先進制造技術(shù)教案

1、1 1、制造的概念、制造的概念1 1、制造的概念、制造的概念 制造（制造（Manufacturing):Manufacturing): 是人類所有經(jīng)濟活動的基石，是人類歷史發(fā)展和文明是人類所有經(jīng)濟活動的基石，是人類歷史發(fā)展和文明進步的動力。進步的動力。狹義狹義：為機電產(chǎn)品的機械加工工藝過程：為機電產(chǎn)品的機械加工工藝過程廣義廣義：國際生產(chǎn)工程學會：國際生產(chǎn)工程學會19901990年：年： 制造是涉及制造工業(yè)中產(chǎn)品設(shè)計、物料選擇、生產(chǎn)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

2、稱。服務(wù)的一系列相關(guān)活動和工作的總稱。 按照人們所需的目的，運用知識和技能，利用客觀物資按照人們所需的目的，運用知識和技能，利用客觀物資工具，將原材料物化為人類所需產(chǎn)品的工程技術(shù)。即：使工具，將原材料物化為人類所需產(chǎn)品的工程技術(shù)。即：使原材料成為產(chǎn)品而使用的一系列技術(shù)的總稱原材料成為產(chǎn)品而使用的一系列技術(shù)的總稱 產(chǎn)品從設(shè)計、生產(chǎn)、使用、維修、報廢、回收等的全過產(chǎn)品從設(shè)計、生產(chǎn)、使用、維修、報廢、回收等的全過程，也稱為產(chǎn)品生命周期。程，也稱為產(chǎn)品生命周期。 將制造資源（物料、能源、設(shè)備、工具、資金、信息、將制造資源（物料、能源、設(shè)備、工具、資金、信息、人力等）利用制造技術(shù)，通過制造過程，轉(zhuǎn)化為供

3、人們使人力等）利用制造技術(shù)，通過制造過程，轉(zhuǎn)化為供人們使用或利用的工業(yè)品或生活消費品的行業(yè)。用或利用的工業(yè)品或生活消費品的行業(yè)。 制造系統(tǒng)是制造業(yè)的基本組成實體。制造系統(tǒng)是制造業(yè)的基本組成實體。 結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：是制造過程所涉及的硬件（物料、設(shè)備、工具、能是制造過程所涉及的硬件（物料、設(shè)備、工具、能源等）、軟件（制造理論、工藝、信息等）、人員所組成源等）、軟件（制造理論、工藝、信息等）、人員所組成的具有特定功能的有機整體。的具有特定功能的有機整體。 功能：功能：輸入制造系統(tǒng)的資源（原材料、能源、信息、人輸入制造系統(tǒng)的資源（原材料、能源、信息、人力力.）通過制造過程輸出產(chǎn)品。）通過制造過程輸出產(chǎn)品。

4、 過程：過程：制造生產(chǎn)的運行過程，包括市場分析、產(chǎn)品設(shè)計、制造生產(chǎn)的運行過程，包括市場分析、產(chǎn)品設(shè)計、工藝規(guī)劃、制造裝配、檢驗出廠、產(chǎn)品銷售、售后服務(wù)、工藝規(guī)劃、制造裝配、檢驗出廠、產(chǎn)品銷售、售后服務(wù)、報廢、回收、再利用等。報廢、回收、再利用等。2 2、制造技術(shù)的發(fā)展、制造技術(shù)的發(fā)展 2.2 2.2 制造業(yè)發(fā)展的重要歷程制造業(yè)發(fā)展的重要歷程 2.3 2.3 制造業(yè)在先進工業(yè)化國家的應(yīng)用制造業(yè)在先進工業(yè)化國家的應(yīng)用 2.4 2.4 制造業(yè)是產(chǎn)業(yè)革命的生力軍制造業(yè)是產(chǎn)業(yè)革命的生力軍1 1）人從猿進化而來）人從猿進化而來, , 人猿分離人猿分離, , 是由于人學會雙足行走和是由于人學會雙足行走和用手

5、制造并使用工具。用手制造并使用工具。制造創(chuàng)造了人類。制造創(chuàng)造了人類。2 2）中國的元謀人（）中國的元謀人（170170萬年前的南方古猿）、非洲人早在萬年前的南方古猿）、非洲人早在160160萬年前即開始用火，石料開采和加工，形成了原始制萬年前即開始用火，石料開采和加工，形成了原始制造業(yè)。飲食改善促進了腦的發(fā)展。造業(yè)。飲食改善促進了腦的發(fā)展。200200萬年前的猿人萬年前的猿人 腦容腦容量約為量約為700700毫升，毫升，100100萬年前的直立人腦容量約為萬年前的直立人腦容量約為10001000毫升，毫升，5050萬年前增加到萬年前增加到12001200毫升，毫升，19291929年發(fā)現(xiàn)的年發(fā)

6、現(xiàn)的5757萬年前的北京萬年前的北京（直立）猿人為（直立）猿人為10501050毫升，毫升， 而現(xiàn)代人的腦容量平均為而現(xiàn)代人的腦容量平均為14501450毫升，現(xiàn)代人的大腦皮層褶皺面積為毫升，現(xiàn)代人的大腦皮層褶皺面積為 1700-22001700-2200平方平方厘米，是黑猩猩的厘米，是黑猩猩的3 3倍。倍。3 3）恩格斯指出：）恩格斯指出：“直立和勞動創(chuàng)造了人類，而勞動是從制直立和勞動創(chuàng)造了人類，而勞動是從制造工具開始的。動物所做到的最多是收集造工具開始的。動物所做到的最多是收集, ,而人則從事生而人則從事生產(chǎn)。產(chǎn)?！?.2 2.2 制造業(yè)發(fā)展的重要歷程制造業(yè)發(fā)展的重要歷程（1 1）用機器代

7、替手工，從作坊形成工廠）用機器代替手工，從作坊形成工廠 1919世紀機器在英國誕生，先后傳人法國、德國和美國。世紀機器在英國誕生，先后傳人法國、德國和美國。（2 2）從單件生產(chǎn)方式發(fā)展成大量生產(chǎn)方式）從單件生產(chǎn)方式發(fā)展成大量生產(chǎn)方式 泰勒：以勞動分工和計件工資制為基礎(chǔ)的科學管理。泰勒：以勞動分工和計件工資制為基礎(chǔ)的科學管理。 福特：零件互換技術(shù)，福特：零件互換技術(shù)，19131913年建立了具有劃時代意義的年建立了具有劃時代意義的汽車裝配生產(chǎn)線汽車裝配生產(chǎn)線（3 3）柔性化、集成化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化的現(xiàn)）柔性化、集成化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化的現(xiàn)代制造技術(shù)代制造技術(shù) 柔性制造系統(tǒng)、計算機集成制造系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)

8、化制造、智柔性制造系統(tǒng)、計算機集成制造系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)化制造、智能制造系統(tǒng)、及時生產(chǎn)、精良生產(chǎn)、敏捷制造能制造系統(tǒng)、及時生產(chǎn)、精良生產(chǎn)、敏捷制造2.3 2.3 制造業(yè)在先進工業(yè)化國家的應(yīng)用制造業(yè)在先進工業(yè)化國家的應(yīng)用一、美國一、美國1) 1) 上個世紀上個世紀7070年代年代, ,美國不重視制造業(yè)美國不重視制造業(yè), ,把制造業(yè)稱為把制造業(yè)稱為“夕陽夕陽工業(yè)工業(yè)”, ,結(jié)果導致美國結(jié)果導致美國8080年代的經(jīng)濟衰退。年代的經(jīng)濟衰退。2) 802) 80年代后期，美國的一些國會議員、政府要員紛紛要求政年代后期，美國的一些國會議員、政府要員紛紛要求政府出面，協(xié)調(diào)和支持制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，府出面，協(xié)調(diào)和支持制造

9、產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，19911991年，布什政府年，布什政府期間，美國白宮科學技術(shù)政策辦公室發(fā)表了總數(shù)為期間，美國白宮科學技術(shù)政策辦公室發(fā)表了總數(shù)為2222項的項的美國國家關(guān)鍵技術(shù)，其中制造技術(shù)占美國國家關(guān)鍵技術(shù)，其中制造技術(shù)占4 4項，標志著美國科技項，標志著美國科技政策的轉(zhuǎn)變。政策的轉(zhuǎn)變。3) 3) 克林頓上臺后，對制造業(yè)大力支持，他把先進制造技術(shù)列克林頓上臺后，對制造業(yè)大力支持，他把先進制造技術(shù)列為六大國防關(guān)鍵技術(shù)之首。結(jié)果美國在機械工業(yè)、汽車工為六大國防關(guān)鍵技術(shù)之首。結(jié)果美國在機械工業(yè)、汽車工業(yè)、航空工業(yè)及信息產(chǎn)業(yè)等方面取得了明顯的進展，使美業(yè)、航空工業(yè)及信息產(chǎn)業(yè)等方面取得了明顯的進展，使美國

10、的經(jīng)濟連續(xù)國的經(jīng)濟連續(xù)8 8年取得了年取得了2-3%2-3%的增長率，而且還同時保持低的增長率，而且還同時保持低通脹率和低失業(yè)率。這就是克林頓雖發(fā)生丑聞而未被彈劾通脹率和低失業(yè)率。這就是克林頓雖發(fā)生丑聞而未被彈劾的主要原因。的主要原因。2.3 2.3 制造業(yè)在先進工業(yè)化國家的應(yīng)用制造業(yè)在先進工業(yè)化國家的應(yīng)用二、日本二、日本1 1）在上個世紀）在上個世紀70-8070-80年代，日本非常重視制業(yè)，年代，日本非常重視制業(yè)，特別大抓了汽車制造和微電子制造，結(jié)果日本特別大抓了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，特別的汽車和家用電器占領(lǐng)了全世界的市場，特別是大舉進入了美國市

11、場。是大舉進入了美國市場。2 2）日本的微電子芯片成為美國高技術(shù)產(chǎn)品的關(guān)鍵）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。元件。19911991年海灣戰(zhàn)爭結(jié)束后，日本人說美國年海灣戰(zhàn)爭結(jié)束后，日本人說美國贏得這場戰(zhàn)爭是依靠的日本的芯片，是贏得這場戰(zhàn)爭是依靠的日本的芯片，是“日本日本的芯片打敗了伊拉克的鋼片的芯片打敗了伊拉克的鋼片”。2.3 2.3 制造業(yè)在先進工業(yè)化國家的應(yīng)用制造業(yè)在先進工業(yè)化國家的應(yīng)用三、東南亞經(jīng)濟危機的啟示三、東南亞經(jīng)濟危機的啟示1 1）19981998年爆發(fā)的東南亞經(jīng)濟危機，從另一個側(cè)面年爆發(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，反映了一

12、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，一有風吹草動家的經(jīng)濟就容易形成泡沫經(jīng)濟，一有風吹草動就會產(chǎn)生經(jīng)濟危機。就會產(chǎn)生經(jīng)濟危機。2 2）新加坡、臺灣都有自己的制造業(yè)，因此受經(jīng)濟）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。危機的影響小一些。2.3 2.3 制造業(yè)在先進工業(yè)化國家的應(yīng)用制造業(yè)在先進工業(yè)化國家的應(yīng)用四、四、 瑞士依靠什么使人均產(chǎn)值居世界第一？瑞士依靠什么使人均產(chǎn)值居世界第一？1 1）瑞士是

13、一個僅）瑞士是一個僅700700萬人口的小國，但瑞士的制萬人口的小國，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是我國的8 8倍，瑞士的手表世界第一，連小小倍，瑞士的手表世界第一，連小小的軍刀，也風靡全世界。的軍刀，也風靡全世界。2 2）現(xiàn)在瑞士的年人均國民生產(chǎn)總值達到）現(xiàn)在瑞士的年人均國民生產(chǎn)總值達到4.34.3萬美萬美元以上元以上, ,居世界第一。居世界第一。2.4 2.4 制造業(yè)是產(chǎn)業(yè)革命的生力軍制造業(yè)是產(chǎn)業(yè)革命的生力軍 一、一、 第一次產(chǎn)業(yè)革命：第一次產(chǎn)業(yè)革命：1733-18781733-1878 1 1）又稱為：蒸汽革命。）又稱

14、為：蒸汽革命。 2 2）產(chǎn)業(yè)革命的標志：瓦特發(fā)明的蒸汽機。）產(chǎn)業(yè)革命的標志：瓦特發(fā)明的蒸汽機。 3 3）英國的制造業(yè)孕育和實現(xiàn)了瓦特的發(fā)）英國的制造業(yè)孕育和實現(xiàn)了瓦特的發(fā)明明 4 4）制造業(yè)和瓦特的發(fā)明推動了熱力學理）制造業(yè)和瓦特的發(fā)明推動了熱力學理論論 的誕生。的誕生。2.4 2.4 制造業(yè)是產(chǎn)業(yè)革命的生力軍制造業(yè)是產(chǎn)業(yè)革命的生力軍 二、第二次產(chǎn)業(yè)革命：二、第二次產(chǎn)業(yè)革命：1879-1945 1 1）又稱為：電氣革命。）又稱為：電氣革命。 2 2）產(chǎn)業(yè)革命的標志：電燈（愛迪生）、電話（貝爾）、）產(chǎn)業(yè)革命的標志：電燈（愛迪生）、電話（貝爾）、電機（西門子）等電氣化產(chǎn)品。電機（西門子）等電氣化產(chǎn)

15、品。 3 3）制造業(yè)肇始了電的應(yīng)用，而后才有麥克斯韋電動力）制造業(yè)肇始了電的應(yīng)用，而后才有麥克斯韋電動力學理論的誕生。學理論的誕生。 4 4）麥克斯韋電動力學理論推動了）麥克斯韋電動力學理論推動了2020世紀初開始的無線世紀初開始的無線電、微波、雷達、合成孔徑、微波成像、衛(wèi)星通信、電、微波、雷達、合成孔徑、微波成像、衛(wèi)星通信、宇宙微波探測等技術(shù)的發(fā)展。宇宙微波探測等技術(shù)的發(fā)展。 5 5）牛頓力學和電動力學又為量子力學的發(fā)展指引了道）牛頓力學和電動力學又為量子力學的發(fā)展指引了道路，導致了量子場論的創(chuàng)立。路，導致了量子場論的創(chuàng)立。2.4 2.4 制造業(yè)是產(chǎn)業(yè)革命的生力軍制造業(yè)是產(chǎn)業(yè)革命的生力軍 三

16、、第三次產(chǎn)業(yè)革命：三、第三次產(chǎn)業(yè)革命：1945-19721945-1972 1 1）又稱為：電子（原子）革命。）又稱為：電子（原子）革命。 2 2）產(chǎn)業(yè)革命的標志：原子彈（）產(chǎn)業(yè)革命的標志：原子彈（19451945）、電子計算機）、電子計算機（19461946）、晶體管（）、晶體管（19481948）、集成電路、微電子技術(shù)）、集成電路、微電子技術(shù)等。等。 3 3）微電子制造技術(shù)開創(chuàng)了全新的信息時代。）微電子制造技術(shù)開創(chuàng)了全新的信息時代。 2.4 2.4 制造業(yè)是產(chǎn)業(yè)革命的生力軍制造業(yè)是產(chǎn)業(yè)革命的生力軍 四、第四次產(chǎn)業(yè)革命：四、第四次產(chǎn)業(yè)革命：1973- 1 1）又稱為：高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)革命。）又稱

17、為：高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)革命。 2 2）產(chǎn)業(yè)革命的標志：眾多高新技術(shù)產(chǎn)品，如微電子產(chǎn)）產(chǎn)業(yè)革命的標志：眾多高新技術(shù)產(chǎn)品，如微電子產(chǎn)品、電腦、新一代通信產(chǎn)品、新一代汽車、磁懸浮列品、電腦、新一代通信產(chǎn)品、新一代汽車、磁懸浮列車、新一代飛機、機器人、生物工程產(chǎn)品、新一代藥車、新一代飛機、機器人、生物工程產(chǎn)品、新一代藥物、綠色食品、轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品等等。物、綠色食品、轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品等等。 3 3）微器件制造工藝，如拉單晶、摻雜、擴散、離子注）微器件制造工藝，如拉單晶、摻雜、擴散、離子注入、外延、濺射、化學沉積（入、外延、濺射、化學沉積（CVDCVD）、光刻、表面貼裝、）、光刻、表面貼裝、自動化組裝、進而到納米器件制造

18、工藝將把高新技術(shù)自動化組裝、進而到納米器件制造工藝將把高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)革命推向頂峰。產(chǎn)業(yè)革命推向頂峰。3 3、我國的制造業(yè)、我國的制造業(yè) 3.1 3.1 制造業(yè)在國民生產(chǎn)中的地位制造業(yè)在國民生產(chǎn)中的地位 20012001年中國工程院的調(diào)查結(jié)論年中國工程院的調(diào)查結(jié)論: : 1 1）制造業(yè)占國民生產(chǎn)總值的）制造業(yè)占國民生產(chǎn)總值的1/3 1/3 2 2）占整個工業(yè)生產(chǎn)的）占整個工業(yè)生產(chǎn)的4/54/5 3 3）為國家財政提供）為國家財政提供1/31/3以上的收入以上的收入 4 4）貢獻出口總額的）貢獻出口總額的90%90% 5 5）就業(yè)人員）就業(yè)人員80438043萬萬3.2 3.2 我國制造業(yè)取得的成就

19、我國制造業(yè)取得的成就改革開放改革開放2020年來我國制造業(yè)取得的成就：年來我國制造業(yè)取得的成就：1 1）引進國外先進技術(shù)）引進國外先進技術(shù)25002500多項，占全國的多項，占全國的1/31/3以上。近幾年發(fā)展的以上。近幾年發(fā)展的新產(chǎn)品，新產(chǎn)品，50%50%達到達到8080年代中后期的世界水平。年代中后期的世界水平。2 2）一些重要產(chǎn)品的年生產(chǎn)能力已躍居世界前列，如汽車）一些重要產(chǎn)品的年生產(chǎn)能力已躍居世界前列，如汽車280280萬輛以萬輛以上（其中轎車上（其中轎車120120萬輛以上），大中型發(fā)電設(shè)備萬輛以上），大中型發(fā)電設(shè)備12001200萬千瓦以上（火萬千瓦以上（火電電10001000萬千

20、瓦，水電萬千瓦，水電200200萬千瓦），大中型拖拉機萬千瓦），大中型拖拉機1111萬臺以上，金切萬臺以上，金切機床機床1010萬臺以上。萬臺以上。3 3）我國已成為世界最大的服裝紡織品出口國；與日本、馬來西亞和）我國已成為世界最大的服裝紡織品出口國；與日本、馬來西亞和韓國并稱世界消費類電子產(chǎn)品四大生產(chǎn)國。韓國并稱世界消費類電子產(chǎn)品四大生產(chǎn)國。4 4）成功開發(fā)生產(chǎn)了運七、運八、新舟）成功開發(fā)生產(chǎn)了運七、運八、新舟6060等支線飛機。等支線飛機。5 5）一些新產(chǎn)品的技術(shù)水平已達世界領(lǐng)先或先進水平，如沈陽機床集）一些新產(chǎn)品的技術(shù)水平已達世界領(lǐng)先或先進水平，如沈陽機床集團的電主軸高速臥式加工中心、激

21、光切割機床，沈陽變壓器廠的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5050萬伏超高壓變壓器，黎明航發(fā)集團的中國第一臺擁有完全知識產(chǎn)權(quán)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、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燃氣輪機，沈陽新松機器人自動化有限公司的60006000米水下機器人等產(chǎn)品，清華大學制造工程研究所研制開發(fā)的并聯(lián)構(gòu)米水下機器人等產(chǎn)品，清華大學制造工程研究所研制開發(fā)的并聯(lián)構(gòu)型機床。型機床。4 4、制造業(yè)面臨的競爭和挑戰(zhàn)、制造業(yè)面臨的競爭和挑戰(zhàn)4.1 4.1 國際形勢的變化國際形勢的變化90年代以來，世界出現(xiàn)了多級化的新格局

22、：年代以來，世界出現(xiàn)了多級化的新格局：政治冷戰(zhàn)政治冷戰(zhàn)經(jīng)濟熱戰(zhàn)經(jīng)濟熱戰(zhàn)國際競爭和對抗的焦點由軍備競賽轉(zhuǎn)向全國際競爭和對抗的焦點由軍備競賽轉(zhuǎn)向全球范圍內(nèi)的以科技為先導，經(jīng)濟為基礎(chǔ)、軍事球范圍內(nèi)的以科技為先導，經(jīng)濟為基礎(chǔ)、軍事為后盾的綜合國力的較量；為后盾的綜合國力的較量；4.1 4.1 國際形勢的變化國際形勢的變化產(chǎn)業(yè)技術(shù)和經(jīng)濟實力成為政治對抗的重要資本；產(chǎn)業(yè)技術(shù)和經(jīng)濟實力成為政治對抗的重要資本； 不計生產(chǎn)成本和代價的軍品生產(chǎn)模式不適于不計生產(chǎn)成本和代價的軍品生產(chǎn)模式不適于新形勢下的生產(chǎn)；新形勢下的生產(chǎn)； “ “戰(zhàn)略伙伴戰(zhàn)略伙伴”關(guān)系中經(jīng)濟色彩突出關(guān)系中經(jīng)濟色彩突出 提高制造業(yè)產(chǎn)品競爭能力，發(fā)展

23、高技術(shù)，尤提高制造業(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)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)濟的焦點濟制高點、振興國家經(jīng)濟的焦點4.2 4.2 制造業(yè)市場競爭的新特點制造業(yè)市場競爭的新特點1 1）知識技術(shù)產(chǎn)品更新的周期）知識技術(shù)產(chǎn)品更新的周期更短；更短；4.3 204.3 20世紀世紀9090年代制造業(yè)的標志性進展年代制造業(yè)的標志性進展波音波音777777的設(shè)計和制造的設(shè)計和制造 全數(shù)字化定義全數(shù)字化定義無紙生產(chǎn)無紙生產(chǎn) 數(shù)字化預裝配數(shù)字化預裝配無金屬樣機的生產(chǎn)無金屬樣機的生產(chǎn)（虛擬制造的一部分）（虛擬制造的一部分） 廣域網(wǎng)上的異地設(shè)計、

24、異地制造廣域網(wǎng)上的異地設(shè)計、異地制造 基于基于STEPSTEP的數(shù)據(jù)交換的數(shù)據(jù)交換協(xié)同工作小組協(xié)同工作小組Team work 238Team work 238個個設(shè)計制造周期大大縮短：設(shè)計制造周期大大縮短：4 4年年（而波音（而波音757757、767767約約9-109-10年）年）更大的利潤，每架更大的利潤，每架億億基于分布式基于分布式CAD/CAMCAD/CAM系統(tǒng)在系統(tǒng)在8 8臺臺IBMIBM大型計算機大型計算機ES/9000ES/9000和和IBM5080IBM508050865086圖形終端，圖形終端，發(fā)現(xiàn)零件干涉發(fā)現(xiàn)零件干涉25002500處，減少處，減少工程更改工程更改5050

25、以上以上設(shè)計、工藝、制造、供應(yīng)商、設(shè)計、工藝、制造、供應(yīng)商、潛在用戶的工作小組，潛在用戶的工作小組，70007000人人參加，采用并行工程的模式。參加，采用并行工程的模式。InternetInternet將發(fā)動機供應(yīng)商將發(fā)動機供應(yīng)商GEGE、HPHP和諾依斯羅斯聯(lián)在一起。和諾依斯羅斯聯(lián)在一起。63M63M長的波音長的波音777777，裝配準誤差，裝配準誤差僅僅0.58mm.0.58mm.4.4 4.4 消費觀念的變化消費觀念的變化消費者的行為更具選擇性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)品所代替化產(chǎn)品所代替制造業(yè)制造

26、業(yè)“服務(wù)服務(wù)”：產(chǎn)品生產(chǎn)與產(chǎn)品服務(wù)的界限越來：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：越模糊、不滿足感增加：“新三年、舊三年、縫縫新三年、舊三年、縫縫補補又三年補補又三年”的觀念逐步消失的觀念逐步消失 對生產(chǎn)及產(chǎn)品的影響對生產(chǎn)及產(chǎn)品的影響 產(chǎn)品訂貨批量下降，單件、小批產(chǎn)品訂貨批量下降，單件、小批 產(chǎn)品壽命周期減短：產(chǎn)品壽命周期減短：5-105-10年年-3-5-3-5年甚至更短年甚至更短 產(chǎn)品生產(chǎn)周期縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期縮短4.4 4.4 消費觀念的變化消費觀念的變化“中心”的變化以產(chǎn)品為中心以產(chǎn)品為中心以顧客為中心以顧客為中心以市場為中心以市場為中心5 5、先進制造技術(shù)、先進制造技術(shù)5

27、.1 5.1 先進制造技術(shù)的定義及特點先進制造技術(shù)的定義及特點5.2 5.2 先進制造技術(shù)的分類先進制造技術(shù)的分類5.3 5.3 先進制造技術(shù)的發(fā)展趨勢先進制造技術(shù)的發(fā)展趨勢5.1 5.1 先進制造技術(shù)的定義及特點先進制造技術(shù)的定義及特點1 1、先進制造技術(shù)的定義先進制造技術(shù)的定義: : 先進制造技術(shù)先進制造技術(shù)（advanced manufacturing advanced manufacturing technology, Atechnology, AT T）在傳統(tǒng)制造技術(shù)基礎(chǔ)上在傳統(tǒng)制造技術(shù)基礎(chǔ)上不斷吸收機械不斷吸收機械. .電子電子. .信息信息. .材料材料. .能源和現(xiàn)代管能源和現(xiàn)

28、代管理等方面的成果理等方面的成果, ,并將其綜合應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計并將其綜合應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計. .制造制造. .檢測檢測. .管理管理. .銷售銷售. .使用使用. .服務(wù)服務(wù). .乃至回收的乃至回收的全過程全過程, ,以實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)以實現(xiàn)優(yōu)質(zhì). .高效高效. .低耗低耗. .清潔清潔. .靈活的靈活的生產(chǎn)生產(chǎn), ,提高對動態(tài)多變的市場的適應(yīng)能力和競提高對動態(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。爭能力的制造技術(shù)總稱。也是取得理想技術(shù)經(jīng)也是取得理想技術(shù)經(jīng)濟效果的制造技術(shù)的總稱濟效果的制造技術(shù)的總稱. .5.1 5.1 先進制造技術(shù)的定義及特點先進制造技術(shù)的定義及特點 A AT T這一全新概念的提

29、出，立即受到世這一全新概念的提出，立即受到世界各國政府、企業(yè)界和學術(shù)界的高度重界各國政府、企業(yè)界和學術(shù)界的高度重視，并將其稱之為面向視，并將其稱之為面向2121世紀的技術(shù)。世紀的技術(shù)。因為先進制造技術(shù)的主要特征是強調(diào)實因為先進制造技術(shù)的主要特征是強調(diào)實用性，它以提高企業(yè)綜合經(jīng)濟效益為目用性，它以提高企業(yè)綜合經(jīng)濟效益為目的，所以被認為是提高制造業(yè)競爭能力的，所以被認為是提高制造業(yè)競爭能力的主要手段，對促進整個國民經(jīng)濟的發(fā)的主要手段，對促進整個國民經(jīng)濟的發(fā)展有著不可估量的影響。展有著不可估量的影響。 5.1 5.1 先進制造技術(shù)的定義及特點先進制造技術(shù)的定義及特點 2 2、先進制造技術(shù)的特點、先進

30、制造技術(shù)的特點 （1 1）先進制造技術(shù)不是一成不變的，而是個）先進制造技術(shù)不是一成不變的，而是個動態(tài)技術(shù)。它是一個相對的、動態(tài)的概念，是動態(tài)技術(shù)。它是一個相對的、動態(tài)的概念，是為了適應(yīng)時代要求，提高競爭能力，對制造技為了適應(yīng)時代要求，提高競爭能力，對制造技術(shù)不斷優(yōu)化所形成的。它要不斷吸收各種高新術(shù)不斷優(yōu)化所形成的。它要不斷吸收各種高新技術(shù)成果（機械、電子、計算機與通信、控制技術(shù)成果（機械、電子、計算機與通信、控制理論、人工智能等、能源及現(xiàn)代系統(tǒng)管理），理論、人工智能等、能源及現(xiàn)代系統(tǒng)管理），將其滲透到產(chǎn)品的設(shè)計、制造、生產(chǎn)管理及市將其滲透到產(chǎn)品的設(shè)計、制造、生產(chǎn)管理及市場營銷的所有領(lǐng)域及其全部

31、過程，并且實現(xiàn)優(yōu)場營銷的所有領(lǐng)域及其全部過程，并且實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活的生產(chǎn)。質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活的生產(chǎn)。 5.1 5.1 先進制造技術(shù)的定義及特點先進制造技術(shù)的定義及特點 （2 2）. . 先進制造技術(shù)是面向新世紀的技術(shù)系先進制造技術(shù)是面向新世紀的技術(shù)系統(tǒng)，它的目的很明確，即提高制造業(yè)的綜合效統(tǒng)，它的目的很明確，即提高制造業(yè)的綜合效益（包括經(jīng)濟效益、社會效益和環(huán)境生態(tài)效益（包括經(jīng)濟效益、社會效益和環(huán)境生態(tài)效益），贏得激烈的國際市場競爭。益），贏得激烈的國際市場競爭。 （3 3）. .先進制造技術(shù)并不拋棄傳統(tǒng)技術(shù)，而是先進制造技術(shù)并不拋棄傳統(tǒng)技術(shù)，而是不斷用科技新手段去研究它

32、，并運用科技新成不斷用科技新手段去研究它，并運用科技新成果去改造它，充實它。特別是利用先進技術(shù)研果去改造它，充實它。特別是利用先進技術(shù)研究傳統(tǒng)工藝的成形原理，建立數(shù)學模型，并利究傳統(tǒng)工藝的成形原理，建立數(shù)學模型，并利用優(yōu)化設(shè)計技術(shù)進行傳統(tǒng)工藝方法的優(yōu)化。用優(yōu)化設(shè)計技術(shù)進行傳統(tǒng)工藝方法的優(yōu)化。 5.1 5.1 先進制造技術(shù)的定義及特點先進制造技術(shù)的定義及特點 （4 4）. .先進制造技術(shù)并不僅限于制造過程本身，先進制造技術(shù)并不僅限于制造過程本身，它涉及到產(chǎn)品從市場調(diào)研、產(chǎn)品設(shè)計、工藝設(shè)它涉及到產(chǎn)品從市場調(diào)研、產(chǎn)品設(shè)計、工藝設(shè)計、加工制造、售后售前服務(wù)等產(chǎn)品壽命周期計、加工制造、售后售前服務(wù)等產(chǎn)品

33、壽命周期的所有內(nèi)容，并將它們結(jié)合成一個有機的整體。的所有內(nèi)容，并將它們結(jié)合成一個有機的整體。 （5 5）. .先進制造技術(shù)特別強調(diào)計算機技術(shù)、信先進制造技術(shù)特別強調(diào)計算機技術(shù)、信息技術(shù)和現(xiàn)代系統(tǒng)管理技術(shù)，在產(chǎn)品設(shè)計、制息技術(shù)和現(xiàn)代系統(tǒng)管理技術(shù)，在產(chǎn)品設(shè)計、制造和生產(chǎn)組織管理等方面的應(yīng)用。造和生產(chǎn)組織管理等方面的應(yīng)用。 （6 6）. . 先進制造技術(shù)特別強調(diào)人的主體作用，先進制造技術(shù)特別強調(diào)人的主體作用，強調(diào)人、技術(shù)、管理三者的有機結(jié)合。強調(diào)人、技術(shù)、管理三者的有機結(jié)合。5.1 5.1 先進制造技術(shù)的定義及特點先進制造技術(shù)的定義及特點 （7 7）. .先進制造技術(shù)不是一項具體技術(shù)，先進制造技術(shù)不

34、是一項具體技術(shù)，它是利用系統(tǒng)工程技術(shù)將各種相關(guān)技術(shù)它是利用系統(tǒng)工程技術(shù)將各種相關(guān)技術(shù)集成的一個有機整體。集成的一個有機整體。 （8 8）. . 先進制造技術(shù)特別強調(diào)環(huán)境保護，先進制造技術(shù)特別強調(diào)環(huán)境保護，既要求其產(chǎn)品是所謂的既要求其產(chǎn)品是所謂的“綠色商品綠色商品”，又要求產(chǎn)品的生產(chǎn)過程是環(huán)保型的。又要求產(chǎn)品的生產(chǎn)過程是環(huán)保型的。5.1 5.1 先進制造技術(shù)的定義及特點先進制造技術(shù)的定義及特點 3. 先進制造技術(shù)特點的具體體現(xiàn)先進制造技術(shù)特點的具體體現(xiàn) （1 1）. .高效率高效率 在提高生產(chǎn)效率方面，提高自動化程度是各國致在提高生產(chǎn)效率方面，提高自動化程度是各國致力發(fā)展的方向。近些年來，力發(fā)展

35、的方向。近些年來，計算機數(shù)控（計算機數(shù)控（CNCCNC）、計算機輔助設(shè)計與制造（計算機輔助設(shè)計與制造（CADCADCAMCAM）、柔性制造系柔性制造系統(tǒng)（統(tǒng)（FMSFMS）和和計算機集成制造系統(tǒng)（計算機集成制造系統(tǒng)（CIMSCIMS）發(fā)展非發(fā)展非常迅速。各種新理論層出不窮，如敏捷制造、快常迅速。各種新理論層出不窮，如敏捷制造、快速原型制造、并行工程、及時生產(chǎn)、虛擬制造，速原型制造、并行工程、及時生產(chǎn)、虛擬制造，集成相關(guān)信息和資源，其本質(zhì)均是實現(xiàn)高效率、集成相關(guān)信息和資源，其本質(zhì)均是實現(xiàn)高效率、自動化生產(chǎn)的思想。就應(yīng)用于實踐的自動化生產(chǎn)的思想。就應(yīng)用于實踐的CNCCNC、FNCFNC、FMSFM

36、S來看，已有力地顯示出其有柔性化、自動化、來看，已有力地顯示出其有柔性化、自動化、資源共享和高效率的強大生命力。資源共享和高效率的強大生命力。 5.1 5.1 先進制造技術(shù)的定義及特點先進制造技術(shù)的定義及特點 2 2、高精度、高精度 在提高精度方面，從精密加工發(fā)展到超精密在提高精度方面，從精密加工發(fā)展到超精密加工，這出是世界各主要工業(yè)發(fā)達國家致力發(fā)展加工，這出是世界各主要工業(yè)發(fā)達國家致力發(fā)展的方向。例如，超大規(guī)模集成電路、導彈火控系的方向。例如，超大規(guī)模集成電路、導彈火控系統(tǒng)、慣導陀螺、精密儀器、精密雷達、精密機床統(tǒng)、慣導陀螺、精密儀器、精密雷達、精密機床等都需要采用超精密加工技術(shù)。眾所周知，

37、在飛等都需要采用超精密加工技術(shù)。眾所周知，在飛機、潛艇等軍事設(shè)施中使用的精密陀螺、復印機機、潛艇等軍事設(shè)施中使用的精密陀螺、復印機的磁鼓、大型天文望遠鏡以及大規(guī)模集成電路的的磁鼓、大型天文望遠鏡以及大規(guī)模集成電路的硅片等高新技術(shù)產(chǎn)品都需要超精密加工技術(shù)的支硅片等高新技術(shù)產(chǎn)品都需要超精密加工技術(shù)的支持。；而持。；而加工精度控制在加工精度控制在0.10.1m m以下，表面粗糙以下，表面粗糙度度RaRa在在0.020.02m m以下的加工方法則稱為超精密加工。以下的加工方法則稱為超精密加工。 5.1 5.1 先進制造技術(shù)的定義及特點先進制造技術(shù)的定義及特點 3、多樣化、多樣化 隨著難加工材料（高強度

38、、高韌性、高脆性、隨著難加工材料（高強度、高韌性、高脆性、耐高溫及磁性材料）及精密、細小、形狀復雜的耐高溫及磁性材料）及精密、細小、形狀復雜的零件需求迅速嗇，與此相適應(yīng)的制造技術(shù)出日新零件需求迅速嗇，與此相適應(yīng)的制造技術(shù)出日新月異并多樣化。許多產(chǎn)品要求具備很高的強度重月異并多樣化。許多產(chǎn)品要求具備很高的強度重量比；有些產(chǎn)品在精度、工作速度、功率及小型量比；有些產(chǎn)品在精度、工作速度、功率及小型化方面要求很高；有些產(chǎn)品則要求在高溫、高壓化方面要求很高；有些產(chǎn)品則要求在高溫、高壓和腐蝕環(huán)境中能可靠地進行工作。為了適應(yīng)上述和腐蝕環(huán)境中能可靠地進行工作。為了適應(yīng)上述要求，新結(jié)構(gòu)、新材料和復雜形狀的精密零

39、件不要求，新結(jié)構(gòu)、新材料和復雜形狀的精密零件不斷出現(xiàn)，其結(jié)構(gòu)形狀愈來愈復雜，材料韌性愈來斷出現(xiàn)，其結(jié)構(gòu)形狀愈來愈復雜，材料韌性愈來愈強，零件精度愈來愈高。這些需求使愈強，零件精度愈來愈高。這些需求使激光加工、激光加工、電子束和離子束加工電子束和離子束加工等新方法應(yīng)運而生，并得到等新方法應(yīng)運而生，并得到迅速發(fā)展。迅速發(fā)展。 5.1 5.1 先進制造技術(shù)的定義及特點先進制造技術(shù)的定義及特點 近年來，以本身形狀尺寸微小或操作尺度極小近年來，以本身形狀尺寸微小或操作尺度極小為特征的為特征的微機械微機械的研究和應(yīng)用受到了廣泛的重視的研究和應(yīng)用受到了廣泛的重視交得到了快速的發(fā)展。微機械具有很多特點，如交得

40、到了快速的發(fā)展。微機械具有很多特點，如體積小、精度高、重量輕；性能穩(wěn)定，可靠性高；體積小、精度高、重量輕；性能穩(wěn)定，可靠性高；能耗低，靈敏性和工作效率高；多功能和智能化；能耗低，靈敏性和工作效率高；多功能和智能化；制造成本低廉，適于大批量生產(chǎn)等。正是由于微制造成本低廉，適于大批量生產(chǎn)等。正是由于微機械能夠在狹小空間進行作業(yè)，又不擾亂工作環(huán)機械能夠在狹小空間進行作業(yè)，又不擾亂工作環(huán)境和對象，因而在航空天、精密儀器和生物醫(yī)學境和對象，因而在航空天、精密儀器和生物醫(yī)學等領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用的潛力。等領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用的潛力。 5.1 5.1 先進制造技術(shù)的定義及特點先進制造技術(shù)的定義及特點 4、綜合化、綜

41、合化 當前，制造技術(shù)正沿著綜合化方向發(fā)展。例如，當前，制造技術(shù)正沿著綜合化方向發(fā)展。例如，在切削區(qū)引入聲、光、電、磁等能量之后，可以形在切削區(qū)引入聲、光、電、磁等能量之后，可以形成超聲振動切削、激光輔助切削、帶電切削、磁化成超聲振動切削、激光輔助切削、帶電切削、磁化切削等切削等組合化特種切削工藝組合化特種切削工藝。對最基本的切削工藝。對最基本的切削工藝加以復合，可以組成諸如電化學與機械加工的復合、加以復合，可以組成諸如電化學與機械加工的復合、電火花與機械加工復合、電化學與超聲波加工復合、電火花與機械加工復合、電化學與超聲波加工復合、電化學與電火花加工復合等。不同的特種工藝出可電化學與電火花加工

42、復合等。不同的特種工藝出可能相互復合。能相互復合。復合工藝的特點在于發(fā)揮各自的優(yōu)勢，復合工藝的特點在于發(fā)揮各自的優(yōu)勢，不僅提高了質(zhì)量，而且提高了工效，并求得加工能不僅提高了質(zhì)量，而且提高了工效，并求得加工能力和經(jīng)濟效益的統(tǒng)一力和經(jīng)濟效益的統(tǒng)一。大力研究和應(yīng)用特種工藝，。大力研究和應(yīng)用特種工藝，尤其是復合工藝，對于航空、航天、精密儀器材料尤其是復合工藝，對于航空、航天、精密儀器材料加工難度越來越大，零件形狀越來越復雜，質(zhì)量要加工難度越來越大，零件形狀越來越復雜，質(zhì)量要求越來越高的待業(yè)有著十分重要的意義求越來越高的待業(yè)有著十分重要的意義。5.2 5.2 先進制造技術(shù)的分類先進制造技術(shù)的分類1 1、

43、先進設(shè)計技術(shù)、先進設(shè)計技術(shù) 設(shè)計方法現(xiàn)代化設(shè)計方法現(xiàn)代化l 產(chǎn)品可靠性產(chǎn)品可靠性l 可維護性及安全設(shè)計可維護性及安全設(shè)計l 產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計l 快速響應(yīng)設(shè)計快速響應(yīng)設(shè)計l 創(chuàng)新設(shè)計創(chuàng)新設(shè)計l 智能設(shè)計智能設(shè)計l 產(chǎn)品動態(tài)分析和設(shè)計產(chǎn)品動態(tài)分析和設(shè)計l 仿真與虛擬設(shè)計仿真與虛擬設(shè)計l 價值工程設(shè)計價值工程設(shè)計l 模塊化設(shè)計模塊化設(shè)計 設(shè)計手段計算機化設(shè)計手段計算機化l 有限元法有限元法l 優(yōu)化設(shè)計優(yōu)化設(shè)計l 計算機輔助設(shè)計計算機輔助設(shè)計l 反求工程技術(shù)反求工程技術(shù)l CAD/CAMCAD/CAM一體化技術(shù)一體化技術(shù)l 工程數(shù)據(jù)庫工程數(shù)據(jù)庫 向全壽命周期設(shè)計發(fā)展向全壽命周期設(shè)計發(fā)展 由單純

44、考慮技術(shù)因素轉(zhuǎn)由單純考慮技術(shù)因素轉(zhuǎn)向綜合考慮技術(shù)、經(jīng)濟向綜合考慮技術(shù)、經(jīng)濟和社會因素和社會因素5.2 5.2 先進制造技術(shù)的分類先進制造技術(shù)的分類2、先進制造工藝技術(shù) 精密、超精密加工技術(shù)l m Ra0.3m Ra0.30.03 0.03 m ml m Ra0.3m Ra0.30.005 0.005 m ml m Ram Ra小于小于0.30.30.005 0.005 m m 精密成型制造技術(shù)精密成型制造技術(shù)l 從制造工件的毛坯、從從制造工件的毛坯、從接近零件形狀向直接制接近零件形狀向直接制成工件的方向發(fā)展成工件的方向發(fā)展 特種加工技術(shù)特種加工技術(shù)l 高能束流加工（電子束、高能束流加工（電子束

45、、離子束、激光束）離子束、激光束）l 電加工（電解和電火花電加工（電解和電火花) )l 超聲波加工超聲波加工l 高亞水加工高亞水加工l 多種能源的組合加工多種能源的組合加工5.2 5.2 先進制造技術(shù)的分類先進制造技術(shù)的分類3 3、制造自動化技術(shù)、制造自動化技術(shù) 數(shù)控技術(shù)數(shù)控技術(shù)l 數(shù)控裝置數(shù)控裝置l 進給系統(tǒng)進給系統(tǒng)l 主軸系統(tǒng)主軸系統(tǒng)l NCNC程序編制程序編制 工業(yè)機器人工業(yè)機器人l 機器人操作機機器人操作機l 控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)l 傳感器傳感器l 生產(chǎn)線總線控制生產(chǎn)線總線控制 柔性制造系統(tǒng)柔性制造系統(tǒng)l 加工系統(tǒng)加工系統(tǒng)l 物流系統(tǒng)物流系統(tǒng)l 調(diào)度與控制調(diào)度與控制l 故障診斷故障診斷 自動檢測與信號識別技術(shù)自動檢測與信號識別技術(shù)l 信號識別信號識別l 數(shù)據(jù)獲取數(shù)據(jù)獲取l 數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理l 特征提取與識別特征提取與識別 過程設(shè)備工況監(jiān)測與控制過程設(shè)備工況監(jiān)測與控制l 過程監(jiān)視系統(tǒng)過程監(jiān)視系統(tǒng)l 在線反饋質(zhì)量控制在線反饋質(zhì)量控制5.2 5.2 先進制造技術(shù)的分類先進制造技術(shù)的分類4 4、先進制造系統(tǒng)、先進制造系統(tǒng) 先進制造生產(chǎn)模式先進制造生產(chǎn)模式l 計算機集成制造系統(tǒng)計算機集成制造系統(tǒng)CIMSCIMSl 敏捷制造系統(tǒng)敏捷制造系統(tǒng)AMSAMSl 智能制造系統(tǒng)智能制造系統(tǒng)IMSIMSl 精良生產(chǎn)精良生產(chǎn)LPLPl