先进制造系统重点习题(答案)

第一章先进制造技术概述

1.先进制造技术是什么?

答: 先进制造技术(Advance Manufacturing Technology，AMT)是传统制造技术、信息技术、计算机技术、自动化技术与管理科学等多学科先进技术的综合，并应用于制造工程之中所形成的一个学科体系。

2.发展趋势：精密化，柔性化，网络化，虚拟化，智能化，清洁化，集成化，全球化

3.很多国家特别是美国把制定制造业发展战略列为重中之重，原因是什么?

答: ①世界经济发展的趋势表明，制造业是一个国家经济发展的基石，也是增强国家竞争力的基础；

②制造业是解决就业矛盾的一个重要领域，也是21世纪提高一个国家整体就业水平的重要基础；

③制造业不仅是高新技术的载体，而且也是高新技术发展的动力。

1.什么是制造系统?制造技术？

答: 制造过程及其所涉及的硬件包括人员、生产设备、材料、能源和各种辅助装置以及有关软件包括制造理论、制造技术(制造工艺和制造方法等)和制造信息等组成了一个具有特定功能的有机整体，称之为制造系统。

制造技术是按照人们所需的目的，运用知识和技能，利用客观物质工具，是原材料转变为产品的技术总称。2.制造业面临着新的历史性发展机遇和更加严峻的挑战?

答：(1)产品生命周期缩短。现代科技以日新月异的速度发展，新产品层出不穷。产品的生命周期(一个产品从开发设计到被市场淘汰所经历的时间)大大缩短。

(2)用户需求多样化。用户追求多样化和个性化已逐渐成为世界的潮流。

(3)大市场和大竞争。世界市场的开放程度越来越大。随着计算机通信技术的迅速发展和信息高速公路的建立，使得全球集成制造有实现的可能。这样可以使资源更充分地利用，原料和产品的运输距离得以更显著地缩短，交货期也能得到进一步缩短，产业分工的国际化已成为发展潮流。

(4)交货期成为竞争的第一要素。根据客户对产品需求的变化，要求迅速作出反应，已经成为压倒一切的竞争要素。

(5)信息化和智能化。计算机技术的发展和广泛的应用，使企业的控制进一步信息化和智能化，使企业的工作内容、对象和方法发生了根本的改变。

(6)人的知识、素质和需求的变化。企业职工的知识、素质有较大提高，对工作内容和环境有更高要求。

(7)环境保护意识的增强与可持续发展。人类发展与环境的矛盾日益加深和尖锐。作为人类经济活动反思的重大成果之一，国际社会于1992年确立了《21世纪议程》，一致提出要遵循可持续发展模式。

3.过去那种传统的相对稳定的市场已变成动态的多变的市场，21世纪制造业的主要特点是什么?

答：(1)产品生命周期缩短，产品更新加快。

(2)具备赢得竞争，提高市场。

(3)制造全球化和贸易自由化。

(4)人类正迈向信息社会。

(5)环境保护意识的增强与可持续发展。

4.市场占有率的四种基本能力是什么?

答：①时间竞争能力，产品上市快、生产周期短、交货及时；②质量竞争能力，产品不仅可靠性高，而且使用户在各方面都满意；③价格竞争能力，产品生成成本低，销售价格适中；④创新竞争能力。产品有特色、生产有柔性、竞争有策略。

5.美国国家科学研究委员会工程技术委员会、制造与工程设计院“制造业挑战展望委员会”，对2020年制造业所面

临的形势提出了如下六大挑战或基本目标？

答：1．快速响应市场竞争的挑战——实现制造环节并行

2．全球化竞争的挑战——技术资源的集成

3．信息时代的挑战——信息向知识的转变

4．环境保护压力的挑战——可持续发展

5．制造全球化和贸易自由化的挑战——可重组工程

6．技术创新的挑战——全新制造工艺及产品的开发

6.先进制造技术的学科内容？

答：1．先进设计技术

2．先进制造工艺技术

3．制造自动化技术

4．先进生产制造模式和制造系统

第二章先进制造系统的基础理论

7.什么是狭义制造资源和广义制造资源？

狭义制造资源包括物料(原材料、坯料、半成品等)、设备(机床、生产线等)、能源(电能、燃料等)、其他(土地、厂房、工具等)；而广义制造资源不仅包括物料、设备、能源、土地、厂房、工具等，还包括资金、技术、信息、人力等。

11.新一代制造业将是：(1)从产品本身的角度看，批量化生产正被基于客户定制的多品种、单件小批量制造所替代。

(2)从产品实现的角度看，支持产品整个生命周期的数字化模型将起关键性作用。(3)从制造产品所涉及到的设备看，数字化的可再配置敏捷设备、单元、车间等将构成新一代的制造硬件环境。(4)从制造产品所需的企业管理与组织结构方面看，具备全球化、并行化与敏捷化特征的企业集成技术将成为新一代企业生存的决定性因素。

12.信息化制造的特点是什么？

(1)基于Internet／Intranet的网络化。

(2)产品设计、制造进程中的全程数字化。

(3)制造设备的信息化、智能化、柔性化。

(4)制造组织的全球化、敏捷化。

(5)制造资源的分布性、共享性。

(6)制造过程的并行化、协同化。

(7)设计制造各要素全球性的分布和集成化。

(8)设计制造各个环节的并行协作与智能化。

第三章先进制造系统的使能技术

8.柔性制造系统概念和主要由哪三部分组成？

柔性制造系统是将FMC进行扩展，增加必要的加工中心数量，配备完善的物料和刀具运送管理系统，通过一

套中央控制系统，管理生产进度，并对物料搬运和机床群的加工过程实行综合控制，就可以构成一个完善的FMS.

柔性制造系统主要由三部分组成，即计算机控制与管理层、以NC为主的多台加工设备和物料运输装置。与此相对应，可将其划分为控制与管理系统、加工系统、物流系统三个子系统。

9.一般来说，一个CAD／CAM集成系统应主要包括哪些方面？

1. 产品方案与设计(CAD)；

2.结构及工程分析(CAE)；

3.工艺过程设计(CAPP)；

4.数控加工编程(NC)；

5.分布式数据库；

6.系统接口及数据交换标准。

10.什么是计算机仿真？

所谓计算机仿真，又称为计算机模拟或计算机实验，就是建立系统模型(系统包括所有工程和非工程的系统)的仿真模型，进而在计算机上对该仿真模型进行模拟实验(仿真实验)研究，以达到通过模拟实际系统的行为而认识其本质规律的目的的过程。

11.PDM系统的主要模块有哪些？

1)文档管理。

2)模型和工程图管理。

3)零件管理。

4)零件分类。

5)产品结构管理。

6)变型管理(配置管理)。

7)过程管理(工作流管理)。

8)项目管理(进度计划管理和任务计划管理)。

9)通用接口。

14.数控系统发展的新方向

1.高速数控机床

2.智能数控系统

3.开放式数控系统

4.基于Internet的远程数控系统

5.特种加工数控系统

15.工程数据库定义：以一定的组织方式存储在计算机中按着某种规则相互联系的数据集合，可为有关用户所共享。CAD／CAM由于其工程背景及实际需求，对数据库提出了一些特殊要求，从而产生工程数据库。

第四章计算机集成制造系统

12.什么是CIMS？

在CIM哲理指导下建立的人机系统，是一种新型制造模式。它从企业的经营战略目标出发，将传统的制造技术与现代