2022先進(jìn)制造技術(shù)考試重點(diǎn)

2022最新整理先進(jìn)制造技術(shù)考試重點(diǎn)

試題1

第一次作業(yè)

1.先進(jìn)制造技術(shù)的構(gòu)成有哪些？

答：(1)主技術(shù)群：①設(shè)計(jì)技術(shù)群；②制造工藝技術(shù)群；

(2)支撐技術(shù)群：①信息技術(shù)；②標(biāo)準(zhǔn)和框架；③機(jī)床和工具技

術(shù)；④傳感器和控制技術(shù)；

(3)制造基礎(chǔ)技術(shù):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監(jiān)督和評測⑤技術(shù)獲取合理用

2.狹義的制造和廣義的制造的概念是什么？答：狹義的制造，是

指生產(chǎn)車間內(nèi)與物流有關(guān)的加工和裝配過程；

廣義的制造，則包含市場分析、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、生產(chǎn)準(zhǔn)備、

加工裝配、質(zhì)量保證、生產(chǎn)過程管理、市場營銷、售前售后服務(wù)，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)。

3.制造系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能和過程是什么？

答：結(jié)構(gòu)：是制造過程所涉及的硬件、軟件、人員所組成的具有

特定功能的有機(jī)整體。功能：輸入制造系統(tǒng)的資源通過制造過程輸出

產(chǎn)品

過程：制造生產(chǎn)的運(yùn)行過程，包括市場分析、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝規(guī)

劃、制造裝配、檢驗(yàn)出廠、產(chǎn)品銷售、售后服務(wù)、報(bào)廢、回收、再利

用等。

4.現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)內(nèi)涵是什么？

答：現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)是以滿足應(yīng)市產(chǎn)品的質(zhì)量、性能、時(shí)間、成本、

價(jià)格綜合效益最優(yōu)為目的，以計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)為主體，以知識為

依托，以多種科學(xué)方法及技術(shù)為手段，研究、改進(jìn)、創(chuàng)造產(chǎn)品活動(dòng)過

程所用到的技術(shù)群體的總稱。

5.現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的體系結(jié)構(gòu)是什么？

答：（1）基礎(chǔ)技術(shù)：是指傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)理論與方法。（2）主體技術(shù):

計(jì)算機(jī)科學(xué)與設(shè)計(jì)技術(shù)結(jié)合產(chǎn)生技術(shù)

（3）支撐技術(shù)：指現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法學(xué)、可信性設(shè)計(jì)技術(shù)、試驗(yàn)設(shè)計(jì)

技術(shù)。（4）應(yīng)用技術(shù)：是針對實(shí)用目的解決各類具體產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域的

技術(shù)

6.CAE技術(shù)的基本概念是什么？

答：CAE仿真技術(shù)是以數(shù)學(xué)理論、相似原理、計(jì)算方法、評估理

論為基本理論，以計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、圖形圖像技術(shù)、系統(tǒng)工程

技術(shù)以及與仿真應(yīng)用領(lǐng)域有關(guān)的專業(yè)技術(shù)為基礎(chǔ)，以計(jì)算機(jī)和各種物

理效能設(shè)備為工具,利用系統(tǒng)模型對實(shí)際的或設(shè)想的系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)試

驗(yàn)研究的一門多學(xué)科綜合性交叉技術(shù)。

7.成組工藝的基本概念是什么？

答：把尺寸、形狀、工藝相近似的零件組成一個(gè)個(gè)零件族（組），

按零件族制訂工藝進(jìn)行生產(chǎn)制造，擴(kuò)大了批量，減少了品種，提高了

勞動(dòng)生產(chǎn)率。

8.CAPP定義是什么？

答：向計(jì)算機(jī)輸入被加工零件的原始數(shù)據(jù)、加工條件和加工要求,

由計(jì)算機(jī)自動(dòng)進(jìn)行編碼、編程直至最后輸出經(jīng)過優(yōu)化的工藝規(guī)程卡片

的過程。

9.CAPP在CAD/CAM集成系統(tǒng)中的作用是什么？

答：CAPP是連接CAD與CAM之間的橋梁和紐帶。CAPP系統(tǒng)能直

接接收CAD的零件信息，進(jìn)行工藝規(guī)劃，生成有關(guān)工藝文件，并以工

藝設(shè)計(jì)結(jié)果和零件信息為依據(jù),經(jīng)過適當(dāng)?shù)暮笾锰幚恚蒒C程序，

從而實(shí)現(xiàn)CAD/CAPP/CAM系統(tǒng)集成。

10.基于成組技術(shù)的派生式CAPP系統(tǒng)的基本工作原理是什么？

答：（1）系統(tǒng)要預(yù)先對現(xiàn)有零件進(jìn)行分組。（2）每個(gè)零件族或樣件有一

通用的標(biāo)準(zhǔn)工藝規(guī)程。（3）存儲樣件信息文件、樣件標(biāo)準(zhǔn)工藝規(guī)程文

件。（4）檢索標(biāo)準(zhǔn)工藝規(guī)程。

（5）從標(biāo)準(zhǔn)工藝規(guī)程中篩選派生出當(dāng)前零件的工藝規(guī)程。（6）輸出

工藝過程。

11.創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)基本工作原理是什么？

答:創(chuàng)成式系統(tǒng)的工藝規(guī)程是根據(jù)系統(tǒng)的決策邏輯和制造工程數(shù)

據(jù)信息生成的。制造工程數(shù)據(jù)信息主要是有關(guān)各種加工方法的加工能

力和對象、各種設(shè)備及刀具的適用范圍等基本知識。決策邏輯以程序

代碼（一般的創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)）或者以規(guī)則的形式存入相對獨(dú)立的工

藝知識庫，供主控程序調(diào)用。向創(chuàng)成式系統(tǒng)輸入待加工零件的信息后,

系統(tǒng)能自動(dòng)生成各種工藝規(guī)程文件，用戶不需或略加修改即可。

12.檢索式CAPP基本工作原理和特點(diǎn)是什么?

答：派生式CAPP系統(tǒng)的基本原理是將設(shè)計(jì)好的零件標(biāo)準(zhǔn)工藝進(jìn)

行編號，存儲在計(jì)算機(jī)中。當(dāng)制定零件的工藝過程時(shí)，可根據(jù)輸入的

零件信息進(jìn)行搜索，查找合適的標(biāo)準(zhǔn)工藝。

第二次作業(yè)

13.反求工程的含義是什么？

答：針對已有樣件，可利用三維數(shù)字化測量儀器準(zhǔn)確、快速地測

量出產(chǎn)品外形數(shù)據(jù)，在逆向軟件中構(gòu)建曲面模型，再輸入CAD/CAM

系統(tǒng)進(jìn)一步編輯、修改，由CAM生成刀具NC代碼送至數(shù)控機(jī)床(CNC)

制作所需模具，或者由快速成型機(jī)將樣品模型制作出來。

14.說明逆向工程的接觸式測量方式的特點(diǎn)？答：接觸式測量不

受樣件表面的反射特性、顏色及曲率影響，配合測量軟件，可快速準(zhǔn)

確地測量出物體的基本幾何形狀，如面、圓柱、圓錐、圓球等。接觸

式測量的機(jī)械結(jié)構(gòu)及電子系統(tǒng)已相當(dāng)成熟，有較高的準(zhǔn)確性和可靠性。

接觸式測量的缺點(diǎn)有：①確定測量基準(zhǔn)點(diǎn)而使用特殊的夾具，

測量費(fèi)用較高。②測量系統(tǒng)的支撐結(jié)構(gòu)存在靜態(tài)及動(dòng)態(tài)誤差。③檢

測某些輪廓時(shí)，可能會有先天的限制。④以逐點(diǎn)進(jìn)出方式進(jìn)行測量，

測量速度慢。⑤測頭尖端部分與被測件之間發(fā)生局部變形影響測量

值的實(shí)際讀數(shù)。⑥不當(dāng)?shù)牟僮魅菀讚p害樣件，也會使測頭磨耗、損壞。

15.說明逆向工程的非接觸光學(xué)測量方式的特點(diǎn)？答：非接觸光

學(xué)測量有如下優(yōu)點(diǎn)：①?zèng)]有測量力，②測量速度和采樣頻率較高，

③不必進(jìn)行測頭半徑的補(bǔ)償。④不少光學(xué)測頭具有大的量程。⑤同

時(shí)探測的信息豐富。

但非接觸式測量也還存在一些缺點(diǎn)：①測量精度較差。②使用

CCD作探測器時(shí)，成像鏡頭的焦距會影響測量精度。③非接觸式測

頭是接收工件表面的反射光或散射光，測量結(jié)果易受環(huán)境光線及工件

表面的反射特性的影響，噪聲較高，噪聲信號的處理比較麻煩。

16.高速加工定義？

答：尚無統(tǒng)一定義，一般認(rèn)為高速加工是指采用超硬材料的刀具,

通過極大地提高切削速度和進(jìn)給速度，來提高材料切除率、加工精度

和加工表面質(zhì)量的現(xiàn)代加工技術(shù)。

17.簡述高速切削特點(diǎn)

答：（1）隨切削速度提高，單位時(shí)間內(nèi)材料切除率增加，切削加

工時(shí)間減少。（2）隨切削速度提高，切削力減少，減少工件變形。

（3）切屑以很高的速度排出，切削熱大部分被切屑帶走，給工件

的熱量大幅度減少，工件的熱變形相對較小。（4）高速切削加工可大

大降低加工表面粗糙度，加工表面質(zhì)量可提高1?2等級。（5）高速切

削可加工淬硬鋼鐵件，18.高速切削對刀具的要求有哪些？

答：（1）高速切削時(shí)速度和自動(dòng)化程度高，要求刀具應(yīng)具有很高

的可靠性。并要求刀具的壽命高，質(zhì)量一致性好，切削刃的重復(fù)精度

高。（2）刀具應(yīng)具有很好的高的耐熱性、抗熱沖擊性能和良好的高溫

力學(xué)性能。（3）刀具應(yīng)具有很好的斷屑、卷屑和排屑性能。（4）刀具材

料應(yīng)能適應(yīng)難加工材料和新型材料加工的需要

19.高速切削加工的實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)容有哪些？

答：（1）切削力監(jiān)測以控制刀具磨損，機(jī)床功率監(jiān)測亦可間接獲

得刀具磨損信息；（2）主軸轉(zhuǎn)速監(jiān)測以判別切削參數(shù)與進(jìn)給系統(tǒng)間關(guān)

系；（3）刀具破損監(jiān)測；（4）主軸軸承狀況監(jiān)測；

（5）電器控制系統(tǒng)過程穩(wěn)定性監(jiān)測等。

20.高速回轉(zhuǎn)刀具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有哪些？

答：（1）為了減輕所承受的離心力的作用，刀體材料的設(shè)計(jì)應(yīng)減

輕質(zhì)量，選用比重小、強(qiáng)度高的刀體材料。（2）刀體結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量避免

貫通式刀槽，減少尖角，盡量減少機(jī)夾零件的數(shù)量。刀體的結(jié)構(gòu)應(yīng)對

稱于回轉(zhuǎn)軸。刀片和刀座的夾緊、調(diào)整結(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能消除游隙，并且

要求重復(fù)定位性好。

（3）刀體結(jié)構(gòu)和刀片夾緊結(jié)構(gòu)可靠。刀體與刀片之間的連接配合

要封閉，刀片夾緊機(jī)構(gòu)要有足夠的夾緊力。（4）用于高速切削的回轉(zhuǎn)

刀具必須經(jīng)過動(dòng)平衡測試。

21.電火花加工的原理是什么？

答：在絕緣液體介質(zhì)中進(jìn)行，自動(dòng)進(jìn)給調(diào)節(jié)裝置使工件與工具電

極之間保持適當(dāng)?shù)姆烹婇g隙，當(dāng)在電極和工件之間施加很強(qiáng)的脈沖電

壓時(shí)，就會擊穿介質(zhì)絕緣強(qiáng)度最低處形成瞬間火花放電，電流密度很

大，放電區(qū)能量高度集中，瞬時(shí)溫度達(dá)10000—120009，工件和電

極表面金屬放電點(diǎn)就被熔化，甚至汽化而被蒸發(fā)。

這些熔化或汽化的金屬在電、熱、流體、化學(xué)等各種力的作用下

被拋入工作液中冷卻為金屬小顆粒，然后被工作液迅速?zèng)_離工作區(qū),

使電極和工件表面形成一個(gè)個(gè)微小的凹坑，同時(shí)放電過程中，電壓又

隨之迅速降為零，介質(zhì)絕緣性能恢復(fù)，等待下一次放電。

如此反復(fù)，電極不斷下降，工件不斷被蝕除，最后就在工件上復(fù)

制出了電極形狀型腔內(nèi)形，達(dá)到成形加工的目的。

22.電火花線切割的加工定義是什么？

答：電火花線切割加工直接利用電能對金屬材料進(jìn)行加工，同屬

蝕除加工。線切割采用細(xì)金屬絲為電極，線切割可以加工帶有一定錐

度的型孔或型芯等。線切割加工時(shí)，一方面線電極對工件不斷地上下

移動(dòng)，另一方面裝夾工件的十字工作臺，由數(shù)控伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，在

x、y方向?qū)崿F(xiàn)進(jìn)給，使線電極沿加工圖形的軌跡，對工件進(jìn)行切割

加工。

23.電火花線切割的加工特點(diǎn)有哪些？答：（1）不需要制造成形

電極；（2）不需考慮電極損耗；

（3）能加工精密細(xì)小、形狀復(fù)雜的通孔零件或零件外形；（4）不能

加工盲孔

（5）一般采用一個(gè)電規(guī)準(zhǔn)一次加工完成；

第三次作業(yè)

1.超精密加工對微量進(jìn)給裝置的要求是什么？

答：（1）微進(jìn)給與粗進(jìn)給分開，以提高微位移的精度、分辨率和

穩(wěn)定性；（2）運(yùn)動(dòng)部分必須是低摩擦和高穩(wěn)定性，以便實(shí)現(xiàn)很高的重

復(fù)精度；（3）末級傳動(dòng)元件必須有很高的剛度，即夾固刀具處必須是

高剛度的；（4）工藝性好，容易制造；（5）應(yīng)能實(shí)現(xiàn)微進(jìn)給的自動(dòng)控制,

動(dòng)態(tài)性能好。

2.電子束加工的特點(diǎn)要求是什么？

答：（1）電子束可實(shí)現(xiàn)極其微細(xì)的聚焦（可達(dá)0.1um）,可實(shí)現(xiàn)亞

微米和毫微米級的精密微細(xì)加工。（2）電子束加工主要靠瞬時(shí)熱效應(yīng),

工件不受機(jī)械力作用，因而不產(chǎn)生宏觀應(yīng)力和變形。

（3）加工材料的范圍廣，對高強(qiáng)度、高硬度、高韌性的材料以及

導(dǎo)體、半導(dǎo)體和非導(dǎo)體材料均可加工。（4）電子束的能量密度高，如

果配合自動(dòng)控制加工過程，加工效率非常高。

（5）電子束加工在真空中進(jìn)行，污染少，加工表面不易氧化，尤

其適合加工易氧化的金屬及其合金材料。

3.離子束加工的原理是什么？

答：離子束加工的原理與電子束加工基本類似，也是在真空條件

下，將離子源產(chǎn)生的離子束經(jīng)過加速后，撞擊在工件表面上，引起材

料變形、破壞和分離。由于離子帶正電荷，其質(zhì)量是電子的千萬倍,

因此離子束加工主要靠高速離子束的微觀機(jī)械撞擊動(dòng)能，而不是像電

子束加工主要靠熱效應(yīng)。

4.試論述制造自動(dòng)化技術(shù)的內(nèi)涵。

答：制造自動(dòng)化技術(shù)是制造業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)，是一個(gè)動(dòng)態(tài)發(fā)展的過

程。隨著電子和信息技術(shù)的發(fā)展，特別是隨著計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)和廣泛應(yīng)

用，制造自動(dòng)化的概念已擴(kuò)展為不僅包括用機(jī)器代替人的體力勞動(dòng)和

腦力勞動(dòng)，而且還包括人和機(jī)器及制造過程的控制、管理和協(xié)調(diào)優(yōu)化,

以使產(chǎn)品制造過程實(shí)現(xiàn)高效、優(yōu)質(zhì)、低耗、及時(shí)和潔凈的目標(biāo)。

5.以FMS為例說明自動(dòng)化制造系統(tǒng)的構(gòu)成系統(tǒng)。答：(1)加工系

統(tǒng)：組成FMS的自動(dòng)化加工設(shè)備。

(2)工件儲運(yùn)系統(tǒng)：由工件庫、工件運(yùn)輸設(shè)備和更換裝置等組成。

(3)刀具儲運(yùn)系統(tǒng)：由刀具庫、刀具輸送裝置和交換機(jī)構(gòu)等組成。

(4)FMS的控制系統(tǒng)：采用計(jì)算機(jī)多層控制。(5)檢側(cè)與監(jiān)控系統(tǒng)。

6.FMS刀具運(yùn)儲系統(tǒng)的主要職能是什么？

答：是負(fù)責(zé)刀具的運(yùn)輸、存儲和管理，適時(shí)地向加工單元提供所

需的刀具，監(jiān)控管理刀具的使用，及時(shí)取走已報(bào)廢或刀具壽命已耗盡

的刀具，在保證正常生產(chǎn)的同時(shí)，最大程度地降低刀具成本。

7.自動(dòng)化制造系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是什么？

答：確定加工對象的類型及范圍；對所確定的加工對象進(jìn)行工藝

分析、制定加工方案；建立系統(tǒng)的功能模型和信息模型；確定設(shè)備類

型及配置，進(jìn)行系統(tǒng)總體平面布局設(shè)計(jì)；確定物流系統(tǒng)方案、控制系

統(tǒng)方案、質(zhì)量控制及監(jiān)控方案；計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)及數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)設(shè)

計(jì)；輔助裝置的確定；對系統(tǒng)配置及運(yùn)行方案進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真以確定

最佳方案；對系統(tǒng)進(jìn)行可靠性分析；對系統(tǒng)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析和經(jīng)濟(jì)效益

評估等。

8.工件儲運(yùn)系統(tǒng)在自動(dòng)化制造系統(tǒng)中的作用是什么？

答:將被加工零件按系統(tǒng)的要求輸送到所需要的設(shè)備進(jìn)行加工或

處理，對暫時(shí)不需要加工的工件進(jìn)行有效的存儲和管理，使其不仿礙

其它工件的流動(dòng)，對已加工完成的件要送出系統(tǒng)或送入倉庫等。

9.CIMS系統(tǒng)的定義是什么？

答：計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)借助于計(jì)算機(jī)的硬件、軟件技術(shù)，綜合

運(yùn)用現(xiàn)代管理技術(shù)、制造技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、系統(tǒng)工程技

術(shù)，對企業(yè)的生產(chǎn)作業(yè)、管理、計(jì)劃、調(diào)度、經(jīng)營、銷售等整個(gè)生產(chǎn)

過程中的信息進(jìn)行統(tǒng)一處理，并對分散在產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造過程中各種孤

立的自動(dòng)化子系統(tǒng)的功能進(jìn)行有機(jī)地集成，并優(yōu)化運(yùn)行，從而縮短產(chǎn)

品開發(fā)周期、提高質(zhì)量、降低成本，進(jìn)而提高企業(yè)的柔性、健壯性和

敏捷性，使企業(yè)在激烈的市場競爭中立于不敗之地。

10.CIMS系統(tǒng)的由哪幾部分功能組成？

答：（1）四個(gè)功能分系統(tǒng)：①管理信息系統(tǒng)（MIS）；②工程設(shè)計(jì)

自動(dòng)化系統(tǒng)；③制造自動(dòng)化系統(tǒng)；④質(zhì)量保證系統(tǒng)。（2）兩個(gè)支撐

分系統(tǒng)：①CIMS數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)；②CIMS計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

11.簡述并行工程的概念。

答:并行工程是集成地、并行地設(shè)計(jì)產(chǎn)品及其相關(guān)的各種過程（包

括制造過程和支持過程）的系統(tǒng)方法。這種方法要求產(chǎn)品開發(fā)人員在

設(shè)計(jì)一開始就考慮產(chǎn)品整個(gè)生命周期中從概念形成到產(chǎn)品報(bào)廢處理

的所有因素，包括質(zhì)量、成本、進(jìn)度計(jì)劃和用戶要求。

12.PDM的定義是什么？

答：產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理(PDM)以產(chǎn)品為中心，通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)

庫技術(shù)，把企業(yè)生產(chǎn)過程中所有與產(chǎn)品相關(guān)的信息和過程集成起來,

統(tǒng)一管理，使產(chǎn)品數(shù)據(jù)在其生命周期內(nèi)保持一致、最新和安全，從而

縮短產(chǎn)品研發(fā)周期、降低成本、提高質(zhì)量、改善性能，使企業(yè)贏得主

動(dòng)權(quán)和競爭優(yōu)勢。

13.試述精益生產(chǎn)的內(nèi)涵。

答：精益生產(chǎn)的核心內(nèi)容是準(zhǔn)時(shí)制生產(chǎn)方式，這種方式通過看板

管理，成功地制止了過量生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)了“在必要的時(shí)刻生產(chǎn)必要數(shù)量

的必要產(chǎn)品”的目標(biāo)，從而徹底消除產(chǎn)品制造過程中的浪費(fèi)，以及由

之衍生出來的種種間接浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的合理性、高效性和靈活

性。精益生產(chǎn)是一個(gè)完整的技術(shù)綜合體，包括經(jīng)營理念、生產(chǎn)組織、

物流控制、質(zhì)量管理、成本控制、庫存管理、現(xiàn)場管理等在內(nèi)的較為

完整的生產(chǎn)管理技術(shù)與方法體系。

14.簡述敏捷制造的基本概念？

答：敏捷制造(AgileManufacturing),以柔性生產(chǎn)技術(shù)和動(dòng)態(tài)

組織結(jié)構(gòu)為特點(diǎn)，以高素質(zhì)、協(xié)同良好的工作人員為核心，實(shí)施企業(yè)

間網(wǎng)絡(luò)集成，形成快速響應(yīng)市場的社會化制造體系。

15.簡述MRP-II的基本思想？

答：在閉環(huán)MRP基礎(chǔ)之上，把物流和資金流結(jié)合在一起形成的完

整的人機(jī)交互式的生產(chǎn)管理系統(tǒng)。它主要完成企業(yè)的計(jì)劃管理、采購

管理、庫存管理、生產(chǎn)管理、成本管理等功能，MRPII可以在周密的

計(jì)劃下有效地利用企業(yè)的各種資源，控制資金占用、縮短生產(chǎn)周期、

降低生產(chǎn)成本。

試題2

1.現(xiàn)代制造技術(shù)的體系、內(nèi)容、意義。結(jié)合實(shí)例我國應(yīng)該重點(diǎn)的

發(fā)展那些先進(jìn)制造技術(shù)。

2.現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的定義、內(nèi)容。

3.現(xiàn)代切削技術(shù)包含那些典型的內(nèi)容。高速切削技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)。

4.成組技術(shù)的原理是什么？簡述成組技術(shù)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造工藝

及生產(chǎn)組織與管理中的應(yīng)用。

5.并行工程與傳統(tǒng)的串行制造技術(shù)的不同，從試并行工程的定義,

特點(diǎn)，運(yùn)行機(jī)制展開討論。

6.RPM技術(shù)的技術(shù)地位。

7.數(shù)控加工編程的主要內(nèi)容和過程。

8.MRPII的基本組成及其特點(diǎn)

9.簡述精密和超精密機(jī)床的導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)形式，并說明各自的優(yōu)缺點(diǎn)。

10.什么是制造系統(tǒng)？現(xiàn)代制造系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r。

11.虛擬制造

考試時(shí)間：15周星期五

第二篇：先進(jìn)制造技術(shù)

先進(jìn)制造技術(shù)

定義:先進(jìn)制造技術(shù)是制造業(yè)不斷吸收信息技術(shù)及現(xiàn)代化管理等

方面的成果，并將其綜合應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、檢測、管理、銷售、

使用、服務(wù)乃至回收的全過程，以實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈

活生產(chǎn)，提高對動(dòng)態(tài)多變的產(chǎn)品市場的適應(yīng)能力和競爭能力的制造技

術(shù)的總稱。特點(diǎn)：1.動(dòng)態(tài)性2.廣泛性3.實(shí)用性4.集成性5.系統(tǒng)性

6.高效靈活性7.先進(jìn)性

構(gòu)成：從內(nèi)層到外層分別為基礎(chǔ)技術(shù)、新型單元技術(shù)、集成技術(shù)。

分類：（1）現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)（2）先進(jìn)制造工藝技術(shù)（3）自動(dòng)化技

術(shù)（4）產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理技術(shù)發(fā)展趨勢：1.集成化2.智能化3.網(wǎng)絡(luò)化

4.信息化5.自動(dòng)化6.柔性化7.數(shù)字化8,虛擬化

9.極端制造10.精密化11.綠色制造

自動(dòng)化技術(shù)

制造技術(shù)的自動(dòng)化包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)自動(dòng)化、企業(yè)管理自動(dòng)化、加工

過程自動(dòng)化和質(zhì)量控制過程自動(dòng)化。制造系統(tǒng)的自動(dòng)化突出特點(diǎn)是

采用信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期中的信息集成，人、技術(shù)和管理

三者的有效集成。

H：制造自動(dòng)化技術(shù)的研究現(xiàn)狀？

答：1）制造系統(tǒng)中的集成技術(shù)和系統(tǒng)技術(shù)已成為制造自動(dòng)化研

究中熱點(diǎn)問題；

2）更加注重研究制造自動(dòng)化系統(tǒng)中人的作用的發(fā)揮；

3）單元系統(tǒng)的研究仍然占有重要的位置；

4）制造過程的計(jì)劃和調(diào)度研究十分活躍，實(shí)用化的成果不多；

5）柔性制造技術(shù)的研究向著深度和廣義發(fā)展；

6）適應(yīng)現(xiàn)代生產(chǎn)模式的制造環(huán)境的研究正在興起；

7）底層加工系統(tǒng)的智能化和集成化研究越來越活躍。

柔性制造系統(tǒng)定義：我國國家軍用標(biāo)準(zhǔn)“柔性制造系統(tǒng)是由數(shù)

控加工設(shè)備、物料運(yùn)儲裝置和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)組成的自動(dòng)化制造系統(tǒng),

它包括多個(gè)柔性制造單元，能根據(jù)制造任務(wù)或生產(chǎn)環(huán)境的變化迅速進(jìn)

行調(diào)整，適用于多品種、中小批量生產(chǎn)?！?/p>

柔性制造系統(tǒng)的特點(diǎn)：（柔性和自動(dòng)化）

（1）適應(yīng)市場需求，以利于多品種、中小批量生產(chǎn)。

（2）提高機(jī)床利用率，縮減輔助時(shí)間，以利于降低生產(chǎn)成本。

（3）縮短生產(chǎn)周期，減少庫存量，以利于提高市場響應(yīng)能力。

（4）提高自動(dòng)化水平，以利于提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低勞動(dòng)強(qiáng)度、

改善生產(chǎn)環(huán)境。柔性制造系統(tǒng)一般由三個(gè)子系統(tǒng)組成：加工系統(tǒng)、物

流系統(tǒng)和控制與管理系統(tǒng)。加工系統(tǒng)的配置

互替形式（并聯(lián)）、互補(bǔ)形式（串聯(lián)）和混合形式（并串聯(lián)）三

種。常見的物料存儲裝置有立體倉庫、水平回轉(zhuǎn)型自動(dòng)料架、垂直回

轉(zhuǎn)型自動(dòng)料架和緩沖料架。柔性制造系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)流,實(shí)質(zhì)上就是信

息的流動(dòng).數(shù)據(jù)類型:基本數(shù)據(jù)、控制數(shù)據(jù)和狀態(tài)數(shù)據(jù)。

柔性制造技術(shù)是在自動(dòng)化技術(shù)、信息技術(shù)及制造技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)

展起來的.計(jì)算機(jī)集成制造

定義:基于企業(yè)資源的一種先進(jìn)制造模式是計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng),

簡稱CIMSo信息集成和總體優(yōu)化是集成制造系統(tǒng)與一般制造系統(tǒng)的

最主要區(qū)別之一。

組成：人與機(jī)構(gòu)、經(jīng)營、技術(shù)三要素。

從功能角度看，一般可以將CIMS分為四個(gè)功能分系統(tǒng)和兩個(gè)支

撐分系統(tǒng)。

四個(gè)功能系統(tǒng)：1）工程設(shè)計(jì)自動(dòng)化分系統(tǒng)

2）管理信息分系統(tǒng)（MIS）

3）CIMS制造自動(dòng)化分系統(tǒng)（MAS）

4）CIMS質(zhì)量保證分系統(tǒng)質(zhì)量保證分系統(tǒng)的目標(biāo)：a.保證用戶對

產(chǎn)品的需求；

b.使這些要求在實(shí)際生產(chǎn)的各環(huán)節(jié)得到實(shí)現(xiàn)。兩個(gè)支撐分系統(tǒng):

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫分系統(tǒng)

數(shù)據(jù)庫:就是以一定的組織方式將相關(guān)的數(shù)據(jù)組織在一起存放在

計(jì)算機(jī)存儲器上形成的、能為多個(gè)用戶共享的、與應(yīng)用程序彼此獨(dú)立

的一組相關(guān)數(shù)據(jù)的集合。

先進(jìn)制造工藝技術(shù)

特點(diǎn)：具有優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、潔凈和靈活五個(gè)方面的顯著特點(diǎn)

特種加工技術(shù)

定義：是用非常規(guī)的切削加工手段，利用電、磁、聲、光、熱等

物理及化學(xué)能量直接施加于被加工工件部位，達(dá)到材料去除、變形以

及改變性能等目的的加工技術(shù)。

特種加工與傳統(tǒng)切削加工的不同特點(diǎn)主要有：

①不是主要依靠機(jī)械能，而是用其他的能量（如電能、熱能、光

能、聲能以及化學(xué)能等）去除工件材料;

②工具的硬度可以低于被加工工件材料的硬度，有些情況下，例

如在激光加工、電子束加工、離于束加工等加工過程中，根本不需

要使用任何工具；激光加工

定義:激光加工是利用材料在激光聚焦照射下瞬時(shí)急劇熔化和氣

化，并產(chǎn)生很強(qiáng)的沖擊波，使被熔化的物質(zhì)爆炸式地噴濺來實(shí)現(xiàn)材料

去除地加工技術(shù)。

基本原理和特點(diǎn)：利用光能經(jīng)過透鏡聚焦后達(dá)到很高的能量密度,

依靠光熱效應(yīng)加工各種材料?；驹O(shè)備包括：激光器、電源、光學(xué)系

統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)及機(jī)械系統(tǒng)等。

激光加工技術(shù)的應(yīng)用：（1）激光打孔（2）激光切割（3）激光焊

接（4）激光表面處理等加工制造領(lǐng)域。

電子束加工

離子束加工分為離子刻蝕、離子濺射沉積、離子鍍及離子注入4

類。

激光加工、電子束加工、離子束加工都是利用高能量密度的束流

作為熱源，對材料或構(gòu)件進(jìn)行加工的技術(shù)，又稱為高能束加工。

超聲波加工主要是磨粒的撞擊作用

超聲波加工適合于加工硬脆材料，尤其是不導(dǎo)電的非金屬材料。

（玻璃、陶瓷、石英、硅、瑪瑙、寶石）微細(xì)加工技術(shù)是指微小尺寸

零件的生產(chǎn)加工技術(shù)。

包括三級：微米級

亞微米級

納米級

快速原型制造技術(shù)原理：基于“材料逐層堆積”的制造理念，

將復(fù)雜的三維加工分解為簡單的材料二維添加的組合。

RPM技術(shù)的特點(diǎn)：(1)可以制造任意復(fù)雜的三維幾何實(shí)體，不

受傳統(tǒng)機(jī)械加工中刀具無法達(dá)到某些型面的限制。

(2)成形過程中無人干預(yù)或較少干預(yù)，大大減少了對熟練技術(shù)

工人的需求。

(3)任意復(fù)雜零件的加工只需在一臺設(shè)備上完成，也不需要專

用的工裝、夾具和模具。

快速堆積成形

快速成形系統(tǒng)根據(jù)切片的輪廓和厚度要求，用片材、絲材、液體

或粉末材料制成所要求的薄片，通過一片片的堆積，最終完成三維實(shí)

體原型的制備。

選擇性激光燒結(jié)則使用粉末材料。

超高速加工技術(shù)

常用的刀具材料有:涂層刀具金屬陶瓷刀具立方氮化硼(CBN)

刀具

聚晶金剛石(PCD)刀具超高速切削機(jī)床電主軸采用陶瓷滾動(dòng)

球軸承磁懸浮軸承

PDM技術(shù)的發(fā)展可以分為以下三個(gè)階段：配合CAD工具的PDM系

統(tǒng)、專業(yè)PDM系統(tǒng)產(chǎn)生和PDM的標(biāo)準(zhǔn)化階段。

PDM系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化包括:管理對象的標(biāo)準(zhǔn)化和管理過程的標(biāo)準(zhǔn)化

試題3

一、簡述機(jī)械制造業(yè)的變革及挑戰(zhàn)。（10分）機(jī)械制造業(yè)的變

革：

面對越來越激烈的國際市場競爭，我國機(jī)械制造業(yè)面臨著嚴(yán)峻

的挑戰(zhàn)。我們在技術(shù)上已經(jīng)落后，加上資金不足，資源短缺，以及管

理體制和周圍環(huán)境還存在許多問題，需耍改進(jìn)和完善，這些都給我

們迅速趕超世界先進(jìn)水平帶來極大的困難。但另一方面.隨著我國改

革的不斷深人，對外開放的不斷擴(kuò)大，為我國機(jī)械制造業(yè)的振興和發(fā)

展提供了前所未有的良好條件機(jī)械制造業(yè)作為一個(gè)傳統(tǒng)的領(lǐng)域已經(jīng)

發(fā)展了很多年，積累了不少理論和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，但隨著社會的發(fā)展，人

們的生活水平日益提高，各個(gè)方面的個(gè)性化需求越加強(qiáng)烈。作為已經(jīng)

深入到各行各業(yè)并已成為基礎(chǔ)工業(yè)的機(jī)械制造業(yè)面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展趨勢可以概括為：（1）機(jī)械制造自動(dòng)化。（2）

精密工程。（3）傳統(tǒng)加工方法的改進(jìn)與非傳統(tǒng)加工方法的發(fā)展。機(jī)

械制造自動(dòng)化技術(shù)始終是機(jī)械制造中最活躍的一個(gè)研究領(lǐng)域，也是制

造企業(yè)提高生產(chǎn)率和贏得市場競爭的主要手段。

一、集成化

計(jì)算機(jī)集成制造（CIMS）被認(rèn)為是21世紀(jì)制造企業(yè)的主要生產(chǎn)

方式。CIMS作為一個(gè)由若干個(gè)相互聯(lián)系的部分（分系統(tǒng)）組成，通

?？蓜澐譃?部分：

1.工程技術(shù)信息分系統(tǒng)

2.管理信息分系統(tǒng)（MIS）3.制造自動(dòng)化分系統(tǒng)（MAS）

4.質(zhì)量信息分系

5.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫分系統(tǒng)(Network&DB)

二、智能化

智能制造系統(tǒng)可被理解為由智能機(jī)械和人類專家共同組成的人

機(jī)一體化智能系統(tǒng)，該系統(tǒng)在制造過程中能進(jìn)行智能活動(dòng)，如分析、

推理、判斷、構(gòu)思、決策等。在智能系統(tǒng)中，“智能”主要體現(xiàn)在系

統(tǒng)具有極好的“軟”特性(適應(yīng)性和友好性)。

三、敏捷化敏捷制造是以競爭力和信譽(yù)度為基礎(chǔ)，選擇合作者

組成虛擬公司，分工合作，為同一目標(biāo)共同努力來增強(qiáng)整體競爭能力。

為了達(dá)到快速應(yīng)變能力，虛擬企業(yè)的建立是關(guān)鍵技術(shù)，其核心是虛擬

制造技術(shù)，即敏捷制造是以虛擬制造技術(shù)為基礎(chǔ)的。實(shí)現(xiàn)敏捷制造的

技術(shù)基礎(chǔ)包括：

1.大范圍的通訊基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，要求在全國范圍內(nèi)建立工廠信息網(wǎng)

絡(luò)和準(zhǔn)時(shí)信息系統(tǒng)(Just-In-Time-Information)。

2.柔性化、模塊化的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法。3.高柔性、模塊化、可

伸縮的制造系統(tǒng)。4.為定單而設(shè)計(jì)、制造的生產(chǎn)方式。5.基于任

務(wù)的組織與管理。6.基于信任的雇傭關(guān)系。

四、虛擬化

虛擬制造”的概念于20世紀(jì)90年代初期提出。虛擬制造以系統(tǒng)

建模和計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)為基礎(chǔ)，集現(xiàn)代制造工藝、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、信

息技術(shù)、并行工程、人工智能、多媒體技術(shù)等高新技術(shù)為一體，是一

項(xiàng)由多學(xué)科知識形成的綜合系統(tǒng)技術(shù)。虛擬制造利用信息技術(shù)、仿真

計(jì)算機(jī)技術(shù)對現(xiàn)實(shí)制造活動(dòng)中的人、物、信息及制造過程進(jìn)行全面的

仿真，以發(fā)現(xiàn)制造中可能出現(xiàn)的問題，在產(chǎn)品實(shí)際生產(chǎn)前就采取預(yù)防

的措施，從而達(dá)到產(chǎn)品一次性制造成功，來達(dá)到降低成本、縮短產(chǎn)品

開發(fā)周期，增強(qiáng)產(chǎn)品競爭力的目的。

五、清潔化

清潔生產(chǎn)是指：將綜合預(yù)防的環(huán)境戰(zhàn)略，持續(xù)應(yīng)用于生產(chǎn)過程和

產(chǎn)品中，以便減少對人類和環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)。

清潔生產(chǎn)的兩個(gè)基本目標(biāo)是資源的綜合利用和環(huán)境保護(hù)。對生產(chǎn)

過程而言，清潔生產(chǎn)要求滲透到從原材料投入到產(chǎn)出成品的全過程,

包括節(jié)約原材料和能源，替代有毒的原材料和短缺資源，二次能源和

再生資源的利用，改進(jìn)工藝及設(shè)備，并將一切排放物的數(shù)量與毒性削

減在離開生產(chǎn)過程之前。對于產(chǎn)品而言，清潔生產(chǎn)覆蓋構(gòu)成產(chǎn)品整個(gè)

生命周期的各個(gè)階段，即從原材料的提取到產(chǎn)品的最終處理，包括產(chǎn)

品的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、包裝、運(yùn)輸、流通、銷售及報(bào)廢等，合理利用資源，

并最大限度地減少對人類和環(huán)境的不利影響。

機(jī)械制造業(yè)的挑戰(zhàn)：面對21世紀(jì)世界經(jīng)濟(jì)一體化的挑戰(zhàn)，機(jī)械

制造業(yè)存在的主要問題有以下幾個(gè)方面：1.合資帶來的憂愁

改革開放以來，我國大量引進(jìn)技術(shù)和技術(shù)裝備使機(jī)械制造業(yè)有了

長足的發(fā)展，但也給人們帶來了許多擔(dān)憂.20世紀(jì)90年代以來，大

型跨國公司紛紛進(jìn)軍殺入國內(nèi)機(jī)械工業(yè)市場，主要集中在汽車、電工

電器、文化辦公設(shè)備、儀器儀表、通用機(jī)械和工程機(jī)械等領(lǐng)域，這幾

個(gè)行業(yè)約占機(jī)械工業(yè)外商直接投資金額的80%。存在著許多技術(shù)黑

洞

中國的機(jī)械制造業(yè)除了面臨“外敵”之外，自身也存在著諸多問

題。整個(gè)工業(yè)制造設(shè)備的骨干都是外國產(chǎn)品，這暴露了我國工業(yè)化的

虛弱性。機(jī)械制造業(yè)是一個(gè)國家的脊椎和脊柱，中國今后如果不把腰

桿鍛煉硬了，挺直了，那么整個(gè)經(jīng)濟(jì)和國防都是虛弱的。機(jī)械制造業(yè)

落后近30年

機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)在我國還處于起步階段，但在歐美等發(fā)達(dá)國家，已

經(jīng)成為整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈上重要的一環(huán)，由于其具有對資源的循環(huán)利用、性

價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)，在西方發(fā)達(dá)國家應(yīng)用已經(jīng)比較普遍，但在我國機(jī)械市

場中，機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展卻遇到了一系列現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)。相比歐美等發(fā)達(dá)

國家來說，我國的工程機(jī)械再制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展要相對緩慢一些.國家

扶持的支點(diǎn)偏離

業(yè)內(nèi)人士普遍認(rèn)為，技術(shù)黑洞的形成與國家的重視程度、投入密

切相關(guān)。國家在過失的二十多年來忽視了發(fā)展機(jī)械行業(yè)，在政策、資

金等方面都出現(xiàn)了偏差，從政策方面來看，國家大的政策是在鼓勵(lì)企

業(yè)加強(qiáng)對資源的循環(huán)利用，但相關(guān)配套政策規(guī)定的不夠健全，使得工

程機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)在國內(nèi)發(fā)展遭遇了現(xiàn)實(shí)尷尬。如制造產(chǎn)品被歸屬舊件

回收，沒有增值稅發(fā)票，不能享受增值稅抵扣政策，也不能減免制造

企業(yè)增值稅，這給企業(yè)的發(fā)展帶來較大的阻礙。

綜上所述，機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展方向是將傳統(tǒng)的制造技術(shù)與現(xiàn)代信

息技術(shù)、管理技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、系統(tǒng)工程技術(shù)進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，通

過計(jì)算機(jī)技術(shù)是企業(yè)產(chǎn)品在全生命周期中有關(guān)的組織、經(jīng)營、管理和

技術(shù)有機(jī)集成和優(yōu)化運(yùn)行，在企業(yè)產(chǎn)品全生命周期中實(shí)現(xiàn)信息化、智

能化、集成優(yōu)化達(dá)到產(chǎn)品上市快、服務(wù)好、質(zhì)量優(yōu)成本低的目的，進(jìn)

而提高企業(yè)的柔性、健壯性和敏捷性，是企業(yè)在激烈的市場競爭中立

于不敗之地。

二、簡述先進(jìn)制造技術(shù)的定義、特點(diǎn)和發(fā)展趨勢。(10分)定

義：先進(jìn)制造技術(shù)(AdvancedManufacturingTechnology,簡稱為

AMT)是指微電子技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、信息技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)給傳統(tǒng)制

造技術(shù)帶來的種種變化與新型系統(tǒng)。具體地說，就是指集機(jī)械工程技

術(shù)、電子技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、信息技術(shù)等多種技術(shù)為一體所產(chǎn)生的技

術(shù)、設(shè)備和系統(tǒng)的總稱。

特點(diǎn)：L先進(jìn)制造技術(shù)涉及到產(chǎn)品從市場調(diào)研、產(chǎn)品開發(fā)及工藝

設(shè)計(jì)、生產(chǎn)準(zhǔn)備、加工制造、售后服務(wù)等產(chǎn)品壽命周期的所有內(nèi)容,

它的目的是提高制造業(yè)的綜合經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，是面向工業(yè)應(yīng)用

的技術(shù)。

2.先進(jìn)制造技術(shù)強(qiáng)調(diào)計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、傳感技術(shù)、自動(dòng)化

技術(shù)、新材料技術(shù)和現(xiàn)代系統(tǒng)管理技術(shù)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造和生產(chǎn)組織

管理、銷售及售后服務(wù)等方面的應(yīng)用。它駕馭生產(chǎn)過程的物質(zhì)流、能

量流和信息流，是生產(chǎn)過程的系統(tǒng)工程。

3.80年代以來，隨著全球市場競爭越來越激烈，先進(jìn)制造技術(shù)

要求具有世界先進(jìn)水平，它的競爭已經(jīng)從提高勞動(dòng)生產(chǎn)率轉(zhuǎn)變?yōu)橐詴r(shí)

間為核心的時(shí)間、成本和質(zhì)量的三要素的競爭，因此它是面向全球競

爭的技術(shù)。

4.先進(jìn)制造技術(shù)的最新發(fā)展階段保持了過去制造技術(shù)的有效要

素，同時(shí)吸收各種高新技術(shù)成果，滲透到產(chǎn)品生產(chǎn)的所有領(lǐng)域及其全

部過程，從而形成了一個(gè)完整的技術(shù)群，具有面向21世紀(jì)新的技術(shù)

領(lǐng)域。

發(fā)展趨勢：計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制理論、數(shù)控技術(shù)、機(jī)器人、

CAD/CAM技術(shù)、CIM技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等在內(nèi)的信息自動(dòng)化技術(shù)

的迅猛發(fā)展，為先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用提供了日益增多的高效能

手段。

(-)工業(yè)應(yīng)用的技術(shù)，機(jī)械、電子、信息、材料及能源技術(shù)成

果，綜合應(yīng)用于制造過程。

1.數(shù)控技術(shù)(NumericalControl),簡稱數(shù)控(NC),是用數(shù)

字量及字符作為加工的指令，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的技術(shù)。服了傳統(tǒng)機(jī)械加

工的缺點(diǎn)。

2.計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造(CAD/CAM),是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)依托

強(qiáng)大軟件來完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的建模、解算、分析、虛擬模擬、加工模

擬、制圖、數(shù)控編程、編制工藝文件等工作。

3.特種加工技術(shù)，尺寸精度、表面粗糙度和某些特殊要求越來越

高，工件材料越來越硬，加工表面越來越復(fù)雜，傳統(tǒng)的加工方法已不

能滿足生產(chǎn)的需要，人們探索利用電、磁、聲、光、化學(xué)等能量或?qū)?/p>

多種能量組合施加在工件的被加工部位，實(shí)現(xiàn)材料去除、變形、改變

性能或被鍍覆等非傳統(tǒng)加工方法，這些方法統(tǒng)稱為特種加工。

(二)制造業(yè)綜合自動(dòng)化，信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、現(xiàn)代企業(yè)管

理技術(shù)的有機(jī)結(jié)合。

1.機(jī)器人技術(shù)，計(jì)算機(jī)控制的可再編程的多功能操作器，又稱工

業(yè)機(jī)器人。它能在三維空間內(nèi)完成多種操作。

2.成組技術(shù)，人們用大批量生產(chǎn)的組織形式以高效的生產(chǎn)設(shè)備、

高效的工藝技術(shù)去制造單件小批的零件，降低生產(chǎn)成本，成組技術(shù)

(GroupTechnology簡稱GT)就應(yīng)運(yùn)而生。

3.柔性制造系統(tǒng)(FMS-FlexibleManufacturingSystem),是

以計(jì)算機(jī)為控制中心實(shí)現(xiàn)自動(dòng)完成工件的加工、裝卸、運(yùn)輸、管理的

系統(tǒng)。它具有在線編程、在線監(jiān)測、修復(fù)、自動(dòng)轉(zhuǎn)換加工產(chǎn)品品種的

功能。

柔性制造系統(tǒng)具有：高柔性，在線編程使計(jì)算機(jī)響應(yīng)進(jìn)行控制高

自動(dòng)化設(shè)備工作；高效率，合理控制設(shè)備的切削用量實(shí)現(xiàn)高效加工。

(三)系統(tǒng)管理技術(shù)，制造業(yè)綜合自動(dòng)化、過程工業(yè)綜合自動(dòng)化、

系統(tǒng)技術(shù)等綜合應(yīng)用于制造全過程，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、

靈活生產(chǎn)，獲得理想技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。

1.并行工程(ConcurrentEngineering),簡稱(CE)是對產(chǎn)

品及其設(shè)計(jì)過程和制造過程進(jìn)行并行、集成設(shè)計(jì)的一種系統(tǒng)化工作模

式，這種模式使產(chǎn)品開發(fā)人員從一開始就考慮到從概念形成到產(chǎn)品報(bào)

廢的全生產(chǎn)周期中的所有因素，包括加工的質(zhì)量、成本、進(jìn)度和產(chǎn)品

的技術(shù)性能及使用性能需求等，減少加工制造中可能出現(xiàn)的問題，加

速產(chǎn)品開發(fā)過程，縮短開發(fā)周期。

2.虛擬制造(VirtualManufacturing),簡稱(VM)利用計(jì)算

機(jī)技術(shù)、建模技術(shù)、信息處理技術(shù)、仿真技術(shù)對現(xiàn)實(shí)制造活動(dòng)中的人、

物、信息及制造過程進(jìn)行全面的仿真模擬，以發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)或制造中出現(xiàn)

的問題，在產(chǎn)品實(shí)際生產(chǎn)前就改進(jìn)完成，省略了產(chǎn)品的開發(fā)研制階段,

達(dá)到降低設(shè)計(jì)和生產(chǎn)成本，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，增強(qiáng)產(chǎn)品競爭力的目

的。

3.計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(ComputerIntegratedManufacturing

Systen),簡稱(CIMS)是在自動(dòng)化技術(shù)、信息技術(shù)及制造技術(shù)的基

礎(chǔ)之上，通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及數(shù)據(jù)庫，將分散的自動(dòng)化系統(tǒng)有機(jī)的集成

起來，完成從原材料采購到產(chǎn)品銷售的一系列生產(chǎn)過程的高效益、高

柔性的先進(jìn)制造系統(tǒng)。

三、現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的核心因素及發(fā)展特點(diǎn)有哪些？列舉一些主

要設(shè)計(jì)技術(shù)方法。(15分)

現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的核心因素：質(zhì)量、時(shí)間和成本。質(zhì)量：滿足用戶

功能要求，符合有關(guān)法律、標(biāo)準(zhǔn)和生態(tài)環(huán)境要求，安全性、可靠性、

合理壽命，方便使用和維護(hù)保養(yǎng)，用戶培訓(xùn)、質(zhì)量保證和維修服務(wù)。

成本:產(chǎn)品成本、合理利潤、一次性安裝費(fèi)用和經(jīng)常性維修費(fèi)用。

時(shí)間：設(shè)計(jì)開發(fā)的周期，供貨的時(shí)間、方式等方面的適應(yīng)能力。現(xiàn)代

設(shè)計(jì)技術(shù)的特點(diǎn)：(1)系統(tǒng)性

強(qiáng)調(diào)用系統(tǒng)的觀點(diǎn)處理設(shè)計(jì)問題。整體上把握涉及對象，考慮對

象與人、環(huán)境的聯(lián)系。

(2)動(dòng)態(tài)性

要考慮產(chǎn)品的靜態(tài)特性，和實(shí)際工作狀態(tài)下的動(dòng)態(tài)特性，考慮與

周圍環(huán)境的物資、能量及信息的交互。

(3)創(chuàng)造性

是建立在先進(jìn)的設(shè)計(jì)理論及工具，能充分發(fā)揮設(shè)計(jì)者的創(chuàng)造性思

維，運(yùn)用各種手段和方法，開發(fā)出創(chuàng)造性的產(chǎn)品。

(4)計(jì)算機(jī)化

計(jì)算機(jī)已滲透到產(chǎn)品設(shè)計(jì)的各個(gè)環(huán)節(jié)，充分利用計(jì)算機(jī)的數(shù)值計(jì)

算、嚴(yán)密的邏輯思維能力和巨大的信息存儲及處理能力：優(yōu)化設(shè)計(jì)、

有限元分析和系統(tǒng)仿真等。

(5)并行化、最優(yōu)化、虛擬化和自動(dòng)化

強(qiáng)調(diào)的是設(shè)計(jì)過程。綜合考慮產(chǎn)品全生命周期中的所有因素，強(qiáng)

調(diào)并行設(shè)計(jì)。

在設(shè)計(jì)過程中，用優(yōu)化的理論與技術(shù)，對產(chǎn)品進(jìn)行方案優(yōu)選、結(jié)

構(gòu)優(yōu)選和參數(shù)優(yōu)選，達(dá)到整體優(yōu)化。自動(dòng)化主要依靠計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)

技術(shù)和自動(dòng)建模技術(shù)。

(6)主動(dòng)性

現(xiàn)代設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)初期，就對產(chǎn)品全生命周期的各種可能做出準(zhǔn)確

預(yù)測，減少故障的發(fā)生，體現(xiàn)了主動(dòng)性。

主要設(shè)計(jì)技術(shù)方法：

1.并行設(shè)計(jì)

并行設(shè)計(jì)是一種對產(chǎn)品及其相關(guān)過程（包括設(shè)計(jì)制造過程和相關(guān)

的支持過程）進(jìn)行并行和集成設(shè)計(jì)的系統(tǒng)化工作模式。強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品開發(fā)

人員一開始就考慮產(chǎn)品從概念設(shè)計(jì)到消亡的整個(gè)生命周期里的所有

相關(guān)因素的影響，把一切可能產(chǎn)生的錯(cuò)誤、矛盾和沖突盡可能及早地

發(fā)現(xiàn)和解決，以縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、降低產(chǎn)品成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量。

二、虛擬設(shè)計(jì)

在達(dá)到產(chǎn)品并行的目的以后，為了使產(chǎn)品一次設(shè)計(jì)成功，減少反

復(fù)，往往會采用仿真技術(shù)，而對機(jī)電產(chǎn)品模型的建立和仿真又屬于是

虛擬設(shè)計(jì)的范疇。虛擬設(shè)計(jì)能實(shí)現(xiàn)在產(chǎn)品加工制造之前，建立產(chǎn)品的

功能、結(jié)構(gòu)模型，并能對其進(jìn)行修改和評審，以滿足不同客戶的要求。

三、綠色設(shè)計(jì)

綠色設(shè)計(jì)是指以環(huán)境資源保護(hù)為核心概念的設(shè)計(jì)過程，其基本思

想就是在設(shè)計(jì)階段就將環(huán)境因素和預(yù)防污染的措施納人產(chǎn)品設(shè)計(jì)之

中，將環(huán)境性能作為產(chǎn)品的設(shè)計(jì)目標(biāo)和出發(fā)點(diǎn)，力求使產(chǎn)品對環(huán)境的

影響為最小。

四、可靠性設(shè)計(jì)

機(jī)電產(chǎn)品的可靠性設(shè)計(jì)可定義為：產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的

時(shí)間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力?？煽啃栽O(shè)計(jì)是以概率論為數(shù)學(xué)基礎(chǔ),

從統(tǒng)計(jì)學(xué)的角度去觀察偶然事件,并從偶然事件中找出其某些必然發(fā)

生的規(guī)律，而這些規(guī)律一般反映了在隨機(jī)變量與隨機(jī)變量發(fā)生的可能

性（概率）之間的關(guān)系。

五、智能優(yōu)化設(shè)計(jì)

隨著與機(jī)電一體化相關(guān)技術(shù)不斷的發(fā)展，以及機(jī)電一體化技術(shù)的

廣泛使用，我們面臨的將是越來越復(fù)雜的機(jī)電系統(tǒng)。解決復(fù)雜系統(tǒng)的

出路在于使用智能優(yōu)化的設(shè)計(jì)手段。智能優(yōu)化設(shè)計(jì)突破了傳統(tǒng)的優(yōu)化

設(shè)計(jì)的局限，它更強(qiáng)調(diào)人工智能在優(yōu)化設(shè)計(jì)中的作用。

六、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)

機(jī)械計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，是在一定的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)平臺上，對所

設(shè)計(jì)的機(jī)械零、部件，輸入要達(dá)到的技術(shù)參數(shù)，由計(jì)算機(jī)進(jìn)行強(qiáng)度,

剛度，穩(wěn)定性校核，然后輸出標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)械圖紙，簡化了大量人工計(jì)算

及繪圖，效率比人工提高幾十倍甚至更多。

七、動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)

動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)法是在計(jì)算參數(shù)難以準(zhǔn)確確定、設(shè)計(jì)理論和方法帶有經(jīng)

驗(yàn)性和類比性時(shí)，根據(jù)施工中反饋的信息和監(jiān)控資料完善設(shè)計(jì)，是一

種客觀求實(shí)、準(zhǔn)確安全的設(shè)計(jì)方法。動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)通過建立監(jiān)測系統(tǒng)和信

息反饋有利于控制施工安全，并不斷地將現(xiàn)場情況及變化反饋到設(shè)計(jì)

單位，以便調(diào)整完善設(shè)計(jì)。

八、模塊化設(shè)計(jì)

結(jié)構(gòu)模塊化設(shè)計(jì)主要是以功能化的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，分解現(xiàn)有的

產(chǎn)品，在分解中考慮到各個(gè)要素的可行性，從而在早期就預(yù)測到設(shè)計(jì)

中可能會出現(xiàn)的矛盾，提高設(shè)計(jì)的可行性和可靠性，降低產(chǎn)品的成本。

九、計(jì)算仿真設(shè)計(jì)

根據(jù)工程機(jī)械不同的作業(yè)功能，在計(jì)算機(jī)上模擬各種作業(yè)過程，

以分析和確定各種狀態(tài)下的作業(yè)參數(shù)，研究工程機(jī)械各系統(tǒng)主要部件

的結(jié)構(gòu)合理性，借助數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)等方法預(yù)估工程機(jī)械的作業(yè)效果，從而

可大大減少設(shè)計(jì)上的失誤，避免或減少走彎路。

十、人機(jī)學(xué)設(shè)計(jì)

應(yīng)用人體測量學(xué)、人體力學(xué)、勞動(dòng)生理學(xué)、勞動(dòng)心理學(xué)等學(xué)科的

研究方法，對人體結(jié)構(gòu)特征和機(jī)能特征進(jìn)行研究，提供人體各部分的

尺寸、重量、體表面積、比重、重心以及人體各部分在活動(dòng)時(shí)的相互

關(guān)系和可及范圍等人體結(jié)構(gòu)特征參數(shù);還提供人體各部分的出力范圍、

以及動(dòng)作時(shí)的習(xí)慣等人體機(jī)能特征參數(shù)，分析人的視覺、聽覺、觸覺

以及膚覺等感覺器官的機(jī)能特性；分析人在各種勞動(dòng)時(shí)的生理變化、

能量消耗、疲勞機(jī)理以及人對各種勞動(dòng)負(fù)荷的適應(yīng)能力；探討人在工

作中影響心理狀態(tài)的因素以及心理因素對工作效率的影響等。

十一、摩擦學(xué)設(shè)計(jì)

摩擦學(xué)是研究相對運(yùn)動(dòng)的作用表面間的摩擦、潤滑和磨損，以及

三者間相互關(guān)系的理論與應(yīng)用的一門邊緣摩擦學(xué)系統(tǒng)過程研究學(xué)科。

十二、疲勞設(shè)計(jì)疲勞就是材料、零件和構(gòu)件在循環(huán)加載下，在

某點(diǎn)或某些點(diǎn)產(chǎn)生局部的永久性損傷，并在一定循環(huán)次數(shù)后形成裂紋、

或使裂紋進(jìn)一步擴(kuò)展直到完全斷裂的現(xiàn)象。

十三、反求設(shè)計(jì)

反求設(shè)計(jì)（也稱逆向設(shè)計(jì)），是指設(shè)計(jì)師對產(chǎn)品實(shí)物樣件表面進(jìn)

行數(shù)字化處理（數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理），并利用可實(shí)現(xiàn)逆向三維造型設(shè)

計(jì)的軟件來重新構(gòu)造實(shí)物的CAD模型（曲面模型重構(gòu)），并進(jìn)一步用

CAD/CAE/CAM系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)分析、再設(shè)計(jì)、數(shù)控編程、數(shù)控加工的過程。

十四、無障礙設(shè)計(jì)

無障礙設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)在科學(xué)技術(shù)高度發(fā)展的現(xiàn)代社會，一切有關(guān)人類

衣食住行的公共空間環(huán)境以及各類建筑設(shè)施、設(shè)備的規(guī)劃設(shè)計(jì)，都必

須充分考慮具有不同程度生理傷殘缺陷者和正?；顒?dòng)能力衰退者（如

殘疾人、老年人）群眾的使用需求，配備能夠應(yīng)答、滿足這些需求的

服務(wù)功能與裝置，營造一個(gè)充滿愛與關(guān)懷、切實(shí)保障人類安全、方便、

舒適的現(xiàn)代生活環(huán)境。

十五、共用性設(shè)計(jì)

共用性設(shè)計(jì)UD（UniversalDesign）是指，在商業(yè)利潤的前提下

河現(xiàn)有生產(chǎn)技術(shù)條件下，產(chǎn)品（廣義的，包括器具、環(huán)境、系統(tǒng)和過

程等）的設(shè)計(jì)盡可能使不同能力的使用者（例如殘疾人、老年人等），

在不同的外界條件下能夠安全、舒適地使用的一種設(shè)計(jì)過程。

十六、有限元法

以電子計(jì)算機(jī)為工具的一種現(xiàn)代數(shù)值計(jì)算方法。它不僅能用于工

程中復(fù)雜的非線行問題、非穩(wěn)態(tài)問題的求解，還可用于工程設(shè)計(jì)中進(jìn)

行復(fù)雜結(jié)構(gòu)的靜態(tài)和動(dòng)力分析，并能準(zhǔn)確地計(jì)算形狀復(fù)雜零件的應(yīng)

力分布和變形，成為復(fù)雜零件強(qiáng)度和剛度計(jì)算的有力分析工具。

十七、機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)的觀點(diǎn)，研究內(nèi)外系統(tǒng)和各子系統(tǒng)之間的相互關(guān)系，通過各

子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)工作,取長補(bǔ)短來實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)最佳的總功能。

十八、機(jī)械動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)

根據(jù)產(chǎn)品的動(dòng)載工況，以及對產(chǎn)品提出的動(dòng)態(tài)性能要求與設(shè)計(jì)準(zhǔn)

則，按動(dòng)力學(xué)方法進(jìn)行分析計(jì)算、優(yōu)化與試驗(yàn)、并反復(fù)進(jìn)行的一種設(shè)

計(jì)方法。

十九、工業(yè)藝術(shù)造型設(shè)計(jì)

在保證產(chǎn)品實(shí)用功能的前提下，用藝術(shù)手段按照美學(xué)法則對工業(yè)

產(chǎn)品進(jìn)行造型活動(dòng)，對工業(yè)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)尺寸、體面形態(tài)、色彩、材質(zhì)、

線條、裝飾及人際關(guān)系等因素進(jìn)行有機(jī)的綜合處理，從而設(shè)計(jì)出優(yōu)質(zhì)

美觀的產(chǎn)品造型。

四、簡述超高速加工技術(shù)和超精密加工技術(shù)所涉及的主要關(guān)鍵技

術(shù)問題有哪些？（20分）

超高速加工技術(shù):超高速加工技術(shù)是指采用超硬材料刀具和磨具,

利用能可靠地實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)動(dòng)的高精度、高自動(dòng)化和高柔性的制造設(shè)備,

以提高切削速度來達(dá)到提高材料切除率、加工精度和加工質(zhì)量的先進(jìn)

加工技術(shù)。

超高速加工技術(shù)的特征：切削力低、熱變形小、材料切除率高、

高精度、減少工序。

超高速加工技術(shù)主要包括：超高速切削與磨削機(jī)理研究，超高速

主軸單元制造技術(shù)，超高速進(jìn)給單元制造技術(shù)，超高速加工用刀具與

磨具制造技術(shù)，超高速加工在線自動(dòng)檢測與控制技術(shù)等。

超精密加工技術(shù)當(dāng)前是指被加工零件的制造公差為

0.30~0.03um,表面粗糙度值為RaO.03~0.005um的加工。實(shí)現(xiàn)這些加

工所采用的工藝方法和技術(shù)措施，則稱為超精密加工技術(shù)。

超精密加工技術(shù)主要包括：超精密加工的機(jī)理研究，超精密加工

的設(shè)備制造技術(shù)研究，超精密加工工具及刃磨技術(shù)研究，超精密測量

技術(shù)和誤差補(bǔ)償技術(shù)研究，超精密加工工作環(huán)境條件研究。

五、非傳統(tǒng)加工技術(shù)主要有哪些種類？非傳統(tǒng)加工技術(shù)的主要

特點(diǎn)有哪些？(10分)非傳統(tǒng)加工亦稱為“特種加工”或“現(xiàn)代加

工方法”，泛指用電能、熱能、光能、電化學(xué)能、化學(xué)能、聲能及特

殊機(jī)械能等能量達(dá)到去除或增加材料的加工方法，從而實(shí)現(xiàn)材料被去

除、變形、改變性能或被鍍覆等。

非傳統(tǒng)加工技術(shù)主要種類：化學(xué)加工(CHM)、電化學(xué)加工(ECM)、

電化學(xué)機(jī)械加工(ECMM)、電火花加工(EDM)、電接觸加工(RHM)、超聲

波加工(USM)、激光束加工(LBM)、離子束加工(IBM)、電子束加工(EBM)、

等離子體加工(PAM)、電液加工(EHM)、磨料流加工(AFM)、磨料噴射

加工(AJM)、液體噴射加工(HDM)及各類復(fù)合加工等。非傳統(tǒng)加工技術(shù)

的主要特點(diǎn)

1、與加工對象的機(jī)械性能無關(guān)，有些加工方法，如激光加工、

電火花加工、等離子弧加工、電化學(xué)加工等，是利用熱能、化學(xué)能、

電化學(xué)能等，這些加工方法與工

2、非接觸加工，不一定需要工具，有的雖使用工具，但與工件

不接觸，因此，工件不承受大的作用力，工具硬度可低于工件硬度,

故使剛性極低元件及彈性元件得以加工。

3、微細(xì)加工，工件表面質(zhì)量高，有些特種加工，如超聲、電化

學(xué)、水噴射、磨料流等，加工余量都是微細(xì)進(jìn)行，故不僅可加工尺寸

微小的孔或狹縫，還能獲得高精度、極低粗糙度的加工表面。

4、不存在加工中的機(jī)械應(yīng)變或大面積的熱應(yīng)變，可獲得較低的

表面粗糙度，其熱應(yīng)力、殘余應(yīng)力、冷作硬化等均比較小，尺寸穩(wěn)定

性好。

5、兩種或兩種以上的不同類型的能量可相互組合形成新的復(fù)合

加工，其綜合加工效果明顯，且便于推廣使用。

6、特種加工對簡化加工工藝、變革新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)及零件結(jié)構(gòu)工

藝性等產(chǎn)生積極的影響。

六、簡述快速原型制造技術(shù)工作原理、其優(yōu)點(diǎn)是什么？主要類型

有哪些？（15分）

RP技術(shù)的基本原理是：將計(jì)算機(jī)內(nèi)的三維數(shù)據(jù)模型進(jìn)行分層切

片得到各層截面的輪廓數(shù)據(jù)，計(jì)算機(jī)據(jù)此信息控制激光器（或噴嘴）

有選擇性地?zé)Y(jié)一層接一層的粉末材料（或固化一層又一層的液態(tài)光

敏樹脂，或切割一層又一層的片狀材料，或噴射一層又一層的熱熔材

料或粘合劑）形成一系列具有一個(gè)微小厚度的片狀實(shí)體，再采用熔結(jié)、

聚合、粘結(jié)等手段使其逐層堆積成一體，便可以制造出所設(shè)計(jì)的新產(chǎn)

品樣件、模型或模具，簡單描述就是“分層制造，逐層疊加”類似

于積分過程。如下圖：

快速原型制造技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：

1.從制造角度出發(fā)，減少設(shè)計(jì)、加工、檢查的工具，不需要任何

刀具，模具及工裝卡具的情況下，可將任意復(fù)雜形狀的設(shè)計(jì)方案快速

轉(zhuǎn)換為三維的實(shí)體模型或樣件。

2.從市場和用戶角度出發(fā)，減少風(fēng)險(xiǎn)，可實(shí)時(shí)地根據(jù)市場需求低

成本地改變產(chǎn)品。模型或樣件可直接用于新產(chǎn)品設(shè)計(jì)驗(yàn)證、功能驗(yàn)證、

外觀驗(yàn)證、工程分析、市場訂貨以及企業(yè)的決策等，非常有利于早找

錯(cuò)早修改早優(yōu)化，提高了新產(chǎn)品開發(fā)的一次成功率，縮短了開發(fā)周期,

降低了研發(fā)成本。

3.從設(shè)計(jì)和工程的角度出發(fā)，快速、準(zhǔn)確、以及制造復(fù)雜模型。

4.結(jié)合CAD/CAM技術(shù)、激光技術(shù)、計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)、精密伺服

驅(qū)動(dòng)技術(shù)以及新材料技術(shù)。

主要類型為

(1)立體印刷技術(shù)(SLA)

SLA(StereolithograghyApparatus)法，其工藝原理是：從

最底層開始，激光在光敏樹脂表面掃描，在掃描過程中，激光的曝光

量超過樹脂固化所需的閾值能量的地方才會發(fā)生聚合反應(yīng)形成固態(tài)。

(2)選擇性激光燒結(jié)(SLS)

SLS(Selectivelasersintering)是利用激光所提供的能量有

選擇性地融化熱塑性塑料以形成三維零件。

（3）熔融沉積成型（FDM）

FDM（FusedDepositionModeling）是利用熱塑性細(xì)絲在移動(dòng)頭

中進(jìn)行熔化，熔化后的材料在移動(dòng)的過程中被擠壓出來堆積零件。

（4）層壓物體制造技術(shù)（L0M）

LOM（LaminatedObjectManufacturing）是通過逐層激光剪切

薄紙材料制造零件的一種技術(shù)。

七、先進(jìn)制造生產(chǎn)模式有哪些主要特點(diǎn)？主要的先進(jìn)制造生產(chǎn)模

式有哪些？（10分）

先進(jìn)制造模式的先進(jìn)性表現(xiàn)在企業(yè)的組織結(jié)構(gòu)合理、管理手段得

當(dāng)、制造技術(shù)領(lǐng)先、市場反應(yīng)快、客戶滿意度高、單位產(chǎn)品成本低等

諸多方面。

主要特點(diǎn)：通過對現(xiàn)代各種先進(jìn)制造模式的研究分析，可以總結(jié)

出它們具有如下幾個(gè)特點(diǎn)。（1）綜合性：是技術(shù)、管理方法和人的有

效綜合和集成。（2）普適性：其概念、哲理和結(jié)構(gòu)，適用于不同企業(yè)，

其核心思想和觀念具有普遍指導(dǎo)意義。（3）協(xié)同性:強(qiáng)調(diào)人一機(jī)協(xié)同、

人一人協(xié)同因素的重要性，技術(shù)和管理是兩個(gè)平行推進(jìn)的車輪。（4）

動(dòng)態(tài)性：與社會及其生產(chǎn)力發(fā)展水平相適應(yīng)的動(dòng)態(tài)發(fā)展過程。

柔性生產(chǎn)模式

由英國莫林斯（Molins）公司首次提出的柔性生產(chǎn)模式，在20

世紀(jì)70年代末得到推廣應(yīng)用。該模式主要依靠有高度柔性的以計(jì)算

機(jī)數(shù)控機(jī)床為主的制造設(shè)備來實(shí)現(xiàn)多品種小批量的生產(chǎn)，以增強(qiáng)制造

業(yè)的靈活性和應(yīng)變能力，可縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期，提高設(shè)備使用效率和

員工勞動(dòng)生產(chǎn)率且改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量。智能制造模式該模式是在制造生產(chǎn)

的各個(gè)環(huán)節(jié)中，應(yīng)用智能制造技術(shù)和系統(tǒng)，以一種高度柔性和高度集

成的方式，通過計(jì)算機(jī)模擬專家的智能活動(dòng)，進(jìn)行分析、判斷、推理、

構(gòu)思和決策，以便取代或延伸制造過程中人的部分腦力勞動(dòng)，并對人

類專家的制造智能進(jìn)行了完善、繼承和發(fā)展。因智能制造可實(shí)現(xiàn)決策

自動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)“制造智能”和制造技術(shù)的“智能化”，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)制造

生產(chǎn)的信息化和自動(dòng)化。

敏捷制造模式產(chǎn)生于20世紀(jì)80年代后期的敏捷制造模式與虛擬

制造生產(chǎn)模式一起被美國政府作為具有劃時(shí)代意義的“21世紀(jì)制造

企業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略”。該模式是將柔性制造的先進(jìn)技術(shù)、熟練掌握的生

產(chǎn)技能、有素質(zhì)的勞動(dòng)力，以及促進(jìn)企業(yè)內(nèi)部和企業(yè)之間的靈活管理

三者集成在一起，利用信息技術(shù)對千變?nèi)f化的市場機(jī)遇做出快速響應(yīng),

最大限度地滿足顧客的要求。這種模式促進(jìn)了傳統(tǒng)的制造業(yè)發(fā)生根本

性變化，以因特網(wǎng)為代表的信息技術(shù)導(dǎo)致制造企業(yè)的管理體制和生產(chǎn)

模式發(fā)生根本變化。敏捷制造生產(chǎn)模式的新概念和新理論不斷出現(xiàn)，

推動(dòng)著制造科學(xué)發(fā)展，例如分形制造、生物制造、全球制造、全能制

造和智能制造等新概念的問世。

高效快速重組生產(chǎn)系統(tǒng)模式該模式是在對柔性生產(chǎn)、精益生產(chǎn)和

敏捷制造這三種制造生產(chǎn)模式的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行比較、綜合和創(chuàng)新之后，于

1995年提出的，目前已開始推廣應(yīng)用。高效快速重組生產(chǎn)系統(tǒng)模式

是上述三種模式的理論和實(shí)踐在更高層次上的有機(jī)集成生產(chǎn)系統(tǒng)，其

特征是對市場的靈活快速反應(yīng)的制造資源的有效集成。

虛擬制造生產(chǎn)模式

虛擬制造生產(chǎn)模式是利用制造過程計(jì)算機(jī)模擬和仿真來實(shí)現(xiàn)產(chǎn)

品的設(shè)計(jì)和研制的模式，即在計(jì)算機(jī)中實(shí)現(xiàn)的制造技術(shù)。它將從根本

上改變設(shè)計(jì)、試制、修改設(shè)計(jì)、規(guī)模生產(chǎn)的傳統(tǒng)制造模式。在產(chǎn)品真

正制造出來之前，首先應(yīng)在虛擬制造環(huán)境中完成軟產(chǎn)品原型(Soft

Prototype),代替?zhèn)鹘y(tǒng)的硬樣品(HardPrototype)進(jìn)行試驗(yàn)，對

其性能進(jìn)行了預(yù)測和評估，從而大大縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造周期、降低

產(chǎn)品開發(fā)成本，提高其快速響應(yīng)市場變化的能力，以便更可靠地決策

產(chǎn)品研制，更經(jīng)濟(jì)地投入、更有效地組織生產(chǎn)，從而實(shí)現(xiàn)制造系統(tǒng)全

面最優(yōu)的制造生產(chǎn)模式。

極端制造模式

制造技術(shù)正在從常規(guī)制造、傳統(tǒng)制造向非常規(guī)制造及極端制造發(fā)

展，因而出現(xiàn)了極端制造模式。極端制造是指在極端條件或環(huán)境下,

制造極端尺度或極高功能的器件和功能系統(tǒng)。當(dāng)前，極端制造已成為

制造技術(shù)發(fā)展的重要領(lǐng)域，極端制造集中表現(xiàn)在微細(xì)制造、超精密制

造、巨系統(tǒng)制造和強(qiáng)場(如強(qiáng)能量場)制造，例如：制造空天飛行器、

超常規(guī)動(dòng)力裝備、超大型冶金和石油化工裝備等極大尺寸和極強(qiáng)功能

的重大裝備，制造微納電子器件、微納光機(jī)電系統(tǒng)等極小尺度和極高

精度的產(chǎn)品。

綠色制造模式

綠色制造是綜合運(yùn)用生物技術(shù)、“綠色化學(xué)”、信息技術(shù)和環(huán)境

科學(xué)等方面的成果,使制造過程中沒有或極少產(chǎn)生廢料和污染物的工

藝或制造系統(tǒng)的綜合集成生態(tài)型制造技術(shù)。綠色制造模式是實(shí)現(xiàn)制造

業(yè)可持續(xù)長遠(yuǎn)發(fā)展的制造模式。

綠色制造主要體現(xiàn)在：

(1)綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)：使產(chǎn)品在生命周期內(nèi)都符合環(huán)保、健康、

能耗低、資源利用率高的要求。

(2)綠色生產(chǎn)過程：在整個(gè)制造過程，對環(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。綠色制造技術(shù)主

要包含了綠色資源、綠色生產(chǎn)過程和綠色產(chǎn)品三方面的內(nèi)容。

(3)產(chǎn)品的回收和循環(huán)再利用：如生態(tài)工廠的循環(huán)式制造技術(shù)。

它主要包括生產(chǎn)系統(tǒng)工廠一一致力于產(chǎn)品設(shè)計(jì)和材料處理、加工及裝

配等階段，恢復(fù)系統(tǒng)工廠一一對產(chǎn)品(材料使用)生命周期結(jié)束時(shí)的

材料處理循環(huán)再利用。

八、現(xiàn)代化機(jī)械制造系統(tǒng)自動(dòng)化的關(guān)鍵技術(shù)主要有哪些？(10

分)現(xiàn)代化機(jī)械制造系統(tǒng)自動(dòng)化的關(guān)鍵技術(shù)主要有：

一、制造自動(dòng)化系統(tǒng)開放式智能體系結(jié)構(gòu)

目標(biāo)是使制造系統(tǒng)具備自組織和并行作用的能力，充分利用分布

式計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等，使制造自動(dòng)化向柔性化、集成化、智能

化和全球化方向發(fā)展。

二、智能4M系統(tǒng)中關(guān)鍵技術(shù)的研究

智能4M系統(tǒng)就是將建模(Modeling)、加工(Manufacturing)、

測量(Measuring)、機(jī)器人操作(Manipulation)四者一體化的智能系

統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)信息共享，促進(jìn)建模、加工、測量、裝夾、操作的一體化,

其目的是實(shí)現(xiàn)快速制造、快速檢測、快速響應(yīng)和快速重組。

三、制造自動(dòng)化系統(tǒng)的優(yōu)化理論與調(diào)度方法

制造系統(tǒng)是一類離散事件動(dòng)態(tài)系統(tǒng)(DiscreteEventDynamic

System,DEDS),其物流、信息流以及各種資源的規(guī)則、調(diào)度和控制

等有獨(dú)特的要求。對這類系統(tǒng)的更精確的描述、分析和控制，需要在

離散事件動(dòng)態(tài)系統(tǒng)理論方面進(jìn)一步突破。同時(shí)，由于實(shí)現(xiàn)各種先進(jìn)的

制造哲理和管理策略，如虛擬企業(yè)、敏捷制造、精益生產(chǎn)、準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)

等，作為先進(jìn)制造模式賴以實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)之一，生產(chǎn)組織與過程優(yōu)化中

決策調(diào)度的成功與否對上述目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)有著最為直接的影響。

四、面向制造自動(dòng)化的虛擬制造技術(shù)研究

虛擬制造關(guān)鍵技術(shù)的研究可分為四個(gè)層次，即：虛擬制造哲理研

究、虛擬制造技術(shù)層、虛擬制造原型系統(tǒng)層，虛擬制造集成開發(fā)平臺

層。虛擬制造哲理的研究為制造企業(yè)敏捷制造提供指導(dǎo)思路，在信息

集成基礎(chǔ)上，通過組織管理、技術(shù)、資源和人機(jī)集成實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的開發(fā)

過程的集成。

五、CAD/CAPP/CAM一體化技術(shù)的研究

CAD/CAPP/CAM一體化是一項(xiàng)綜合性的高新技術(shù)，當(dāng)前正朝著

集成化、智能化，可視化和標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展.主要研究內(nèi)容有：CAD

系統(tǒng)面向產(chǎn)品的整個(gè)生命周期，充分考慮產(chǎn)品信息的繼承性，滿足并

行設(shè)計(jì)的要求，CAD與產(chǎn)品信息標(biāo)準(zhǔn)化相結(jié)合，產(chǎn)品模型的可轉(zhuǎn)換性,

面向全國乃至全球的產(chǎn)品信息編碼系統(tǒng)等方面的研究：具有很好的可

移植性和自組織性的軟件系統(tǒng)、智能化CAD系統(tǒng)的研究，虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)

計(jì)技術(shù)的研究.CAD/CAPP/CAM一體化技術(shù)一個(gè)重要研究內(nèi)容就是

CAPP技術(shù)的研究，主要有；基于并行工程的CAPP技術(shù)；虛擬制造模

式下CAPP技術(shù)：基于PDM的CAD/CAPP/CAM集成系統(tǒng)；面向CIMS/

CAPP集成開發(fā)平臺等。

六、面向制造自動(dòng)化的數(shù)控技術(shù)的研究

數(shù)控技術(shù)是自動(dòng)化技術(shù)的基礎(chǔ)及關(guān)鍵單元技術(shù)，又是精密、高效、

高可靠性加工技術(shù)的支撐，它正朝著集成化和實(shí)用化方向發(fā)展。對數(shù)

控技術(shù)的研究與開發(fā)重點(diǎn)是：開放性結(jié)

構(gòu)系統(tǒng)的發(fā)展，采用新元件、新工藝不斷改善和擴(kuò)展以高精、高

速、高效為代表的功，改善和發(fā)展伺服技術(shù)，采用通信技術(shù)，研制開

發(fā)超精數(shù)控系統(tǒng)等。

七、柔性制造技術(shù)和智能制造技術(shù)的研究

柔性制造系統(tǒng)的理論和技術(shù)所涉及領(lǐng)域很廣，主要包括：生產(chǎn)調(diào)

度理論與算法的研究，主要涉及數(shù)學(xué)規(guī)劃、圖論、對策論、排隊(duì)論、

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法、Petri網(wǎng)理論等應(yīng)用數(shù)學(xué)理論及方法；計(jì)算機(jī)

通信及數(shù)據(jù)庫技術(shù)的研究；計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的研究；生產(chǎn)組織及控制

模式理論和技術(shù)的研究，主要涉及動(dòng)態(tài)邏輯單元重構(gòu)理論、多黑板結(jié)

構(gòu)模型的智能單元控

制理論、系統(tǒng)擾動(dòng)及再調(diào)度理論和技術(shù)、JIT技術(shù)、開放式體系

結(jié)構(gòu)等；制造資源控制管理理論和技術(shù)的研究，主要涉及刀具管理理

論及技術(shù)、加工設(shè)備的實(shí)時(shí)調(diào)度技術(shù)、物料儲運(yùn)系統(tǒng)如AGV、立體倉

庫等的控制技術(shù)。

八、機(jī)器人化制造技術(shù)的研究

機(jī)器人是一種高度柔性化的自動(dòng)化設(shè)備,未來的典型制造工廠將

是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制的包含多個(gè)機(jī)器人加工單元的分布式自主制造系

統(tǒng)，工業(yè)機(jī)器人(IR)、智能加工中心(IMC)、坐標(biāo)測量機(jī)(CMM)、自動(dòng)

導(dǎo)引小車(AGV)均被視為“智能機(jī)器”，這些智能機(jī)器依據(jù)不同的要

求有機(jī)地組成機(jī)器人化制造單元，實(shí)現(xiàn)多元化產(chǎn)品生產(chǎn)。

九、先進(jìn)制造智能傳感與檢測的研究

智能傳感與檢測研究主要包括智能傳感器、智能傳感和檢測技術(shù)

以及光纖傳感技術(shù)等方面的研究。

智能傳感器主要功能為：感知環(huán)境條件的變化，并進(jìn)行相應(yīng)補(bǔ)充,

通過雙向通信，以一種可以理解和接受的格式及執(zhí)行機(jī)構(gòu)或控制器等

與其他系統(tǒng)連接，對白身進(jìn)行檢測式診斷，實(shí)現(xiàn)智能決策。

光纖傳感技術(shù)主要研究內(nèi)容為：光波調(diào)制原理、調(diào)制光波信號檢

測技術(shù)、多傳感器復(fù)用技術(shù)、多傳感器網(wǎng)絡(luò)及通信技術(shù)、光纖傳感技

術(shù)與光纖通信技術(shù)的結(jié)合原理和方法等。

試題4

一、簡述先進(jìn)制造技術(shù)及其現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)

概述：綜述先進(jìn)制造技術(shù)的概念、內(nèi)涵、特點(diǎn)、主要內(nèi)容等，結(jié)

合現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)理解先進(jìn)制造技術(shù)及其發(fā)展歷程

1先進(jìn)制造技術(shù)概述2先進(jìn)制造技術(shù)的內(nèi)涵3先進(jìn)制造技術(shù)

的特點(diǎn)4現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)

1先進(jìn)制造技術(shù)概述

先進(jìn)制造技術(shù)是系統(tǒng)的工程技術(shù)，可以劃分為三個(gè)層次和四個(gè)大

類。三個(gè)層次：一是優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔的基礎(chǔ)制造技術(shù)。這一

層次的技術(shù)是先進(jìn)制造技術(shù)的核心，主要由生產(chǎn)中大量采用的鑄造、

鍛壓、焊接、熱處理、表面保護(hù)、機(jī)械