《现代制造系统》是高等教育自学考试工业工程专业（本科段）考试计划中的必考课程，是为培养和检验学员现代制造系统的基本理论与知识和运用能力而设置的一门专业课程。《现代制造系统自学考试大纲》明确规定学习本课程的基本要求，是通过学习和训练，使学员比较全面、系统地掌握现代制造系统的基本理论、基本知识和基本方法，获取有关工业机器人、装配自动化、自动检测与质量工程、计算机集成制造系统的基本知识与方法，从而培养和训练学员适应不断发展中的制造系统的设计与运行的需要。

　　一、对本课程辅导的总体要求

　　努力引导学员反复领会考试大纲的考试内容和考核要求，充分利用自学教材和与教材密切配合的自学指导。考试大纲不仅是自学教材编写的指令性依据，而且是自学、助学和考试命题的最可靠、最重要的依据。在全面自学教材的基础上，自学指导是重要的辅导材料，它起两个重要作用：一是把考试大纲中的难点具体化；二是提供深入掌握考核要求的典型例题和学员自我检查自学与复习达到考试要求程度的思考题与练习题。本课程多年的自学考试实践证明，在自学教材的基础上，利用自学指导推动学员通过自学，掌握书中的难点分析和典型例题，独立完成各思考题和练习题，是取得优良成绩的必要途径和重要保证。

　　(1)引导学员全面复习，不押重点不猜题。本课程自学考试命题历来严格按照考试大纲要求全面覆盖自学教材各个章节，如果因为时间和精力所限，采取突击、取巧的押题、猜题方式，必然造成复习中的大量漏洞，通不过考试将成为必然。

　　(2)引导学员正确认识本课程的性质和特点，全面学习和掌握现代制造系统的概念、理论和方法，既要复习与掌握定性分析问题的原理和方法，也要复习与掌握定量求解与分析的原理、方法和对计算结果的分析与判断，不要偏废。为全面掌握现代制造系统学科，要抓住以下三方面：

　　①制造系统的地位与作用。进入WTO以后，制造业面对一个快速多变，竞争对手众多的国内外竞争市场。与世界各国一样，我国的制造企业正在进行产业结构与产品结构的战略性大调整。新产品开发、制造系统的创新和管理与商务实践的革新成为三个基本要素，而制造系统经常成为实现新产品开发、管理与商务实践革新成功的瓶颈，使新产品不能尽快上市，订制产品不能按期交货，产品达不到高质量、低成本，管理与商务活动的业绩降低。因此，美国国家研究委员会（NRC）把新一代的制造系统--可重组制造系统技术做为迎接未来制造业挑战的第一项重大关键技术，应充分重视。同时，从现代工业工程观点看，制造系统是现代工业工程学设计和优化其运行的企业组织系统三大子系统之一，对企业的生存与发展有决定性影响。

　　②现代制造系统学科的性质与特点。熟悉、掌握和运用现代制造系统的基本知识、基本理论与基本方法是现代工业工程师必不可少的知识与技能。它是一门多学科交叉的综合课程，建立在制造工程、系统工程与分析、计算机控制与通信、管理科学与工程、工程经济等学科基础上，以制造系统工程、成组技术、数字控制、柔性制造及其系统和质量工程的基本知识、基本理论和基本方法为基础，主要研究在社会主义市场经济条件下制造系统与技术发展的规律和方法，其内容具有系统性、战略性、工程性和实用性的特征。为了快速响应顾客需求和市场变化，增强企业的市场竞争力，本课程突出了以下特征：全过程、全寿命、系统地处理制造系统、制造技术及其相关问题，将设计与制造相结合，强调技术与经济、管理和社会科学的匹配与集成。其目的在于提高企业的核心竞争力，提高我国的综合国力、国防实力与广大人民群众的物质文化生活水平，实现中华民族的伟大复兴。

　　③本课程要求学员把制造系统的基本概念、基本理论、基本方法与图表、计算分析相结合，学会分析问题与解决问题的方法，故应注意在搞懂概念、基本原理、计算公式、图视方法、图表和分析方法的同时，学会进行正确的定量与定性分析，例如不仅要会正确计算，而且能够正确地分析、解释和运用计算结果。

　　(3)引导学员注意各章节的联系、各知识点的关联性、概念与概念和方法与方法间的区别与联系，帮助学员正确理解和掌握考试要求。本课程考试大纲明确要求知识点间的综合运用，不注意它们间的联系与区别就很难做对论述题和分析综合题。

　　(4)引导学员在自学过程中有目的地复习相关课程的相关内容。本课程运用了概率与数理统计、机械制造基础、机械设计、微型计算机等先修课程的有关知识和方法。学员在自学过程中遇到与先修课程相关的困难，要复习相关内容。

　　二、对辅导各章自学内容的建议

　　1．本课程内容的基础部分

　　教材中的第一章"制造系统工程基础"、第二章"成组技术基础"、第三章"机床数字控制与编程"与第四章"柔性制造及系统的基本原理"的全部内容和第七章"自动检测和质量工程基础"中的质量工程基础构成本课程内容的基础部分，是自学时应该首先突破的环节。

　　第一章是整个教材内容的基础，除了学习和掌握现代制造系统的协同效应、系统组元间的交互作用及其他概念，以及现代制造的原理、系统思考、建模与优化、基础工程决策方法、信息技术基础等基本理论与基本方法外，要学会利用系统工程和概率与数理统计的相关知识，深入理解制造系统的内涵与结构，掌握生产过程系统和自动化策略与自动化制造系统的技术分析原理与方法，即学会工业工程通过量化、计算与分析，引导出正确的结论或为决策提供科学依据。强调理论结合实际，学员必须亲自动手，通过例题与计算题的计算实践和对计算结果的分析，学会与掌握定性与定量分析的方法与工具。学习本章后应该能解释的重要概念与术语有：制造，制造模式，制造过程中的三类转换，信息；应该能回答的重点问题：制造与社会的关系，生产类型（投产的批量或年产量）与制造系统的关系，与制造过程相关的问题，提高制造生产率的问题；应该突破的难点是制造生产的定量分析，自动化制造系统的技术分析。

　　第二章，从相似性、重复使用和柔性三个基本概念出发，引入了零件分类与编码系统和零件的分类方法。要求学员在搞清概念和学会方法的基础上重视产品设计、成组工艺编制、车间或制造系统布置、夹具的应用等内容。本章的重点概念与术语有：相似性原理，重复使用原则，特征码，编码系统结构，成组调整夹具与成组夹具，复合零件。重点问题：零件分类编码系统与面向工艺的分类编码系统的区别，Opitz分类系统的优缺点，与KLBM-1分类系统的不同处，把零件分成不同组的目的，分组的频繁程度。难点：不同的人利用相同的编码系统对同一零件进行分类其结果不同的原因，采用何种方法分组最为实用和方便，在进行生产流程分析时，PFA和聚类分析法哪一种较为实用。

　　第三章，应重点抓住数控加工原理，工人操纵控制机床与数字控制系统操纵控制机床的异同，数控系统编程原理及系统的硬件与软件，插补及其原理，刀具半径补偿的概念、原理和方法。通过对计算机数字控制（CNC）和自适应控制（AC）的学习，了解数控系统及其硬件与软件的基本知识。本章的重点概念术语有：数字控制，插补，刀具半径补偿，自适应控制。重点问题是：数控加工原理，数控机床的运动控制，数控系统，数控编程，CAD/CAM用的零件数控程序编制，CNC的组成、工作原理、功能与优点。难点：如何正确理解数控加工原理和零件程序与加工程序的区别与联系。

　　第四章，应在搞清相关概念的基础上，重点学习与掌握：柔性制造与多品种小批量生产的关系，根据市场要求分析现有FMS的优缺点，综合说明U型布置的根据，分析从NC、CNC、FMS到FMC的技术变化和FMC的作用，FMS布置的特征和第一、第二类物料传输系统的关系，制造系统分级控制的原因和各控制级的功能分配，切削过程监视与控制的必要性，自适应控制产生的依据。本章的重点概念与术语：多品种小批量生产，柔性制造系统，规划，物（料）流，物料传输系统。重点问题：制造业市场的特征，规划与设计FMS的依据，工作站，FMC的产生，从功能、结构、作用和使用效益四方面说明NC机床、CNC机床、FMC、FMS、DNC的基本概念与特点，对FMS进行技术分析，FMS的规划与设计目标，切削过程监控原理。难点：FMS最优布置的计算分析。

　　第七章第一节"质量工程概述"的学习应强调：遵循"使顾客完全满意（TCS）"是企业使其产品与服务达到高质量的手段、业务工作目标和质量的最终判定标准，了解朱兰三步曲及实施流程，了解质量损失函数、鲁棒性和三次设计法的内涵，了解进行SPC的必要性与质量陷阱，理解SPC的目标，学会运用SPC的四种工具与实施步骤。本节的重点概念与术语：质量，使顾客完全满意（TCS），朱兰三步曲，质量工程，质量损失函数，SPC，过程能力。重点问题：学习过程流程图、检查表、柏拉图、因果分析的运用，检测与检验在先进制造中的作用，准时制（JIT）与质量控制。难点：正确理解质量陷阱，学会按SPC思考。

　　2．技术部分

　　第五章"工业机器人及其应用"，本章涉及的内容是现代制造系统经常考虑与配置的重要装备，应抓住机器人的含义、位形描述与空间变换等基本概念与基本知识，为了能够正确选用工业机器人应该了解选用的考虑要素。本章的重点概念与术语：机器人，关节与杆件，终端效应器，示教再现，位形空间，互锁，工业机器人工作单元。重点问题：工业机器人与机床的差别，终端效应器对工业机器人应用的影响，工业机器人的应用。难点：机器人的3个精度指标间的关系，物件的位形描述与空间变换。

　　第六章"装配及自动化装配"，由于大多数产品的设计与制造仍然以分立零件和部件组合形成，因此，汇总/集成产品或整机的装配加工是产品与整机实现系统性的关键制造阶段。虽然本章篇幅不大，但讲授内容却十分重要。本章的重点概念与术语有：装配与装配过程，装配线的平衡，最小理论装配单元，装配约束，优先图，平衡延迟；装配线的平衡原理与方法。重点问题：实现装配自动化的设计要求，优先约束对平衡延迟的影响。难点：零件送进的时间分析，多站装配机的技术分析，装配机的性能测定。

　　第七章第二节"自动检测原理与方法"，第三节"坐标测量机"，在学习中应主要抓住：检测与检验的概念，它们在先进制造中的作用，制造的偏差，过程能力及其测度-过程能力系数Cp与实践过程能力系数Cpk，100%手工检测的问题。了解：离线与在线检测，分布式检测与最终检测，检测传感技术，计算机辅助检验（CAT），坐标测量机的结构、控制与应用。

　　第八章"计算机集成制造系统和可重组制造系统"，介绍先进制造系统的两个主要发展方向 --计算机集成制造系统（CIM System）和可重组制造系统（RMS），是重要的前沿内容。辅导的重点概念与术语有：计算机集成制造（CIM），CAPP，CAT，数据通信，局域网络（LAN），工厂自动化与办公自动化协议（MAP/TOP），可重组制造系统。重点问题：CIM与CIMS的区别，CIMS的构成，CIMS的递阶控制结构，串行数据通信，RMS的主要特征。

（清华大学机械工程学院 罗振璧）