先进制造技术（行业知识）

1、 先进制造技术1听风书屋机 械 工 程 学 院提纲n1 1. . 先进制造技术概述；先进制造技术概述；n2. 2. 先进制造技术的地位及作用；先进制造技术的地位及作用；n3. 3. 先进制造技术的发展；先进制造技术的发展；n4. 4. 先进制造技术相关核心技术与热点问题。先进制造技术相关核心技术与热点问题。2听风书屋机 械 工 程 学 院1 1. .先进制造技术概述先进制造技术概述n1.定义：在传统制造技术基础上不断吸收机械、电子、信息、材料、能源和现代管理等方面的成果,并将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务的制造全过程,以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活的生产,提高对动

2、态多变的市场的适应能力和竞争能力的制造技术总称。3听风书屋机 械 工 程 学 院1 1. .先进制造技术概述先进制造技术概述n2.体系结构：4听风书屋机 械 工 程 学 院2 2. .先进制造技术的地位及作用先进制造技术的地位及作用n1.制造业的地位和作用： 在国民经济产业结构中通常有三大产业：第一产业为农业；第二产业为工业；第三产业为服务业。在工业中，又分制造业、建筑业、采掘业以及电力、煤气、水的生产供应业。制造业是国家经济发展的支柱，在整个国民经济中一直处于十分重要的地位，是国民经济收入的重要来源。 制造业提高人们的物质消费水平，加快信息产业的发展，科学技术和教育事业的发展，是农业劳动力转

3、移和就业的重要途径，也是实现军事现代化和保障国家基本安全的基本条件。5听风书屋机 械 工 程 学 院2 2. .先进制造技术的地位及作用先进制造技术的地位及作用n2.先进制造技术的地位和作用： 随着社会的发展，人们对产品的要求也发生了很大变化，要求品种多样、更新快捷、质量高档、使用方便、价格合理、外形美观、自动化程度高、售后服务好，要满足人们越来越高的要求，就必须采取先进的机械制造技术。 世界上国家之间的经济竞争，先进制造技术是重要的竞争手段之一，其竞争力最终体现在所生产的产品的市场占有率上，因而我国非常重视对先进制造技术的研究。6听风书屋机 械 工 程 学 院3 3. .先进制造技术的发展先

4、进制造技术的发展n1.先进制造技术产生的背景： 先进制造技术的产生不仅是科学技术范畴的事情，也是人类历史发展和文明进步的必然结果。无论是发达国家、新兴工业国家还是发展中国家，都将制造业的发展作为提高竞争力，振兴国家经济的战略手段来看待，先进制造技术应运而生。先进制造技术的产生和发展有其自身的社会经济、科学技术以及可持续发展的根源和背景。 （1）社会经济发展背景 近二十年来，市场环境发生巨大变化，一方面是消费者需求个性化和多样化，产品的生命周期缩短，产品的质量和性能至关重要；另一方面全球性产业结构调整加快步伐制造商着眼于激烈竞争的同时，也着力于实力和信誉的合作。7听风书屋机 械 工 程 学 院3

5、 3. .先进制造技术的发展先进制造技术的发展 （2）科学技术发展背景 制造业从20世纪初逐渐走上科学发展的道路。制造业已由技艺发展为集机械、材料电子及信息等多门学科的交叉学科制造工程学。多学科的技术渗透极大促进了制造技术在宏观(制造系统的建立)和微观（精密、超精密加工）两个方向的蓬勃发展。 （3） 可持续发展战略 社会经济发展模式由粗放经营、掠夺式开发向集约型、可持续发展转变。面向可持续发展的制造业，应力求对环境的负面影响最小，资源利用效率最高。 8听风书屋机 械 工 程 学 院3 3. .先进制造技术的发展先进制造技术的发展n2.制造技术的进步和发展： 制造技术是制造业所有技术的总称。今2

6、00年来，在市场需求的不断驱动下，制造业的生产规模沿着“小批量-少品种-大批量-多品种变批量”的方向发展。 在科学技术高速发展的推动下，制造业的资源配置沿着“劳动密集-设备密集-信息密集-知识密集”的方向发展。 与之相适应，制造技术的生产方式沿着“手工-机械化-单机自动化-刚性流水自动化-柔性自动化-智能自动化”的方向发展。9听风书屋机 械 工 程 学 院3 3. .先进制造技术的发展先进制造技术的发展自18世纪以来，制造技术的发展经历了五个发展时期。（1）工厂式生产时期18世纪后半叶，以蒸汽机和工具机的发明为标志的产业革命，标志着制造业完成从手工业作坊式生产到以机械加工和分工原则为中心的工业

7、生产的艰难转变。（2）工业化生产时期19世纪电气技术得到发展，由于电气技术和其他制造技术融合，开辟了崭新的电气新时代，制造技术实现了批量生产、工业化规范生产的新局面。03Lorem10听风书屋机 械 工 程 学 院3 3. .先进制造技术的发展先进制造技术的发展（3）刚性自动化发展时期20世纪初，内燃机的发明，引起了制造业的革命，流水生长线和泰勒式工作制及其科学管理方法得到了应用。然而，这类自动机和刚性自动生产线生产工序和作业周期固定不变，仅适用单一品种的大批量生产自动化。（4）柔性自动化发展时期自第二次世界大战之后，计算机、微电子、信息和自动化技术有了迅速发展，推动生产模式由大中批量生产自动

8、化向多品种小批量柔性生产自动化转变。在此期间，形成一些列新型的柔性制造技术，如数控技术、计算机数控、柔性制造单元和柔性制造系统等。03Lorem11听风书屋机 械 工 程 学 院3 3. .先进制造技术的发展先进制造技术的发展（5）综合自动化发展时期自20世纪80年代以来，随着计算机及其应用技术的迅速发展，促进了制造业中包括设计、制造和管理在内的单元自动化技术逐渐成熟和完善，如计算机辅助设计与制造、计算机辅助工艺规划、计算机辅助工程、计算机辅助检测；在经营管理领域内的物料需求规划、制造资源规划、企业资源规划、全面质量管理等；在加工制造领域内的直接或分布式数控、计算机数控、柔性制造单元/系统、工

9、业机器人等。在此期间，计算机集成制造系统、并行工程以及精益生产得到实践和推广，各种先进的集成化、智能化加工技术和设备，如精密成型技术与设备、快速成型技术与系统、少无切削技术与装备、激光加工技术与装备进入一个空前发展的时期。03Lorem12听风书屋机 械 工 程 学 院3 3. .先进制造技术的发展先进制造技术的发展n3.先进制造技术的发展趋势：随着电子、信息等高新技术的不断发展，市场需求个性化与多样化，未来现代制造技术发展的总趋势是向精密化、柔性化、网络化、虚拟化、智能化、绿色集成化、全球化的方向发展。当前现代制造技术的发展趋势大致有以下九个方面：(1) 信息技术、管理技术与工艺技术紧密结合

10、，现代制造生产模式会获得不断发展。(2) 设计技术与手段更现代化。(3) 成型及制造技术精密化、制造过程实现低能耗。(4) 新型特种加工方法的形成。(5) 开发新一代超精密、超高速制造装备。(6) 加工工艺由技艺发展为工程科学。(7) 实施无污染绿色制造。(8) 制造业中广泛应用虚拟现实技术。(9) 制造以人为本。13听风书屋机 械 工 程 学 院4 4. .先进制造技术相关核心技术与热点问题先进制造技术相关核心技术与热点问题1.先进设计技术n设计方法现代化 产品动态分析和设计 产品可靠性 可维护性及安全设计 产品优化设计 快速响应设计 智能设计 仿真与虚拟设计 价值工程设计 模块化设计n设计

11、手段计算机化 有限元法 优化设计 计算机辅助设计 反求工程技术 CAD/CAM一体化技术 工程数据库n向全寿命周期设计发展n由单纯考虑技术因素转向综合考虑技术、经济和社会因素 14听风书屋机 械 工 程 学 院4 4. .先进制造技术相关核心技术与热点问题先进制造技术相关核心技术与热点问题2.先进制造工艺技术n精密、超精密加工技术 精密加工： 精度为30.3 m Ra0.30.03 m 超精密加工：精度为0.30.03m Ra0.30.005 m 纳米加工： 精度高于0.03m Ra小于0.30.005 m n精密成型制造技术 从制造工件的毛坯、从接近零件形状向直接制 成工件的方向发展n特种加

12、工技术 高能束流加工（电子束、离子束、激光束） 电加工（电解和电火花) 超声波加工 高压水加工 多种能源的组合加工15听风书屋机 械 工 程 学 院4 4. .先进制造技术相关核心技术与热点问题先进制造技术相关核心技术与热点问题3.制造自动化技术n数控技术 数控装置 进给系统 主轴系统 NC程序编制 n柔性制造系统 加工系统 物流系统 调度与控制 故障诊断n自动检测与信号识别技术 信号识别 数据获取 数据处理 特征提取与识别n工业机器人 机器人操作机 控制系统 传感器 生产线总线控制n过程设备工况监测与控制 过程监视系统在线反馈质量控制16听风书屋机 械 工 程 学 院4 4. .先进制造技术

13、相关核心技术与热点问题先进制造技术相关核心技术与热点问题4.先进制造工艺技术n先进制造生产模式 计算机集成制造系统CIMS 敏捷制造系统AMS智能制造系统IMS精良生产LP并行工程CE n集成管理技术 企业资源管理ERP 基于作业的成本管理ABC 现代质量保障体系生产率工程制造资源快速有效集成n生产组织方法 虚拟公司理论与组织 企业组织结构的变革 以人为本的团队建设 企业重组工程17听风书屋机 械 工 程 学 院4 4. .先进制造技术相关核心技术与热点问题先进制造技术相关核心技术与热点问题4.先进制造技术热点问题 2017 年 5 月 2 日，科技部发布关于印发“十三五”先进制造技术领域科技创新专项规划的通知。针对我国制造业发展对科技创新的需求，“十三五”期间，先进制造领域重点从