先進制造技術(shù)

1、 先進制造技術(shù)機 械 工 程 學(xué) 院提綱n1 1. . 先進制造技術(shù)概述；先進制造技術(shù)概述；n2. 2. 先進制造技術(shù)的地位及作用；先進制造技術(shù)的地位及作用；n3. 3. 先進制造技術(shù)的發(fā)展；先進制造技術(shù)的發(fā)展；n4. 4. 先進制造技術(shù)相關(guān)核心技術(shù)與熱點問題。先進制造技術(shù)相關(guān)核心技術(shù)與熱點問題。機 械 工 程 學(xué) 院1 1. .先進制造技術(shù)概述先進制造技術(shù)概述n1.定義：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

2、力和競爭能力的制造技術(shù)總稱。機 械 工 程 學(xué) 院1 1. .先進制造技術(shù)概述先進制造技術(shù)概述n2.體系結(jié)構(gòu)：機 械 工 程 學(xué) 院2 2. .先進制造技術(shù)的地位及作用先進制造技術(shù)的地位及作用n1.制造業(yè)的地位和作用： 在國民經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中通常有三大產(chǎn)業(yè)：第一產(chǎn)業(yè)為農(nóng)業(yè)；第二產(chǎn)業(yè)為工業(yè)；第三產(chǎn)業(yè)為服務(wù)業(yè)。在工業(yè)中，又分制造業(yè)、建筑業(yè)、采掘業(yè)以及電力、煤氣、水的生產(chǎn)供應(yīng)業(yè)。制造業(yè)是國家經(jīng)濟發(fā)展的支柱，在整個國民經(jīng)濟中一直處于十分重要的地位，是國民經(jīng)濟收入的重要來源。 制造業(yè)提高人們的物質(zhì)消費水平，加快信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)和教育事業(yè)的發(fā)展，是農(nóng)業(yè)勞動力轉(zhuǎn)移和就業(yè)的重要途徑，也是實現(xiàn)軍事現(xiàn)代化和

3、保障國家基本安全的基本條件。機 械 工 程 學(xué) 院2 2. .先進制造技術(shù)的地位及作用先進制造技術(shù)的地位及作用n2.先進制造技術(shù)的地位和作用： 隨著社會的發(fā)展，人們對產(chǎn)品的要求也發(fā)生了很大變化，要求品種多樣、更新快捷、質(zhì)量高檔、使用方便、價格合理、外形美觀、自動化程度高、售后服務(wù)好，要滿足人們越來越高的要求，就必須采取先進的機械制造技術(shù)。 世界上國家之間的經(jīng)濟競爭，先進制造技術(shù)是重要的競爭手段之一，其競爭力最終體現(xiàn)在所生產(chǎn)的產(chǎn)品的市場占有率上，因而我國非常重視對先進制造技術(shù)的研究。機 械 工 程 學(xué) 院3 3. .先進制造技術(shù)的發(fā)展先進制造技術(shù)的發(fā)展n1.先進制造技術(shù)產(chǎn)生的背景： 先進制造技術(shù)

4、的產(chǎn)生不僅是科學(xué)技術(shù)范疇的事情，也是人類歷史發(fā)展和文明進步的必然結(jié)果。無論是發(fā)達國家、新興工業(yè)國家還是發(fā)展中國家，都將制造業(yè)的發(fā)展作為提高競爭力，振興國家經(jīng)濟的戰(zhàn)略手段來看待，先進制造技術(shù)應(yīng)運而生。先進制造技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展有其自身的社會經(jīng)濟、科學(xué)技術(shù)以及可持續(xù)發(fā)展的根源和背景。 （1）社會經(jīng)濟發(fā)展背景 近二十年來，市場環(huán)境發(fā)生巨大變化，一方面是消費者需求個性化和多樣化，產(chǎn)品的生命周期縮短，產(chǎn)品的質(zhì)量和性能至關(guān)重要；另一方面全球性產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整加快步伐制造商著眼于激烈競爭的同時，也著力于實力和信譽的合作。機 械 工 程 學(xué) 院3 3. .先進制造技術(shù)的發(fā)展先進制造技術(shù)的發(fā)展 （2）科學(xué)技術(shù)發(fā)展背景

5、 制造業(yè)從20世紀初逐漸走上科學(xué)發(fā)展的道路。制造業(yè)已由技藝發(fā)展為集機械、材料電子及信息等多門學(xué)科的交叉學(xué)科制造工程學(xué)。多學(xué)科的技術(shù)滲透極大促進了制造技術(shù)在宏觀(制造系統(tǒng)的建立)和微觀（精密、超精密加工）兩個方向的蓬勃發(fā)展。 （3） 可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略 社會經(jīng)濟發(fā)展模式由粗放經(jīng)營、掠奪式開發(fā)向集約型、可持續(xù)發(fā)展轉(zhuǎn)變。面向可持續(xù)發(fā)展的制造業(yè)，應(yīng)力求對環(huán)境的負面影響最小，資源利用效率最高。 機 械 工 程 學(xué) 院3 3. .先進制造技術(shù)的發(fā)展先進制造技術(shù)的發(fā)展n2.制造技術(shù)的進步和發(fā)展： 制造技術(shù)是制造業(yè)所有技術(shù)的總稱。今200年來，在市場需求的不斷驅(qū)動下，制造業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模沿著“小批量-少品種-大批量-

6、多品種變批量”的方向發(fā)展。 在科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展的推動下，制造業(yè)的資源配置沿著“勞動密集-設(shè)備密集-信息密集-知識密集”的方向發(fā)展。 與之相適應(yīng)，制造技術(shù)的生產(chǎn)方式沿著“手工-機械化-單機自動化-剛性流水自動化-柔性自動化-智能自動化”的方向發(fā)展。機 械 工 程 學(xué) 院3 3. .先進制造技術(shù)的發(fā)展先進制造技術(shù)的發(fā)展自18世紀以來，制造技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了五個發(fā)展時期。（1）工廠式生產(chǎn)時期18世紀后半葉，以蒸汽機和工具機的發(fā)明為標志的產(chǎn)業(yè)革命，標志著制造業(yè)完成從手工業(yè)作坊式生產(chǎn)到以機械加工和分工原則為中心的工業(yè)生產(chǎn)的艱難轉(zhuǎn)變。（2）工業(yè)化生產(chǎn)時期19世紀電氣技術(shù)得到發(fā)展，由于電氣技術(shù)和其他制造技術(shù)融

7、合，開辟了嶄新的電氣新時代，制造技術(shù)實現(xiàn)了批量生產(chǎn)、工業(yè)化規(guī)范生產(chǎn)的新局面。03Lorem機 械 工 程 學(xué) 院3 3. .先進制造技術(shù)的發(fā)展先進制造技術(shù)的發(fā)展（3）剛性自動化發(fā)展時期20世紀初，內(nèi)燃機的發(fā)明，引起了制造業(yè)的革命，流水生長線和泰勒式工作制及其科學(xué)管理方法得到了應(yīng)用。然而，這類自動機和剛性自動生產(chǎn)線生產(chǎn)工序和作業(yè)周期固定不變，僅適用單一品種的大批量生產(chǎn)自動化。（4）柔性自動化發(fā)展時期自第二次世界大戰(zhàn)之后，計算機、微電子、信息和自動化技術(shù)有了迅速發(fā)展，推動生產(chǎn)模式由大中批量生產(chǎn)自動化向多品種小批量柔性生產(chǎn)自動化轉(zhuǎn)變。在此期間，形成一些列新型的柔性制造技術(shù)，如數(shù)控技術(shù)、計算機數(shù)控、柔

8、性制造單元和柔性制造系統(tǒng)等。03Lorem機 械 工 程 學(xué) 院3 3. .先進制造技術(shù)的發(fā)展先進制造技術(shù)的發(fā)展（5）綜合自動化發(fā)展時期自20世紀80年代以來，隨著計算機及其應(yīng)用技術(shù)的迅速發(fā)展，促進了制造業(yè)中包括設(shè)計、制造和管理在內(nèi)的單元自動化技術(shù)逐漸成熟和完善，如計算機輔助設(shè)計與制造、計算機輔助工藝規(guī)劃、計算機輔助工程、計算機輔助檢測；在經(jīng)營管理領(lǐng)域內(nèi)的物料需求規(guī)劃、制造資源規(guī)劃、企業(yè)資源規(guī)劃、全面質(zhì)量管理等；在加工制造領(lǐng)域內(nèi)的直接或分布式數(shù)控、計算機數(shù)控、柔性制造單元/系統(tǒng)、工業(yè)機器人等。在此期間，計算機集成制造系統(tǒng)、并行工程以及精益生產(chǎn)得到實踐和推廣，各種先進的集成化、智能化加工技術(shù)和設(shè)

9、備，如精密成型技術(shù)與設(shè)備、快速成型技術(shù)與系統(tǒng)、少無切削技術(shù)與裝備、激光加工技術(shù)與裝備進入一個空前發(fā)展的時期。03Lorem機 械 工 程 學(xué) 院3 3. .先進制造技術(shù)的發(fā)展先進制造技術(shù)的發(fā)展n3.先進制造技術(shù)的發(fā)展趨勢：隨著電子、信息等高新技術(shù)的不斷發(fā)展，市場需求個性化與多樣化，未來現(xiàn)代制造技術(shù)發(fā)展的總趨勢是向精密化、柔性化、網(wǎng)絡(luò)化、虛擬化、智能化、綠色集成化、全球化的方向發(fā)展。當前現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展趨勢大致有以下九個方面：(1) 信息技術(shù)、管理技術(shù)與工藝技術(shù)緊密結(jié)合，現(xiàn)代制造生產(chǎn)模式會獲得不斷發(fā)展。(2) 設(shè)計技術(shù)與手段更現(xiàn)代化。(3) 成型及制造技術(shù)精密化、制造過程實現(xiàn)低能耗。(4) 新

10、型特種加工方法的形成。(5) 開發(fā)新一代超精密、超高速制造裝備。(6) 加工工藝由技藝發(fā)展為工程科學(xué)。(7) 實施無污染綠色制造。(8) 制造業(yè)中廣泛應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)。(9) 制造以人為本。機 械 工 程 學(xué) 院4 4. .先進制造技術(shù)相關(guān)核心技術(shù)與熱點問題先進制造技術(shù)相關(guān)核心技術(shù)與熱點問題1.先進設(shè)計技術(shù)n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 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n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n向全壽命周期設(shè)計發(fā)展n由單純考慮技術(shù)

11、因素轉(zhuǎn)向綜合考慮技術(shù)、經(jīng)濟和社會因素 機 械 工 程 學(xué) 院4 4. .先進制造技術(shù)相關(guān)核心技術(shù)與熱點問題先進制造技術(shù)相關(guān)核心技術(shù)與熱點問題2.先進制造工藝技術(shù)n精密、超精密加工技術(shù) 精密加工： 精度為30.3 m Ra0.30.03 m 超精密加工：精度為0.30.03m Ra0.30.005 m 納米加工： 精度高于0.03m Ra小于0.30.005 m n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n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機 械 工 程 學(xué) 院4 4. .先

12、進制造技術(shù)相關(guān)核心技術(shù)與熱點問題先進制造技術(shù)相關(guān)核心技術(shù)與熱點問題3.制造自動化技術(shù)n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 n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n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n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n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)量控制機 械 工 程 學(xué) 院4 4. .先進制造技術(shù)相關(guān)核心技術(shù)與熱點問題先進制造技術(shù)相關(guān)核心技術(shù)與熱點問題4.先進制造工藝技術(shù)n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

13、行工程CE n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n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)重組工程機 械 工 程 學(xué) 院4 4. .先進制造技術(shù)相關(guān)核心技術(shù)與熱點問題先進制造技術(shù)相關(guān)核心技術(shù)與熱點問題4.先進制造技術(shù)熱點問題 2017 年 5 月 2 日，科技部發(fā)布關(guān)于印發(fā)“十三五”先進制造技術(shù)領(lǐng)域科技創(chuàng)新專項規(guī)劃的通知。針對我國制造業(yè)發(fā)展對科技創(chuàng)新的需求，“十三五”期間，先進制造領(lǐng)域重點從“系統(tǒng)集成、智能裝備、制造基礎(chǔ)和先進制造科技創(chuàng)新示范工程”4個層面，圍繞 13 個主要方向開展重點任務(wù)部署。(1)增材制造(2)激光制造(3)智能機