先進制造技術教案

1、先進制造技術教案1 1、制造的概念、制造的概念1 1、制造的概念、制造的概念 制造（制造（Manufacturing):Manufacturing): 是人類所有經濟活動的基石，是人類歷史發(fā)展和文明是人類所有經濟活動的基石，是人類歷史發(fā)展和文明進步的動力。進步的動力。狹義：為機電產品的機械加工工藝過程狹義：為機電產品的機械加工工藝過程廣義：國際生產工程學會廣義：國際生產工程學會19901990年：年： 制造是涉及制造工業(yè)中產品設計、物料選擇、生產制造是涉及制造工業(yè)中產品設計、物料選擇、生產計劃、生產過程、質量保證、經營管理、市場銷售和計劃、生產過程、質量保證、經營管理、市場銷售和服務的一系列相

2、關活動和工作的總稱。服務的一系列相關活動和工作的總稱。 按照人們所需的目的，運用知識和技能，利用客觀物資按照人們所需的目的，運用知識和技能，利用客觀物資工具，將原材料物化為人類所需產品的工程技術。即：使工具，將原材料物化為人類所需產品的工程技術。即：使原材料成為產品而使用的一系列技術的總稱原材料成為產品而使用的一系列技術的總稱 產品從設計、生產、使用、維修、報廢、回收等的全過產品從設計、生產、使用、維修、報廢、回收等的全過程，也稱為產品生命周期。程，也稱為產品生命周期。 將制造資源（物料、能源、設備、工具、資金、信息、將制造資源（物料、能源、設備、工具、資金、信息、人力等）利用制造技術，通過制

3、造過程，轉化為供人們使人力等）利用制造技術，通過制造過程，轉化為供人們使用或利用的工業(yè)品或生活消費品的行業(yè)。用或利用的工業(yè)品或生活消費品的行業(yè)。 制造系統(tǒng)是制造業(yè)的基本組成實體。制造系統(tǒng)是制造業(yè)的基本組成實體。 結構：是制造過程所涉及的硬件（物料、設備、工具、能結構：是制造過程所涉及的硬件（物料、設備、工具、能源等）、軟件（制造理論、工藝、信息等）、人員所組成源等）、軟件（制造理論、工藝、信息等）、人員所組成的具有特定功能的有機整體。的具有特定功能的有機整體。 功能：輸入制造系統(tǒng)的資源（原材料、能源、信息、人功能：輸入制造系統(tǒng)的資源（原材料、能源、信息、人力力.）通過制造過程輸出產品。）通過制

4、造過程輸出產品。 過程：制造生產的運行過程，包括市場分析、產品設計、過程：制造生產的運行過程，包括市場分析、產品設計、工藝規(guī)劃、制造裝配、檢驗出廠、產品銷售、售后服務、工藝規(guī)劃、制造裝配、檢驗出廠、產品銷售、售后服務、報廢、回收、再利用等。報廢、回收、再利用等。2 2、制造技術的發(fā)展、制造技術的發(fā)展 2.2 2.2 制造業(yè)發(fā)展的重要歷程制造業(yè)發(fā)展的重要歷程 2.3 2.3 制造業(yè)在先進工業(yè)化國家的應用制造業(yè)在先進工業(yè)化國家的應用 2.4 2.4 制造業(yè)是產業(yè)革命的生力軍制造業(yè)是產業(yè)革命的生力軍1 1）人從猿進化而來）人從猿進化而來, , 人猿分離人猿分離, , 是由于人學會雙足行走和是由于人學

5、會雙足行走和用手制造并使用工具。用手制造并使用工具。制造創(chuàng)造了人類。制造創(chuàng)造了人類。2 2）中國的元謀人（）中國的元謀人（170170萬年前的南方古猿）、非洲人早在萬年前的南方古猿）、非洲人早在160160萬年前即開始用火，石料開采和加工，形成了原始制萬年前即開始用火，石料開采和加工，形成了原始制造業(yè)。飲食改善促進了腦的發(fā)展。造業(yè)。飲食改善促進了腦的發(fā)展。200200萬年前的猿人萬年前的猿人 腦容腦容量約為量約為700700毫升，毫升，100100萬年前的直立人腦容量約為萬年前的直立人腦容量約為10001000毫升，毫升，5050萬年前增加到萬年前增加到12001200毫升，毫升，192919

6、29年發(fā)現(xiàn)的年發(fā)現(xiàn)的5757萬年前的北京萬年前的北京（直立）猿人為（直立）猿人為10501050毫升，毫升， 而現(xiàn)代人的腦容量平均為而現(xiàn)代人的腦容量平均為14501450毫升，現(xiàn)代人的大腦皮層褶皺面積為毫升，現(xiàn)代人的大腦皮層褶皺面積為 1700-22001700-2200平方平方厘米，是黑猩猩的厘米，是黑猩猩的3 3倍。倍。3 3）恩格斯指出：）恩格斯指出：“直立和勞動創(chuàng)造了人類，而勞動是從制直立和勞動創(chuàng)造了人類，而勞動是從制造工具開始的。動物所做到的最多是收集造工具開始的。動物所做到的最多是收集, ,而人則從事生而人則從事生產。產。”2.2 2.2 制造業(yè)發(fā)展的重要歷程制造業(yè)發(fā)展的重要歷程（

7、1 1）用機器代替手工，從作坊形成工廠）用機器代替手工，從作坊形成工廠 1919世紀機器在英國誕生，先后傳人法國、德國和美國。世紀機器在英國誕生，先后傳人法國、德國和美國。（2 2）從單件生產方式發(fā)展成大量生產方式）從單件生產方式發(fā)展成大量生產方式 泰勒：以勞動分工和計件工資制為基礎的科學管理。泰勒：以勞動分工和計件工資制為基礎的科學管理。 福特：零件互換技術，福特：零件互換技術，19131913年建立了具有劃時代意義的年建立了具有劃時代意義的汽車裝配生產線汽車裝配生產線（3 3）柔性化、集成化、智能化和網絡化的現(xiàn)）柔性化、集成化、智能化和網絡化的現(xiàn)代制造技術代制造技術 柔性制造系統(tǒng)、計算機集

8、成制造系統(tǒng)、網絡化制造、智柔性制造系統(tǒng)、計算機集成制造系統(tǒng)、網絡化制造、智能制造系統(tǒng)、及時生產、精良生產、敏捷制造能制造系統(tǒng)、及時生產、精良生產、敏捷制造2.3 2.3 制造業(yè)在先進工業(yè)化國家的應用制造業(yè)在先進工業(yè)化國家的應用一、美國一、美國1) 1) 上個世紀上個世紀7070年代年代, ,美國不重視制造業(yè)美國不重視制造業(yè), ,把制造業(yè)稱為把制造業(yè)稱為“夕陽夕陽工業(yè)工業(yè)”, ,結果導致美國結果導致美國8080年代的經濟衰退。年代的經濟衰退。2) 802) 80年代后期，美國的一些國會議員、政府要員紛紛要求政年代后期，美國的一些國會議員、政府要員紛紛要求政府出面，協(xié)調和支持制造產業(yè)的發(fā)展，府出面

9、，協(xié)調和支持制造產業(yè)的發(fā)展，19911991年，布什政府年，布什政府期間，美國白宮科學技術政策辦公室發(fā)表了總數(shù)為期間，美國白宮科學技術政策辦公室發(fā)表了總數(shù)為2222項的項的美國國家關鍵技術，其中制造技術占美國國家關鍵技術，其中制造技術占4 4項，標志著美國科技項，標志著美國科技政策的轉變。政策的轉變。3) 3) 克林頓上臺后，對制造業(yè)大力支持，他把先進制造技術列克林頓上臺后，對制造業(yè)大力支持，他把先進制造技術列為六大國防關鍵技術之首。結果美國在機械工業(yè)、汽車工為六大國防關鍵技術之首。結果美國在機械工業(yè)、汽車工業(yè)、航空工業(yè)及信息產業(yè)等方面取得了明顯的進展，使美業(yè)、航空工業(yè)及信息產業(yè)等方面取得了明

10、顯的進展，使美國的經濟連續(xù)國的經濟連續(xù)8 8年取得了年取得了2-3%2-3%的增長率，而且還同時保持低的增長率，而且還同時保持低通脹率和低失業(yè)率。這就是克林頓雖發(fā)生丑聞而未被彈劾通脹率和低失業(yè)率。這就是克林頓雖發(fā)生丑聞而未被彈劾的主要原因。的主要原因。2.3 2.3 制造業(yè)在先進工業(yè)化國家的應用制造業(yè)在先進工業(yè)化國家的應用二、日本二、日本1 1）在上個世紀）在上個世紀70-8070-80年代，日本非常重視制業(yè)，年代，日本非常重視制業(yè)，特別大抓了汽車制造和微電子制造，結果日本特別大抓了汽車制造和微電子制造，結果日本的汽車和家用電器占領了全世界的市場，特別的汽車和家用電器占領了全世界的市場，特別是

11、大舉進入了美國市場。是大舉進入了美國市場。2 2）日本的微電子芯片成為美國高技術產品的關鍵）日本的微電子芯片成為美國高技術產品的關鍵元件。元件。19911991年海灣戰(zhàn)爭結束后，日本人說美國年海灣戰(zhàn)爭結束后，日本人說美國贏得這場戰(zhàn)爭是依靠的日本的芯片，是贏得這場戰(zhàn)爭是依靠的日本的芯片，是“日本日本的芯片打敗了伊拉克的鋼片的芯片打敗了伊拉克的鋼片”。2.3 2.3 制造業(yè)在先進工業(yè)化國家的應用制造業(yè)在先進工業(yè)化國家的應用三、東南亞經濟危機的啟示三、東南亞經濟危機的啟示1 1）19981998年爆發(fā)的東南亞經濟危機，從另一個側面年爆發(fā)的東南亞經濟危機，從另一個側面反映了一個國家發(fā)展制造業(yè)的重要。一

12、個國家，反映了一個國家發(fā)展制造業(yè)的重要。一個國家，如果把經濟的基礎放在股票、旅游、金融、房如果把經濟的基礎放在股票、旅游、金融、房地產、服務業(yè)上，而無自己的制造業(yè)，這個國地產、服務業(yè)上，而無自己的制造業(yè)，這個國家的經濟就容易形成泡沫經濟，一有風吹草動家的經濟就容易形成泡沫經濟，一有風吹草動就會產生經濟危機。就會產生經濟危機。2 2）新加坡、臺灣都有自己的制造業(yè)，因此受經濟）新加坡、臺灣都有自己的制造業(yè)，因此受經濟危機的影響小一些。危機的影響小一些。2.3 2.3 制造業(yè)在先進工業(yè)化國家的應用制造業(yè)在先進工業(yè)化國家的應用四、四、 瑞士依靠什么使人均產值居世界第一？瑞士依靠什么使人均產值居世界第一

13、？1 1）瑞士是一個僅）瑞士是一個僅700700萬人口的小國，但瑞士的制萬人口的小國，但瑞士的制造業(yè)十分發(fā)達，瑞士的精密機械產品的出口量造業(yè)十分發(fā)達，瑞士的精密機械產品的出口量是我國的是我國的8 8倍，瑞士的手表世界第一，連小小倍，瑞士的手表世界第一，連小小的軍刀，也風靡全世界。的軍刀，也風靡全世界。2 2）現(xiàn)在瑞士的年人均國民生產總值達到）現(xiàn)在瑞士的年人均國民生產總值達到4.34.3萬美萬美元以上元以上, ,居世界第一。居世界第一。2.4 2.4 制造業(yè)是產業(yè)革命的生力軍制造業(yè)是產業(yè)革命的生力軍 一、一、 第一次產業(yè)革命：第一次產業(yè)革命：1733-18781733-1878 1 1）又稱為：

14、蒸汽革命。）又稱為：蒸汽革命。 2 2）產業(yè)革命的標志：瓦特發(fā)明的蒸汽機。）產業(yè)革命的標志：瓦特發(fā)明的蒸汽機。 3 3）英國的制造業(yè)孕育和實現(xiàn)了瓦特的發(fā)）英國的制造業(yè)孕育和實現(xiàn)了瓦特的發(fā)明明 4 4）制造業(yè)和瓦特的發(fā)明推動了熱力學理）制造業(yè)和瓦特的發(fā)明推動了熱力學理論論 的誕生。的誕生。2.4 2.4 制造業(yè)是產業(yè)革命的生力軍制造業(yè)是產業(yè)革命的生力軍 二、第二次產業(yè)革命：二、第二次產業(yè)革命：1879-1945 1）又稱為：電氣革命。）又稱為：電氣革命。 2）產業(yè)革命的標志：電燈（愛迪生）、）產業(yè)革命的標志：電燈（愛迪生）、 （貝爾）、電機（西門子）等電氣化產（貝爾）、電機（西門子）等電氣化產品

15、。品。 3）制造業(yè)肇始了電的應用，而后才有麥）制造業(yè)肇始了電的應用，而后才有麥克斯韋電動力學理論的誕生?？怂鬼f電動力學理論的誕生。 4）麥克斯韋電動力學理論推動了）麥克斯韋電動力學理論推動了20世紀世紀初開始的無線電、微波、雷達、合成孔初開始的無線電、微波、雷達、合成孔徑、微波成像、衛(wèi)星通信、宇宙微波探徑、微波成像、衛(wèi)星通信、宇宙微波探測等技術的發(fā)展。測等技術的發(fā)展。 5）牛頓力學和電動力學又為量子力學的）牛頓力學和電動力學又為量子力學的發(fā)展指引了道路，導致了量子場論的創(chuàng)發(fā)展指引了道路，導致了量子場論的創(chuàng)立。立。2.4 2.4 制造業(yè)是產業(yè)革命的生力軍制造業(yè)是產業(yè)革命的生力軍 三、第三次產業(yè)革

16、命：三、第三次產業(yè)革命：1945-19721945-1972 1 1）又稱為：電子（原子）革命。）又稱為：電子（原子）革命。 2 2）產業(yè)革命的標志：原子彈（）產業(yè)革命的標志：原子彈（19451945）、電子計算機）、電子計算機（19461946）、晶體管（）、晶體管（19481948）、集成電路、微電子技術）、集成電路、微電子技術等。等。 3 3）微電子制造技術開創(chuàng)了全新的信息時代。）微電子制造技術開創(chuàng)了全新的信息時代。 2.4 2.4 制造業(yè)是產業(yè)革命的生力軍制造業(yè)是產業(yè)革命的生力軍 四、第四次產業(yè)革命：四、第四次產業(yè)革命：1973- 1 1）又稱為：高新技術產業(yè)革命。）又稱為：高新技術產

17、業(yè)革命。 2 2）產業(yè)革命的標志：眾多高新技術產品，如微電子產）產業(yè)革命的標志：眾多高新技術產品，如微電子產品、電腦、新一代通信產品、新一代汽車、磁懸浮列品、電腦、新一代通信產品、新一代汽車、磁懸浮列車、新一代飛機、機器人、生物工程產品、新一代藥車、新一代飛機、機器人、生物工程產品、新一代藥物、綠色食品、轉基因產品等等。物、綠色食品、轉基因產品等等。 3 3）微器件制造工藝，如拉單晶、摻雜、擴散、離子注）微器件制造工藝，如拉單晶、摻雜、擴散、離子注入、外延、濺射、化學沉積（入、外延、濺射、化學沉積（CVDCVD）、光刻、表面貼裝、）、光刻、表面貼裝、自動化組裝、進而到納米器件制造工藝將把高新技

18、術自動化組裝、進而到納米器件制造工藝將把高新技術產業(yè)革命推向頂峰。產業(yè)革命推向頂峰。3 3、我國的制造業(yè)、我國的制造業(yè) 3.1 3.1 制造業(yè)在國民生產中的地位制造業(yè)在國民生產中的地位 20012001年中國工程院的調查結論年中國工程院的調查結論: : 1 1）制造業(yè)占國民生產總值的）制造業(yè)占國民生產總值的1/3 1/3 2 2）占整個工業(yè)生產的）占整個工業(yè)生產的4/54/5 3 3）為國家財政提供）為國家財政提供1/31/3以上的收入以上的收入 4 4）貢獻出口總額的）貢獻出口總額的90%90% 5 5）就業(yè)人員）就業(yè)人員80438043萬萬3.2 3.2 我國制造業(yè)取得的成就我國制造業(yè)取得

19、的成就改革開放改革開放2020年來我國制造業(yè)取得的成就：年來我國制造業(yè)取得的成就：1 1）引進國外先進技術）引進國外先進技術25002500多項，占全國的多項，占全國的1/31/3以上。近幾年發(fā)展的以上。近幾年發(fā)展的新產品，新產品，50%50%達到達到8080年代中后期的世界水平。年代中后期的世界水平。2 2）一些重要產品的年生產能力已躍居世界前列，如汽車）一些重要產品的年生產能力已躍居世界前列，如汽車280280萬輛以萬輛以上（其中轎車上（其中轎車120120萬輛以上），大中型發(fā)電設備萬輛以上），大中型發(fā)電設備12001200萬千瓦以上（火萬千瓦以上（火電電10001000萬千瓦，水電萬千瓦

20、，水電200200萬千瓦），大中型拖拉機萬千瓦），大中型拖拉機1111萬臺以上，金切萬臺以上，金切機床機床1010萬臺以上。萬臺以上。3 3）我國已成為世界最大的服裝紡織品出口國；與日本、馬來西亞和）我國已成為世界最大的服裝紡織品出口國；與日本、馬來西亞和韓國并稱世界消費類電子產品四大生產國。韓國并稱世界消費類電子產品四大生產國。4 4）成功開發(fā)生產了運七、運八、新舟）成功開發(fā)生產了運七、運八、新舟6060等支線飛機。等支線飛機。5 5）一些新產品的技術水平已達世界領先或先進水平，如沈陽機床集）一些新產品的技術水平已達世界領先或先進水平，如沈陽機床集團的電主軸高速臥式加工中心、激光切割機床，沈

21、陽變壓器廠的團的電主軸高速臥式加工中心、激光切割機床，沈陽變壓器廠的5050萬伏超高壓變壓器，黎明航發(fā)集團的中國第一臺擁有完全知識產權萬伏超高壓變壓器，黎明航發(fā)集團的中國第一臺擁有完全知識產權的航空發(fā)動機、的航空發(fā)動機、 燃氣輪機，沈陽新松機器人自動化有限公司的燃氣輪機，沈陽新松機器人自動化有限公司的60006000米水下機器人等產品，清華大學制造工程研究所研制開發(fā)的并聯(lián)構米水下機器人等產品，清華大學制造工程研究所研制開發(fā)的并聯(lián)構型機床。型機床。4 4、制造業(yè)面臨的競爭和挑戰(zhàn)、制造業(yè)面臨的競爭和挑戰(zhàn)4.1 4.1 國際形勢的變化國際形勢的變化90年代以來，世界出現(xiàn)了多級化的新格局：年代以來，世

22、界出現(xiàn)了多級化的新格局：政治冷戰(zhàn)政治冷戰(zhàn)經濟熱戰(zhàn)經濟熱戰(zhàn)國際競爭和對抗的焦點由軍備競賽轉向全國際競爭和對抗的焦點由軍備競賽轉向全球范圍內的以科技為先導，經濟為基礎、軍事球范圍內的以科技為先導，經濟為基礎、軍事為后盾的綜合國力的較量；為后盾的綜合國力的較量；4.1 4.1 國際形勢的變化國際形勢的變化產業(yè)技術和經濟實力成為政治對抗的重要資本；產業(yè)技術和經濟實力成為政治對抗的重要資本； 不計生產成本和代價的軍品生產模式不適于不計生產成本和代價的軍品生產模式不適于新形勢下的生產；新形勢下的生產； “戰(zhàn)略伙伴戰(zhàn)略伙伴”關系中經濟色彩突出關系中經濟色彩突出 提高制造業(yè)產品競爭能力，發(fā)展高技術，尤提高制造

23、業(yè)產品競爭能力，發(fā)展高技術，尤其是獨具知識產權的產業(yè)技術成為未來搶占經其是獨具知識產權的產業(yè)技術成為未來搶占經濟制高點、振興國家經濟的焦點濟制高點、振興國家經濟的焦點4.2 4.2 制造業(yè)市場競爭的新特點制造業(yè)市場競爭的新特點1 1）知識技術產品更新的周期更短；）知識技術產品更新的周期更短；4.3 204.3 20世紀世紀9090年代制造業(yè)的標志性進展年代制造業(yè)的標志性進展波音波音777777的設計和制造的設計和制造 全數(shù)字化定義全數(shù)字化定義無紙生產無紙生產 數(shù)字化預裝配數(shù)字化預裝配無金屬樣機的生產無金屬樣機的生產（虛擬制造的一部分）（虛擬制造的一部分） 廣域網上的異地設計、異地制造廣域網上的

24、異地設計、異地制造 基于基于STEPSTEP的數(shù)據(jù)交換的數(shù)據(jù)交換協(xié)同工作小組協(xié)同工作小組Team work 238Team work 238個個設計制造周期大大縮短：設計制造周期大大縮短：4 4年年（而波音（而波音757757、767767約約9-109-10年）年）更大的利潤，每架更大的利潤，每架億億基于分布式基于分布式CAD/CAMCAD/CAM系統(tǒng)在系統(tǒng)在8 8臺臺IBMIBM大型計算機大型計算機ES/9000ES/9000和和IBM5080IBM508050865086圖形終端，圖形終端，發(fā)現(xiàn)零件干涉發(fā)現(xiàn)零件干涉25002500處，減少處，減少工程更改工程更改5050以上以上設計、工藝

25、、制造、供應商、設計、工藝、制造、供應商、潛在用戶的工作小組，潛在用戶的工作小組，70007000人人參加，采用并行工程的模式。參加，采用并行工程的模式。InternetInternet將發(fā)動機供應商將發(fā)動機供應商GEGE、HPHP和諾依斯羅斯聯(lián)在一起。和諾依斯羅斯聯(lián)在一起。63M63M長的波音長的波音777777，裝配準誤差，裝配準誤差僅僅0.58mm.0.58mm.4.4 4.4 消費觀念的變化消費觀念的變化消費者的行為更具選擇性消費者的行為更具選擇性顧客化產品：批量生產的產品逐步被個性化、多樣顧客化產品：批量生產的產品逐步被個性化、多樣化產品所代替化產品所代替制造業(yè)制造業(yè)“服務服務”：產

26、品生產與產品服務的界限越來：產品生產與產品服務的界限越來越模糊、不滿足感增加：越模糊、不滿足感增加：“新三年、舊三年、縫縫新三年、舊三年、縫縫補補又三年補補又三年”的觀念逐步消失的觀念逐步消失 對生產及產品的影響對生產及產品的影響 產品訂貨批量下降，單件、小批產品訂貨批量下降，單件、小批 產品壽命周期減短：產品壽命周期減短：5-105-10年年-3-5-3-5年甚至更短年甚至更短 產品生產周期縮短產品生產周期縮短4.4 4.4 消費觀念的變化消費觀念的變化“中心”的變化以產品為中心以產品為中心以顧客為中心以顧客為中心以市場為中心以市場為中心5 5、先進制造技術、先進制造技術5.1 5.1 先進

27、制造技術的定義及特點先進制造技術的定義及特點5.2 5.2 先進制造技術的分類先進制造技術的分類5.3 5.3 先進制造技術的發(fā)展趨勢先進制造技術的發(fā)展趨勢5.1 5.1 先進制造技術的定義及特點先進制造技術的定義及特點1 1、先進制造技術的定義先進制造技術的定義: : 先進制造技術先進制造技術（advanced manufacturing advanced manufacturing technology, Atechnology, AT T）在傳統(tǒng)制造技術基礎上在傳統(tǒng)制造技術基礎上不斷吸收機械不斷吸收機械. .電子電子. .信息信息. .材料材料. .能源和現(xiàn)代管能源和現(xiàn)代管理等方面的成果

28、理等方面的成果, ,并將其綜合應用于產品設計并將其綜合應用于產品設計. .制造制造. .檢測檢測. .管理管理. .銷售銷售. .使用使用. .服務服務. .乃至回收的乃至回收的全過程全過程, ,以實現(xiàn)優(yōu)質以實現(xiàn)優(yōu)質. .高效高效. .低耗低耗. .清潔清潔. .靈活的靈活的生產生產, ,提高對動態(tài)多變的市場的適應能力和競提高對動態(tài)多變的市場的適應能力和競爭能力的制造技術總稱。爭能力的制造技術總稱。也是取得理想技術經也是取得理想技術經濟效果的制造技術的總稱濟效果的制造技術的總稱. .5.1 5.1 先進制造技術的定義及特點先進制造技術的定義及特點 A AT T這一全新概念的提出，立即受到世這一

29、全新概念的提出，立即受到世界各國政府、企業(yè)界和學術界的高度重界各國政府、企業(yè)界和學術界的高度重視，并將其稱之為面向視，并將其稱之為面向2121世紀的技術。世紀的技術。因為先進制造技術的主要特征是強調實因為先進制造技術的主要特征是強調實用性，它以提高企業(yè)綜合經濟效益為目用性，它以提高企業(yè)綜合經濟效益為目的，所以被認為是提高制造業(yè)競爭能力的，所以被認為是提高制造業(yè)競爭能力的主要手段，對促進整個國民經濟的發(fā)的主要手段，對促進整個國民經濟的發(fā)展有著不可估量的影響。展有著不可估量的影響。 5.1 5.1 先進制造技術的定義及特點先進制造技術的定義及特點 2 2、先進制造技術的特點、先進制造技術的特點 （

30、1 1）先進制造技術不是一成不變的，而是個）先進制造技術不是一成不變的，而是個動態(tài)技術。它是一個相對的、動態(tài)的概念，是動態(tài)技術。它是一個相對的、動態(tài)的概念，是為了適應時代要求，提高競爭能力，對制造技為了適應時代要求，提高競爭能力，對制造技術不斷優(yōu)化所形成的。它要不斷吸收各種高新術不斷優(yōu)化所形成的。它要不斷吸收各種高新技術成果（機械、電子、計算機與通信、控制技術成果（機械、電子、計算機與通信、控制理論、人工智能等、能源及現(xiàn)代系統(tǒng)管理），理論、人工智能等、能源及現(xiàn)代系統(tǒng)管理），將其滲透到產品的設計、制造、生產管理及市將其滲透到產品的設計、制造、生產管理及市場營銷的所有領域及其全部過程，并且實現(xiàn)優(yōu)場

31、營銷的所有領域及其全部過程，并且實現(xiàn)優(yōu)質、高效、低耗、清潔、靈活的生產。質、高效、低耗、清潔、靈活的生產。 5.1 5.1 先進制造技術的定義及特點先進制造技術的定義及特點 （2 2）. . 先進制造技術是面向新世紀的技術系先進制造技術是面向新世紀的技術系統(tǒng)，它的目的很明確，即提高制造業(yè)的綜合效統(tǒng)，它的目的很明確，即提高制造業(yè)的綜合效益（包括經濟效益、社會效益和環(huán)境生態(tài)效益（包括經濟效益、社會效益和環(huán)境生態(tài)效益），贏得激烈的國際市場競爭。益），贏得激烈的國際市場競爭。 （3 3）. .先進制造技術并不拋棄傳統(tǒng)技術，而是先進制造技術并不拋棄傳統(tǒng)技術，而是不斷用科技新手段去研究它，并運用科技新成不

32、斷用科技新手段去研究它，并運用科技新成果去改造它，充實它。特別是利用先進技術研果去改造它，充實它。特別是利用先進技術研究傳統(tǒng)工藝的成形原理，建立數(shù)學模型，并利究傳統(tǒng)工藝的成形原理，建立數(shù)學模型，并利用優(yōu)化設計技術進行傳統(tǒng)工藝方法的優(yōu)化。用優(yōu)化設計技術進行傳統(tǒng)工藝方法的優(yōu)化。 5.1 5.1 先進制造技術的定義及特點先進制造技術的定義及特點 （4 4）. .先進制造技術并不僅限于制造過程本身，先進制造技術并不僅限于制造過程本身，它涉及到產品從市場調研、產品設計、工藝設它涉及到產品從市場調研、產品設計、工藝設計、加工制造、售后售前服務等產品壽命周期計、加工制造、售后售前服務等產品壽命周期的所有內容

33、，并將它們結合成一個有機的整體。的所有內容，并將它們結合成一個有機的整體。 （5 5）. .先進制造技術特別強調計算機技術、信先進制造技術特別強調計算機技術、信息技術和現(xiàn)代系統(tǒng)管理技術，在產品設計、制息技術和現(xiàn)代系統(tǒng)管理技術，在產品設計、制造和生產組織管理等方面的應用。造和生產組織管理等方面的應用。 （6 6）. . 先進制造技術特別強調人的主體作用，先進制造技術特別強調人的主體作用，強調人、技術、管理三者的有機結合。強調人、技術、管理三者的有機結合。5.1 5.1 先進制造技術的定義及特點先進制造技術的定義及特點 （7 7）. .先進制造技術不是一項具體技術，先進制造技術不是一項具體技術，它

34、是利用系統(tǒng)工程技術將各種相關技術它是利用系統(tǒng)工程技術將各種相關技術集成的一個有機整體。集成的一個有機整體。 （8 8）. . 先進制造技術特別強調環(huán)境保護，先進制造技術特別強調環(huán)境保護，既要求其產品是所謂的既要求其產品是所謂的“綠色商品綠色商品”，又要求產品的生產過程是環(huán)保型的。又要求產品的生產過程是環(huán)保型的。5.1 5.1 先進制造技術的定義及特點先進制造技術的定義及特點 3. 先進制造技術特點的具體體現(xiàn)先進制造技術特點的具體體現(xiàn) （1 1）. .高效率高效率 在提高生產效率方面，提高自動化程度是各國致在提高生產效率方面，提高自動化程度是各國致力發(fā)展的方向。近些年來，計算機數(shù)控（力發(fā)展的方向

35、。近些年來，計算機數(shù)控（CNCCNC）、）、計算機輔助設計與制造（計算機輔助設計與制造（CADCAMCADCAM）、柔性制造）、柔性制造系統(tǒng)（系統(tǒng)（FMSFMS）和計算機集成制造系統(tǒng)（）和計算機集成制造系統(tǒng)（CIMSCIMS）發(fā)展）發(fā)展非常迅速。各種新理論層出不窮，如敏捷制造、非常迅速。各種新理論層出不窮，如敏捷制造、快速原型制造、并行工程、及時生產、虛擬制造，快速原型制造、并行工程、及時生產、虛擬制造，集成相關信息和資源，其本質均是實現(xiàn)高效率、集成相關信息和資源，其本質均是實現(xiàn)高效率、自動化生產的思想。就應用于實踐的自動化生產的思想。就應用于實踐的CNCCNC、FNCFNC、FMSFMS來看

36、，已有力地顯示出其有柔性化、自動化、來看，已有力地顯示出其有柔性化、自動化、資源共享和高效率的強大生命力。資源共享和高效率的強大生命力。 5.1 5.1 先進制造技術的定義及特點先進制造技術的定義及特點 2 2、高精度、高精度 在提高精度方面，從精密加工發(fā)展到超精密在提高精度方面，從精密加工發(fā)展到超精密加工，這出是世界各主要工業(yè)發(fā)達國家致力發(fā)展加工，這出是世界各主要工業(yè)發(fā)達國家致力發(fā)展的方向。例如，超大規(guī)模集成電路、導彈火控系的方向。例如，超大規(guī)模集成電路、導彈火控系統(tǒng)、慣導陀螺、精密儀器、精密雷達、精密機床統(tǒng)、慣導陀螺、精密儀器、精密雷達、精密機床等都需要采用超精密加工技術。眾所周知，在飛等

37、都需要采用超精密加工技術。眾所周知，在飛機、潛艇等軍事設施中使用的精密陀螺、復印機機、潛艇等軍事設施中使用的精密陀螺、復印機的磁鼓、大型天文望遠鏡以及大規(guī)模集成電路的的磁鼓、大型天文望遠鏡以及大規(guī)模集成電路的硅片等高新技術產品都需要超精密加工技術的支硅片等高新技術產品都需要超精密加工技術的支持。；而加工精度控制在持。；而加工精度控制在0.1m0.1m以下，表面粗糙以下，表面粗糙度度RaRa在在0.02m0.02m以下的加工方法則稱為超精密加工。以下的加工方法則稱為超精密加工。 5.1 5.1 先進制造技術的定義及特點先進制造技術的定義及特點 3、多樣化、多樣化 隨著難加工材料（高強度、高韌性、

38、高脆性、隨著難加工材料（高強度、高韌性、高脆性、耐高溫及磁性材料）及精密、細小、形狀復雜的耐高溫及磁性材料）及精密、細小、形狀復雜的零件需求迅速嗇，與此相適應的制造技術出日新零件需求迅速嗇，與此相適應的制造技術出日新月異并多樣化。許多產品要求具備很高的強度重月異并多樣化。許多產品要求具備很高的強度重量比；有些產品在精度、工作速度、功率及小型量比；有些產品在精度、工作速度、功率及小型化方面要求很高；有些產品則要求在高溫、高壓化方面要求很高；有些產品則要求在高溫、高壓和腐蝕環(huán)境中能可靠地進行工作。為了適應上述和腐蝕環(huán)境中能可靠地進行工作。為了適應上述要求，新結構、新材料和復雜形狀的精密零件不要求，

39、新結構、新材料和復雜形狀的精密零件不斷出現(xiàn)，其結構形狀愈來愈復雜，材料韌性愈來斷出現(xiàn)，其結構形狀愈來愈復雜，材料韌性愈來愈強，零件精度愈來愈高。這些需求使激光加工、愈強，零件精度愈來愈高。這些需求使激光加工、電子束和離子束加工等新方法應運而生，并得到電子束和離子束加工等新方法應運而生，并得到迅速發(fā)展。迅速發(fā)展。 5.1 5.1 先進制造技術的定義及特點先進制造技術的定義及特點 近年來，以本身形狀尺寸微小或操作尺度極小近年來，以本身形狀尺寸微小或操作尺度極小為特征的微機械的研究和應用受到了廣泛的重視為特征的微機械的研究和應用受到了廣泛的重視交得到了快速的發(fā)展。微機械具有很多特點，如交得到了快速的

40、發(fā)展。微機械具有很多特點，如體積小、精度高、重量輕；性能穩(wěn)定，可靠性高；體積小、精度高、重量輕；性能穩(wěn)定，可靠性高；能耗低，靈敏性和工作效率高；多功能和智能化；能耗低，靈敏性和工作效率高；多功能和智能化；制造成本低廉，適于大批量生產等。正是由于微制造成本低廉，適于大批量生產等。正是由于微機械能夠在狹小空間進行作業(yè)，又不擾亂工作環(huán)機械能夠在狹小空間進行作業(yè)，又不擾亂工作環(huán)境和對象，因而在航空天、精密儀器和生物醫(yī)學境和對象，因而在航空天、精密儀器和生物醫(yī)學等領域具有廣闊應用的潛力。等領域具有廣闊應用的潛力。 5.1 5.1 先進制造技術的定義及特點先進制造技術的定義及特點 4、綜合化、綜合化 當前

41、，制造技術正沿著綜合化方向發(fā)展。例如，當前，制造技術正沿著綜合化方向發(fā)展。例如，在切削區(qū)引入聲、光、電、磁等能量之后，可以形在切削區(qū)引入聲、光、電、磁等能量之后，可以形成超聲振動切削、激光輔助切削、帶電切削、磁化成超聲振動切削、激光輔助切削、帶電切削、磁化切削等組合化特種切削工藝。對最基本的切削工藝切削等組合化特種切削工藝。對最基本的切削工藝加以復合，可以組成諸如電化學與機械加工的復合、加以復合，可以組成諸如電化學與機械加工的復合、電火花與機械加工復合、電化學與超聲波加工復合、電火花與機械加工復合、電化學與超聲波加工復合、電化學與電火花加工復合等。不同的特種工藝出可電化學與電火花加工復合等。不

42、同的特種工藝出可能相互復合。復合工藝的特點在于發(fā)揮各自的優(yōu)勢，能相互復合。復合工藝的特點在于發(fā)揮各自的優(yōu)勢，不僅提高了質量，而且提高了工效，并求得加工能不僅提高了質量，而且提高了工效，并求得加工能力和經濟效益的統(tǒng)一。大力研究和應用特種工藝，力和經濟效益的統(tǒng)一。大力研究和應用特種工藝，尤其是復合工藝，對于航空、航天、精密儀器材料尤其是復合工藝，對于航空、航天、精密儀器材料加工難度越來越大，零件形狀越來越復雜，質量要加工難度越來越大，零件形狀越來越復雜，質量要求越來越高的待業(yè)有著十分重要的意義。求越來越高的待業(yè)有著十分重要的意義。5.2 5.2 先進制造技術的分類先進制造技術的分類1 1、先進設計

43、技術、先進設計技術 設計方法現(xiàn)代化設計方法現(xiàn)代化l 產品可靠性產品可靠性l 可維護性及安全設計可維護性及安全設計l 產品優(yōu)化設計產品優(yōu)化設計l 快速響應設計快速響應設計l 創(chuàng)新設計創(chuàng)新設計l 智能設計智能設計l 產品動態(tài)分析和設計產品動態(tài)分析和設計l 仿真與虛擬設計仿真與虛擬設計l 價值工程設計價值工程設計l 模塊化設計模塊化設計 設計手段計算機化設計手段計算機化l 有限元法有限元法l 優(yōu)化設計優(yōu)化設計l 計算機輔助設計計算機輔助設計l 反求工程技術反求工程技術l CAD/CAMCAD/CAM一體化技術一體化技術l 工程數(shù)據(jù)庫工程數(shù)據(jù)庫 向全壽命周期設計發(fā)展向全壽命周期設計發(fā)展 由單純考慮技術

44、因素轉由單純考慮技術因素轉向綜合考慮技術、經濟向綜合考慮技術、經濟和社會因素和社會因素5.2 5.2 先進制造技術的分類先進制造技術的分類2、先進制造工藝技術 精密、超精密加工技術l m Ra0.3m Ra0.30.03 0.03 m ml m Ra0.3m Ra0.30.005 0.005 m ml m Ram Ra小于小于0.30.30.005 0.005 m m 精密成型制造技術精密成型制造技術l 從制造工件的毛坯、從從制造工件的毛坯、從接近零件形狀向直接制接近零件形狀向直接制成工件的方向發(fā)展成工件的方向發(fā)展 特種加工技術特種加工技術l 高能束流加工（電子束、高能束流加工（電子束、離子束、激光束）離子束、激光束）l 電加工（電解和電火花電加工（電解和電火花) )l 超聲波加工超聲波加工l 高亞水加工高亞水加工l 多種能源的組合加工多種能源的組合加工5.2 5.2 先進制造技術的分類先進制造技術的分類3 3、制造自動化技術、制造自動化技術 數(shù)控技術數(shù)控技術l 數(shù)控裝置數(shù)控裝置l 進給系統(tǒng)進給系統(tǒng)l 主軸系統(tǒng)主軸