先进制造技术-绪论-第一讲

1、先进制造技术导论先进制造技术导论主讲：侯荣国主讲：侯荣国 Email: 手机手机:进制造技术 Advanced Manufacture Technology本本讲讲主主要要内内容容o课程学习方法课程学习方法o课程学习任务、问题和目标课程学习任务、问题和目标o课程主要内容课程主要内容o课程考核办法课程考核办法o第一章第一章 绪论绪论o课程相关实验设备介绍课程相关实验设备介绍学习方法学习方法u本课程具有专业技术前沿性、扩展性、时代性特点，所以本课程学习不拘泥于教材，不拘泥于课堂教学，需要扩展学习。u电子阅览室中查阅最新数字资源，网站最新动态，国家乃至国际有关制造业的最新动

2、态。u纸质的参考书籍与科技期刊 主要教材：主要教材： 先进制造技术.王润孝等.科学出版社 先进制造技术.盛晓敏等.机械工业出版社 u理论与实验相结合。u讨论会、报告会、展览会课程学习要求课程学习要求o课堂纪律：禁止迟到、早退，注意课堂秩序；o作业要求：按时、保质保量的完成；o实验要求：按照分组要求认真对待；o考核办法：平时成绩（作业+课堂表现+实验成绩)20%+最后考试成绩80% 。课程学习任务和问题课程学习任务和问题o目前，采用那些现代设计方法进行产品设计？o设计好的产品怎样采用什么先进的加工工艺制造出来？o目前现代企业的采用哪些先进的生产模式？o如何认识先进制造技术在现实中的应用？ 课程学

3、习目标课程学习目标o认识什么是先进制造技术，理解先进制造技术的特认识什么是先进制造技术，理解先进制造技术的特点。点。o了解现代设计方法、先进制造工艺、制造自动化及了解现代设计方法、先进制造工艺、制造自动化及先进生产管理模式等各自的特点，以及它们的高效先进生产管理模式等各自的特点，以及它们的高效性、经济性等。性、经济性等。o学会使用搜索引擎，数字资源有效地找到所需信息。学会使用搜索引擎，数字资源有效地找到所需信息。1、绪论(2学时） 制造与制造业、先进制造技术的提出和进展、先进制造技术的内容、内涵和体系结构 2、现代设计技术 （6学时） 概述、数字化设计与数字化产品开发、现代设计方法 3、先进制

4、造工艺技术 （18学时（包含4学时实验） 概述 、材料受迫成形工艺技术 、超精密加工技术 、高速加工技术、微细加工技术、优质清洁表面工程技术、现代特种加工技术、微米/纳米加工、快速原型制造技术 、虚拟制造技术 4、制造自动化技术（2学时） 概述 、工业机器人技术、并联加工机床、柔性制造技术5、现代生产管理技术（2学时） 概述 、现代生产管理信息系统 、产品全生命周期管理、物流系统管理、及时生产技术、现代质量保证技术6、先进生产制造模式（2学时） 并行工程、精益生产、敏捷制造、智能制造系统课程主要内容课程主要内容现代设计方法与理论（6学时）l现代设计技术概述（1学时）l并行设计与并行工程（1学时

5、）l虚拟现实技术（2学时）l绿色设计（2学时）先进制造工艺（先进制造工艺（18学时）学时）o超高速加工（4学时（包括2学时实验）o精密加工与微纳米加工（8学时）o特种加工（4学时（包括2学时实验）o快速原型技术（2学时）o机器人技术（2学时）oFMS及CIMS （2学时）o先进的管理模式（PDM、ERP)(2学时）先进生产模式与信息化（先进生产模式与信息化（6学时）学时）第一章第一章 先进制造技术概述先进制造技术概述一一 制造与制造技术的基本概念制造与制造技术的基本概念二二 先进制造技术的产生和发展先进制造技术的产生和发展三三 先进制造技术的内涵和结构体系先进制造技术的内涵和结构体系四四 先进

6、制造技术的特点和发展趋势先进制造技术的特点和发展趋势原材料原材料产品产品工艺工艺、能源能源知识、技能知识、技能、工具工具制制 造造与物流有关的加工和装配过程与物流有关的加工和装配过程狭义制造狭义制造 包括包括市场分析、产品设计、加工装配、质市场分析、产品设计、加工装配、质量保证、生产管理、市场营销全过程量保证、生产管理、市场营销全过程广义制造广义制造一一 制造与制造技术的基本概念制造与制造技术的基本概念 将原材料物化为人类所需产品的工程技术，即：使原材料成为将原材料物化为人类所需产品的工程技术，即：使原材料成为产品而使用的一系列技术的总称产品而使用的一系列技术的总称 产品从设计、生产、控制管理

7、、使用、维修、报废、回收等的产品从设计、生产、控制管理、使用、维修、报废、回收等的全过程，也称为产品生命周期全过程，也称为产品生命周期硬件硬件生产设备、工具和材料、能源以及各种辅助装置生产设备、工具和材料、能源以及各种辅助装置软件软件制造理论、制造工艺和方法、各种制造信息等制造理论、制造工艺和方法、各种制造信息等一一 制造与制造技术的基本概念制造与制造技术的基本概念 制造系统是制造业的基本组成实体。制造系统是制造业的基本组成实体。制造系统制造系统具有特定功能的有机整体具有特定功能的有机整体制造过程制造过程软件软件硬件硬件人员人员一一 制造与制造技术的基本概念制造与制造技术的基本概念 将制造资源

8、（物料、能源、设备、工具、资金、信息、人力等）将制造资源（物料、能源、设备、工具、资金、信息、人力等），利用制造技术，通过制造过程，转化为供人们使用或利用的工业品，利用制造技术，通过制造过程，转化为供人们使用或利用的工业品或生活消费品的行业。或生活消费品的行业。类别类别 构成比例构成比例类别类别 构成比例构成比例 类别类别 构成比例构成比例 金属制品金属制品3.395食品工业食品工业15.335化化 工工15.586一般机械一般机械8.625纺纺 织织7.193建建 材材7.299运输机械运输机械6.424服服 装装5.018黑色冶金黑色冶金6.908电器设备电器设备5.125家家 具具1.5

9、42有色冶金有色冶金2.120电子设备电子设备4.588文教用品文教用品4.292其他制造其他制造1.681仪器仪表仪器仪表0.998油油 加加 工工3.870我我国国制制造造分分类类和和构构成成一一 制造与制造技术的基本概念制造与制造技术的基本概念三大产业三大产业农林牧业、工业、服务业农林牧业、工业、服务业工业工业（52%）制造业（制造业（45%）、建筑业、采掘业）、建筑业、采掘业以及电力、煤气、水的生产供应业以及电力、煤气、水的生产供应业农林牧业农林牧业农业、林业、畜禽业、水产业农业、林业、畜禽业、水产业服务业服务业商业、金融、房地产、经贸等商业、金融、房地产、经贸等制造业的地位和作用制造

10、业的地位和作用提供人们衣、食、住、行物质消费提供人们衣、食、住、行物质消费决定全社会的长远效益和经济的持续增长决定全社会的长远效益和经济的持续增长国际商品贸易的保证国际商品贸易的保证农业基础地位的物质保障，服务业发展的重要条件农业基础地位的物质保障，服务业发展的重要条件信息产业发展的物质基础；信息产业发展的物质基础；农业劳动力转移和就业的重要途径农业劳动力转移和就业的重要途径为科技和教育发展提供经费支持和实验装备为科技和教育发展提供经费支持和实验装备实现军事现代化和国家安全的保障实现军事现代化和国家安全的保障制造业的地位和作用制造业的地位和作用国家经济发展的支柱、工业生产的技术支柱国家经济发展

11、的支柱、工业生产的技术支柱制造业是国民经济的基础和重要的制造业是国民经济的基础和重要的收入收入，国家实力的象征，国家实力的象征工业经济年代经济增长的工业经济年代经济增长的“”一个国家经济强大、经济腾飞的一个国家经济强大、经济腾飞的高新技术发展的平台，为高新技术发展提供物质条件，高新技术发展的平台，为高新技术发展提供物质条件，高技术成果走向高技术成果走向 应用的接口、桥梁、通道应用的接口、桥梁、通道提高企业国际竞争能力和技术创新能力的根本途径提高企业国际竞争能力和技术创新能力的根本途径在未来的竞争中，谁掌握了先进的制造技术谁就掌握了市场在未来的竞争中，谁掌握了先进的制造技术谁就掌握了市场制造业的

12、地位和作用制造业的地位和作用工业经济时代工业经济时代生产要素：资本和劳动力生产要素：资本和劳动力知识经济时代知识经济时代生产要素：知识、资本和劳动力生产要素：知识、资本和劳动力提高生产率，实现经济增长的驱动器提高生产率，实现经济增长的驱动器知知 识识工业经济时代工业经济时代 知识经济时代知识经济时代当前时代当前时代21世纪制造业面临的挑战和特征世纪制造业面临的挑战和特征 先进制造技术是制造业不断吸收信息技术和现代管理先进制造技术是制造业不断吸收信息技术和现代管理技术的成果，并将其综合应用于产品设计、加工、检测、技术的成果，并将其综合应用于产品设计、加工、检测、管理、销售、使用、服务乃至回收的制

13、造全过程，以实现管理、销售、使用、服务乃至回收的制造全过程，以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产，提高对动态多变的优质、高效、低耗、清洁、灵活生产，提高对动态多变的市场的适应能力和竞争能力的制造技术的总称。市场的适应能力和竞争能力的制造技术的总称。面向面向“大制造业大制造业” 机械制造、电子产品制造、材料制备、石油、化机械制造、电子产品制造、材料制备、石油、化工、冶金、民用消费品工、冶金、民用消费品 任务：提高对动态多变的产品市场的适应能力和竞争能力任务：提高对动态多变的产品市场的适应能力和竞争能力,实现优质、实现优质、 灵活、高效、清洁生产灵活、高效、清洁生产,提供优质快捷服务提供优质快捷

14、服务 目目 标：理想的经济利益。标：理想的经济利益。 “先进先进”的内涵：效益、相对、动态。的内涵：效益、相对、动态。先进制造技术定义先进制造技术定义先进制造技术的特点先进制造技术的特点 o 1) 大制造、全过程、多学科的特点o 先进制造技术已成为世界科技发展热点，并正在形成一门新兴工程科学，即现代机械制造，它具有“大制造、全过程、多学科”的新特点。大制造是一种广义制造的概念，包括产品制造、流程制造、材料制备等；全过程不仅包括毛坯到成品的加工过程，还包括产品的市场分析、设计、加工、销售、回收等；多学科是指微电子、计算机、自动化、网络通讯、管理、生命科学、材料科学与制造学科的交叉o2) 学科的交

15、叉性和创新性 o 学科交叉推动了制造学科的发展。生物科学与制造科学交叉产生生物制造或仿生制造；管理科学与制造科学交叉产生工业工程科学；信息科学与制造科学交叉产生制造信息学先进制造技术的特点先进制造技术的特点o3) 可持续发展的理念o 强调实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产，除优质、高效外，还考虑可持续发展，应对21世纪环境问题的挑战；o4) 应用的广泛性o 覆盖了市场分析、设计、加工、装配、销售、维修、服务、回收等全过程；o5) 集成性和系统性o 强调以人为中心和技术、人、管理、信息的集成以及硬件和软件的集成，更加重视制造过程的重组和管理改革；o6) 发展的动态性o 不断吸收高新技术成果，因

16、而其内涵不是一成不变的，不同时期、不同国家有不同特点。传统制造技术传统制造技术先进制造技术先进制造技术系统性系统性仅驾驭生产过程仅驾驭生产过程物质流和能量流物质流和能量流能驾驭生产过程能驾驭生产过程物质流、信息流和能量流物质流、信息流和能量流广泛性广泛性仅指将原材料变为成品仅指将原材料变为成品的加工工艺的加工工艺贯穿从产品设计、加工制造贯穿从产品设计、加工制造到产品销售的整个过程到产品销售的整个过程集成性集成性学科专业单一、独立，学科专业单一、独立，相互间界限分明相互间界限分明专业和学科不断渗透、交叉融合，专业和学科不断渗透、交叉融合，其界限逐渐淡化甚至消失其界限逐渐淡化甚至消失动态性动态性不

17、同时期、不同国家，不同时期、不同国家，其特点、重点、目标和内容不同其特点、重点、目标和内容不同实用性实用性注重实践效果，促进经济增长，提注重实践效果，促进经济增长，提高综合竞争力高综合竞争力先进制造技术的内涵先进制造技术的内涵第二节第二节 先进制造技术产生的背景先进制造技术产生的背景一、制造技术的发展及目前的背景一、制造技术的发展及目前的背景 制造技术的形成和发展是与制造业的诞生和发展相伴的，回顾制造技术的形成和发展是与制造业的诞生和发展相伴的，回顾200年的历史，制年的历史，制造业的发展经历了五个主要阶段：造业的发展经历了五个主要阶段： 工场式生产时期工场式生产时期-18世纪后半叶，蒸汽机的

18、发明开始了以机器为主导的制造业新世纪后半叶，蒸汽机的发明开始了以机器为主导的制造业新纪元，完成手工作坊到以分工原则的工厂生产的转变纪元，完成手工作坊到以分工原则的工厂生产的转变 工业化规模生产时期工业化规模生产时期-19世纪末内燃机的出现引发制造业革命，由福特开创了流世纪末内燃机的出现引发制造业革命，由福特开创了流水线、大批量生产模式和制造技术分工；水线、大批量生产模式和制造技术分工； 刚性自动化发展时期刚性自动化发展时期-20世纪初，以大批量生产为模式的刚性自动化世纪初，以大批量生产为模式的刚性自动化 柔性自动化发展时期柔性自动化发展时期-二战之后，多品种小批量柔性自动化生产模式，包括二战之

19、后，多品种小批量柔性自动化生产模式，包括NC、CNC、FMC、FMS等。等。 综合自动化发展时期综合自动化发展时期-自自80年代，年代，CAD/CAM/CAPP/CAE/CAT；MRP, MRP, ERP, CNC, FMC/FMS, ROBOT； CIMS, CE, LP先进制造技术发展的背景先进制造技术发展的背景o消费者的行为更具选择性；顾客化产品：批量生产的产品逐步被个性化、多样化产品 所代替；制造业“服务”：产品生产与产品服务的界限越来越模糊，不满足感增加：“新三年、旧三年、缝缝补补又三年”的观念逐步消失； 对生产及产品的影响： 产品订货批量下降，单件、小批； 产品寿命周期减短：5-1

20、0年-3-5年甚至更短； 产品生产周期缩短。先进制造技术发展的背景先进制造技术发展的背景制造全球化与贸易自由化制造全球化与贸易自由化世界自由贸易体制进一步完善；全球交通运输进一步完善；全球通讯网络建立；国际经济合作与交往日益紧密；经济全球化全球产业界结构大调整，世界逐步形成一个统一的大市场任何国家、地区，不论实行怎样的社会制度，都不可能离开世界市场而独立谋求发展；制造业发展进入国家目标层次，促进经济增长；供应与需求全国化、国际化，不同时间、地区、国家，市场需求有波动；对于同一用户、同一产品，可供选择的市场国际化、竞争国际化先进制造技术发展的背景先进制造技术发展的背景科技进步与信息社会科技进步与

21、信息社会q 从微电子、信息（计算机与通信、控制理论、人工从微电子、信息（计算机与通信、控制理论、人工智能等）、新材料、系统科学为代表的新一代工程科智能等）、新材料、系统科学为代表的新一代工程科学与技术的迅猛发展在制造领域中的广泛渗透、应用学与技术的迅猛发展在制造领域中的广泛渗透、应用、衍生，极大的拓展了制造活动的深度和广度，急剧、衍生，极大的拓展了制造活动的深度和广度，急剧的改变了现代设计方法、产品结构、生产方式、生产的改变了现代设计方法、产品结构、生产方式、生产工艺、设备以及生产组织结构，产生了一大批新的制工艺、设备以及生产组织结构，产生了一大批新的制造技术和制造模式。造技术和制造模式。先进

22、制造技术发展的背景先进制造技术发展的背景q高新技术的综合作用促进了制造技术在宏高新技术的综合作用促进了制造技术在宏观（制造系统集成）和微观（精密、超精观（制造系统集成）和微观（精密、超精密、微纳米加工检测）两个方向上的蓬勃密、微纳米加工检测）两个方向上的蓬勃发展，成为一门涵盖整个生产过程的各个发展，成为一门涵盖整个生产过程的各个环节（市场分析、产品设计、工艺规划、环节（市场分析、产品设计、工艺规划、加工准备、制造装配、监控检测、质量保加工准备、制造装配、监控检测、质量保证、生产管理、售后服务、回收再利用等证、生产管理、售后服务、回收再利用等）、包括人、机器、能量、信息等多种资）、包括人、机器、

23、能量、信息等多种资源的组织、控制与管理，横跨多个学科的源的组织、控制与管理，横跨多个学科的集成技术。集成技术。先进制造技术发展的背景先进制造技术发展的背景环境保护意识的增强与可持续发展环境保护意识的增强与可持续发展 大量消耗资源和破坏环境的传统工业发展模式与工艺技术系统引起了严重的环境问题。 重视环境方面对制造业及其产品的制约： 面向可持续发展的生态安全型和资源节约型的制造技术将是制造领域中亟待解决的一个重要问题。二、先进制造技术的提出二、先进制造技术的提出 Advanced Manufacturing TechnologyAMT首先由美国于20世纪80年代提出。 20世纪80年代，美国政府开

24、始认识到制造技术和制造能力的重要性。 1988年，美国政府投资进行大规模21世纪制造企业战略研究，不久提出先进制造技术发展目标，制定并实施了先进制造技术计划（ATP）和制造技术中心计划(MTC)。 1、先进制造技术计划（ATP） ATP由美国联邦政府科学、工程和技术协调委员会（FCCSET）提出。 研究内容：现代设计方法与技术、先进制造工艺与技术、先进制造过程的支撑技术与辅助技术、制造基础设施。 目标：促进经济增长；提高能源效益，减少污染；使制造业在世界市场更具竞争力；使教育系统对每个学生进行更富有挑战性的教育。鼓励科学界把确保国家安全和提高国民生活质量作为核心目标。 2、制造技术中心计划（M

25、TC） 又称“合作伙伴计划”，由美国国家标准与技术研究院制定并实施。 目标：面向美国35万家中小企业。 主要内容：在技术拥有者（通常为政府的研究机构、国家实验室和大学）与需要这些技术的中小企业之间建立合作的桥梁。 方法：由国会拨款设立地区性的制造技术中心，为中小企业展示新的制造技术和设备并进行培训，帮助他们选用。三、先进制造技术的实施及效果 美国在AMT实施过程中建立了由5个层次组成的研究开发与推广体系。 1、国家研究与协调机构 主要指NIST，负责ATP和MTC两项计划的组织与实施。 2、地区性组织与协调机构 组织企业进行合作研究开发。 3、大学研究机构 与企业协作，主持或参与重大课题的研究

26、。 4、制造技术中心 从事推广和培训工作。 5、企业技术开发机构 企业自身的研究开发机构，也可承担国家的研究课题。 “2mm”工程： 美国在汽车生产中实施的研究项目，联合多家汽车公司、大学和研究机构，对汽车覆盖件的制造技术进行综合研究，最终使轿车覆盖件的制造误差控制在2mm之内，从而使轿车车身的制造精度达到了日本丰田公司的水平。至1994年，美国汽车产量重新超过日本，并重新占领欧美市场。 1、FCCSET先进制造技术体系结构 美国联邦政府科学、工程和技术协调委员会（FCCSET）下属的工业和技术委员会先进制造技术工作组，于1994年提出AMT的分类目录，指出AMT是制造技术和现代高新技术结合而

27、产生的一个完整的技术群。 AMT包括主体技术群、支撑技术群、制造基础设施三个部分。第三节第三节 先进制造技术的体系结构先进制造技术的体系结构 （1）主体技术群 主体技术群是制造技术的核心，包括有关产品设计技术和工艺技术两部分。 1）面向制造的设计技术群，又称产品和工艺设计技术群。 主要内容：产品、工艺过程和工厂设计；快速样件成形技术；并行工程等。 2）制造工艺技术群，又称加工和装配技术群。主要内容：材料生产工艺；加工工艺；连接与装配；测试与检验；节能与清洁化生产技术；维修技术等。 （2）支撑技术群 支撑技术群：指支持设计和制造工艺两方面取得进步的基础性核心技术，是保证和改善主体技术协调运行所需

28、的技术、工具、手段和系统集成的基础技术。 包括：信息技术；标准和框架；机床和工具技术；传感和控制技术等。 （3）制造技术基础设施 制造技术基础设施：指使先进制造技术适用于具体企业应用环境，充分发挥其功能，取得最佳效益的一系列基础措施。其主要方面涉及： 新型企业组织形式与科学管理； 准时信息系统(Just-in-Time-Information)； 市场营销与用户/供应商交换作用； 工作人员的招聘、使用、培训和教育； 全面质量管理； 全局监督与基准评测； 技术获取和利用等。 2、AMST多层次先进制造技术体系 由美国机械科学研究院（AMST）提出的多层次结构体系，以优质、高效、低耗、清洁、灵活的

29、基础制造技术为核心，包括三个层次： 1）现代设计、制造工艺基础技术 2）新型制造单元技术 3）系统集成技术 1）现代设计、制造工艺基础技术 包括CAD、CAPP、NCP、精密下料、精密塑性成形、精密铸造、精密加工、精密测量、毛坯强韧化、精密热处理、优质高效连接技术、功能性防护涂层、现代管理技术等。 2）新型制造单元技术 这是在市场需求及新兴产业的带动下，制造技术与电子、信息、新材料、新能源、环境科学、系统工程、现代管理的个高新技术结合而形成的崭新制造技术。包括： 制造自动化单元技术、极限加工技术、质量与可靠性技术、系统管理技术、CAD/CAE/CAPP/CAM、清洁生产技术、新材料成形加工技术

30、、激光与高密度能源加工技术、工艺模拟及工艺设计优化技术等。 3）系统集成技术 这是应用信息技术和系统管理技术，通过网络与数据库，对现代设计、制造工艺基础技术和新型制造单元技术两个层次的技术集成而形成的，包括： FMS、CIMS、IMS以及虚拟制造技术等。第四节第四节 先进制造技术的发展趋势先进制造技术的发展趋势一、先进制造技术的特点 1、是一项综合性技术； 2、是一项动态发展技术； 3、是面向工业应用的技术； 4、是面向全球竞争的技术； 5、是面向21世纪的技术。 1）集成化 集成是综合自动化的一个重要特征。集成化符合系统工程的思想。 CAD/CAPP/CAM系统的出现，使设计与制造得以集成；

31、 FMC、FMS的发展，使加工过程、检测过程、控制过程、物流过程实现集成。 CIM的核心是通过信息集成，使一个个自动化孤岛有机地联系在一起； CE强调产品及其相关过程设计的集成。 制造自动化为集成化提供了有利条件，而集成化是制造自动化深入发展的必然结果。 信息技术、管理技术与工艺技术紧密结合，先进制造生产模式获信息技术、管理技术与工艺技术紧密结合，先进制造生产模式获得不断发展得不断发展制造业在经历了少品种小批量少品种大批量、多品种小制造业在经历了少品种小批量少品种大批量、多品种小批量生产模式的过渡后，批量生产模式的过渡后，7070年代、年代、8080年代开始采用计算机集成制年代开始采用计算机集

32、成制造系统（造系统（CIMSCIMS）进行制造的柔性生产的模式，并逐步向智能制造）进行制造的柔性生产的模式，并逐步向智能制造技术（技术（IMTIMT）和智能制造系统（）和智能制造系统（IMSIMS）的方向发展。精益生产）的方向发展。精益生产（LPLP）、灵捷制造（）、灵捷制造（AMAM）等先进制造模式相继出现，预计）等先进制造模式相继出现，预计2121世纪世纪初，先进制造模式必将获得不断发展。上述几种先进制造生产模初，先进制造模式必将获得不断发展。上述几种先进制造生产模式的进展，主要体现了以下五个转变：式的进展，主要体现了以下五个转变： 1 1）从以技术为中心向以人为中心转变；）从以技术为中心

33、向以人为中心转变； 2 2）从金字塔式的多层次生产向扁平的网络结构转变；）从金字塔式的多层次生产向扁平的网络结构转变； 3 3）从传统的顺序工作方式向并行工作方式转变；）从传统的顺序工作方式向并行工作方式转变； 4 4）从按功能划分部门的固定组织形式向动态的、自主管理的）从按功能划分部门的固定组织形式向动态的、自主管理的小组工作组织形式转变；小组工作组织形式转变； 5 5）从质量第一的竞争策略向快速响市场的竞争策略转变。）从质量第一的竞争策略向快速响市场的竞争策略转变。先进制造技术的发展趋势先进制造技术的发展趋势 2）柔性化 柔性化的进一步发展，是要求能够快速实现制造系统的重组，包括企业内部制

34、造设备与工具系统的重组，以及企业之间的重组。 模块化技术，是提高制造自动化系统柔性的重要策略和方法。包括硬件和软件的模块化设计、模块化产品设计和模块化制造系统。 3）网络化 计算机集成制造系统通常采用局域网，以实现企业内部的信息传输与信息集成。 Internet和Intranet的出现，使企业之间的信息传输与信息集成、异地制造成为可能。 电子商务目前已经得到实际应用，网络化制造正在成为制造自动化技术的研究热点。 IntranetIntranet： Intranet是基于Internet技术的企业内部网，是Internet技术在企业局域网（LAN）或广域网（WAN）上的应用 。 Intranet

35、是一种继承Internet的TCPIP、WWW、FTP和Telnet等技术与概念的内部网络， 为传统的IS提供了更为先进的系统构架。 基于Intranet的企业信息系统（IS）可以在不改变原有IS的功能和前提下，增加许多的信息交流、发布以及Internet的网络服务功能。 Intranet能以较少的投资和较短的开发周期创建一个新的企业IS，或将原有的企业IS改造成为一个开放、安全和高效的企业IS。 4 4）虚拟化）虚拟化 虚拟制造（VM）：以系统建模技术和计算机仿真技术为基础，集现代制造工艺、计算机图形学、信息技术、并行工程、人工智能、多媒体技术等高新技术为一体，是一项由多学科知识形成的综合系

36、统技术。 虚拟制造将现实制造环境及制造过程，通过建立系统模型，映射到计算机及相关技术所支持的虚拟环境中，在虚拟环境中模拟显示制造环境及制造过程的一切活动及产品制造全过程，从而对产品设计、制造过程及制造系统进行预测和评估。虚拟现实技术（虚拟现实技术（Virtual Reality TechnologyVirtual Reality Technology）主要包括虚拟）主要包括虚拟制造技术和虚拟企业两个部分。制造技术和虚拟企业两个部分。 虚拟制造技术将从根本上改变了设计、试制、修改设计、规虚拟制造技术将从根本上改变了设计、试制、修改设计、规模生产的传统制造模式。在产品真正制出之前，首先在虚拟制模生

37、产的传统制造模式。在产品真正制出之前，首先在虚拟制造环境中生成软产品原型（造环境中生成软产品原型（Soft PrototypeSoft Prototype）代替传统的硬样）代替传统的硬样品（品（Hard PrototypeHard Prototype）进行试验，对其性能和可制造性进行预）进行试验，对其性能和可制造性进行预测和评价，从而缩短产品的设计与制造周期，降低产品的开发测和评价，从而缩短产品的设计与制造周期，降低产品的开发成本，提高系统快速响应市场变化的能力。成本，提高系统快速响应市场变化的能力。 虚拟企业是为了快速响应某一市场需求，通过信息高速公路，虚拟企业是为了快速响应某一市场需求，通

38、过信息高速公路，将产品涉及到的不同企业临时组建成为一个没有围墙、超越空将产品涉及到的不同企业临时组建成为一个没有围墙、超越空间约束、靠计算机网络联系、统一指挥的合作经济实体。虚拟间约束、靠计算机网络联系、统一指挥的合作经济实体。虚拟企业的特点是企业的功能上的不完整、地域上的分散性和组织企业的特点是企业的功能上的不完整、地域上的分散性和组织结构上的非永久性，即功能的虚拟化、组织的虚拟化、地域的结构上的非永久性，即功能的虚拟化、组织的虚拟化、地域的虚拟化。虚拟化。 先进制造技术的发展趋势先进制造技术的发展趋势 5 5）智能化）智能化 智能制造系统，要求在整个制造过程中贯彻智力活动，使系统以柔性的方

39、式集成起来，在多品种、中小批量生产条件下，实现“完善生产”。 智能制造系统的特点：A、对于制造过程，实现柔性化和模块化；B、对于人，强调安全性和友好性；C、对于环境，做到无污染、省能源、资源回收和再利用；D、对于社会，提倡合理的协作与竞争。绿色制造将成为绿色制造将成为2121世纪制造业的重要特征世纪制造业的重要特征日趋严格的环境与资源的约束，使绿色制造业显得越来越重要，日趋严格的环境与资源的约束，使绿色制造业显得越来越重要，它将是它将是2121世纪制造业的重要特征，与此相应，绿色制造技术也世纪制造业的重要特征，与此相应，绿色制造技术也将获得快速的发展。主要体现在：将获得快速的发展。主要体现在：

40、 （1 1）绿色产品设计技术）绿色产品设计技术 使产品在生命周期符合环保、人使产品在生命周期符合环保、人类健康、能耗低、资源利用率高的要求。类健康、能耗低、资源利用率高的要求。 （2 2）绿色制造技术）绿色制造技术 在整个制造过程，使得对环境负面影在整个制造过程，使得对环境负面影响最小，废弃物和有害物质的排放最小，资源利用效率最高。响最小，废弃物和有害物质的排放最小，资源利用效率最高。绿色制造技术主要包含了绿色资源、绿色生产过程和绿色产品绿色制造技术主要包含了绿色资源、绿色生产过程和绿色产品三方面的内容。三方面的内容。 （3 3）产品的回收和循环再制造）产品的回收和循环再制造 例如，汽车等产品

41、的拆卸例如，汽车等产品的拆卸和回收技术，以及生态工厂的循环式制造技术。它主要包括生和回收技术，以及生态工厂的循环式制造技术。它主要包括生产系统工厂致力于产品设计和材料处理、加工及装配等阶产系统工厂致力于产品设计和材料处理、加工及装配等阶段，恢复系统工厂主要对产品（材料使用）生命周期结束段，恢复系统工厂主要对产品（材料使用）生命周期结束时的材料处理循环。时的材料处理循环。先进制造技术的发展趋势先进制造技术的发展趋势绿色设计和绿色制造绿色设计和绿色制造相关实验设备介绍相关实验设备介绍FDM3000快速成型快速成型机机相关设备介绍ARES10.7.5三座标测量机三座标测量机相关设备介绍oFDM300

42、0快快速成型机速成型机相关设备介绍相关设备介绍oA50R电火电火花成型机花成型机相关设备介绍相关设备介绍DK7740电火花电火花线切割机床线切割机床相关设备介绍相关设备介绍ZK02真空注真空注型系统型系统相关设备介绍相关设备介绍o五轴加工中心五轴加工中心1)可重构制造系统可重构制造系统 RECONFIGURABLE MANUFACTURING SYSTEMS Adaptable, integrated equipment, processes, and systems that can be readily reconfigured for a wide range of customer r

43、equirements for products, features, and services is a priority technology. Hardware and software components, subprocesses, and subsystems will have to be adaptable and linked in easily programmable ways into higher-level processes and systems that span the entire product/service life cycle. 十大关键制造技术

44、十大关键制造技术扩展知识扩展知识2) 无浪费工艺无浪费工艺 WASTE-FREE PROCESSING Manufacturing processes that minimize waste production and energy consumption is a key technology for the future. Manufacturing that does not damage the environment will be facilitated by manufacturing processes that do not create waste or processe

45、s that create waste that can be used as feedstock in complementary manufacturing operations and, therefore, create no downstream waste. Processes that minimize energy consumption will conserve resources and reduce costs and will also reduce indirect environmental effects from energy production. 十大关键

46、制造技术十大关键制造技术扩展知识扩展知识3) 新材料工艺新材料工艺 NEW MATERIALS PROCESSES Innovative processes to design and manufacture new materials and components will enable the manufacture of innovative, customized, waste-free products. The goal will be to develop new classes of materials with extraordinary physical propertie

47、s. With miniaturization, new classes of intelligent products will be produced, but miniaturization at submicron scales will require materials with properties that can be controlled at the molecular scale. The processes for designing new materials and their components, especially submicron-sized comp

48、onents, will require design methodologies based on atomic and molecular physics and chemistry. 十大关键制造技术十大关键制造技术扩展知识扩展知识4) 生物制造技术生物制造技术 BIOTECHNOLOGY FOR MANUFACTURING Biotechnology for manufacturing has the potential to lead to revolutionary advances in innovative new products and manufacturing proc

49、esses. Research would be based on an understanding of the precision and flexibility of biological processes and on finding ways to address their fundamental weaknesses (slow processes and the limited range of available materials). 十大关键制造技术十大关键制造技术扩展知识扩展知识5) 企业建模和仿真企业建模和仿真 ENTERPRISE MODELING AND SIM

50、ULATION Modeling and simulation for all operations of a manufacturing enterprise could enable the simulation of any operation, which could then be used for making decisions based on alternative scenarios. Models and simulations should include descriptions of the interactions between people and betwe

51、en people and machines. 十大关键制造技术十大关键制造技术扩展知识扩展知识6) 信息技术信息技术 INFORMATION TECHNOLOGY Converting information into knowledge for effective decision making is a priority technology. Integrated information technologies will be used to identify the information required for a specific decision, synthesize t

52、he information from distributed sources, filter out extraneous information, and present the information so that it can be used easily and immediately. 十大关键制造技术十大关键制造技术扩展知识扩展知识7) 产品和工艺设计方法产品和工艺设计方法PRODUCT AND PROCESS DESIGN METHODS Product and process design methods that address a broad range of product requirements will be priority technologies for 2020. General purpose, modular design methods and tools could be used to meet a wide range of rapidly changing customer requirements. Design methods will also have to consider concepts and processes for a variety of materials, constr