第8章機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展

第18章先進(jìn)制造技術(shù)本章要點(diǎn)柔性自動(dòng)化加工技術(shù)先進(jìn)制造方式現(xiàn)代集成制造技術(shù)快速原型制造技術(shù)1機(jī)械制造技術(shù)根底18.1柔性自動(dòng)化加工技術(shù)2制造自動(dòng)化技術(shù)的主要方式

三種自動(dòng)化方式比較比較工程剛性自動(dòng)化柔性自動(dòng)化綜合自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)目的減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省勞動(dòng)力，保證加工質(zhì)量，降低消費(fèi)本錢減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省勞動(dòng)力，保證加工質(zhì)量，降低消費(fèi)本錢，縮短產(chǎn)品制造周期除左外，提高設(shè)計(jì)任務(wù)與管理任務(wù)效率和質(zhì)量，提高對(duì)市場(chǎng)的呼應(yīng)才干控制對(duì)象物流物流物流，信息流特點(diǎn)經(jīng)過機(jī)、電、液氣等硬件控制方式實(shí)現(xiàn)，因此是剛性的，變動(dòng)困難以硬件為根底，以軟件為支持，改動(dòng)程序即可實(shí)現(xiàn)所需的轉(zhuǎn)變，因此是柔性的不僅針對(duì)詳細(xì)操作和工人的膂力勞動(dòng)，而且涉及腦力勞動(dòng)以及設(shè)計(jì)、運(yùn)營(yíng)管理等各方面典型系統(tǒng)與配備自動(dòng)機(jī)床、組合機(jī)床，機(jī)械手，自動(dòng)消費(fèi)線NC機(jī)床，加工中心，工業(yè)機(jī)器人，DNC，F(xiàn)MC，F(xiàn)MSCAD/CAM系統(tǒng)，MRPⅡ，CIMS運(yùn)用范圍大批大量消費(fèi)多種類、中小批量消費(fèi)各種消費(fèi)類型關(guān)鍵技術(shù)繼電器程序控制技術(shù)，經(jīng)典控制論數(shù)控技術(shù)，計(jì)算機(jī)控制，GT，現(xiàn)代控制論系統(tǒng)工程，信息技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)，管理技術(shù)3制造自動(dòng)化技術(shù)的主要方式

汽車后橋齒輪箱加工自動(dòng)線剛性自動(dòng)化20年代4制造自動(dòng)化技術(shù)的主要方式

柔性自動(dòng)化50年代焊接機(jī)器人綜合自動(dòng)化180年代圖18-3綜合自動(dòng)化5柔性制造系統(tǒng)本節(jié)僅討論中小批量消費(fèi)中廣泛運(yùn)用的柔性制造系統(tǒng)〔FlexibleManufacturingSystem——FMS〕柔性制造系統(tǒng)的組成FMS的組成自動(dòng)倉(cāng)庫(kù)工廠計(jì)算機(jī)中央計(jì)算機(jī)物流控制計(jì)算機(jī)運(yùn)輸小車加工單元1加工單元2加工單元n信息傳輸網(wǎng)絡(luò)工夾具站6加工單元CNC〔MC〕機(jī)床任務(wù)臺(tái)架〔暫存工件〕機(jī)器人或托盤交換安裝檢測(cè)、監(jiān)控安裝◆設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)形狀監(jiān)控與檢測(cè)傳感器群信號(hào)采集預(yù)處置特征提取形狀識(shí)別診斷決策預(yù)維修決策監(jiān)控檢測(cè)報(bào)告正常形狀方式預(yù)診斷知識(shí)庫(kù)預(yù)維修知識(shí)庫(kù)學(xué)習(xí)訓(xùn)練匹配形狀異常報(bào)警預(yù)知缺點(diǎn)報(bào)警輸出設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)形狀監(jiān)控與檢測(cè)框圖柔性制造系統(tǒng)7鉆頭破損檢測(cè)器內(nèi)存有以往采集的鉆頭破損的信號(hào)或鉆頭破損模擬信號(hào)，與檢測(cè)信號(hào)進(jìn)展比較。當(dāng)鉆頭破損被確認(rèn)后，發(fā)出換刀信號(hào)?！艏庸み^程監(jiān)控與檢測(cè)重點(diǎn)是刀具磨損、破損監(jiān)控與檢測(cè)。圖為聲發(fā)射鉆頭破損檢測(cè)安裝表示圖。加工過程中，一旦鉆頭破損，聲發(fā)射傳感器檢測(cè)到鉆頭破損信號(hào)，將其送至鉆頭破損檢測(cè)器進(jìn)展處置。鉆頭破損檢測(cè)器聲發(fā)射鉆頭破損檢測(cè)安裝系統(tǒng)圖交換機(jī)床控制器工件折斷任務(wù)臺(tái)聲發(fā)射傳感器破損信號(hào)柔性制造系統(tǒng)8物料傳輸系統(tǒng)又稱立體倉(cāng)庫(kù)或自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)〔AutomatedStorageandRetrieva1System一AS／RS〕，由高層料架、堆垛機(jī)、控制計(jì)算機(jī)和物料識(shí)別安裝等組成。具有自動(dòng)化程度高、料位空間尺寸和額定存放分量大、料位總數(shù)可根據(jù)實(shí)踐需求擴(kuò)展、占地面積小等優(yōu)點(diǎn)。◆自動(dòng)倉(cāng)庫(kù)自動(dòng)倉(cāng)庫(kù)運(yùn)輸小車出入庫(kù)裝卸站堆垛機(jī)料架柔性制造系統(tǒng)9◆傳輸安裝滾式鏈?zhǔn)健矀魉蛶в捎谌嵝圆?，目前較少運(yùn)用〕帶式有軌無軌〔AGV〕固定道路隨機(jī)道路傳送帶運(yùn)輸小車機(jī)器人固定式機(jī)器人行走式機(jī)器人柔性制造系統(tǒng)10◆切屑處置系統(tǒng)斷屑加工部位封鎖排屑機(jī)床、工夾具設(shè)計(jì)要便于排屑冷卻液沖，或緊縮空氣吹切屑保送〔通常采用地下保送管道〕切屑再處置〔打包〕柔性制造系統(tǒng)11◆工廠計(jì)算機(jī)：制定、修正、更新消費(fèi)〔作業(yè)〕方案；對(duì)中央計(jì)算機(jī)和物流計(jì)算機(jī)進(jìn)展控制。◆單元控制器：監(jiān)視與控制機(jī)床加工、檢測(cè)、上下料…◆物流計(jì)算機(jī)：根據(jù)工廠計(jì)算機(jī)制定的作業(yè)方案對(duì)自動(dòng)倉(cāng)庫(kù)、堆垛機(jī)、緩沖站、運(yùn)輸小車等進(jìn)展監(jiān)視與控制?！糁醒胗?jì)算機(jī)：根據(jù)工廠計(jì)算機(jī)制定的作業(yè)方案對(duì)各加工單元進(jìn)展監(jiān)視與控制?！粜畔鬏斁W(wǎng)絡(luò)：在控制計(jì)算機(jī)與單元控制器之間進(jìn)展信息傳送。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)柔性制造系統(tǒng)12◆JCS-FMS-1控制級(jí)構(gòu)造中央管理計(jì)算機(jī)FM-11AD2+物流控制計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)LAN文件庫(kù)自動(dòng)編程機(jī)單元控制機(jī)CNC車床CNC磨床單元控制機(jī)立式MC臥式MC單元控制機(jī)CNC車床管理級(jí)單元級(jí)設(shè)備級(jí)JCS-FMS-1控制級(jí)構(gòu)造柔性制造系統(tǒng)13FMS特點(diǎn) 除毛坯預(yù)備與毛坯安裝外全部自動(dòng)化 可在不停機(jī)的條件下實(shí)現(xiàn)加工工件的自動(dòng)轉(zhuǎn)換 24小時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)◆以GT為根底——消費(fèi)零件的種類由4至100種不等〔20～30種居多〕消費(fèi)零件的批量由40至2000件不等〔50～200件居多〕大部分加工對(duì)象為類似零件〔個(gè)別例外〕◆具有較大柔性——可加工多種零件沒有固定的消費(fèi)節(jié)拍缺點(diǎn)可容〔一臺(tái)機(jī)床出現(xiàn)缺點(diǎn)，其它機(jī)床可進(jìn)展擬補(bǔ)〕◆高度自動(dòng)化——◆控制與管理相結(jié)合——可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)的方案、調(diào)度柔性制造系統(tǒng)14FMS運(yùn)用種類零件種類、批量與自動(dòng)化加工方式0101001000批量10,000100010010FMLFMCFMS數(shù)控機(jī)床通用機(jī)床剛性線消費(fèi)柔性產(chǎn)量柔性制造系統(tǒng)15機(jī)械制造技術(shù)根底第18章先進(jìn)制造技術(shù)AdvancedManufacturingTechnology18.2現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)16計(jì)算機(jī)集成制造〔CIM〕CIM提出CIM一詞首先由Dr.J.Harrington于1973年提出，其兩個(gè)根本觀念：CIM概念提出后，未被立刻接受，因條件不成熟。直至20世紀(jì)80年代初，各項(xiàng)單元技術(shù)〔CAD、CNC、CAPP、MIS、FMC、FMS…〕得到充分開展，并構(gòu)成一個(gè)個(gè)自動(dòng)化“孤島〞。在這種情勢(shì)下，為獲得更大的經(jīng)濟(jì)效果，需求將這些“孤島〞集成起來，CIM概念遭到注重并被實(shí)施。2〕整個(gè)消費(fèi)過程可以視為一個(gè)數(shù)據(jù)采集、傳送和加工處置的過程，最終產(chǎn)品可視為數(shù)據(jù)的物化表現(xiàn)。1〕企業(yè)消費(fèi)活動(dòng)的各個(gè)環(huán)節(jié)，從市場(chǎng)分析、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工制造、運(yùn)營(yíng)管理到售后效力是一個(gè)一致的不可分割的整體。17計(jì)算機(jī)集成制造〔CIM〕20世紀(jì)80年代中、后期，CIM逐漸開場(chǎng)實(shí)施，并顯示出明顯的效益——提高企業(yè)的消費(fèi)率和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)才干。以往，競(jìng)爭(zhēng)力主要取決于消費(fèi)率，現(xiàn)今更重要的是對(duì)市場(chǎng)的呼應(yīng)才干。信息時(shí)代的到來,使世界正在“變小〞。世界大市場(chǎng)的開展，使競(jìng)爭(zhēng)更加猛烈，這一方面極大地促進(jìn)了社會(huì)的開展，另一方面也給企業(yè)呵斥了嚴(yán)酷的“生存環(huán)境〞。企業(yè)為求得生存和開展，必需在TQCSE五要素上下工夫。T〔Time〕——時(shí)間，加速新產(chǎn)品研制周期，縮短交貨期Q〔Quality〕——質(zhì)量C〔Cost〕——本錢S〔Service〕——效力E〔Environment〕——環(huán)保為實(shí)現(xiàn)這一目的，CIM是一種強(qiáng)有力的方式。18計(jì)算機(jī)集成制造〔CIM〕CIM定義CIM是將人及其運(yùn)營(yíng)知識(shí)和才干與信息技術(shù)和制造技術(shù)綜合運(yùn)用，以提高制外型企業(yè)的消費(fèi)率和呼應(yīng)才干。企業(yè)一切人員、功能、信息、組織管理等方面都是集成起來的整體的各個(gè)部分。歐共體CIM-OSA〔開放體系構(gòu)造〕課題委員會(huì)：◆CIM是一種哲理、思想、方法；◆CIMS是CIM哲理的詳細(xì)表達(dá)；◆CIMS是一個(gè)計(jì)算機(jī)控制的閉環(huán)反響系統(tǒng)，其輸入是產(chǎn)品的需求和概念，輸出的是合格的產(chǎn)品。CIM與CIMS19計(jì)算機(jī)集成制造〔CIM〕討論◆整體優(yōu)化是CIM的目的〔相對(duì)于自動(dòng)化孤島〕?！鬋IM的中心是集成，而集成的本質(zhì)是信息集成?！?M〔人、機(jī)器、管理〕集成，其中人是中心。普渡大學(xué)T.J.Willian教授提出CIMS參考模型的兩個(gè)概念：★Automability〔可自動(dòng)化性〕——指消費(fèi)活動(dòng)中可用數(shù)學(xué)方式或計(jì)算機(jī)程序描畫的部分，消費(fèi)活動(dòng)中的這一部分內(nèi)容可用計(jì)算機(jī)來進(jìn)展處置?！颕nnovation〔創(chuàng)新〕——消費(fèi)活動(dòng)中無法用數(shù)學(xué)方式或計(jì)算機(jī)程序描畫的部分，這一部分內(nèi)容仍需人來完成。他以為工業(yè)革命使人變成了機(jī)器的奴隸，新技術(shù)革命那么要“恢復(fù)人格〞〔Humanlization〕。Real20計(jì)算機(jī)集成制造〔CIM〕◆SME的“制造企業(yè)輪圖〞也強(qiáng)調(diào)以人為本。CASA/SME的“制造企業(yè)輪圖〞〔第三版1993〕資源人資料設(shè)備信息技術(shù)供應(yīng)商責(zé)任規(guī)章品德環(huán)境社團(tuán)雇員投資者顧客人小組組織共享知識(shí)系統(tǒng)制造用戶效力資料管理裝配檢驗(yàn)作業(yè)方案資源方案用戶知識(shí)產(chǎn)品/工藝生命周期變化全球組織分銷促銷產(chǎn)品定義系統(tǒng)設(shè)計(jì)零部件設(shè)計(jì)不斷改良文檔發(fā)布零部件制造資源21NetworkDB市場(chǎng)信息消費(fèi)過程信息技術(shù)信息原資料，能源產(chǎn)品MIS，BM，PMMM，LM，F(xiàn)M…EISCADCAECAPPNCPCATD∶QISCAICATCAQCCMM∶MASCNC,MC,FMC,FMS,ROBOT,AA…CIMS功能模型CIMS的體系構(gòu)造指以信息的觀念建立的企業(yè)模型框架〔或功能模型〕。CIMS功能模型通常由5個(gè)分系統(tǒng)組成。計(jì)算機(jī)集成制造〔CIM〕22計(jì)算機(jī)集成制造〔CIM〕注重研討→注重運(yùn)用大型企業(yè)→中小型企業(yè)“技術(shù)推進(jìn)〞→“需求牽動(dòng)〞強(qiáng)調(diào)技術(shù)支撐→強(qiáng)調(diào)人、技術(shù)、運(yùn)營(yíng)集成CIM運(yùn)用方式越來越多CIM實(shí)施過程中不斷吸收新技術(shù)、新思想、新概念CIMS開展趨勢(shì)23機(jī)械制造技術(shù)根底第18章先進(jìn)制造技術(shù)18.3快速原型制造技術(shù)RapidPrototypingManufacturing,RPM24RPM技術(shù)原理快速原型制造技術(shù)的原理25RPM技術(shù)的典型工藝方法RPM技術(shù)的詳細(xì)工藝有30余種，根據(jù)采用資料及對(duì)資料處置方式的區(qū)別，可歸納為以下4類方法。1．選擇性液體固化2．選擇性層片粘接3．選擇性粉末熔結(jié)／粘接4．?dāng)D壓成形26選擇性液體固化立體光刻工藝原理圖27分層實(shí)體制造工藝原理圖選擇性層片粘接28選擇性激光燒結(jié)原理圖選擇性粉末熔結(jié)／粘接29熔融擠壓成形方法擠壓成形30RPM的運(yùn)用RPM在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域得到了極為寬廣的運(yùn)用，并且還在向新的領(lǐng)域開展，除在制造業(yè)得到運(yùn)用外，在醫(yī)學(xué)、康復(fù)、考古工程、建筑工程等領(lǐng)域均有運(yùn)用。31機(jī)械制造技術(shù)根底18.4先進(jìn)制造技術(shù)AdvancedManufacturingTechnology32AMT產(chǎn)生背景AMT首先由美國(guó)于20世紀(jì)80年代末提出長(zhǎng)期以來，美國(guó)政府只對(duì)根底研討、衛(wèi)生安康、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)經(jīng)過市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，由企業(yè)自主開展20世紀(jì)180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)〞，以為制造業(yè)是“夕陽工業(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)?！?0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年代下降到缺乏1/3〕33AMT產(chǎn)生背景

20世紀(jì)80年代,美國(guó)政府開場(chǎng)認(rèn)識(shí)到問題的嚴(yán)重性白宮一份報(bào)告稱“美國(guó)經(jīng)濟(jì)衰退已要挾到國(guó)家平安〞MIT的一份報(bào)告寫到“經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)歸根結(jié)底是制造技術(shù)和制造才干的競(jìng)爭(zhēng)〞，“一個(gè)國(guó)家要生活好，必需消費(fèi)好〞，闡明美國(guó)知識(shí)界與政府之間獲得了共識(shí)1988年,美國(guó)政府投資進(jìn)展大規(guī)模“21世紀(jì)制造企業(yè)戰(zhàn)略〞研討,并于其后不久提出了“先進(jìn)制造技術(shù)〞開展目的，制定并實(shí)施了“先進(jìn)制造技術(shù)方案〔ATP〕〞和“制造技術(shù)中心方案〔MTC〕〞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)的位置34

汽車2mm工程，使轎車車身精度到達(dá)豐田程度1994年，美國(guó)汽車產(chǎn)量重新超越日本，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〔在此之前芯片消費(fèi)也不敵日本，包括海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中大出風(fēng)頭的“愛國(guó)者〞導(dǎo)彈上運(yùn)用的芯片也是日本制造的〕20世紀(jì)90年代，經(jīng)濟(jì)繼續(xù)增長(zhǎng)，失業(yè)率降低到歷史最低程度提出了一系列先進(jìn)制造技術(shù)的新實(shí)際、新思想，如：CE，LP，AM，…AMT產(chǎn)生背景ATP&MTC效果顯著35AMT內(nèi)涵與體系構(gòu)造

至今尚無明確的和一致公認(rèn)的定義，可以以為：◆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，將其綜合運(yùn)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工、檢測(cè)、管理、銷售、運(yùn)用、效力乃至回收的制造全過程，以實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈敏消費(fèi)，提高對(duì)動(dòng)態(tài)多變市場(chǎng)的順應(yīng)才干和競(jìng)爭(zhēng)力的制造技術(shù)的總稱?！粢c(diǎn)：AMT定義目的提高制造企業(yè)對(duì)市場(chǎng)的順應(yīng)才干和競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)調(diào)信息技術(shù)、現(xiàn)代管理技術(shù)與制造技術(shù)的有機(jī)結(jié)合信息技術(shù)、現(xiàn)代管理技術(shù)在整個(gè)制造過程中綜合運(yùn)用36AMT內(nèi)涵與體系構(gòu)造

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〕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(gè)完好的技術(shù)群〞。其構(gòu)造體系見圖。主體技術(shù)群面向制造的設(shè)計(jì)技術(shù)群〔產(chǎn)品和工藝設(shè)計(jì)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AMT構(gòu)造體系制造技術(shù)根底設(shè)備37

★產(chǎn)品、工藝過程和工廠設(shè)計(jì)，包括： —計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)〔CAD〕 —適于加工和裝配的設(shè)計(jì)〔DFM，DFA〕 —工藝過程建模和仿真 —計(jì)算機(jī)輔助工藝過程設(shè)計(jì)〔CAPP〕 —任務(wù)環(huán)境設(shè)計(jì) —符合環(huán)保的設(shè)計(jì)★快速原型制造技術(shù)〔快速原形法〕★并行工程★其它◆主體技術(shù)群之一：面向制造的設(shè)計(jì)技術(shù)群AMT內(nèi)涵與體系構(gòu)造38

AMT內(nèi)涵與體系構(gòu)造◆主體技術(shù)群之二：制造工藝技術(shù)群★資料消費(fèi)工藝★加工工藝，包括：—切削加工 —資料熱處置—外表涂層與改性—復(fù)合資料工藝—鑄、鍛、壓力加工、模塑成形—電子工藝〔光刻/堆積、離子注入等微細(xì)加工〕★銜接與裝配★測(cè)試與檢驗(yàn)★環(huán)保技術(shù)★維修技術(shù)★其它39

AMT內(nèi)涵與體系構(gòu)造★信息技術(shù)—接口和通訊—數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)—軟件工程—決策支持系統(tǒng)—集成框架—人工智能、專家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)★規(guī)范和框架—數(shù)據(jù)規(guī)范—產(chǎn)品定義規(guī)范—接口框架—工藝規(guī)范、檢驗(yàn)規(guī)范★機(jī)床和工具技術(shù)★傳感與控制技術(shù)★其它◆支撐技術(shù)群—指支持設(shè)計(jì)和制造工藝兩方面獲得提高的根底性中心技術(shù)，包括：40

◆制造技根底設(shè)備〔Infrastruction〕使先進(jìn)制造技術(shù)適用于詳細(xì)企業(yè)運(yùn)用環(huán)境，充分發(fā)揚(yáng)其功能，獲得最正確效益的一系列措施，是先進(jìn)制造技術(shù)生長(zhǎng)的機(jī)制和土壤。其內(nèi)容主要包括：★質(zhì)量管理★用戶/供應(yīng)商交換作用★任務(wù)人員培訓(xùn)和教育★技術(shù)獲取和利用★全局監(jiān)視與基準(zhǔn)評(píng)測(cè)★其它AMT內(nèi)涵與體系構(gòu)造41AMST提出的AMT輪圖

AMT內(nèi)涵與體系構(gòu)造TQCSE根底制造技術(shù)CADCAMNC技術(shù)ROBOTFMC清潔消費(fèi)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(chǎng)需求帶動(dòng)〔艱苦配備、高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)、社會(huì)協(xié)調(diào)開展〕系統(tǒng)工程及管文科學(xué)信息技術(shù)AMST提出的先進(jìn)制造技術(shù)體系圖新資料技術(shù)新能源技術(shù)◆第二個(gè)層次是新型的制造單元技術(shù)。如制造業(yè)自動(dòng)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、清潔消費(fèi)技術(shù)、新資料成形加工技術(shù)、激光與高密度能源加工技術(shù)、工藝模擬及工藝設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)等?！舻谝粋€(gè)層次是優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔根底制造技術(shù)。包括精細(xì)下料、精細(xì)塑性成形、精細(xì)鑄造、精細(xì)加工、精細(xì)丈量、毛坯強(qiáng)韌化、精細(xì)熱處置、優(yōu)質(zhì)高效銜接技術(shù)、功能性防護(hù)涂層及各種與設(shè)計(jì)有關(guān)的根底技術(shù)、各種現(xiàn)代管理技術(shù)?！舻谌齻€(gè)層次是先進(jìn)制造集成技術(shù)。這是運(yùn)用信息技術(shù)和系統(tǒng)管理技術(shù)，經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)上述兩個(gè)層次的技術(shù)集成而構(gòu)成的，如FMS、CIMS、IMS以及虛擬制造技術(shù)等。42AMT特征與開展趨勢(shì)

◆AMT是一項(xiàng)綜合性技術(shù)AMT不是一項(xiàng)詳細(xì)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(gè)整體，它特別強(qiáng)調(diào)計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)和現(xiàn)代管理技術(shù)在整個(gè)制造過程中的綜合運(yùn)用，特別強(qiáng)調(diào)人的主體作用，強(qiáng)調(diào)人、技術(shù)、管理的有機(jī)結(jié)合?！鬉MT是一項(xiàng)動(dòng)態(tài)技術(shù)AMT沒有一個(gè)固定的方式，它要與企業(yè)的詳細(xì)情況相結(jié)合。同時(shí)AMT也不是一成不變的，而是動(dòng)態(tài)開展的，它要不斷地吸收和利用各種高新技術(shù)成果，并將其浸透到制造系統(tǒng)的各個(gè)部分和整個(gè)過程，使其不斷趨于完善。AMT特征43AMT特征與開展趨勢(shì)

◆AMT是面向全球競(jìng)爭(zhēng)的技術(shù)經(jīng)過提高企業(yè)綜合效益和對(duì)市場(chǎng)的快速反響才干，到達(dá)提高競(jìng)爭(zhēng)力的目的?！鬉MT是面向21世紀(jì)的技術(shù)AMT是制造技術(shù)開展的新階段，它保管了傳統(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(qiáng)調(diào)環(huán)保技術(shù)，符合可繼續(xù)開展的戰(zhàn)略?！鬉MT是面向工業(yè)運(yùn)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(shí)踐效果。44AMT特征與開展趨勢(shì)

AMT開展趨勢(shì)◆信息技術(shù)對(duì)AMT開展起著越來越重要的作用信息技術(shù)是各種先進(jìn)制造技術(shù)的重要支撐，信息技術(shù)向制造技術(shù)的注入與交融，必將促進(jìn)AMT的不斷開展?！衄F(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)將迅速開展和不斷完善包括CAD，CAE，DFX，強(qiáng)壯設(shè)計(jì)，優(yōu)化設(shè)計(jì)，智能設(shè)計(jì)，反求工程，面向全生命周期的設(shè)計(jì)等?！糍Y料成形向精細(xì)、低耗、清潔方向開展資料成形技術(shù)將使毛坯從接近零件外形向直接制成工件精細(xì)成形或稱凈成形的方向開展。據(jù)國(guó)際機(jī)械加工技術(shù)協(xié)會(huì)預(yù)測(cè)，本世紀(jì)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(yùn)用改性技術(shù)，將獲得各種特殊性能要求的外表〔涂〕層，同時(shí)減少能耗并消除污染。45AMT特征與開展趨勢(shì)

◆加工技術(shù)向超精細(xì)、超高速方向開展◆綠色制造將成為21世紀(jì)制造業(yè)重要特征包括：綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)〔產(chǎn)品在全生命周期符合環(huán)保、人類安康、能耗低、資源利用率高的要求〕；綠色制造技術(shù)〔在整個(gè)制造過程，對(duì)環(huán)境負(fù)面影響最小，廢棄物和有害物質(zhì)的排放最小，資源利用效率最高〕；產(chǎn)品的回收和循環(huán)再制造〔例如，汽車等產(chǎn)品的裝配和回收技術(shù)，以及生態(tài)工廠的循環(huán)式制造技術(shù)等〕?！籼摂M制造將獲得廣泛運(yùn)用首先在虛擬制造環(huán)境中生成軟產(chǎn)品原型〔SoftPrototype〕替代傳統(tǒng)的硬樣品〔HardPrototype〕進(jìn)展實(shí)驗(yàn)，對(duì)其性能和可制造性進(jìn)展預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)，從而縮短產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制造周期，降低本錢，提高系統(tǒng)快速呼應(yīng)市場(chǎng)變化的才干。46并行工程〔CE〕并行工程〔ConcurrentEngineering——CE〕定義1988年，美國(guó)國(guó)防部防衛(wèi)分析研討所〔IDA〕發(fā)表R338報(bào)告：并行工程〔CE〕是對(duì)產(chǎn)品及其相關(guān)過程〔包括制造過程和支持過程〕進(jìn)展并行、一體化設(shè)計(jì)的一種系統(tǒng)化的任務(wù)方式。這種任務(wù)方式力圖使開發(fā)者從一開場(chǎng)就思索到產(chǎn)品全生命周期〔從概念構(gòu)成到產(chǎn)品報(bào)廢〕中一切的要素，包括質(zhì)量、本錢、進(jìn)度與用戶需求。注：支持過程——包括對(duì)制造過程的支持〔原資料的獲取,中間產(chǎn)品的庫(kù)存，工藝過程設(shè)計(jì)，消費(fèi)方案制定…〕和運(yùn)用過程的支持〔產(chǎn)品銷售，運(yùn)用維護(hù)，售后效力，產(chǎn)品報(bào)廢后的處置…〕47并行工程〔CE〕CE與CIM的目的都是為了博得市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，著眼點(diǎn)均為“TQCSE〞。隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日趨猛烈，“TQCSE〞五要素中“T〞變的越來越重要，減小新產(chǎn)品開發(fā)周期成為“TQCSE〞的“瓶頸〞。CIM著眼于信息集成與信息共享，經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)庫(kù)將自動(dòng)化孤島集成起來。但消費(fèi)過程的組織構(gòu)造與管理仍是傳統(tǒng)的，獨(dú)立、順序進(jìn)展。消費(fèi)管理者在信息集成的根底上，對(duì)整個(gè)消費(fèi)進(jìn)程有清楚的了解，從而可以進(jìn)展有效的控制，并最終在TQCSE上獲得勝利。CE與CIM具有一樣的背景48并行工程〔CE〕圖1-33順序方法開發(fā)產(chǎn)品的弊端產(chǎn)品設(shè)計(jì)工藝規(guī)劃加工裝配市場(chǎng)需求無法加工裝配困難◆當(dāng)新產(chǎn)品開發(fā)成為博得競(jìng)爭(zhēng)的主要手段后，單純集成已不夠。按順序方法開發(fā)產(chǎn)品常需求多次反復(fù)，不僅延誤了時(shí)間，而且在資金上也呵斥宏大浪費(fèi)。49并行工程〔CE〕圖1-34串行與并行方法需求分析產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程設(shè)計(jì)原型產(chǎn)品a〕串行方法需求分析產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程設(shè)計(jì)原型產(chǎn)品b〕并行方法順序方法與并行方法〔圖1-34〕50并行工程〔CE〕◆CE依賴于產(chǎn)品開發(fā)中各學(xué)科、各職能部門人員相互協(xié)作，互置信任和共享信息，經(jīng)過彼此間有效地通訊和交流，盡早思索產(chǎn)品全生命周期中的各種要素，盡早發(fā)現(xiàn)和處理問題，以到達(dá)各項(xiàng)任務(wù)協(xié)調(diào)一致。◆CE方法有別于傳統(tǒng)的強(qiáng)調(diào)“分工〞的管理方式，是一種在更深層次上的集成〔人、技術(shù)、管理的集成；產(chǎn)品設(shè)計(jì)及其相關(guān)過程設(shè)計(jì)的集成〕?！鬋E的中心是產(chǎn)品及其相關(guān)過程〔加工工藝、裝配、檢測(cè)、質(zhì)量控制、銷售、售后效力…〕設(shè)計(jì)的集成。CE根本方法與效益◆CE效益——縮短新產(chǎn)品開發(fā)周期40～60%；提高設(shè)計(jì)質(zhì)量〔早期消費(fèi)中工程變卦次數(shù)減小一半以上，產(chǎn)品報(bào)廢及反復(fù)任務(wù)減小75%〕；制造本錢下降30～40%51并行工程〔CE〕◆據(jù)統(tǒng)計(jì)，新產(chǎn)品提案中只需約6.5％可以制造出產(chǎn)品，其中可以商品化的比例不到15％，商品化產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)后又有將近半數(shù)未能獲得勝利?！艟売桑涸诋a(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)影響產(chǎn)品的多種要素思索不周全，或不充分和不深化，面向“X〞設(shè)計(jì)應(yīng)運(yùn)而生。◆產(chǎn)品設(shè)計(jì)在產(chǎn)品壽命循環(huán)中占有重要的位置，它決議了產(chǎn)品制造本錢的70～80％。面向X的設(shè)計(jì)◆面向“X〞的設(shè)計(jì)最初是以DFM〔面向加工的設(shè)計(jì)〕和DFA〔面向裝配的設(shè)計(jì)〕的方式出現(xiàn)，進(jìn)一步開展，便構(gòu)成了DFX〔面向“X〞的設(shè)計(jì)〕?！鬤可以指運(yùn)營(yíng)、銷售、加工、裝配、檢驗(yàn)、運(yùn)用、維護(hù)、質(zhì)量、本錢等。52精良消費(fèi)與矯捷制造〔LP&AM〕精良消費(fèi)〔LeanProduction——LP〕MIT國(guó)際汽車工程組的JamesWomack等三名經(jīng)理在“TheMachineThatChangedtheWorld〞一書中，對(duì)日本豐田汽車公司消費(fèi)方式的描畫。MP〔MassProduction〕是舊時(shí)代工業(yè)化的意味——代表了高效率、低本錢、高質(zhì)量。LP是新時(shí)代工業(yè)化的標(biāo)志——只需一半人的努力，一半消費(fèi)空間，一半投資，一半設(shè)計(jì)、工藝編制時(shí)間，一半開發(fā)新產(chǎn)品時(shí)間和少的多的庫(kù)存。LP的精華在于“Lean〞——“沒有冗余〞“精打細(xì)算〞，沒有一個(gè)多余的人，沒有一樣多余的東西，沒有一點(diǎn)多余的時(shí)間；崗位設(shè)置必需是增值的，不增值崗位一概撤除；工人要求是多面手，可以相互頂替。53精良消費(fèi)與矯捷制造〔LP&AM〕豐田公司精良消費(fèi)要點(diǎn)組織管理權(quán)益下放，以TeamWork方式分段擔(dān)任，把大量任務(wù)責(zé)任轉(zhuǎn)移到消費(fèi)線工人身上，建立一個(gè)可以迅速清查出全部缺陷并找出其最終緣由的檢測(cè)系統(tǒng)。產(chǎn)品設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)擔(dān)任人的權(quán)益與責(zé)任，由工程擔(dān)任人組織多個(gè)TeamWork并行任務(wù)。市場(chǎng)用戶“需求驅(qū)動(dòng)〞與“自動(dòng)銷售〞；貫徹全面質(zhì)量管理〔TQC〕，使顧客完全稱心〔TCS〕。與協(xié)作廠關(guān)系“利益共享，風(fēng)險(xiǎn)共擔(dān)〞。54精良消費(fèi)與矯捷制造〔LP&AM〕準(zhǔn)時(shí)制消費(fèi)〔JustInTime——JIT〕準(zhǔn)時(shí)制的中心及時(shí)和準(zhǔn)確。在制造過程中，要求按正確的時(shí)間、正確的地點(diǎn)，提供正確數(shù)量的合格物品，以期到達(dá)接近零庫(kù)存、無缺陷和低本錢的目的。根本做法1〕每月公司根據(jù)市場(chǎng)情況和用戶訂貨，按型號(hào)和規(guī)格擬定本月消費(fèi)各種汽車的數(shù)量，經(jīng)審查后下達(dá)消費(fèi)義務(wù)。2〕工廠的裝配車間將月消費(fèi)汽車義務(wù)除以本月有效任務(wù)日，得出日平均產(chǎn)量，據(jù)此按日安排消費(fèi)。3〕裝配車間開場(chǎng)消費(fèi)后，按后序向前序提取零部件的規(guī)定，把消費(fèi)過程的各個(gè)部分有機(jī)地組織起來。4〕寧肯中斷消費(fèi)，也不積壓貯藏。55精良消費(fèi)與矯捷制造〔LP&AM〕矯捷制造〔AgileManufacturing——AM〕20世紀(jì)70～80年代，美國(guó)由于政策導(dǎo)向失誤，使制造業(yè)眾多產(chǎn)品在世界市場(chǎng)所占份額不斷下降，美國(guó)在制造領(lǐng)域的霸主位置逐漸喪失。為了恢復(fù)美國(guó)制造業(yè)在世界上的指點(diǎn)位置，20世紀(jì)80年代末美國(guó)國(guó)會(huì)指示國(guó)防部擬定一個(gè)制造技術(shù)開展規(guī)劃，要求同時(shí)表達(dá)美國(guó)國(guó)防工業(yè)與民品工業(yè)的共同利益，并要求加強(qiáng)政府、工業(yè)界和學(xué)術(shù)界的協(xié)作。在此背景下，美國(guó)國(guó)防部委托Lehigh大學(xué)與GM等大公司一同研討制定一個(gè)振興美國(guó)制造業(yè)的長(zhǎng)期開展戰(zhàn)略，最終于1991年完成了“21世紀(jì)制造業(yè)開展戰(zhàn)略〞報(bào)告。在此報(bào)告中提出了“矯捷制