先進(jìn)制造技術(shù)緒論第一講課件

先進(jìn)制造技術(shù)導(dǎo)論主講：侯榮國(guó)

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先進(jìn)制造技術(shù)

AdvancedManufactureTechnology先進(jìn)制造技術(shù)導(dǎo)論主講：侯榮國(guó)

E1本講主要內(nèi)容課程學(xué)習(xí)方法課程學(xué)習(xí)任務(wù)、問題和目標(biāo)課程主要內(nèi)容課程考核辦法第一章緒論課程相關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)備介紹本講主要內(nèi)容課程學(xué)習(xí)方法2學(xué)習(xí)方法本課程具有專業(yè)技術(shù)前沿性、、擴(kuò)展性、時(shí)代性特點(diǎn)，所以本課程學(xué)習(xí)不拘泥于教材，不拘泥于課堂教學(xué)，需要擴(kuò)展學(xué)習(xí)。電子閱覽室中查閱最新數(shù)字資源，網(wǎng)站最新動(dòng)態(tài)，國(guó)家乃至國(guó)際有關(guān)制造業(yè)的最新動(dòng)態(tài)。紙質(zhì)的參考書籍與科技期刊主要教材：

先進(jìn)制造技術(shù).王潤(rùn)孝等.科學(xué)出版社先進(jìn)制造技術(shù).盛曉敏等.機(jī)械工業(yè)出版社

理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合。討論會(huì)、報(bào)告會(huì)、展覽會(huì)學(xué)習(xí)方法本課程具有專業(yè)技術(shù)前沿性、、擴(kuò)展性、時(shí)代性特點(diǎn)，所以3課程學(xué)習(xí)要求課堂紀(jì)律：禁止遲到、早退，注意課堂秩序；作業(yè)要求：按時(shí)、保質(zhì)保量的完成；實(shí)驗(yàn)要求：按照分組要求認(rèn)真對(duì)待；考核辦法：平時(shí)成績(jī)（作業(yè)+課堂表現(xiàn)+實(shí)驗(yàn)成績(jī))20%+最后考試成績(jī)80%。課程學(xué)習(xí)要求課堂紀(jì)律：禁止遲到、早退，注意課堂秩序；4課程學(xué)習(xí)任務(wù)和問題目前，采用那些現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)？設(shè)計(jì)好的產(chǎn)品怎樣采用什么先進(jìn)的加工工藝制造出來？目前現(xiàn)代企業(yè)的采用哪些先進(jìn)的生產(chǎn)模式？如何認(rèn)識(shí)先進(jìn)制造技術(shù)在現(xiàn)實(shí)中的應(yīng)用？

課程學(xué)習(xí)任務(wù)和問題目前，采用那些現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)？5課程學(xué)習(xí)目標(biāo)認(rèn)識(shí)什么是先進(jìn)制造技術(shù)，理解先進(jìn)制造技術(shù)的特點(diǎn)。了解現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法、先進(jìn)制造工藝、制造自動(dòng)化及先進(jìn)生產(chǎn)管理模式等各自的特點(diǎn)，以及它們的高效性、經(jīng)濟(jì)性等。學(xué)會(huì)使用搜索引擎，數(shù)字資源有效地找到所需信息。課程學(xué)習(xí)目標(biāo)認(rèn)識(shí)什么是先進(jìn)制造技術(shù)，理解先進(jìn)制造技術(shù)的特點(diǎn)。61、緒論(2學(xué)時(shí)）制造與制造業(yè)、先進(jìn)制造技術(shù)的提出和進(jìn)展、先進(jìn)制造技術(shù)的內(nèi)容、內(nèi)涵和體系結(jié)構(gòu)

2、現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)（6學(xué)時(shí)）概述、數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)、現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法3、先進(jìn)制造工藝技術(shù)（18學(xué)時(shí)（包含4學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)））概述、材料受迫成形工藝技術(shù)、超精密加工技術(shù)、高速加工技術(shù)、微細(xì)加工技術(shù)、優(yōu)質(zhì)清潔表面工程技術(shù)、現(xiàn)代特種加工技術(shù)、微米/納米加工、快速原型制造技術(shù)、虛擬制造技術(shù)4、制造自動(dòng)化技術(shù)（2學(xué)時(shí)）概述、工業(yè)機(jī)器人技術(shù)、并聯(lián)加工機(jī)床、柔性制造技術(shù)5、現(xiàn)代生產(chǎn)管理技術(shù)（2學(xué)時(shí)）概述、現(xiàn)代生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)、產(chǎn)品全生命周期管理、物流系統(tǒng)管理、及時(shí)生產(chǎn)技術(shù)、現(xiàn)代質(zhì)量保證技術(shù)6、先進(jìn)生產(chǎn)制造模式（2學(xué)時(shí)）并行工程、精益生產(chǎn)、敏捷制造、智能制造系統(tǒng)課程主要內(nèi)容1、緒論(2學(xué)時(shí)）2、現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)（6學(xué)時(shí)）3、先進(jìn)制造工7現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法與理論

（6學(xué)時(shí)）現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)概述（1學(xué)時(shí)）并行設(shè)計(jì)與并行工程（1學(xué)時(shí)）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（2學(xué)時(shí)）綠色設(shè)計(jì)（2學(xué)時(shí)）現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法與理論

（6學(xué)時(shí)）現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)概述（1學(xué)時(shí)）8先進(jìn)制造工藝（18學(xué)時(shí)）超高速加工（4學(xué)時(shí)（包括2學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)））精密加工與微納米加工（8學(xué)時(shí)）特種加工（4學(xué)時(shí)（包括2學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)）））快速原型技術(shù)（2學(xué)時(shí)）機(jī)器人技術(shù)（2學(xué)時(shí)）FMS及CIMS（2學(xué)時(shí)）先進(jìn)的管理模式（PDM、ERP)(2學(xué)時(shí)）先進(jìn)生產(chǎn)模式與信息化（6學(xué)時(shí)）先進(jìn)制造工藝（18學(xué)時(shí)）超高速加工（4學(xué)時(shí)（包括2學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)）9第一章先進(jìn)制造技術(shù)概述一制造與制造技術(shù)的基本概念二先進(jìn)制造技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展三先進(jìn)制造技術(shù)的內(nèi)涵和結(jié)構(gòu)體系四先進(jìn)制造技術(shù)的特點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)第一章先進(jìn)制造技術(shù)概述一制造與制造技術(shù)的基本概念10原材料產(chǎn)品工藝、能源知識(shí)、技能、工具制造與物流有關(guān)的加工和裝配過程狹義制造

包括市場(chǎng)分析、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工裝配、質(zhì)量保證、生產(chǎn)管理、市場(chǎng)營(yíng)銷全過程廣義制造一制造與制造技術(shù)的基本概念原材料產(chǎn)品工藝、能源知識(shí)、技能、工具制造與物11制造技術(shù)

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)的總稱制造過程

產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、控制管理、使用、維修、報(bào)廢、回收等的全過程，也稱為產(chǎn)品生命周期硬件生產(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、制造工藝和方法、各種制造信息等一制造與制造技術(shù)的基本概念制造技術(shù)制造過程硬件生產(chǎn)設(shè)備、工具和材料、能源以及各種輔助裝12制造系統(tǒng)

制造系統(tǒng)是制造業(yè)的基本組成實(shí)體。制造系統(tǒng)具有特定功能的有機(jī)整體制造過程軟件硬件人員一制造與制造技術(shù)的基本概念制造系統(tǒng)制造系統(tǒng)具有特定功能的有機(jī)整體制造過程軟件硬件13制造業(yè)

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)化為供人們使用或利用的工業(yè)品或生活消費(fèi)品的行業(yè)。類別構(gòu)成比例類別構(gòu)成比例類別構(gòu)成比例金屬制品3.395食品工業(yè)15.335化工15.586一般機(jī)械8.625紡織7.193建材7.299運(yùn)輸機(jī)械6.424服裝5.018黑色冶金6.908電器設(shè)備5.125家具1.542有色冶金2.120電子設(shè)備4.588文教用品4.292其他制造1.681儀器儀表0.998油加工3.870我國(guó)制造分類和構(gòu)成一制造與制造技術(shù)的基本概念制造業(yè)類別構(gòu)成比例類別構(gòu)成比例類別構(gòu)成比例金屬制品14三大產(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)、畜禽業(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%）15√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√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)的地位和作用√提供人們衣、食、住、行物質(zhì)消費(fèi)制造業(yè)的地位和作用16√國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱、工業(yè)生產(chǎn)的技術(shù)支柱√制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)和重要的收入來源，國(guó)家實(shí)力的象征√工業(yè)經(jīng)濟(jì)年代經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的“發(fā)動(dòng)機(jī)”√一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)強(qiáng)大、經(jīng)濟(jì)騰飛的重要基礎(chǔ)√高新技術(shù)發(fā)展的平臺(tái)，為高新技術(shù)發(fā)展提供物質(zhì)條件，高技術(shù)成果走向應(yīng)用的接口、橋梁、通道√提高企業(yè)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)能力和技術(shù)創(chuàng)新能力的根本途徑√在未來的競(jìng)爭(zhēng)中，誰掌握了先進(jìn)的制造技術(shù)誰就掌握了市場(chǎng)制造業(yè)的地位和作用√國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱、工業(yè)生產(chǎn)的技術(shù)支柱√高新技術(shù)發(fā)展的平臺(tái)17工業(yè)經(jīng)濟(jì)時(shí)代生產(chǎn)要素：資本和勞動(dòng)力知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代生產(chǎn)要素：知識(shí)、資本和勞動(dòng)力提高生產(chǎn)率，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的驅(qū)動(dòng)器知識(shí)工業(yè)經(jīng)濟(jì)時(shí)代知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代當(dāng)前時(shí)代21世紀(jì)制造業(yè)面臨的挑戰(zhàn)和特征工業(yè)經(jīng)濟(jì)時(shí)代生產(chǎn)要素：資本和勞動(dòng)力知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代生產(chǎn)要素：知識(shí)18

先進(jìn)制造技術(shù)是制造業(yè)不斷吸收信息技術(shù)和現(xiàn)代管理技術(shù)的成果，并將其綜合應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工、檢測(cè)、管理、銷售、使用、服務(wù)乃至回收的制造全過程，以實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活生產(chǎn)，提高對(duì)動(dòng)態(tài)多變的市場(chǎng)的適應(yīng)能力和競(jìng)爭(zhēng)能力的制造技術(shù)的總稱。面向“大制造業(yè)”—機(jī)械制造、電子產(chǎn)品制造、材料制備、石油、化工、冶金、民用消費(fèi)品…任務(wù)：提高對(duì)動(dòng)態(tài)多變的產(chǎn)品市場(chǎng)的適應(yīng)能力和競(jìng)爭(zhēng)能力,實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、靈活、高效、清潔生產(chǎn),提供優(yōu)質(zhì)快捷服務(wù)目標(biāo)：理想的經(jīng)濟(jì)利益?！跋冗M(jìn)”的內(nèi)涵：效益、相對(duì)、動(dòng)態(tài)。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)和現(xiàn)代管理技術(shù)的19先進(jìn)制造技術(shù)的特點(diǎn)

1)大制造、全過程、多學(xué)科的特點(diǎn)先進(jìn)制造技術(shù)已成為世界科技發(fā)展熱點(diǎn)，并正在形成一門新興工程科學(xué)，即現(xiàn)代機(jī)械制造，它具有“大制造、全過程、多學(xué)科”的新特點(diǎn)。大制造是一種廣義制造的概念，包括產(chǎn)品制造、流程制造、材料制備等；全過程不僅包括毛坯到成品的加工過程，還包括產(chǎn)品的市場(chǎng)分析、設(shè)計(jì)、加工、銷售、回收等；多學(xué)科是指微電子、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)通訊、管理、生命科學(xué)、材料科學(xué)與制造學(xué)科的交叉2)學(xué)科的交叉性和創(chuàng)新性學(xué)科交叉推動(dòng)了制造學(xué)科的發(fā)展。生物科學(xué)與制造科學(xué)交叉產(chǎn)生生物制造或仿生制造；管理科學(xué)與制造科學(xué)交叉產(chǎn)生工業(yè)工程科學(xué)；信息科學(xué)與制造科學(xué)交叉產(chǎn)生制造信息學(xué)先進(jìn)制造技術(shù)的特點(diǎn)1)大制造、全過程、多學(xué)科的特點(diǎn)20先進(jìn)制造技術(shù)的特點(diǎn)3)可持續(xù)發(fā)展的理念強(qiáng)調(diào)實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活生產(chǎn)，除優(yōu)質(zhì)、高效外，還考慮可持續(xù)發(fā)展，應(yīng)對(duì)21世紀(jì)環(huán)境問題的挑戰(zhàn)；4)應(yīng)用的廣泛性覆蓋了市場(chǎng)分析、設(shè)計(jì)、加工、裝配、銷售、維修、服務(wù)、回收等全過程；5)集成性和系統(tǒng)性強(qiáng)調(diào)以人為中心和技術(shù)、人、管理、信息的集成以及硬件和軟件的集成，更加重視制造過程的重組和管理改革；6)發(fā)展的動(dòng)態(tài)性不斷吸收高新技術(shù)成果，因而其內(nèi)涵不是一成不變的，不同時(shí)期、不同國(guó)家有不同特點(diǎn)。先進(jìn)制造技術(shù)的特點(diǎn)3)可持續(xù)發(fā)展的理念21傳統(tǒng)制造技術(shù)先進(jìn)制造技術(shù)系統(tǒng)性僅駕馭生產(chǎn)過程物質(zhì)流和能量流能駕馭生產(chǎn)過程物質(zhì)流、信息流和能量流廣泛性僅指將原材料變?yōu)槌善返募庸すに囏灤漠a(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工制造到產(chǎn)品銷售的整個(gè)過程集成性學(xué)科專業(yè)單一、獨(dú)立，相互間界限分明專業(yè)和學(xué)科不斷滲透、交叉融合，其界限逐漸淡化甚至消失動(dòng)態(tài)性不同時(shí)期、不同國(guó)家，其特點(diǎn)、重點(diǎn)、目標(biāo)和內(nèi)容不同實(shí)用性注重實(shí)踐效果，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，提高綜合競(jìng)爭(zhēng)力先進(jìn)制造技術(shù)的內(nèi)涵傳統(tǒng)制造技術(shù)先進(jìn)制造技術(shù)系統(tǒng)性僅駕馭生產(chǎn)過程能駕馭生產(chǎn)過程廣22第二節(jié)先進(jìn)制造技術(shù)產(chǎn)生的背景一、制造技術(shù)的發(fā)展及目前的背景制造技術(shù)的形成和發(fā)展是與制造業(yè)的誕生和發(fā)展相伴的，回顧200年的歷史，制造業(yè)的發(fā)展經(jīng)歷了五個(gè)主要階段：工場(chǎng)式生產(chǎn)時(shí)期--18世紀(jì)后半葉，蒸汽機(jī)的發(fā)明開始了以機(jī)器為主導(dǎo)的制造業(yè)新紀(jì)元，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)末內(nèi)燃機(jī)的出現(xiàn)引發(fā)制造業(yè)革命，由福特開創(chuàng)了流水線、大批量生產(chǎn)模式和制造技術(shù)分工；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、FMS等。綜合自動(dòng)化發(fā)展時(shí)期--自80年代，CAD/CAM/CAPP/CAE/CAT；MRP,MRPⅡ,ERP,CNC,FMC/FMS,ROBOT；CIMS,CE,LP第二節(jié)先進(jìn)制造技術(shù)產(chǎn)生的背景一、制造技術(shù)的發(fā)展及目前的背23先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的背景消費(fèi)觀念的變化消費(fèi)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(gè)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(bǔ)補(bǔ)又三年”的觀念逐步消失；對(duì)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。先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的背景消費(fèi)觀念的變化24先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的背景制造全球化與貿(mào)易自由化原因：世界自由貿(mào)易體制進(jìn)一步完善；全球交通運(yùn)輸進(jìn)一步完善；全球通訊網(wǎng)絡(luò)建立；國(guó)際經(jīng)濟(jì)合作與交往日益緊密；經(jīng)濟(jì)全球化導(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(gè)統(tǒng)一的大市場(chǎng)使得：任何國(guó)家、地區(qū)，不論實(shí)行怎樣的社會(huì)制度，都不可能離開世界市場(chǎng)而獨(dú)立謀求發(fā)展；制造業(yè)發(fā)展進(jìn)入國(guó)家目標(biāo)層次，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)；供應(yīng)與需求全國(guó)化、國(guó)際化，不同時(shí)間、地區(qū)、國(guó)家，市場(chǎng)需求有波動(dòng)；對(duì)于同一用戶、同一產(chǎn)品，可供選擇的市場(chǎng)國(guó)際化、競(jìng)爭(zhēng)國(guó)際化先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的背景制造全球化與貿(mào)易自由化25先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的背景科技進(jìn)步與信息社會(huì)從微電子、信息（計(jì)算機(jī)與通信、控制理論、人工智能等）、新材料、系統(tǒng)科學(xué)為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(dòng)的深度和廣度，急劇的改變了現(xiàn)代設(shè)計(jì)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。先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的背景科技進(jìn)步與信息社會(huì)26先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的背景高新技術(shù)的綜合作用促進(jìn)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(cè)）兩個(gè)方向上的蓬勃發(fā)展，成為一門涵蓋整個(gè)生產(chǎn)過程的各個(gè)環(huán)節(jié)（市場(chǎng)分析、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝規(guī)劃、加工準(zhǔn)備、制造裝配、監(jiān)控檢測(cè)、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(jī)器、能量、信息等多種資源的組織、控制與管理，橫跨多個(gè)學(xué)科的集成技術(shù)。先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的背景高新技術(shù)的綜合作用促進(jìn)了制造技術(shù)在宏觀27先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的背景環(huán)境保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng)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?？沙掷m(xù)發(fā)展思想：重視環(huán)境方面對(duì)制造業(yè)及其產(chǎn)品的制約：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(gè)重要問題。先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的背景環(huán)境保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng)與可持續(xù)發(fā)展28二、先進(jìn)制造技術(shù)的提出

AdvancedManufacturingTechnology—AMT首先由美國(guó)于20世紀(jì)80年代提出。20世紀(jì)80年代，美國(guó)政府開始認(rèn)識(shí)到制造技術(shù)和制造能力的重要性。1988年，美國(guó)政府投資進(jìn)行大規(guī)?！?1世紀(jì)制造企業(yè)戰(zhàn)略’研究，不久提出先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展目標(biāo)，制定并實(shí)施了‘先進(jìn)制造技術(shù)計(jì)劃（ATP）’和‘制造技術(shù)中心計(jì)劃(MTC)’。二、先進(jìn)制造技術(shù)的提出291、先進(jìn)制造技術(shù)計(jì)劃（ATP）ATP由美國(guó)聯(lián)邦政府科學(xué)、工程和技術(shù)協(xié)調(diào)委員會(huì)（FCCSET）提出。研究?jī)?nèi)容：現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法與技術(shù)、先進(jìn)制造工藝與技術(shù)、先進(jìn)制造過程的支撐技術(shù)與輔助技術(shù)、制造基礎(chǔ)設(shè)施。目標(biāo)：促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)；提高能源效益，減少污染；使制造業(yè)在世界市場(chǎng)更具競(jìng)爭(zhēng)力；使教育系統(tǒng)對(duì)每個(gè)學(xué)生進(jìn)行更富有挑戰(zhàn)性的教育。鼓勵(lì)科學(xué)界把確保國(guó)家安全和提高國(guó)民生活質(zhì)量作為核心目標(biāo)。1、先進(jìn)制造技術(shù)計(jì)劃（ATP）302、制造技術(shù)中心計(jì)劃（MTC）又稱“合作伙伴計(jì)劃”，由美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院制定并實(shí)施。目標(biāo)：面向美國(guó)35萬家中小企業(yè)。主要內(nèi)容：在技術(shù)擁有者（通常為政府的研究機(jī)構(gòu)、國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和大學(xué)）與需要這些技術(shù)的中小企業(yè)之間建立合作的橋梁。方法：由國(guó)會(huì)撥款設(shè)立地區(qū)性的制造技術(shù)中心，為中小企業(yè)展示新的制造技術(shù)和設(shè)備并進(jìn)行培訓(xùn)，幫助他們選用。2、制造技術(shù)中心計(jì)劃（MTC）31三、先進(jìn)制造技術(shù)的實(shí)施及效果

美國(guó)在AMT實(shí)施過程中建立了由5個(gè)層次組成的研究開發(fā)與推廣體系。1、國(guó)家研究與協(xié)調(diào)機(jī)構(gòu)主要指NIST，負(fù)責(zé)ATP和MTC兩項(xiàng)計(jì)劃的組織與實(shí)施。2、地區(qū)性組織與協(xié)調(diào)機(jī)構(gòu)組織企業(yè)進(jìn)行合作研究開發(fā)。3、大學(xué)研究機(jī)構(gòu)與企業(yè)協(xié)作，主持或參與重大課題的研究。4、制造技術(shù)中心從事推廣和培訓(xùn)工作。5、企業(yè)技術(shù)開發(fā)機(jī)構(gòu)企業(yè)自身的研究開發(fā)機(jī)構(gòu)，也可承擔(dān)國(guó)家的研究課題。三、先進(jìn)制造技術(shù)的實(shí)施及效果32

“2mm”工程：美國(guó)在汽車生產(chǎn)中實(shí)施的研究項(xiàng)目，聯(lián)合多家汽車公司、大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)，對(duì)汽車覆蓋件的制造技術(shù)進(jìn)行綜合研究，最終使轎車覆蓋件的制造誤差控制在2mm之內(nèi)，從而使轎車車身的制造精度達(dá)到了日本豐田公司的水平。至1994年，美國(guó)汽車產(chǎn)量重新超過日本，并重新占領(lǐng)歐美市場(chǎng)。

“2mm”工程：331、FCCSET先進(jìn)制造技術(shù)體系結(jié)構(gòu)美國(guó)聯(lián)邦政府科學(xué)、工程和技術(shù)協(xié)調(diào)委員會(huì)（FCCSET）下屬的工業(yè)和技術(shù)委員會(huì)先進(jìn)制造技術(shù)工作組，于1994年提出AMT的分類目錄，指出AMT是制造技術(shù)和現(xiàn)代高新技術(shù)結(jié)合而產(chǎn)生的一個(gè)完整的技術(shù)群。

AMT包括主體技術(shù)群、支撐技術(shù)群、制造基礎(chǔ)設(shè)施三個(gè)部分。第三節(jié)先進(jìn)制造技術(shù)的體系結(jié)構(gòu)1、FCCSET先進(jìn)制造技術(shù)體系結(jié)構(gòu)第三節(jié)先進(jìn)制造技術(shù)的34

（1）主體技術(shù)群主體技術(shù)群是制造技術(shù)的核心，包括有關(guān)產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)和工藝技術(shù)兩部分。1）面向制造的設(shè)計(jì)技術(shù)群，又稱產(chǎn)品和工藝設(shè)計(jì)技術(shù)群。主要內(nèi)容：產(chǎn)品、工藝過程和工廠設(shè)計(jì)；快速樣件成形技術(shù)；并行工程等。2）制造工藝技術(shù)群，又稱加工和裝配技術(shù)群。主要內(nèi)容：材料生產(chǎn)工藝；加工工藝；連接與裝配；測(cè)試與檢驗(yàn)；節(jié)能與清潔化生產(chǎn)技術(shù)；維修技術(shù)等。

（1）主體技術(shù)群35

（2）支撐技術(shù)群支撐技術(shù)群：指支持設(shè)計(jì)和制造工藝兩方面取得進(jìn)步的基礎(chǔ)性核心技術(shù)，是保證和改善主體技術(shù)協(xié)調(diào)運(yùn)行所需的技術(shù)、工具、手段和系統(tǒng)集成的基礎(chǔ)技術(shù)。包括：信息技術(shù)；標(biāo)準(zhǔn)和框架；機(jī)床和工具技術(shù)；傳感和控制技術(shù)等。（2）支撐技術(shù)群36

（3）制造技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施制造技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施：指使先進(jìn)制造技術(shù)適用于具體企業(yè)應(yīng)用環(huán)境，充分發(fā)揮其功能，取得最佳效益的一系列基礎(chǔ)措施。其主要方面涉及：新型企業(yè)組織形式與科學(xué)管理；準(zhǔn)時(shí)信息系統(tǒng)(Just-in-Time-Information)；

市場(chǎng)營(yíng)銷與用戶/供應(yīng)商交換作用；工作人員的招聘、使用、培訓(xùn)和教育；全面質(zhì)量管理；全局監(jiān)督與基準(zhǔn)評(píng)測(cè)；技術(shù)獲取和利用等。（3）制造技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施37

2、AMST多層次先進(jìn)制造技術(shù)體系由美國(guó)機(jī)械科學(xué)研究院（AMST）提出的多層次結(jié)構(gòu)體系，以優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活的基礎(chǔ)制造技術(shù)為核心，包括三個(gè)層次：1）現(xiàn)代設(shè)計(jì)、制造工藝基礎(chǔ)技術(shù)2）新型制造單元技術(shù)3）系統(tǒng)集成技術(shù)2、AMST多層次先進(jìn)制造技術(shù)體系38

1）現(xiàn)代設(shè)計(jì)、制造工藝基礎(chǔ)技術(shù)包括CAD、CAPP、NCP、精密下料、精密塑性成形、精密鑄造、精密加工、精密測(cè)量、毛坯強(qiáng)韌化、精密熱處理、優(yōu)質(zhì)高效連接技術(shù)、功能性防護(hù)涂層、現(xiàn)代管理技術(shù)等。1）現(xiàn)代設(shè)計(jì)、制造工藝基礎(chǔ)技術(shù)39

2）新型制造單元技術(shù)這是在市場(chǎng)需求及新興產(chǎn)業(yè)的帶動(dòng)下，制造技術(shù)與電子、信息、新材料、新能源、環(huán)境科學(xué)、系統(tǒng)工程、現(xiàn)代管理的個(gè)高新技術(shù)結(jié)合而形成的嶄新制造技術(shù)。包括：制造自動(dòng)化單元技術(shù)、極限加工技術(shù)、質(zhì)量與可靠性技術(shù)、系統(tǒng)管理技術(shù)、CAD/CAE/CAPP/CAM、清潔生產(chǎn)技術(shù)、新材料成形加工技術(shù)、激光與高密度能源加工技術(shù)、工藝模擬及工藝設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)等。2）新型制造單元技術(shù)40

3）系統(tǒng)集成技術(shù)這是應(yīng)用信息技術(shù)和系統(tǒng)管理技術(shù)，通過網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)現(xiàn)代設(shè)計(jì)、制造工藝基礎(chǔ)技術(shù)和新型制造單元技術(shù)兩個(gè)層次的技術(shù)集成而形成的，包括：

FMS、CIMS、IMS以及虛擬制造技術(shù)等。3）系統(tǒng)集成技術(shù)41第四節(jié)先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)一、先進(jìn)制造技術(shù)的特點(diǎn)1、是一項(xiàng)綜合性技術(shù)；2、是一項(xiàng)動(dòng)態(tài)發(fā)展技術(shù)；3、是面向工業(yè)應(yīng)用的技術(shù)；4、是面向全球競(jìng)爭(zhēng)的技術(shù)；5、是面向21世紀(jì)的技術(shù)。第四節(jié)先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)一、先進(jìn)制造技術(shù)的特點(diǎn)42

1）集成化集成是綜合自動(dòng)化的一個(gè)重要特征。集成化符合系統(tǒng)工程的思想。

CAD/CAPP/CAM系統(tǒng)的出現(xiàn)，使設(shè)計(jì)與制造得以集成；

FMC、FMS的發(fā)展，使加工過程、檢測(cè)過程、控制過程、物流過程實(shí)現(xiàn)集成。

CIM的核心是通過信息集成，使一個(gè)個(gè)自動(dòng)化孤島有機(jī)地聯(lián)系在一起；

CE強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品及其相關(guān)過程設(shè)計(jì)的集成。制造自動(dòng)化為集成化提供了有利條件，而集成化是制造自動(dòng)化深入發(fā)展的必然結(jié)果。1）集成化43

信息技術(shù)、管理技術(shù)與工藝技術(shù)緊密結(jié)合，先進(jìn)制造生產(chǎn)模式獲得不斷發(fā)展制造業(yè)在經(jīng)歷了少品種小批量－－少品種大批量、－－多品種小批量生產(chǎn)模式的過渡后，70年代、80年代開始采用計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）進(jìn)行制造的柔性生產(chǎn)的模式，并逐步向智能制造技術(shù)（IMT）和智能制造系統(tǒng)（IMS）的方向發(fā)展。精益生產(chǎn)（LP）、靈捷制造（AM）等先進(jìn)制造模式相繼出現(xiàn)，預(yù)計(jì)21世紀(jì)初，先進(jìn)制造模式必將獲得不斷發(fā)展。上述幾種先進(jìn)制造生產(chǎn)模式的進(jìn)展，主要體現(xiàn)了以下五個(gè)轉(zhuǎn)變：

1）從以技術(shù)為中心向以人為中心轉(zhuǎn)變；

2）從金字塔式的多層次生產(chǎn)向扁平的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變；

3）從傳統(tǒng)的順序工作方式向并行工作方式轉(zhuǎn)變；

4）從按功能劃分部門的固定組織形式向動(dòng)態(tài)的、自主管理的小組工作組織形式轉(zhuǎn)變；

5）從質(zhì)量第一的競(jìng)爭(zhēng)策略向快速響市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)策略轉(zhuǎn)變。先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

信息技術(shù)、管理技術(shù)與工藝技術(shù)緊密結(jié)合，先進(jìn)制造生產(chǎn)模式44

2）柔性化柔性化的進(jìn)一步發(fā)展，是要求能夠快速實(shí)現(xiàn)制造系統(tǒng)的重組，包括企業(yè)內(nèi)部制造設(shè)備與工具系統(tǒng)的重組，以及企業(yè)之間的重組。模塊化技術(shù)，是提高制造自動(dòng)化系統(tǒng)柔性的重要策略和方法。包括硬件和軟件的模塊化設(shè)計(jì)、模塊化產(chǎn)品設(shè)計(jì)和模塊化制造系統(tǒng)。2）柔性化453）網(wǎng)絡(luò)化計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)通常采用局域網(wǎng)，以實(shí)現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部的信息傳輸與信息集成。

Internet和Intranet的出現(xiàn)，使企業(yè)之間的信息傳輸與信息集成、異地制造成為可能。電子商務(wù)目前已經(jīng)得到實(shí)際應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)化制造正在成為制造自動(dòng)化技術(shù)的研究熱點(diǎn)。3）網(wǎng)絡(luò)化46先進(jìn)制造技術(shù)緒論第一講47

4）虛擬化虛擬制造（VM）：以系統(tǒng)建模技術(shù)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(shí)形成的綜合系統(tǒng)技術(shù)。虛擬制造將現(xiàn)實(shí)制造環(huán)境及制造過程，通過建立系統(tǒng)模型，映射到計(jì)算機(jī)及相關(guān)技術(shù)所支持的虛擬環(huán)境中，在虛擬環(huán)境中模擬顯示制造環(huán)境及制造過程的一切活動(dòng)及產(chǎn)品制造全過程，從而對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造過程及制造系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)測(cè)和評(píng)估。4）虛擬化48虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（VirtualRealityTechnology）主要包括虛擬制造技術(shù)和虛擬企業(yè)兩個(gè)部分。

虛擬制造技術(shù)將從根本上改變了設(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)品真正制出之前，首先在虛擬制造環(huán)境中生成軟產(chǎn)品原型（SoftPrototype）代替?zhèn)鹘y(tǒng)的硬樣品（HardPrototype）進(jìn)行試驗(yàn)，對(duì)其性能和可制造性進(jìn)行預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)，從而縮短產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制造周期，降低產(chǎn)品的開發(fā)成本，提高系統(tǒng)快速響應(yīng)市場(chǎng)變化的能力。

虛擬企業(yè)是為了快速響應(yīng)某一市場(chǎng)需求，通過信息高速公路，將產(chǎn)品涉及到的不同企業(yè)臨時(shí)組建成為一個(gè)沒有圍墻、超越空間約束、靠計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系、統(tǒng)一指揮的合作經(jīng)濟(jì)實(shí)體。虛擬企業(yè)的特點(diǎn)是企業(yè)的功能上的不完整、地域上的分散性和組織結(jié)構(gòu)上的非永久性，即功能的虛擬化、組織的虛擬化、地域的虛擬化。先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（VirtualRealityTechnol49先進(jìn)制造技術(shù)緒論第一講50先進(jìn)制造技術(shù)緒論第一講51

5）智能化智能制造系統(tǒng)，要求在整個(gè)制造過程中貫徹智力活動(dòng)，使系統(tǒng)以柔性的方式集成起來，在多品種、中小批量生產(chǎn)條件下，實(shí)現(xiàn)“完善生產(chǎn)”。

智能制造系統(tǒng)的特點(diǎn)：A、對(duì)于制造過程，實(shí)現(xiàn)柔性化和模塊化；B、對(duì)于人，強(qiáng)調(diào)安全性和友好性；C、對(duì)于環(huán)境，做到無污染、省能源、資源回收和再利用；D、對(duì)于社會(huì)，提倡合理的協(xié)作與競(jìng)爭(zhēng)。5）智能化52綠色制造將成為21世紀(jì)制造業(yè)的重要特征日趨嚴(yán)格的環(huán)境與資源的約束，使綠色制造業(yè)顯得越來越重要，它將是21世紀(jì)制造業(yè)的重要特征，與此相應(yīng)，綠色制造技術(shù)也將獲得快速的發(fā)展。主要體現(xiàn)在：

（1）綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)

使產(chǎn)品在生命周期符合環(huán)保、人類健康、能耗低、資源利用率高的要求。

（2）綠色制造技術(shù)

在整個(gè)制造過程，使得對(duì)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)再制造

例如，汽車等產(chǎn)品的拆卸和回收技術(shù)，以及生態(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－－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－－主要對(duì)產(chǎn)品（材料使用）生命周期結(jié)束時(shí)的材料處理循環(huán)。先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)綠色制造將成為21世紀(jì)制造業(yè)的重要特征先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)53綠色設(shè)計(jì)和綠色制造綠色設(shè)計(jì)和綠色制造54相關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)備介紹FDM3000快速成型機(jī)相關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)備介紹FDM300055相關(guān)設(shè)備介紹ARES10.7.5三座標(biāo)測(cè)量機(jī)相關(guān)設(shè)備介紹ARES10.7.5三座標(biāo)測(cè)量機(jī)56相關(guān)設(shè)備介紹FDM3000快速成型機(jī)相關(guān)設(shè)備介紹FDM3000快速成型機(jī)57相關(guān)設(shè)備介紹A50R電火花成型機(jī)相關(guān)設(shè)備介紹A50R電火花成型機(jī)58相關(guān)設(shè)備介紹DK7740電火花線切割機(jī)床相關(guān)設(shè)備介紹DK7740電火花線切割機(jī)床59相關(guān)設(shè)備介紹ZK02真空注型系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備介紹ZK02真空注型系統(tǒng)60相關(guān)設(shè)備介紹五軸加工中心相關(guān)設(shè)備介紹五軸加工中心611)可重構(gòu)制造系統(tǒng)RECONFIGURABLEMANUFACTURINGSYSTEMS

Adaptable,integratedequipment,processes,andsystemsthatcanbereadilyreconfiguredforawiderangeofcustomerrequirementsforproducts,features,andservicesisaprioritytechnology.Hardwareandsoftwarecomponents,subprocesses,andsubsystemswillhavetobeadaptableandlinkedineasilyprogrammablewaysintohigher-levelprocessesandsystemsthatspantheentireproduct/servicelifecycle.十大關(guān)鍵制造技術(shù)擴(kuò)展知識(shí)1)可重構(gòu)制造系統(tǒng)Adaptable,inte622)無浪費(fèi)工藝

WASTE-FREEPROCESSING

Manufacturingprocessesthatminimizewasteproductionandenergyconsumptionisakeytechnologyforthefuture.Manufacturingthatdoesnotdamagetheenvironmentwillbefacilitatedbymanufacturingprocessesthatdonotcreatewasteorprocessesthatcreatewastethatcanbeusedasfeedstockincomplementarymanufacturingoperationsand,therefore,createnodownstreamwaste.Processesthatminimizeenergyconsumptionwillconserveresourcesandreducecostsandwillalsoreduceindirectenvironmentaleffectsfromenergyproduction.

十大關(guān)鍵制造技術(shù)擴(kuò)展知識(shí)2)無浪費(fèi)工藝Manufacturingp633)新材料工藝

NEWMATERIALSPROCESSES

Innovativeprocessestodesignandmanufacturenewmaterialsandcomponentswillenablethemanufactureofinnovative,customized,waste-freeproducts.Thegoalwillbetodevelopnewclassesofmaterialswithextraordinaryphysicalproperties.Withminiaturization,newclassesof"intelligent"productswillbeproduced,butminiaturizationatsubmicronscaleswillrequirematerialswithpropertiesthatcanbecontrolledatthemolecularscale.Theprocessesfordesigningnewmaterialsandtheircomponents,especiallysubmicron-sizedcomponents,willrequiredesignmethodologiesbasedonatomicandmolecularphysicsandchemistry.十大關(guān)鍵制造技術(shù)擴(kuò)展知識(shí)3)新材料工藝Innovativeproc644)生物制造技術(shù)

BIOTECHNOLOGYFORMANUFACTURING

Biotechnologyformanufacturinghasthepotentialtoleadtorevolutionaryadvancesininnovativenewproductsandmanufacturingprocesses.Researchwouldbebasedonanunderstandingoftheprecisionandflexibilityofbiologicalprocessesandonfindingwaystoaddresstheirfundamentalweaknesses(slowprocessesandthelimitedrangeofavailablematerials).

十大關(guān)鍵制造技術(shù)擴(kuò)展知識(shí)4)生物制造技術(shù)Biotechnolo655)企業(yè)建模和仿真

ENTERPRISEMODELINGANDSIMULATION

Modelingandsimulationforalloperationsofamanufacturingenterprisecouldenablethesimulationofanyoperation,whichcouldthenbeusedformakingdecisionsbasedonalternativescenarios.Modelsandsimulationsshouldincludedescriptionsoftheinteractionsbetweenpeopleandbetweenpeopleandmachines.

十大關(guān)鍵制造技術(shù)擴(kuò)展知識(shí)5)企業(yè)建模和仿真Modelingands666)信息技術(shù)

INFORMATIONTECHNOLOGY

Convertinginformationintoknowledgeforeffectivedecisionmakingisaprioritytechnology.Integratedinformationtechnologieswillbeusedtoidentifytheinformationrequiredforaspecificdecision,synthesizetheinformationfromdistributedsources,filteroutextraneousinformation,andpresenttheinformationsothatitcanbeusedeasilyandimmediately.十大關(guān)鍵制造技術(shù)擴(kuò)展知識(shí)6)信息技術(shù)Convertinginform677)產(chǎn)品和工藝設(shè)計(jì)方法PRODUCTANDPROCESSDESIGNMETHODS

Productandprocessdesignmethodsthataddressabroadrangeofproductrequirementswillbeprioritytechnologiesfor2020.Generalpurpose,modulardesignmethodsandtoolscouldbeusedtomeetawiderangeofrapidlychangingcustomerrequirements.Designmethodswillalsohavetoconsiderconceptsandprocessesforavarietyofmaterials,constructions,environmentalconditions,anduniquefunctionalrequirements.

十大關(guān)鍵制造技術(shù)擴(kuò)展知識(shí)7)產(chǎn)品和工藝設(shè)計(jì)方法Productand688)增強(qiáng)型人-機(jī)界面ENHANCEDMACHINE-HUMANINTERFACES

Theinterfacesmustincludeallappropriatemediaforcommunication,buildingontherepertoireoftechnologiesusedtodayforvirtualreality.Ideally,interfaceswillbeadaptiveandcustomizable(i.e.,theywillbeabletoimprovecommunicationswithspecificindividualsastheyusetheinterfaces).Researchopportunitiesfallintotwoprincipalareas:technicaladvancesforthephysicalinterfaceandlearningtechnologiestoenhanceworkerperformance.

十大關(guān)鍵制造技術(shù)擴(kuò)展知識(shí)8)增強(qiáng)型人-機(jī)界面Theinterfaces699)勞動(dòng)力教育和培訓(xùn)

WORKFORCEEDUCATIONANDTRAINING

Educationalandtrainingmethodsthatwouldenableworkerstoassimilateknowledgetoimprovetheireffectivenessareprioritytechnologies.Constantchangesinmanufacturingwillplaceextremedemandsonpeopletoacquireandusenewknowledge.Educationandtrainingtechnologiesbasedonlearningtheoryandthecognitiveandlinguisticsciencescouldprovideknowledgeinformatsthatcouldbeusedeasilybyawidespectrumofindividuals.

十大關(guān)鍵制造技術(shù)擴(kuò)展知識(shí)9)勞動(dòng)力教育和培訓(xùn)Education7010)智能協(xié)作軟件

SOFTWAREFORINTELLIGENTCOLLABORATIONSYSTEMS

Thefinalprioritytechnologyissoftwareforintelligentsystemsforcollaboration.Intelligentsystemsforcollaborationwillenablepeoplearoundtheworld,whohavedifferentfunctionalexpertise,communicateindifferentlanguages,andcomefromdifferentcultures,tocollaborateandinterfacethroughautomatedprocessesandmachines.Collaborationsystemswillincorporatehuman-machineinterfacesthatcanadapttotheuser'sexpertise,language,andculture.十大關(guān)鍵制造技術(shù)擴(kuò)展知識(shí)10)智能協(xié)作軟件Thefinalprio71ThanksThanks72作業(yè)列舉目前機(jī)械工程領(lǐng)域的權(quán)威雜志名稱及主要欄目（10本）先進(jìn)制造技術(shù)的概念及發(fā)展趨勢(shì)作業(yè)列舉目前機(jī)械工程領(lǐng)域的權(quán)威雜志名稱及主要欄目（10本）73先進(jìn)制造技術(shù)導(dǎo)論主講：侯榮國(guó)

Email:hourongguo212@163.com

手機(jī)/p>

先進(jìn)制造技術(shù)

AdvancedManufactureTechnology先進(jìn)制造技術(shù)導(dǎo)論主講：侯榮國(guó)

E74本講主要內(nèi)容課程學(xué)習(xí)方法課程學(xué)習(xí)任務(wù)、問題和目標(biāo)課程主要內(nèi)容課程考核辦法第一章緒論課程相關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)備介紹本講主要內(nèi)容課程學(xué)習(xí)方法75學(xué)習(xí)方法本課程具有專業(yè)技術(shù)前沿性、、擴(kuò)展性、時(shí)代性特點(diǎn)，所以本課程學(xué)習(xí)不拘泥于教材，不拘泥于課堂教學(xué)，需要擴(kuò)展學(xué)習(xí)。電子閱覽室中查閱最新數(shù)字資源，網(wǎng)站最新動(dòng)態(tài)，國(guó)家乃至國(guó)際有關(guān)制造業(yè)的最新動(dòng)態(tài)。紙質(zhì)的參考書籍與科技期刊主要教材：

先進(jìn)制造技術(shù).王潤(rùn)孝等.科學(xué)出版社先進(jìn)制造技術(shù).盛曉敏等.機(jī)械工業(yè)出版社

理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合。討論會(huì)、報(bào)告會(huì)、展覽會(huì)學(xué)習(xí)方法本課程具有專業(yè)技術(shù)前沿性、、擴(kuò)展性、時(shí)代性特點(diǎn)，所以76課程學(xué)習(xí)要求課堂紀(jì)律：禁止遲到、早退，注意課堂秩序；作業(yè)要求：按時(shí)、保質(zhì)保量的完成；實(shí)驗(yàn)要求：按照分組要求認(rèn)真對(duì)待；考核辦法：平時(shí)成績(jī)（作業(yè)+課堂表現(xiàn)+實(shí)驗(yàn)成績(jī))20%+最后考試成績(jī)80%。課程學(xué)習(xí)要求課堂紀(jì)律：禁止遲到、早退，注意課堂秩序；77課程學(xué)習(xí)任務(wù)和問題目前，采用那些現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)？設(shè)計(jì)好的產(chǎn)品怎樣采用什么先進(jìn)的加工工藝制造出來？目前現(xiàn)代企業(yè)的采用哪些先進(jìn)的生產(chǎn)模式？如何認(rèn)識(shí)先進(jìn)制造技術(shù)在現(xiàn)實(shí)中的應(yīng)用？

課程學(xué)習(xí)任務(wù)和問題目前，采用那些現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)？78課程學(xué)習(xí)目標(biāo)認(rèn)識(shí)什么是先進(jìn)制造技術(shù)，理解先進(jìn)制造技術(shù)的特點(diǎn)。了解現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法、先進(jìn)制造工藝、制造自動(dòng)化及先進(jìn)生產(chǎn)管理模式等各自的特點(diǎn)，以及它們的高效性、經(jīng)濟(jì)性等。學(xué)會(huì)使用搜索引擎，數(shù)字資源有效地找到所需信息。課程學(xué)習(xí)目標(biāo)認(rèn)識(shí)什么是先進(jìn)制造技術(shù)，理解先進(jìn)制造技術(shù)的特點(diǎn)。791、緒論(2學(xué)時(shí)）制造與制造業(yè)、先進(jìn)制造技術(shù)的提出和進(jìn)展、先進(jìn)制造技術(shù)的內(nèi)容、內(nèi)涵和體系結(jié)構(gòu)

2、現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)（6學(xué)時(shí)）概述、數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)、現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法3、先進(jìn)制造工藝技術(shù)（18學(xué)時(shí)（包含4學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)））概述、材料受迫成形工藝技術(shù)、超精密加工技術(shù)、高速加工技術(shù)、微細(xì)加工技術(shù)、優(yōu)質(zhì)清潔表面工程技術(shù)、現(xiàn)代特種加工技術(shù)、微米/納米加工、快速原型制造技術(shù)、虛擬制造技術(shù)4、制造自動(dòng)化技術(shù)（2學(xué)時(shí)）概述、工業(yè)機(jī)器人技術(shù)、并聯(lián)加工機(jī)床、柔性制造技術(shù)5、現(xiàn)代生產(chǎn)管理技術(shù)（2學(xué)時(shí)）概述、現(xiàn)代生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)、產(chǎn)品全生命周期管理、物流系統(tǒng)管理、及時(shí)生產(chǎn)技術(shù)、現(xiàn)代質(zhì)量保證技術(shù)6、先進(jìn)生產(chǎn)制造模式（2學(xué)時(shí)）并行工程、精益生產(chǎn)、敏捷制造、智能制造系統(tǒng)課程主要內(nèi)容1、緒論(2學(xué)時(shí)）2、現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)（6學(xué)時(shí)）3、先進(jìn)制造工80現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法與理論

（6學(xué)時(shí)）現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)概述（1學(xué)時(shí)）并行設(shè)計(jì)與并行工程（1學(xué)時(shí)）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（2學(xué)時(shí)）綠色設(shè)計(jì)（2學(xué)時(shí)）現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法與理論

（6學(xué)時(shí)）現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)概述（1學(xué)時(shí)）81先進(jìn)制造工藝（18學(xué)時(shí)）超高速加工（4學(xué)時(shí)（包括2學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)））精密加工與微納米加工（8學(xué)時(shí)）特種加工（4學(xué)時(shí)（包括2學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)）））快速原型技術(shù)（2學(xué)時(shí)）機(jī)器人技術(shù)（2學(xué)時(shí)）FMS及CIMS（2學(xué)時(shí)）先進(jìn)的管理模式（PDM、ERP)(2學(xué)時(shí)）先進(jìn)生產(chǎn)模式與信息化（6學(xué)時(shí)）先進(jìn)制造工藝（18學(xué)時(shí)）超高速加工（4學(xué)時(shí)（包括2學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)）82第一章先進(jìn)制造技術(shù)概述一制造與制造技術(shù)的基本概念二先進(jìn)制造技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展三先進(jìn)制造技術(shù)的內(nèi)涵和結(jié)構(gòu)體系四先進(jìn)制造技術(shù)的特點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)第一章先進(jìn)制造技術(shù)概述一制造與制造技術(shù)的基本概念83原材料產(chǎn)品工藝、能源知識(shí)、技能、工具制造與物流有關(guān)的加工和裝配過程狹義制造

包括市場(chǎng)分析、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工裝配、質(zhì)量保證、生產(chǎn)管理、市場(chǎng)營(yíng)銷全過程廣義制造一制造與制造技術(shù)的基本概念原材料產(chǎn)品工藝、能源知識(shí)、技能、工具制造與物84制造技術(shù)

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)的總稱制造過程

產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、控制管理、使用、維修、報(bào)廢、回收等的全過程，也稱為產(chǎn)品生命周期硬件生產(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、制造工藝和方法、各種制造信息等一制造與制造技術(shù)的基本概念制造技術(shù)制造過程硬件生產(chǎn)設(shè)備、工具和材料、能源以及各種輔助裝85制造系統(tǒng)

制造系統(tǒng)是制造業(yè)的基本組成實(shí)體。制造系統(tǒng)具有特定功能的有機(jī)整體制造過程軟件硬件人員一制造與制造技術(shù)的基本概念制造系統(tǒng)制造系統(tǒng)具有特定功能的有機(jī)整體制造過程軟件硬件86制造業(yè)

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)化為供人們使用或利用的工業(yè)品或生活消費(fèi)品的行業(yè)。類別構(gòu)成比例類別構(gòu)成比例類別構(gòu)成比例金屬制品3.395食品工業(yè)15.335化工15.586一般機(jī)械8.625紡織7.193建材7.299運(yùn)輸機(jī)械6.424服裝5.018黑色冶金6.908電器設(shè)備5.125家具1.542有色冶金2.120電子設(shè)備4.588文教用品4.292其他制造1.681儀器儀表0.998油加工3.870我國(guó)制造分類和構(gòu)成一制造與制造技術(shù)的基本概念制造業(yè)類別構(gòu)成比例類別構(gòu)成比例類別構(gòu)成比例金屬制品87三大產(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)、畜禽業(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%）88√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√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)的地位和作用√提供人們衣、食、住、行物質(zhì)消費(fèi)制造業(yè)的地位和作用89√國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱、工業(yè)生產(chǎn)的技術(shù)支柱√制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)和重要的收入來源，國(guó)家實(shí)力的象征√工業(yè)經(jīng)濟(jì)年代經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的“發(fā)動(dòng)機(jī)”√一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)強(qiáng)大、經(jīng)濟(jì)騰飛的重要基礎(chǔ)√高新技術(shù)發(fā)展的平臺(tái)，為高新技術(shù)發(fā)展提供物質(zhì)條件，高技術(shù)成果走向應(yīng)用的接口、橋梁、通道√提高企業(yè)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)能力和技術(shù)創(chuàng)新能力的根本途徑√在未來的競(jìng)爭(zhēng)中，誰掌握了先進(jìn)的制造技術(shù)誰就掌握了市場(chǎng)制造業(yè)的地位和作用√國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱、工業(yè)生產(chǎn)的技術(shù)支柱√高新技術(shù)發(fā)展的平臺(tái)90工業(yè)經(jīng)濟(jì)時(shí)代生產(chǎn)要素：資本和勞動(dòng)力知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代生產(chǎn)要素：知識(shí)、資本和勞動(dòng)力提高生產(chǎn)率，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的驅(qū)動(dòng)器知識(shí)工業(yè)經(jīng)濟(jì)時(shí)代知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代當(dāng)前時(shí)代21世紀(jì)制造業(yè)面臨的挑戰(zhàn)和特征工業(yè)經(jīng)濟(jì)時(shí)代生產(chǎn)要素：資本和勞動(dòng)力知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代生產(chǎn)要素：知識(shí)91

先進(jìn)制造技術(shù)是制造業(yè)不斷吸收信息技術(shù)和現(xiàn)代管理技術(shù)的成果，并將其綜合應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工、檢測(cè)、管理、銷售、使用、服務(wù)乃至回收的制造全過程，以實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活生產(chǎn)，提高對(duì)動(dòng)態(tài)多變的市場(chǎng)的適應(yīng)能力和競(jìng)爭(zhēng)能力的制造技術(shù)的總稱。面向“大制造業(yè)”—機(jī)械制造、電子產(chǎn)品制造、材料制備、石油、化工、冶金、民用消費(fèi)品…任務(wù)：提高對(duì)動(dòng)態(tài)多變的產(chǎn)品市場(chǎng)的適應(yīng)能力和競(jìng)爭(zhēng)能力,實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、靈活、高效、清潔生產(chǎn),提供優(yōu)質(zhì)快捷服務(wù)目標(biāo)：理想的經(jīng)濟(jì)利益。“先進(jìn)”的內(nèi)涵：效益、相對(duì)、動(dòng)態(tài)。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)和現(xiàn)代管理技術(shù)的92先進(jìn)制造技術(shù)的特點(diǎn)

1)大制造、全過程、多學(xué)科的特點(diǎn)先進(jìn)制造技術(shù)已成為世界科技發(fā)展熱點(diǎn)，并正在形成一門新興工程科學(xué)，即現(xiàn)代機(jī)械制造，它具有“大制造、全過程、多學(xué)科”的新特點(diǎn)。大制造是一種廣義制造的概念，包括產(chǎn)品制造、流程制造、材料制備等；全過程不僅包括毛坯到成品的加工過程，還包括產(chǎn)品的市場(chǎng)分析、設(shè)計(jì)、加工、銷售、回收等；多學(xué)科是指微電子、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)通訊、管理、生命科學(xué)、材料科學(xué)與制造學(xué)科的交叉2)學(xué)科的交叉性和創(chuàng)新性學(xué)科交叉推動(dòng)了制造學(xué)科的發(fā)展。生物科學(xué)與制造科學(xué)交叉產(chǎn)生生物制造或仿生制造；管理科學(xué)與制造科學(xué)交叉產(chǎn)生工業(yè)工程科學(xué)；信息科學(xué)與制造科學(xué)交叉產(chǎn)生制造信息學(xué)先進(jìn)制造技術(shù)的特點(diǎn)1)大制造、全過程、多學(xué)科的特點(diǎn)93先進(jìn)制造技術(shù)的特點(diǎn)3)可持續(xù)發(fā)展的理念強(qiáng)調(diào)實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活生產(chǎn)，除優(yōu)質(zhì)、高效外，還考慮可持續(xù)發(fā)展，應(yīng)對(duì)21世紀(jì)環(huán)境問題的挑戰(zhàn)；4)應(yīng)用的廣泛性覆蓋了市場(chǎng)分析、設(shè)計(jì)、加工、裝配、銷售、維修、服務(wù)、回收等全過程；5)集成性和系統(tǒng)性強(qiáng)調(diào)以人為中心和技術(shù)、人、管理、信息的集成以及硬件和軟件的集成，更加重視制造過程的重組和管理改革；6)發(fā)展的動(dòng)態(tài)性不斷吸收高新技術(shù)成果，因而其內(nèi)涵不是一成不變的，不同時(shí)期、不同國(guó)家有不同特點(diǎn)。先進(jìn)制造技術(shù)的特點(diǎn)3)可持續(xù)發(fā)展的理念94傳統(tǒng)制造技術(shù)先進(jìn)制造技術(shù)系統(tǒng)性僅駕馭生產(chǎn)過程物質(zhì)流和能量流能駕馭生產(chǎn)過程物質(zhì)流、信息流和能量流廣泛性僅指將原材料變?yōu)槌善返募庸すに囏灤漠a(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工制造到產(chǎn)品銷售的整個(gè)過程集成性學(xué)科專業(yè)單一、獨(dú)立，相互間界限分明專業(yè)和學(xué)科不斷滲透、交叉融合，其界限逐漸淡化甚至消失動(dòng)態(tài)性不同時(shí)期、不同國(guó)家，其特點(diǎn)、重點(diǎn)、目標(biāo)和內(nèi)容不同實(shí)用性注重實(shí)踐效果，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，提高綜合競(jìng)爭(zhēng)力先進(jìn)制造技術(shù)的內(nèi)涵傳統(tǒng)制造技術(shù)先進(jìn)制造技術(shù)系統(tǒng)性僅駕馭生產(chǎn)過程能駕馭生產(chǎn)過程廣95第二節(jié)先進(jìn)制造技術(shù)產(chǎn)生的背景一、制造技術(shù)的發(fā)展及目前的背景制造技術(shù)的形成和發(fā)展是與制造業(yè)的誕生和發(fā)展相伴的，回顧200年的歷史，制造業(yè)的發(fā)展經(jīng)歷了五個(gè)主要階段：工場(chǎng)式生產(chǎn)時(shí)期--18世紀(jì)后半葉，蒸汽機(jī)的發(fā)明開始了以機(jī)器為主導(dǎo)的制造業(yè)新紀(jì)元，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)末內(nèi)燃機(jī)的出現(xiàn)引發(fā)制造業(yè)革命，由福特開創(chuàng)了流水線、大批量生產(chǎn)模式和制造技術(shù)分工；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、FMS等。綜合自動(dòng)化發(fā)展時(shí)期--自80年代，CAD/CAM/CAPP/CAE/CAT；MRP,MRPⅡ,ERP,CNC,FMC/FMS,ROBOT；CIMS,CE,LP第二節(jié)先進(jìn)制造技術(shù)產(chǎn)生的背景一、制造技術(shù)的發(fā)展及目前的背96先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的背景消費(fèi)觀念的變化消費(fèi)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(gè)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(bǔ)補(bǔ)又三年”的觀念逐步消失；對(duì)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。先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的背景消費(fèi)觀念的變化97先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的背景制造全球化與貿(mào)易自由化原因：世界自由貿(mào)易體制進(jìn)一步完善；全球交通運(yùn)輸進(jìn)一步完善；全球通訊網(wǎng)絡(luò)建立；國(guó)際經(jīng)濟(jì)合作與交往日益緊密；經(jīng)濟(jì)全球化導(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(gè)統(tǒng)一的大市場(chǎng)使得：任何國(guó)家、地區(qū)，不論實(shí)行怎樣的社會(huì)制度，都不可能離開世界市場(chǎng)而獨(dú)立謀求發(fā)展；制造業(yè)發(fā)展進(jìn)入國(guó)家目標(biāo)層次，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)；供應(yīng)與需求全國(guó)化、國(guó)際化，不同時(shí)間、地區(qū)、國(guó)家，市場(chǎng)需求有波動(dòng)；對(duì)于同一用戶、同一產(chǎn)品，可供選擇的市場(chǎng)國(guó)際化、競(jìng)爭(zhēng)國(guó)際化先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的背景制造全球化與貿(mào)易自由化98先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的背景科技進(jìn)步與信息社會(huì)從微電子、信息（計(jì)算機(jī)與通信、控制理論、人工智能等）、新材料、系統(tǒng)科學(xué)為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(dòng)的深度和廣度，急劇的改變了現(xiàn)代設(shè)計(jì)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。先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的背景科技進(jìn)步與信息社會(huì)99先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的背景高新技術(shù)的綜合作用促進(jìn)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(cè)）兩個(gè)方向上的蓬勃發(fā)展，成為一門涵蓋整個(gè)生產(chǎn)過程的各個(gè)環(huán)節(jié)（市場(chǎng)分析、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝規(guī)劃、加工準(zhǔn)備、制造裝配、監(jiān)控檢測(cè)、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(jī)器、能量、信息等多種資源的組織、控制與管理，橫跨多個(gè)學(xué)科的集成技術(shù)。先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的背景高新技術(shù)的綜合作用促進(jìn)了制造技術(shù)在宏觀100先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的背景環(huán)境保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng)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(duì)制造業(yè)及其產(chǎn)品的制約：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(gè)重要問題。先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的背景環(huán)境保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng)與可持續(xù)發(fā)展101二、先進(jìn)制造技術(shù)的提出

AdvancedManufacturingTechnology—AMT首先由美國(guó)于20世紀(jì)80年代提出。20世紀(jì)80年代，美國(guó)政府開始認(rèn)識(shí)到制造技術(shù)和制造能力的重要性。1988年，美國(guó)政府投資進(jìn)行大規(guī)?！?1世紀(jì)制造企業(yè)戰(zhàn)略’研究，不久提出先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展目標(biāo)，制定并實(shí)施了‘先進(jìn)制造技術(shù)計(jì)劃（ATP）’和‘制造技術(shù)中心計(jì)劃(MTC)’。二、先進(jìn)制造技術(shù)的提出1021、先進(jìn)制造技術(shù)計(jì)劃（ATP）ATP由美國(guó)聯(lián)邦政府科學(xué)、工程和技術(shù)協(xié)調(diào)委員會(huì)（FCCSET）提出。研究?jī)?nèi)容：現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法與技術(shù)、先進(jìn)制造工藝與技術(shù)、先進(jìn)制造過程的支撐技術(shù)與輔助技術(shù)、制造基礎(chǔ)設(shè)施。目標(biāo)：促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)；提高能源效益，減少污染；使制造業(yè)在世界市場(chǎng)更具競(jìng)爭(zhēng)力；使教育系統(tǒng)對(duì)每個(gè)學(xué)生進(jìn)行更富有挑戰(zhàn)性的教育。鼓勵(lì)科學(xué)界把確保國(guó)家安全和提高國(guó)民生活質(zhì)量作為核心目標(biāo)。1、先進(jìn)制造技術(shù)計(jì)劃（ATP）1032、制造技術(shù)中心計(jì)劃（MTC）又稱“合作伙伴計(jì)劃”，由美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院制定并實(shí)施。目標(biāo)：面向美國(guó)35萬家中小企業(yè)。主要內(nèi)容：在技術(shù)擁有者（通常為政府的研究機(jī)構(gòu)、國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和大學(xué)）與需要這些技術(shù)的中小企業(yè)之間建立合作的橋梁。方法：由國(guó)會(huì)撥款設(shè)立地區(qū)性的制造技術(shù)中心，為中小企業(yè)展示新的制造技術(shù)和設(shè)備并進(jìn)行培訓(xùn)，幫助他們選用。2、制造技術(shù)中心計(jì)劃（MTC）104三、先進(jìn)制造技術(shù)的實(shí)施及效果

美國(guó)在AMT實(shí)施過程中建立了由5個(gè)層次組成的研究開發(fā)與推廣體系。1、國(guó)家研究與協(xié)調(diào)機(jī)構(gòu)主要指NIST，負(fù)責(zé)ATP和MTC兩項(xiàng)計(jì)劃的組織與實(shí)施。2、地區(qū)性組織與協(xié)調(diào)機(jī)構(gòu)組織企業(yè)進(jìn)行合作研究開發(fā)。3、大學(xué)研究機(jī)構(gòu)與企業(yè)協(xié)作，主持或參與重大課題的研究。4、制造技術(shù)中心從事推廣和培訓(xùn)工作。5、企業(yè)技術(shù)開發(fā)機(jī)構(gòu)企業(yè)自身的研究開發(fā)機(jī)構(gòu)，也可承擔(dān)國(guó)家的研究課題。三、先進(jìn)制造技術(shù)的實(shí)施及效果105

“2mm”工程：美國(guó)在汽車生產(chǎn)中實(shí)施的研究項(xiàng)目，聯(lián)合多家汽車公司、大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)，對(duì)汽車覆蓋件的制造技術(shù)進(jìn)行綜合研究，最終使轎車覆蓋件的制造誤差控制在2mm之內(nèi)，從而使轎車車身的制造精度達(dá)到了日本豐田公司的水平。至1994年，美國(guó)汽車產(chǎn)量重新超過日本，并重新占領(lǐng)歐美市場(chǎng)。

“2mm”工程：1061、FCCSET先進(jìn)制造技術(shù)體系結(jié)構(gòu)美國(guó)聯(lián)邦政府科學(xué)、工程和技術(shù)協(xié)調(diào)委員會(huì)（FCCSET）下屬的工業(yè)和技術(shù)委員會(huì)先進(jìn)制造技術(shù)工作組，于1994年提出AMT的分類目錄，指出AMT是制造技術(shù)和現(xiàn)代高新技術(shù)結(jié)合而產(chǎn)生的一個(gè)完整的技術(shù)群。

AMT包括主體技術(shù)群、支撐技術(shù)群、制造基礎(chǔ)設(shè)施三個(gè)部分。第三節(jié)先進(jìn)制造技術(shù)的體系結(jié)構(gòu)1、FCCSET先進(jìn)制造技術(shù)體系結(jié)構(gòu)第三節(jié)先進(jìn)制造技術(shù)的107

（1）主體技術(shù)群主體技術(shù)群是制造技術(shù)的核心，包括有關(guān)產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)和工藝技術(shù)兩部分。1）面向制造的設(shè)計(jì)技術(shù)群，又稱產(chǎn)品和工藝設(shè)計(jì)技術(shù)群。主要內(nèi)容：產(chǎn)品、工藝過程和工廠設(shè)計(jì)；快速樣件成形技術(shù)；并行工程等。2）制造工藝技術(shù)群，又稱加工和裝配技術(shù)群。主要內(nèi)容：材料生產(chǎn)工藝；加工工藝；連接與裝配；測(cè)試與檢驗(yàn)；節(jié)能與清潔化生產(chǎn)技術(shù)；維修技術(shù)等。

（1）主體技術(shù)群108

（2）支撐技術(shù)群支撐技術(shù)群：指支持設(shè)計(jì)和制造工藝兩方面取得進(jìn)步的基礎(chǔ)性核心技術(shù)，是保證和改善主體技術(shù)協(xié)調(diào)運(yùn)行所需的技術(shù)、工具、手段和系統(tǒng)集成的基礎(chǔ)技術(shù)。包括：信息技術(shù)；標(biāo)準(zhǔn)和框架；機(jī)床和工具技術(shù)；傳感和控制技術(shù)等。（2）支撐技術(shù)群109

（3）制造技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施制造技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施：指使先進(jìn)制造技術(shù)適用于具體企業(yè)應(yīng)用環(huán)境，充分發(fā)揮其功能，取得最佳效益的一系列基礎(chǔ)措施。其主要方面涉及：新型企業(yè)組織形式與科學(xué)管理；準(zhǔn)時(shí)信息系統(tǒng)(Just-in-Time-Information)；

市場(chǎng)營(yíng)銷與用戶/供應(yīng)商交換作用；工作人員的招聘、使用、培訓(xùn)和教育；全面質(zhì)量管理；全局監(jiān)督與基準(zhǔn)評(píng)測(cè)；技術(shù)獲取和利用等。（3）制造技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施110

2、AMST多層次先進(jìn)制造技術(shù)體系由美國(guó)機(jī)械科學(xué)研究院（AMST）提出的多層次結(jié)構(gòu)體系，以優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活的基礎(chǔ)制造技術(shù)為核心，包括三個(gè)層次：1）現(xiàn)代設(shè)計(jì)、制造工藝基礎(chǔ)技術(shù)2）新型制造單元技術(shù)3）系統(tǒng)集成技術(shù)2、AMST多層次先進(jìn)制造技術(shù)體系111

1）現(xiàn)代設(shè)計(jì)、制造工藝基礎(chǔ)技術(shù)包括CAD、CAPP、NCP、精密下料、精密塑性成形、精密鑄造、精密加工、精密測(cè)量、毛坯強(qiáng)韌化、精密熱處理、優(yōu)質(zhì)高效連接技術(shù)、功能性防護(hù)涂層、現(xiàn)代管理技術(shù)等。1）現(xiàn)代設(shè)計(jì)、制造工藝基礎(chǔ)技術(shù)112

2）新型制造單元技術(shù)這是在市場(chǎng)需求及新興產(chǎn)業(yè)的帶動(dòng)下，制造技術(shù)與電子、信息、新材料、新能源、環(huán)境科學(xué)、系統(tǒng)工程、現(xiàn)代管理的個(gè)高新技術(shù)結(jié)合而形成的嶄新制造技術(shù)。包括：制造自動(dòng)化單元技術(shù)、極限加工技術(shù)、質(zhì)量與可靠性技術(shù)、系統(tǒng)管理技術(shù)、CAD/CAE/CAPP/CAM、清潔生產(chǎn)技術(shù)、新材料成形加工技術(shù)、激光與高密度能源加工技術(shù)、工藝模擬及工藝設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)等。2）新型制造單元技術(shù)113

3）系統(tǒng)集成技術(shù)這是應(yīng)用信息技術(shù)和系統(tǒng)管理技術(shù)，通過網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)現(xiàn)代設(shè)計(jì)、制造工藝基礎(chǔ)技術(shù)和新型制造單元技術(shù)兩個(gè)層次的技術(shù)集成而形成的，包括：

FMS、CIMS、IMS以及虛擬制造技術(shù)等。3）系統(tǒng)集成技術(shù)114第四節(jié)先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)一、先進(jìn)制造技術(shù)的特點(diǎn)1、是一項(xiàng)綜合性技術(shù)；2、是一項(xiàng)動(dòng)態(tài)發(fā)展技術(shù)；3、是面向工業(yè)應(yīng)用的技術(shù)；4、是面向全球競(jìng)爭(zhēng)的技術(shù)；5、是面向21世紀(jì)的技術(shù)。第四節(jié)先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)一、先進(jìn)制造技術(shù)的特點(diǎn)115

1）集成化集成是綜合自動(dòng)化的一個(gè)重要特征。集成化符合系統(tǒng)工程的思想。

CAD/CAPP/CAM系統(tǒng)的出現(xiàn)，使設(shè)計(jì)與制造得以集成；

FMC、FMS的發(fā)展，使加工過程、檢測(cè)過程、控制過程、物流過程實(shí)現(xiàn)集成。

CIM的核心是通過信息集成，使一個(gè)個(gè)自動(dòng)化孤島有機(jī)地聯(lián)系在一起；

CE強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品及其相關(guān)過程設(shè)計(jì)的集成。制造自動(dòng)化為集成化提供了有利條件，而集成化是制造自動(dòng)化深入發(fā)展的必然結(jié)果。1）集成化116

信息技術(shù)、管理技術(shù)與工藝技術(shù)緊密結(jié)合，先進(jìn)制造生產(chǎn)模式獲得不斷發(fā)展制造業(yè)在經(jīng)歷了少品種小批量－－少品種大批量、－－多品種小批量生產(chǎn)模式的過渡后，70年代、80年代開始采用計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）進(jìn)行制造的柔性生產(chǎn)的模式，并逐步向智能制造技術(shù)（IMT）和智能制造系統(tǒng)（IMS）的方向發(fā)展。精益生產(chǎn)（LP）、靈捷制造（AM）等先進(jìn)制造模式相繼出現(xiàn)，預(yù)計(jì)21世紀(jì)初，先進(jìn)制造模式必將獲得不斷發(fā)展。上述幾種先進(jìn)制造生產(chǎn)模式的進(jìn)展，主要體現(xiàn)了以下五個(gè)轉(zhuǎn)變：

1）從以技術(shù)為中心向以人為中心轉(zhuǎn)變；

2）從金字塔式的多層次生產(chǎn)向扁平的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變；

3）從傳統(tǒng)的順序工作方式向并行工作方式轉(zhuǎn)變；

4）從按功能劃分部門的固定組織形式向動(dòng)態(tài)的、自主管理的小組工作組織形式轉(zhuǎn)變；

5）從質(zhì)量第一的競(jìng)爭(zhēng)策略向快速響市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)策略轉(zhuǎn)變。先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

信息技術(shù)、管理技術(shù)與工藝技術(shù)緊密結(jié)合，先進(jìn)制造生產(chǎn)模式117

2）柔性化柔性化的進(jìn)一步發(fā)展，是要求能夠快速實(shí)現(xiàn)制造系統(tǒng)的重組，包括企業(yè)內(nèi)部制造設(shè)備與工具系統(tǒng)的重組，以及企業(yè)之間的重組。模塊化技術(shù)，是提高制造自動(dòng)化系統(tǒng)柔性的重要策略和方法。包括硬件和軟件的模塊化設(shè)計(jì)、模塊化產(chǎn)品設(shè)計(jì)和模塊化制造系統(tǒng)。2）柔性化1183）網(wǎng)絡(luò)