機(jī)械工程科學(xué)前沿與發(fā)展課件

機(jī)械科學(xué)的前沿與發(fā)展

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機(jī)械科學(xué)的前沿與發(fā)展

12/28/20221目錄1.制造業(yè)與制造技術(shù)的重大意義2.以微見(jiàn)著——精密化是機(jī)械制造發(fā)展的核心3.以綜見(jiàn)著——自動(dòng)化是機(jī)械制造發(fā)展的途徑4.以網(wǎng)見(jiàn)著——信息化是機(jī)械制造發(fā)展的急需5.以智見(jiàn)著——智能化是機(jī)械制造發(fā)展的方向6.制造業(yè)與制造技術(shù)的創(chuàng)新7.從制造大國(guó)走向制造強(qiáng)國(guó)1/4/20232目錄1.制造業(yè)與制造技術(shù)的重大意義12/28/2制造業(yè)與制造技術(shù)的重大意義1/4/20233制造業(yè)與制造技術(shù)的重大意義12/28/20223制造業(yè)創(chuàng)造了人類(lèi)1）人從猿進(jìn)化而來(lái),人猿分離,是由于人學(xué)會(huì)雙足行走和用手制造并使用工具。2）中國(guó)的元謀人（170萬(wàn)年前的南方古猿）、非洲人早在160萬(wàn)年前即開(kāi)始用火，石料開(kāi)采和加工，形成了原始制造業(yè)。飲食改善促進(jìn)了腦的發(fā)展。200萬(wàn)年前的猿人腦容量約為700毫升，100萬(wàn)年前的直立人腦容量約為1000毫升，50萬(wàn)年前增加到1200毫升，1929年發(fā)現(xiàn)的57萬(wàn)年前的北京（直立）猿人為1050毫升，而現(xiàn)代人的腦容量平均為1450毫升，現(xiàn)代人的大腦皮層褶皺面積為1700-2200平方厘米，是黑猩猩的3倍。3）恩格斯指出：“直立和勞動(dòng)創(chuàng)造了人類(lèi)，而勞動(dòng)是從制造工具開(kāi)始的?！?/4/20234制造業(yè)創(chuàng)造了人類(lèi)1）人從猿進(jìn)化而來(lái),人猿分離,是由于人學(xué)制造業(yè)不是夕陽(yáng)工業(yè)(1)1.美國(guó)的教訓(xùn)1)上個(gè)世紀(jì)70年代,美國(guó)不重視制造業(yè),把制造業(yè)稱(chēng)為“夕陽(yáng)工業(yè)”,結(jié)果導(dǎo)致美國(guó)80年代的經(jīng)濟(jì)衰退。2)80年代后期，美國(guó)的一些國(guó)會(huì)議員、政府要員紛紛要求政府出面，協(xié)調(diào)和支持制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，1991年，布什政府期間，美國(guó)白宮科學(xué)技術(shù)政策辦公室發(fā)表了總數(shù)為22項(xiàng)的美國(guó)國(guó)家關(guān)鍵技術(shù)，其中制造技術(shù)占4項(xiàng)，標(biāo)志著美國(guó)科技政策的轉(zhuǎn)變。3)克林頓上臺(tái)后，對(duì)制造業(yè)大力支持，他把先進(jìn)制造技術(shù)列為六大國(guó)防關(guān)鍵技術(shù)之首。結(jié)果美國(guó)在機(jī)械工業(yè)、汽車(chē)工業(yè)、航空工業(yè)及信息產(chǎn)業(yè)等方面取得了明顯的進(jìn)展，使美國(guó)的經(jīng)濟(jì)連續(xù)8年取得了2-3%的增長(zhǎng)率，而且還同時(shí)保持低通脹率和低失業(yè)率。這就是克林頓雖發(fā)生丑聞而未被彈劾的主要原因。1/4/20235制造業(yè)不是夕陽(yáng)工業(yè)(1)12/28/20225制造業(yè)不是夕陽(yáng)工業(yè)(2)2.日本的經(jīng)驗(yàn)1）在上個(gè)世紀(jì)70-80年代，日本非常重視制造業(yè)，特別大抓了汽車(chē)制造和微電子制造，結(jié)果日本的汽車(chē)和家用電器占領(lǐng)了全世界的市場(chǎng)，特別是大舉進(jìn)入了美國(guó)市場(chǎng)。2）日本的微電子芯片成為美國(guó)高技術(shù)產(chǎn)品的關(guān)鍵元件。1991年海灣戰(zhàn)爭(zhēng)結(jié)束后，日本人說(shuō)美國(guó)贏得這場(chǎng)戰(zhàn)爭(zhēng)是依靠的日本的芯片，是“日本的芯片打敗了伊拉克的鋼片”。1/4/20236制造業(yè)不是夕陽(yáng)工業(yè)(2)2.日本的經(jīng)驗(yàn)12/28/20226制造業(yè)不是夕陽(yáng)工業(yè)(3)3.東南亞經(jīng)濟(jì)危機(jī)的啟示1）1998年爆發(fā)的動(dòng)南亞經(jīng)濟(jì)危機(jī)，從另一個(gè)側(cè)面反映了一個(gè)國(guó)家發(fā)展制造業(yè)的重要。一個(gè)國(guó)家，如果把經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)放在股票、旅游、金融、房地產(chǎn)、服務(wù)業(yè)上，而無(wú)自己的制造業(yè)，這個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)就容易形成泡沫經(jīng)濟(jì)，一有風(fēng)吹草動(dòng)就會(huì)產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)危機(jī)。2）新加坡、臺(tái)灣都有自己的制造業(yè)，因此受經(jīng)濟(jì)危機(jī)的影響小一些。1/4/20237制造業(yè)不是夕陽(yáng)工業(yè)(3)3.東南亞經(jīng)濟(jì)危機(jī)的啟示12/28/制造業(yè)不是夕陽(yáng)工業(yè)(4)4.瑞士依靠什么使人均產(chǎn)值居世界第一？1）瑞士是一個(gè)僅700萬(wàn)人口的小國(guó)，但瑞士的制造業(yè)十分發(fā)達(dá)，瑞士的精密機(jī)械產(chǎn)品的出口量是我國(guó)的8倍，瑞士的手表世界第一，連小小的軍刀，也風(fēng)靡全世界。2）現(xiàn)在瑞士的年人均國(guó)民生產(chǎn)總值達(dá)到4.3萬(wàn)美元以上,居世界第一。1/4/20238制造業(yè)不是夕陽(yáng)工業(yè)(4)4.瑞士依靠什么使人均產(chǎn)值12制造業(yè)是產(chǎn)業(yè)革命的主力軍（1）第一次產(chǎn)業(yè)革命：1733-18781）又稱(chēng)為：蒸汽革命。2）產(chǎn)業(yè)革命的標(biāo)志：瓦特發(fā)明的蒸汽機(jī)。3）英國(guó)的制造業(yè)孕育和實(shí)現(xiàn)了瓦特的發(fā)明4）制造業(yè)和瓦特的發(fā)明推動(dòng)了熱力學(xué)理論的誕生。1/4/20239制造業(yè)是產(chǎn)業(yè)革命的主力軍（1）第一次產(chǎn)業(yè)革命：1733-18制造業(yè)是產(chǎn)業(yè)革命的主力軍（2）第二次產(chǎn)業(yè)革命：1879-19451）又稱(chēng)為：電氣革命。2）產(chǎn)業(yè)革命的標(biāo)志：電燈（愛(ài)迪生）、電話(huà)（貝爾）、電機(jī)（西門(mén)子）等電氣化產(chǎn)品。3）制造業(yè)肇始了電的應(yīng)用，而后才有麥克斯韋電動(dòng)力學(xué)理論的誕生。4）麥克斯韋電動(dòng)力學(xué)理論推動(dòng)了20世紀(jì)初開(kāi)始的無(wú)線(xiàn)電、微波、雷達(dá)、合成孔徑、微波成像、衛(wèi)星通信、宇宙微波探測(cè)等技術(shù)的發(fā)展。5）牛頓力學(xué)和電動(dòng)力學(xué)又為量子力學(xué)的發(fā)展指引了道路，導(dǎo)致了量子場(chǎng)論的創(chuàng)立。1/4/202310制造業(yè)是產(chǎn)業(yè)革命的主力軍（2）第二次產(chǎn)業(yè)革命：1879-19制造業(yè)是產(chǎn)業(yè)革命的主力軍（3）第三次產(chǎn)業(yè)革命：1945-19721）又稱(chēng)為：電子（原子）革命。2）產(chǎn)業(yè)革命的標(biāo)志：原子彈（1945）、電子計(jì)算機(jī)（1946）、晶體管（1948）、集成電路、微電子技術(shù)等。3）微電子制造技術(shù)開(kāi)創(chuàng)了全新的信息時(shí)代。1/4/202311制造業(yè)是產(chǎn)業(yè)革命的主力軍（3）第三次產(chǎn)業(yè)革命：1945-19制造業(yè)是產(chǎn)業(yè)革命的主力軍（4）第四次產(chǎn)業(yè)革命：1973-1）又稱(chēng)為：高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)革命。2）產(chǎn)業(yè)革命的標(biāo)志：眾多高新技術(shù)產(chǎn)品，如微電子產(chǎn)品、電腦、新一代通信產(chǎn)品、新一代汽車(chē)、磁懸浮列車(chē)、新一代飛機(jī)、機(jī)器人、生物工程產(chǎn)品、新一代藥物、綠色食品、轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品等等。3）微器件制造工藝，如拉單晶、摻雜、擴(kuò)散、離子注入、外延、濺射、化學(xué)沉積（CVD）、光刻、表面貼裝、自動(dòng)化組裝、進(jìn)而到納米器件制造工藝將把高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)革命推向頂峰。1/4/202312制造業(yè)是產(chǎn)業(yè)革命的主力軍（4）第四次產(chǎn)業(yè)革命：1973-1221世紀(jì)科學(xué)技術(shù)發(fā)展總趨勢(shì)(1)一、中心科學(xué)技術(shù)的轉(zhuǎn)移1.信息科學(xué)技術(shù)目前是發(fā)展高峰期，預(yù)計(jì)其中心科學(xué)技術(shù)的地位還可持續(xù)四十年。2.生命科學(xué)技術(shù)現(xiàn)在已開(kāi)始注重其發(fā)展與應(yīng)用，預(yù)計(jì)21世紀(jì)30年代開(kāi)始逐步轉(zhuǎn)變?yōu)橹行目茖W(xué)技術(shù)。3.認(rèn)知科學(xué)技術(shù)智能化趨勢(shì)現(xiàn)已顯露，預(yù)計(jì)21世紀(jì)70年代開(kāi)始將成為科學(xué)技術(shù)發(fā)展的中心。1/4/20231321世紀(jì)科學(xué)技術(shù)發(fā)展總趨勢(shì)(1)一、中心科學(xué)技術(shù)的轉(zhuǎn)移12/21世紀(jì)科學(xué)技術(shù)發(fā)展總趨勢(shì)(2)二、世界科技中心（地區(qū)或國(guó)家）的轉(zhuǎn)移

中國(guó)（公元3世紀(jì)—公元13世紀(jì))→

意大利（1540年—1610年）→

英國(guó)（1660年—1730年）→

法國(guó)（1770年—1830年）→

德國(guó)（1810年—1920年）→

美國(guó)（1920年—）→

可能轉(zhuǎn)向東方（日本、中國(guó)）1/4/20231421世紀(jì)科學(xué)技術(shù)發(fā)展總趨勢(shì)(2)二、世界科技中心（地區(qū)或國(guó)家高技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)域

(1)信息科學(xué)技術(shù)（包括微電子、光電子科學(xué)技術(shù)）(2)生物科學(xué)技術(shù)（包括生命科學(xué)技術(shù)）(3)新能源科學(xué)技術(shù)（包括核能科學(xué)技術(shù)）(4)新材料科學(xué)技術(shù)（包括納米科學(xué)技術(shù)）(5)環(huán)境科學(xué)技術(shù)（包括地球科學(xué)技術(shù)）(6)航空航天科學(xué)技術(shù)（包括軍事科學(xué)技術(shù)）(7)海洋科學(xué)技術(shù)（包括地球科學(xué)技術(shù)）(8)先進(jìn)制造科學(xué)技術(shù)（包括微機(jī)電系統(tǒng)科學(xué)技術(shù)）(9)管理科學(xué)技術(shù)（包括軟科學(xué)技術(shù)）(10)認(rèn)知科學(xué)技術(shù)（包括人腦和智能系統(tǒng)科學(xué)技術(shù)）1/4/202315高技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)域

(1)信息科學(xué)技術(shù)（包括微電子、光電21世紀(jì)改變?nèi)祟?lèi)的科學(xué)與技術(shù)

科學(xué)

技術(shù)

物質(zhì)科學(xué)

信息技術(shù)

生命科學(xué)

生物技術(shù)

納米技術(shù)

能源技術(shù)

1/4/20231621世紀(jì)改變?nèi)祟?lèi)的科學(xué)與技術(shù)

12/28/202216從科學(xué)發(fā)現(xiàn)到技術(shù)發(fā)明1/4/202317從科學(xué)發(fā)現(xiàn)到技術(shù)發(fā)明12/28/20221720世紀(jì)改變世界的重要機(jī)電產(chǎn)品

1/4/20231820世紀(jì)改變世界的重要機(jī)電產(chǎn)品

12/28/2022181/4/20231912/28/202219中國(guó)制造業(yè)的成就(1)2001年,中國(guó)工程院的調(diào)查結(jié)論:1）中國(guó)制造業(yè)占國(guó)民生產(chǎn)總值的1/32）占整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)的4/53）為國(guó)家財(cái)政提供1/3以上的收入4）貢獻(xiàn)出口總額的90%5）就業(yè)人員8043萬(wàn)1/4/202320中國(guó)制造業(yè)的成就(1)2001年,中國(guó)工程院的調(diào)查結(jié)論:12中國(guó)制造業(yè)的成就(2)改革開(kāi)放20年來(lái)中國(guó)制造業(yè)的進(jìn)步：1）引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)2500多項(xiàng)，占全國(guó)的1/3以上。近幾年發(fā)展的新產(chǎn)品，50%達(dá)到80年代中后期的世界水平。2）一些重要產(chǎn)品的年生產(chǎn)能力已躍居世界前列，如汽車(chē)280萬(wàn)輛以上（其中轎車(chē)120萬(wàn)輛以上），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），大中型拖拉機(jī)11萬(wàn)臺(tái)以上，金切機(jī)床10萬(wàn)臺(tái)以上。1/4/202321中國(guó)制造業(yè)的成就(2)改革開(kāi)放20年來(lái)中國(guó)制造業(yè)的進(jìn)步：12中國(guó)制造業(yè)的成就(3)改革開(kāi)放20年來(lái)中國(guó)制造業(yè)的進(jìn)步：3）我國(guó)已成為世界最大的服裝紡織品出口國(guó)；與日本、馬來(lái)西亞和韓國(guó)并稱(chēng)世界消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品四大生產(chǎn)國(guó)。4）成功開(kāi)發(fā)生產(chǎn)了運(yùn)七、運(yùn)八、新舟60等支線(xiàn)飛機(jī)。5）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)器人等產(chǎn)品。1/4/202322中國(guó)制造業(yè)的成就(3)改革開(kāi)放20年來(lái)中國(guó)制造業(yè)的進(jìn)步：12制造業(yè)的重大意義(1)1）在發(fā)達(dá)國(guó)家中,制造業(yè)創(chuàng)造了約60%的社會(huì)財(cái)富、約45%的國(guó)民經(jīng)濟(jì)收入。2）據(jù)統(tǒng)計(jì)，美國(guó)68%的社會(huì)財(cái)富來(lái)自于制造業(yè)。3）CIRP在1999年的報(bào)告中指出：在國(guó)家生產(chǎn)力的構(gòu)成中，制造技術(shù)的作用一般占55%~65%。4）在許多國(guó)家的科技發(fā)展計(jì)劃中，先進(jìn)制造技術(shù)都被列為優(yōu)先發(fā)展的科技。1/4/202323制造業(yè)的重大意義(1)1）在發(fā)達(dá)國(guó)家中,制造業(yè)創(chuàng)造了約60%制造業(yè)的重大意義(2)“十五”規(guī)劃中確定的八個(gè)最具戰(zhàn)略影響的領(lǐng)域:1)信息技術(shù)2)生物技術(shù)3)新材料技術(shù)4)先進(jìn)制造與自動(dòng)化技術(shù)5)資源環(huán)境技術(shù)6)航空航天技術(shù)7)能源技術(shù)8)先進(jìn)防御技術(shù)，

其中，先進(jìn)制造與自動(dòng)化技術(shù)又是實(shí)現(xiàn)各種高新技術(shù)的保障技術(shù)。1/4/202324制造業(yè)的重大意義(2)“十五”規(guī)劃中確定的八個(gè)最具戰(zhàn)略影響的制造業(yè)的重大意義(3)1/4/202325制造業(yè)的重大意義(3)12/28/202225制造業(yè)的重大意義(4)人大常委會(huì)副委員長(zhǎng)宋健指出：“制造業(yè)是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化工業(yè)的水之源、木之本，是實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的保障和原動(dòng)力，是國(guó)家實(shí)力的脊梁，是支持共和國(guó)大廈的基石。沒(méi)有強(qiáng)大制造能力的國(guó)家永遠(yuǎn)成不了經(jīng)濟(jì)強(qiáng)國(guó)?！?/4/202326制造業(yè)的重大意義(4)人大常委會(huì)副委員長(zhǎng)宋健指出：12/28制造業(yè)的重大意義(5)1）制造業(yè)處于國(guó)家工業(yè)的中心地位，2）是國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)，3）是工業(yè)化、現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)動(dòng)機(jī)和動(dòng)力源，4）是在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中取勝的法寶，5）是技術(shù)進(jìn)步的主要舞臺(tái)，6）是提高人均收入的財(cái)源、國(guó)防安全的保障、發(fā)展現(xiàn)代文明的物質(zhì)基礎(chǔ)。1/4/202327制造業(yè)的重大意義(5)1）制造業(yè)處于國(guó)家工業(yè)的中心地位，12知識(shí)經(jīng)濟(jì)與制造業(yè)1/4/202328知識(shí)經(jīng)濟(jì)與制造業(yè)12/28/202228以微見(jiàn)著

—精密化是機(jī)械制造發(fā)展的核心—1/4/202329以微見(jiàn)著

—精密化是機(jī)械制造發(fā)展的核心—12/28/2022以微見(jiàn)著

—精密化是機(jī)械制造發(fā)展的核心—1.20世紀(jì)的三個(gè)重大科學(xué)成就都是“以微見(jiàn)著”2.信息產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)是微電子芯片制造3.加工精度及其發(fā)展4.現(xiàn)代超精密機(jī)械對(duì)精度的要求5.細(xì)微與納米加工技術(shù)可達(dá)的水平6.微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）的重大意義7.各國(guó)對(duì)MEMS研究的關(guān)注1/4/202330以微見(jiàn)著

—精密化是機(jī)械制造發(fā)展的核心—12/28/202220世紀(jì)的三個(gè)重大科學(xué)成就

都是“以微見(jiàn)著”(1)

1.量子力學(xué)

1900年，普朗克依據(jù)黑體輻射實(shí)驗(yàn)而提出量子假說(shuō)，后與玻爾、薛定諤等人于1925年建立量子力學(xué)。解決了波粒二重性問(wèn)題：在原子尺度下，粒子的能量與波動(dòng)的頻率成正比，動(dòng)量與波長(zhǎng)成反比。2.相對(duì)論

1)狹義相對(duì)論：1905年，愛(ài)因斯坦在邁克爾遜測(cè)量光速的基礎(chǔ)上，提出了狹義相對(duì)論，預(yù)示了原子能的巨大潛力：E=mc2E–能量，m–質(zhì)量，c–光速

2)廣義相對(duì)論：1915年提出廣義相對(duì)論，揭示了時(shí)間、空間、物質(zhì)和運(yùn)動(dòng)的普遍規(guī)律。1/4/20233120世紀(jì)的三個(gè)重大科學(xué)成就

都是“以微見(jiàn)著”(1)

1.量子

20世紀(jì)的三個(gè)重大科學(xué)成就

都是“以微見(jiàn)著”(2)

3.DNA（脫氧核糖核酸）雙螺旋結(jié)構(gòu)

1)1953年沃森和克里克發(fā)現(xiàn)生物大分子是由DNA組成，其結(jié)構(gòu)是雙螺旋結(jié)構(gòu)，遺傳密碼存在于DNA中（稱(chēng)為

基因）。2)1973年美國(guó)的科恩和博耶演示了世界上第一例DNA分子重組，打開(kāi)了理解生命奧秘的大門(mén)，1973年成為人類(lèi)進(jìn)入信息時(shí)代的標(biāo)志。3)1997年英國(guó)成功地用體細(xì)胞克隆技術(shù)培養(yǎng)出羊“多莉”，第一次實(shí)現(xiàn)了生命的復(fù)制。1/4/202332

20世紀(jì)的三個(gè)重大科學(xué)成就

都是“以微見(jiàn)著”(2)

12/現(xiàn)代超精密機(jī)械對(duì)精度的要求1/4/202333現(xiàn)代超精密機(jī)械對(duì)精度的要求12/28/202233采用硅微工藝刻蝕制造的

微機(jī)械手1/4/202334采用硅微工藝刻蝕制造的

微機(jī)械手12/28/202234加工精度及其發(fā)展

1—車(chē)、銑2—磨3—CNC機(jī)床 4—研磨、工具磨5—光學(xué)磨、金剛石車(chē)、磨6—金剛石超精車(chē)、磨、電解加工7—衍射光柵刻線(xiàn)機(jī)8—電子束、離子束、X射線(xiàn)9—分子束生長(zhǎng)、離子注10—掃描隧道技術(shù)1/4/202335加工精度及其發(fā)展

1—車(chē)、銑12/28/202235細(xì)微與納米加工技術(shù)可達(dá)的水平

1/4/202336細(xì)微與納米加工技術(shù)可達(dá)的水平

12/28/202236以綜見(jiàn)著—自動(dòng)化是機(jī)械工程發(fā)展的途徑—

1/4/202337以綜見(jiàn)著—自動(dòng)化是機(jī)械工程發(fā)展的途徑—

12/28/2022以綜見(jiàn)著

—綜合化是機(jī)械工程發(fā)展的途徑—

1.自動(dòng)化是機(jī)械工程綜合化的核心和目標(biāo)2.機(jī)電一體化工程(MechatronicEngineering）是高技術(shù)裝備的基礎(chǔ)3.先進(jìn)制造系統(tǒng)以綜合（集成、整合）為手段4.特種加工技術(shù)與裝備是典型的綜合技術(shù)與裝備1/4/202338以綜見(jiàn)著

—綜合化是機(jī)械工程發(fā)展的途徑—

1.自動(dòng)化是機(jī)械工自動(dòng)化是機(jī)械工程

綜合化的核心和目標(biāo)

1.自動(dòng)控制基礎(chǔ)理論的發(fā)展1）經(jīng)典控制論2）現(xiàn)代控制論3）大系統(tǒng)控制論（智能控制論）2.當(dāng)前工程控制論的前沿3.制造中的自動(dòng)化技術(shù)1/4/202339自動(dòng)化是機(jī)械工程

綜合化的核心和目標(biāo)

1.自動(dòng)控制基礎(chǔ)理論的工程控制論的前沿

1.“非”:2.“智”:1)非線(xiàn)性1)智能系統(tǒng)2)非定常2)智能控制3)非經(jīng)典3)智能優(yōu)化4)非一般5)非對(duì)稱(chēng)6)非平衡1/4/202340工程控制論的前沿1.“非”:制造中的自動(dòng)化技術(shù)1.CAD/CAM技術(shù)(包括CAT/CAE/---CAX)2.數(shù)字控制技術(shù)3.機(jī)電一體化技術(shù)(包括光、液、氣)4.傳感器與測(cè)試技術(shù)5.伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)6.自動(dòng)機(jī)技術(shù)(包括輸送、存儲(chǔ)、裝卸及機(jī)器人)7.加工、裝配和檢驗(yàn)中的自動(dòng)化技術(shù)8.制造系統(tǒng)技術(shù)9.管理信息化技術(shù)10.回收與維修中的自動(dòng)化技術(shù)結(jié)論：制造自動(dòng)化技術(shù)的基礎(chǔ)是數(shù)字技術(shù)1/4/202341制造中的自動(dòng)化技術(shù)1.CAD/CAM技術(shù)(包括CAT/CAE機(jī)電一體化工程是

高技術(shù)裝備的基礎(chǔ)

1.微電子芯片制造2.光電子器件制造3.自動(dòng)化設(shè)備制造4.儀器儀表、醫(yī)療、生物、環(huán)保等高技術(shù)設(shè)備5.新型機(jī)械設(shè)備1/4/202342機(jī)電一體化工程是

高技術(shù)裝備的基礎(chǔ)

1.微電子芯片制造12信息產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)是微電子芯片制造

莫爾規(guī)律：一片硅片上的晶體管數(shù)（集成度），每隔18—24個(gè)月翻一番，預(yù)計(jì)這一規(guī)律還要持續(xù)10-15年。

微電子芯片功能的增長(zhǎng)情況：

芯片上的微刻技術(shù)(納米加工技術(shù))生物芯片：比現(xiàn)有的芯片體積縮小50倍，速度快100倍，智能化程度更高。1/4/202343信息產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)是微電子芯片制造

莫爾規(guī)律：一片硅片上的晶

關(guān)于微電子芯片制造(1)

1.巨大的投資建一座生產(chǎn)1000兆位存儲(chǔ)器的芯片制造廠，需要投資150億美元。2.我國(guó)的出路

1）美國(guó)德克薩斯儀器公司已設(shè)計(jì)出一套3000萬(wàn)美元的裝置，稱(chēng)為MMST（微電子生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)），其生產(chǎn)能力可與10億美元的工廠相比。2）建小規(guī)模而有效益的專(zhuān)用集成電路（ASIC）生產(chǎn)廠。3）起步逐一研制制造芯片的有關(guān)設(shè)備。1/4/202344

關(guān)于微電子芯片制造(1)

1.巨大的投資12/28/202

關(guān)于微電子芯片制造(2)

3.當(dāng)前的芯片制造設(shè)備

1)當(dāng)前“三超”（超凈、超純、超精加工）的水平

(1)超凈：塵埃顆粒直徑<0.1微米顆粒數(shù)<0.1個(gè)/立方英尺空氣(2)超純：有害雜質(zhì)含量達(dá)到ppb(十億分之一)(3)超精加工：鈉米級(jí)

2)重要的設(shè)備(1)深紫外線(xiàn)曝光+相移掩膜技術(shù)，達(dá)0.3~0.35微米(2)準(zhǔn)分子激光光源+相移掩膜技術(shù)，達(dá)0.18~0.25微米(3)電子束和X射線(xiàn)曝光技術(shù)，達(dá)0.01~0.04微米(4)超薄層淀積（分子束外延和化學(xué)氣相淀積），達(dá)原子級(jí)~納米級(jí)(5)其他設(shè)備（各種干法刻蝕設(shè)備，大束流和低能離子注入精密摻雜設(shè)備，淺結(jié)歐姆接觸和多層布線(xiàn)加工設(shè)備、超純材料制備、超凈封裝、測(cè)試設(shè)備等）1/4/202345

關(guān)于微電子芯片制造(2)

3.當(dāng)前的芯片制造設(shè)備12/2重要的新型機(jī)械產(chǎn)業(yè)

（不包括車(chē)輛、航空、航天、船舶、兵器、核工業(yè)）1.電動(dòng)車(chē)輛產(chǎn)業(yè)2.計(jì)算機(jī)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)（這是基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)）3.工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)(包括運(yùn)輸、檢測(cè)、存儲(chǔ))4.超精密機(jī)械產(chǎn)業(yè)（特別是微機(jī)電系統(tǒng)設(shè)備）5.特種加工設(shè)備產(chǎn)業(yè)(包括快速成形、表面技術(shù)、特種材料加工等設(shè)備)6.現(xiàn)代工程機(jī)械設(shè)備產(chǎn)業(yè)7.現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備產(chǎn)業(yè)8.現(xiàn)代醫(yī)療機(jī)械設(shè)備產(chǎn)業(yè)9.新型交通工具產(chǎn)業(yè)（包括磁懸浮列車(chē)、太陽(yáng)能車(chē)輛綠色汽車(chē)、微型飛行器…）10.現(xiàn)代家用電器產(chǎn)業(yè)1/4/202346重要的新型機(jī)械產(chǎn)業(yè)

（不包括車(chē)輛、航空、航天、船舶、兵器、核特種加工技術(shù)與裝備

是典型的綜合技術(shù)與裝備

1.電火花加工2.電化學(xué)加工3.激光加工4.高能束加工5.其它特種加工(噴丸加工、噴射水加工、表面噴涂、電鑄、光刻等)6.增材制造（包括快速成形）1/4/202347特種加工技術(shù)與裝備

是典型的綜合技術(shù)與裝備

1.電火花加工先進(jìn)制造系統(tǒng)以綜合為手段(一)近二十年來(lái)，世界各國(guó)共提出數(shù)十種先進(jìn)制造系統(tǒng)，其中較重要的有38種：(1)CAD/CAM/CAE(計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)/計(jì)算機(jī)輔助制造/計(jì)算機(jī)輔助工程);(2)成組技術(shù)(GroupTechnology)(GT);(3)全面質(zhì)量管理(TotalQualityManufacturing)(TQM);(4)材料需求計(jì)劃(MaterialRequisitePlanning)(MRP-I);1/4/202348先進(jìn)制造系統(tǒng)以綜合為手段(一)近二十年來(lái)，世界各國(guó)共提出數(shù)十先進(jìn)制造系統(tǒng)(續(xù))(5)制造資源計(jì)劃(ManufacturingResourcePlanning)(MRP-II);(6)柔性制造系統(tǒng)(FlexibleManufacturingSystem)(FMS);(7)準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)制(JustInTime)(JIT);(8)計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)劃（CAPP);1/4/202349先進(jìn)制造系統(tǒng)(續(xù))12/28/202249先進(jìn)制造系統(tǒng)(續(xù))(9)為了制造的(裝配的，試驗(yàn)的······)設(shè)計(jì)(DFMA,DFA,DFT······DFX);(10)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(ComputerIntegratedManufacturingSystem)（CIMS);(11)用戶(hù)驅(qū)動(dòng)生產(chǎn)(CustomerDrivenProduction)(CDP);(12)企業(yè)重組(BusinessReengineering)(BR);(13)并行工程(ConcurrentEngineering)(CE);1/4/202350先進(jìn)制造系統(tǒng)(續(xù))(9)為了制造的(裝配的先進(jìn)制造系統(tǒng)(續(xù))(14)環(huán)境友好生產(chǎn)(EnvironmentFriendlyManufacturing)(EFM);(15)精益生產(chǎn)(LeanProduction)(LP);(16)敏捷制造(AgileManufacturing)(AM);(17)多智能體制造系統(tǒng)(Multi-AgentManufacturingSystem)(MAMS);1/4/202351先進(jìn)制造系統(tǒng)(續(xù))12/28/202251先進(jìn)制造系統(tǒng)(續(xù))(18)虛擬制造(VirtualManufacturing)(VM);(19)增廣現(xiàn)實(shí)制造(AugmentedRealityManufacturing)(ARM);(20)協(xié)同制造(HolonicManufacturing)(HM);(21)生物型制造(BiologicalManufacturing)(BM);(22)壽命周期工程(LifeCycleEngineering)(LCE);(23)綠色制造(GreenManufacturing)(GM);1/4/202352先進(jìn)制造系統(tǒng)(續(xù))(18)虛擬制造(Virtu先進(jìn)制造系統(tǒng)(續(xù))(24)網(wǎng)絡(luò)合作制造(Network-CollaborativeManufacturing)(NCM);(25)遙遠(yuǎn)制造(RemoteManufacturing)(RM);(26)全面生產(chǎn)維護(hù)(TotalProductionMaintenance)(TPM);(27)開(kāi)放結(jié)構(gòu)制造系統(tǒng)(OpenArchitectureManufacturingSystem)(OAMS);(28)智能制造(IntelligentManufacturing)(IM);1/4/202353先進(jìn)制造系統(tǒng)(續(xù))(24)網(wǎng)絡(luò)合作制造(Network-Co先進(jìn)制造系統(tǒng)(續(xù))(29)分形企業(yè)(FractalEnterprise)(FE);(30)預(yù)計(jì)生產(chǎn)改進(jìn)系統(tǒng)(Pre-PlannedProductImprovementsystem)(P3IS);(31)企業(yè)資源計(jì)劃(EnterpriseResourcePlanning)(ERP);(33)快速原型制造(RapidPrototypeManufacturing)(RPM);(34)自組織生產(chǎn)系統(tǒng)(Self-OrganisedProductionSystem)(SOPS);1/4/202354先進(jìn)制造系統(tǒng)(續(xù))(29)分形企業(yè)(Fract先進(jìn)制造系統(tǒng)(續(xù))(35)可重組制造系統(tǒng)(ReconfigurableManufacturingSystem)(RCMS);(36)大規(guī)模定制(MassCustomization)(MC);(37)全球制造(GlobalManufacturing)(GM);(38)下一代制造系統(tǒng)(NextGenerationManufacturingSystem)(NGMS)1/4/202355先進(jìn)制造系統(tǒng)(續(xù))12/28/202255先進(jìn)制造系統(tǒng)以綜合為手段(二)各種先進(jìn)制造系統(tǒng)建模用的數(shù)學(xué)方法多達(dá)40多種，如：(1)專(zhuān)家系統(tǒng)(ExpertSystem)(KnowledgeBasedSystem)(ES);(2)模式識(shí)別(PatternRecognition)(PR);(3)圖論(GraphTheory)(GT);(4)相似理論(SimilarityTheory)(ST);(5)優(yōu)化理論(OptimizationTheory)(OT);1/4/202356先進(jìn)制造系統(tǒng)以綜合為手段(二)各種先進(jìn)制造系統(tǒng)建模用的數(shù)學(xué)方制造系統(tǒng)建模的數(shù)學(xué)方法(續(xù))(6)博弈論(GameTheory)(GM);(7)時(shí)間序列分析(TimeSeriesAnalysis)(TSA);(8)小波理論(WaveletTheory)(WT);(9)制造幾何(ManufacturingGeometry)(MG);(10)樣條理論(SplineTheory)(ST);(11)逆向工程(ReverseEngineering)(RE);(12)計(jì)算機(jī)視覺(jué)(ComputerVision)(CV);(13)自然語(yǔ)言理解(NatureLanguageProcessing)(NLP);1/4/202357制造系統(tǒng)建模的數(shù)學(xué)方法(續(xù))(6)博弈論(GameTh制造系統(tǒng)建模的數(shù)學(xué)方法(續(xù))(14)知識(shí)表示(KnowledgeRepresentation)(KR);(15)啟發(fā)搜索(HeuristicSearch)(HS);(16)基于約束的搜索(ConstraintBasedSearch)(CBS);(17)可信度理論(ConfidenceTheory)(CT);(18)定性推理(QualitativeReasoning)(QR);(19)推理技術(shù)(ReasoningTechniques)(RT);1/4/202358制造系統(tǒng)建模的數(shù)學(xué)方法(續(xù))(14)知識(shí)表示(Knowled制造系統(tǒng)建模的數(shù)學(xué)方法(續(xù))(20)機(jī)器學(xué)習(xí)(MachineLearning)(McL);(21)機(jī)器證明(MachineProving)(MP);(22)多值邏輯(MultipleLogic)(ML);(23)模糊數(shù)學(xué)(FuzzyMathematics)(FM);(24)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(NeuralNetwork)(NN);(25)Petri網(wǎng)絡(luò)(PetriNetwork)(PN);1/4/202359制造系統(tǒng)建模的數(shù)學(xué)方法(續(xù))12/28/202259制造系統(tǒng)建模的數(shù)學(xué)方法(續(xù))(26)免疫網(wǎng)絡(luò)(ImmuneNetwork)(IN);(27)基因算法(GeneticAlgorithm)GA);(28)人工生命(ArtificialLife)(AL);(29)聯(lián)想記憶(AssociativeMemory)(AM);(30)黑板結(jié)構(gòu)(BlackboardArchitecture)(BA);(31)多智能體系統(tǒng)(Multi-AgentSystems)(MAS);1/4/202360制造系統(tǒng)建模的數(shù)學(xué)方法(續(xù))12/28/202260制造系統(tǒng)建模的數(shù)學(xué)方法(續(xù))(32)成組技術(shù)(GroupTechnology)(GT);(33)并行工程(ConcurrentEngineering)(CN);(34)生物制造計(jì)算(BiologicalManufacturingComputation)(BMC);(35)Holonic制造計(jì)算(HolonicManufacturingComputation)(HMC);(36)非經(jīng)典控制論(Non-ClassicalControlTheory)(NCCT);(37)運(yùn)籌學(xué)(OperationsResearch)(OR);1/4/202361制造系統(tǒng)建模的數(shù)學(xué)方法(續(xù))(32)成組技術(shù)(GroupT制造系統(tǒng)建模的數(shù)學(xué)方法(續(xù))(38)系統(tǒng)工程(SystemEngineering)(SE);(39)模擬退火(SimulatedAnnealing)(SA);(40)組合數(shù)學(xué)(ConbinatorialMathematics)(CM);(41)分形與分維(FractalTheory)(FT);(42)混沌理論(ChaosTheory)(CT);(43)非線(xiàn)性數(shù)學(xué)(NonlinearMathematics)(NM);(44)網(wǎng)絡(luò)數(shù)學(xué)(NetworkMathematics)(NtM)(45)智能數(shù)學(xué)(IntelligentMathematics)(IM);1/4/202362制造系統(tǒng)建模的數(shù)學(xué)方法(續(xù))(38)系統(tǒng)工程(Syste以網(wǎng)見(jiàn)著

—信息化是機(jī)械工程發(fā)展的急需—

1/4/202363以網(wǎng)見(jiàn)著

—信息化是機(jī)械工程發(fā)展的急需—

12/28/202以網(wǎng)見(jiàn)著

—網(wǎng)絡(luò)化是機(jī)械工程發(fā)展的急需—

1.三個(gè)時(shí)代的產(chǎn)業(yè)特征2.網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)3.我國(guó)信息產(chǎn)業(yè)駛上高速路4.信息化、網(wǎng)絡(luò)化產(chǎn)品5.信息產(chǎn)業(yè)所需的設(shè)備6.信息網(wǎng)絡(luò)服務(wù)設(shè)備1/4/202364以網(wǎng)見(jiàn)著

—網(wǎng)絡(luò)化是機(jī)械工程發(fā)展的急需—

1.三個(gè)時(shí)代的產(chǎn)業(yè)三個(gè)時(shí)代的產(chǎn)業(yè)特征

1/4/202365三個(gè)時(shí)代的產(chǎn)業(yè)特征

12/28/202265網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)

1.沒(méi)有舊經(jīng)濟(jì)的衰退和通貨膨脹的周期性；2.知識(shí)分子將成為新經(jīng)濟(jì)時(shí)代的主體，社會(huì)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化；3.企業(yè)發(fā)展將是知識(shí)資本重于物質(zhì)資本；4.人才是知識(shí)資本的核心；5.企業(yè)的利潤(rùn)主要來(lái)自于科技創(chuàng)新；6.虛擬企業(yè)、敏捷制造、企業(yè)動(dòng)態(tài)聯(lián)盟、供應(yīng)鏈等迅速發(fā)展，企業(yè)對(duì)市場(chǎng)的響應(yīng)越來(lái)越快；7.經(jīng)營(yíng)具有全球性，電子商務(wù)成為經(jīng)營(yíng)的主要形式；8.商品質(zhì)量越來(lái)越高、價(jià)格越來(lái)越低、服務(wù)越來(lái)越好；9.顧客參與設(shè)計(jì)與制造，商品個(gè)性化；10.人們生活方式變化，消費(fèi)結(jié)構(gòu)變化：由吃、穿為主轉(zhuǎn)為住、用、休閑，非物質(zhì)消費(fèi)占總消費(fèi)的50%以上。1/4/202366網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)

1.沒(méi)有舊經(jīng)濟(jì)的衰退和通貨膨脹的周期性；1全球首富比爾?蓋茨1)比爾?蓋茨1973年（19歲）離開(kāi)哈佛大學(xué)從商,1975年以5000美元資本創(chuàng)辦微軟，抓住信息技術(shù)的關(guān)鍵—操作系統(tǒng)來(lái)發(fā)展企業(yè),到1987年成為億萬(wàn)富翁，1994年成為世界首富，現(xiàn)已連續(xù)九年居首位。2《福布斯環(huán)球商業(yè)與金融》雜志（2003）報(bào)道，蓋茨的個(gè)人財(cái)產(chǎn)為410億美元，比前一年減少了100多億美元。但比第二名沃倫.巴菲特還是領(lǐng)先很多（沃倫.巴菲特的個(gè)人凈資產(chǎn)為305億美元,去年為350億美元）。1/4/202367全球首富比爾?蓋茨1)比爾?蓋茨1973年（19歲）離開(kāi)哈佛我國(guó)信息產(chǎn)業(yè)已駛上高速路（1）(1)“九五”期間我國(guó)信息產(chǎn)業(yè)年平均增長(zhǎng)速度達(dá)到31.4%，2000年中國(guó)信息產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值突破了1萬(wàn)億元,已成為工業(yè)經(jīng)濟(jì)的第一支柱。2002年信息產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值1.4萬(wàn)億元。(2)2002年8月統(tǒng)計(jì),我國(guó)家庭擁有電腦900多萬(wàn)臺(tái),普及率達(dá)18.3%。(3)彩電2002年生產(chǎn)5000萬(wàn)臺(tái)，出口彩電1800萬(wàn)臺(tái)，均居世界第一。(4)2002年11月底，固定、移動(dòng)電話(huà)總數(shù)4.1299億戶(hù)，其中固定電話(huà)達(dá)到2.1268億戶(hù)(較上年增加3231萬(wàn)戶(hù)),移動(dòng)電話(huà)達(dá)到2.0031億戶(hù)(較上年增加5509萬(wàn)戶(hù)),已大大超過(guò)美國(guó),居世界第一位。1/4/202368我國(guó)信息產(chǎn)業(yè)已駛上高速路（1）(1)“九五”期間我國(guó)信息產(chǎn)業(yè)我國(guó)信息產(chǎn)業(yè)已駛上高速路（2）（5）2000年上網(wǎng)戶(hù)數(shù)為2250萬(wàn)戶(hù)，2001年為4000萬(wàn)戶(hù)，2002年11月底為4829萬(wàn)戶(hù),預(yù)計(jì)2005年將達(dá)到2億戶(hù)，上網(wǎng)普及率達(dá)15%左右。（6）目前我國(guó)手機(jī)年生產(chǎn)能力是2億部，2003年統(tǒng)計(jì),國(guó)內(nèi)月銷(xiāo)售量達(dá)500萬(wàn)部。（7）十五期間，中國(guó)的信息產(chǎn)業(yè)繼續(xù)保持20%的高速增長(zhǎng)，市場(chǎng)規(guī)模比2000年翻一番，固定、移動(dòng)電話(huà)網(wǎng)規(guī)模容量將躍居世界第一位，電話(huà)用戶(hù)總數(shù)達(dá)到5億戶(hù)，全國(guó)電話(huà)普及率達(dá)到40%。到2010年，信息產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)規(guī)模再翻一番。也就是說(shuō)，未來(lái)十年，信息產(chǎn)業(yè)將翻兩番。1/4/202369我國(guó)信息產(chǎn)業(yè)已駛上高速路（2）（5）2000年上網(wǎng)戶(hù)數(shù)為22機(jī)械工業(yè)在信息化中做什么(1)

1，傳統(tǒng)產(chǎn)品信息化

—今天的汽車(chē)要帶e2，用信息技術(shù)、高新技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)—先進(jìn)制造模式與管理模式3，傳統(tǒng)產(chǎn)品轉(zhuǎn)為信息產(chǎn)品—諾基亞的神話(huà)—門(mén)鎖的變化

1/4/202370機(jī)械工業(yè)在信息化中做什么(1)1，傳統(tǒng)產(chǎn)品信息化12/2機(jī)械工業(yè)在信息化中做什么(2)4，開(kāi)拓新的信息產(chǎn)品—日本的“法比”機(jī)器人寵物5，信息產(chǎn)業(yè)的制造設(shè)備—芯片制造所需的設(shè)備6，信息化服務(wù)設(shè)備及其制造設(shè)備—電子束、離子束、激光束等設(shè)備7，制造業(yè)所需的軟件1/4/202371機(jī)械工業(yè)在信息化中做什么(2)4，開(kāi)拓新的信息產(chǎn)品12/28諾基亞的神話(huà)1.芬蘭的諾基亞公司原是生產(chǎn)橡膠鞋的工廠，后來(lái)引進(jìn)信息技術(shù)，轉(zhuǎn)變到生產(chǎn)手機(jī)的公司。2000年銷(xiāo)售的手機(jī)占領(lǐng)全球市場(chǎng)的37%。2.諾基亞現(xiàn)在全球有雇員54000名，其中22000人在芬蘭，另有20000人在芬蘭依附諾基亞而工作。3.2000年3月諾基亞的市值達(dá)3000億美元，超過(guò)歐洲的任何公司。2001年全球銷(xiāo)售額250億美元，大致相當(dāng)芬蘭政府整個(gè)年財(cái)政預(yù)算。4.諾基亞成為芬蘭經(jīng)濟(jì)的火車(chē)頭，它占了芬蘭股市值的2/3,和該國(guó)總出口的1/5，把500萬(wàn)芬蘭人與世界上各地?zé)o形網(wǎng)絡(luò)中的總計(jì)10億人連起來(lái)。1/4/202372諾基亞的神話(huà)1.芬蘭的諾基亞公司原是生產(chǎn)橡膠鞋的工廠，后門(mén)鎖的變化機(jī)械鎖代碼鎖（機(jī)械碼、磁條碼、光電碼等等）指紋鎖圖像鎖1/4/202373門(mén)鎖的變化機(jī)械鎖在信息化過(guò)程中

值得注意的若干問(wèn)題（1）1）信息化帶動(dòng)工業(yè)化，但不能代替工業(yè)化；2）信息化與工業(yè)化要均衡發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)脫節(jié)會(huì)形成信息泡沫；3）信息技術(shù)只是工具，它本身不是產(chǎn)品；4）制造業(yè)才能把信息技術(shù)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力；5）發(fā)達(dá)國(guó)家的信息產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值占GDP40%-60%,目前我國(guó)信息化水平不到發(fā)達(dá)國(guó)家的10%，離現(xiàn)代化的要求還很遠(yuǎn)；1/4/202374在信息化過(guò)程中

值得注意的若干問(wèn)題（1）1）信息化帶動(dòng)工業(yè)化在信息化過(guò)程中

值得注意的若干問(wèn)題（2）7）我國(guó)信息產(chǎn)業(yè)的核心技術(shù)—微電子芯片技術(shù)和操作系統(tǒng)技術(shù)依賴(lài)進(jìn)口，高額利潤(rùn)被國(guó)外企業(yè)搶走了。目前，我國(guó)計(jì)算機(jī)行業(yè)的利潤(rùn)率只有2%—3%，而國(guó)外一家只做系統(tǒng)芯片的公司的利潤(rùn)率達(dá)到25%-35%；8）網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題是一個(gè)亟待解決的問(wèn)題，主要是“一黃一黑”兩個(gè)問(wèn)題。據(jù)信息產(chǎn)業(yè)部對(duì)國(guó)內(nèi)一家網(wǎng)站的調(diào)查，上網(wǎng)人群中30%看休閑信息，22%看黃色信息。因此要完善法規(guī)，加強(qiáng)管理并為網(wǎng)絡(luò)提供良好的精神食糧。黑的問(wèn)題主要是要有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的網(wǎng)絡(luò)，防止黑客侵襲，以保國(guó)家安全；9）軟件業(yè)要大發(fā)展，印度軟件的出口額是中國(guó)的30倍。10）關(guān)鍵中的關(guān)鍵是人才，特別是高素質(zhì)的復(fù)合型技術(shù)人才與管理人才。1/4/202375在信息化過(guò)程中

值得注意的若干問(wèn)題（2）7）我國(guó)信息產(chǎn)業(yè)的核以智見(jiàn)著

—智能化是機(jī)械工程發(fā)展的方向—

1/4/202376以智見(jiàn)著

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12/28/202以智見(jiàn)著

—智能化是機(jī)械工程發(fā)展的方向—

為什么說(shuō)智能化是機(jī)械工程發(fā)展的方向?1.恩格斯指出，共產(chǎn)主義社會(huì)的特征是消滅“三大差別”。城鄉(xiāng)差別、工農(nóng)差別、體力勞動(dòng)與腦力勞動(dòng)的差別。其中，最本質(zhì)、最核心、最困難的消滅體力勞動(dòng)與腦力勞動(dòng)的差別，

所以智能化是實(shí)現(xiàn)未來(lái)理想社會(huì)的必要條件。2.“知識(shí)經(jīng)濟(jì)”的本質(zhì)是“智力經(jīng)濟(jì)”1/4/202377以智見(jiàn)著

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為什么說(shuō)智能化是機(jī)以智見(jiàn)著

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為什么說(shuō)智能化是機(jī)械工程發(fā)展的方向?3.本世紀(jì)中心學(xué)科發(fā)展的趨勢(shì)：從信息科學(xué)到生命科學(xué)（21世紀(jì)中葉）再轉(zhuǎn)向認(rèn)知科學(xué)（21世紀(jì)70年代）。4.信息化、網(wǎng)絡(luò)化的實(shí)質(zhì)是智能化。5.國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)的智能化已露端倪,智能化成為各行各業(yè)發(fā)展的趨向，如：智能計(jì)算機(jī)、智能車(chē)輛、智能機(jī)器、智能儀表、智能控制、智能材料…甚至智能大廈。1/4/202378以智見(jiàn)著

—智能化是機(jī)械工程發(fā)展的方向—

為什么說(shuō)智能化是機(jī)關(guān)于制造系統(tǒng)和制造模式的模糊認(rèn)識(shí)

(1)把制造哲理說(shuō)成制造系統(tǒng)或制造模式；(2)把制造技術(shù)說(shuō)成制造系統(tǒng)或制造模式；(3)混淆了制造子系統(tǒng)與制造系統(tǒng)的區(qū)別；(4)混淆了制造系統(tǒng)與制造模式的區(qū)別；(5)把制造系統(tǒng)或制造子系統(tǒng)的管理模式說(shuō)成制造模式；1/4/202379關(guān)于制造系統(tǒng)和制造模式的模糊認(rèn)識(shí)(1)把制造哲理說(shuō)什么是系統(tǒng)、制造系統(tǒng)？1）“系統(tǒng)”是由相互聯(lián)系、相互作用的具有不同特征的若干部分（要素、子系統(tǒng)）組成的具有一定結(jié)構(gòu)、確定功能、相對(duì)穩(wěn)定和可以控制的動(dòng)態(tài)整體。由此定義可知，系統(tǒng)的特征是整體性、關(guān)聯(lián)性、結(jié)構(gòu)性、目的性、動(dòng)態(tài)性和調(diào)控性。2）“制造系統(tǒng)”是按企業(yè)的生產(chǎn)目的，由一系列相關(guān)的生產(chǎn)要素和制造子系統(tǒng)組成的，具有一定結(jié)構(gòu)、確定功能、相對(duì)穩(wěn)定和可以控制的動(dòng)態(tài)整體。1/4/202380什么是系統(tǒng)、制造系統(tǒng)？1）“系統(tǒng)”是由相互聯(lián)系、相互作用的具什么是制造哲理和制造技術(shù)？1.制造哲理是貫穿于制造全過(guò)程的制造理念或制造思想，它的特點(diǎn)是戰(zhàn)略性和適時(shí)性。

2.制造技術(shù)是在制造過(guò)程中應(yīng)用的工具、儀器、裝備和在制造過(guò)程中積累并體現(xiàn)出來(lái)的方法、經(jīng)驗(yàn)、技巧和知識(shí)。

1/4/202381什么是制造哲理和制造技術(shù)？1.制造哲理是貫穿于制造全過(guò)程的什么是制造模式？制造模式是制造系統(tǒng)或制造子系統(tǒng)的組織形式和運(yùn)作方式。一般制造模式應(yīng)具有如下五個(gè)方面的內(nèi)容：（1）制造系統(tǒng)或制造子系統(tǒng)的功能、結(jié)構(gòu)、通信和操作機(jī)制；（2）制造過(guò)程及其運(yùn)行機(jī)制；（3）企業(yè)內(nèi)部人流、物流、能量流和信息流的管理與處理方法；（4）企業(yè)外部的招標(biāo)、投標(biāo)、采購(gòu)、交易、合作、交流和動(dòng)態(tài)聯(lián)盟的方式；（5）評(píng)價(jià)指標(biāo)和方法。直接生產(chǎn)系統(tǒng)的制造模式是狹義理解的制造模式，它應(yīng)包含上述（1）、（2）、（3）、（5）四項(xiàng)內(nèi)容。1/4/202382什么是制造模式？制造模式是制造系統(tǒng)或制造子系統(tǒng)的組織形式和運(yùn)制造系統(tǒng)與制造模式的區(qū)別

制造系統(tǒng)與制造模式的區(qū)別在于：制造系統(tǒng)是制造的總體，它由一系列相關(guān)的生產(chǎn)要素和制造子系統(tǒng)組成，其中還包括各種制造技術(shù)；而制造模式只是制造系統(tǒng)或制造子系統(tǒng)的組織形式和運(yùn)作方式，除了包含有表達(dá)這些組織形式和運(yùn)作方式的技術(shù)外，一般不包括其它的制造技術(shù)。1/4/202383制造系統(tǒng)與制造模式的區(qū)別制造系統(tǒng)與制造模式的區(qū)別在于什么是智能系統(tǒng)？具有（或部分具有）人類(lèi)智能或能模擬（部分模擬）人類(lèi)智能的系統(tǒng)稱(chēng)為智能系統(tǒng)。

智能系統(tǒng)可以分成下列幾種類(lèi)型：1.人本系統(tǒng)（1）人類(lèi)本身的人體系統(tǒng)，特別是人腦系統(tǒng)；（2）人類(lèi)以其智能直接參與活動(dòng)的系統(tǒng)，如金融系統(tǒng)、保險(xiǎn)系統(tǒng)、體育系統(tǒng)等經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)和社會(huì)系統(tǒng)；2.人為系統(tǒng)（1）人與機(jī)器共同工作的人機(jī)系統(tǒng)；（2）模擬或部分模擬人類(lèi)智能的機(jī)器系統(tǒng)，如智能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、智能機(jī)器人系統(tǒng)、智能制造系統(tǒng)、智能控制系統(tǒng)、智能語(yǔ)言理解系統(tǒng)、智能圖象處理系統(tǒng)等。1/4/202384什么是智能系統(tǒng)？具有（或部分具有）人類(lèi)智能或能模擬（部分模擬什么是智能制造系統(tǒng)？從工程的角度來(lái)討論這個(gè)問(wèn)題具有下列特征之一（特別是特征（1）和（2））的制造系統(tǒng)，就應(yīng)稱(chēng)為智能制造系統(tǒng)：（1）多信息感知與融合；（2）知識(shí)表達(dá)、獲取、存儲(chǔ)和處理（包括識(shí)別設(shè)計(jì)、計(jì)算、優(yōu)化、推理與決策）；（3）聯(lián)想記憶與智能控制；（4）自治性，即自相似、自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)、自組織、自維護(hù)；（5）智能的演繹（分解）與歸納（集成）；（6）容錯(cuò)。1/4/202385什么是智能制造系統(tǒng)？從工程的角度來(lái)討論這個(gè)問(wèn)題12/28/2智能計(jì)算機(jī)為什么沒(méi)能建成?

1.目前還缺乏足夠的知識(shí)來(lái)回答什么是人類(lèi)智能2.在人類(lèi)智能不清楚的條件下，不可能搞清什么是機(jī)器智能，什么是智能機(jī)器。3.人類(lèi)思維的邏輯不是二值邏輯，而計(jì)算機(jī)工作的邏輯基礎(chǔ)是二值邏輯。4.關(guān)于人類(lèi)智能行為的標(biāo)準(zhǔn)，不同學(xué)者有不同的看法，且此標(biāo)準(zhǔn)隨著科學(xué)技術(shù)的提高而不斷提高。如科學(xué)家認(rèn)為，只有按人腦的工作方式工作的機(jī)器才稱(chēng)為智能機(jī)器，而工程師則認(rèn)為只要機(jī)器有人腦的功能就稱(chēng)為智能機(jī)器，而不管功能實(shí)現(xiàn)的途徑是什么。又如過(guò)去認(rèn)為計(jì)算是智能，現(xiàn)在則認(rèn)為不是了。5.人腦約由1000億個(gè)神經(jīng)元組成，神經(jīng)元間的聯(lián)系多達(dá)百萬(wàn)億——千萬(wàn)億。任何機(jī)器難以做成如此巨大的系統(tǒng)。1/4/202386智能計(jì)算機(jī)為什么沒(méi)能建成?

1.目前還缺乏足夠的知識(shí)來(lái)回答什機(jī)械工業(yè)在智能化中如何發(fā)展?1.要自主開(kāi)發(fā)與創(chuàng)新智能化的產(chǎn)品作為機(jī)械企業(yè)未來(lái)發(fā)展的新產(chǎn)品2.機(jī)械企業(yè)的制造和管理要向智能化方向發(fā)展3.用智能化技術(shù)充實(shí)、改造和提升企業(yè)的信息化與網(wǎng)絡(luò)化。4.關(guān)注和應(yīng)用計(jì)算機(jī)科學(xué)和人工智能科學(xué)的最新成果。5.重視教育與培訓(xùn)，關(guān)鍵中的關(guān)鍵是人才。1/4/202387機(jī)械工業(yè)在智能化中如何發(fā)展?1.要自主開(kāi)發(fā)與創(chuàng)新智能機(jī)械工程中的智能化趨勢(shì)(1)機(jī)器“寵物”索尼公司的娛樂(lè)類(lèi)機(jī)器寵物拉蒂這隻暫命名為「Necot」的機(jī)屬于“老實(shí)而沉默的性格”，而器寵物可透過(guò)手勢(shì)和聲音來(lái)溝邁卡龍則具有“開(kāi)朗調(diào)皮的性格”，通，預(yù)計(jì)將在2004年3月上市，價(jià)格均為9萬(wàn)8000日元。售價(jià)約29,800日?qǐng)A(248.28美元)。

1/4/202388機(jī)械工程中的智能化趨勢(shì)(1)機(jī)器“寵物”12/28/機(jī)械工程中的智能化趨勢(shì)(2)

智能“家電”

1/4/202389機(jī)械工程中的智能化趨勢(shì)(2)智能“家電”12/28/202制造業(yè)與制造技術(shù)的創(chuàng)新1/4/202390制造業(yè)與制造技術(shù)的創(chuàng)新12/28/202290制造技術(shù)創(chuàng)新的指導(dǎo)思想

創(chuàng)新的目的是實(shí)現(xiàn)全面建設(shè)小康社會(huì)的奮斗目標(biāo)從制造大國(guó)走向制造強(qiáng)國(guó)科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力人才資源是第一資源公民素質(zhì)是第一素質(zhì)1/4/202391制造技術(shù)創(chuàng)新的指導(dǎo)思想創(chuàng)新的目的是實(shí)現(xiàn)全面建設(shè)12/28當(dāng)前最急需的機(jī)械制造創(chuàng)新領(lǐng)域

1.電子制造2.生物制造3.微納制造4.裝備制造5.綠色制造6.傳統(tǒng)產(chǎn)品的創(chuàng)新制造7.提高生活質(zhì)量的創(chuàng)新制造8.現(xiàn)代國(guó)防裝備的創(chuàng)新制造1/4/202392當(dāng)前最急需的機(jī)械制造創(chuàng)新領(lǐng)域1.從微電子制造到微電子產(chǎn)品

光刻機(jī)、研磨拋光機(jī)、粘貼機(jī)、鍵合機(jī)、塑封機(jī)、表面貼裝機(jī)先進(jìn)電子制造硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器微電子磁頭制造磁頭及組件磁盤(pán)基片磁盤(pán)及組件單晶硅芯片PCB微電子產(chǎn)品硅片1/4/202393從微電子制造到微電子產(chǎn)品

光刻機(jī)、研磨拋光機(jī)、粘貼機(jī)、下一代電子制造的技術(shù)特點(diǎn)1.高制造精度(納米級(jí))2.高加速度(15g)往復(fù)運(yùn)動(dòng)3.高定位精度(亞微米納米級(jí)定位精度)4.高可靠性(如封裝后芯片的千小時(shí)失效率小于1/109)1/4/202394下一代電子制造的技術(shù)特點(diǎn)12/28/202294微納米科學(xué)技術(shù)與應(yīng)用的結(jié)合

納米材料計(jì)算機(jī)磁頭亞納米拋光（Ra<0.1nm）1/4/202395微納米科學(xué)技術(shù)與應(yīng)用的結(jié)合

納米材料計(jì)算機(jī)磁頭亞納米拋光（R飛行高度<8nm控制精度<2nm表面粗糙度：磁頭Ra<0.2nm磁盤(pán)Ra<0.08nm波紋度<0.12nm磁頭表面保護(hù)膜厚度<2nm尋道精度:<0.125m磁存儲(chǔ)密度：100Gb/in2三維納米設(shè)計(jì)和加工納米級(jí)運(yùn)動(dòng)控制問(wèn)題下一代磁頭、磁盤(pán)的技術(shù)難點(diǎn)亞微米級(jí)定位問(wèn)題亞納米表面拋光與測(cè)量問(wèn)題超薄膜的均勻生長(zhǎng)問(wèn)題1/4/202396飛行高度<8nm表面粗糙度：磁頭表面保護(hù)膜厚度<2nm圖片下一代封裝設(shè)備(引線(xiàn)鍵合)的技術(shù)難點(diǎn)起停頻率>15次/秒運(yùn)動(dòng)精度<2~5微米運(yùn)動(dòng)加速度>15g

高精度空間運(yùn)動(dòng)控制大行程微位移機(jī)構(gòu)高頻率系統(tǒng)的振動(dòng)微操作理論三維空間檢測(cè)

芯片引腳間距<35μm機(jī)器視覺(jué)定位

35um機(jī)器視覺(jué)精度<1微米1/4/202397圖片下一代封裝設(shè)備(引線(xiàn)鍵合)的技術(shù)難點(diǎn)起停頻率>15次/秒光纖器件超精密制造中的對(duì)準(zhǔn)

微位移超精密定位精度：10-100nm6自由度對(duì)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)檢測(cè)控制通過(guò)驅(qū)動(dòng)件與運(yùn)動(dòng)件的超精密制造與過(guò)程跟蹤，實(shí)現(xiàn)超精密定位。1/4/202398光纖器件超精密制造中的對(duì)準(zhǔn)微位移超精密定位精度：10-1

機(jī)械工程學(xué)科發(fā)展的新特點(diǎn)

多學(xué)科深度交叉機(jī)械工程科學(xué)微光機(jī)電系統(tǒng)納米機(jī)械學(xué)納米加工測(cè)量微操作系統(tǒng)機(jī)械仿生仿生制造電子制造、e-制造、數(shù)字制造、虛擬制造、網(wǎng)絡(luò)制造納米科技納米材料微型機(jī)械納米器件生命科技人類(lèi)基因組基因工程生物芯片信息科技光子、量子、生物計(jì)算機(jī)；網(wǎng)絡(luò)技術(shù)1/4/202399機(jī)械工程學(xué)科發(fā)展的新特點(diǎn)

機(jī)械工程學(xué)科發(fā)展的新特點(diǎn)

向微納米機(jī)械學(xué)及應(yīng)用方向發(fā)展MEMS納米測(cè)量精度及溯源表面表層物理、表面表層化學(xué)、機(jī)械性能的測(cè)量微納米尺度加工與制造微量切削磨削微小零件制造微高能束加工尺度效應(yīng)

機(jī)構(gòu)學(xué)力學(xué)摩擦學(xué)強(qiáng)度壽命1/4/2023100機(jī)械工程學(xué)科發(fā)展的新特點(diǎn)

向微納米機(jī)械學(xué)及應(yīng)用方向發(fā)展MEM微電子技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)微電子技術(shù)的發(fā)展遵循摩爾定律芯片特征每3年

線(xiàn)寬縮小1/3——從目前0.13μm↘0.09μm（2005年）

集成度翻兩番——從目前1G↗16GDRAM（2005年）1/4/2023101微電子技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)微電子技術(shù)的發(fā)展遵循摩爾定律12/28/硅片的發(fā)展趨勢(shì)表面積：↗225%，提高芯片出片率，減少硅片邊角損失。單片可載芯片：↗240%，器件廠投片數(shù)減少。硅片成本：↘24%芯片成本：↘37%下一代硅片直徑：200mm↗300mm1/4/2023102硅片的發(fā)展趨勢(shì)表面積：↗225%，提集成電路制造系統(tǒng)WaferManufacturing硅片制造是集成電路制造中的重要基礎(chǔ)環(huán)節(jié)1/4/2023103集成電路制造系統(tǒng)WaferManufacturing硅片制美國(guó)半導(dǎo)體工業(yè)協(xié)會(huì)（SIA）

提供的硅片技術(shù)指標(biāo)SIARoadmaponWaferSpecifications－WaferRequirementsYear19971999200220052008WaferDiametermm200200200/300300300/450SiteFlatness(SFQRmax)SiteSizeμ

mmm20.2022×220.1425×320.125×360.0725×400.0525×44FrontSideMicroroughnessnm0.20.150.10.10.1ParticlesperWaferParticleSizeμ

m1000.125800.09600.065500.05400.0351/4/2023104美國(guó)半導(dǎo)體工業(yè)協(xié)會(huì)（SIA）

提供的硅片技術(shù)指標(biāo)SIARo傳統(tǒng)的硅片制造工藝流程WaferManufacturing1/4/2023105傳統(tǒng)的硅片制造工藝流程WaferManufacturing當(dāng)前生物制造的前沿

人造器官人造骨(及骨關(guān)節(jié))已應(yīng)用于臨床試驗(yàn)。人造軟骨(如耳廓軟骨)也已成功。現(xiàn)正開(kāi)始研究人造肝、人造腎等器官。

生物芯片

1）醫(yī)用生物芯片：在電子芯片上裝有許多微型傳感器，通過(guò)對(duì)微量血液或其它細(xì)胞的檢測(cè)可檢查人體各種疾??；2）作生物計(jì)算機(jī)用的生物芯片：這種芯片上的生物大分子，如人的視網(wǎng)膜分子，可作二值邏輯元件。

仿生機(jī)械仿鳥(niǎo)飛行的撲翼機(jī)、各種仿生機(jī)器人（如機(jī)器密蜂、機(jī)器蜻蜓、機(jī)器昆蟲(chóng)、機(jī)器蛇、機(jī)器魚(yú)等）將可能在未來(lái)的戰(zhàn)爭(zhēng)中使用。1/4/2023106當(dāng)前生物制造的前沿人造器官12/28/202210什么是微納制造？尺寸在10微米~1毫米之間的機(jī)械稱(chēng)為微型機(jī)械；尺寸在10納米~10微米之間機(jī)械稱(chēng)為納米機(jī)械或超微型機(jī)械；將微型和超微型機(jī)械與微型電子器件（或微型光電子器件）結(jié)合起來(lái)，便得到微機(jī)電系統(tǒng)（MicroElectro-MechanicalSystems,MEMS）,MEMS的尺寸可大到數(shù)十毫米;在微米級(jí)范圍的加工稱(chēng)為細(xì)微加工，在納米級(jí)范圍的加工稱(chēng)為納米加工，在數(shù)十納米至0.1微米之間的加工（表面粗糙度Ra小于0.025微米,機(jī)床定位分辨率和重復(fù)性高于0.01微米）稱(chēng)為超精密加工,亦稱(chēng)亞微米級(jí)加工。1/4/2023107什么是微納制造？尺寸在10微米~1毫米之間的機(jī)械稱(chēng)為微型機(jī)械微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）的重大意義

1.信息領(lǐng)域：高密度磁盤(pán)存儲(chǔ)，芯片加工設(shè)備；2.航空航天領(lǐng)域：微型飛機(jī)（直升機(jī)）、微型衛(wèi)星（重0.1—10Kg）、納米衛(wèi)星（重0.1Kg以下）；3.軍用武器領(lǐng)域：精確制導(dǎo)、精確打擊系統(tǒng)，微型慣性平臺(tái)（重僅70Kg）（微傳感器、微儀表、微光學(xué)設(shè)備）；4.生命科學(xué)領(lǐng)域：小生理器官處理，基因操作系統(tǒng)、蛋白質(zhì)追蹤系統(tǒng)微型心臟起搏器、微型助聽(tīng)器等；5.醫(yī)療領(lǐng)域：非侵入性治療，顯微手術(shù)、小器官檢測(cè)等；6.微型機(jī)器人：?jiǎn)挝荒９鈱?dǎo)纖維引線(xiàn)操作。管道內(nèi)操作、腦科手術(shù)、收集情報(bào)與竊聽(tīng)、清除腦血栓阻塞、發(fā)現(xiàn)并殺死癌細(xì)胞等的微型或超微型機(jī)器人。7.文化領(lǐng)域：音、像、電子書(shū)刊、電視會(huì)議、遠(yuǎn)程教學(xué)、電子游戲等的制作及操作的微型機(jī)械設(shè)備。1/4/2023108微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）的重大意義

1.信息領(lǐng)域：高密度磁盤(pán)存微納制造的前沿微型傳感器各種微型位移、速度、加速度、力、壓力、溫度等物理量的傳感器。微型器件各種微型齒輪、凸輪、軸承等微型零件和微型泵、微型閥、微型陀螺等微型部件。微機(jī)電系統(tǒng)

特別在信息、生物、能源、國(guó)防、航空航天等高科技領(lǐng)域和醫(yī)療、環(huán)保、家電等生活領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。發(fā)展微機(jī)電系統(tǒng)有可能引發(fā)一場(chǎng)新的技術(shù)革命。1/4/2023109微納制造的前沿微型傳感器12/28/2022109美國(guó)對(duì)微納制造技術(shù)的關(guān)注

美國(guó)總統(tǒng)布什于2003年12月3日簽署了《21世紀(jì)納米技術(shù)研究和開(kāi)發(fā)法》，這是美國(guó)自太空競(jìng)賽以來(lái)最優(yōu)先資助的科技項(xiàng)目。美國(guó)總統(tǒng)布什批準(zhǔn)在未來(lái)4年內(nèi)撥款37億美元用于納米技術(shù)研發(fā)，其中95%用于科學(xué)研發(fā)—大約60%用于院校研究，35%用于政府實(shí)驗(yàn)室。美南卡羅來(lái)納大學(xué)的納米技術(shù)專(zhuān)家戴維·貝魯布說(shuō)：“納米技術(shù)如果美國(guó)不占據(jù)首位，日本或中國(guó)將取而代之。納米技術(shù)需要培養(yǎng)，沒(méi)有政府扶持，就不可能起飛。它的應(yīng)用要等到10年、15年乃至25年之后，沒(méi)有公司愿意在一項(xiàng)不能立刻提高利潤(rùn)率的技術(shù)上投資。”1/4/2023110美國(guó)對(duì)微納制造技術(shù)的關(guān)注

美國(guó)總統(tǒng)布什于2003年12月3日首先要振興裝備制造業(yè)1.裝備制造業(yè)是制造業(yè)的基礎(chǔ)和核心,提高裝備制造能力是提升整體制造能力的前提,裝備制造能力構(gòu)成了制造強(qiáng)國(guó)最核心的能力;2.我國(guó)的裝備制造業(yè)是我國(guó)制造業(yè)發(fā)展的薄弱環(huán)節(jié),尤其是大型成套裝備制造能力薄弱;3.我國(guó)機(jī)械電子制造業(yè)在整個(gè)制造業(yè)中所占的比重偏低(發(fā)達(dá)國(guó)家占40%以上,我國(guó)占34%),制造業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整,應(yīng)以先進(jìn)裝備制造和機(jī)電一體化產(chǎn)品制造為突破口,加速推進(jìn)機(jī)械電子制造業(yè)的發(fā)展。1/4/2023111首先要振興裝備制造業(yè)1.裝備制造業(yè)是制造業(yè)的基礎(chǔ)和核心,從制造大國(guó)

走向制造強(qiáng)國(guó)1/4/2023112從制造大國(guó)

走向制造強(qiáng)國(guó)12/28/2022112綠色制造是可持續(xù)發(fā)展的前提

目前機(jī)械制造業(yè)存在的主要問(wèn)題是：1)廢舊或閑置設(shè)備回收和再利用率較低，如何改造和利用好這些舊設(shè)備是擺在我們面前的大課題；2)能源和原材料的浪費(fèi)現(xiàn)象十分嚴(yán)重，比美國(guó)和日本等先進(jìn)國(guó)家高出數(shù)十倍之多；3)環(huán)境保護(hù)意識(shí)在機(jī)械制造廠家頭腦中還比較淡薄，尤其是一些中小企業(yè)對(duì)環(huán)境的污染還比較嚴(yán)重；綠色制造定義：綠色制造是一個(gè)綜合考慮環(huán)境影響和資源效率的現(xiàn)代制造模式，其目標(biāo)是使得產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造、包裝、運(yùn)輸、使用到報(bào)廢處理的整個(gè)產(chǎn)品生命周期中，對(duì)環(huán)境的影響（負(fù)作用）最小，資源效率最高，并使企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益協(xié)調(diào)優(yōu)化。

1/4/2023113綠色制造是可持續(xù)發(fā)展的前提目前機(jī)械制造業(yè)存在的主要問(wèn)題是：中國(guó)制造業(yè)的差距1/4/2023114中國(guó)制造業(yè)的差距12/28/2022114中國(guó)制造業(yè)的差距(1)尷尬的數(shù)據(jù)1.我國(guó)出口的產(chǎn)品大都是中低擋的,企業(yè)大都采取貼生產(chǎn)(OEM)的制造方式,外貿(mào)200強(qiáng)企業(yè)出口值有74%是通過(guò)加工貿(mào)易方式實(shí)現(xiàn)的;2.我國(guó)鋼產(chǎn)量已是世界第一,但高級(jí)鋼材每年卻需進(jìn)口近千萬(wàn)噸;3.2001年,世界500強(qiáng)企業(yè)中,我國(guó)有11家入圍,但沒(méi)有一家是制造業(yè);4.格蘭仕已成為世界最大的微波爐生產(chǎn)商,然而其關(guān)鍵零部件磁控管至今仍然依靠進(jìn)口.我國(guó)已是全球最大的空調(diào)生產(chǎn)基地,然而高性能柜機(jī)仍要采用美國(guó)谷輪公司的渦旋壓縮機(jī).1/4/2023115中國(guó)制造業(yè)的差距(1)尷尬的數(shù)據(jù)12/28/2022115中國(guó)制造業(yè)的差距(2)1.總體規(guī)模落后我國(guó)制造業(yè)雖名列世界第四,但總體規(guī)模僅相當(dāng)美國(guó)的1/5、日本的1/4強(qiáng)；2.人均勞動(dòng)生產(chǎn)率落后我國(guó)制造業(yè)的人均勞動(dòng)生產(chǎn)率遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國(guó)家,僅為美國(guó)的1/25、日本的1/26、德國(guó)的1/20；3.制造業(yè)結(jié)構(gòu)仍然偏輕裝備制造在制造業(yè)中的比例僅為26.5%(1999年),低于美國(guó)(41.9%)、日本(43.6%)、德國(guó)(46.4%)；1/4/2023116中國(guó)制造業(yè)的差距(2)1.總體規(guī)模落后12/28/2022中國(guó)制造業(yè)的差距(3)4.技術(shù)創(chuàng)新能力十分薄弱產(chǎn)業(yè)主體技術(shù)依靠國(guó)外，有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品少，依附于國(guó)外企業(yè)的組裝業(yè)比重大，表現(xiàn)為工業(yè)增加值率僅為26%，遠(yuǎn)低于美國(guó)（49%）、日本（38%）、德國(guó)（48.5%),并且呈現(xiàn)逐年降低的趨勢(shì);5.低水平生產(chǎn)能力嚴(yán)重過(guò)剩據(jù)第三次全國(guó)工業(yè)普查,機(jī)械電子、化工、建材、輕工、冶金等行業(yè)生產(chǎn)能力利用率分別為51.86%、54.45%、54.9%、64%、46.09%和好5.55%,而同時(shí)高水平生產(chǎn)能力不足，大量先進(jìn)裝備仍主要依賴(lài)進(jìn)口。1/4/2023117中國(guó)制造業(yè)的差距(3)4.技術(shù)創(chuàng)新能力十分薄弱12/28/2中國(guó)制造業(yè)的差距(4)6.裝備制造業(yè)設(shè)備陳舊,缺乏核心技術(shù)裝備制造業(yè)十分落后,新品開(kāi)發(fā)周期平均為18個(gè)月(美國(guó)已達(dá)到產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期3個(gè)星期、試制周期3個(gè)月)。企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益低，1999年銷(xiāo)售收入利潤(rùn)率為3.64%,勞動(dòng)生產(chǎn)率3.36萬(wàn)元/人年,低于整個(gè)制造業(yè)的數(shù)字。7.裝備制造業(yè)總體上與制造強(qiáng)國(guó)相距甚遠(yuǎn)我國(guó)現(xiàn)有3.6萬(wàn)家國(guó)有裝備制造企業(yè),沒(méi)有一家能躋身于世界500強(qiáng),全社會(huì)固定資產(chǎn)投資中設(shè)備投資的2/3依賴(lài)進(jìn)口,在裝備上每年有數(shù)百億美元的逆差。8.國(guó)有企業(yè)改革遠(yuǎn)未到位企業(yè)集中度低,大型骨干企業(yè)少,而且圍繞大型骨干企業(yè)的中小企業(yè)群體也未形成。1/4/2023118中國(guó)制造業(yè)的差距(4)6.裝備制造業(yè)設(shè)備陳舊,缺乏核心技術(shù)1從制造大國(guó)走向制造強(qiáng)國(guó)(1)1.將振興裝備制造業(yè)置于重要的戰(zhàn)略地位從本質(zhì)上說(shuō),提高裝備制造能力是提升整體制造能力的前提,裝備制造能力構(gòu)成了制造強(qiáng)國(guó)最核心的能力。2.以先進(jìn)裝備和機(jī)電一體化產(chǎn)品制造為突破口加速推進(jìn)機(jī)械電子制造業(yè)的發(fā)展,為中國(guó)實(shí)現(xiàn)由“制造大國(guó)”向“制造強(qiáng)國(guó)”的跨越奠定可靠的基礎(chǔ)。1/4/2023119從制造大國(guó)走向制造強(qiáng)國(guó)(1)1.將振興裝備制造業(yè)置于重要的從制造大國(guó)走向制造強(qiáng)國(guó)(2)3.大力提高技術(shù)創(chuàng)新能力技術(shù)創(chuàng)新是建設(shè)制造強(qiáng)國(guó)的根本,也是提高中國(guó)制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵。創(chuàng)新的動(dòng)力來(lái)自市場(chǎng)需求，也源于科學(xué)發(fā)展與技術(shù)進(jìn)步。關(guān)鍵技術(shù)的突破是實(shí)現(xiàn)跨越發(fā)展的前提，系統(tǒng)集成是制造業(yè)創(chuàng)新的重要形式。4.高度重視制造業(yè)共性技術(shù)和基礎(chǔ)技術(shù)的研發(fā)這些技術(shù)涉及產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、設(shè)計(jì)方法、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、材料選擇、制造工藝、自動(dòng)化測(cè)試技術(shù)和管理技術(shù)等方面。抓住這些技術(shù)，可以事倍功半地解決一大批產(chǎn)品與企業(yè)的同類(lèi)問(wèn)題。這些技術(shù)是提高產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力和競(jìng)爭(zhēng)力的基礎(chǔ),能有效增強(qiáng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展后勁。1/4/2023120從制造大國(guó)走向制造強(qiáng)國(guó)(2)3.大力提高技術(shù)創(chuàng)新能力12/從制造大國(guó)走向制造強(qiáng)國(guó)(3)5.全力實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)戰(zhàn)略和專(zhuān)利戰(zhàn)略我國(guó)加入世貿(mào)組織后,圍繞標(biāo)準(zhǔn)、專(zhuān)利、知識(shí)產(chǎn)權(quán)的貿(mào)易糾紛此起彼伏。中國(guó)的企業(yè)家們已經(jīng)開(kāi)始體會(huì)到圍繞標(biāo)準(zhǔn)、專(zhuān)利、技術(shù)法規(guī)、知識(shí)產(chǎn)權(quán)、技術(shù)壁壘對(duì)企業(yè)的發(fā)展、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)是何等重要！我們要制定標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)法規(guī)，研發(fā)自己的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，申請(qǐng)專(zhuān)利，掌握保護(hù)自身權(quán)益所必須的重要工具和武器。1/4/2023121從制造大國(guó)走向制造強(qiáng)國(guó)(3)5.全力實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)戰(zhàn)略和專(zhuān)利戰(zhàn)略從制造大國(guó)走向制造強(qiáng)國(guó)(4)6.采用先進(jìn)制造技術(shù),改革生產(chǎn)技術(shù)和管理企業(yè)要用信息化來(lái)帶動(dòng)工業(yè)化，要積極應(yīng)用以CAD為基礎(chǔ)的現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)，