先進(jìn)制造技術(shù)--第一次課教案(共7頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上教案授課時(shí)間月 日 至 月 日課時(shí)數(shù)授課方式理論課 討論課 習(xí)題課 實(shí)驗(yàn)課 上機(jī)課 技能課 其他授課單元第一章 制造業(yè)與先進(jìn)制造技術(shù)（第一節(jié) 制造業(yè)的發(fā)展與挑戰(zhàn)、第二節(jié) 先進(jìn)制造技術(shù)的提出和進(jìn)展）目的與要求1掌握制造、制造業(yè)、制造系統(tǒng)、制造技術(shù)等基本概念2. 了解先進(jìn)制造技術(shù)的提出和各國(guó)先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展重點(diǎn)與難點(diǎn)制造、制造業(yè)、制造系統(tǒng)、制造技術(shù)的概念主要內(nèi)容第一節(jié) 制造業(yè)的發(fā)展與挑戰(zhàn)制造、制造業(yè)、制造系統(tǒng)、制造技術(shù)等基本概念；制造業(yè)地位和作用；21世紀(jì)制造業(yè)面臨的挑戰(zhàn)和特征；中國(guó)制造業(yè)的成就及與世界發(fā)達(dá)國(guó)家的差距第二節(jié) 先進(jìn)制造技術(shù)的提出和進(jìn)展 制造技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展

2、；先進(jìn)制造技術(shù)產(chǎn)生的背景；先進(jìn)制造技術(shù)的提出、各國(guó)先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展教學(xué)方法手段（教具）教師講授；多媒體和板書(shū)相結(jié)合；運(yùn)用啟發(fā)式、案例分析式教學(xué)方法講授本節(jié)內(nèi)容。參考資料1.盛曉敏著先進(jìn)制造技術(shù)北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000。2.孫大涌著先進(jìn)制造技術(shù)北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999。3.張根保著先進(jìn)制造技術(shù)重慶：重慶大學(xué)出版社，1996。 4.中國(guó)機(jī)械工程、機(jī)械工程學(xué)報(bào)、制造技術(shù)與機(jī)床等科技核心期刊。思考題、作業(yè) 講稿第一節(jié) 制造業(yè)的發(fā)展與挑戰(zhàn)一、制造與制造業(yè)1. 制造（Manufacturing）原材料產(chǎn)品工藝 能源知識(shí) 技能 工具制造 是人類運(yùn)用知識(shí)和技能，利用某種工具，采用某種方法，將原材

3、料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的全過(guò)程。 狹義的制造（小制造）：指生產(chǎn)車間內(nèi)與物流有關(guān)的加工和裝配過(guò)程。廣義的制造（大制造）：包括市場(chǎng)分析、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工裝配、質(zhì)量保證、生產(chǎn)管理、市場(chǎng)營(yíng)銷全過(guò)程以及報(bào)廢后的回收處理等整個(gè)產(chǎn)品生命周期內(nèi)一系列相互聯(lián)系的生產(chǎn)活動(dòng)。2. 制造技術(shù)（Manufacturing Technology） 在產(chǎn)品生產(chǎn)中，使原材料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品過(guò)程所施行的各種手段的總和，稱為制造技術(shù)。運(yùn)用一定的知識(shí)、技能操縱可以利用的物質(zhì)、工具采取有效的方法3.制造系統(tǒng) 制造系統(tǒng)是制造業(yè)的基本組成實(shí)體。人員軟件硬件制造過(guò)程具有特定功能的有機(jī)整體制造系統(tǒng) 制造過(guò)程： 經(jīng)營(yíng)規(guī)劃、開(kāi)發(fā)研制、加工制造和控制管理等過(guò)程硬件

4、：生產(chǎn)設(shè)備、工具和材料、能源以及各種輔助裝置軟件：制造理論、制造工藝和方法、各種制造信息等4. 制造業(yè) （1）定義：將制造資源（物料、能源、設(shè)備、工具、資金、信息、人力等）利用制造技術(shù)，通過(guò)制造過(guò)程，轉(zhuǎn)化為供人們使用或利用的工業(yè)品或生活消費(fèi)品的行業(yè)。 可供人們使用和消費(fèi)的產(chǎn)品行業(yè)，是所有與制造有關(guān)的企業(yè)群體 三大產(chǎn)業(yè)： 農(nóng)林牧業(yè),工業(yè)，服務(wù)業(yè)；農(nóng)林牧業(yè)：農(nóng)業(yè)、林業(yè)、蓄禽業(yè)、水產(chǎn)業(yè)工業(yè)（52%）： 制造業(yè)（45%）、建筑業(yè)、采掘業(yè)以及電力、煤氣、水的生產(chǎn)供應(yīng)業(yè)服務(wù)業(yè)： 商業(yè)、金融、房地產(chǎn)、經(jīng)貿(mào)等17個(gè)行業(yè)：食品工業(yè)15.335，金屬制品3.395，一般機(jī)械8.625，運(yùn)輸機(jī)械6.424，電器設(shè)備

5、5.125，電子設(shè)備4.588，儀器儀表0.998，紡織7.193，服裝5.018，家具1.542，文教用品4.292油加工3.870，化工15.586，建材7.299，黑色冶金6.908，有色冶金2.120；其他制造1.681。5.制造業(yè)地位和作用提供人們衣、食、住、行物質(zhì)消費(fèi)（1）制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的發(fā)動(dòng)機(jī) 國(guó)民經(jīng)濟(jì)收入的重要來(lái)源。一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)強(qiáng)大、經(jīng)濟(jì)騰飛的重要基礎(chǔ)。美國(guó)：68% 的財(cái)富來(lái)源于制造業(yè)； 日本：49% 的國(guó)民生產(chǎn)總值（GDP）來(lái)源于制造業(yè)； 中國(guó)：2001年制造業(yè)增加值：37613.1 億元占國(guó)民生產(chǎn)總值的 39.21%，占工業(yè)生產(chǎn)總值的 77.61%。上

6、交稅金4398.17億元，占國(guó)家稅收總額的30%和財(cái)政收入的27%。（2）制造業(yè)是農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力轉(zhuǎn)移和就業(yè)的重要途徑、國(guó)際商品貿(mào)易的關(guān)鍵產(chǎn)業(yè) 2001年我國(guó)制造業(yè)全部從業(yè)人員 8083 萬(wàn)人，約占全國(guó)工業(yè)從業(yè)人員總數(shù)的 90.13%，全國(guó)全部從業(yè)人口的11.1%。2001年我國(guó)制造業(yè)出口創(chuàng)匯2398億元。占全國(guó)外貿(mào)出口總額90%。（3）制造業(yè)是農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)地位的物質(zhì)保障，服務(wù)業(yè)發(fā)展的重要條件；為科技和教育發(fā)展提供經(jīng)費(fèi)支持和實(shí)驗(yàn)裝備；實(shí)現(xiàn)軍事現(xiàn)代化和國(guó)家安全的保障二、21世紀(jì)制造業(yè)面臨的挑戰(zhàn)和特征當(dāng)前時(shí)代：工業(yè)經(jīng)濟(jì)時(shí)代 知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代。知識(shí)：提高生產(chǎn)率，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的驅(qū)動(dòng)器工業(yè)經(jīng)濟(jì)時(shí)代：生產(chǎn)要素，資本和勞

7、動(dòng)力；知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代： 生產(chǎn)要素，知識(shí)、資本和勞動(dòng)力。1. 21世紀(jì)制造業(yè)面臨的六大挑戰(zhàn)（1）快速響應(yīng)市場(chǎng)能力的挑戰(zhàn)全部制造環(huán)節(jié)并行實(shí)現(xiàn)（2）打破組織、地域和時(shí)間壁壘的挑戰(zhàn)技術(shù)資源的集成（3）信息時(shí)代的挑戰(zhàn)信息向知識(shí)的轉(zhuǎn)變（信息的收集、儲(chǔ)存、分析、發(fā)布和應(yīng)用）（4）有限的資源和日益增長(zhǎng)的環(huán)保壓力的挑戰(zhàn)可持續(xù)發(fā)展（減少污染、合理資源利用）（5）制造全球化和貿(mào)易自由化的挑戰(zhàn)可重組工程（6）技術(shù)創(chuàng)新的挑戰(zhàn)全新制造工藝和產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)2. 制造型企業(yè)追求的目標(biāo)60年代-生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大；70年代-生產(chǎn)成本的降低；80年代-產(chǎn)品質(zhì)量的提高；90年代-市場(chǎng)響應(yīng)速度；21世紀(jì)-技術(shù)創(chuàng)新。3. 21世紀(jì)制造業(yè)的市場(chǎng)特

8、征（1）不確定性：消費(fèi)需求非大量化、分散化、個(gè)性化；技術(shù)更新?lián)Q代加快；市場(chǎng)不可控制因素增多；（2）市場(chǎng)的國(guó)際化和全球化：世界貿(mào)易組織的成立、歐元計(jì)劃的啟動(dòng)、亞大經(jīng)濟(jì)合作組織、北美經(jīng)濟(jì)一體化聯(lián)盟；（3）新興產(chǎn)業(yè)的崛起：如：軟件產(chǎn)業(yè)、環(huán)境產(chǎn)業(yè)的發(fā)展 ；（4）市場(chǎng)質(zhì)的短缺和動(dòng)態(tài)的非均衡：未來(lái)市場(chǎng)的調(diào)節(jié)表現(xiàn)為價(jià)格和質(zhì)量的權(quán)衡，依賴于新產(chǎn)品出現(xiàn)后價(jià)格的調(diào)整；（5）虛擬市場(chǎng)和代理制是未來(lái)市場(chǎng)重要形式：網(wǎng)絡(luò)銷售。4. 21世紀(jì)制造業(yè)的產(chǎn)品特征（1）個(gè)性化和多樣化：產(chǎn)品制造定制化、模塊化，滿足不同消費(fèi)者喜好（2）壽命周期不斷縮短： 摩爾定律-芯片性能每18個(gè)月提高1倍，價(jià)格卻保持不變；（3）智能化：

9、包括產(chǎn)品自身智能和生產(chǎn)設(shè)施工具的智能；（4）綠色產(chǎn)品： 全壽命周期無(wú)污染、低資源消耗和可回收利用5. 未來(lái)制造型企業(yè)的特征（1）滿足個(gè)性需求成為企業(yè)經(jīng)營(yíng)宗旨；（2）制造硬件資源可重構(gòu)性成為企業(yè)裝備的顯著特點(diǎn)；（3）人力資源是未來(lái)企業(yè)資源的核心要素；（4）企業(yè)的國(guó)際化是發(fā)揮自身優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)專業(yè)化生產(chǎn)的前提；（5）虛擬企業(yè)和團(tuán)隊(duì)能力是21世紀(jì)企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)；（6）企業(yè)文化氛圍的形成和創(chuàng)新充分體現(xiàn)人的價(jià)值，將成為本世紀(jì)企業(yè)永恒的追求三、中國(guó)制造業(yè)的成就及與世界發(fā)達(dá)國(guó)家的差距1.改革開(kāi)放20年來(lái)中國(guó)制造業(yè)的進(jìn)步 1）一些重要產(chǎn)品的年生產(chǎn)能力已躍居世界前列： 汽車，2001年，達(dá)到225.5萬(wàn)輛（其中

10、轎車120萬(wàn)輛以上），居世界第八位。 大中型發(fā)電設(shè)備1200萬(wàn)千瓦以上（火電1000萬(wàn)千瓦，水電200萬(wàn)千瓦），居世界第三位。 機(jī)床的產(chǎn)值1993年為29.70億美元，居世界第四位。 2）我國(guó)已成為世界最大的服裝紡織品出口國(guó)。 3）成功開(kāi)發(fā)生產(chǎn)了運(yùn)七、運(yùn)八、新舟60等支線飛機(jī)。 4）一些新產(chǎn)品的技術(shù)水平已達(dá)世界領(lǐng)先或先進(jìn)水平： 如沈陽(yáng)機(jī)床集團(tuán)的電主軸高速臥式加工中心、激光切割機(jī)床； 沈陽(yáng)變壓器廠的50萬(wàn)伏超高壓變壓器； 黎明航發(fā)集團(tuán)的中國(guó)第一臺(tái)擁有完全知識(shí)產(chǎn)權(quán)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)、 燃?xì)廨啓C(jī)； 沈陽(yáng)新松機(jī)器人自動(dòng)化有限公司的6000米水下機(jī)器人； 清華大學(xué)制造工程研究所研制開(kāi)發(fā)的并聯(lián)機(jī)床。2. 我國(guó)機(jī)

11、械制造業(yè)與世界發(fā)達(dá)國(guó)家的差距Ø 產(chǎn)品檔次低，高水平產(chǎn)品所占比例?。褐鲗?dǎo)產(chǎn)品達(dá)到當(dāng)代國(guó)際水平不到5上世紀(jì)90年代占25上世紀(jì)80年代占40上世紀(jì)6070年代占30Ø 創(chuàng)新開(kāi)發(fā)能力差，新產(chǎn)品貢獻(xiàn)率低： 2000多種主導(dǎo)產(chǎn)品的平均生命周期為10.5年，而美國(guó)僅有34年，在75期間開(kāi)發(fā)的92種典型產(chǎn)品中有57%來(lái)于國(guó)外，企業(yè)創(chuàng)新能力較低。Ø 專業(yè)化生產(chǎn)水平低： 專業(yè)化水平與國(guó)外先進(jìn)國(guó)家有很大的差距。我國(guó)鑄造專業(yè)化比例為30%，鍛造15%，熱處理20%，而美國(guó)、日本的專業(yè)化水平為75%95%。Ø 企業(yè)生產(chǎn)管理技術(shù)落后： 我國(guó)大部分企業(yè)的生產(chǎn)管理依舊停留在過(guò)去計(jì)劃經(jīng)

12、濟(jì)的管理模式上，先進(jìn)管理模式?jīng)]有能應(yīng)用。 目前，我國(guó)制造企業(yè)的技術(shù)水平與國(guó)際先進(jìn)水平比較，差距達(dá)20年左右。 2005年，我國(guó)GDP達(dá)到22350億美元，占世界約5%，居世界第四位，僅次于美國(guó)、日本和德國(guó)。人均1703美元，相當(dāng)于美國(guó)的1/25，日本的1/21和世界平均水平的1/4，排第110位，與烏克蘭、摩洛哥相當(dāng)。是經(jīng)濟(jì)大國(guó)，不是經(jīng)濟(jì)強(qiáng)國(guó)。第二節(jié) 先進(jìn)制造制造技術(shù)的提出和發(fā)展一、制造技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展制造業(yè)生產(chǎn)方式：小批量少品種大批量多品種變批量制造業(yè)資源配置：勞動(dòng)密集設(shè)備密集信息密集知識(shí)密集制造技術(shù)：手工機(jī)械化單機(jī)自動(dòng)化剛性自動(dòng)化柔性自動(dòng)化智能自動(dòng)化1. 制造技術(shù)的發(fā)展階段（1）工場(chǎng)式生產(chǎn)

13、時(shí)期：18世紀(jì)，瓦特發(fā)明蒸汽機(jī)，標(biāo)志第一次工業(yè)革命興起。手工作坊到以機(jī)械加工為中心的工廠生產(chǎn)的轉(zhuǎn)變。（2）工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)時(shí)期：19世紀(jì)，麥克斯韋建立電磁場(chǎng)理論，電氣化時(shí)代開(kāi)始。電氣技術(shù)與其他制造技術(shù)的融合。實(shí)現(xiàn)了批量、工業(yè)化規(guī)范生產(chǎn)。（3）剛性自動(dòng)化發(fā)展時(shí)期： 20世紀(jì)初，內(nèi)燃機(jī)的發(fā)明。以大批量生產(chǎn)為模式的剛性自動(dòng)化。福特汽車生產(chǎn)線，泰勒科學(xué)管理方法，標(biāo)志自動(dòng)化時(shí)代到來(lái)（4）柔性自動(dòng)化發(fā)展時(shí)期： 二戰(zhàn)后，計(jì)算機(jī)、微電子技術(shù)，信息技術(shù)及自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，多品種小批量柔性自動(dòng)化生產(chǎn)模式。包括NC、CNC、FMC、FMS等（5）綜合自動(dòng)化發(fā)展時(shí)期：20世紀(jì)80年代以來(lái)，制造技術(shù)向自動(dòng)化、柔性化、集成

14、化的方向發(fā)展。計(jì)算機(jī)技術(shù)和其他應(yīng)用技術(shù)的結(jié)合，促進(jìn)了制造業(yè)中的設(shè)計(jì)、制造和管理在內(nèi)的單元自動(dòng)化技術(shù)。 2. 社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展背景（1）消費(fèi)需求：主題化、個(gè)性化和多樣化，產(chǎn)品壽命周期縮短（2）全球性產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整：制造商之間既有激烈競(jìng)爭(zhēng)，又有基于實(shí)力的合作。（3）快速響應(yīng)市場(chǎng)：滿足已有和潛在顧客需求，主動(dòng)適應(yīng)市場(chǎng)，引導(dǎo)市場(chǎng)，是贏得競(jìng)爭(zhēng)，獲取最大利潤(rùn)的關(guān)鍵3.科學(xué)技術(shù)發(fā)展背景（1）制造技術(shù)在向宏觀(制造系統(tǒng))和微觀(超精密加工)兩個(gè)方向發(fā)展（2）現(xiàn)代制造業(yè)成為技術(shù)密集、知識(shí)密集型產(chǎn)業(yè)（3）信息成為制造業(yè)決定性因素，Intranet/Internet對(duì)制造業(yè)產(chǎn)生重大影響4. 可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略資源匱泛，污染嚴(yán)

15、重；環(huán)境問(wèn)題不能以犧牲今后幾代人的利益為代價(jià)；由粗放經(jīng)營(yíng)、掠奪式開(kāi)發(fā)向集約型、可持續(xù)發(fā)展轉(zhuǎn)變二、先進(jìn)制造技術(shù)產(chǎn)生背景（1）20世紀(jì)80年代以前，美國(guó)政府只對(duì)基礎(chǔ)研究、衛(wèi)生、國(guó)防技術(shù)等給予經(jīng)費(fèi)支持，而對(duì)產(chǎn)業(yè)技術(shù)不予支持，主張產(chǎn)業(yè)技術(shù)通過(guò)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，由企業(yè)自主發(fā)展； （2）20世紀(jì)70年代，一批美國(guó)學(xué)者不斷鼓吹美國(guó)已進(jìn)入“后工業(yè)化社會(huì)”，認(rèn)為制造業(yè)是“夕陽(yáng)工業(yè)”，主張經(jīng)濟(jì)重心由制造業(yè)轉(zhuǎn)向高科技產(chǎn)業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)。結(jié)果：導(dǎo)致美國(guó)在經(jīng)濟(jì)上競(jìng)爭(zhēng)力下降，貿(mào)易逆差巨增，日本家電、汽車大量涌入并占領(lǐng)了美國(guó)市場(chǎng)。（20世紀(jì)60年代美國(guó)汽車產(chǎn)量占世界汽車總產(chǎn)量的2/3，而到了80年代下降到不足1/3）。20世紀(jì)80年代

16、,美國(guó)政府開(kāi)始認(rèn)識(shí)到問(wèn)題的嚴(yán)重性：AMT首先由美國(guó)于20世紀(jì)80年代末提出。三、各國(guó)先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展1. 美國(guó)1991年，白宮科學(xué)技術(shù)政策辦公室發(fā)表“美國(guó)國(guó)家關(guān)鍵技術(shù)”報(bào)告，重新確立了制造業(yè)的地位； 1993年，克林頓在硅谷發(fā)表題為“促進(jìn)美國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的技術(shù) 增強(qiáng)經(jīng)濟(jì)實(shí)力的新方向”的演說(shuō)，對(duì)制造業(yè)給予了實(shí)質(zhì)性強(qiáng)有力的支持。 1988年,美國(guó)政府投資進(jìn)行大規(guī)?！?1世紀(jì)制造企業(yè)戰(zhàn)略”研究，并于其后不久提出了“先進(jìn)制造技術(shù)”發(fā)展目標(biāo)，制定并實(shí)施了“先進(jìn)制造技術(shù)計(jì)劃（ATP）”和“制造技術(shù)中心計(jì)劃（MTC）”；（1）先進(jìn)制造技術(shù)計(jì)劃（ATP）：由美國(guó)聯(lián)邦政府科學(xué)、工程和技術(shù)協(xié)調(diào)委員會(huì)（FCCSET）

17、提出，1994年度預(yù)算為14億美元，圍繞“智能制造系統(tǒng)”、“集成工具”、“基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)”三個(gè)重點(diǎn)領(lǐng)域開(kāi)展研究； （2）制造技術(shù)中心計(jì)劃（MTC）：又稱“合作伙伴計(jì)劃”，由美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院（NIST）牽頭制定的。MTC目標(biāo)： 35 萬(wàn)家中小企業(yè)（他們不像大企業(yè)有自己的開(kāi)發(fā)能力，且資金不足），和技術(shù)擁有者（通常為政府的研究機(jī)構(gòu)、國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、大學(xué)）建立合作的橋梁，使中小企業(yè)掌握先進(jìn)制造技術(shù)。MTC方法： 一個(gè)地區(qū)設(shè)立一個(gè)中心（至 95 年已建立了 30 個(gè)中心），為中小企業(yè)展示新的制造技術(shù)和設(shè)備，并進(jìn)行培訓(xùn)，幫助他們選用。 ATP & MTC 效果：1994 年，美國(guó)汽車產(chǎn)量重新超過(guò)日本，重新占領(lǐng)歐、美市場(chǎng)； 美國(guó)Inter公司成為世界最大的芯片制造商（在此之前芯片生產(chǎn)也不敵日本，包括海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中大出風(fēng)頭的“愛(ài)國(guó)者”導(dǎo)彈上使用的芯片也是日本制造的）； 20世紀(jì)90年代，經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長(zhǎng)，失業(yè)率降低到歷史最低水平； 提出了一系列先進(jìn)制造技術(shù)的新理論、新思想，如：CE，LP，AM，2. 日本1990年提出了智能制造計(jì)劃，由美國(guó)、歐共體、加拿大、澳大利亞等國(guó)參加，投資10億美元實(shí)施智能制造計(jì)劃目的