先进制造技术绪论(PPT-49页)课件

1、先进制造技术孙燕华著电子工业出版社北京BEIJING全国高职高专规划教材精品与示范系列第一章 绪论第一节 先进制造技术及其主要特点第二节 先进制造技术的构成及分类 第三节 先进制造技术的应用及发展趋势 第一节 先进制造技术及其主要特点1.1 概念 制造（Manufacturing): 是人类所有经济活动的基石，是人类历史发展和文明进步的动力。狭义：为机电产品的机械加工工艺过程广义：国际生产工程学会1990年： 制造是涉及制造工业中产品设计、物料选择、生产计划、生产过程、质量保证、经营管理、市场销售和服务的一系列相关活动和工作的总称。1、制造的概念制造技术（Manufacturing Techn

2、ology) 按照人们所需的目的，运用知识和技能，利用客观物资工具，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制造过程 产品从设计、生产、使用、维修、报废、回收等的全过程，也称为产品生命周期。制造业 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或生活消费品的行业。1、制造的概念1.2 制造系统 制造系统是制造业的基本组成实体。结构：是制造过程所涉及的硬件（物料、设备、工具、能源等）、软件（制造理论、工艺、信息等）、人员所组成的具有特定功能的有机整体。功能：输入制造系统的资源（原材料、能

3、源、信息、人力.）通过制造过程输出产品过程：制造生产的运行过程，包括市场分析、产品设计、工艺规划、制造装配、检验出厂、产品销售、售后服务、报废、回收、再利用等。1、制造的概念1）用机器代替手工，从作坊形成工厂 19世纪机器在英国诞生，先后传人法国、德国和美国。2）从单件生产方式发展成大量生产方式 泰勒：以劳动分工和计件工资制为基础的科学管理。 福特：零件互换技术，1913年建立了具有划时代意义的汽车装配生产线3）柔性化、集成化、智能化和网络化的现代制造技术 柔性制造系统、计算机集成制造系统、网络化制造、智能制造系统、及时生产、精良生产、敏捷制造制造业发展的历程工业 由制造业、采掘业以及电力、燃

4、气、和水的生产供应业构成，制造指第二产业中除采掘业、电力、燃气及其生产和供应业、建筑业以外的所有行业。工业的概念先进制造技术定义制造业不断吸收机械、电子、信息、能源及现代系统管理等方面的成果，并综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务乃至回收的全过程，以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产，提高对动态多变的产品市场的适应能力和竞争能力并取得理想经济效果的制造技术总称。 三、先进制造技术的特点 系统性 集成性 广泛性 高精度 实现优质、高效、低耗、清洁、 灵活的生产第二节 先进制造技术的构成及分类 先进制造技术的构成 （我国）现代制造技术体系结构（美国）二、 先进制造技术的分类现代

5、设计技术先进制造工艺自动化技术 系统管理技术 现代设计技术现代设计方法设计自动化技术工业设计技术先进制造工艺精密和超精密加工技术精密成型技术特种加工技术表面改性、制膜和涂层技术 自动化技术数控技术工业机器人技术柔性制造技术计算机集成制造技术传感技术自动检测及信号识别技术过程设备工况监测与控制技术等 系统管理技术工程管理质量管理管理信息系统现代制造模式（如精益生产、CIMS、敏捷制造、智能制造等）集成化的管理技术、企业组织结构与虚拟公司等生产组织方法。 先进制造技术的特点产品开发周期短、上市时间快；提高市场竞争力；柔性化（快速重组）；质量保证；组织形式：跨地区、跨国家的虚拟公司、动态联盟；生产过

6、程精良；人员素质提高；智能化；环保；分布、并行、集成并存。先进制造领域的关键技术 集成化技术；智能化技术；网络技术；分布式并行处理技术；多学科、多功能综合产品开发技术；虚拟现实技术；人机环境系统技术。第三节先进制造技术的现状及发展趋势 制造科学已成为多学科交叉的学科制造技艺制造技术制造科学；制造活动的社会性、制造系统的开放性制造科学综合性；制造科学已不可能在孤立、封闭的状态下发展，必然走兼采百家之长、交叉融合的道路；现代物理、数学、化学、生命、信息、材料、管理和系统等科学的发展，为制造科学不断提供新的推动力，也不断丰富着现代制造科学的内涵和外延。发展现状世界制造业的现状：先进制造技术是工业发达

7、国家的国家级关键技术和优先发展领域国别/地区科技计划美国 先进制造技术计划 关键技术(制造)计划 敏捷制造使能技术计划日本 智能制造技术国际合作计划欧共体 尤里卡计划 信息技术研究发展战略计划德国 制造2000年计划韩国 高级先进技术国家计划(G-7)世界制造业的现状：数控NC计算机数控CNC直接数控DNC柔性制造单元FMC柔性制造系统FMS计算机辅助设计与制造CAD/CAM世界制造业的现状：计算机集成制造系统CIMS准时JIT生产制造资源规划MRP精良生产LP敏捷制造AM许多高技术我国尚未掌握，许多重大装备我国不能自主制造，缺乏自主创新能力是制造大国，不是制造强国发电设备、机床、汽车、电子制

8、造等产品产量居世界前列，却没有一家装备制造企业能跻身世界500强关键装备大多依赖进口光电子制造设备的100%IC制造装备的85%高档数控机床的70% 我国制造业现状原创性的技术和成果缺乏，企业的核心竞争力不足，制造科学基础研究相对薄弱我国机械工业发展目标2000年，制造技术水平总体上达到工业先进国家80年代末90年代初的水平。优质、高效、低耗、少或无污染的现代制造技术普及率，由目前的不足10%提高到2000年20%，2010年提高到50%。形成一批高科技产业：四个加工产业精密成型加工、精密加工、激光加工、表面处理加工；三个自动化硬件产业数控系统、工业机器人、传感器和测试设备；三个软件产业CAD

9、、CAM、MIS。先进制造技术的发展趋势 精密化、柔性化、网络化、虚拟化、智能化、清洁化、集成化、全球化发展趋势（1） 先进制造技术制造技术+信息技术+管理科学+有关科学技术 先进制造技术发展的总趋势 制造产品：“精”“极”“文”制造过程：“绿”“快”“省”“效”制造方法：“数”“自”“集”“网”“智”发展趋势（2） “精”是发展的关键“极”是发展的焦点 “文”是发展的新义“绿”是发展的必然“快”是发展的动力“省”是发展的原则 “效”是发展的追求“数”是发展的核心 “自”是发展的条件 “集”是发展的方法“网”是发展的道路“智”是发展的前景 制造产品：制造过程：制造方法：“精”是发展的关键精确化

10、 加工精度精密化人造卫星的仪表轴承，其圆度、圆柱度、表面粗糙度等均达纳米级；操作尺度细微化基因操作机械，移动距离为纳米级，移动精度为0.1纳米级 物理性能精确化物理性能、力学性能、化学性能、生化性能等等控制要求纳米化发展趋势 制造产品：“精”“极”“文” 电子制造中高精度：控制趋于纳米级加工趋于亚纳米级超微细：芯片线宽100nm运动副间隙12nm高加速度：封装运动12g高可靠性：芯片千小时失效率1/109发展趋势 制造产品：“精”“极”“文” 超精密加工20世纪初： 10微米30年代： 1微米 50年代： 0.1微米70-80年代： 0.01微米 目前： 0.001微米 （纳米加工）发展趋势

11、制造产品：“精”“极”“文” “极”是发展的焦点极端、极限几何形体上，极大、极小、极厚、极薄、极平、极柔、极圆、极方、奇形怪状；在物理性能上，极高硬度、极高塑性、极大弹性、极大脆性、极强磁性、极强辐射性、极强腐蚀性，奇性怪能；MEMS（Micro-Electro-Mechanical_System)技术和产品是典型极端、极限技术和产品。发展趋势 制造产品：“精”“极”“文” 关于微电子芯片制造1. 巨大的投资 建一座生产1000兆位存储器的芯片制造厂，需要投资150亿美元2. 当前的芯片制造设备 （1）超净：尘埃颗粒直径0.1微米 颗粒数0.1个/立方英尺空气 （2）超纯：有害杂质含量达到pp

12、b（十亿分之一） （3）超精加工：钠米级 我国的“龙芯”。 日本日立公司（2006）报导：集成电路小如尘粒： 长、宽150m，厚7.5m发展趋势 制造产品： “精”“极”“文” 2002年 原子级纳米“晶体管”（电极相距1nm）2003年世界最小的电动机纳米电动机（直径500nm）量子计算机基本电路（1/500mm，近K 工作）2004年 能停或暂停的分子马达用核磁共振观测到单个电子2005年 超大容量纳米级信息存储材料2006年 世界最小的发电机纳米发电机发展趋势 制造产品：“精”“极”“文” “文”是发展的新义人文化 工业产品， “实用” ，物质层面；艺术产品，（人文）文化含量高， “物美

13、” ，精神层面，环境协调，爽心悦目，经得起“看”，经得起“想”“工业设计” 制造过程、制造方法“文明化”生产。 发展趋势 制造产品：“精”“极”“文” “绿”是发展的必然绿色 “天人合一” 与 “无为”； “保护环境，就是保护生产力；改善环境，就是发展生产力” 江泽民制造各阶段都必须充分计及环境保护：自然环境，社会环境、生产环境、生产者的身心健康；制造必然要走向“绿色”制造，这是实现国民经济可持续发展的重要条件。发展趋势 制造过程：“绿”“快”“省”“效” “快”是发展的动力快速对市场的快速响应对生产的快速重组生产模式：高度柔性与高度敏捷性 推动着制造技术的进步与制造方法的发展 发展趋势 制造

14、过程：“绿”“快”“省”“效” “省”是发展的原则节省 市场经济必然的要求制造过程必须节省、节约、节俭 制造过程的优化制造资源的优化配置发展趋势 制造过程：“绿”“快”“省”“效” “效”是发展的追求 高效 、高生产率 个性化大生产、大规模定制快速响应市场需求的应有推论与含义生产效率提高生产力发展社会进步高效、低耗、无污染发展趋势 制造过程：“绿”“快”“省”“效” “数”是发展的核心数字化 “信息化”的核心是“数字化”数字制造是制造技术与信息技术（包含计算机技术、网络技术）等交叉、发展与应用的结果数字化设计、数字化控制、数字化管理以及贯穿始终的“虚拟”技术数字化技术必将导致制造技术的重大发展

15、与变革发展趋势 制造方法：“数”“自”“集”“网”“智” “自”是发展的条件自动化 自动化是强化、延伸甚至取代人劳动（体力、脑力）的技术或手段自动控制、自动调节、自动补偿、自动辨识等发展到自学习、自组织、自维护、自修复等更高水平的自动化发展趋势 制造方法：“数”“自”“集”“网”“智” 1870-1980：加工过程效率 20倍管理效率 1.8-2.2倍设计效率 1.2倍CAX技术脑力劳动自动化。制造业中NC的重大基础作用。发展趋势 制造方法：“数”“自”“集”“网”“智” “集”是发展的方法集成化 技术集成、管理集成、技术与管理集成本质：知识和信息集成，集成也包含了“交叉”现代制造科学技术的发

16、展离不开“集成”和“交叉” CIMS，从实际情况与发展前景来看，整个产品的生产确系一个计算机集成生产系统，而且与网络化不可分割。发展趋势 制造方法：“数”“自”“集”“网”“智” 传感技术信号处理技术控制技术随动技术精密机械技术系统集成技术发展趋势 制造方法：“数”“自”“集”“网”“智” 机电一体化“网”是发展的道路网络化 现代新型制造模式实施的基础设施，现代制造企业生产活动必不可少运行环境网络化既是制造企业信息化、集成化的基础，又是企业信息化、集成化的进一步发展网络化将制造业走向全球化、整体化、有序化 发展趋势 制造方法：“数”“自”“集”“网”“智” “知识经济”的本质是“智力经济” 本

17、世纪核心学科发展的趋势：从信息科学到生命科学（21世纪中叶）转向认知科学（21世纪70年代）制造智能制造系统/单元/装备适应环境变化的能力，处理海量信息、不完整信息、不确定信息、错误信息的能力，自诊断、自修复能力，自组织、自重构能力，主动协调和协同能力，非逻辑处理能力等。发展趋势 制造方法：“数”“自”“集”“网”“智” “智”是发展的前景智能化智能化各行各业发展的趋向，如：智能计算机、智能车辆、智能机器、智能仪表、智能控制、智能材料，甚至智能大厦等。网络化的实质是走向智能化发展趋势 制造方法：“数”“自”“集”“网”“智” 回顾第一节 先进制造技术及其主要特点第二节 先进制造技术的构成及分类

18、 第三节 先进制造技术的现状及发展趋势重点：现代制造技术的特点、范畴、分类作业：P12：1-3 先进制造的关键技术。1-5 先进制造技术的发展趋势。（第14讲）考场作文开拓文路能力分解层次(网友来稿)江苏省镇江中学 陈乃香说明：本系列稿共24讲，20XX年1月6日开始在资源上连载【要义解说】文章主旨确立以后，就应该恰当地分解层次，使几个层次构成一个有机的整体，形成一篇完整的文章。如何分解层次主要取决于表现主旨的需要。【策略解读】一般说来，记人叙事的文章常按时间顺序分解层次，写景状物的文章常按时间顺序、空间顺序分解层次；说明文根据说明对象的特点，可按时间顺序、空间顺序或逻辑顺序分解层次；议论文主

19、要根据“提出问题分析问题解决问题”顺序来分解层次。当然，分解层次不是一层不变的固定模式，而应该富于变化。文章的层次，也常常有些外在的形式：1小标题式。即围绕话题把一篇文章划分为几个相对独立的部分，再给它们加上一个简洁、恰当的小标题。如世界改变了模样四个小标题：寿命变“长”了、世界变“小”了、劳动变“轻”了、文明变“绿”了。 2序号式。序号式作文与小标题作文有相同的特点。序号可以是“一、二、三”，可以是“A、B、C”，也可以是“甲、乙、丙”从全文看，序号式干净、明快；但从题目上看，却看不出文章内容，只是标明了层次与部分。有时序号式作文，也适用于叙述性文章，为故事情节的展开，提供了明晰的层次。 3

20、总分式。如高考佳作人生也是一张答卷。开头：“人生就是一张答卷。它上面有选择题、填空题、判断题和问答题，但它又不同于一般的答卷。一般的答卷用手来书写，人生的答卷却要用行动来书写。”主体部分每段首句分别为：选择题是对人生进行正确的取舍，填空题是充实自己的人生，判断题是表明自己的人生态度，问答题是考验自己解决问题的能力。这份“试卷”设计得合理而且实在，每个人的人生都是不同的，这就意味着这份人生试卷的“答案是丰富多彩的”。分解层次，应追求作文美学的三个价值取向：一要匀称美。什么材料在前，什么材料在后，要合理安排；什么材料详写，什么材料略写，要通盘考虑。自然段是构成文章的基本单位，恰当划分自然段，自然就

21、成为分解层次的基本要求。该分段处就分段，不要老是开头、正文、结尾“三段式”，这种老套的层次显得呆板。二要波澜美。文章内容应该有张有弛，有起有伏，如波如澜。只有这样才能使文章起伏错落，一波三折，吸引读者。三要圆合美。文章的开头与结尾要遥相照应，把开头描写的事物或提出的问题，在结尾处用各种方式加以深化或回答，给人首尾圆合的感觉。【例文解剖】 话题：忙忙，不亦乐乎 忙，是人生中一个个步骤，每个人所忙的事务不同，但是不能是碌碌无为地白忙，要忙就忙得精彩，忙得不亦乐乎。 忙是问号。忙看似简单，但其中却大有学问。忙是人生中不可缺少的一部分，但是怎么才能忙出精彩，忙得不亦乐乎，却并不简单。人生如同一张地图，

22、我们一直在自己的地图上行走，时不时我们眼前就出现一个十字路口，我们该向哪儿，面对那纵轴横轴相交的十字路口，我们该怎样选择?不急，静下心来分析一下，选择适合自己的坐标轴才是最重要的。忙就是如此，选择自己该忙的才能忙得有意义。忙是问号，这个问号一直提醒我们要忙得有意义，忙得不亦乐乎。 忙是省略号。四季在有规律地进行着冷暖交替，大自然就一直按照这样的规律不停地忙，人们亦如此。为自己找一个目标，为目标而不停地忙，让这种忙一直忙下去。当目标已达成，那么再找一个目标，继续这样忙，就像省略号一样，毫无休止地忙下去，翻开历史的长卷，我们看到牛顿在忙着他的实验；爱迪生在忙着思考；徐霞客在忙着记载游玩；李时珍在忙

23、着编写本草纲目。再看那位以笔为刀枪的充满着朝气与力量的文学泰斗鲁迅，他正忙着用他独有的刀和枪在不停地奋斗。忙是省略号，确定了一个目标那么就一直忙下去吧!这样的忙一定会忙出生命灵动的色彩。 忙是惊叹号。世界上的人都在忙着自己的事，大自然亦如此，小蜜蜂在忙，以蜂蜜为回报。那么人呢?居里夫人的忙，以放射性元素的发现而得到了圆满的休止符；爱因斯坦在忙，以相对论的问世而画上了惊叹号；李白的忙，以那豪放的诗歌而有了很大的成功；张衡的忙，因为那地动仪的问世而让世人仰慕。每个人都应该有效率的忙，而不是整天碌碌无为地白忙。人生是有限的、短暂的，因此，每个人都应该在有限的生命里忙出属于他的惊叹号；都应在有限的生命里忙出他的人生精彩篇章。 忙是万物、世界、人生中都不可缺少的一部分。作为这世上最高级动物的我们，我们在忙什么呢?我们要忙得有意义，有价值，我们要忙出属于我们的精彩。我们的忙不能永远是问号，而应是省略号和感叹号。忙就要忙得精彩，忙得不亦乐乎。 解剖：本文将生活中的一句口头禅“忙得