第章先進制造技術(shù)

7.1概述7.1.1先進制造技術(shù)（AMT）產(chǎn)生背景

第三十一講1.社會經(jīng)濟發(fā)展背景近20多年來，市場環(huán)境發(fā)生了巨大變化，一方面表現(xiàn)為消費者需求日趨主題化、個性化和多樣化，另一方面全球性產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整步伐加快。第七章先進制造技術(shù)簡介2.科學(xué)技術(shù)發(fā)展背景計算機、微電子、信息、自動化等技術(shù)的滲透、衍生和應(yīng)用，極大地促進了制造技術(shù)在宏觀（制造系統(tǒng)的建立）和微觀（精密、超精密加工）兩個方向上的蓬勃發(fā)展，急劇地改變了現(xiàn)代制造業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)方式、生產(chǎn)工藝和設(shè)備及生產(chǎn)組織體系，使現(xiàn)代制造業(yè)成為發(fā)展速度快、技術(shù)創(chuàng)新能力強、技術(shù)密集甚至知識密集型產(chǎn)業(yè)。第三十一講3.可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略聯(lián)合國42屆大會提出的“可持續(xù)發(fā)展”的思路，其定義是：既滿足當代人的需求，又不對子孫后代滿足其需要之生存環(huán)境構(gòu)成危害的發(fā)展。即建立極少產(chǎn)生廢料和污染物的工藝或技術(shù)系統(tǒng)。社會經(jīng)濟發(fā)展模式應(yīng)由粗放經(jīng)營、掠奪式開發(fā)向集約型、可持續(xù)發(fā)展轉(zhuǎn)變。第七章先進制造技術(shù)簡介4.AMT首先由美國于20世紀80年代末提出20世紀70年代，一批美國學(xué)者不斷鼓吹美國已進入“后工業(yè)化社會”，認為制造業(yè)是“夕陽工業(yè)”，主張經(jīng)濟重心由制造業(yè)轉(zhuǎn)向高科技產(chǎn)業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)。

結(jié)果：導(dǎo)致美國在經(jīng)濟上競爭力下降，貿(mào)易逆差巨增，日本家電、汽車大量涌入并占領(lǐng)了美國市場。（20世紀60年代美國汽車產(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）第七章先進制造技術(shù)簡介第三十一講

20世紀80年代,美國政府開始認識到問題的嚴重性

白宮一份報告稱“美國經(jīng)濟衰退已威脅到國家安全”

MIT的一份報告寫到“經(jīng)濟競爭歸根結(jié)底是制造技術(shù)和制造能力的競爭”，“一個國家要生活好，必須生產(chǎn)好”，表明美國知識界與政府之間取得了共識

1988年,美國政府投資進行大規(guī)模“21世紀制造企業(yè)戰(zhàn)略”研究,并于其后不久提出了“先進制造技術(shù)”發(fā)展目標，制定并實施了“先進制造技術(shù)計劃（ATP）”和“制造技術(shù)中心計劃（MTC）”

1991年，白宮科學(xué)技術(shù)政策辦公室發(fā)表“美國國家關(guān)鍵技術(shù)”報告，重新確立了制造業(yè)的地位第三十一講第七章先進制造技術(shù)簡介7.1.2AMT的內(nèi)涵和體系結(jié)構(gòu)1.定義◆

AMT是制造業(yè)不斷吸收信息技術(shù)和現(xiàn)代管理技術(shù)的成果，將其綜合應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計、加工、檢測、管理、銷售、使用、服務(wù)乃至回收的制造全過程，以實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活生產(chǎn)，提高對動態(tài)多變市場的適應(yīng)能力和競爭力的制造技術(shù)的總稱。◆要點：目標提高制造企業(yè)對市場的適應(yīng)能力和競爭力強調(diào)信息技術(shù)、現(xiàn)代管理技術(shù)與制造技術(shù)的有機結(jié)合信息技術(shù)、現(xiàn)代管理技術(shù)在整個制造過程中綜合應(yīng)用第三十一講第七章先進制造技術(shù)簡介美國聯(lián)邦政府科學(xué)、工程和技術(shù)協(xié)調(diào)委員會（FCCSET）于1994年提出AMT的分類目錄，指出“AMT是制造技術(shù)和現(xiàn)代高技術(shù)結(jié)合而產(chǎn)生的一個完整的技術(shù)群”。其結(jié)構(gòu)體系見圖7-1。主體技術(shù)群面向制造的設(shè)計技術(shù)群（產(chǎn)品和工藝設(shè)計技術(shù)群）制造工藝技術(shù)群（加工和裝配技術(shù)群）支撐技術(shù)群圖7-1AMT結(jié)構(gòu)體系制造技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施第三十一講第七章先進制造技術(shù)簡介制造基礎(chǔ)設(shè)施①質(zhì)量管理②用戶/供應(yīng)商交互作用③工作人員培訓(xùn)和教育④全國監(jiān)督和基準評測⑤技術(shù)獲取合理用設(shè)計技術(shù)群①產(chǎn)品、工藝設(shè)計CAD工藝過程建模和仿真工藝規(guī)程設(shè)計系統(tǒng)工程集成工作環(huán)境設(shè)計②快速成型技術(shù)③并行工程制造工藝技術(shù)群①材料生產(chǎn)工藝②加工工藝③聯(lián)接和裝配④測試和檢驗⑤環(huán)保技術(shù)⑥維修技術(shù)⑦其他支撐技術(shù)群①信息技術(shù)·接口和通信·數(shù)據(jù)庫·集成框架·軟件工程·人工智能·決策支持②標準和框架·數(shù)據(jù)標準·產(chǎn)品定義標準·工藝標準·檢驗標準·接口框架③機床和工具技術(shù)④傳感器和控制技術(shù)主體技術(shù)群第三十一講第七章先進制造技術(shù)簡介AMST提出的AMT輪圖TQCSE基礎(chǔ)制造技術(shù)CADCAMNC技術(shù)ROBOTFMC清潔生產(chǎn)技術(shù)質(zhì)量與可靠性CE系統(tǒng)管理技術(shù)MRPⅡCIMSIMSAM集成技術(shù)新型產(chǎn)業(yè)及市場需求帶動（重大裝備、高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)、社會協(xié)調(diào)發(fā)展）系統(tǒng)工程及管理科學(xué)信息技術(shù)圖7-3AMST提出的先進制造技術(shù)體系圖

新材料技術(shù)新能源技術(shù)◆第一個層次是優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔基礎(chǔ)制造技術(shù)。包括精密下料、精密塑性成形、精密鑄造、精密加工、精密測量、毛坯強韌化、精密熱處理、優(yōu)質(zhì)高效連接技術(shù)、功能性防護涂層及各種與設(shè)計有關(guān)的基礎(chǔ)技術(shù)、各種現(xiàn)代管理技術(shù)?！舻诙€層次是新型的制造單元技術(shù)。如制造業(yè)自動化單元技術(shù)、極限加工技術(shù)、質(zhì)量與可靠性技術(shù)、系統(tǒng)管理技術(shù)、CAD／CAM、清潔生產(chǎn)技術(shù)、新材料成形加工技術(shù)、激光與高密度能源加工技術(shù)、工藝模擬及工藝設(shè)計優(yōu)化技術(shù)等?！舻谌齻€層次是先進制造集成技術(shù)。這是應(yīng)用信息技術(shù)和系統(tǒng)管理技術(shù)，通過網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)庫對上述兩個層次的技術(shù)集成而形成的，如FMS、CIMS、IMS以及虛擬制造技術(shù)等。第三十一講第七章先進制造技術(shù)簡介2.AMT特征◆

AMT是一項綜合性技術(shù)AMT不是一項具體的技術(shù)，而是利用系統(tǒng)工程思想和方法將各種相關(guān)技術(shù)集合成一個整體，它特別強調(diào)計算機技術(shù)、信息技術(shù)和現(xiàn)代管理技術(shù)在整個制造過程中的綜合應(yīng)用，特別強調(diào)人的主體作用，強調(diào)人、技術(shù)、管理的有機結(jié)合?！?/p>

AMT

是一項動態(tài)技術(shù)AMT沒有一個固定的模式，它要與企業(yè)的具體情況相結(jié)合。同時AMT也不是一成不變的，而是動態(tài)發(fā)展的，它要不斷地吸收和利用各種高新技術(shù)成果，并將其滲透到制造系統(tǒng)的各個部分和整個過程，使其不斷趨于完善。第三十一講第七章先進制造技術(shù)簡介◆

AMT

是面向工業(yè)應(yīng)用的技術(shù)AMT有明顯的需求導(dǎo)向特征，不以追求技術(shù)高新度為目的，重在實際效果?！?/p>

AMT是面向全球競爭的技術(shù)通過提高企業(yè)綜合效益和對市場的快速反應(yīng)能力，達到提高競爭力的目標。◆

AMT是面向21世紀的技術(shù)AMT是制造技術(shù)發(fā)展的新階段，它保留了傳統(tǒng)制造技術(shù)中有效要素，吸收并充分利用了一切高新技術(shù)，使其產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍。AMT強調(diào)環(huán)保技術(shù)，符合可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略。第三十一講第七章先進制造技術(shù)簡介AMT發(fā)展趨勢

◆

信息技術(shù)對AMT發(fā)展起著越來越重要的作用信息技術(shù)是各種先進制造技術(shù)的重要支撐，信息技術(shù)向制造技術(shù)的注入與融合，必將促進AMT的不斷發(fā)展?！?/p>

現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)將迅速發(fā)展和不斷完善包括CAD，CAE，DFX，健壯設(shè)計，優(yōu)化設(shè)計，智能設(shè)計，反求工程，面向全生命周期的設(shè)計等?！?/p>

材料成形向精密、低耗、清潔方向發(fā)展材料成形技術(shù)將使毛坯從接近零件形狀向直接制成工件精密成形或稱凈成形的方向發(fā)展。據(jù)國際機械加工技術(shù)協(xié)會預(yù)測，本世紀初，塑性成形與磨削加工相結(jié)合，將取代大部分中小零件的切削加工。運用改性技術(shù)，將獲得各種特殊性能要求的表面（涂）層，同時減少能耗并消除污染。第三十十一一講第七七章章先先進進制制造造技技術(shù)術(shù)簡簡介介◆加工工技技術(shù)術(shù)向向超超精精密密、、超超高高速速方方向向發(fā)發(fā)展展◆綠色色制制造造將將成成為為21世世紀紀制制造造業(yè)業(yè)重重要要特特征征包括括：：綠色色產(chǎn)產(chǎn)品品設(shè)設(shè)計計技技術(shù)術(shù)（產(chǎn)產(chǎn)品品在在全全生生命命周周期期符符合合環(huán)環(huán)保保、、人人類類健健康康、、能能耗耗低低、、資資源源利利用用率率高高的的要要求求））；；綠色色制制造造技技術(shù)術(shù)（在在整整個個制制造造過過程程，，對對環(huán)環(huán)境境負負面面影影響響最最小小，，廢廢棄棄物物和和有有害害物物質(zhì)質(zhì)的的排排放放最最小小，，資資源源利利用用效效率率最最高高））；；產(chǎn)品品的的回回收收和和循循環(huán)環(huán)再再制制造造（例例如如，，汽汽車車等等產(chǎn)產(chǎn)品品的的拆拆卸卸和和回回收收技技術(shù)術(shù)，，以以及及生生態(tài)態(tài)工工廠廠的的循循環(huán)環(huán)式式制制造造技技術(shù)術(shù)等等））。。◆虛擬擬制制造造將將獲獲得得廣廣泛泛應(yīng)應(yīng)用用首先先在在虛虛擬擬制制造造環(huán)環(huán)境境中中生生成成軟軟產(chǎn)產(chǎn)品品原原型型（（SoftPrototype））代代替替?zhèn)鱾鹘y(tǒng)統(tǒng)的的硬硬樣樣品品（（HardPrototype））進進行行試試驗驗，，對對其其性性能能和和可可制制造造性性進進行行預(yù)預(yù)測測和和評評價價，，從從而而縮縮短短產(chǎn)產(chǎn)品品的的設(shè)設(shè)計計與與制制造造周周期期，，降降低低成成本本，，提提高高系系統(tǒng)統(tǒng)快快速速響響應(yīng)應(yīng)市市場場變變化化的的能能力力。。7.2先先進進制制造造技技術(shù)術(shù)的的內(nèi)內(nèi)容容現(xiàn)現(xiàn)代代設(shè)設(shè)計計技技術(shù)術(shù)1））現(xiàn)現(xiàn)代代設(shè)設(shè)計計方方法法。。包包括括有有模模塊塊化化設(shè)設(shè)計計、、系系統(tǒng)統(tǒng)化化設(shè)設(shè)計計、、價價值值工工程程、、模模糊糊設(shè)設(shè)計計、、面面向向?qū)ο笙蟮牡脑O(shè)設(shè)計計、、反反求求工工程程、、并并行行設(shè)設(shè)計計、、綠綠色色設(shè)設(shè)計計、、工工業(yè)業(yè)設(shè)設(shè)計計等等。。第三十一一講現(xiàn)代設(shè)設(shè)計技技術(shù)是是根據(jù)據(jù)產(chǎn)品品功能能要求求，應(yīng)應(yīng)用現(xiàn)現(xiàn)代技技術(shù)和和科學(xué)學(xué)知識識，制制定設(shè)設(shè)計方方案并并使方方案付付諸實實施的的技術(shù)術(shù)，其其重要要性在在于使使產(chǎn)品品設(shè)計計建立立在科科學(xué)的的基礎(chǔ)礎(chǔ)上，，促使使產(chǎn)品品由低低級向向高級級轉(zhuǎn)化化，促促進產(chǎn)產(chǎn)品功功能不不斷完完善，，產(chǎn)品品質(zhì)量量不斷斷提高高。現(xiàn)現(xiàn)代設(shè)設(shè)計技技術(shù)包包含如如下內(nèi)內(nèi)容：：第七章先先進制造技技術(shù)簡介2）產(chǎn)品可可信性設(shè)計計?？尚判孕栽O(shè)計包括括可靠性設(shè)設(shè)計、安全全性設(shè)計、、動態(tài)分析析與設(shè)計、、防斷裂設(shè)設(shè)計、防疲疲勞設(shè)計、、耐環(huán)境設(shè)設(shè)計、健壯壯設(shè)計、維維修設(shè)計和和維修保障障設(shè)計等。。先進制造工工藝是先進進制造技術(shù)術(shù)的核心和和基礎(chǔ)，是是使各種原原材料、半半成品成為為產(chǎn)品的方方法和過程程。先進制制造工藝包包括高效精精密成形技技術(shù)、高精精度切削加加工工藝、、特種加工工以及表面面改性技術(shù)術(shù)等內(nèi)容。。第三十十一一講3））設(shè)設(shè)計計自自動動化化技技術(shù)術(shù)。。是是指指用用計計算算機機軟軟硬硬件件工工具具輔輔助助完完成成設(shè)設(shè)計計任任務(wù)務(wù)和和過過程程的的技技術(shù)術(shù)，，它它包包括括產(chǎn)產(chǎn)品品的的造造型型設(shè)設(shè)計計、、工工藝藝設(shè)設(shè)計計、、工工程程圖圖生生成成、、有有限限元元分分析析、、優(yōu)優(yōu)化化設(shè)設(shè)計計、、模模擬擬仿仿真真虛虛擬擬設(shè)設(shè)計計、、工工程程數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)庫庫等等內(nèi)內(nèi)容容。。第七七章章先先進進制制造造技技術(shù)術(shù)簡簡介介先先進制造工工藝1）高效精密密成形技術(shù)。。它是生產(chǎn)局局部或全部無無余量半成品品工藝的統(tǒng)稱稱，包括精密密潔凈鑄造成成形工藝、精精確高效塑性性成形工藝、、優(yōu)質(zhì)高效焊焊接及切割技技術(shù)、優(yōu)質(zhì)低低耗潔凈熱處處理技術(shù)、快快速成形和制制造技術(shù)等。。制造自動化是是用機電設(shè)備備工具取代或或放大人的體體力，甚至取取代和延伸人人的部分智力力，自動完成成特定的作業(yè)業(yè)，包括物料料的存儲、運運輸、加工、、裝配和檢驗驗等各個生產(chǎn)產(chǎn)環(huán)節(jié)的自動動化。制造過過程自動化技技術(shù)涉及到數(shù)數(shù)控技術(shù)、工工業(yè)機器人技技術(shù)、柔性制制造技術(shù)、傳傳感技術(shù)、自自動檢測技術(shù)術(shù)、信號處理理和識別技術(shù)術(shù)等內(nèi)容。第三十一講第七章先進進制造技術(shù)簡簡介2）高效高精精度切削加工工工藝。包括括有精密和超超精密加工、、高速切削和和磨削、復(fù)雜雜型面的數(shù)控控加工、游離離磨粒的高效效加工等。3）現(xiàn)代特種種加工工藝。。它是指那些些不屬于常規(guī)規(guī)加工范疇的的加工工藝，，如高能束加加工（電子束束、離子束、、激光束）、、電加工（電電解和電火花花）、超聲波波加工、高壓壓水射流加工工、多種能源源的復(fù)合加工工、納米技術(shù)術(shù)及微細加工工等。制制造自動化化技術(shù)第三十一講第七章先進進制造技術(shù)簡簡介1）機床數(shù)控控技術(shù)。數(shù)控技術(shù)（NumericalControlTechnology）是指用數(shù)字量量及字符發(fā)出出指令并實現(xiàn)現(xiàn)自動控制的的技術(shù)，它是是制造業(yè)實現(xiàn)現(xiàn)自動化、柔柔性化和集成成化生產(chǎn)的基基礎(chǔ)技術(shù)。由由于計算機應(yīng)應(yīng)用技術(shù)的成成熟，數(shù)控系系統(tǒng)均采用了了計算機數(shù)控控（ComputerNumericalControl），，簡稱稱CNC，，以區(qū)區(qū)別于于傳統(tǒng)統(tǒng)的NC。。數(shù)控機機床（（NumericalControlMachineTools））是用用計算算機通通過數(shù)數(shù)字信信息來來自動動控制制機械械加工工的機機床。。它是是集集計計算算機機應(yīng)應(yīng)用用技技術(shù)術(shù)、、自自動動控控制制、、精精密密測測量量、、微微電電子子技技術(shù)術(shù)、、機機械械加加工工技技術(shù)術(shù)于于一一體體的的機機一一種種具具有有高高效效率率、、高高精精度度、、高高柔柔性性和和高高自自動動化化的的光光機機電電一一體體化化數(shù)數(shù)控控設(shè)設(shè)備備。。第三十十一一講第七七章章先先進進制制造造技技術(shù)術(shù)簡簡介介2））工工業(yè)業(yè)機機器器人人技技術(shù)術(shù)機器人技技術(shù)是綜綜合了計計算機、、控制論論、機構(gòu)構(gòu)學(xué)、信信息和傳傳感技術(shù)術(shù)、人工工智能、、仿生學(xué)學(xué)等多學(xué)學(xué)科而形形成的高高新技術(shù)術(shù)。工業(yè)業(yè)機器人人由操作作機（機機械本體體）、控控制器、、伺服驅(qū)驅(qū)動系統(tǒng)統(tǒng)和檢測測傳感裝裝置構(gòu)成成，是一一種仿人人操作、、自動控控制、可可重復(fù)編編程、能能在三維維空間完完成各種種作業(yè)的的機電一一體化自自動化生生產(chǎn)設(shè)備備。特別別適合于于多品種種、變批批量的柔柔性生產(chǎn)產(chǎn)。機器人并并不是在在簡單意意義上代代替人工工的勞動動，而是是綜合了了人的特特長和機機器特長長的一種種擬人的的電子機機械裝置置，既有有人對環(huán)環(huán)境狀態(tài)態(tài)的快速速反應(yīng)和和分析判判斷能力力，又有有機器可可長時間間持續(xù)工工作、精精確度高高、抗惡惡劣環(huán)境境的能力力，從某某種意義義上說它它也是機機器的進進化過程程產(chǎn)物，，它是工工業(yè)以及及非產(chǎn)業(yè)業(yè)界的重重要生產(chǎn)產(chǎn)和服務(wù)務(wù)性設(shè)備備，也是是先進制制造技術(shù)術(shù)領(lǐng)域不不可缺少少的自動動化設(shè)備備。第三十一講第七章先進進制造技術(shù)簡簡介3）柔性制造造系統(tǒng)（FMS）柔性制造技術(shù)術(shù)是集數(shù)控技技術(shù)、計算機機技術(shù)、機器器人技術(shù)和現(xiàn)現(xiàn)代管理技術(shù)術(shù)于一體的先先進制造技術(shù)術(shù)。柔性制造系系統(tǒng)是利用用計算機控控制系統(tǒng)和和物料輸送送系統(tǒng)，把把若干臺設(shè)設(shè)備聯(lián)系起起來，形成成沒有固定定加工順序序和節(jié)拍的的自動化制制造系統(tǒng)。。它在加工工完一批某某種工件后后，能在不不停機調(diào)整整的情況下下，自動地地向另一種種工件轉(zhuǎn)換換。其主要要特征是：：（1）高柔柔性（2）高效效率（3）高度度自動化柔性制造系系統(tǒng)一般可可分為柔性性制造單元元、柔性制制造系統(tǒng)和和柔性制造造生產(chǎn)線三三種類型。。第三十一講第七章先先進制造技技術(shù)簡介FMS應(yīng)用用品種圖7-4零件品種、批量與自動化加工方式0101001000

批量10,000100010010FMLFMCFMS數(shù)控機床通用機床剛性線生產(chǎn)柔性產(chǎn)量第三十一講第七章先先進制造技技術(shù)簡介7.2.4先進生生產(chǎn)管理技技術(shù)先進生產(chǎn)管管理技術(shù)是是指制造型型企業(yè)在從從市場開發(fā)發(fā)、產(chǎn)品設(shè)設(shè)計、生產(chǎn)產(chǎn)制造、質(zhì)質(zhì)量控制到到銷售服務(wù)務(wù)等一系列列的生產(chǎn)經(jīng)經(jīng)營活動中中，為了使使制造資源源（材料、、設(shè)備、能能源、技術(shù)術(shù)、信息以以及人力資資源）得到到總體配置置優(yōu)化和充充分利用，，使企業(yè)的的綜合效益益（質(zhì)量、、成本、交交貨期）得得到提高而而采取的各各種計劃、、組織、控控制及協(xié)調(diào)調(diào)的方法和和技術(shù)的總總稱。它是是先進制造造技術(shù)體系系中的重要要組成部分分，包括現(xiàn)現(xiàn)代管理信信息系統(tǒng)、、物流系統(tǒng)統(tǒng)管理、工工作流管理理、產(chǎn)品數(shù)數(shù)據(jù)管理、、質(zhì)量保障障體系等。。7.3先先進制造造模式7.3.1概述述第三十一講制造模式(ManufacturingMode)是指企業(yè)體體制、經(jīng)營營、管理、、生產(chǎn)組織織和技術(shù)系系統(tǒng)的形態(tài)態(tài)和運作的的模式。制制造模式可可以理解為為“制造系系統(tǒng)實現(xiàn)生生產(chǎn)的典型型方式”。。先進進制制造造模模式式(AMM)是是應(yīng)應(yīng)用用先先進進制制造造技技術(shù)術(shù)的的生生產(chǎn)產(chǎn)組組織織和和技技術(shù)術(shù)系系統(tǒng)統(tǒng)的的形形態(tài)態(tài)與與運運作作的的方方式式。。它它以以獲獲取取生生產(chǎn)產(chǎn)有有效效性性為為首首要要目目標標，，以以制制造造資資源源快快速速有有效效集集成成為為基基本本原原則則，，以以人人一一組組織織一一技技術(shù)術(shù)相相互互結(jié)結(jié)合合為為實實旌旌途途徑徑，，使使制制造造系系統(tǒng)統(tǒng)獲獲得得精精益益、、敏敏捷捷、、優(yōu)優(yōu)質(zhì)質(zhì)與與高高效效的的特特征征，，以以適適應(yīng)應(yīng)市市場場變變化化對對時時間間、、質(zhì)質(zhì)量量、、成成本本、、服服務(wù)務(wù)和和環(huán)環(huán)境境的的新新要要求求。。第七七章章先先進進制制造造技技術(shù)術(shù)簡簡介介第三十十一一講第七七章章先先進進制制造造技技術(shù)術(shù)簡簡介介計計算算機機集集成成制制造造（（CIM））CIM提出CIM一詞詞首首先先由由Dr.J.Harrington于1973年年提出出，，其其兩兩個個基基本本觀觀點點：：1））企業(yè)業(yè)生生產(chǎn)產(chǎn)活活動動的的各各個個環(huán)環(huán)節(jié)節(jié)，，從從市市場場分分析析、、產(chǎn)產(chǎn)品品設(shè)設(shè)計計、、加加工工制制造造、、經(jīng)經(jīng)營營管管理理到到售售后后服服務(wù)務(wù)是是一一個個統(tǒng)統(tǒng)一一的的不不可可分分割割的的整整體體。。2））整個個生生產(chǎn)產(chǎn)過過程程可可以以視視為為一一個個數(shù)據(jù)據(jù)采采集集、、傳傳遞遞和和加加工工處處理理的的過過程程，，最最終終產(chǎn)產(chǎn)品品可可視視為為數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)的的物物化化表表現(xiàn)現(xiàn)。CIM概概念念提提出出后后，，，，未未被被立立即即接接受受。。直直至至20世世紀紀80年年代代初初，，各各項項單單元元技技術(shù)術(shù)（CAD、CNC、CAPP、、MIS、、FMC、、FMS…）得到充充分發(fā)發(fā)展，，并形形成一一個個個自動動化““孤孤島””。在在這種種形勢勢下，，為取取得更更大的的經(jīng)濟濟效果果，需需要將將這些些“孤孤島””集成成起來來，CIM概念念受到到重視視并被被實施施。第三十一一講第七章章先先進制制造技技術(shù)簡簡介“自動動化孤孤島””圖7-5串串行行與并并行方方法將“自自動化化孤島島”集集成在在一起起第七章章先先進制制造技技術(shù)簡簡介第三十一一講圖7-6串串行行與并并行方方法將“自自動化化孤島島”集集成在在一起起第七章章先先進制制造技技術(shù)簡簡介第三十一一講圖7-7串串行與與并行行方法法第三十一一講第七章章先先進制制造技技術(shù)簡簡介CIM定義CIM是將人人及其其經(jīng)營營知識識和能能力與與信息息技術(shù)術(shù)和制制造技技術(shù)綜綜合應(yīng)應(yīng)用，，以提提高制制造型型企業(yè)業(yè)的生生產(chǎn)率率和響響應(yīng)能能力。。企業(yè)業(yè)所有有人員員、功功能、、信息息、組組織管管理等等方面面都是是集成成起來來的整整體的的各個個部分分。CIM與與CIMS◆CIM是一種種哲理理、思思想、、方法法；◆CIMS是CIM哲理的的具體體體現(xiàn)現(xiàn)；◆CIMS是一個個計算算機控控制的的閉環(huán)環(huán)反饋饋系統(tǒng)統(tǒng)，其其輸入入是產(chǎn)產(chǎn)品的的需求求和概概念，，輸出出的是是合格格的產(chǎn)產(chǎn)品。。第三十一講第七章先先進制制造技術(shù)術(shù)簡介CIMS的體系結(jié)構(gòu)指以信息的觀點建立的企業(yè)模型框架（或功能模型）。CIMS功能模型通常由5個分系統(tǒng)組成（圖7-8）。NetworkDB市場信息生產(chǎn)過程信息技術(shù)信息原材料，能源產(chǎn)品MIS，BM，PMMM，LM，F(xiàn)M…EISCADCAECAPPNCPCATD∶QISCAICATCAQCCMM∶MASCNC,MC,FMC,FMS,ROBOT,AA…圖7-8CIMS功能模型第三十一講第七章先先進制制造技術(shù)術(shù)簡介并并行行工程（CE）并行工程（

ConcurrentEngineering——CE）定義并行工程程（CE）是對產(chǎn)產(chǎn)品及其其相關(guān)過過程（包包括制造造過程和和支持過過程）進進行并行行、一體體化設(shè)計計的一種種系統(tǒng)化化的工作作模式。。這種工作作模式力力圖使開開發(fā)者從從一開始始就考慮慮到產(chǎn)品品全生命命周期（（從概念念形成到到產(chǎn)品報報廢）中中所有的的因素，，包括質(zhì)質(zhì)量、成成本、進進度與用用戶需求求。注：支持持過程———包包括對對制造過程程的支持（（原材料料的獲取取,中間間產(chǎn)品的的庫存，，工藝過過程設(shè)計計，生產(chǎn)產(chǎn)計劃制制定…）和使用過程程的支持（（產(chǎn)品銷銷售，使使用維護護，售后后服務(wù)，，產(chǎn)品報報廢后的的處理…）第三十一講第七章先先進制制造技術(shù)術(shù)簡介◆當新產(chǎn)品品開發(fā)成成為贏得得競爭的的主要手手段后，，單純集集成已不不夠。按按順序方方法開發(fā)發(fā)產(chǎn)品常常需要多多次反復(fù)復(fù)，不僅僅延誤了了時間，，而且在在資金上上也造成成巨大浪浪費。圖7-9順序方法開發(fā)產(chǎn)品的弊端產(chǎn)品設(shè)計工藝規(guī)劃加工裝配市場需求無法加工裝配困難第三十一講第七章先先進制制造技術(shù)術(shù)簡介順序方法與并行方法（圖7-10）需求分析產(chǎn)品設(shè)計過程設(shè)計原型產(chǎn)品a）串行方法需求分析產(chǎn)品設(shè)計過程設(shè)計原型產(chǎn)品b）并行方法圖7-10串串行與與并行方方法第三十一講第七章先先進制造技技術(shù)簡介CE基本方法與效益◆CE的核心心是產(chǎn)品及及其相關(guān)過過程（加工工工藝、裝裝配、檢測測、質(zhì)量控控制、銷售售、售后服服務(wù)…）設(shè)計的集集成?！鬋E依賴于于產(chǎn)品開發(fā)發(fā)中各學(xué)科科、各職能能部門人員員相互合作作，相互信信任和共享享信息，通通過彼此間間有效地通通訊和交流流，盡早考考慮產(chǎn)品全全生命周期期中的各種種因素，盡盡早發(fā)現(xiàn)和和解決問題題，以達到到各項工作作協(xié)調(diào)一致致。◆CE方法有別于于傳統(tǒng)的強強調(diào)“分工工”的管理理方式，是是一種在更更深層次上上的集成（（人、技術(shù)術(shù)、管理的的集成；產(chǎn)產(chǎn)品設(shè)計及及其相關(guān)過過程設(shè)計的的集成）。?！鬋E效益益——縮短短新產(chǎn)品開開發(fā)周期40～60%；提高高設(shè)計質(zhì)量量（早期生生產(chǎn)中工程程變更次數(shù)數(shù)減小一半半以上，產(chǎn)產(chǎn)品報廢及及反復(fù)工作作減小75%）；制制造成本下下降30～～40%第三十一講第七章先先進制造技技術(shù)簡介精精良生產(chǎn)（LP）MIT國際汽車項項目組的JamesWomack等三名經(jīng)理理在“TheMachineThatChangedtheWorld”一書中，，對日本豐豐田汽車公公司生產(chǎn)方方式的描述述。MP（MassProduction））是舊時代工工業(yè)化的象象征——代代表了高效效率、低成成本、高質(zhì)質(zhì)量。LP是新時代工工業(yè)化的標標志——只只需一半人人的努力，，一半生產(chǎn)產(chǎn)空間，一一半投資，，一半設(shè)計計、工藝編編制時間，，一半開發(fā)發(fā)新產(chǎn)品時時間和少的的多的庫存存。LP的精髓在于于“Lean”——“沒沒有冗余””“精打細細算”，沒沒有一個多多余的人，，沒有一樣樣多余的東東西，沒有有一點多余余的時間；；崗位設(shè)置置必須是增增值的，不不增值崗位位一律撤除除；工人要要求是多面面手，可以以互相頂替替。第三十一講第七章先先進制造技技術(shù)簡介豐田公司精精良生產(chǎn)要要點組織管理權(quán)力下放，，以TeamWork形式分段負負責，把大大量工作責責任轉(zhuǎn)移到到生產(chǎn)線工工人身上，，建立一個個能夠迅速速追查出全全部缺陷并并找出其最最終原因的的檢測系統(tǒng)統(tǒng)。產(chǎn)品設(shè)計強調(diào)負責人人的權(quán)力與與責任，由由項目負責責人組織多多個TeamWork并行工作。。市場用戶“需求驅(qū)動動”與“主主動銷售””；貫徹全全面質(zhì)量管管理（TQC），使使顧客完全全滿意（TCS）。。與協(xié)作廠關(guān)關(guān)系“利益共享享，風(fēng)險共共擔”。第三十十一一講第七七章章先先進進制制造造技技術(shù)術(shù)簡簡介介準時時制制生生產(chǎn)產(chǎn)（JustInTime————JIT）準時時制制的的核核心心及時時和和準準確確。。在在制制造造過過程程中中，，要要求求按按正正確確的的時時間間、、正正確確的的地地點點，，提提供供正正確確數(shù)數(shù)量量的的合合格格物物品品，以以期期達達到到接接近近零零庫庫存存、、無無缺缺陷陷和和低低成成本本的的目目標標。?；颈咀鲎龇ǚ?））每每月月公公司司根根據(jù)據(jù)市市場場情情況況和和用用戶戶訂訂貨貨，，按按型型號號和和規(guī)規(guī)格格擬擬定定本本月月生生產(chǎn)產(chǎn)各各種種汽汽車車的的數(shù)數(shù)量量，，經(jīng)經(jīng)審審查查后后下下達達生生產(chǎn)產(chǎn)任任務(wù)務(wù)。。2）工廠的裝裝配車間將月月生產(chǎn)汽車任任務(wù)除以本月月有效工作日日，得出日平平均產(chǎn)量，據(jù)據(jù)此按日安排排生產(chǎn)。3）裝配車間間開始生產(chǎn)后后，按后序向向前序提取零零部件的規(guī)定定，把生產(chǎn)過過程的各個部部分有機地組組織起來。4）寧肯中斷生產(chǎn)，也也不積壓儲備備。第三十一講第七章先進進制造技術(shù)簡簡介“看板”（Canban）管理出發(fā)點——后后序驅(qū)動示意圖圖7-11“看板”管理n乙n工序n-1乙n-1工序n甲n-1甲n-1工序n工序傳件看板生產(chǎn)看板第三十一講第七章先進進制造技術(shù)簡簡介表7-1LP與MP比較比較項目大量生產(chǎn)精良生產(chǎn)追求目標高效率、高質(zhì)量、低成本完善生產(chǎn)，消除一切浪費工作方式專業(yè)分工，相互封閉責、權(quán)、利統(tǒng)一的工作小組，協(xié)同工作，團隊精神組織管理寶塔式，組織機構(gòu)龐大權(quán)利下放，扁平式組織結(jié)構(gòu)產(chǎn)品特征標準化產(chǎn)品面向用戶的多樣化產(chǎn)品設(shè)計方式串行模式并行模式生產(chǎn)特征大批量、高效率生產(chǎn)變批量、柔性化生產(chǎn)供貨方式大庫存緩沖JIT方式，接近0庫存質(zhì)量保證靠機床設(shè)備，事后把關(guān)靠生產(chǎn)人員保證，追求零缺陷雇員關(guān)系雇傭關(guān)系，合同約束終身雇用，風(fēng)雨同舟用戶關(guān)系靠產(chǎn)品質(zhì)量、成本取勝用戶滿意，需求驅(qū)動，主動銷售供應(yīng)商合同關(guān)系，短期行為長期合作，利益共享，風(fēng)險共擔第三十一講第七章先進進制造技術(shù)簡簡介敏敏捷