先進(jìn)制造技術(shù)課件第1章

1、第一章 先進(jìn)制造技術(shù)先進(jìn)制造技術(shù) 第一章 教學(xué)內(nèi)容安排教學(xué)內(nèi)容安排 第一章第一章 制造業(yè)與先進(jìn)制造技術(shù)制造業(yè)與先進(jìn)制造技術(shù) 第二章第二章 現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù) 第三章第三章 先進(jìn)制造工藝技術(shù)先進(jìn)制造工藝技術(shù) 第四章第四章 制造自動(dòng)化技術(shù)制造自動(dòng)化技術(shù) 第五章第五章 現(xiàn)代生產(chǎn)管理技術(shù)現(xiàn)代生產(chǎn)管理技術(shù) 第六章第六章 先進(jìn)生產(chǎn)制造模式先進(jìn)生產(chǎn)制造模式 本書共有六章節(jié)本書共有六章節(jié) 第一章 本課程的有關(guān)說(shuō)明本課程的有關(guān)說(shuō)明 1. 1. 學(xué)時(shí)學(xué)時(shí) 本課程教材總學(xué)時(shí)本課程教材總學(xué)時(shí)4040學(xué)時(shí)，課堂講授學(xué)時(shí)，課堂講授4040學(xué)時(shí)。學(xué)時(shí)。 2. 2. 特點(diǎn)特點(diǎn) 本門課程的特點(diǎn)可歸納為：本門課程的特點(diǎn)可歸

2、納為：新、多、雜、變新、多、雜、變幾幾 個(gè)字。個(gè)字。新新是指是指本課程的內(nèi)容大都是近本課程的內(nèi)容大都是近1010余年發(fā)展起余年發(fā)展起 來(lái)的技術(shù)來(lái)的技術(shù)。多多和和雜雜是指本課程內(nèi)容多而且龐雜，結(jié)是指本課程內(nèi)容多而且龐雜，結(jié) 構(gòu)不是十分清晰。構(gòu)不是十分清晰。變變是指隨著制造技術(shù)的發(fā)展，本是指隨著制造技術(shù)的發(fā)展，本 教材中的一些內(nèi)容，甚至是概念都有可能發(fā)生變化。教材中的一些內(nèi)容，甚至是概念都有可能發(fā)生變化。 第一章 第一章 制造業(yè)與先進(jìn)制造技術(shù) 1.1 1.1 制造業(yè)的發(fā)展與挑戰(zhàn)制造業(yè)的發(fā)展與挑戰(zhàn) 1.2 1.2 先進(jìn)制造技術(shù)的提出和進(jìn)展先進(jìn)制造技術(shù)的提出和進(jìn)展 1.3 1.3 先進(jìn)制造技術(shù)的內(nèi)涵和

3、體系結(jié)構(gòu)先進(jìn)制造技術(shù)的內(nèi)涵和體系結(jié)構(gòu) 復(fù)習(xí)思考題復(fù)習(xí)思考題 第一章 1.1 1.1 制造業(yè)的發(fā)展與挑戰(zhàn)制造業(yè)的發(fā)展與挑戰(zhàn) 1.1.1 1.1.1 制造與制造業(yè)制造與制造業(yè) 包括市場(chǎng)分析、經(jīng)營(yíng)決策、產(chǎn)品設(shè)計(jì) 、工藝設(shè)計(jì)、加工裝配、質(zhì)量保證、生 產(chǎn)管理、市場(chǎng)營(yíng)銷、維修服務(wù)，以及產(chǎn) 品報(bào)廢后的回收處理等整個(gè)產(chǎn)品周期 原材料產(chǎn)品 工藝 能源 知識(shí) 技能 工具 制造 生產(chǎn)車間的加工和裝配過(guò)程狹義制造 廣義制造 第一章 制造系統(tǒng)具有特定功能的有機(jī)整體 制造過(guò)程 硬件 制造過(guò)程軟件硬件人員 經(jīng)營(yíng)規(guī)劃、開發(fā)研制、加工制造和 控制管理等過(guò)程 生產(chǎn)設(shè)備、工具和材料、能源以及 各種輔助裝置 軟件 制造理論、制造工藝

4、和方法、各種 制造信息等 第一章 制造業(yè)將制造資源通過(guò)制造過(guò)程轉(zhuǎn)化為社 會(huì)所需的產(chǎn)品的行業(yè) 我 國(guó) 制 造 分 類 和 構(gòu) 成 第一章 1.1.2 1.1.2 制造業(yè)的地位和作用制造業(yè)的地位和作用 三大產(chǎn)業(yè)農(nóng)林牧業(yè),工業(yè)，服務(wù)業(yè) 工業(yè) （52%） 制造業(yè)（45%）、建筑業(yè)、采掘業(yè)以 及電力、煤氣、水的生產(chǎn)供應(yīng)業(yè) 農(nóng)林牧業(yè) 農(nóng)業(yè)、林業(yè)、蓄禽業(yè)、水產(chǎn)業(yè) 服務(wù)業(yè)商業(yè)、金融、房地產(chǎn)、經(jīng)貿(mào)等 第一章 一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的 國(guó)民經(jīng)濟(jì)收入的 工業(yè)經(jīng)濟(jì)年代經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的“” 一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)強(qiáng)大、經(jīng)濟(jì)騰飛的 制造業(yè) 地位 第一章 提供人們衣、食、住、行物質(zhì)消費(fèi) 決定全社會(huì)的長(zhǎng)遠(yuǎn)效益和經(jīng)濟(jì)的持續(xù)增長(zhǎng) 國(guó)際商品貿(mào)易的保證（

5、美國(guó)78%，日本96%，我 國(guó)81%-1995年） 農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)地位的物質(zhì)保障，服務(wù)業(yè)發(fā)展的重要 條件 信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)； 農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力轉(zhuǎn)移和就業(yè)的重要途徑 為科技和教育發(fā)展提供經(jīng)費(fèi)支持和實(shí)驗(yàn)裝備 實(shí)現(xiàn)軍事現(xiàn)代化和國(guó)家安全的保障 制造業(yè)的作用制造業(yè)的作用 第一章 1.1.3 211.1.3 21世紀(jì)制造業(yè)面臨的挑戰(zhàn)世紀(jì)制造業(yè)面臨的挑戰(zhàn) 1 1、快速響應(yīng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的挑戰(zhàn)、快速響應(yīng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的挑戰(zhàn)實(shí)現(xiàn)制造環(huán)節(jié)并行實(shí)現(xiàn)制造環(huán)節(jié)并行 2 2、全球化競(jìng)爭(zhēng)的挑戰(zhàn)、全球化競(jìng)爭(zhēng)的挑戰(zhàn)技術(shù)資源的集成技術(shù)資源的集成 有三個(gè)主要的因素促使技術(shù)資源的集成：有三個(gè)主要的因素促使技術(shù)資源的集成： （1 1）為滿足市場(chǎng)需求，企

6、業(yè)必須快速響應(yīng)那些具有不）為滿足市場(chǎng)需求，企業(yè)必須快速響應(yīng)那些具有不 同期望和多種選擇的顧客。同期望和多種選擇的顧客。 （2 2）快速響應(yīng)環(huán)境要求在組織的各個(gè)層次上進(jìn)行高效）快速響應(yīng)環(huán)境要求在組織的各個(gè)層次上進(jìn)行高效 的通信，特別是與顧客、供應(yīng)者和合作者的通信。的通信，特別是與顧客、供應(yīng)者和合作者的通信。 （3 3）新技術(shù)的快速吸收要求整個(gè)企業(yè)具有快速的學(xué)）新技術(shù)的快速吸收要求整個(gè)企業(yè)具有快速的學(xué) 習(xí)能力。習(xí)能力。 第一章 3 3、信息時(shí)代的挑戰(zhàn)、信息時(shí)代的挑戰(zhàn)信息向知識(shí)的轉(zhuǎn)變信息向知識(shí)的轉(zhuǎn)變 4 4、環(huán)境保護(hù)壓力的挑戰(zhàn)、環(huán)境保護(hù)壓力的挑戰(zhàn)可持續(xù)發(fā)展可持續(xù)發(fā)展 5 5、制造全球化和貿(mào)易自由化的

7、挑戰(zhàn)、制造全球化和貿(mào)易自由化的挑戰(zhàn)可重組工程可重組工程 6 6、技術(shù)創(chuàng)新的挑戰(zhàn)、技術(shù)創(chuàng)新的挑戰(zhàn)全新制造工藝及產(chǎn)品的開發(fā)全新制造工藝及產(chǎn)品的開發(fā) 20202020年，技術(shù)創(chuàng)新的單元將在以下諸方面發(fā)巨大年，技術(shù)創(chuàng)新的單元將在以下諸方面發(fā)巨大 的能力：的能力： （制造單元工藝）制造單元工藝） 1 1）多單元工藝技術(shù)集成為單一工藝將顯著減少投資、）多單元工藝技術(shù)集成為單一工藝將顯著減少投資、 檢驗(yàn)時(shí)間、搬運(yùn)和加工時(shí)間。檢驗(yàn)時(shí)間、搬運(yùn)和加工時(shí)間。 2 2）全部可編程、不需要硬工裝的工藝，將使產(chǎn)品的）全部可編程、不需要硬工裝的工藝，將使產(chǎn)品的 制造、迅速轉(zhuǎn)產(chǎn)成為可能。制造、迅速轉(zhuǎn)產(chǎn)成為可能。 第一章 個(gè)性

8、化和多樣化個(gè)性化和多樣化 產(chǎn)品制造產(chǎn)品制造智能化智能化 包括產(chǎn)品自身智能和生包括產(chǎn)品自身智能和生 產(chǎn)定制化、模塊化，滿足不同消費(fèi)者喜好產(chǎn)定制化、模塊化，滿足不同消費(fèi)者喜好 壽命周期不斷縮短壽命周期不斷縮短 摩爾定律摩爾定律- -芯片性能每芯片性能每1818個(gè)月提高個(gè)月提高1 1倍，倍， 價(jià)格卻保持不變價(jià)格卻保持不變 智能化智能化 包括產(chǎn)品自身智能和生產(chǎn)設(shè)施工具的智能包括產(chǎn)品自身智能和生產(chǎn)設(shè)施工具的智能 綠色產(chǎn)品綠色產(chǎn)品 全壽命周期無(wú)污染、低資源消耗和可回收利用全壽命周期無(wú)污染、低資源消耗和可回收利用 2121世紀(jì)制造業(yè)的產(chǎn)品特征世紀(jì)制造業(yè)的產(chǎn)品特征 第一章 1.2 1.2 先進(jìn)制造技術(shù)的提出和

9、進(jìn)展先進(jìn)制造技術(shù)的提出和進(jìn)展 1.2.1 1.2.1 制造技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展制造技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展 手工機(jī)械化單機(jī)自動(dòng)化剛性自動(dòng)化 柔性自動(dòng)化智能自動(dòng)化 制造業(yè) 生產(chǎn)方式 制造業(yè) 資源配置 勞動(dòng)密集設(shè)備密集信息密集 知識(shí)密集 制造技術(shù) 小批量少品種大批量多品種變批量 第一章 制造技術(shù)的發(fā)展階段制造技術(shù)的發(fā)展階段 工場(chǎng)式生產(chǎn)時(shí)期-18世紀(jì)后半葉，完成手工作坊到以分 工原則的工廠生產(chǎn)的轉(zhuǎn)變 工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)時(shí)期-19世紀(jì)，實(shí)現(xiàn)了批量工業(yè)化規(guī)范 生產(chǎn) 剛性自動(dòng)化發(fā)展時(shí)期-20世紀(jì)初，以大批量生產(chǎn)為模式 的剛性自動(dòng)化 柔性自動(dòng)化發(fā)展時(shí)期-二戰(zhàn)之后，多品種小批量柔性自 動(dòng)化生產(chǎn)模式，包括NC、CNC、FMC、

10、FMS等。 綜合自動(dòng)化發(fā)展時(shí)期-自80年代,CAD/CAM/CAP/CAE/CAT； MRP,MRP,ERP,TQM；DNC,CNC,FMC/FMS,ROBOT； CIMS,CE,LP 第一章 1.2.2 1.2.2 先進(jìn)制造技術(shù)產(chǎn)生背景先進(jìn)制造技術(shù)產(chǎn)生背景 1 1）社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展背景）社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展背景 l消費(fèi)需求：消費(fèi)需求：主題化、個(gè)性化和多樣化，產(chǎn)品壽命周主題化、個(gè)性化和多樣化，產(chǎn)品壽命周 期縮短期縮短 l全球性產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整：全球性產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整：制造商之間既有激烈競(jìng)爭(zhēng)，制造商之間既有激烈競(jìng)爭(zhēng)， 又有基于實(shí)力的合作。又有基于實(shí)力的合作。 l快速響應(yīng)市場(chǎng)：快速響應(yīng)市場(chǎng)：滿足已有和潛在顧客需求，主

11、動(dòng)適滿足已有和潛在顧客需求，主動(dòng)適 應(yīng)市場(chǎng)，引導(dǎo)市場(chǎng)，是贏得競(jìng)爭(zhēng)，獲取最大利潤(rùn)的應(yīng)市場(chǎng)，引導(dǎo)市場(chǎng)，是贏得競(jìng)爭(zhēng)，獲取最大利潤(rùn)的 關(guān)鍵關(guān)鍵 第一章 3)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略 l 資源匱泛，污染嚴(yán)重資源匱泛，污染嚴(yán)重 l 環(huán)境問(wèn)題不能以犧牲今后幾代人的利益為代價(jià)環(huán)境問(wèn)題不能以犧牲今后幾代人的利益為代價(jià) l 由粗放經(jīng)營(yíng)、掠奪式開發(fā)向集約型、可持續(xù)發(fā)展由粗放經(jīng)營(yíng)、掠奪式開發(fā)向集約型、可持續(xù)發(fā)展 轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)變 2)科學(xué)技術(shù)發(fā)展背景科學(xué)技術(shù)發(fā)展背景 l 制造技術(shù)制造技術(shù)在向宏觀在向宏觀(制造系統(tǒng)制造系統(tǒng))和微觀和微觀(超精密加工超精密加工)兩兩 個(gè)方向發(fā)展個(gè)方向發(fā)展 l 現(xiàn)代制造業(yè)現(xiàn)代制造業(yè)成為技術(shù)密集

12、、知識(shí)密集型產(chǎn)業(yè)成為技術(shù)密集、知識(shí)密集型產(chǎn)業(yè) l 信息信息成為制造業(yè)決定性因素成為制造業(yè)決定性因素，Intranet/Internet對(duì)制對(duì)制 造業(yè)產(chǎn)生重大影響造業(yè)產(chǎn)生重大影響 第一章 先進(jìn)制造技術(shù)計(jì)劃：1994年預(yù)算14億美元，圍繞“智 能制造系統(tǒng)”、“集成工具”、“基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)”三 個(gè)重點(diǎn)領(lǐng)域開展研究； 制造技術(shù)中心計(jì)劃：在一個(gè)地區(qū)設(shè)立一個(gè)制造技術(shù)中 心，建立技術(shù)擁有者與需要者之間的橋梁，為中小企 業(yè)展示新制造技術(shù)和裝備、組織培訓(xùn)、幫助企業(yè)了解 和選用最新技術(shù)和裝備。 美美 國(guó)國(guó) 1.2.3 1.2.3 各國(guó)先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展各國(guó)先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展 第一章 1990年提出了智能制造計(jì)劃，由

13、美國(guó)、歐共體、加拿 大、澳大利亞等國(guó)參加，投資10億美元實(shí)施 智能制造計(jì)劃目的：通過(guò)國(guó)際共同研究，使制造業(yè)在 接受訂貨、開發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、物流直至經(jīng)營(yíng)管理的 全過(guò)程中，做到生產(chǎn)設(shè)備自律化 生產(chǎn)設(shè)備自律化：能夠根據(jù)環(huán)境變化自主判斷并及時(shí) 決策變更作業(yè)過(guò)程 日日 本本 第一章 尤里卡計(jì)劃（EREKA）：1988年用5億美元資助16個(gè)歐洲 國(guó)家、600家公司的165個(gè)合作性高科技研究開發(fā)項(xiàng)目。 歐洲信息技術(shù)研究發(fā)展戰(zhàn)略計(jì)劃（ESPRIT）：在13個(gè)成 員國(guó)向5500名研究人員提供了資助，明確設(shè)計(jì)原理、工 廠自動(dòng)化、生產(chǎn)過(guò)程管理三大課題。 歐洲工業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)研究計(jì)劃（BRITE）：重點(diǎn)資助材料、 制造加

14、工、設(shè)計(jì)以及工廠系統(tǒng)運(yùn)作方式等研究。 歐歐 共共 體體 第一章 1.3 先進(jìn)制造技術(shù)的定義先進(jìn)制造技術(shù)的定義 先進(jìn)制造技術(shù)是在先進(jìn)制造技術(shù)是在傳統(tǒng)制造技術(shù)基礎(chǔ)傳統(tǒng)制造技術(shù)基礎(chǔ)上不斷吸收上不斷吸收機(jī)械機(jī)械、電電 子、信息子、信息(計(jì)算機(jī)與通信、控制理論、人工智能等計(jì)算機(jī)與通信、控制理論、人工智能等)、能源、能源、 材料以及現(xiàn)代管理技術(shù)材料以及現(xiàn)代管理技術(shù)等方面的成果，并將其綜合應(yīng)用于等方面的成果，并將其綜合應(yīng)用于產(chǎn)產(chǎn) 品設(shè)計(jì)、制造、檢測(cè)、管理、銷售、使用、服務(wù)乃至回收的品設(shè)計(jì)、制造、檢測(cè)、管理、銷售、使用、服務(wù)乃至回收的 全過(guò)程全過(guò)程，以實(shí)現(xiàn)，以實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)、高效、低

15、耗、清潔、靈活生產(chǎn)，提高，提高 對(duì)動(dòng)態(tài)多變市場(chǎng)的適應(yīng)能力和競(jìng)爭(zhēng)能力并取得理想經(jīng)濟(jì)效果對(duì)動(dòng)態(tài)多變市場(chǎng)的適應(yīng)能力和競(jìng)爭(zhēng)能力并取得理想經(jīng)濟(jì)效果 的制造技術(shù)總稱。的制造技術(shù)總稱。 第一章 1.3.1 1.3.1 先進(jìn)制造技術(shù)的特點(diǎn)先進(jìn)制造技術(shù)的特點(diǎn) 第一章 1.3.2 1.3.2 先進(jìn)制造技術(shù)的構(gòu)成先進(jìn)制造技術(shù)的構(gòu)成 先進(jìn)制造技術(shù)在不同發(fā)展水平的國(guó)家和同一國(guó)家的不同發(fā) 展階段，有著不同的技術(shù)內(nèi)涵。 1994年美國(guó)聯(lián)邦科學(xué)、工程 和技術(shù)協(xié)調(diào)委員會(huì)將先進(jìn)制造技術(shù)分為三個(gè)技術(shù)群：主體技 術(shù)群；支撐技術(shù)群；管理技術(shù)群。這三個(gè)技術(shù)群相互聯(lián)系、 相互促進(jìn)，組成一個(gè)完整的體系。表1-1給出了先進(jìn)制造技術(shù)的 體系結(jié)構(gòu)

16、。 第一章 表表1-1 先進(jìn)制造技術(shù)體系結(jié)構(gòu)先進(jìn)制造技術(shù)體系結(jié)構(gòu) 第一章 國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)先進(jìn)制造技術(shù)的劃分國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)先進(jìn)制造技術(shù)的劃分 l現(xiàn)代制造工程設(shè)計(jì)技術(shù)群現(xiàn)代制造工程設(shè)計(jì)技術(shù)群 l現(xiàn)代制造系統(tǒng)管理技術(shù)群現(xiàn)代制造系統(tǒng)管理技術(shù)群 l物料處理和設(shè)備技術(shù)群物料處理和設(shè)備技術(shù)群 l支撐技術(shù)群支撐技術(shù)群 第一章 現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù):現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法、產(chǎn)品可信性設(shè) 計(jì)、設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù) 先進(jìn)制造工藝先進(jìn)制造工藝:高效精密成形技術(shù)、高效高精 度切削加工工藝、現(xiàn)代特種加工工藝、現(xiàn)代表 面工程技術(shù)。 加工自動(dòng)化技術(shù)加工自動(dòng)化技術(shù):數(shù)控技術(shù)、工業(yè)機(jī)器人技術(shù)、 柔性制造技術(shù) 現(xiàn)代生產(chǎn)管理技術(shù)現(xiàn)代生產(chǎn)管理技術(shù):MRPIIERPPDMJIM 先進(jìn)制造生產(chǎn)模式先進(jìn)制造生產(chǎn)模式:CIM、CE、AM、IM、LP 先進(jìn)制造技術(shù)的分類先