先进制造技术概述6

第一章绪论1.1先进制造技术概念及其主要特点1.2先进制造技术的构成及分类1.3先进制造技术的现状及发展趋势复习思考题包括市场分析、产品设计、加工装配、质量保证、生产管理、市场营销全过程原材料产品工艺

能源知识技能

工具制造与物流有关的加工和装配过程狭义制造广义制造1.1先进制造技术及其主要特点

1.1.1制造、制造技术、制造业与现代制造业背景制造系统具有特定功能的有机整体制造过程硬件制造过程软件硬件人员经营规划、开发研制、加工制造和控制管理等过程生产设备、工具和材料、能源以及各种辅助装置软件制造理论、制造工艺和方法、各种制造信息等制造业可供人们使用和消费的产品行业，是所有与制造有关的企业群体

类别

构成比例类别

构成比例

类别

构成比例

金属制品3.395食品工业15.335化工15.586一般机械8.625纺织7.193建材7.299运输机械6.424服装5.018黑色冶金6.908电器设备5.125家具1.542有色冶金2.120电子设备4.588文教用品4.292其他制造1.681仪器仪表0.998油加工3.870我国制造分类和构成制造业的地位和作用三大产业农林牧业,工业，服务业

工业（52%）制造业（45%）、建筑业、采掘业以及电力、煤气、水的生产供应业农林牧业农业、林业、蓄禽业、水产业服务业商业、金融、房地产、经贸等一个国家经济发展的支柱国民经济收入的重要来源工业经济年代经济增长的“发动机”一个国家经济强大、经济腾飞的重要基础制造业地位提供人们衣、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国际商品贸易的保证（美国78%，日本96%，我国81%-1995年）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；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实现军事现代化和国家安全的保障制造业的作用1.1.2先进制造技术的定义

先进制造技术(AdvancedManufacturingTechnology，AMT)是一个相对的、动态的概念，是为了适应时代要求，提高竞争能力，对制造技术不断优化所形成的。

定义：“先进制造技术是制造业不断吸收机械、电子、信息(计算机与通信、控制理论、人工智能等)、能源及现代系统管理等方面的成果，并将其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。”

1.1.3先进制造技术的特点传统制造技术先进制造技术系统性仅驾驭生产过程物质流和能量流能驾驭生产过程物质流、信息流和能量流广泛性仅指将原材料变为成品的加工工艺贯穿从产品设计、加工制造到产品销售的整个过程集成性学科专业单一、独立，相互间界限分明专业和学科不断渗透、交叉融合，其界限逐渐淡化甚至消失动态性不同时期、不同国家，其特点、重点、目标和内容不同实用性注重实践效果，促进经济增长，提高综合竞争力1.2先进制造技技术的构成成及分类1.2.1先进进制造技术术的构成先进制造技技术对我国国而言，它它是一个多多层次的技技术群。先先进制造技技术的内涵涵、层次及及其技术构构成如图1-1所示示。图中从从内层到外外层分别为为基础技术术、新型单单元技术和和集成技术术，下面将将分别论述述。图1-1先进制造技术的内涵、层次及其技术构成

1.基基础础技技术术图1-1的最最内内层层是是优优质质、、高高效效、、低低耗耗、、少少或或无无污污染染(清洁洁)的基基础础制制造造技技术术。。铸铸造造、、锻锻压压、、焊焊接接、、热热处处理理、、表表面面保保护护、、机机械械加加工工等等基基础础工工艺艺至至今今仍仍是是生生产产中中大大量量采采用用、、经经济济适适用用的的技技术术，，这这些些基基础础工工艺艺经经过过优优化化而而形形成成的的基基础础制制造造技技术术是是先先进进制制造造技技术术的的核核心心及及重重要要组组成成部部分分。。2.新新型型单单元元技技术术中间间层层是是新新型型的的先先进进制制造造单单元元技技术术。。它它是是在在市市场场需需求求及及新新兴兴产产业业的的带带动动下下，，将将制制造造技技术术与与电电子子、、信信息息、、新新材材料料、、新新能能源源、、环环境境科科学学、、系系统统工工程程、、现现代代管管理理等等高高新新技技术术结结合合而而形形成成的的崭崭新新的的制制造造技技术术，，如如制制造造业业自自动动化化单单元元技技术术、、极极限限加加工工技技术术、、质质量量与与可可靠靠性性技技术术、、系系统统管管理理技技术术、、先先进进技技术术基基础础方方法法、、清清洁洁生生产产技技术术、、新新材材料料成成型型与与加加工工技技术术、、激激光光等等特特种种加加工工技技术术、、工工艺艺模模拟拟及及工工艺艺设设计计优优化化技技术术等等。。3.集集成成技技术术最外外层层是是先先进进制制造造集集成成技技术术。。它它是是应应用用信信息息、、计计算算机机和和系系统统管管理理技技术术对对上上述述两两个个层层次次的的技技术术局局部部或或系系统统集集成成而而形形成成的的先先进进制制造造技技术术的的高高级级阶阶段段，，如如FMS、、CIMS、、IMS等等。。国际际上上，，将将先先进进制制造造技技术术分分为为三三个个技技术术群群：：①①主主体体技技术术群群；；②②支支撑撑技技术术群群；；③③制制造造技技术术环环境境。。表1-1先进进制制造造技技术术体体系系结结构构先先进进制制造造技技术术的的分分类类现代代设设计计技技术术:现现代代设设计计方方法法、、产产品品可可信信性性设设计计、、设设计计自自动动化化技技术术先进进制制造造工工艺艺:高高效效精精密密成成形形技技术术、、高高效效高高精精度度切切削削加加工工工工艺艺、、现现代代特特种种加加工工工工艺艺、、现现代代表表面面工工程程技技术术。。加工工自自动动化化技技术术:数数控控技技术术、、工工业业机机器器人人技技术术、、柔柔性性制制造造技技术术等等现代生生产管管理技技术:MRPII\ERP\PDM\JIM手工→机械化化→单机自自动化化→刚性自自动化化→柔性自自动化化→智能自自动化化制造技技术的的进步步和发发展制造业业生产方方式制造业业资源配配置劳动密密集→设备密密集→信息密密集→知识密密集制造技技术小批量量→少品种种大批批量→多品种种变批批量1.3先进制制造技技术的的现状状及发发展趋趋势制造技技术的的发展展阶段段工场式式生产产时期期--18世世纪后后半叶叶，完完成手手工作作坊到到以分分工原则则的工工厂生生产的的转变变工业化化规模模生产产时期期--19世世纪，，实现现了批批量工工业化化规范范生产刚性自自动化化发展展时期期--20世世纪初初，以以大批批量生生产为为模式式的刚性性自动动化柔性自自动化化发展展时期期--二二战之之后，，多品品种小小批量量柔性性自动化生生产模模式，，包括括NC、CNC、FMC、FMS等。。综合自自动化化发展展时期期-自80年年代,CAD/CAM/CAP/CAE/CAT；；MRP,MRPⅡ,ERP,TQM；；DNC,CNC,FMC/FMS,ROBOT；；CIMS,CE,LP先进制制造技技术计计划：1994年预预算14亿亿美元元，围围绕““智能能制造造系统统”、、“集集成工工具””、““基础础设施施建设设”三三个重重点领领域开开展研研究；；制造技技术中中心计计划：在一一个地地区设设立一一个制制造技技术中中心，，建立立技术术拥有有者与与需要要者之之间的的桥梁梁，为为中小小企业业展示示新制制造技技术和和装备备、组组织培培训、、帮助助企业业了解解和选选用最最新技技术和和装备备。美国国1.3.1世界界制造造业现现状日本本1990年年提出出了智能制制造计划，，由美美国、、欧共共体、、加拿拿大、、澳大大利亚亚等国国参加加，投投资10亿亿美元元实施施智能制制造计计划目目的：通过过国际际共同同研究究，使使制造造业在在接受受订货货、开开发、、设计计、生生产、、物流流直至至经营营管理理的全全过程程中，，做到到生产产设备备自律律化生产设设备自自律化化：能够根根据环环境变变化自自主判判断并并及时时决策策变更更作业业过程程欧共共体体尤里卡卡计划划（EREKA））：1988年年用5亿美美元资资助16个个欧洲洲国家家、600家公公司的的165个个合作作性高高科技技研究究开发发项目目。欧洲信信息技技术研研究发发展战战略计计划（ESPRIT）：：在13个个成员员国向向5500名研研究人人员提提供了了资助助，明明确设设计原原理、、工厂厂自动动化、、生产产过程程管理理三大大课题题。欧洲工工业技技术基基础研研究计计划（BRITE））：重重点资资助材材料、、制造造加工工、设设计以以及工工厂系系统运运作方方式等等研究究。先先进进制造造技术术在我我国的的发展展1.我我国国制造造业相相对优优势与与先进进制造造技术术的发发展(1)我我国制制造技技术经经建国国以来来50余年年的发发展已已形成成较完完整的的技术术体系系。(2)通过对对引进进技术术的消消化吸吸收和和对企企业现现有技技术的的深化化改造造，不不少企企业已已经掌掌握了了一批批相对对先进进的制制造技技术和和管理理方法法，不不少产产品已已成功功地打打入国国际市市场。。(3)在制造技技术基础础研究的的许多方方面我国国已具有有很高水水平，制制造学科科已发展展成为一一个重要要的支柱柱学科。。近百所所高等工工科院校校设有机机械制造造、机电电一体化化等相关关专业；；国家有有关部委委也设有有制造工工艺与技技术研究究所。(4)先先进制制造技术术应用情情况。①1993年年国家科科委组织织实施““CAD应用工工程”，，原机械械部又将将1997年定定为CAD推广广年，现现在机械械工业系系统的骨骨干企业业中CAD应用用的普及及率达到到35％％，但绝绝大多数数只是““甩图板板”。②1958年开始研研制数控控机床，，到20世纪80年代通过过引进、、消化、、吸收国国外成熟熟技术开开发出具具有自主主知识产产权的数数控系统统；到80年代中期期，已开开始引进进和自行行研制柔柔性制造造系统，，数控机机床的生生产也实实现了产产业化。。但在金金属切削削机床总总产量中中，数控控化率只只有5%左右。③我国在20世纪70年代中期期研制成成功了直直接数控控(群控)系统并应应用于生生产，现现在已拥拥有柔性性制造系系统和柔柔性制造造单元等等自动化化制造系系统。④我国在20世纪