先进制造技术期末设计32

先进制造技术2014.5.17制作人：先进制造造技术的的发展制造的概概念知识经济济条件下下制造业业的发展展制造业的的变革及及挑战先进制造造技术的的提出及及工业化化国家制制造业的的发展战战略先进制造造技术的的内涵、、技术构构成及特特点先进制造造技术的的体系结结构及分分类先进制造造技术发发展趋势势先进制造造技术的的技术前前沿1、制造造的概念念1.1概概念制造（Manufacturing):是人类所所有经济济活动的的基石，，是人类类历史发发展和文文明进步步的动力力。狭义：为机电电产品的的机械加加工工艺艺过程广义：国际生生产工程程学会1990年：制造是涉涉及制造造工业中中产品设设计、物物料选择择、生产产计划、、生产过过程、质质量保证证、经营营管理、、市场销销售和服服务的一一系列相相关活动动和工作作的总称称。1、制造造的概念念制造技术术（ManufacturingTechnology)按照人们们所需的的目的，，运用知知识和技技能，利利用客观观物资工工具，将将原材料料物化为为人类所所需产品品的工程程技术。。即：使使原材料料成为产产品而使使用的一一系列技技术的总总称制造过程程产品从设设计、生生产、使使用、维维修、报报废、回回收等的的全过程程，也称称为产品品生命周周期。制造业将制造资资源（物物料、能能源、设设备、工工具、资资金、信信息、人人力等））利用制制造技术术，通过过制造过过程，转转化为供供人们使使用或利利用的工工业品或或生活消消费品的的行业。。1、制造造的概念念1.2制制造系系统制造系统统是制造造业的基基本组成成实体。。

++制造系统统功能：输入制造造系统的的资源（（原材料料、能源源、信息息、人力力....）通过过制造过过程输出出产品过程：制造生产产的运行行过程，，包括市市场分析析、产品品设计、、工艺规规划、制制造装配配、检验验出厂、、产品销销售、售售后服务务、报废废、回收收、再利利用等。。结构：是制造过过程所涉涉及的硬硬件（物物料、设设备、工工具、能能源等））、软件件（制造造理论、、工艺、、信息等等）、人人员所组组成的具具有特定定功能的的有机整整体。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第一个战战略问题题究竟依靠靠什么产产业来强强国？是是依靠靠第三产产业来强强国，还还是依靠靠制造业业来强国国？美国的教教训1)上个个世纪70年代代,美国国不重视视制造业业,把制制造业称称为“夕夕阳工业业”,结结果果导致美美国80年代的的经济衰衰退。2)80年代后后期，美美国政府府开始协协调和支支持制造造产业的的发展，，1991年，，布什政政府期间间，美国国白宫科科学技术术政策办办公室发发表了总总数为22项的的美国国国家关键键技术，，其中制制造技术术占4项项，标志志着美国国科技政政策的转转变。3)克林林顿上台台后，对对制造业业大力支支持。日本的经经验1）在上上个世纪纪70--80年年代，日日本非常常重视制制造业，，特别大大抓了汽汽车制造造和微电电子制造造，结果果日本的的汽车和和家用电电器占领领了全世世界的市市场，特特别是大大举进入入了美国国市场。。2）日本本的微电电子芯片片成为美美国高技技术产品品的关键键元件。。1991年海海湾战争争结束后后，日本本人说美美国赢得得这场战战争是依依靠的日日本的芯芯片，是是“日本本的芯片片打败了了伊拉克克的钢片片”。东南亚经经济危机机的启示示1）1998年年爆发的的东南亚亚经济危危机，从从另一个个侧面反反映了一一个国家家发展制制造业的的重要。。一个国国家，如如果把经经济的基基础放在在股票、、旅游、、金融、、房地产产、服务务业上，，而无自自己的制制造业，，这个国国家的经经济就容容易形成成泡沫经经济，一一有风吹吹草动就就会产生生经济危危机。2）新加加坡、台台湾都有有自己的的制造业业，因此此受经济济危机的的影响小小一些。。先进制造造技术的的提出黑寡妇微微型飞行行器图1-1黑寡妇卫星飞行器图1-2纳秒及飞秒脉冲激光加工先进制造造技术在在我国的的进展原人大常常委会副副委员长长宋健指指出：““先进进制造技技术是一一个国家家、一个个民族赖赖以繁荣荣的重要要手段””。1）明确确提出：：要大力力采用先先进制造造技术；；2）投入入了大量量的资金金、开展展大量的的项目用用以支持持和促进进先进制制造技术术的发展展和应用用。学习的榜榜样———瑞士瑞士依靠靠什么使使人均产产值居世世界第一一？1）瑞士士是一个个仅700万人人口的小小国，但但瑞士的的制造业业十分发发达，瑞瑞士的精精密机械械产品的的出口量量是我国国的8倍倍，瑞士士的手表表世界第第一，连连小小的的军刀，，也风靡靡全世界界。2）现在在瑞士的的年人均均国民生生产总值值达到4.3万万美元以以上,居居世界第第一。先进制造造技术的的内涵、、技术构成及特特点1、先进制造造技术的的定义先进制造造技术是制造业业不断吸吸收机械械，电子子，信息息（计算算机与通通信，控控制理论论，人工工智能等等），能能源及现现代系统统管理等等方面的的成果，，并将其其综合应应用于产产品设计计，制造造，检测测，管理理，销售售，使用用，服务务乃至回回收的制制造全过过程，以以实现优优质，高高效，低低耗，清清洁，灵灵活生产产，提高高对动态态多变的的产品市市场的适适应能力力和竞争争能力的的制造技技术的总总称。先进制造造技术是当今工工业企业业在激烈烈的市场场竞争中中离不开开的集设计－－生产－－管理－－市场－－信息－－创新于于一体的的综合技技术。先进制造造技术的的内涵及及技术构构成图1-3先进制造技术的内涵，层次及其技术构成示意图先进制造造技术的的特点先进制造造技术应应用的先进性先进制造造技术应应用的广泛性先进制造造技术应应用的实用性先进制造造技术应应用的系统性先进制造造技术的的动态特性性先进制造造技术的的集成性先进制造造技术强强调的是是实现优质质、高效效、低耗耗、清清洁、灵灵活的生生产先进制造造技术的的应用，，最终的的目标是是提高动态态多变的的产品市市场的适适应能力力和竞争争能力先进制造造技术的的体系结结构及分分类面向制造造的设计计技术群群产品/工工艺设计计计算机辅辅助设计计工艺过程程建模和和仿真工艺规程程设计系统工程程基础快速成型型技术并行工程程制造工艺艺技术群群材料生产产工艺加工工艺艺联接与装装配测试和检检测环保技术术维修技术术其他信息技术术接口技术术集成技术术人工智能能数据库软件工程程决策支持持标准和框框架数据标准准工艺标准准接口框架架产品定义义和标准准检验标准准机床和工工具技术术传感器和和控制技技术质量管理理用户/供供应商交交互作用用工作人员员培训和和教育全国监督督和基准准评测技术获取取和利用用

主体技术群支撑技术群制造基础础设施环境境1体系结构先进制造造技术的的分类（1）现代设设计技术术（2）先先进制造造工艺（3）自自动化技技术（4）系系统管理理技术现代设计计技术1）计算机辅辅助技术术：有限元元法，优优化设计计，计算算机辅助助设计，，反求工工程技术术，模糊糊智能CAD，，工程数数据库2）性能优良良设计基基础技术术：可靠性性设计，，安全设设计，动动态分析析与设计计，防防断裂设设计，疲疲劳设计计，防腐腐蚀设计计，减磨磨和耐磨磨设计，，健壮设设计，耐耐环境境设计，，维修性性设计，，维修性性保障设设计，测测试设计计，人机机工程设设计3）竞争优势势创建技技术：快速响响应设计计，智能能设计，，仿真与与虚拟设设计，工工业设计计，价值值工程设设计，模模块设计计4）全寿命周周期设计计：并行设设计，面面向制造造的设计计，全寿寿命周期期设计5）可持续性性发展产产品设计计：绿色设设计6）设计试验验技术：产品可可靠性试试验，产产品环保保性能试试验与控控制，仿仿真试验验与虚拟拟试验1）精密密洁净铸造成型型工艺2）精确确高效塑性成型型工艺3）优质质高效焊接及切切割技术术4）优质质低耗洁洁净热处理技技术5）高效效高精机械加工工工艺6）现代代特种加工工工艺7）新型型材料成型型与加工工工艺8）优质质清洁表面工程程新技术术9）快速速模具制造造技术10）拟拟实制造造成形加工工技术先进制造造工艺1）数控控技术2）工业业机器人人3）柔性性制造系系统（FMS））4）计算算机集成成制造系系统（CIMS）5）传感感技术6）自动动检测及及信号识识别技术术7）过程程设备工工况监测测与控制制1）先进进制造生生产模式式2）集成成管理技技术3）生产产组织方方法自动化技技术系系统管理理技术先进制造造技术发发展趋势势总趋势：向精密密、柔性性、智能能、集成成、全球球化方向向发展企业生产产方式面面临的重重大变革革“中心””的变化化以产品为为中心以顾客为中心以市场为为中心“组织形形式”的的变化金字塔型型组织扁平化组织设计工艺制造无法加工，装配困难...市场分析“工作方方式”的的变化顺序工作作方式市场开发工程设计制造装配售后服务并行工作作方式“快鱼”吃“慢鱼”快速响应应市场的的竞争策策略先进制造造技术发发展趋势势2、绿色色制造将将成为21世纪纪制造业业的重要要特征（1）绿绿色设计计技术（2）清清洁生产产技术（3）拆拆卸回收收技术（4）生生态工厂厂的循环环制造技技术（5）ISO14000环保保管理标标准3、设计计技术不不断现代代化（1）设设计方方法和手手段的现现代化（2）新新的设设计思想想和方法法不断出出现（3）由由简单单的，具具体的，，细节的的设计转转向复杂杂的总体体设计和决策。。（4）由由单纯纯考虑技技术因素素转向综综合考虑虑技术，，经济和和社会因素。先进制造造技术发发展趋势势4、成型型制造技技术向精精密成型型或净成成型的方方向发展展（1）精精密铸造造技术（2）精精密塑性性成型技技术（3）精精密连接接技术（1）超超精密加加工技术术（2）超超高速切切削（3）新新一代制制造装备备的发展展5、加工工制造技技术向着着超精密密、超高高速以及及发展新新一代制制造装备备的方向向发展先进制造造技术发发展趋势势（1）激激光，电电子束，，离子束束，分子子束，等等离子体体，微波波，超声声波，电电液，电电磁，高高压水束束流等新新能源或或能源载载体的引引入，形形成了多多种崭新新的特种种加工及及高密度度能束切切割，焊焊接，熔熔炼，锻锻压，热热处理，，表面保保护等加加工工艺艺。（2）超超硬材料料，高分分子材料料，复合合材料，，工程陶陶瓷，非非晶微晶晶合金，，功能材材料等新新型材料料的应用用，扩展展了加工工对象，，导致某某些崭新新加工技技术的产产生。6、新型型加工方方法以及及复合工工艺不断断发展UltrasonicbondingheadSSubstrate(G)CNTDSSubstrate(G)CNTD先进制造造技术发发展趋势势8、虚拟拟技术广广泛应用用9、工艺艺模拟技技术得到到迅速发发展10、技技术创新新将成为为21世世纪企业业竞争的的焦点

（1）虚虚拟设计计（2）虚虚拟制造造（3）虚虚拟研究究开发中中心（4）虚虚拟企业业7、应用用快速原原型制造造技术的的快速制制造技术术得到快快速发展展和应用用（1）基基于三维维曲面设设计的快快速设计计技术（2）快快速三坐坐标测测量技术术（3）快快速原型型制造技技术（4）快快速零件件制造技技术（5）并并行工程程先进制造造技术的的技术前前沿1.可可重组制制造系统统2.无无浪费工工艺3.新新的材料料工艺4.生生物制造造技术5.企企业建模模和仿真真6.信信息技术术7.满满足多层层次用户户需求的的产品及及工艺设设计方法法8增增强型人人-机界界面9.劳劳动力教教育和培培训10.智智能协作作系统软软件学习之后后的感想想制造业是是一个国国家经济济发展的的基石，，也是增增强国家家竞争力力的重要要手段。。世界上上制造业业发达的的