先进制造模式课件

主讲人：陈晓慧教授

chenxiaohui@重庆大学机械学院工业工程系制造企业先进制造模式现代工业工程与管理高级研修班系列讲座之一制造模式：制造企业的“幸福”基因当今企业之间的竞争，不是产品之间的竞争，而是商业模式之间的竞争。——现代管理学之父彼得.德鲁克

主要内容一二三四五先进制造模式概述绿色制造智能制造系统网络化制造生物制造六极端制造一、先进制造模式概述背景介绍1.1先进制造模式介绍1.2先进制造模式的案例1.3未来学家托夫勒在《未来的冲击》中提出：几千年人类经济发展的总历史表现为3个阶段:产品经济时代、服务经济时代、体验经济时代1.1背景介绍

进入知识经济时代以来，现代制造企业与过去相比所处环境有了巨大改变，知识经济下的机械制造业技术的发展趋势体现为“六化”：精密化自动化信息化柔性化集成化智能化成功企业的特征快速满足市场快速产品创新异地资源利用学习型企业新的竞争方式先进生产技术知识经济时代下成功的制造企业具备的六大特征：1.2先进制造模式

制造模式是制造业为了提高产品质量、市场竞争力、生产规模和生产速度，以完成特定的生产任务而采取的一种有效的生产方式和一定的生产组织形式。体现为企业体制、经营、治理、生产组织和技术系统的形态和运作模式。

先进制造模式是指在生产制造过程中，依据不同的制造环境，通过有效地组织各种制造要素形成的，可以在特定环境中达到良好制造效果的先进生产方法。先进制造模式的三个层次先进制造技术先进制造组织制造战略柔性智能性快速反应性动态适应性人机一体性先进制造模式并行性集成性计算机集成制造系统CIMS（Computerintegratedmanufacturingsystem）敏捷制造AM（Agilemanufacturing）服务型制造SM（Servicemanufacturing）虚拟制造VM（Virtualmanufacturing）精益生产LP（Leanproduction）协同制造CM（Collaborativemanufacture）分形制造FM（FractalManufacturing）智能制造系统IMS（Intelligentmanufacturingsystem)绿色制造GM（Greenmanufacturing）网络化制造NM（Networkedmanufacturing）生物制造BM（Biologicalmanufacturing)常见的先进制造模式：国内外先进制造模式的典型应用1、通用电气制造模式2、戴尔公司制造模式3、丰田公司制造模式4、松下公司制造模式5、三星公司制造模式6、金风科技制造模式7、海尔制造模式8、陕鼓的现代制造服务模式通用电气公司的制造模式1、流程再造：行业领先的组织选择、无边界组织扁平化组织2、人才工厂：4E的选拔标准：活力曲线的绩效管理：分层的人员激励3、六西格玛的质量管理：4、基于业务流程电子化的网络革命戴尔公司的制造模式1984年，19岁的戴尔用1000美元起家，成立了戴尔计算机公司，短短20年内就跻身全球领先的计算机经销商。其成长速度是计算机行业平均值的10倍，“戴尔商业模式”成为商界奇迹。一切以客户为主的快速直销模式——戴尔模式1、物流管理：第三方物流精简原则零库存管理3、标准化管理：大规模定制的生产标准严格的业务流程管理标准细节管理2、客户关系管理面对面地接触在线销售细节管理丰田模式——精益生产模式以新型织布机的发明为契机，创建的丰田公司。在1936成功转向为汽车制造企业。独具特色的丰田管理模式使其成为世界闻名的大公司。精益生产的核心思想——消灭一切浪费1、流程管理：价值流分析2、以人为本：充分调动人员的积极性并且设计出良好的组织结构和工作方式；团队工作精益的工作设计系统压力的动力机制3、合作制胜4、精益求精松下管理模式世界十大电器制造商之一。创建于1918年，总部在日本大阪。在世界各地设立有分公司，目前，松下在中国拥有44家制造公司、5家研发公司和8家销售公司。以人为本的独特管理思想三星管理模式1938年成立，20世纪60年代，进入电子业；70年代进入化学工业和重工业；80年代进入国际市场；90年代取得全球领先地位。以变革为主的新思想三星管理模式1、质量经营：成本领先的经营策略；差异化为核心的竞争优势；持续不断的产品升级、顾客服务的持续改进。2、变革理念：“除了老婆、孩子，一切都要变”3、人才经营在三星电子的13名董事会成员中，有7人系外部董事，其中3人为外籍非韩裔人士；“天才级”人才。地处新疆，金风科技应该如何融入风电产业链？风电产业的六个环节：研发、零部件制造、整机制造、运营维护、风场投资和开发、风场经营。金风科技的核心业务是整机制造。从产业价值链来看，金风不直接介入零部件的制造供应，而是根据风机零部件专业性强、产业空白的现状，寻找具有类似技术、生产经验和能力的厂商，建立合作伙伴的关系，提供技术支持，获得零部件供应保障。整合价值链的核心就是整合能力，包括研发整合能力和供应链整合能力。“以研发、市场为核心，整合制造资源”金风科技的业务系统的运作在研发环节，强调整机设计工作，充分利用来自各方的研发资源，为关键的零部件和整机制造提供技术支持；在战略设计中，明确提出不深度介入零部件制造环节，通过为供应商提供协作平台、开展紧密的技术合作，保持稳定的市场供应。在整机制造环节，围绕国内主要风能市场合理布局产能，以获得更经济的物流运输成本。在风场开发环节，积累前期开发经验，通过拓宽外部资本资源开展投资业务。在运营维护环节，成立客户服务的专业公司。金风科技：风电产业的价值链整合定位业务系统资源能力盈利模式现金流金风科技向客户提供系统解决方案的综合风机制造商研发+整合制造+市场，从整机制造环节发力，并向客户端延伸研发整合能力，供应商整合能力风机销售收入、运营服务收入、开发投资收入轻资产经营印度Suzlon公司向客户提供从土地获取到终身维护的全面风能解决方案提供商构建从研发、零部件制造到风场经营的贯穿风能产业价值链的业务系统研发能力、低成本制作能力风机销售收入、运营服务收入、开发投资收入、风电场经营收入重资产经营海尔的T管理模式T的四个含义：Time:准时制；Target:目标明确；Today:日清日高；Team：团队工作陕西鼓风机公司——现代制造服务业的典型案例陕鼓始建于1968年，1975年建成投产，1996年由陕西鼓风机厂改制为陕西鼓风机（集团）公司。陕鼓是为冶金、石化、煤化工、电力、环保等行业提供大型动力装备系统问题解决方案的集成商和系统服务商。主导产品轴流压缩机和能量回收透平装置曾多次荣获国家科学技术进步奖，属“中国名牌”产品。2007年11月，陕鼓品牌价值达115.63亿元，在“中国品牌500强”中排名第58位。

转变思路：抢占服务的制高点2001年，企业认识到在整个工业流程完整项目中，用户关注点不是项目中单个零部件，而是整体项目功能是否满足需求。于是，陕鼓改变单一服务观念，逐步转变为透平机械系统的供应商和服务商。通过交钥匙工程，解决风机整个系统的问题，甚至是整个流程的问题，最大限度地适应客户的需求。

2005年，陕鼓提出了为客户提供项目融资的新型服务思路，在银行、配套企业等的大力支持下，将产业服务与金融服务相结合，为客户提供包括项目融资服务在内的完整解决方案。在工业领域，专业化系统服务成为消费趋势，需要企业向用户提供完整的解决方案。形成模式：向制造服务业全面进军宝钢上钢一厂TRT项目是陕鼓第一次承揽的工程项目总承包。如果卖产品，陕鼓只能拿到600万元的主机订单，但是他们通过系统服务带动最终签订了3000万元的配套合同，一下子把市场扩大了好几倍。采用旋转机械远程在线监测及故障诊断系统。大型机组的运行数据，通过互联网传输到陕鼓远程监测与故障诊断中心，技术专家通过数据，全天24小时为用户提供在线技术支持和故障诊断，大大降低了用户维护检修成本，保证机组安全运行。目前，陕鼓已为全国58家用户的200余台套产品提供了远程检测的服务。牵头成立了由56家企业组成的陕鼓成套技术协作网，对产业链和配套资源进行优化整合管理，大大强化了为客户提供系统集成和系统服务的能力。专家把陕鼓的这一变化称为“从农民工到包工头”的角色转型。

陕鼓还与客户携手共建备件库，这样不但能够随时为客户提供备件，而且大大降低了客户的资金、场地占用率，从而使客户实现备件的零库存。按照做精主业、强化服务的思路，陕鼓对内部组织架构和业务流程进行了调整，企业的核心业务以风机安装调试、检修、维修服务为主，将企业内部的所有设备维修业务实行了对外委托，全力开拓自己擅长的风机服务市场。陕鼓先后调整、业务流程重组部门30个，新组建部门28个，减少处级建制12个，对相关部门的54项业务进行了整整，建立起了代企业组织的新架构。现代制造服务业的案例案例：米其林米其林公司的发展策略之一就是将服务视为销售的新动力。近年来，随着产品售卖渠道的多元化，产品竞争越来越沦为单纯的价格竞争。米其林意识到，如果连沃尔玛都卖轮胎了，那我们的差异化与竞争优势又在哪里？于是在几年前，公司开始尝试通过各种方式提升产品的附加值。引进驰加店是米其林的服务策略之一。这是米其林集团在全球推出的轮胎零售服务网络品牌，拥有统一的店面形象和服务标准。在整洁明亮的零售店中，不仅摆放着米其林的轮胎和润滑油，还配有改装件、蓄电池、车内装饰、驾驶眼镜等多种与驾车相关的产品。在驰加店，米其林除了提供轮胎更换、四轮定位、调位等简单服务外，还能提供快修保养、车辆清洗、汽车美容等服务。据了解，驰加店网络中销售的米其林轮胎数量几乎能占到整个米其林零售网络的三分之一。现代制造服务业的案例案例：罗尔斯－罗伊斯公司罗尔斯－罗伊斯公司是全球最大的航空发动机制造商。作为波音、空客等飞机制造企业的供应商，罗尔斯-罗伊斯公司并不直接向它们出售发动机，而是以“租用服务时间”的形式出售，并承诺在对方的租用时间段内，承担一切保养、维修服务。罗尔斯－罗伊斯在每个机场都派驻专门的修理工，一旦发动机出现故障便能及时响应。近年来，公司将服务扩展到发动机维护、发动机租赁和发动机数据分析管理等领域，通过服务合同绑定客户，来增加服务收入。据了解，公司销售的现代喷气发动机中55％以上都签订了服务协议。服务收入占到公司总收入的一半以上。2服务型制造与传统制造企业管理模式的差异传统制造服务型制造制造为主体知识型服务为主体关注核心：产品关注核心：客户满意度关注管理要素：物、财提高物的生产力关注生产过程效率关注结果关注有形资源关注管理要素：人、知识、目标、关系、流程提高人的生产力关注人的满意度关注目标关注无形资源：知识、关系、流程基本组织模式：职能型组织强调分工分工与条块分割，多界面服务关注少数人/管理者纵向的行政指令刚性组织基本组织模式：流程性组织强调流程与协作的有效性，强调岗位的“整合”单一界面服务关注全员，尤其强调一线（面向客户）横向的、网络化的通信、协作与信息沟通柔性组织：美军“模块化部队”与“项目矩阵”追求规模化与低成本追求服务的差异化，以足够的柔性，满足需求的个性化与变化线下生存基于互联网，线上与线下生存并存应用老一代管理软件，如ERP、OA、进销存、财务等应用新一代管理软件：集成的线上生存平台，以BPM为基础，整合目标管理、知识管理、人力资源、客户关系、沟通管理、项目管理、行政办公、财务管理等主要内容一二三四五先进制造模式概述绿色制造智能制造系统网络化制造生物制造六极端制造二、智能制造系统智能制造系统概述1.1智能制造系统特征1.2智能制造系统支撑技术1.3

早在20世纪80年代,美国人就提出了智能制造系统的概念。欧洲各国的起步不比美国晚，并且欧盟为此制定了跨国的高技术研究计划,其主要内容就是智能制造。20世纪80年代末期，由日本东京大学倡导建立一个由日本、美国和西欧各国共同参加的智能制造系统研究中心，并于1995年开始实施，其主要的研究内容包括IMS结构系统化和标准化的原理与方法、IMS信息的通讯网络、用于IMS的最佳生产和控制设备、IMS对社会环境以及人文的影响、新型材料的研究与开发等5个方面。2.1IMS概述智能制造模式的特点：突出了知识在制造活动中的价值地位

；将由能量驱动型转变为信息驱动型；智能制造系统是智能技术集成应用的环境，也是智能制造模式展现的载体。

特征2.2智能制造系统特征自律能力人机一体化虚拟现实技术自组织与超柔性学习能力与自我维护能力

搜集理解环境和自身信息，规划自身行为的能力，基于知识的模型是系统自律能力的基础。

智能机器只具有逻辑思维（专家系统和部分形象思维（神经网络），没有人的灵感思维，不可能全面取代人类专家智能；人机一体化突出人的核心地位，使二者各显其能。

借助于音像和传感装置，虚拟展示现实生活中各种过程，虚拟未来产品及其制造过程，从感官和视觉上使人获得完全如同真实的感受。

能够自行组成一种最佳结构，具有运行方式和结构形式的柔性，如同一群人类专家群体，具有生物特性。

在实践中不断充实知识库，具有自学习，自行进行故障诊断与排除功能。智能制造系统的子系统：设计、计划、生产和系统活动

设计子系统中，智能制定突出了产品的概念设计过程中客户需求的影响；功能设计关注了产品可制造性、可装配性和可维护及保障性，模拟测试也广泛应用智能技术。在计划子系统中，数据库构造将从简单信息型发展到知识密集型。在排序和ERP管理中，模糊推理等多类的专家系统将集成应用；生产系统将是自治或半自治系统。在监测生产过程、生产状态获取和故障诊断、检验装配中，将广泛应用智能技术；从系统活动角度，神经网络技术在系统控制中已开始应用，同时应用分布技术和多元代理技术、全能技术，并采用开放式系统结构，使系统活动并行，解决系统集成。信息网络技术人机一体化技术自律能力构筑技术虚拟制造技术并行工程人工智能技术支撑技术2.3智能制造系统支撑技术支撑技术自组织与超柔性“物联网”时代的图景国际电信联盟于2005年的一份报告曾描绘：当司机出现操作失误时汽车会自动报警；公文包会提醒主人忘带了什么东西；衣服会“告诉”洗衣机对颜色和水温的要求等等。物联网在物流领域内的应用，例如一家物流公司应用了物联网系统的货车，当装载超重时，汽车会自动告诉你超载了，并且超载多少，但空间还有剩余，告诉你轻重货怎样搭配；当搬运人员卸货时，一只货物包装可能会大叫“你扔疼我了”，或者说“亲爱的，请你不要太野蛮，可以吗？”；当司机在和别人扯闲话，货车会装作老板的声音怒吼“笨蛋，该发车了！”物联网（TheInternetofthings）：通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网的概念是在1999年提出的。物联网就是“物物相连的互联网”。这有两层意思：物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通讯。主要内容一二三四五先进制造模式概述绿色制造智能制造系统网络化制造生物制造六极端制造绿色制造背景介绍

绿色制造概述绿色制造优点绿色制造技术组成绿色制造发展趋势绿色制造背景介绍自20世纪70年代来，随着世界经济的发展，地球环境日趋恶化，生态环境受到严重威胁，环境问题已成为当今人类社会面临的三大主要问题之一。据统计造成环境污染的排放物有70%以上是来自于制造业，制造业每年约生产55亿吨无害物和7亿吨有害物。水资源污染大气污染全球变暖资源的减少环境污染经济效益最大限度的谋求经济效益环境污染传统工业生产现代工业生产3.2绿色制造概述绿色制造又称环境意识制造。最早起源于20世纪30年代，到1996年才由美国工程师学会（SME）比较系统的提出“绿色制造”的概念：

绿色制造是一个综合考虑环境影响和资源效率的现代制造理念和模式，其目标是使得产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个产品生命周期中，对环境的影响最小，资源效率最高，并使企业经济效益和社会效益协调优化。绿色制造主要内容选用无毒、低能耗、少污染材料、可再生及可回收的绿色材料采用着重考虑产品环境属性、节能性、可拆卸性、长寿命、可回收性、可维护性、可重复利用性等的绿色设计使用能显着地节约能源、节省资源，同时在生产过程中，最大限度地避免或减少对人体的危害的绿色生产、包装要求绿色使用、绿色回收和处理改变观念加强管理技术手段目标：实现绿色制造具体要求绿色制造实现的三条途径树立良好的环保意识，并体现在具体的行动上利用市场机制和法律手段；促进绿色技术、绿色产品的发展和延伸针对具体产品，采取技术措施，即采用绿色设计和绿色制造工艺，建立产品绿色程度评价机制等，解决所出现的问题产品绿色设计绿色的能源、原材料的使用与转换绿色加工制造绿色包装产品的绿色再生（维修、拆卸、回用、处置）全寿命周期的环境管理体系绿色制造模式-57-能够减轻对地球生态环境和人类健康的危害六大优点3.3绿色制造优点工厂生产环境安全、清洁、舒适、优美减少污染治理和废弃产品的后续处理费用创办绿色企业，保持良好的形象生产质优价廉的产品，增强市场竞争力提高生产率产品包装绿色设计回收处理绿色管理3.4绿色制造技术组成工艺规划材料选择设备利用

在产品及其生命周期全过程的设计中，充分考虑对资源和环境的影响，在充分考虑产品的功能、质量、开发周期和成本的同时，优化各有关设计因素，使得产品及其制造过程对环境的总体影响和资源消耗减到最小

根据制造系统的实际，尽量研究和采用物料和能源消耗少、废弃物少、噪声低、对环境污染小的工艺方案和工艺路线

在选用材料的时候，不能要考虑其绿色性，还必须考虑产品的功能、质量、成本、噪声等多方面的要求。减少不可再生资源和短缺资源的使用量，尽量采用各种替代物质和技术

从环境保护的角度，优化产品包装方案，使得资源消耗和废弃物产生最少

在选用材料的时候，不能要考虑其绿色性，还必须考虑产品的功能、质量、成本、噪声等多方面的要求。减少不可再生资源和短缺资源的使用量，尽量采用各种替代物质和技术

尽量采用模块化、标准化的零部件，加强对噪声的动态测试、分析和控制，在国际环保标准ISO14000正式颁布和实施以后，它会成为衡量产品性能的一个重要因素，企业内部建立一套科学、合理的绿色管理体系势在必行

通过改造闲置、废弃的设备，使它们重新发挥作用，做到资源最大化利用，因为目前对我们很多大的生产厂家来说，来自机器的折旧费用仍占据了很大一部分成本绿色制造案例———回收再生产

发动机成本是汽车总成本的重要部分，对其实行再制造有着重要的实用价值。再制造发动机不是对旧发动机进行简单修理，而是对旧发动机进行严格检测和再制造。上海大众公司发动机再制造工艺流程图退役发动机拆卸清洗检测再制造加工可制造件不可制造件报废原厂新配件报废检测装配合格件完好件不合格件整机测试包装再制造发动机技术升级、改造件易损件社会化项目产业化项目智能化并行化全球化发展趋势集成化绿色制造的研究和应用中将愈来愈体现全球化的特征和趋势绿色制造的社会支持系统需要形成更加注重系统技术和集成技术的研究绿色并行工程将可能成为绿色产品开发的有效模式人工智能和智能制造技术将在绿色制造研究中发挥重要作用绿色制造的实施将导致一批新兴产业的形成3.5绿色制造发展趋势主要内容一二三四五先进制造模式概述绿色制造智能制造系统网络化制造生物制造六极端制造网络化制造概述

网络化制造发展历程网络化制造重要特性网络化制造系统组成网络化制造关键技术4.44.5网络化制造系统的应用

(1)运用在模具制造行业。例如，我国深圳市模具网络化制造示范系统，通过将CAD/CAM技术、虚拟设计与制造技术、计算机网络技术、快速成型及后处理等有机结合在一起，形成了异地人员、技术、设备优势的模具的设计与制造网络系统，能够大幅度提高制造能力和提高劳动效率，克服以往模具制造中的周期长、成本高、反应速度慢等缺点。

网络化制造系统的应用(2)应用于企业的动态联盟。比如，法国宇航公司、英国宇航公司、德国DASA公司和西班牙形成了Airbus集团，Airbus的ACE(AirbusConcurrentEngineering)采用了相当于波音公司的异地无纸设计技术并实施并行工程，以求在空中客车系列飞机的研制中与波音公司相竞争。网络化制造系统的应用(3)应用于汽车制造行业。三大汽车公司—通用汽车公司、福特汽车公司以及戴姆勒一克莱斯勒终止各自的零部件采购计划转向共同建立零部件采购的电子商务市场，使每笔交易的平均成本从100一150美元降低到不到5美元，每辆汽车的制造成本至少降低了1200美元。4.1网络化制造概述网络化制造指的是：面对市场机遇，针对某一市场需要，利用以因特网（INTERNET）为标志的信息高速公路，灵活而迅速地组织社会制造资源，把分散在不同地区的现有生产设备资源、智力资源和各种核心能力，按资源优势互补的原则，迅速地组合成一种没有围墙的、超越空间约束的、靠电子手段联系的、统一指挥的经营实体－－网络联盟企业，以便快速推出高质量、低成本的新产品。网络化制造系统基本特征基于网络技术覆盖企业所有活动快速响应市场突破地域限制强调企业间的协作具有多种形态和功能系统基本特征安全保障体系智能化公共信息服务平台

五大组成部分基于Internet的CSCW支撑环境电子商务支撑平台

公共数据中心

为用户业务安全提供一个支撑环境和保障系统。企业网络化制造平台以搭建企业内部自身的网络化制造平台为主围绕着企业定单信息流构筑的多方位、多层次、多应用的信息化平台。为企业提供智能化公共信息服务,包括基础数据、基本的公共信息、信息自动采集、分类与匹配等服务。实现产品、技术、人才等方面供需信息关系数据库,研究与开发客户关系管理系统和敏捷供需链管理系统,实现基于Internet的物流优化调度与管理。根据敏捷制造的方法和理论,研究网络化敏捷企业支撑环境的体系结构、软件支撑技术、协同机制等,并针对分布式、网络化的产品设计,建立协同设计环境。构建网上共享的制造资源信息库,包括企业生产能力、特种制造手段、人才信息、各种计算机辅助软件、标准件、通用件、图库等技术信息和产品信息。4.4网络化制造系统组成关键技术1234综合技术集成技术基础技术支撑技术包括产品全生命周期管理、协同产品商务、大批量定制和并行工程等。在上述综合技术中包括了各种新的管理理念，在相应的使能技术、基础技术和支撑技术的支持下，结合网络化制造系统的特点，这些综合技术可以有效地解决网络化制造中的不同问题。相关的集成技术是一些网络化制造系统的关键共性技术，常用的集成技术有CAD、CAE、CAM、CAPP、ERP、SCM、PDM、客户关系管理、供应商关系管理、制造执行系统等相关的基础技术包括标准化技术、产品建模技术和知识管理技术等。这些技术虽然一般不直接解决具体的问题，但是作为利用使能技术解决具体问题的基础，起着十分重要的作用。相关的支撑技术（如计算机技术与网络技术），直接影响网络化制造系统运行的效率和可靠性，是实施网络化制造的基础设施。上述四方面技术组成了一个有机的整体，相辅相成，从不同的方面有效地支持了企业实施网络化制造。4.5网络化制造关键技术4.6“云制造”飘下云端，走进广东佛山纺织、服装、皮革、陶瓷、家具传统优势产业中,可引入云计算概念深入探讨云制造模式的创新应用,寻求“行业云”的落地和示范应用。在佛山传统行业中,资源分配很不均匀,有的企业很多活干,有的企业没活干,多活的企业有时受制于生产能力,不一定能完成任务,而“云制造模式”可以有效解决这个问题,实现行业共同发展。针对广东省珠三角地区产业集群度高的特点，以模具、柔性材料制造行业的中小企业产业集群为典型行业对象，结合“云计算”方面的最新技术，开展支持产业集群协作的中小企业“云制造”服务平台开发和系统构建研究，形成具有商业化运作能力的中小企业云制造服务平台运营模式。所谓“云制造”,简单地说,就是通过信息化将各种闲置的资源充分利用起来。云制造云制造是为避免制造资源的浪费，借用云计算的思想，利用信息技术实现制造资源的高度共享。建立共享制造资源的公共服务平台，将巨大的社会制造资源池连接在一起，提供各种制造服务，实现制造资源与服务的开放协作、社会资源高度共享。企业用户无需再投入高昂的成本购买加工设备等资源，咨询通过公共平台来购买租赁制造能力。在理想情况下，云制造将实现对产品开发、生产、销售、使用等全生命周期的相关资源的整合，提供标准、规范、可共享的制造服务模式。这种制造模式可以使制造业用户像用水、电、煤气一样便捷地使用各种制造服务。

云计算的运营模式是由专业计算机和网络公司（即第三方服务运行商）来搭建计算机存储、计算服务中心，把资源虚拟化为“云”后集中存储起来，为用户提供服务。云制造更可以服务于量大面广的中小企业，针对中小企业信息化建设资金，人才缺乏的现状，可以建立面向中小企业的公共服务平台，为其提供产品设计、工艺、制造、采购和营销业务服务，提供信息化知识、产品、解决方案、应用案例等资源，促进中小企业发展。主要内容一二三四五先进制造模式概述绿色制造智能制造系统网络化制造生物制造六极端制造生物制造概述

生物制造发展前景生物制造研究方向生物制造工程研究内容5.4生物制造的概念：

通过制造科学与生命科学相结合，在微滴、细胞和分子尺度的科学层次上，通过受控组装完成器官、组织和仿生产品的制造之科学和技术总称。

5.1生物制造概述制造科学+生命科学+材料科学生物制造交叉技术生长型制造原理自组织生长原理分布式制造原理分形理论其他理论⑴仿生制造生物组织和结构的仿生生物遗传制造生物控制的仿生产品制造科学生命科学材料科学信息技术制造原理生物制造技术生物制造的基础生物制造的内容(2)生物成型制造(2)其他方法机器人方面生物加工方面纳米技术方面医疗方面发展前景更多地应用生物动力、生物感知、生物智能，使机器人越来越像人或动物实现纳米尺度上裁剪或连接DNA双螺旋，改造生命特征;实现各种蛋白质分子和酶分子的组装，构造纳米人工生物膜，实现跨膜物质选择运输和电子传递三维生物组织培养技术不断突破，人体各种器官将能得到复制，会大大延长人类的生命通过生物方法制造纳米颗粒、纳米功能涂层、纳米微管、功能材料、微器件、微动力、微传感器、微系统等。5.2生物制造发展前景仿生制造生物组织和结构的仿生生物遗传制造生物控制的仿生生物去除成形生物约束成形生物生长成形目前生物制造工程的研究方向是如何把制造科学、生命科学、计算机技术、信息技术、材料科学各领域的最新成果组合起来，使其彼此沟通起来用于制造业。归纳下来，目前有如下两方面6个研究方向：生物成型制造5.3生物制造研究方向将组织工程材料与快速成形制造结合，采用生物相容性和生物可降解性材料，制造生长单元的框架，在生长单元内部注入生长因子，使各生长单元并行生长，以解决与人体的相容性与个体的适配性，以及快速生成的需求，实现人体器官的人工制造。利用可以通过控制含水量来控制伸缩的高分子材料，能够制成人工肌肉。类生物智能体的最高发展是依靠生物分子的生物化学作用，制造类人脑的生物计算机芯片，即生物存储体和逻辑装置。

1）生物组织和结构的仿生

依靠生物DNA的自我复制，利用转基因实现一定几何形状、各几何形状位置不同的物理力学性能、生物材料和非生物材料的有机结合，并根据生成物的各种特征，采用人工控制生长单元体内的遗传信息为手段，直接生长出任何人类所需要的产品，如人或动物的骨骼、器官、肢体，以及生物材料结构的机器零部件等。2）生物遗传制造应用生物控制原理来计算、分析和控制制造过程。如：人工神经网络遗传算法仿生测量研究面向生物工程的微操作系统原理设计与制造基础3）生物控制的仿生例：氧化亚铁硫杆菌T—9菌株是中温、好氧、嗜酸、专性无机化能自氧菌，其主要生物特性是将亚铁离子氧化成高铁离子以及将其他低价无机硫化物氧化成硫酸和硫酸盐。加工时，可掩膜控制去除区域利用，利用细菌刻蚀达到成形的目的。

光绘底片贴抗蚀剂膜紫外线曝光显影为试件金属试件生物加工过程生物加工后试件去抗蚀剂膜4）生物去除成形

目前已发现的微生物中大部分细菌直径只有1μm左右，菌体有各种各样的标准几何外形，用现在加工手段很难加工除这么小的标准三维形状。这些菌体的金属化将会有以下用途：构造微管道，微电极、微导线菌体排序与固定，构造蜂窝结构、复合材料、多孔材料、磁性功能材料等。去除蜂窝结构表面，构造微孔过滤膜、光学衍射孔等。

5）生物约束成形

生物体和生物分子具有繁殖、代谢、生长、遗传、重组等特点。未来将现实人工控制细胞团的生长外形和生理功能的生物生长成形技术。可以利用生物生长技术控制基因的遗传形状特征和遗传生理特征，生长出所需外形和生理功能的人工器官，用于延长人类生命或构造生物型微机电系统。6）生物生长成形主要内容一二三四五先进制造模式概述绿色制造智能制造系统网络化制造生物制造六极端制造六、极端制造极端制造概述6.1极端制造现状6.2极端制造发展趋势6.36.1极端制造概述

国务院发布的《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020)》将极端制造列为未来我国先进制造技术的发展重点之一。极端制造是指与传统制造领域的常规加工尺寸相比，零件的尺寸超大化或超小化，主轴转速等加工参数的极大化，加工精度的超精密化等一系列极端化的综合。微纳系统、极小芯片、微机电系统等都离不开细微制造、超精密制造、分子制造等极小制造手段。大飞机关键构件精密模锻框架和万吨水压机加工模锻框架，则是极大制造的典型代表。极端制造的最新成果如：微射流光纤传输系统，比目前的光纤传输速度快约10倍；量子计算机运行3秒的计算量，相当于现在计算机运行上百亿年的计算量；超速飞机的时速将达8000公里/小时。加工尺寸的极端化随着先进制造技术的不断进步和现代工业对各种零件尺寸的越来越多样的要求，工件尺寸在日益朝着巨型或微型两个极端的方向发展。现代机械制造加工对加工速度要求的趋势是高速、超高速加工。据估计，随着新型模具材料和磨削工艺的发展，每隔10年加工速度要提高一倍，亚音速乃至超音速加工的出现将不会很遥远。6.2极端制造现状加工速度的极端化加工精度的极端化随着加工刀具、加工工艺、超精密测控技术及超精密环境控制技术的发展，加工精度变得越来越极端化。基于新制造理论及制造工艺的加工方法6.3极端制造发展趋势开发超高精度的测试系统开发适用于极端加工并能获得高精度、高表面质量的新型材料纳米技术虽正处于研究阶段，目前已在很多领域有初步应用，但突破性的大面积的应用还有待于纳米技术的进一步成熟

七、先进制造模式下企业的对策我国制造业的问题分析1.1先进制造模式的选择与应用1.2讨论1.3“有规模、缺能力;有数量、缺巨人;有速度、缺效益;有体系、缺原创;有单机、缺成套;