機(jī)電企業(yè)管理導(dǎo)論第八章課件

第8章制造業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢1.了解制造行為的“三域活動(dòng)”2.掌握我國制造業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀3.熟悉國際先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀、特點(diǎn)與趨勢4.掌握制造業(yè)信息化的內(nèi)容與關(guān)鍵技術(shù)8.1制造業(yè)內(nèi)涵與制造行為“三域活動(dòng)”制造業(yè)內(nèi)涵與重要地位制造行為的“三域活動(dòng)”加工域活動(dòng)的集成性和分類加工域活動(dòng)的技術(shù)發(fā)展趨勢8.1.1制造業(yè)內(nèi)涵與重要地位制造業(yè)是對(duì)原材料進(jìn)行加工或再加工，以及零部件裝配的工業(yè)的總稱。包括物理、概念和轉(zhuǎn)移過程。8.1.1制造業(yè)內(nèi)涵與重要地位制造業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位：經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要增長點(diǎn)之一，是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，是從農(nóng)業(yè)小生產(chǎn)向工業(yè)文明演進(jìn)的物質(zhì)基礎(chǔ)。國民經(jīng)濟(jì)第一產(chǎn)業(yè)第二產(chǎn)業(yè)第三產(chǎn)業(yè)農(nóng)林牧漁業(yè)工業(yè)建筑業(yè)金融保險(xiǎn)業(yè)等12產(chǎn)業(yè)部門采掘業(yè)制造業(yè)電力煤氣水生產(chǎn)供應(yīng)業(yè)8.1.1制造業(yè)內(nèi)涵與重要地位制造業(yè)不是夕陽工業(yè)1.美國的教訓(xùn)1)上個(gè)世紀(jì)70年代,美國不重視制造業(yè),把制造業(yè)稱為“夕陽工業(yè)”,結(jié)果導(dǎo)致美國80年代的經(jīng)濟(jì)衰退。2)80年代后期，美國的一些國會(huì)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，1991年，布什政府期間，美國白宮科學(xué)技術(shù)政策辦公室發(fā)表了總數(shù)為22項(xiàng)的美國國家關(guān)鍵技術(shù)，其中制造技術(shù)占4項(xiàng)，標(biāo)志著美國科技政策的轉(zhuǎn)變。3)克林頓上臺(tái)后，對(duì)制造業(yè)大力支持，他把先進(jìn)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(jī)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(jìn)展，使美國的經(jīng)濟(jì)連續(xù)

8年取得了2-3%的增長率，而且還同時(shí)保持低通脹率和低失業(yè)率。這就是克林頓雖發(fā)生丑聞而未被彈劾的主要原因。8.1.1制造業(yè)內(nèi)涵與重要地位制造業(yè)不是夕陽工業(yè)2.日本的經(jīng)驗(yàn)1）在上個(gè)世紀(jì)70-80年代，日本非常重視制造業(yè)，特別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，特別是大舉進(jìn)入了美國市場。2）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。1991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“日本的芯片打敗了伊拉克的鋼片”。8.1.1制造業(yè)內(nèi)涵與重要地位制造業(yè)的重要地位體現(xiàn)的幾個(gè)方面：工業(yè)的主體，國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)生產(chǎn)工具、生活資料、科技手段、農(nóng)業(yè)和國防裝備及其進(jìn)步的依托，是現(xiàn)代化進(jìn)步的動(dòng)力源現(xiàn)代文明的基礎(chǔ)人類文明的支柱之一工業(yè)生產(chǎn)的4/5、國民生產(chǎn)總值的1/3、財(cái)政收入的1/3以上、出口總額的9/10來自制造業(yè)。8.1.1制造業(yè)內(nèi)涵與重要地位機(jī)械制造業(yè)發(fā)展體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：產(chǎn)品本身—從單純追求數(shù)量，到對(duì)質(zhì)量和數(shù)量的全面要求。生產(chǎn)模式—要求快速響應(yīng)、快速重組增產(chǎn)方式—從粗放型向集約型發(fā)展、網(wǎng)絡(luò)化、全球化、知識(shí)化生產(chǎn)要求—從實(shí)用、價(jià)廉物美到價(jià)廉物美、服務(wù)好、文化含量高學(xué)科基礎(chǔ)—從經(jīng)典力學(xué)經(jīng)驗(yàn)到多學(xué)科及其最新成就立足之本—從對(duì)設(shè)備、技術(shù)的依賴到對(duì)高素質(zhì)人才的渴求8.1.3制造活動(dòng)“三域行為”加工域行為：高速切削和干式切削物流域行為：刀庫和換刀系統(tǒng)信息域行為：多傳感器信息融合多域綜合：FMS、CIMS8.1.5加工域活動(dòng)的分類1.減量制造：車削、鉆削、銑削、磨削及電火花加工、電化學(xué)加工等8.1.5加工域活動(dòng)的分類2.增量制造CAD系統(tǒng)設(shè)計(jì)零件三維模型CAD軟件對(duì)零件離散化CAM軟件切片CAM軟件生成掃描路徑

增量制造的幾種典型工藝：立體光刻法——使用激光照射光敏樹脂而固化分層實(shí)體制造——使用激光或刀片切割有粘性的層片粘結(jié)成形選擇性激光燒結(jié)——使用激光燒結(jié)粉末狀的金屬或其余物料，直接成形金屬制品增量制造技術(shù)的優(yōu)勢：省資源、少污染、快響應(yīng)、突破傳統(tǒng)制造機(jī)理8.1.5加工域活動(dòng)的分類8.1.6加工域活動(dòng)的技術(shù)發(fā)展趨勢3.技術(shù)發(fā)展的特點(diǎn)（1）從減料加工到增料加工（2）從制造死物到制造活物（3）從他成形到自成形8.2我國制造業(yè)的基本現(xiàn)狀及主要問題1.制造業(yè)歷史的回顧2.我國制造業(yè)的基本情況3.我國制造業(yè)的問題8.2.1制造業(yè)歷史的回顧18世紀(jì)后期，蒸汽機(jī)，出現(xiàn)工場式生產(chǎn)20世紀(jì)初，內(nèi)燃機(jī)，出現(xiàn)流水式和大批量生產(chǎn)模式20世紀(jì)40年代，向高質(zhì)量和柔性生產(chǎn)發(fā)展20世紀(jì)70年代，計(jì)算機(jī)集成制造、精益生產(chǎn)20世紀(jì)90年代，智能制造、敏捷制造8.2.3我國制造業(yè)的問題尷尬的數(shù)據(jù)1.我國出口的產(chǎn)品大都是中低擋的,企業(yè)大都采取貼牌生產(chǎn)(OEM)的制造方式,外貿(mào)200強(qiáng)企業(yè)出口值有74%是通過加工貿(mào)易方式實(shí)現(xiàn)的;2.我國鋼產(chǎn)量已是世界第一,但高級(jí)鋼材每年卻需進(jìn)口近千萬噸;3.2001年,世界500強(qiáng)企業(yè)中,我國有11家入圍,但沒有一家是制造業(yè);4.格蘭仕已成為世界最大的微波爐生產(chǎn)商,然而其關(guān)鍵零部件磁控管至今仍然依靠進(jìn)口.我國已是全球最大的空調(diào)生產(chǎn)基地,然而高性能柜機(jī)仍要采用美國谷輪公司的渦旋壓縮機(jī).8.2.3我國制造業(yè)的問題尷尬的數(shù)據(jù)5.總體規(guī)模落后。我國制造業(yè)雖名列世界第四,但總體規(guī)模僅相當(dāng)美國的1/5，日本的1/4。6.人均勞動(dòng)生產(chǎn)率落后。我國制造業(yè)的人均勞動(dòng)生產(chǎn)率遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國家,僅為美國的1/25、日本的1/26、德國的1/20；7.制造業(yè)結(jié)構(gòu)仍然偏輕。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%)；8.2.3我國制造業(yè)的問題尷尬的數(shù)據(jù)8.技術(shù)創(chuàng)新能力十分薄弱。產(chǎn)業(yè)主體技術(shù)依靠國外，有自主知識(shí)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)增加值率僅為26%，遠(yuǎn)低于美國（49%）日本（38%）、德國（48.5%),并且呈現(xiàn)逐年降低的趨勢;9.低水平生產(chǎn)能力嚴(yán)重過剩。據(jù)第三次全國工業(yè)普查,機(jī)械電子、化工、建材、輕工、冶金等行業(yè)生產(chǎn)能力利用率分別為51.86%、54.45%、54.9%、64%、46.09%和5.55%,而同時(shí)高水平生產(chǎn)能力不足，大量先進(jìn)裝備仍主要依賴進(jìn)口。8.2.6中國制造業(yè)的發(fā)展趨勢、方向1.從傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)向高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展

2.從單純的加工制造向研發(fā)、生產(chǎn)、營銷、服務(wù)一體化發(fā)展

3.從低附加值向高附加值發(fā)4.從勞動(dòng)密集型為主向勞動(dòng)密集型和技術(shù)密集型相結(jié)合發(fā)展

5.從面向國內(nèi)市場為主向國內(nèi)市場與國際市場相結(jié)合發(fā)6.從國有企業(yè)為主向國有、民營、外資多種所有制發(fā)展8.3國際先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀1.先進(jìn)制造業(yè)技術(shù)的特點(diǎn)2.新世紀(jì)產(chǎn)品開發(fā)過程的特征3.現(xiàn)代制造系統(tǒng)的模式和哲理4.發(fā)達(dá)國家21世紀(jì)制造業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略8.3.1先進(jìn)制造業(yè)技術(shù)的特點(diǎn)1）高效、優(yōu)質(zhì)、低耗、清潔、靈活生產(chǎn)2）覆蓋市場分析、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工、裝配、銷售、維修、服務(wù)及回收再生全過程3）強(qiáng)調(diào)人、技術(shù)、管理和信息的四維集成和物質(zhì)流、能量流、信息流、知識(shí)流的四流交匯4）更加重視制造過程組成及管理的合理化和革新先進(jìn)制造技術(shù)＝制造技術(shù)＋信息技術(shù)＋管理科學(xué)8.3.3現(xiàn)代制造系統(tǒng)的模式和哲理企業(yè)成功的關(guān)鍵因素：上市時(shí)間T質(zhì)量Q產(chǎn)品成本C服務(wù)S環(huán)境E靈活F現(xiàn)代制造系統(tǒng)的變革：成組技術(shù)（相似性）CIM（集成）并行工程（同步）JIT（準(zhǔn)確）智能制造系統(tǒng)（智能）敏捷制造（靈活）精益生產(chǎn)（簡化）電子商務(wù)（EC）8.3.4發(fā)達(dá)國家21世紀(jì)制造業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略1.企業(yè)戰(zhàn)略的轉(zhuǎn)變8.3.4發(fā)達(dá)國家21世紀(jì)制造業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略2.制造業(yè)在美國經(jīng)濟(jì)的重要性雇用了75％的科學(xué)家和90％的非軍事的R&DGNP的1/5為其他經(jīng)濟(jì)部門提供基本產(chǎn)品每100份工作支持60個(gè)以上非制造業(yè)職位8.3.4發(fā)達(dá)國家21世紀(jì)制造業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略3.發(fā)達(dá)國家制造業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略20世紀(jì)90年代，美國政府提出“先進(jìn)制造技術(shù)”計(jì)劃2002，歐盟提出“第六框架計(jì)劃”2000，洛克希德-馬丁公司提出了虛擬工廠概念日本政府計(jì)劃在21世紀(jì)前5年建成全國超高速信息通信網(wǎng)8.4先進(jìn)制造業(yè)技術(shù)的特點(diǎn)與發(fā)展趨勢1.先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展特點(diǎn)2.先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展趨勢8.4.1先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展特點(diǎn)信息技術(shù)—越來越重要成形技術(shù)—精密、凈成形柔性和可重構(gòu)性是顯著特點(diǎn)智能化、數(shù)字化綠色制造成為重要特征設(shè)計(jì)技術(shù)不斷現(xiàn)代化加工技術(shù)—超精密、高速虛擬制造和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)提高市場反應(yīng)的技術(shù)應(yīng)用管理創(chuàng)新8.4.2先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展趨勢先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展趨勢：數(shù)、精、極、自、集、網(wǎng)、智、綠數(shù)字化精密化極端條件自動(dòng)化集成化網(wǎng)絡(luò)化智能化綠色8.4.2先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展趨勢1.“數(shù)”是發(fā)展的核心數(shù)字化制造是指制造領(lǐng)域的數(shù)字化。以設(shè)計(jì)為中心的數(shù)字制造以控制為中心的數(shù)字制造以管理為中心的數(shù)字制造8.4.2先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展趨勢2.“精”是發(fā)展的關(guān)鍵精是精密化，是指加工精度及其發(fā)展。20世紀(jì)初，超精密加工的誤差為10μm

30年代，達(dá)到1μm

50年代，達(dá)到0.1μm

80年代，達(dá)到0.01μm

至今，達(dá)到0.001μm

8.4.2先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展趨勢2.“精”是發(fā)展的關(guān)鍵納米級(jí)加工是移動(dòng)原子級(jí)的加工。微電子芯片的制造，有所謂的“三超”：超凈，加工車間塵埃顆粒直徑小于1μm

超純，芯片材料有害雜質(zhì)含量小于10-9

超精，加工精度達(dá)納米級(jí)8.4.2先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展趨勢現(xiàn)代超精密機(jī)械對(duì)精度的要求8.4.2先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展趨勢3.“極”是發(fā)展的焦點(diǎn)極是極端條件，制造技術(shù)有極的要求。信息領(lǐng)域：分子存儲(chǔ)器、芯片加工設(shè)備生命領(lǐng)域：克隆技術(shù)、基因操作系統(tǒng)

航空航天領(lǐng)域：微型飛機(jī)、納米衛(wèi)星

微型測試領(lǐng)域：微傳感器、微顯微鏡

微型機(jī)器人領(lǐng)域：醫(yī)療儀器、竊聽和收集情報(bào)8.4.2先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展趨勢3.“極”是發(fā)展的焦點(diǎn)采用硅微工藝刻蝕制造的微機(jī)械手8.4.2先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展趨勢4.“自”是發(fā)展的條件自是自動(dòng)化。從1870年至1980年，加工過程的效率提高到20倍，而管理效率提高了1.8~2.2倍，設(shè)計(jì)效率提高了1.2倍。

自動(dòng)化是先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的前提條件。8.4.2先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展趨勢4.“自”是發(fā)展的條件1.CAD/CAM技術(shù)(包括CAT/CAE/---CAX)2.數(shù)字控制技術(shù)3.機(jī)電一體化技術(shù)(包括光、液、氣)4.傳感器與測試技術(shù)5.伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)6.自動(dòng)機(jī)技術(shù)(包括輸送、存儲(chǔ)、裝卸及機(jī)器人)7.加工、裝配和檢驗(yàn)中的自動(dòng)化技術(shù)8.制造系統(tǒng)技術(shù)9.管理信息化技術(shù)10.回收與維修中的自動(dòng)化技術(shù)結(jié)論：制造自動(dòng)化技術(shù)的基礎(chǔ)是數(shù)字技術(shù)制造中的自動(dòng)化技術(shù)8.4.2先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展趨勢5.“集”是發(fā)展的方向集是集成化，知識(shí)的集成?，F(xiàn)代技術(shù)的集成加工技術(shù)的集成企業(yè)集成8.4.2先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展趨勢6.“網(wǎng)”是發(fā)展的道路網(wǎng)是網(wǎng)絡(luò)化。決定因素：生產(chǎn)組織變革和生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展利用網(wǎng)絡(luò)充分享用有關(guān)資源必然導(dǎo)致制造過程與制造的分散化、網(wǎng)絡(luò)化8.4.2先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展趨勢7.“智”是發(fā)展的前景智是智能化。人機(jī)一體化自律能力自組織與超柔性學(xué)習(xí)能力與自我維護(hù)能力

具有更高級(jí)的人類思維日本的娛樂類機(jī)器寵物智能“家電”8.4.2先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展趨勢8.“綠”是發(fā)展的必然綠是綠色。8.4.3有機(jī)整體與見人見物先進(jìn)制造技術(shù)的上述八個(gè)方面相互滲透、相互依賴、相互促進(jìn)，形成一個(gè)整體；它們同時(shí)服務(wù)于制造技術(shù)的。先進(jìn)制造技術(shù)要以人為本，體現(xiàn)人文文化和精神。8.4.4發(fā)展制造業(yè)需處理的關(guān)系1）工業(yè)增長速度快，經(jīng)濟(jì)效益低2）關(guān)鍵生產(chǎn)技術(shù)落后，技術(shù)裝備水平低3）市場服務(wù)體系不健全4）農(nóng)村勞動(dòng)力轉(zhuǎn)移遲緩，城市化水平低我國工業(yè)化進(jìn)程的特點(diǎn)：8.4.4發(fā)展制造業(yè)需處理的關(guān)系1）發(fā)展高技術(shù)與發(fā)展制造業(yè)相輔相成2）勞動(dòng)密集型、資金密集型與技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)3）裝備制造業(yè)與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)4）經(jīng)濟(jì)全球化和“民族工業(yè)”的關(guān)系：三種觀點(diǎn)8.5制造業(yè)信息化1.信息化是一次社會(huì)革命2.以信息化帶動(dòng)工業(yè)化3.制造業(yè)信息化工程4.制造業(yè)信息化內(nèi)容與關(guān)鍵技術(shù)5.信息化過程應(yīng)注意的問題8.5.1信息化是一次社會(huì)革命農(nóng)業(yè)革命：經(jīng)歷了5000~10000年的歷史工業(yè)革命：1763~1970年，人類征服和改造自然信息革命：1970年至今8.5.2以信息化帶動(dòng)工業(yè)化信息資源成為與材料和能源同等重要的戰(zhàn)略資源信息技術(shù)以其滲透性和先進(jìn)性與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)結(jié)合信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展為世界范圍內(nèi)的朝陽產(chǎn)業(yè)信息化成為推進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的助力器信息化水平是現(xiàn)代化水平和綜合實(shí)力的重要標(biāo)志8.5.3制造業(yè)信息化工程1）信息技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用2）信息資源的開發(fā)和利用3）信息產(chǎn)品制造業(yè)不斷發(fā)展8.5.4制造業(yè)信息化內(nèi)容與關(guān)鍵技術(shù)制造業(yè)信息化是要實(shí)現(xiàn)企業(yè)數(shù)字化，由設(shè)計(jì)數(shù)字化、生產(chǎn)過