先进制造工艺方法装备

S-863先进制造工艺、方法与装备主题

CIMS系列讲座选题准则

对国民经济持续发展的意义

对技术发展的意义对产业发展的意义

实施的可行性领域布局

先进制造与自动化技术领域（图1）S-863先进制造与自动化领域背景S-863先进制造工艺、方法与装备主题

项目建议引言现状与趋势主题布局目标立题原则措施经费预期效果引言

制造业是国民经济的基础，工艺与装备是制造业的基础。工业发达国家极为重视工艺与装备问题

美国的装备制造业也呈现衰退若干年(图2），但几年前，美国人就醒悟了，他们已把制造业、把工艺与装备视为与基础科学、国家安全、健康、社会福利（美国历来极为重视的领域）一样重要。21世纪中装备制造应是中国与发达国家竞争的主要领域之一。Figure1--DeclineofU.S.MachineToolIndustryfrom>>“OverviewofResearchandTechnologyDevelopmentofMachineToolSystemintheUnitedStates”(JayLeeandBruceKramer)Percentofworldproduction197619781980198219841986198819901992302520151050JapanGermanyU.S.ItalyU.S.isnumber1U.S.isdistant4th美国人的认识

（from>>“UnitManufacturingProcess”）我们（指美国）在相对生产率增长方面的衰退可以追溯至我们对制造领域中人力、研究及研究成果的转化等方面的投入不足。没有任何事情比改造制造能力对我们的生活水准产生更大的长期影响。除非，我们作为一个国家，把制造视为与基础科学、健康、社会福利、国家安全等一样重要，否则我们不能获得足够的资源以提高我们的生活水准。美国人的认识

（from>>“UnitManufacturingProcess”）一个国家如果不能生产好的东西，最终其公民会失去很多就业机会，而且其公民会发现他们工作的质量和生活水平水准都会随之下降。工艺装备工业在经济中扮演独一无二的角色。它为经济中的所有其它制造业提供工具，即使劳动者的教育、运筹管理、交通、通讯等都使生产力增长，但归根结底，好的工艺装备业的影响差不多肯定超过所有这些因素的影响。多项研究（如NationalResearchCouncil）把工艺与装备置于工业研究最重要领域的前列。引言相对于发达国家，我国的装备业在进一步衰退，我国的工艺水平在相对下降。中国可不能听任装备制造业衰退若干年。中国不能重蹈东南亚某些国家的覆辙。中国作为一个大国不能没有自己的装备制造业，不能没有良好的工艺水平。中国在工艺与装备方面不能再贻误时机。中国不能听任发达国家仅把一些劳动密集型的、易污染环境的制造业转移到中国。引言中国是一个人口巨型国家。如果我们的装备制造业继续下滑，非但影响国民经济和人民生活水平，而且由此而导致的大批失业将会成为严重的社会问题。我们要有所为有所不为，而工艺与装备恰恰是不能不为的领域。绝不是危言耸听！现状与趋势国外现状宏观计划技术与研究现状美国研究现状一瞥技术现状举例国内现状工艺与装备现状R&D现状R&D趋势与特点宏观计计划NGM，由美国国NSF、、NIST、DOD、DOE组织织，1995年年开始始，1997年年完成成。有有100多多人参参与，，包括括工业业界、、学术术界、、政府府机构构的专专家人人士。。计划划包含含10个方方面，，特别强强调下下一代代的制制造工工艺及及装备备（Next-generationManufacturingProcessesandEquipment）为十十大关关键技技术之之一，，指出下一代代制造造工艺艺及装装备应该是是用制制造科科学为为知识基础础的可可重组组、规规模可可变化化及经济济合理理的制制造工工艺与与装备备。宏观计计划UnitManufacturingProcess，，由ResearchCommitteeNationalResearchCouncil组组织，，有15人人参与与，从从1991年开开始，，1993年完完成。。德国制制造2000计计划日本的的智能能制造造技术术计划划（IMS））韩国的的高级级先进进技术术国家家计划划（G-7计计划））技术与与研究究现状状—美国研研究现现状一一瞥MTAMRI（（MachineToolAgileManufacturingResearchInstitute））是一一个跨跨大学学的从从事工工艺与与装备备的合合作研研究组组织，，主要要目的的在于于促进进合作作研究究、技技术集集成、、技术术转移移、与与工业业界及及政府府的对对话等等。MTAMRI得得到了了美国国NSF的的有力力支持持。佛罗里里达大大学Tlusty为为首首的MachineToolResearchCenterNACMATT(NationalCoalitionforMachine––ToolTechnology)包包括23个个工业界成成员、、大学学、国国家实实验室室等，，是以以UniversityofIllinoisatUrbana––Champaign为首首，94年年建立立。MachiningResearchProgramatUniversityofKentucky,ledbyProf.JawahirTobecomealeadingresearchgroup,provideastrongscientificfoundationforthegenerationandapplicationofnewknowledgeinmachiningprocesses.技术术与与研研究究现现状状—美国国研研究究现现状状一一瞥瞥技术术与与研研究究现现状状—美国国研研究究现现状状一一瞥瞥CenterforGrindingResearch&Development(UniversityofConnecticut)加州州伯伯克克利利大大学学MOSAIC（Machine––ToolOpenSystemAdvancedController））sensorfeedbackcomputer-aidedset-uptouch-triggerprobeautomaticcompensation技术术与与研研究究现现状状—美国国研研究究现现状状一一瞥瞥MIT实时时监监控控铸铸造造中中凝凝固固现现象象，，J.H.Chun用X射射线线CT系系统统产产生生二二维维image，，其其成成像像乃乃物物体体的的密密度度映映射射。。（得得到到NSF资资助助后后，，使使他他们们又又获获得得了了工工业业界界的的资资助助））高精精度度、、磁磁悬悬浮浮定定位位系系统统（（轴轴承承定定位位））轴向向：：15nm,横横向向：：3nm自补补偿偿线线性性静静压压轴轴承承技术术与与研研究究现现状状—技术术现现状状举举例例工艺艺精密密成成型型高速速切切削削硬切切削削装备备刀具具机床床控制制过程程控控制制数控控系系统统工艺艺—精密密成成型型日本本等等工工业业发发达达国国家家采采用用温温精精锻锻技技术术生产产形形状状极极为为复复杂杂且且精精度度要要求求又又高高的的轿轿车车等等速速万万向向节节壳壳体体及及星星形形套套等等关关键键零零件件，，有有的的部部分分直直接接达达到到最最终终尺尺寸寸精精度度及及表表面面光光洁洁度度要要求求。。工艺艺—高速速切切削削机床床主轴轴最最高高转转速速可可达达40,000r/min，，最最大大输输出出功功率率为为45kW。。进给给系系统统采采用用滚珠珠丝丝杠杠：：快快速速进进给给达达40～～60m/min直线线电电机机：：快快速速进进给给达达76m/min美国国Cincinnati,美美国国Ingersoll，，日日本本的的牧牧野野、、意意大大利利Rambaudi等等公公司司之之：：标准准主主轴轴转转速速配置置可可以以达达到到8000～～10000r/min可选选20,000r/min以以下下的的主主轴轴单单元元已已商品品化化工艺艺——高速速切切削削美国国Ingersoll的的HVM800高速速加加工工中中心心采用用了了液液体体动动、、静静压压轴轴承承，，主主轴轴转转速速达达20,000r/min在X、、Y、、Z轴轴上上使使用用永磁磁式式直直线线电电机机，，进给给最最高高速速度度达达到到76.2m/min。。瑞士士Mikron的的HSM700高速速铣铣床床主轴轴转转速速42,000r/min，快快速速进进给给40m/min工艺艺——高速速切切削削意大大利利Vigolzone的的高高速速卧卧式式加加工工中中心心三轴轴采采用用直线线电电机机，进给给速速度度三三轴轴均均达达70m/min，加加速速度度达达1g。。NCMT公公司司的的BIG+PLUSspindleholdingssystem,主轴轴转转速速达达40,000rev/min。。IBAG公公司司高高速速主主轴轴使使粗粗铣铣比比普普通通快快5倍倍，最最高高速速可可达达200,000rpm。。工艺艺——高速速切切削削模具具制制造造领领域域中中，，高速速切切削削减减少少了了加加工工工工序序，，将将切削削速速度度提提高高5-10倍倍，，并改改善善铣铣削削复复合合表表面面的的表表面面质质量量。。大的的轴轴加加速速度度确确保保轨轨迹迹精精度度，，高速速切切削削必必须须有有相相应应的的进进给给量量。。硬度度在在46-60HRC之之间间工工件件,以以铣削代代电火火花加加工。工艺艺——高速切切削快速移移动几几年前前不足足10m/min,现已已达40m/min。主轴速速度10,000~12,000rpm已成为为标准准在高速速和低低速情情况下下都能能传递大大的扭扭矩德国WZL/RWTH的的Dyna-M型型3轴轴铣床床主轴转转速19,000r/min，电机15KW进给速速度90m/min，加速度度1.5g工艺艺—硬切削削硬车削削是把把淬硬硬钢（（HRC>55）的的车削削作为为最终终加工工或精精加工工的加加工方方法。。以车代代磨，，加工工效率率比磨磨削加加工高高3～～4倍倍。硬车削削中产产生的的大部部分热热量被被切屑屑带走走，从从而使使零件件获得得良好的的整体体加工工精度度。硬车削削设备备投资资少，，适合柔柔性生生产需需求。。车床床投资资是磨磨床的的1/3～～1/2。。硬切切削不不需特特殊设设备。。装备备—刀具SGS公司司的高速铣铣削刀刀（镀层层Ti-Namite），，线速度度可达达400m/min，加工硬硬度达达HRC60，，甚至可可以在在干切削削条件件下进行行切削削。HornGmbH之之Superminiboringtoolinsert,可镗2mm直径径孔。Stocdon陶陶瓷刀刀片可在100~200m/min和0.5~0.7mm/rev的的条件件下加加工镍镍基合合金，，此种种速度度比通通常硬硬质合合金快快5倍，，进给量量大2倍。。装备备—刀具可转位位的涂涂层刀刀片（镀层层为TiC,TiN,CrC,CrN,Al2O3）,提提高了了刀具具的耐耐磨性性和韧韧性，，可提高刀刀具寿寿命6~10倍倍。美国肯肯纳公公司的的KC990刀刀片日本三三菱公公司的的UC6010刀片片德国的的HSK和和美国国的KM工工具系系统使使用短锥空空心刀刀柄，，接触刚刚性好好，夹夹紧可可靠，，传递递转矩矩大，，重复定定位精精度高高达0.001mm~0.0025mm。。装备备—刀具SandvikCoromant的的U钻钻削的的孔深达4~5倍孔孔径，将钻钻削生产率率提高高了300%。。Coromant刀刀具的的寿命命大约约300~500零零件/刃用可转转位刀刀片进进行高高速镗镗削，，不仅仅缩短短加工工时间间，并并能获获得更更好的的工件件质量量。日本九九州大大学工工程部部智能能机械械工程程系开开发了了激光引引导式式深孔孔加工工方法法用于深深径比比：1000~2000的深孔高高精度度加工工装备备—刀具德国维维克高精度度静压压膨胀胀式刀刀具夹夹头用于深深孔钻钻减少刀刀具磨磨损、、换刀刀次数数和废废品率率刀具寿寿命延延长2倍聚晶立立方氮氮化硼硼（PCBN）刀刀具用于先先进切削工工艺研研究PCBN刀刀具材材料具具有很很高的的硬度度、耐耐磨性性（比硬硬质合合金和和陶瓷瓷更高高）、、热稳稳定性性、高高温硬度度、低低的摩摩擦系系数等等。装备备—刀具PCBN刀刀具用用于先先进切切削工工艺最适合合于铸铸铁、、淬硬硬钢等等材料料的高速切切削加加工，，高速速下刀刀具的的寿命命反而而越高高。用于硬态切切削以车代代磨，，对淬淬硬件件（55HRC以上上）精加工工,可可提高高加工工柔性性无须须加切切削液液。当工件件硬度度高于于40HRC后后，刀刀具寿寿命随工件件硬度度增加加而增增加。。用于干切削削用于自自动化化及难加工工材料料的加加工装备备—机床高速降低非非切削削时间间（快快速定定位，，quickchip-to-chiptoolchange，降降低托托盘交交换时时间））增加金金属除除去率率（高速速主轴轴，新新刀具具设计计，coating材材料））。现现在，，金属属除去去率已已比几几年前前提高了了2~10倍。。柔性法国Renault的超超高速速切削削加工工中心心（HSC）易易集成成到自自动化化加工工线中中。装备备—机床Reliable,unattendedmachining,高高切切削率率（coolant,flowandchopremoval））机床检检测系系统的的精度度、可可靠性性国外系系统中中多选选用双频激激光干干涉仪仪作为检检测元元件提高机机床效效率的的雷尼绍绍测头头序前、、序中中、序序后自动补补偿Powerful,anduserfriendlycontrols装备备—机床功能部部件轴承与与主轴轴单元元瑞士Ibag制制造的的采用用磁悬浮浮轴承承的主轴轴单元元，其其主轴轴转速速可到到20,000～～40,000r/min。。德国KAPP公公司采采用的的磁浮轴轴承砂轮主主轴的的转速速达到到60,000r/min。气浮轴轴承的主轴轴单元元的主主轴转转速最最高可可达150,000r/min以以上，，但输出出扭矩矩和输输出功功率较较小，，主要要用于于零件件的光光整加加工。。装备备—机床功能部部件直线电电机（linemotor）在在机床床上的的应用用直线电电机与与滚珠珠丝杠杠相比比，其其加速度度约为滚滚珠丝丝杠的的10～～20倍，，速度度为滚珠珠丝杠杠的3～4倍。。德国西西门子子（IFNI））的直直线电电机最大进进给速速度可可达200m/min，，最大推推力达达6600N，，最大大位移移为504mm。适用于于高速速铣床床、曲曲轴车车床、、超精精密车车床、、磨床床及激激光加加工机机床等等。控制制——过程控控制美国Setpoint公公司之之IDCOM-MAspenTech公司司之DMCplus法国Adersa公公司司之PFC控制制器德国之之SOFTPLC软件件控制制——数控系系统美国国国家与与企业业共同同R&D开开放式式NC系统统国家制制造科科学中中心（（NCMS）和和美国国空军军联合合会提提出了了NGC（NextGenerationController））计划划，并拨款款1亿亿美元元组织织进行行开放放式数数控系系统体体系研研究，，提出出了“开放放式体体系结结构标标准（（SOSAS））”。。1995年年在NGC的指指导下下，转转入工工业开开发并并由美美国GM、、Ford和Chrysler三三大公公司进进一步步联合合进行行“开放放式、、模块块化体体系结结构控控制器器（OMAC））”计计划，，以开发发具有有开放放式体体系结结构的的控制制器，，以降降低控控制系系统的的投资资成本本和维维护费费用。。控制制——数控系系统在欧洲洲，OSACA（OpenSystemArchitectureforControlswithinAutomationSystem））计划划于1992年启启动，，其主主要目目标是是制定定一个个独立立于控控制开开发商商的开开放式式控制制系统统的体体系结结构规规范，，以减减少新新产品品的上上市时时间，，提高高控制制系统统的柔柔性，，从而而提高高欧洲洲机床床生产产商和和控制制开发发商在在世界界市场场上的的竞争争能力力。控制制——数控系系统日本开开放式式NC系统统的发发展动动向以国际际机器器人工工厂自自动化化技术术中心心（IROFA）为首首开展展研究究工作作，成立开开放式式CNC委委员会会。1995年年，由由三菱菱等14家家公司司联合合进行行OSEC（（OpenSystemEnvironmentforController）计划，，旨在在开发发基于于PC平台台，采采用PC+运动动控制卡卡的方方案，，开发发具有有高性性能价价格比比的开开放式新新一代代数控控系统统。日日本将将开放放式数数控技技术称称之为为机械制制造技技术的的第三三次革革命。。控制制——数控系系统Ford公公司正正在研研制Ford2000系统统实现数据一一元化化、标标准化化、通通用化化、高高效化化使系统统成本本降低低23％％，交货期期缩短短33％％FANUC公司司和富富士通通公司司于合合作开开发个人计计算机机NC系统统，其特点点是：：用户改改造自自由度度扩大大个人计计算机机的硬硬件、、软件件可以以活用用与过去去NC系统统有连连续性性、互互换性性提高可可靠性性国内现现状——工艺与与装备备现状状我国机机床工工具产产品具具有世世界80年年代中中期的的水平，少少数达达到国国际90年年代初初的水水平。。1996年年进进口额额：35.52亿美美元（最高高峰））金属切切削机机床：：15.65亿美美元1997年年进进口额额：22.43亿美美元（降低低36.85%）金属切切削机机床：：9.73亿亿美元元数控机机床：：5.42亿亿美元元国内现现状——工艺与与装备备现状状1997年年出出口口额：：5.48亿亿美元元（增长长12.29%）金属切切削机机床：：2.27亿亿美元元对比：：1996年年全球球机床床的产产值：：350亿美美元17个个主要要机床床生产产国出出口总总额：：216亿美美元国内现现状——R&D现状状与国外外R&D相相比，，国内内在工工艺与与装备备方面面的投入明明显不不足，很多多大学学在这这方面面的研研究基基本没没落。。当然然，国内少少数高高校院院所进行了了一些些关于于工艺艺与装装备的的有意意义的的研究究，取取得了了一些些成绩绩，如如清华华大学学的成成型加加工技技术，，国防防科大大、哈哈工大大的超超精密密加工工技术术，华华中理理工大大学的的激光光加工工技术术…...R&D趋势势与特特点在21世纪纪，工工艺与与装备备技术术的发发展将将体现现在高精精度、、高效效率、、低成成本、、高柔柔性、、智能化和和洁净净化等等几个个方面面。R&D趋势势与特特点重视先先进的的基本本制造造工艺艺与特特种工工艺的的研究究一些基基本的的工艺艺手段段，如如切削削、铸铸造、、锻造造、焊接和和热处处理等等。涉及工工艺的的材料料和工工具的的特性性、环环境的的影响响及它们们之间间相互互作用用机理理R&D趋势势与特特点用系统统的观观点进进行工工艺及及装备备的研研究工艺之之间、、工艺艺与装装备之之间、、材料料特性性与加加工性性能之之间、、工艺艺装备备之间间的密密切联联系。。开放式式的控控制系系统结结构，，能集集成到到特定定的制制造环环境。。利用信信息等等新技技术开开展工工艺及及装备备研究究利用信信息技技术，，计算算机技技术智能系系统，，新型型NC系统统R&D趋势势与特特点重视使能能技术的的研究研究材料料加工特特性的方方法建模与仿仿真技术术传感与测测量、补补偿技术术适应相关关技术的的发展工艺与装装备技术术应适应应某些相相关技术术的发展展，如一一些新的的或难加加工材料料（如陶陶瓷、钛钛铝合金金等）的的加工。。满足CIM、敏敏捷制造造需要的的装备（（如可重组组制造装装备）。。主题布布局局先进制造造工艺和和方法先进制造造装备工艺与装装备控制制先进制造造工艺和和方法先进基本本制造工工艺先进基本本制造工工艺的机机理（如加工工过程中中材料微微结构的的变化））精密、超超精密加加工的机机理高速加工工机理（如切削削速度与与切削温温度、切切削力、、切屑形形成的关关系，高高速切削削对刀具具寿命的的影响等等）新型的工工艺方法法（如新的的成形方方法、硬硬切削等等）绿色工艺艺（如无污污染切削削液和磨磨削液、、干切削削）工艺数据据库的建建立（数据库库的内容容主要包括加工工质量与与工艺条条件的对对应关系系）先进制造造工艺和和方法特种加工工工艺高能束流流加工原原理，其中重要要的是激激光加工工和电加加工工艺艺原理。。束流与材材料的作作用机理理激光加工工CAD/CAPP/CAM一体化化技术束流加工工的工艺艺质量保保证体系系，包括工艺艺参数优优化和束束流加工工（包括括切割、、焊接、、表面处处理）集集成化测测量控制制技术等等。激光辅助助加工工工艺的机机理先进制造造工艺和和方法制造工艺艺的使能能技术材料加工工特性的的研究方法法（包括实实验方法法的研究究、材料料特性数数据库的的建立））建模与仿仿真加工过程程的力学学模型及及可视化化仿真先进制造造工艺和和方法先进工装装先进刀具具和刀具具材料的的研究（如硬质质合金涂涂层刀片片、可转转位刀片片、立方方氮化硼硼（CBN）、、陶瓷刀刀具等））复杂刀具具的刃磨磨方法及及设备适应柔性性生产和和敏捷制制造的夹夹具系统统切削参数数与加工工性能的的关系超硬耐磨磨长寿命命刀具材材料和磨磨料磨具具刀具监控控（包括加加工过程程中刀具具状态检测及及破损预预测）先进制造造装备常用的关关键装备备针对通用用的关键键自动化化加工设设备，某某些支柱柱产业的的关键零件件加工的的自动化化专用设设备，和和基于新新工艺、、新方法的的装备（（如快速速原型系系统、并并联机床床等）。。系统总体体设计和和模块化化设计技技术控制系统统的标准准化、可可靠性与与质量保保证新型专用用自动化化设备的的工艺原原理、控制方法法及关键键技术先进制造造装备特种加工工装备包括激光光加工、、电加工工（EDM）及及其它高高能束流加工工装备柔性激光光加工单单元与系系统的设设计高能束流流加工设设备及其其功能部部件的精精度与性性能的研研究高能束流流加工设设备关键键零部件件的设计计先进制造造装备精密、超超精密加加工系统统精密、超超精密加加工设备备及其功功能部件件的精度度与性能能的研究究超精密加加工设备备结构稳稳定性的的研究超精密机机床运动动精度的的检测和和分析加工精度度在线检检测与多多因素误误差补偿偿技术高精度长长行程微微位移装装置的研研究，（如精精密长丝丝杠）超精密加加工中防防振技术术的研究究先进制造造装备高速、超超高速加加工系统统高速、超超高速切切削机理理的研究究（如高速速切削过过程中切切屑成形形机理等等）高速加工工设备及及其功能能部件的的研究（如大功功率高速速主轴单单元、磁磁悬浮以以及动静静压气浮浮、液压压高速主主轴轴承承等）高速加工工设备的的进给驱驱动系统统的研究究（如高加加减速直直线进给给电机的的研制与与应用））高速加工工设备结结构优化化设计高速加工工中心的的换刀技技术先进制造造装备可重组的的生产设设备及系系统基于网络络的远程程控制建立敏捷捷生产单单元或系系统的动动态重构构模块化、、可重组组的自动动化设备备敏捷生产产单元或或系统内内作业调调度敏捷生产产单元或或系统的的物料传传输手段段模块重组组先进制造造装备先进功能能部件技技术主轴、导导轨、位位移机构构（微位移移机构，，线性位位移机构构）、工工作台及及定位部部件等关关键单元元的结构构设计及及机电控控制精密位移移单元技技术（如利用用力、热热、磁、、机电耦耦合等原原理的精精密微位位移机构构和线性性位移单单元）精密角度度传感器器技术（如高精精度CNC数控控分度头头）精密、超超精密轴轴承的设设计与应应用研究究先进制造造装备制造装备备使能技技术机床动力力学（振振动、噪噪声、热热变形））建模方方法与仿仿真关键部件件（主轴轴、床身身、工作作台）的的设计、、分析方方法及动动态仿真真传感技术术和在线线控制技技术工艺与装装备控制制新型NC系统开放式数数控系统统的体系系结构的的研究（如分层层的系统统平台，，模块化化结构功功能单元元，协调调工作控控制器等等）开放式CNC系系统设计计（包括功功能强大大的操作作界面、、标准通通讯方法法和标准准的数字字驱动接接口等，，实现基基于网络络和数据据库的设设计、加加工和管管理的信信息集成成）加工过程程数控（加工工过程信信息的收收集、处处理与加加工过程程控制等等）智能化数数控技术术工艺与装装备控制制加工智能能控制加工环境境的感知知与记忆忆方法和和实现技技术（如对刀刀、位移移、速度度、温度度、振动动等动态态感知））加工行为为的决策策和控制制方法和和实现技技术（包括加加工行为为规范和和控制方方式的制制定）加工异态态的诊断断与修复复方法和和实现技技术（主要为为异态现现象和起起因的定定位和修修复方式式）加工工系系统统的的自自组组织织与与自自学学习习能能力力（如如对对环环境境和和状状态态变变化化的的自自适适应应能能力力））工艺艺与与装装备备控控制制加工工过过程程传传感感及及补补偿偿控控制制方方法法与与单单元元加工工误误差差的的在在线线测测量量预测测控控制制模模型型运动动误误差差、、力力变变形形误误差差、、热热变变形形误误差差的的综综合合补补偿偿技技术术补偿偿机机构构的的研研制制补偿偿控控制制单单元元与与机机床床控控制制单单元元的的接接口口技技术术工艺艺与与装装备备控控制制流程程工工业业自自动动化化控控制制基于于先先进进控控制制技技术术的的自自动动化化控控制制设设备备基于于现现场场总总线线的的全全分分布布式式控控制制系系统统故障障诊诊断断与与安安全全保保护护技技术术自动动化化设设备备控控制制系系统统仿仿真真技技术术工艺艺与与装装备备控控制制自动动化化设设备备控控制制系系统统设设计计建建模模与与优优化化技技术术开发发通通用用工工业业过过程程控控制制系系统统大大型型辅辅助助设设计计软软件件大型型工工业业过过程程标标准准模模块块化化描描述述方方法法计算算机机辅辅助助模模型型化化工工具具计算算机机辅辅助助动动态态控控制制算算法法设设计计工工具具计算算机机辅辅助助静静态态优优化化算算法法设设计计工工具具工艺艺流流程程动动态态仿仿真真工工具具建立立专专家家系系统统工工具具、、知知识识库库目标标战略略目目标标立足足高起起点点，寻寻找找相相关关新新技技术术的的结结合合点点和和突破破口口，带带动动我我国国制制造造工工艺艺及及装装备备技技术术的的发发展展，，使我我国国部部分分制制造造工工艺艺和和装装备备的的能能力力在在21世世纪纪头头十十年年末末期期能能达达到到国国际际先先进进水水平平。。目标标主要要任任务务研制制开开发发出出国内内急急需需的的、、代代表表21世世纪纪初初国国际际先先进进水水平平的的先进进的的基基本本制制造造工工艺艺、、特特种种加加工工工工艺艺、、工工艺艺及及装装备备的的使使能能技技术术、、高高性性能能自自动动化化制制造造设设备备、、具具有有开开放放结结构构的的新新型型智智能能数数控控系系统统、、有有一一定定适适应应范范围围的的在在线线测测量量与与控控制制单单元元、、高高精精度度的的先先进进功功能能部部件件以以及及能带带动动制制造造业业跨跨跃跃发发展展的的新新一一代代自动动化化控控制制设设备备。。立题题原原则则本主主题题的的所所有有项项目目都都必必须须在在设设计计开开发发过过程程中中应用用863计计划划成成果果及其其它它已已有有的的成成熟熟的的相相关关技技术术，，尤尤其其是是产品设计开开发技术。。所有项目必必须有明确确的企业需求，而且产品品项目必须须同时有企业的支持持。在产品转入入小批量试试生产时，，以现代管理技技术为指导。所有设备的的控制、通通讯应充分分考虑集成的需要。立题原则技术内容布布局寻找突破口，坚持有所所不为才能能有所为的的原则。选择需求量大的的产品，对一些国国内市场大大而进口多多的产品应应优先考虑虑立项。优先考虑对对国家支柱柱产业起重重大影响的的装备。优先选择基基础相对好好一些的项项目予以资资助。立题原则技术内容布布局注意行业的的分布，避避免项目过过分集中在在一、两个个行业，但但以一、两个个行业为主主。创新为主，，跟踪为辅辅。专题每个项项目应力求求有所创新新，赶超国国际先进水水平；对一一些尖端前前沿项目，，可以跟踪踪国外先进进技术，力力求缩短差差距。措施施遵循S-863的总总体指导思思想跨跃发展，，开拓创新新，系统集集成，示范范带动本主题重点点为产品开开发及示范范应用本主题的实实施途径：：市场牵引，，统一布置置，在技术术研究、应应用开发与与产业化三三个方面循循序推进。。措施◆技术研究一些通用的的、影响面面广的高性性能工艺与与设备影响国防、、航空、航航天等前沿沿领域的关关键工艺与与设备（如如超精密加加工设备））关键的共性性技术，如如NC系统统、精密主主轴部件、、位移部件件等◆应用开发达到目标产产品水平，，能很快转转入小批量量生产。措施◆产业化明确的市场场需求企业为主要要投资，S-863辅以资助助注意批量生生产条件下下的质量保保证◆重视使能技技术研究对今后制造造工艺及装装备的研究究将产生深深远的影响响。◆建立若干工工程中心及及产、学、、研基地对于某些技技术(如RPM、超超精密机床床设备等)可考虑建建立若干工工程中心及及产、学、、研基地。。经费费经费投入估估算前提和和设定条件件◆S—863计划国家家投入总量量的估算值值（低限））按1995年价格：：315亿元元按9%～11%GNP平均指指数:相当于2001年530～590亿元元◆每个研究项项目的平均均支持强度度不低于3000万万元（按现行比比价，每个个研究项目目平均支持持强为360万美美元，低于韩国G-7计划的650万美美元/项和欧洲尤里卡卡计划的2500万万美元/项项）经费费◆R&D投入入经费:成成果转化投投入经费:产业化投投入经费=1:10:100（如采用敏敏捷制造原原则，充分分利用社会会存量资金金，产业化化投入资金金还可大大大压缩）◆成果转化启启动经费=3亿亿元/项××0.15=4500万元/项◆每项示范工工程国家平平均投入5亿元经费费◆领域项目执执行监控指指标成果获得率率：40%（相当于中中等发达国国家水平的的下限）成果转化率率：50%（相当于中中等发达国国家水平的的下限）产业化成功功率：80%（相当于中中等发达国国家水平的的下限）最终成功概概率：0.8～0.9(属国际同同类计划平平均许可值值0.75～0.95中值））经费投入估估算◆成果预测本主题在2001-2010年的十年年执行期间间，计划达到的指标标如下：计划进行的的研究项目目数：55项(5.5项项×10年年)成果获得数数：55×0.4=22项可能的成果果转化数：：22×0.5=11项可以产业化化的成果数数:11×0.8=9项与发达国家家水平相当当的示范工工程数：3项经费费经费费◆经费预算本主题在2001-2010年的十年年执行期间间，预计投入经经费约41.9亿元元,具体计算方方法如下：：R&D项目目经费：3000万元/项项×55项项=16.5亿亿元成果转化启启动资金：：4500万元/项项×22项项=9.9亿元元国家示范工工程匹配资资金：5亿亿元/项××3项=15亿元网点与技术术中心建设设费用：0.5亿元元预期效果可行性分析析◆技术突破的的可能性本主题的绝绝大多数项项目都具有有良好的技技术基础工业化国家家相应的技技术可以借借鉴，这使使得我们有有可能站在人家家的肩膀上上攀上新的的台阶。我们自己也也具有坚实实的技术基基础,例例如，在在数控技术方面。10余年来来的863/CIMS也极大大地刺激了了很多工厂厂对底层自动化设设备的需求求，863/CIMS的一些些研究成果果为先进加工系系统和自动动化设备的的开发和产产业化提供供了良好的技术术手段。预期效果◆资源集成可可能性人才：我们有一支支能使本主主题项目得得以成功的的完整技术术队伍。在S-863期间，只要我们们把相应的的人才积聚聚到本主题题的研究队伍中来，就一一定能取得得丰硕的成成果。市场：首先立足于于国内市场场，争取挤挤进国际市市场。资金：有眼光的投投资者公司企业自自筹S-863资助预期效果阶段计划◆准备阶段(1998-2000年)——预备阶段细化主题规规划，确定工作重重点，确定运行行管理机制，筹筹划基地和和示范工程程的建设。。有计划地先先行启动一一些基础较较好、需求求量大、覆盖面广、、技术含量量高的项目目（如新型NC系统），争取尽尽快取得突突破，为在在后续阶段段形成规模效效应作好准备。。安排一些预预研项目，，以形成本本主题的框框架与格局，也为为进一步产品化奠定基础。。预期效果◆第一阶段(2001-2005年)——技术开发阶阶段组织好几个个方面（研研究单位、、产业单位位等）的力力量集中进行关关键技术攻攻关。实现少数项项目（如新新型NC系系统、基础础单元技术术、快速成成型设备等等）产业化化，多数项目应应能形成目标产品。。建立起若干干研究开发发基地与示示范工程。。预期效果◆第二阶段(2006-2010年)——应用推广阶阶段多数项目能能产业化，，其目标产品品能应用于于国家的重重点工程（（如兵器、、钢铁、汽汽车、航天天、航空等等行业中的的关键件的的生产），，并能产生生明显的经经济效益。。有些更前沿的制造装备备技术（如如超精密加加工、智能能加工系统统等）应达到目标产产品的水平平。图1先进制造与与

自动化化技术领域域现代集成制造系统先进制造工艺、方法法与装备微型电子机械系统先进机器人谢谢THANKYOU9、静夜夜四无无邻，，荒居居旧业业贫。。。12月月-2212月月-22Thursday,December29,202210、雨中黄黄叶树，，灯下白白头人。。。03:51:2003:51:2003:5112/29/20223:51:20AM11、以我我独沈沈久，，愧君君相见见频。。。12月月-2203:51:2003:51Dec-2229-Dec-2212、故人人江海海别，，几度度隔山山川。。。03:51:2003:51:2003:51Thursday,December29,202213、乍见翻疑疑梦，相悲悲各问年。。