管理的混流生產運行控制模式研究 150
5.3.1 多品種、小批量生產環境下的混流生產模型 151
5.3.2 基于約束理論的混流生產運行控制機制 153
5.3.3 基于約束理論的混流生產運行控制總體框架 155
5.4 基于約束管理的混流生產運行控制關鍵技術 156
5.4.1 混流路徑規劃 156
5.4.2 瓶頸識別與瓶頸排產 159
5.4.3 緩沖大小的設置與管理 164
5.5 基于約束管理的混流生產系統仿真 168
5.5.1 車間模型描述 168
5.5.2 生產模式的實現 170
5.5.3 仿真的數據統計與結論 173
5.6 本章小結 174
參考文獻 175
第6章 制造系統運行過程中的預測與決策方法 178
6.1 神經網絡集成預測方法及其應用 178
6.1.1 基于粗糙集的樣本預處理方法 178
6.1.2 聚類Bagging預測方法 185
6.1.3 訂單完工期及拖延期預測 187
6.1.4 基于集成徑向基神經網絡的制造系統性能指標預測 194
6.2 不確定信息條件下的生產計劃和作業計劃決策方法 201
6.2.1 基于可信性理論的多產品集結生產計劃 201
6.2.2 基于隨機規劃的作業計劃決策 209
6.3 設備維修決策方法 216
6.3.1 基于Markov鏈的多設備串并聯系統視情機會維修 216
6.3.2 基于成本的選擇性維修決策 224
6.4 本章小結 235
參考文獻 236
第7章 粒子群優化算法在生產調度中的應用 238
7.1 廣義粒子群優化模型 238
7.1.1 傳統粒子群優化算法簡介 238
7.1.2 廣義粒子群優化模型 238
7.2 基于改進信息共享機制的粒子群優化模型 240
7.2.1 基本定義 240
7.2.2 基于粒子群優化的信息共享機制 241
7.2.3 基于群體智能的信息共享機制 241
7.2.4 新的信息共享機制合理性分析 242
7.3 基于改進信息共享機制的車間調度算法 243
7.3.1 基于PSO的作業車間調度算法 243
7.3.2 基于PSO的置換流水車間調度算法 244
7.3.3 基于PSO的開放車間調度算法 246
7.4 算例 248
7.4.1 作業車間調度問題 248
7.4.2 置換流水車間調度問題 251
7.4.3 開放車間調度問題 253
7.5 本章小結 255
參考文獻 255
第8章 優化理論與方法的應用 257
8.1 在汽車裝配MES系統中的應用 257
8.1.1 生產模式分析 257
8.1.2 汽車裝配MES體系架構 259
8.1.3 汽車裝配MES功能結構 259
8.1.4 汽車裝配MES關鍵模塊 260
8.2 在轎車發動機生產管理系統中的應用 268
8.2.1 需求分析 268
8.2.2 計劃管理流程圖 270
8.2.3 系統結構與功能分析 271
8.2.4 計劃管理系統的主要功能模塊 274
8.3 在車間生產排程系統中的應用 291
8.3.1 應用背景介紹 291
8.3.2 車間工藝流程 292
8.3.3 車間生產布局 294
8.3.4 車間現場主要問題及其原因分析 294
8.3.5 系統總體架構與功能模塊 295
8.3.6 新的運行控制模式的實施 297
8.3.7 仿真驗證 303
8.4 本章小結 304
《21世紀先進制造技術叢書》序
前言
第1章 緒論 1
1.1 制造系統概述 1
1.1.1 制造系統的基本概念 1
1.1.2 制造系統的基本類型 4
1.1.3 現代制造系統發展趨勢 6
1.2 制造系統運行調度優化 10
1.2.1 調度問題概述 10
1.2.2 調度問題描述 11
1.2.3 調度問題的研究方法 13
1.3 制造執行系統技術 19
1.3.1 制造執行系統概述 19
1.3.2 制造執行系統研究現狀與發展趨勢 23
1.4 本書主要內容與結構 28
參考文獻 28
第2章 單件作業車間生產調度模型與優化算法 33
2.1 概述 33
2.1.1 job-shop調度問題的線性規劃模型 34
2.1.2 job-shop調度問題的析取圖模型描述 35
2.2 基于遺傳算法的車間調度問題研究 37
2.2.1 遺傳算法簡介 37
2.2.2 改進遺傳算法的求解job-shop調度問題 38
2.2.3 計算實驗結果 42
2.3 基于遺傳禁忌算法的車間調度問題研究 44
2.3.1 禁忌搜索算法的基本理論 44
2.3.2 遺傳算法和禁忌搜索算法混合策略研究 44
2.3.3 進化禁忌算法求解job-shop調度問題 46
2.3.4 計算結果與分析 51
2.4 本章小結 57
參考文獻 58
第3章 柔性作業車間生產運行優化 60
3.1 引言 60
3.2 柔性作業車間調度問題的描述及求解方法 61
3.2.1 柔性作業車間調度問題的描述 61
3.2.2 柔性作業車間調度問題求解方法 63
3.3 遺傳算法求解柔性作業車間調度問題 64
3.3.1 遺傳算法編碼和解碼 64
3.3.2 交叉操作 65
3.3.3 變異操作 66
3.3.4 選擇操作 66
3.3.5 基于柔性作業車間調度問題的改進遺傳算法 67
3.3.6 試驗結果與分析 67
3.4 柔性作業車間動態調度問題研究 72
3.4.1 動態調度問題的提出 72
3.4.2 動態調度問題描述和研究方法 73
3.4.3 滾動調度策略 74
3.4.4 動態調度優化策略研究 77
3.5 實例仿真 79
3.6 車間作業調度應用實例 82
3.7 本章小結 88
參考文獻 88
第4章 混流裝配車間生產計劃排序與關聯優化 91
4.1 混流裝配生產模式及其對生產運行優化的要求 92
4.1.1 JIT環境下車間計劃排序與執行管理的目標 92
4.1.2 多車間關聯生產方式 92
4.2 混流裝配車間生產運行優化問題的相關模型 93
4.2.1 排序問題簡述 93
4.2.2 單一車間混流裝配計劃排序 94
4.2.3 多車間關聯計劃排序 97
4.2.4 混流裝配計劃排序的問題分類 99
4.3 面向單一混流裝配線的計劃排序問題 99
4.3.1 JIT生產模式下混流裝配計劃排序的特點 101
4.3.2 以生產負荷平衡為目標的計劃排序 101
4.3.3 以物流消耗平準化為目標的計劃排序 103
4.3.4 基于產品相似度的混流裝配線計劃排序 105
4.3.5 面向多目標的裝配計劃排序 108
4.3.6 采用不同目標的對比分析 113
4.4 面向多級裝配車間的關聯計劃排序問題 116
4.4.1 多車間關聯生產的特點 116
4.4.2 基于部分屬性序列的多車間計劃排序 117
4.4.3 裝配車間之間常用緩沖區的功能和結構 125
4.4.4 基于多通道選擇緩沖區的多車間計劃排序問題 127
4.5 本章小結 134
參考文獻 134
第5章 混流生產系統運行優化與控制 137
5.1 混流生產系統的特點及其運行控制需求 137
5.1.1 混流生產系統的特點 137
5.1.2 國內外相關研究概況 138
5.2 多品種、小批量混流生產運行控制相關理論基礎 140
5.2.1 精益生產與準時化生產方式 141
5.2.2 約束理論與DBR 144
5.2.3 混流制造與聚焦工廠 148
5.3 基于約束管理的混流生產運行控制模式研究 150
5.3.1 多品種、小批量生產環境下的混流生產模型 151
5.3.2 基于約束理論的混流生產運行控制機制 153
5.3.3 基于約束理論的混流生產運行控制總體框架 155
5.4 基于約束管理的混流生產運行控制關鍵技術 156
5.4.1 混流路徑規劃 156
5.4.2 瓶頸識別與瓶頸排產 159
5.4.3 緩沖大小的設置與管理 164
5.5 基于約束管理的混流生產系統仿真 168
5.5.1 車間模型描述 168
5.5.2 生產模式的實現 170
5.5.3 仿真的數據統計與結論 173
5.6 本章小結 174
參考文獻 175
第6章 制造系統運行過程中的預測與決策方法 178
6.1 神經網絡集成預測方法及其應用 178
6.1.1 基于粗糙集的樣本預處理方法 178
6.1.2 聚類Bagging預測方法 185
6.1.3 訂單完工期及拖延期預測 187
6.1.4 基于集成徑向基神經網絡的制造系統性能指標預測 194
6.2 不確定信息條件下的生產計劃和作業計劃決策方法 201
6.2.1 基于可信性理論的多產品集結生產計劃 201
6.2.2 基于隨機規劃的作業計劃決策 209
6.3 設備維修決策方法 216
6.3.1 基于Markov鏈的多設備串并聯系統視情機會維修 216
6.3.2 基于成本的選擇性維修決策 224
6.4 本章小結 235
參考文獻 236
第7章 粒子群優化算法在生產調度中的應用 238
7.1 廣義粒子群優化模型 238
7.1.1 傳統粒子群優化算法簡介 238
7.1.2 廣義粒子群優化模型 238
7.2 基于改進信息共享機制的粒子群優化模型 240
7.2.1 基本定義 240
7.2.2 基于粒子群優化的信息共享機制 241
7.2.3 基于群體智能的信息共享機制 241
7.2.4 新的信息共享機制合理性分析 242
7.3 基于改進信息共享機制的車間調度算法 243
7.3.1 基于PSO的作業車間調度算法 243
7.3.2 基于PSO的置換流水車間調度算法 244
7.3.3 基于PSO的開放車間調度算法 246
7.4 算例 248
7.4.1 作業車間調度問題 248
7.4.2 置換流水車間調度問題 251
7.4.3 開放車間調度問題 253
7.5 本章小結 255
參考文獻 255
第8章 優化理論與方法的應用 257
8.1 在汽車裝配MES系統中的應用 257
8.1.1 生產模式分析 257
8.1.2 汽車裝配MES體系架構 259
8.1.3 汽車裝配MES功能結構 259
8.1.4 汽車裝配MES關鍵模塊 260
8.2 在轎車發動機生產管理系統中的應用 268
8.2.1 需求分析 268
8.2.2 計劃管理流程圖 270
8.2.3 系統結構與功能分析 271
8.2.4 計劃管理系統的主要功能模塊 274
8.3 在車間生產排程系統中的應用 291
8.3.1 應用背景介紹 291
8.3.2 車間工藝流程 292
8.3.3 車間生產布局 294
8.3.4 車間現場主要問題及其原因分析 294
8.3.5 系統總體架構與功能模塊 295
8.3.6 新的運行控制模式的實施 297
8.3.7 仿真驗證 303
8.4 本章小結 304
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制造系統運行優化理論與方法 節選
第1章 緒論 1.1 制造系統概述 1.1.1 制造系統的基本概念 隨著社會的進步和人類生產活動的發展，制造的內涵也在不斷地深化和擴展。目前對“制造”有兩種理解：一種是狹義的制造概念，指產品的制作過程，如機械零件的加工與制作，稱為“小制造”；另一種是廣義的制造概念，覆蓋產品整個生命周期，稱為“大制造”。現代制造的內涵已擴展到大制造。 朗文詞典對“制造”(manufacture)的解釋是“通過機器進行(產品)制作或生產，特別是以大批量的方式進行生產”。顯然，這是狹義上的制造概念。廣義的制造概念及內涵在“范圍”和“過程”兩個方面大大進行了擴展。范圍方面，制造涉及的工業領域遠非局限于機械制造，還涉及電子、化工、輕工、食品等國民經濟的眾多行業；過程方面，廣義的制造不僅指具體的工藝制作過程，還包含產品市場分析、產品設計、生產準備、制造管理、售后服務等產品整個生命周期的全過程。國際生產工程學會(CIRP)在1983年定義“制造”為制造企業中所涉及產品設計、物料選擇、生產計劃、生產、質量保證、經營管理、市場銷售和服務等一系列相關活動和工作的總稱。 制造的概念可以從以下三個方面來理解： (1)制造是一個工藝過程。制造過程是將原材料經過一系列的轉換使之成為產品。這些轉換既可以是原材料在物理性質上的變化(如機械切削加工)，也可以是原材料在化學性質上的改變(如化工產品生產)。通常將這些轉換稱為制造工藝過程。在制造工藝過程中還伴隨著能量的轉換。 (2)制造是一個物料流動過程。制造過程總是伴隨著物料的流動，包括物料的采購、存儲、生產、裝配、運輸、銷售等一系列活動。 (3)制造是一個信息流動過程。從信息的角度看，制造過程是一個信息傳遞、轉換和加工的過程。整個產品的制造過程，從產品需求信息到產品設計信息、制造工藝信息、加工制造信息等，構成一個完整的制造信息鏈。同時，為保證制造過程能夠順利和協調地進行，制造過程還伴隨著大量的管理信息和控制信息。 因此，制造過程是一個物料流、能量流和信息流“三流”合一的過程。韋氏大辭典將“系統”一詞解釋為“有組織的或被組織化的整體”，結“合著的整體所形成的各種概念和原理的綜合”，“由有規則的相互作用、相互依存的形式組成的諸要素集合”等。一般系統論的創始人馮 貝塔蘭菲把系統定義為“相互作用的諸要素的綜合體”。我國著名科學家錢學森教授把一個極其復雜的研究對象稱為系統，即“系統是由相互作用和相互依賴的若干組成部分結合而成的具有特定功能的有機整體，而這個系統本身又是它所從屬的更大系統的組成部分”。 綜合上述論述，可以將“系統”定義為：系統是由若干可以相互區別、相互聯系而又相互作用的要素所組成，在一定的層次結構中分布，在給定的環境約束下為達到整體的目的而存在的有機集合體。 根據上述定義，可以進一步給出有關“系統”的若干概念： (1)系統與要素的關系：要素是構成系統的組分(組成部分)，系統是由諸要素組成的整體。 (2)系統的結構：諸要素相互作用、相互依賴所構成的組織形式。 (3)系統的功能：系統具有目的性或功能性，這是系統與環境相互作用的表現形式。系統的功能受到系統結構和環境的影響。 (4)系統的層次：系統可以劃分為不同的層次，層次的劃分具有相對性。任何所研究的系統是更高一級系統的組成要素，但任何所研究的系統要素又是一個更低一級別的系統，即“向上無限大，系統變要素；向下無限小，要素變系統”。 (5)系統的環境和邊界：系統以外又與系統有關聯的所有其他部分叫做環境，環境與系統的分界叫做邊界。邊界確定了系統的范圍，也將系統與周圍環境區別開來。系統與環境之間存在物質、能量和信息的交流，通常將環境對系統的作用稱為系統的輸入，將系統對環境的作用稱為系統的輸出。 系統是以不同形態存在的。根據生成原因的不同，系統可分為自然系統和人造系統。自然系統是自然界自發生成的一切物質和現象，與人類活動無關，如“地球生物系統”、“太空星球系統”等。人造系統是人類應用自然規律建造的、以自然系統為基礎的一切滿足人類生存和發展需要的人造物，如“生產制造系統”、交“通運輸系統”、“社會經濟系統”、“計算機系統”等。 無論是自然系統還是人造系統，一般都具有如下特性[1]： (1)整體性。系統不是諸要素的簡單集合，否則它就不會具有作為整體的特定功能。具有獨立功能的系統要素及要素間的相互作用是根據邏輯統一性的要求，協調存在于系統整體之中。也就是說，任何一個要素不能離開整體去研究，要素間的聯系和作用也不能脫離整體的協調去考慮。脫離了整體性，要素的機能和要素間的作用便失去了原有的意義。 (2)集合性。系統是由兩個或兩個以上可以相互區別的要素(即集合的元素)所組成，這些要素可以是具體的物質，也可以是非物質的軟件、組織等。例如，一個計算機系統一般是由處理器、存儲器、輸入輸出設備等硬件和操作系統、應用程序等軟件構成一個完整的集合體。 (3)相關性。組成系統的要素是相互聯系、相互作用的，即“牽一發而動全身”。 (4)層次性。系統作為一個相互作用的諸要素構成的有機整體，它可以分解為一系列的子系統，并存在一定的層次結構，這種層次結構表述了不同層次子系統之間的從屬關系或相互作用關系。 (5)目的性。通常系統都具有某種目的，它一般用更具體的目標來體現，并通過系統功能來實現。為了實現系統的目的，系統必須具有控制、調節和管理的功能。管理的過程也就是實現系統的有序化過程，使它進入與系統目的相適應的狀態。 (6)環境適應性。一個具有持續生命力的系統必須適應外部環境的變化，并保持*優適應狀態。例如，一個企業生產系統必須經常了解國內外市場需求及行業發展動態等環境的變化，并在此基礎上制定企業的生產經營策略、調整企業的內部組織結構等以適應環境的變化。 根據上述“制造”和“系統”的內涵，給出制造系統的定義：制造系統是指為實現生產產品的目的，由完成制造過程所需的人員、加工設備、物流設備、原材料、能源和其他輔助裝置，以及設計方法、加工工藝、管理規范和制造信息等組成的具有特定功能的有機整體。 根據上述定義，制造系統包含以下三個方面的含義： (1)制造系統是一個由制造過程所涉及的硬件(各種設備和裝置)、軟件(制造技術與信息)及人件(有關人員)所組成的統一整體。這是對制造系統的結構定義。 (2)制造系統是一個將制造資源(原材料、能源等)轉變為產品或半成品的動態輸入輸出系統。這是對制造系統的功能定義。 (3)制造系統涵蓋產品的生命周期全過程，包括市場分析、產品設計、工藝規劃、制造實施、質量控制、產品銷售、售后服務及回收處理等環節。這是對制造系統的過程定義。 以機械零件加工系統這一典型的制造系統為例，它以完成機械零件的加工制作為目的，由機床、刀具、夾具、操作人員、被加工工件、加工工藝與管理規范等組成。單臺加工設備、制造單元、生產線、加工車間及制造企業等都可以看做是不同層次的機械制造系統。該系統的輸入是各類制造資源(毛坯或半成品、勞動力能源等)，經過機械加工過程制成零件輸出，這個過程就是制造資源向零件的轉變過程，在此過程中伴隨著物料流(毛坯→半成品→成品)、能量流(電能→機械能、熱能、化學能)和信息流(市場需求信息→零件設計信息→制造工藝信息→加工過程信息)。如圖1.1為機械制造系統中的物料流、信息流和能量流： (1)物料流：整個機械加工過程是物料的輸入和輸出過程。機械加工系統輸入的是原材料、毛坯或半成品及相應的刀具、夾具、量具、潤滑油、冷卻液和其他輔助物料等，經過輸送、裝夾、加工和檢驗等過程，*后輸出半成品或產品(一般還伴隨切屑的輸出)。這種物料在機械加工系統中的流動被稱為物料流。 圖1.1 機械制造系統中的物料流、信息流和能量流 (2)信息流：信息是制造系統運行的基本條件。為保證機械加工過程的正常進行，必須集成各方面的信息，這些信息主要包括市場需求、生產任務、產品質量指標、技術要求、加工方法、工藝參數、設備狀態等。所有這些信息及其交換和處理過程構成了機械加工過程的信息系統，這個系統不斷地和機械加工過程的各種狀態進行信息交換，對加工過程進行管理和控制，保證機械加工系統的效率和產品質量。這種信息在機械加工系統中的流動與作用過程稱為信息流。 (3)能量流：能量是驅動機械制造系統運行的動力源。機械加工系統也是一個能量轉換系統，機械加工和物流環節都需要消耗能量。通常驅動機械系統運動的原動力是電能，通過電機將電能轉化為機械能，改變原材料或毛坯的形狀，完成機械切削加工，部分機械能再轉化為液壓能以驅動執行元件完成特定的動作，還有部分機械能轉化為熱能被消耗。物流環節中的能量還包括燃料燃燒產生的化學能。這種能量在機械加工系統中的傳遞與轉換過程稱為能量流。 1.1.2 制造系統的基本類型 1. 按產品性質分 根據產品性質和生產方式的不同，制造系統可分為兩大類：連續型制造系統和離散型制造系統。連續型制造系統生產的產品一般是不可數的，通常以重量、容積等單位進行計量，其生產方式是通過各種生產工藝流程將原材料逐步變成產品。連續型制造系統的典型代表有：石油天然氣生產系統、化工產品生產系統、酒類飲品生產系統、鋼鐵生產系統等。離散型制造系統生產的產品則是可數的，通常用件、臺等單位進行計量，其生產方式一般是通過零件加工、部件裝配、產品總裝等在時間上的離散過程來制造出完整的產品。汽車制造系統、飛機制造系統、機床制造系統、家電產品制造系統等都是典型的離散型制造系統。 2. 按生產批量分 從生產批量的角度，可以把制造系統分為大批量、批量、單件小批量、個性化定制等制造系統。如果產品的預期市場需求量非常大，則產品的生產可以長時間連續地進行，這樣的生產系統稱為大批量制造系統，如當今的汽車制造系統、彩電生產系統等。如果產品的市場需求量非常小，則生產可以單件小批量的方式進行，如大型輪船、飛機、重型機床等產品的生產系統。在大批量和單件小批量之間的是批量制造系統，很多機床制造系統均屬此種類型。個性化定制系統是近20年來為適應市場對產品的個性化需求而出現的一類新型制造系統，它追求以逼近大批量制造系統的效率實現產品品種的多樣化，從而實現大規模客戶化定制生產(mas customization，MC)。該類制造系統在服裝、高檔轎車等個性化產品的生產中已有成功應用。 3. 按生產計劃分 制造企業的生產計劃方式主要有訂貨式生產(make-to-order，MTO)和備貨式生產(make-to-stock，MTS)兩種，與之相對應，可將制造系統分類為訂貨式制造系統和備貨式制造系統。在訂貨式制造系統中，生產計劃的下達是根據客戶的訂單而進行的；而備貨式制造系統的生產計劃則是根據庫存數量而非客戶訂貨數量制訂的，當然合理的庫存量應建立在對市場需求科學預測的基礎之上。上述兩種生產方式顯然與批量有關。一般而言，單件小批量制造和個性化定制生產屬于訂貨式生產，而(大)批量制造則屬于備貨式生產。 4. 按技術水平分 在現代科技日益發展的今天，許多新技術和高科技往往首先應用于制造業，特別是計算機及信息技術(IT)的應用對現代制造系統的發展產生了重大而深遠的影響。按制造系統應用現代科學技術的水平不同，可以將制造系統分為機械自動化制造系統(MAS)、數控柔性自動化制造系統(FMS)、計算機集成制造系統(CIMS)、智能制造系統(IMS)等。MAS主要采用機械自動化技術，FMS是在MAS的基礎上進一步應用數控技術和自動控制技術實現制造過程的自動化與柔性化，CIMS則在FMS的基礎上將IT技術廣泛應用于生產經營中的各個環節(包括經營決策、產品設計、生產計劃、質量控制乃至銷售與售后服務等)
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