先进制造技术课件第章

先进制造技术陈静

教学内容安排第一章制造业与先进制造技术第二章现代设计技术第三章先进制造工艺技术第四章制造自动化技术第五章现代生产管理技术第六章先进生产制造模式本书共有六章节本课程的有关说明

1.学时本课程教材总学时40学时，课堂讲授40学时。2.特点本门课程的特点可归纳为：新、多、杂、变几个字。新是指本课程的内容大都是近10余年发展起来的技术。多和杂是指本课程内容多而且庞杂，结构不是十分清晰。变是指随着制造技术的发展，本教材中的一些内容，甚至是概念都有可能发生变化。

第一章制造业与先进制造技术

1.1制造业的发展与挑战1.2先进制造技术的提出和进展1.3先进制造技术的内涵和体系结构复习思考题1.1制造业的发展与挑战1.1.1制造与制造业包括市场分析、经营决策、产品设计、工艺设计、加工装配、质量保证、生产管理、市场营销、维修服务，以及产品报废后的回收处理等整个产品周期原材料产品工艺

能源知识技能

工具制造生产车间的加工和装配过程狭义制造广义制造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将制造资源通过制造过程转化为社会所需的产品的行业我国制造分类和构成1.1.2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1.1.321世纪纪制造业业面临的的挑战1、快速速响应市市场竞争争的挑战战――实实现制造造环节并并行2、全球球化竞争争的挑战战――技技术资源源的集成成有三个主主要的因因素促使使技术资资源的集集成：（1）为为满足市市场需求求，企业业必须快快速响应应那些具具有不同期望和和多种选选择的顾顾客。（2）快快速响应应环境要要求在组组织的各各个层次次上进行行高效的通信，，特别是是与顾客客、供应应者和合合作者的的通信。。（3）新新技术的的快速吸吸收要求求整个企企业具有有快速的的学习能力。。3、信息息时代的的挑战―――信息息向知识识的转变变4、环境境保护压压力的挑挑战―――可持续续发展5、制造造全球化化和贸易易自由化化的挑战战――可可重组工工程6、技术术创新的的挑战―――全新新制造工工艺及产产品的开开发2020年，技技术创新新的单元元将在以以下诸方方面发巨巨大的能力：：（——制制造单元元工艺））1）多单单元工艺艺技术集集成为单单一工艺艺将显著著减少投投资、检验时间间、搬运运和加工工时间。。2）全部部可编程程、不需需要硬工工装的工工艺，将将使产品品的制造、迅迅速转产产成为可可能。个性化和和多样化化产品制造造智能化包括产品品自身智智能和生生产定制制化、模模块化，，满足不不同消费费者喜好好寿命周期期不断缩缩短摩尔定律律-芯片片性能每每18个个月提高高1倍，，价格却却保持不不变智能化包括产品品自身智智能和生生产设施施工具的的智能绿色产品品全寿命周周期无污污染、低低资源消消耗和可可回收利利用21世纪纪制造业业的产品品特征1.2先先进制制造技术术的提出出和进展展制制造技术术的进步步和发展展手工→机机械化→→单机自自动化→→刚性自自动化→→柔性自自动化→→智能自自动化制造业生产方式式制造业资源配置置劳动密集集→设备密集集→信息密集集→知识密集集制造技术术小批量→少品种大大批量→多品种变变批量制造技术术的发展展阶段工场式生生产时期期--18世纪后后半叶，，完成手手工作坊坊到以分分工原则的的工厂生生产的转转变工业化规规模生产产时期--19世纪，，实现了了批量工工业化规规范生产刚性自动动化发展展时期--20世纪初初，以大大批量生生产为模模式的刚性自自动化柔性自动动化发展展时期--二战战之后，，多品种种小批量量柔性自自动化生产产模式，，包括NC、CNC、、FMC、FMS等。。综合自动动化发展展时期-自80年代,CAD/CAM/CAP/CAE/CAT；MRP,MRPⅡ,ERP,TQM；DNC,CNC,FMC/FMS,ROBOT；CIMS,CE,LP先先进制制造技术术产生背背景1）社会会经济发发展背景景消费需求求：主题化、、个性化化和多样样化，产产品寿命命周期缩缩短全球性产产业结构构调整：：制造商之之间既有有激烈竞竞争，又又有基于于实力的的合作。。快速响应应市场：：满足已有有和潜在在顾客需需求，主主动适应应市场，，引导市市场，是是赢得竞竞争，获获取最大大利润的的关键3)可持持续发展展战略资源匮泛泛，污染染严重环境问题题不能以以牺牲今今后几代代人的利利益为代代价由粗放经经营、掠掠夺式开开发向集集约型、、可持续续发展转转变2)科学学技术发发展背景景制造技术术在向宏观观(制造造系统)和微观观(超精精密加工工)两个个方向发发展现代制造造业成为技术术密集、、知识密密集型产产业信息成为制造造业决定定性因素素，Intranet/Internet对对制造业业产生重重大影响响先进制造造技术计计划：1994年预算算14亿亿美元，，围绕““智能制制造系统统”、““集成工工具”、、“基础础设施建建设”三三个重点点领域开开展研究究；制造技术术中心计计划：在在一个地地区设立立一个制制造技术术中心，，建立技技术拥有有者与需需要者之之间的桥桥梁，为为中小企企业展示示新制造造技术和和装备、、组织培培训、帮帮助企业业了解和和选用最最新技术术和装备备。美国国各各国先进进制造技技术的发发展1990年提出出了智能能制造计计划，由由美国、、欧共体体、加拿拿大、澳澳大利亚亚等国参参加，投投资10亿美元元实施智能制造造计划目目的：通通过国际际共同研研究，使使制造业业在接受受订货、、开发、、设计、、生产、、物流直直至经营营管理的的全过程程中，做做到生产产设备自自律化生产设备备自律化化：能够够根据环环境变化化自主判判断并及及时决策策变更作作业过程程日本本尤里卡计计划（EREKA）：：1988年用用5亿美美元资助助16个个欧洲国国家、600家家公司的的165个合作作性高科科技研究究开发项项目。欧洲信息息技术研研究发展展战略计计划（ESPRIT））：在13个成成员国向向5500名研研究人员员提供了了资助，，明确设设计原理理、工厂厂自动化化、生产产过程管管理三大大课题。。欧洲工业业技术基基础研究究计划（（BRITE））：重点点资助材材料、制制造加工工、设计计以及工工厂系统统运作方方式等研研究。欧共体体1.3先先进制制造技术术的定义义先进制造造技术是是在传统制造造技术基基础上不断吸吸收机械、电子、信信息(计算机与与通信、、控制理理论、人人工智能能等)、能源、、材料以以及现代代管理技技术等方面的的成果，，并将其其综合应应用于产品设计计、制造造、检测测、管理理、销售售、使用用、服务务乃至回回收的全全过程，以实现优质、高效、、低耗、清洁洁、灵活生产产，提高对动态态多变市场的的适应能力和和竞争能力并并取得理想经经济效果的制制造技术总称称。先先进制造造技术的特点点先先进制造造技术的构成成先进制造技术术在不同发展展水平的国家家和同一国家家的不同发展展阶段，有着着不同的技术术内涵。1994年美美国联邦科学学、工程和技技术协调委员员会将先进制制造技术分为为三个技术群群：①主体技技术群；②支支撑技术群；；③管理技术术群。这三个个技术群相互互联系、相互互促进，组成成一个完整的的体系。表1-1给出了了先进制造技技术的体系结结构。表1-1先进制造技术术体系结构国内学者对先先进制造技术术的划分现代制造工程程设计技术群群现代制造系统统管理技术群群物料处理和设设备技术群支撑技术群现代设计技术术:现代设计方方法、产品可可信性设计、、设计自动化化技术先进制造工艺艺:高效精密成成形技术、高高效高精度切切削加工工艺艺、现代特种种加工工艺、、现代表面工工程技术。加工自动化技技术:数控技术、、工业机器人人技术、柔性性制造技术现代生产管理理技术:MRPII\ERP\PDM\JIM先进制造生产产模式:CIM、CE、AM、、IM、LP先进制造技术术的分类本章小结介绍了制造、制造系系统与制造业业基本概念，阐阐述了制造业业在国民经济济中作用地位，分析了制造造业在新世纪纪所面临的6大机遇与挑战以