先進制造系統(tǒng) 課件 chapter 01 先進制造系統(tǒng)

121世紀(jì)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的總趨勢中國制造業(yè)取得的成就及其局限213421世紀(jì)制造業(yè)面臨的競爭環(huán)境制造技術(shù)發(fā)展歷程5先進制造技術(shù)概述6第一章先進制造系統(tǒng)概述中國高技術(shù)研究計劃中的R&D2一.二十一世紀(jì)改變?nèi)祟惖目茖W(xué)與技術(shù)21世紀(jì)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的總趨勢1二.中心科學(xué)技術(shù)的轉(zhuǎn)移三.高技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域3與

"物質(zhì)科學(xué)"

相關(guān)的文獻總量年度變化規(guī)律圖科學(xué)：物質(zhì)科學(xué)；生命科學(xué)

技術(shù)：信息技術(shù)；生物技術(shù)納米技術(shù)一.二十一世紀(jì)改變?nèi)祟惖目茖W(xué)與技術(shù)21世紀(jì)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的總趨勢12009年8月29日，IBM公司蘇黎世實驗室的科學(xué)家利用原子力顯微鏡成功拍攝了世界首張并五苯(pentacene)單分子成像圖。421世紀(jì)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的總趨勢二.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)在已開始注重其發(fā)展與應(yīng)用，預(yù)計21世紀(jì)30年代開始逐步轉(zhuǎn)變?yōu)橹行目茖W(xué)技術(shù)。3）認知科學(xué)技術(shù)智能化趨勢現(xiàn)已顯露，預(yù)計21世紀(jì)70年代開始將成為科學(xué)技術(shù)發(fā)展的中心。15三.高技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)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)先進制造科學(xué)技術(shù)（包括微機電系統(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)認知科學(xué)技術(shù)（包括人腦和智能系統(tǒng)科學(xué)技術(shù)）21世紀(jì)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的總趨勢162制造技術(shù)發(fā)展歷程二.制造業(yè)演變的關(guān)鍵階段一.制造業(yè)創(chuàng)造了人類－原始制造業(yè)三.制造業(yè)發(fā)展的教訓(xùn)72制造技術(shù)發(fā)展歷程一.制造業(yè)創(chuàng)造了人類－原始制造業(yè)人猿相揖別。

只幾個石頭磨過，

小兒時節(jié)。

銅鐵爐中翻火焰，

為問何時猜得，

不過幾千寒熱。

人世難逢開口笑，

上疆場彼此彎弓月。

流遍了，

郊原血。一篇讀罷頭飛雪，

但記得斑斑點點，

幾行陳跡。

五帝三皇神圣事，

騙了無涯過客。

有多少風(fēng)流人物？

盜跖莊屩流譽后，

更陳王奮起揮黃鉞。

歌未竟，

東方白。石器時代：石器時代包含了人類進化過程中的第一次科技的大范圍傳播。青銅時代：青銅鑄造術(shù)的發(fā)明與石器時代相比，具有劃時代意義

鐵器時代：鐵器時代指已經(jīng)能運用很復(fù)雜的金屬加工來生產(chǎn)鐵器

毛澤東詞【賀新郎.讀史】81）用機器代替手工，由作坊形成工廠2制造技術(shù)發(fā)展歷程二.制造業(yè)演變的關(guān)鍵階段17世紀(jì)60年代，瓦特發(fā)明蒸汽機，引發(fā)第一次工業(yè)革命，工業(yè)化大生產(chǎn)從此開始。18世紀(jì)70年代，德國人奧托設(shè)計制造了第一臺內(nèi)燃機，引發(fā)了制造業(yè)的又一次革命。19世紀(jì)，金屬加工機器首先在英國誕生，先后傳到了法國、德國和美國，并在美國率先形成了小型的機械工廠。92）從單件生產(chǎn)方式發(fā)展成大量生產(chǎn)方式2制造技術(shù)發(fā)展歷程二.制造業(yè)演變的關(guān)鍵階段科學(xué)管理思想，代表人物泰勒：科學(xué)管理的創(chuàng)始人，以勞動分工和計件工資制為基礎(chǔ)的科學(xué)管理。大規(guī)模量生產(chǎn)的流水線，代表人物福特：流水線生產(chǎn)的創(chuàng)始人，提出了零件互換技術(shù)，1913年建立了具有劃時代意義的汽車裝配生產(chǎn)線，實現(xiàn)了以剛性自動化為特征的大量生產(chǎn)方式。103）柔性化、集成化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化的現(xiàn)代制造技術(shù)2制造技術(shù)發(fā)展歷程二.制造業(yè)演變的關(guān)鍵階段柔性化——生產(chǎn)模式由單一品種（少品種）大批量生產(chǎn)自動化向多品種、中小批量生產(chǎn)自動化轉(zhuǎn)變；該階段形成了一批新型的先進制造單元技術(shù)：數(shù)控技術(shù)(NC)、計算機數(shù)控技術(shù)(CNC)、柔性制造單元(FMC)、計算機輔助設(shè)計/制造(CAD/CAM)等。同時涌現(xiàn)出了一批先進生產(chǎn)管理技術(shù)：準(zhǔn)時制生產(chǎn)(JIT)、全面質(zhì)量管理(TQM)等。11集成化——單元技術(shù)的集成——CNC，F(xiàn)MC，機器人技術(shù)，自動物料運輸系統(tǒng)，AGV等單元技術(shù)走向集成以后，形成了自動化的柔性制造系統(tǒng)（FMS）使系統(tǒng)中能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)交換和信息共享。3）柔性化、集成化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化的現(xiàn)代制造技術(shù)2制造技術(shù)發(fā)展歷程二.制造業(yè)演變的關(guān)鍵階段人、技術(shù)、管理的集成——典型的代表性技術(shù)是計算機集成制造系統(tǒng)的推廣和運用，即CIMS。CIMS強調(diào)將企業(yè)生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)，即市場調(diào)研、產(chǎn)品開發(fā)、加工裝配、銷售、以及售后服務(wù)等全過程作為一個不可分割的整體，從系統(tǒng)的觀點進行協(xié)調(diào)，從而實現(xiàn)全局優(yōu)化。12智能化——智能制造系統(tǒng)，是一種由智能機器和人類專家共同組成的人機一體化系統(tǒng)。它強調(diào)的是在制造的各個環(huán)節(jié)中，借助計算機來模擬人類專家的智能活動，諸如：分析、推理、判斷、構(gòu)思和決策等；宗旨是通過人與智能機器的合作共事，來擴大、延伸并部分地取代人類專家在制造過程中的腦力勞動，從而實現(xiàn)制造過程的優(yōu)化。3）柔性化、集成化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化的現(xiàn)代制造技術(shù)2制造技術(shù)發(fā)展歷程二.制造業(yè)演變的關(guān)鍵階段13網(wǎng)絡(luò)化——運用網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)，應(yīng)運而生的先進制造技術(shù)主要有：并行工程（CE），計算機集成制造CIM，敏捷制造AM，虛擬制造VM等。3）柔性化、集成化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化的現(xiàn)代制造技術(shù)2制造技術(shù)發(fā)展歷程二.制造業(yè)演變的關(guān)鍵階段14美國經(jīng)歷二戰(zhàn)世界大戰(zhàn)，躋身于制造大國，其轎車產(chǎn)量在上世紀(jì)60年代前在全世界名列第一。到上世紀(jì)50年代以后，美國逐漸放松了一般制造業(yè)。到70年代后期，美國國內(nèi)廣泛流傳“第三次浪潮論”，美國的一批學(xué)者提出：美國已經(jīng)進入“后工業(yè)社會”，同時美國國內(nèi)也認為制造業(yè)是正在走向沒落的“夕陽工業(yè)”。制造技術(shù)倍受冷遇，相關(guān)研究課題減少。結(jié)果導(dǎo)致美國80年代的經(jīng)濟衰退。三.制造業(yè)發(fā)展的教訓(xùn)之一——美國2制造技術(shù)發(fā)展歷程1580年代后期，美國意識到忽視制造技術(shù)帶來的嚴(yán)重后果，公眾和輿論界意識到這種情況“危及了美國國家安全”。于是，美國開始了他們的“帝國反擊戰(zhàn)”，政府和企業(yè)界投入巨資，進行了大量的研究和分析，最終得出的結(jié)論是：（1）“振興美國經(jīng)濟的出路在于振興制造業(yè)”。（2）“經(jīng)濟競爭歸根到底是制造技術(shù)和能力的競爭”。三.制造業(yè)發(fā)展的教訓(xùn)之一——美國2制造技術(shù)發(fā)展歷程16克林頓上臺后，把先進制造技術(shù)列為六大國防關(guān)鍵技術(shù)之首。1993年2月，克林頓發(fā)表專題報告，提出要促進“先進制造技術(shù)”的發(fā)展，同時成立了從國家到地區(qū)以及大學(xué)、企業(yè)等各個層次的先進制造技術(shù)研究中心，總結(jié)提出了一系列先進制造技術(shù)的理論，如并行工程、敏捷制造等。1994年美國汽車制造水平大幅度提高，產(chǎn)量重新超過了日本。三.制造業(yè)發(fā)展的教訓(xùn)之一——美國2制造技術(shù)發(fā)展歷程17上世紀(jì)70-80年代，日本狠抓制造業(yè)，特別是汽車制造和微電子制造，結(jié)果日本的汽車和家用電器占領(lǐng)了全世界的市場，并大舉進入美國國內(nèi)市場，到上世紀(jì)80年代，日本的汽車產(chǎn)量一躍成為世界第一。

日本的微電子芯片成為美國高技術(shù)產(chǎn)品的關(guān)鍵元件。三.制造業(yè)發(fā)展的教訓(xùn)之二——日本2制造技術(shù)發(fā)展歷程181）1998年爆發(fā)的東南亞經(jīng)濟危機，從另一個側(cè)面反映了一個國家發(fā)展制造業(yè)的重要。一個國家，如果把經(jīng)濟的基礎(chǔ)放在股票、旅游、金融、房地產(chǎn)、服務(wù)業(yè)上，而無自己的制造業(yè)，這個國家的經(jīng)濟就容易形成泡沫經(jīng)濟，一有風(fēng)吹草動就會產(chǎn)生經(jīng)濟危機。2）新加坡、臺灣都有自己的制造業(yè)，因此受經(jīng)濟危機的影響小一些。三.制造業(yè)發(fā)展的教訓(xùn)之三——東南亞經(jīng)濟危機啟示2制造技術(shù)發(fā)展歷程191）瑞士是一個僅700萬人口的小國，但瑞士的制造業(yè)十分發(fā)達，瑞士的精密機械產(chǎn)品的出口量是我國的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)在瑞士的年人均國民生產(chǎn)總值達到4.3萬美元以上,居世界第一。三.制造業(yè)發(fā)展的教訓(xùn)之四——瑞士人均產(chǎn)值為何居世界第一2制造技術(shù)發(fā)展歷程20321世紀(jì)制造業(yè)面臨的競爭環(huán)境一.國際形勢的變化二.制造業(yè)市場競爭的新特點三.制造全球化和貿(mào)易自由化四.科技進步與信息社會五.環(huán)境保護意識的增強與可持續(xù)發(fā)展21321世紀(jì)制造業(yè)面臨的競爭環(huán)境一.國際形勢的變化1）國際競爭和對抗的焦點由軍備競賽轉(zhuǎn)向以科技為先導(dǎo)、以經(jīng)濟為基礎(chǔ)、軍事為后盾的綜合國力的較量；2）提高制造業(yè)產(chǎn)品競爭能力，發(fā)展高技術(shù)，尤其是獨具知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)業(yè)技術(shù)成為未來搶占經(jīng)濟制高點、振興國家經(jīng)濟的焦點；3）自美國提出“先進制造技術(shù)”之后，日本、西歐以及亞洲各新興工業(yè)國家都相繼作出了響應(yīng)，將先進制造技術(shù)列為國家的高新技術(shù)和優(yōu)先發(fā)展的項目。22來源:Bullinger

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94962時間46810平均產(chǎn)品壽命TL平均開發(fā)時間TDTD>TL年數(shù)1）知識/技術(shù)/產(chǎn)品更新的周期——更短321世紀(jì)制造業(yè)面臨的競爭環(huán)境二.制造業(yè)市場競爭的新特點23波音777的設(shè)計和制造全數(shù)字化定義——無紙化生產(chǎn)數(shù)字化預(yù)裝配——無金屬樣機的生產(chǎn)（虛擬制造的一部分）廣域網(wǎng)上的異地設(shè)計、異地制造基于STEP的數(shù)據(jù)交換協(xié)同工作小組Teamwork238個→設(shè)計制造周期大大縮短：4年(而波音757、767約9-10年)更大的利潤，每架777，$1.4億基于分布式CAD/CAM系統(tǒng)在8臺IBM大型計算機ES/9000和IBM5080～5086圖形終端，發(fā)現(xiàn)零件干涉2500處，減少工程更改50％以上設(shè)計、工藝、制造、供應(yīng)商、潛在用戶的工作小組，7000人參加，采用并行工程的模式。Internet將發(fā)動機供應(yīng)商GE、HP和諾依斯羅斯聯(lián)在一起。63M長的波音777，裝配準(zhǔn)誤差僅0.58mm.二.制造業(yè)市場競爭的新特點2425研制周期交付周期研制周期01234567891070772773774775776777751596263727290年57646871828194.5(年)波音各種機型研制交付周期比較二.制造業(yè)市場競爭的新特點262)產(chǎn)品品種

更多；3）產(chǎn)品批量（大批量生產(chǎn)→大批量定制生產(chǎn)）

更小；4）顧客對產(chǎn)品功能、性能、質(zhì)量的要求

更高；5）能參與全球競爭的企業(yè)

更多；6）跨國公司的壟斷性

更明顯；7）企業(yè)的兼并重組

更激烈、更動蕩；8）一般水平的產(chǎn)品及制造能力

嚴(yán)重過剩；9）人口老齡化

更嚴(yán)重；10）環(huán)保意識、綠色制造呼聲

更強。321世紀(jì)制造業(yè)面臨的競爭環(huán)境二.制造業(yè)市場競爭的新特點27321世紀(jì)制造業(yè)面臨的競爭環(huán)境二.制造業(yè)市場競爭的新特點現(xiàn)代市場競爭的內(nèi)容不斷變化280255075100低高擾動程度80年代90年代54503027252236546045382836554651415363535251633964644154627640555674///質(zhì)量意識價格意識服務(wù)水平對替代品的脆弱性產(chǎn)品生命周期經(jīng)濟循環(huán)依賴水平流行時尚意識競爭強度消費者需求及欲望的變化程度購買者能力技術(shù)變化率飽和水平愿望的一致程度需求水平穩(wěn)定性需求及消費者欲望的確定性必需品奢侈品價格競爭產(chǎn)品的差異性市場影響因素的變化

Pine和B.JosephII“MassCustomization,TheNewFrontierinBusinessCompetition.”Boston:HarvardBusinessSchoolPress,二.制造業(yè)市場競爭的新特點29“中心”的變化以產(chǎn)品為中心以顧客為中心以市場為中心二.制造業(yè)市場競爭的新特點30二.制造業(yè)市場競爭的新特點互聯(lián)網(wǎng)的巨大沖擊，網(wǎng)絡(luò)制造降低成本

開發(fā)和設(shè)計生產(chǎn)市場ABCA+C>70%所得利潤31

消費觀念的變化消費者的行為更具選擇性顧客化產(chǎn)品：批量生產(chǎn)的產(chǎn)品逐步被個性化、多樣化產(chǎn)品所代替制造業(yè)“服務(wù)”：產(chǎn)品生產(chǎn)與產(chǎn)品服務(wù)的界限越來越模糊、不滿足感增加：“新三年、舊三年、縫縫補補又三年”的觀念逐步消失

對生產(chǎn)及產(chǎn)品的影響產(chǎn)品訂貨批量下降，單件、小批量產(chǎn)品壽命周期減短：5-10年-3-5年甚至更短產(chǎn)品生產(chǎn)周期縮短二.制造業(yè)市場競爭的新特點32三.制造全球化和貿(mào)易自由化原因：世界自由貿(mào)易體制進一步完善全球交通運輸進一步完善全球通訊網(wǎng)絡(luò)建立國際經(jīng)濟合作與交往日益緊密導(dǎo)致：全球產(chǎn)業(yè)界結(jié)構(gòu)大調(diào)整世界逐步形成一個統(tǒng)一的大市場使得：供應(yīng)與需求國家化、國際化，不同時間、地區(qū)、國家，市場需求有波動對于同一用戶、同一產(chǎn)品，可供選擇的市場國際化、競爭國際化任何國家、地區(qū)，不論實行怎樣的社會制度，不可能離開世界市場而獨立謀求發(fā)展;制造業(yè)發(fā)展應(yīng)該進入國家目標(biāo)層次，才能促進經(jīng)濟增長321世紀(jì)制造業(yè)面臨的競爭環(huán)境33四.科技進步與信息社會從微電子、信息（計算機與通信、控制理論、人工智能等）、新材料、系統(tǒng)科學(xué)所代表的新一代工程科學(xué)與技術(shù)的迅猛發(fā)展在制造領(lǐng)域中的廣泛滲透、應(yīng)用、衍生，極大的拓展了制造活動的深度和廣度，急劇的改變了現(xiàn)代設(shè)計方法、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)方式、生產(chǎn)工藝、設(shè)備以及生產(chǎn)組織結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生了一大批新的制造技術(shù)和制造模式。高新技術(shù)的綜合作用促進了制造技術(shù)在宏觀(制造系統(tǒng)集成)和微觀(精密、超精密、微納米加工檢測)兩個方向上的蓬勃發(fā)展，成為一門涵蓋整個生產(chǎn)過程的各個環(huán)節(jié)（市場分析、產(chǎn)品設(shè)計、工藝規(guī)劃、加工準(zhǔn)備、制造裝配、監(jiān)控檢測、質(zhì)量保證、生產(chǎn)管理、售后服務(wù)、回收再利用等）、包括人、機器、能量、信息等多種資源的組織、控制與管理，橫跨多個學(xué)科的集成技術(shù)。321世紀(jì)制造業(yè)面臨的競爭環(huán)境34五.環(huán)境保護意識的增強與可持續(xù)發(fā)展環(huán)境問題：大量消耗資源和破壞環(huán)境的傳統(tǒng)工業(yè)發(fā)展模式與工藝技術(shù)系統(tǒng)引起了嚴(yán)重的環(huán)境問題可持續(xù)發(fā)展思想：

重視環(huán)境方面對制造業(yè)及其產(chǎn)品的制約，通過國家政策與經(jīng)濟立法手段建立循環(huán)經(jīng)濟與再制造工程結(jié)論:

面向可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)安全型和資源節(jié)約型的制造技術(shù)將是制造領(lǐng)域中亟待解決的一個重要問題321世紀(jì)制造業(yè)面臨的競爭環(huán)境35中國制造業(yè)取得的成就及其局限4一、制造業(yè)在國民經(jīng)濟發(fā)展中占有重要地位二、我國制造業(yè)取得的重大成就三、我國制造業(yè)存在的局限四、制造大國走向制造強國的途徑與措施36中國制造業(yè)取得的成就及其局限4制造業(yè)在國民經(jīng)濟發(fā)展中占有重要地位1）在發(fā)達國家中,制造業(yè)創(chuàng)造了約60%的社會財富、約45%的國民經(jīng)濟收入。2）據(jù)統(tǒng)計，美國68%的社會財富來自于制造業(yè)。3）在國家生產(chǎn)力的構(gòu)成中，制造技術(shù)的作用一般占55%-65%。37宇航生物工程微電子光電子信息技術(shù)核技術(shù)空間技術(shù)制造業(yè)38中國制造業(yè)取得的成就及其局限4建國初期到1978年，我國科技人員成功爆破了原子彈和氫彈，成功發(fā)射了人造衛(wèi)星，在世界第一次人工合成牛胰島素結(jié)晶等一批舉世矚目的尖端技術(shù)。改革開放以來，建成了正負電子對撞機等重大科學(xué)工程，秦山、大亞灣核電站并網(wǎng)發(fā)電成功，銀河系列巨型計算機不斷升級并全部研制成功。建成當(dāng)今世界最大的水利樞紐工程――長江三峽水利樞紐工程許多指標(biāo)都突破了世界水利工程的記錄。量子信息領(lǐng)域避錯碼被國際公認為量子信息領(lǐng)域“最令人激動的成果”。王選的激光照排系統(tǒng)。來源：2009中華人民共和國國家統(tǒng)計局39中國制造業(yè)取得的成就及其局限4我國自主研發(fā)的“嫦娥”一號繞月飛行成功，“神舟”系列航天飛船成功發(fā)射，“神舟”五號、六號、七號飛船載人航天飛行圓滿成功，標(biāo)志著我國成為世界上第三個獨立掌握空間出艙技術(shù)的國家，是我國空間技術(shù)發(fā)展具有里程碑意義的重大突破。高性能計算機曙光5000A躋身世界超級計算機前十位，首款64位高性能通用CPU芯片問世。超級雜交水稻不斷取得重大突破，對提高我國水稻產(chǎn)量、確保糧食安全起了重要作用。來源：2009中華人民共和國國家統(tǒng)計局40中國制造業(yè)取得的成就及其局限4一些新產(chǎn)品的技術(shù)水平已達世界領(lǐng)先或先進水平：沈陽機床集團的電主軸高速臥式加工中心、激光切割機床；沈陽變壓器廠的50萬伏超高壓變壓器；黎明航發(fā)集團的中國第一臺擁有完全知識產(chǎn)權(quán)的航空發(fā)動機、燃氣輪機；沈陽新松機器人自動化有限公司的6000米水下機器人等產(chǎn)品；清華大學(xué)制造工程研究所研制開發(fā)的并聯(lián)構(gòu)型機床……41中國制造業(yè)取得的成就及其局限4工業(yè)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了從門類簡單到齊全，從以輕工業(yè)為主到輕、重工業(yè)共同發(fā)展，從以勞動密集型工業(yè)為主導(dǎo)，向勞動、資本和技術(shù)密集型共同發(fā)展的轉(zhuǎn)變。目前我國已擁有39個工業(yè)大類、191個中類、525個小類，涵蓋了聯(lián)合國產(chǎn)業(yè)分類中所列的全部工業(yè)門類。來源：2009中華人民共和國國家統(tǒng)計局42中國制造業(yè)取得的成就及其局限4我國由一個只能制造初級工業(yè)產(chǎn)品的國家發(fā)展成為世界制造業(yè)大國。根據(jù)聯(lián)合國工發(fā)組織資料，按照2000年不變價計算，我國制造業(yè)增加值占世界的份額由1995年的5.1%上升到2007年的11.4%。按照國際標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)分類，在22個大類中，我國制造業(yè)占世界比重在7個大類中名列第一，其中，煙草類占比49.8%，紡織品類占比29.2%，衣服、皮毛類占比24.7%，皮革、皮革制品、鞋類占比33.4%，堿性金屬占比23.8%，電力裝備占比28.2%，其他交通工具占比34.1%；有15個大類名列前三；除機動車、拖車、半拖車一個大類外，其他21個大類所占份額均名列世界前六位。在發(fā)展中國家中，除機動車、拖車、半拖車一個大類名列第十一位外，其他21個大類所占份額均名列第一位。來源：2009中華人民共和國國家統(tǒng)計局43中國制造業(yè)取得的成就及其局限4我國制造工業(yè)雖然取得了巨大的成就，但是我國經(jīng)濟整體處于工業(yè)化中期，工業(yè)現(xiàn)代化進程步入了從制造業(yè)大國向制造業(yè)強國的轉(zhuǎn)變階段。中國工業(yè)發(fā)展需要完成兩次轉(zhuǎn)變，第一次是從規(guī)模增長型向質(zhì)量進步型轉(zhuǎn)變，轉(zhuǎn)變時間大約為2006年—2015年；第二次是從質(zhì)量進步型向創(chuàng)新福利型轉(zhuǎn)變，時間大約為2015-2050年。中國經(jīng)濟可望在2030年前后全面完成新工業(yè)化和信息化。來源：2005年中國工業(yè)經(jīng)濟聯(lián)合會提出的《中國工業(yè)發(fā)展報告》44中國制造業(yè)取得的成就及其局限4我國制造業(yè)與發(fā)達國家相比，存在階段性的差距——產(chǎn)品質(zhì)量和水平不高，技術(shù)開發(fā)能力不強，基礎(chǔ)元器件和基礎(chǔ)工藝不過關(guān)，生產(chǎn)率低下，科技投入嚴(yán)重不足。我國制造業(yè)大量的是來料加工，突出表現(xiàn)在電子等工業(yè)，許多產(chǎn)品、設(shè)計的知識產(chǎn)權(quán)并不掌握在我們手里，附加值很低。我國制造業(yè)的主體技術(shù)依靠國外，有自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品少，依附于國外企業(yè)的組裝業(yè)比重大，表現(xiàn)為工業(yè)增加值僅為美國的22.14％、日本的35.43％；我國制造業(yè)的勞動生產(chǎn)率約為美國的4.38％、日本的4.07％、德國的5.56％，來源：2005年中國工業(yè)經(jīng)濟聯(lián)合會提出的《中國工業(yè)發(fā)展報告》45在制造技術(shù)領(lǐng)域，我國的發(fā)明專利數(shù)只有美國、日本的1/30，韓國的1/40。國務(wù)院發(fā)展研究中心報告顯示，中國的制造業(yè)經(jīng)濟總量占全球的6%，而研發(fā)投入僅占0.3%。中國研究與發(fā)展投入占國內(nèi)生產(chǎn)總值的比例為1%，遠低于世界5%的平均水平裝備制造在制造業(yè)中的比例僅為26.5%(1999年),低于美國(41.9%)、日本(43.6%)、德國(46.4%)；中國制造業(yè)取得的成就及其局限4來源：2005年中國工業(yè)經(jīng)濟聯(lián)合會提出的《中國工業(yè)發(fā)展報告》46我國制造服務(wù)業(yè)的附加值普遍不高。在發(fā)達國家，服務(wù)業(yè)占GDP比重超過了70%，其中生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)又占服務(wù)業(yè)的70%。由此可見，生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)已經(jīng)占發(fā)達國家GDP的一半左右。全球500強企業(yè)中，從事服務(wù)行業(yè)的有281家，占500強的56%。全球跨國制造企業(yè)中，服務(wù)收入比例超過25%，兩成制造企業(yè)的服務(wù)收入超過總收入的50%。而在我國，2007年服務(wù)業(yè)實現(xiàn)增加值9.6萬億元，比上年增長11.4%，但占GDP比重僅為40%。其中，制造服務(wù)業(yè)在服務(wù)業(yè)中所占比例也不高。根據(jù)中國社科院財政與貿(mào)易經(jīng)濟研究所研究員裴長洪的估算，在我國，金融與保險、信息傳輸、計算機服務(wù)和軟件、科學(xué)研究和技術(shù)服務(wù)等新興服務(wù)業(yè)只占服務(wù)業(yè)總增加值的20%左右。中國制造業(yè)取得的成就及其局限4來源：2009中華人民共和國國家統(tǒng)計局47中國制造業(yè)取得的成就及其局限4總之，我國制造業(yè)的發(fā)展面臨資源能源和環(huán)境的嚴(yán)重制約，未來20年制造業(yè)的增長，如果單純依靠數(shù)量增長，這是資源能源和環(huán)境所不能承受的。因此我國必須依靠科技進步，采取綠色制造技術(shù)，在提高產(chǎn)品質(zhì)量和附加值的同時，努力降低資源和能源消耗，這是未來制造業(yè)的發(fā)展方向。在我國從制造大國向制造強國轉(zhuǎn)變的過程中，自主創(chuàng)新是制造強國的核心支撐，同時要加快制造業(yè)信息化進程和培養(yǎng)制造工程人才。485先進制造技術(shù)概述先進制造技術(shù)的相關(guān)概念與體系結(jié)構(gòu)先進制造技術(shù)的學(xué)科內(nèi)容先進制造技術(shù)的發(fā)展趨勢49制造（Manufacturing)——制造是涉及制造工業(yè)中產(chǎn)品設(shè)計、物料選擇、生產(chǎn)計劃、生產(chǎn)過程、質(zhì)量保證、經(jīng)營管理、市場銷售和服務(wù)的一系列相關(guān)活動和工作的總稱。(Manufacturingisseriesofinterrelatedactivitiesandoperationsinvolvingthedesign，planning，production，qualityassurance，managementandmarketingoftheproductsofthemanufacturingindustries。)1、先進制造技術(shù)的相關(guān)概念50壓力加工油漆車身裝配內(nèi)部裝飾驅(qū)動橋裝配變速箱裝配輪胎裝配底盤裝配車身安裝最后試驗發(fā)動機裝配發(fā)動機試驗機械加工熱處理鍛造熔化造型澆鑄壓鑄油漆機械加工自動線熱處理汽車制造過程示意圖51先進制造技術(shù)——“先進制造技術(shù)”簡稱為AMT（AdvancedManufacturingTechnology）在傳統(tǒng)制造技術(shù)基礎(chǔ)上不斷吸收機械、電子、信息、材料、能源和現(xiàn)代管理等方面的成果，并將其綜合應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計、制造、檢測、管理、銷售、使用、服務(wù)的制造全過程，以實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活的生產(chǎn)，提高對動態(tài)多變的市場的適應(yīng)能力和競爭能力的制造技術(shù)總稱、也是取得理想技術(shù)經(jīng)濟效果的制造技術(shù)的總稱。52價值流物流資金流規(guī)劃控制需求信息流實施（車間或現(xiàn)場）原材料產(chǎn)品與服務(wù)能源能量流先進制造系統(tǒng)的五種流53面向制造的設(shè)計技術(shù)群

產(chǎn)品/工藝設(shè)計

計算機輔助設(shè)計工藝過程建模和仿真工藝規(guī)程設(shè)計系統(tǒng)工程基礎(chǔ)

快速成型技術(shù)并行工程制造工藝技術(shù)群

材料生產(chǎn)工藝加工工藝聯(lián)接與裝配測試和檢測環(huán)保技術(shù)維修技術(shù)其他

信息技術(shù)

接口技術(shù)集成技術(shù)人工智能

數(shù)據(jù)庫軟件工程決策支持

標(biāo)準(zhǔn)和框架

數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)工藝標(biāo)準(zhǔn)接口框架

產(chǎn)品定義和標(biāo)準(zhǔn)檢驗標(biāo)準(zhǔn)

機床和工具技術(shù)傳感器和控制技術(shù)

質(zhì)量管理用戶/供應(yīng)商交互作用工作人員培訓(xùn)和教育

全國監(jiān)督和基準(zhǔn)評測技術(shù)獲取和利用主體技術(shù)群支撐技術(shù)群制造基礎(chǔ)設(shè)施環(huán)境2、先進制造技術(shù)的體系結(jié)構(gòu)54設(shè)計方法現(xiàn)代化產(chǎn)品動態(tài)分析和設(shè)計產(chǎn)品可靠性可維護性及安全設(shè)計產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計快速響應(yīng)設(shè)計創(chuàng)新設(shè)計智能設(shè)計仿真與虛擬設(shè)計價值工程設(shè)計模塊化設(shè)計3、先進制造技術(shù)的學(xué)科內(nèi)容設(shè)計手段計算機化有限元法優(yōu)化設(shè)計計算機輔助設(shè)計反求工程技術(shù)CAD/CAM一體化技術(shù)工程數(shù)據(jù)庫向全壽命周期設(shè)計發(fā)展由單純考慮技術(shù)因素轉(zhuǎn)向綜合考慮技術(shù)、經(jīng)濟和社會因素（1）先進設(shè)計技術(shù)55精密、超精密加工技術(shù)精密加工：精度為3～0.3μmRa0.3～0.03μm超精密加工：精度為0.3～0.03μmRa0.3～0.005μm納米加工：精度高于0.03μmRa小于0.3～0.005μm精密成型制造技術(shù)從制造工件的毛坯、從接近零件形狀向直接制成工件的方向發(fā)展特種加工技術(shù)高能束流加工（電子束、離子束、激光束）電加工（電解和電火花)超聲波加工高壓水加工多種能源的組合加工（2）先進制造工藝技術(shù)56數(shù)控技術(shù)數(shù)控裝置進給系統(tǒng)主軸系統(tǒng)NC程序編制工業(yè)機器人機器人操作機控制系統(tǒng)傳感器生產(chǎn)線總線控制柔性制造系統(tǒng)加工系統(tǒng)物流系統(tǒng)調(diào)度與控制故障診斷自動檢測與信號識別技術(shù)信號識別數(shù)據(jù)獲取數(shù)據(jù)處理特征提取與識別過程設(shè)備工況監(jiān)測與控制過程監(jiān)視系統(tǒng)在線反饋質(zhì)量控制（3）制造自動化技術(shù)57先進制造生產(chǎn)模式計算機集成制造系統(tǒng)CIMS敏捷制造系統(tǒng)AMS智能制造系統(tǒng)IMS精良生產(chǎn)LP并行工程CE集成管理技術(shù)企業(yè)資源管理ERP基于作業(yè)的成本管理ABC現(xiàn)代質(zhì)量保障體系生產(chǎn)率工程制造資源快速有效集成生產(chǎn)組織方法虛擬公司理論與組織企業(yè)組織結(jié)構(gòu)的變革以人為本的團隊建設(shè)企業(yè)重組工程（4）先進制造模式58整體化精密化柔性化網(wǎng)絡(luò)化虛擬化智能化清潔化集成化全球化信息化4、先進制造技術(shù)的發(fā)展趨勢集合多學(xué)科成果形成一個完整的制造體系——整體化傳統(tǒng)制造技術(shù)、信息技術(shù)、計算機技術(shù)、自動化技術(shù)、先進的管理科學(xué)相結(jié)合先進制造技術(shù)的動態(tài)發(fā)展過程——動態(tài)化不斷地吸收各種高新技術(shù)逐漸形成，不同時期、不同區(qū)域有各自的重點和內(nèi)容。信息技術(shù)對先進制造技術(shù)的發(fā)展影響深遠——信息化CIMS、CE、AM、虛擬企業(yè)等。向超精微細領(lǐng)域擴展——精密化微型機械，納米測量、微米/納米加工制造59制造過程集成化——集成化產(chǎn)品的設(shè)計、加工、檢測、物流、裝配過程一體化；CAD/CAE/CAPP/CAM/PDM/ERP集成（淡化了學(xué)科界限）；快速原形制造技術(shù)，使得設(shè)計思想能夠快速轉(zhuǎn)化為物理原形，甚至能夠直接制成零件（淡化了設(shè)計與制造的界限）；機器人加工工作站及FMS的出現(xiàn)，使加工過程、檢驗過程、物流過程融為了一體（淡化了專業(yè)界限）；整體化精密化柔性化網(wǎng)絡(luò)化虛擬化智能化清潔化集成化全球化信息化4、先進制造技術(shù)的發(fā)展趨勢60制造科學(xué)與制造技術(shù)、生產(chǎn)管理的融合——集成化制造科學(xué)是制造系統(tǒng)和制造過程知識的系統(tǒng)描述，包括數(shù)字描述、仿真、優(yōu)化、設(shè)計理論和方法、運動學(xué)、動力學(xué)、結(jié)構(gòu)強度、摩擦學(xué)等；制造技術(shù)包含在制造科學(xué)之中，制造科學(xué)體現(xiàn)在制造技術(shù)里，技術(shù)和管理由生產(chǎn)模式結(jié)合在一起。綠色制造——清潔化、柔性化綠色產(chǎn)品設(shè)計技術(shù)；綠色制造技術(shù)；產(chǎn)品的回收和循環(huán)再制造整體化精密化柔性化網(wǎng)絡(luò)化虛擬化智能化清潔化集成化全球化信息化4、先進制造技術(shù)的發(fā)展趨勢61虛擬現(xiàn)實技術(shù)——虛擬化、智能化虛擬制造技術(shù)；虛擬企業(yè)；“虛擬”技術(shù)將會在數(shù)字化設(shè)計、數(shù)字化控制、數(shù)字化管理中貫穿始終。制造全球化——全球化、網(wǎng)絡(luò)化制造企業(yè)在世界范圍內(nèi)的重組與集成；制造技術(shù)信息和知識的協(xié)調(diào)、合作和共