2016-2017学年 先进制造技术 第1章 概述资料
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先进制造技术概述(PDF 47页)
广义制造:不仅包括了具体的工艺过程,还包括市场 分析、产品设计、质量控制、生产过程管理、营销、售 后服务直至产品报废处理等在内的整个产品寿命周期的 全过程 。
制造业
制造业是将制造资源,包括物料、设备、工具、资金、 技术、信息和人力等,通过制造过程转化为可供人和社会 使用和利用的工业产品或生活消费品的行业。制造业是所 有与制造有关的企业群体的总称。
4
1.1.1 制造与制造技术
表1.1 我国制造业的分类
序号
行业名称
序号
行业名称
13 农副食品加工业
28 化学纤维制造业
14 食品制造业
29 橡胶制品业
15 饮料制造业
30 塑料制品业
16 烟草制造业
31 非金属矿物制品业
17 纺织业
32 黑色金属冶炼及压延加工业
18 纺织服装、鞋、帽制造业
33 有色金属冶炼及压延加工业
车身装配
油漆
内部装饰
锻造
热处理
机械加工
变速箱装配
熔化
自动线
造型
浇铸 油漆 机械加工 热处理 压铸
发动机装配 发动机试验
பைடு நூலகம்
底盘装配
驱动桥装配
轮胎装配
车身安装 最后试验
图1-5 汽车生产物流示意图
11
1.1.2 制造系统
程序特性 程序 —— 一系列按时间和逻辑安排的步骤 制造系统可视为生产离散型产品的工作程序(图1-6)
19 皮革、毛皮、羽毛(绒)制造业
34 金属制品业
20 木材加工及木、竹、藤、棕、草制造业
35 通用设备制造业
21 家具制造业
36 专用设备制造业
22 造纸及纸制品业
制造业
制造业是将制造资源,包括物料、设备、工具、资金、 技术、信息和人力等,通过制造过程转化为可供人和社会 使用和利用的工业产品或生活消费品的行业。制造业是所 有与制造有关的企业群体的总称。
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1.1.1 制造与制造技术
表1.1 我国制造业的分类
序号
行业名称
序号
行业名称
13 农副食品加工业
28 化学纤维制造业
14 食品制造业
29 橡胶制品业
15 饮料制造业
30 塑料制品业
16 烟草制造业
31 非金属矿物制品业
17 纺织业
32 黑色金属冶炼及压延加工业
18 纺织服装、鞋、帽制造业
33 有色金属冶炼及压延加工业
车身装配
油漆
内部装饰
锻造
热处理
机械加工
变速箱装配
熔化
自动线
造型
浇铸 油漆 机械加工 热处理 压铸
发动机装配 发动机试验
பைடு நூலகம்
底盘装配
驱动桥装配
轮胎装配
车身安装 最后试验
图1-5 汽车生产物流示意图
11
1.1.2 制造系统
程序特性 程序 —— 一系列按时间和逻辑安排的步骤 制造系统可视为生产离散型产品的工作程序(图1-6)
19 皮革、毛皮、羽毛(绒)制造业
34 金属制品业
20 木材加工及木、竹、藤、棕、草制造业
35 通用设备制造业
21 家具制造业
36 专用设备制造业
22 造纸及纸制品业
第1章 先进制造技术概论 先进制造技术 教学课件
第1章 先进制造技术概论
1.2.3 先进制造技术的起源及定义
先进制造技术AMT这一概念是美国根据本国制造业面临 来自世界各国,特别是亚洲国家的挑战,为增强制造业的竞 争力,夺回美国制造工业的优势,促进国家经济的发展,于 20世纪80年代末期提出的。由于目标明确,一经提出,立即 得到美国朝野各界的一致响应,并在社会上形成一种气候。 政府立即组织人力和财力,制定相应的技术政策和发展计划, 以促进先进制造目标的实现。事实上,先进制造技术提出的 根本原因在于美国制造业竞争力的不断减弱。
第1章 先进制造技术概论
第1章 先进制造技术概论
第1章 先进制造技术概论
1.2 先进制造技术产生的背景与需求
1.2.1 全球竞争的新形势及新特点 现代的制造业必须以最短的交货期、最优的产品质量、最
低的产品价格和最好的服务向用户提供定制产品,才能占领市 场,赢得竞争,落伍者将丧失市场占有额,甚至被挤出市场。 因此,提高制造企业市场竞争力的最有力的工具——先进制造 技术,就越来越受到广泛的关注和重视。
战略 “ 规 模 ” 战 略 “ 成 本 ” 战 略 “ 质 量 ” 战 略 “ 时 间 ” 战 略
第1章 先进制造技术概论
如图1-1所示,制造战略的主要发展趋势是: (1) 动作空间不断扩大,从设备级、车间级、企业级直到 社会和全球范围。 (2) 柔性范围向纵深发展,从设备柔性、技术柔性到管理 柔性、组织柔性以及人的地位和作用。 (3) 充分依靠信息技术,特别是依靠国际互联网(Internet) 和企业内联网(Intranet/Extranet)技术的普及和推广。
第1章 先进制造技术概论
第1章 先进制造技术概论
1.1 制造、制造技术与制造业 1.2 先进制造技术产生的背景与需求 1.3 先进制造技术的内涵及体系结构 1.4 先进制造技术的发展趋势
先进制造技术——先进制造技术概述
波音777的设计和制造
• 全数字化定义——无纸生产 • 数字化预装配——无金属样机的生产 (虚拟制造的一部分) • 广域网上的异地设计、异地制造 • 基于STEP的数据交换 •协同工作小组Team work 238个 →设计制造周期大大缩短:4年 (而波音757、767约9-10年) 更大的利润,每架777,$1.4亿
2.3 制造业发展的教训
三、东南亚经济危机的启示 1)1998年爆发的东南亚经济危机,从另一个侧面 反映了一个国家发展制造业的重要。一个国家, 如果把经济的基础放在股票、旅游、金融、房 地产、服务业上,而无自己的制造业,这个国 家的经济就容易形成泡沫经济,一有风吹草动 就会产生经济危机。 2)新加坡、台湾都有自己的制造业,因此受经济 危机的影响小一些。
5、制造业面临的竞争和挑战
5.2 制造业市场竞争的新特点 1)知识-技术-产品更新的周期更短
年数
10 8 6 4 2
平均开发时间 TD
TD > TL
平均产品寿命 TL
78 80
82 84 86 88 90 92 94 96
时间
来源: Bullinger
5、制造业面临的竞争和挑战
20世纪90年代制造业的标志性进展
2.2 制造业发展的历程
1)用机器代替手工,从作坊形成工厂
19世纪机器在英国诞生,先后传人法国、德国和美国。
2)从单件生产方式发展成大量生产方式
泰勒:以劳动分工和计件工资制为基础的科学管理。 福特:零件互换技术,1913年建立了具有划时代意义的 汽车装配生产线
3)柔性化、集成化、智能化和网络化的现代 制造技术
柔性制造系统、计算机集成制造系统、网络化制造、智 能制造系统、及时生产、精良生产、敏捷制造……
• 全数字化定义——无纸生产 • 数字化预装配——无金属样机的生产 (虚拟制造的一部分) • 广域网上的异地设计、异地制造 • 基于STEP的数据交换 •协同工作小组Team work 238个 →设计制造周期大大缩短:4年 (而波音757、767约9-10年) 更大的利润,每架777,$1.4亿
2.3 制造业发展的教训
三、东南亚经济危机的启示 1)1998年爆发的东南亚经济危机,从另一个侧面 反映了一个国家发展制造业的重要。一个国家, 如果把经济的基础放在股票、旅游、金融、房 地产、服务业上,而无自己的制造业,这个国 家的经济就容易形成泡沫经济,一有风吹草动 就会产生经济危机。 2)新加坡、台湾都有自己的制造业,因此受经济 危机的影响小一些。
5、制造业面临的竞争和挑战
5.2 制造业市场竞争的新特点 1)知识-技术-产品更新的周期更短
年数
10 8 6 4 2
平均开发时间 TD
TD > TL
平均产品寿命 TL
78 80
82 84 86 88 90 92 94 96
时间
来源: Bullinger
5、制造业面临的竞争和挑战
20世纪90年代制造业的标志性进展
2.2 制造业发展的历程
1)用机器代替手工,从作坊形成工厂
19世纪机器在英国诞生,先后传人法国、德国和美国。
2)从单件生产方式发展成大量生产方式
泰勒:以劳动分工和计件工资制为基础的科学管理。 福特:零件互换技术,1913年建立了具有划时代意义的 汽车装配生产线
3)柔性化、集成化、智能化和网络化的现代 制造技术
柔性制造系统、计算机集成制造系统、网络化制造、智 能制造系统、及时生产、精良生产、敏捷制造……
先进制造技术基础 第1章 绪论
FCCSET先进制造技术体 系结构
先 进 制 造 技 术 基 础
§1.3 先进制造技术的发展趋势
现代技术 ,加工及 企业的集成
管理信息化
第1章 绪论
智能机器和人类专 家共同组成的人机 一体化系统
刚性自动化发展 到可编程自动化, 再发展到综合自 动化
网络化制造
自动化已成 为先进制造 技术发展的 前提条件
第1章 绪论
第1章 绪论
§1.1 先进制造技术的提出和发展 §1.2 先进制造技术的内涵及体系结构
北 京 大 学 出 版 社 大 机 械 系 列 规 划 教 材 之
§1.3 先进制造技术的发展趋势
先 进 制 造 技 术 基 础
第1章 绪论
教学时数:1 学时
教学目标:
了解先进制造技术的发展背景、相关工业发达国家制造 业的发展状况,以及我国先进制造技术领域在国际上的 地位与发达国家之间的差距。
先 进 制 造 技 术 基 础
第1章 绪论
数控技术:技术用计 算机按事先存贮的控 制程序来执行对设备 的控制功能。
北 京 大 学 出 版 社 大 机 械 系 列 规 划 教 材 之
利用数控技术加工 的精密零件
先 进 制 造 技 术 基 础
§1.1先进制造技术的提出和发展
1.1.1 提出和发展
第1章 绪论
先 进 制 造 技 术 基 础
§1.2 先进制造技术的内涵及体系结构 1.2.1
包括了设计 技术、自动 化技术和系 统管理技术 等 针对一定的应 用目标,不断 地吸收各种高 新技术。
第1章 绪论
内涵和特点
机械、电子、信 息、材料和管理 技术为一体的新 型交叉学科
核心是优质、高 效、低耗、清洁 多项高新技术 与传统制造技 术相结合的产 物,代表着制 造技术的发展 趋势和方向
第1章 先进制造技术概论 先进制造技术
第1章 先进制造技术概论
第1章 先进制造技术概论
1.1 制造、制造技术与制造业 1.2 先进制造技术产生的背景与需求 1.3 先进制造技术的内涵及体系结构 1.4 先进制造技术的发展趋势
第1章 先进制造技术概论
第1章 先进制造技术概论
第1章 先进制造技术概论
制造业是将可用资源与能源通过制造过程,转化为可供人 和社会使用和利用的工业产品或生活消费品的行业。它涉及到 国民经济的各个行业,如机械、电子、轻工、食品、石油、化 工、能源、交通、军工和航空航天等。制造业是国民经济的基 础行业,是创造社会财富的支柱产业。制造业的水平反映了一 个国家或地区的经济实力、国防实力、科技水平和生活水准, 制造业的先进与否是一个国家经济发展的的社会财富,是国际贸 易中主要交易物品的源泉。例如,从1700~1990年的290年中, 制造货物占世界贸易总额的75%,而农业与原材料产业只占 25%。
第1章 先进制造技术概论 图1-1 制造战略发展示意图
第1章 先进制造技术概论
1.2.2 制造业发展的新需求 1.制造企业竞争力的六要素
在市场经济环境下,制造企业的竞争力是该企业生存和发 展的根本条件。一个企业的竞争力可以包含许多方面,但归根 结底都要反映在企业的产品和服务对市场的适应程度方面。目 前,用户或市场对产品的要求可以归纳为六个方面:交货期短 (T)、质量优良(Q)、价格低廉(C)、服务优质(S)、环境清洁(E) 和知识创新(K),称之为制造企业竞争力的六要素。
(1) 交货期短(T:Time to Market):产品上市快,对市场占 有率影响很大,如一种新彩电产品首家早上市一个月,可以占 有市场50%以上,第二家上市的市场占有率将会大大下降,利 润也会减少1/3左右。
第1章 先进制造技术概论
第1章 先进制造技术概论
1.1 制造、制造技术与制造业 1.2 先进制造技术产生的背景与需求 1.3 先进制造技术的内涵及体系结构 1.4 先进制造技术的发展趋势
第1章 先进制造技术概论
第1章 先进制造技术概论
第1章 先进制造技术概论
制造业是将可用资源与能源通过制造过程,转化为可供人 和社会使用和利用的工业产品或生活消费品的行业。它涉及到 国民经济的各个行业,如机械、电子、轻工、食品、石油、化 工、能源、交通、军工和航空航天等。制造业是国民经济的基 础行业,是创造社会财富的支柱产业。制造业的水平反映了一 个国家或地区的经济实力、国防实力、科技水平和生活水准, 制造业的先进与否是一个国家经济发展的的社会财富,是国际贸 易中主要交易物品的源泉。例如,从1700~1990年的290年中, 制造货物占世界贸易总额的75%,而农业与原材料产业只占 25%。
第1章 先进制造技术概论 图1-1 制造战略发展示意图
第1章 先进制造技术概论
1.2.2 制造业发展的新需求 1.制造企业竞争力的六要素
在市场经济环境下,制造企业的竞争力是该企业生存和发 展的根本条件。一个企业的竞争力可以包含许多方面,但归根 结底都要反映在企业的产品和服务对市场的适应程度方面。目 前,用户或市场对产品的要求可以归纳为六个方面:交货期短 (T)、质量优良(Q)、价格低廉(C)、服务优质(S)、环境清洁(E) 和知识创新(K),称之为制造企业竞争力的六要素。
(1) 交货期短(T:Time to Market):产品上市快,对市场占 有率影响很大,如一种新彩电产品首家早上市一个月,可以占 有市场50%以上,第二家上市的市场占有率将会大大下降,利 润也会减少1/3左右。
第1章 先进制造技术概论
先进制造技术第1章概述89[1]
先进制造技术第1章概述89[1]
水路两用汽车
先进制造技术第1章概述89[1]
先进制造技术第1章概述89[1]
超豪华空中巴士先进制造技术第1章概述89[1]
超豪华空中巴士先进制造技术第1章概述89[1]
2010年12月世界高铁大会在北京召开之际,铁道部领导宣布,12月3日,京沪高铁 在先导段的运行试验中,最高时速达到了486.1公里。
• “问渠哪得清如许?为有源头活水来!”一般认为, 人类文明有三大物质支柱:材料、能源与信息。其实 ,应是四而非三,“制造”也应是一大支柱。可以说 ,没有“制造”,就没有人类。形象地讲,人是从制 造第一把石刀开始的。
• 制造业是“永远不落的太阳”,是现代文明的支柱之 一;它既占有基础地位,又处于前沿和关键,既古老 ,又年轻;它是工业的主体,是国民经济持续发展的 基础;它是生产工具、生活资料、科技手段、国防装 备等及其进步的依托,是现代化的动力源之一。
展望
展望:制造业在21世纪将出现奇迹
➢ 汽车:会跑,会飞,水路两用; ➢ 飞机:更快、更安全; ➢ 高速列车和磁悬浮列车; ➢ 智能仪器装备和智能机器人:按照
人们的要求高效率、高质量地制 造产品;
➢ 微型机器人:能进人血管清理垃圾 、修补心脏;
➢ 分子组装技术:组装出理想性能的 微器件;
➢ 掌上工具:计算机、可视电话、电 视、音响和网络的集成。
先进制造技术第1章概述89[1]
(4)1993年美国的Physics Today杂志封面上刊登了 一个圆形的像美丽的皇冠样的图形,它由周边的48个 小图形组成。从中心到周围荡着水波一样的装饰。在 单晶的表面用48个铁原子围成了一个14.3nm的圆圈, 相邻两个铁原子间距离仅为1nm。
先进制造技术第1章概述89[1]
水路两用汽车
先进制造技术第1章概述89[1]
先进制造技术第1章概述89[1]
超豪华空中巴士先进制造技术第1章概述89[1]
超豪华空中巴士先进制造技术第1章概述89[1]
2010年12月世界高铁大会在北京召开之际,铁道部领导宣布,12月3日,京沪高铁 在先导段的运行试验中,最高时速达到了486.1公里。
• “问渠哪得清如许?为有源头活水来!”一般认为, 人类文明有三大物质支柱:材料、能源与信息。其实 ,应是四而非三,“制造”也应是一大支柱。可以说 ,没有“制造”,就没有人类。形象地讲,人是从制 造第一把石刀开始的。
• 制造业是“永远不落的太阳”,是现代文明的支柱之 一;它既占有基础地位,又处于前沿和关键,既古老 ,又年轻;它是工业的主体,是国民经济持续发展的 基础;它是生产工具、生活资料、科技手段、国防装 备等及其进步的依托,是现代化的动力源之一。
展望
展望:制造业在21世纪将出现奇迹
➢ 汽车:会跑,会飞,水路两用; ➢ 飞机:更快、更安全; ➢ 高速列车和磁悬浮列车; ➢ 智能仪器装备和智能机器人:按照
人们的要求高效率、高质量地制 造产品;
➢ 微型机器人:能进人血管清理垃圾 、修补心脏;
➢ 分子组装技术:组装出理想性能的 微器件;
➢ 掌上工具:计算机、可视电话、电 视、音响和网络的集成。
先进制造技术第1章概述89[1]
(4)1993年美国的Physics Today杂志封面上刊登了 一个圆形的像美丽的皇冠样的图形,它由周边的48个 小图形组成。从中心到周围荡着水波一样的装饰。在 单晶的表面用48个铁原子围成了一个14.3nm的圆圈, 相邻两个铁原子间距离仅为1nm。
先进制造技术第1章概述89[1]
【先进制造技术】第 1 章 先进制造技术概述
( l )单件小作坊式生产加高度的个人制造技巧,大量的机械化刚性 规模生产加一体化的组织生产模式,再加细化的专业分工。
( 2 )制造技术的界限分明及其专业的相互独立。 ( 3 )制造技术一般仅指加工制造的工艺方法,即制造全过程中某一 环节的技术方法。 ( 4 )制造技术一般只能控制生产过程中的物质流和能量流(原材料 到产品的物质流动过程,能量的投人、转换和消耗过程)。 ( 5 )制造技术与制造生产管理的分离。
2 .从单件生产方式发展成大量生产方式
推动这种根本变革的是两位美国人:泰勒和福特。泰勒首先提出 了以劳动分工和计件工资制为基础的科学管理。成为制造工程科学的 奠基人。福特首先推行所有零件都按照一定的公差要求来加工(零件 互换技术) , 1913 年建立了具有划时代意义的汽车装配生产线,实 现了以刚性自动化为特征的大量生产方式,它对社会结构、劳动分工、 教育制度和经济发展,都产生了重大的作用。 20 世纪 50 年代发展 到了顶峰,产生了工业技术的革命和创新,传统制造业及其大工业体 系也随之建立和逐渐成熟,近代传统制造工业技术体系的形成,其特 点是以机械一电力技术为核心的各类技术相互联结和依存的制造工业 技术体系。
3 .柔性化、集成化、智能化和网络化的现代制造技术 20 世纪 80 年代以来所产生的现代制造技术沿着四个方向发展:
传统制造技术的革新、拓展;精密工程;非传统加工方法;制造系统 的柔性化、集成化、智能化和网络化。由于传统制造是以机械一电力 技术为核心的各类技术相互联结和依存的制造工业技术体系,其支撑 技术的发展,决定了传统制造业的生产和技术有如下特点:
( 4 )在制造技术和工艺方法上,现代制造在发展中,其特征表现为: 重视必不可少的辅助工序,如加工前后处理;重视工艺装备,使制造 技术成为集工艺方法、工艺装备和工艺材料为一体的成套技术;重视 物流、检验、包装及储藏,使制造技术成为覆盖加工全过程的综合技 术,不断发展优质高效低耗的工艺及加工方法,以取代落后工艺;不 断吸收微电子、计算机和自动化等高新技术成果,形成 CAD 、 CAM 、 CAPP 、 CAT 、 CAE 、 NC 、 CNC 、 MIS 、 FMS 、 CIMS 、 I 解、 IMS 等一系列现代制造技术,并实现上述技术的局部或系统集成,形 成从单机到自动生产线发展 主要经历了三个发展阶段。 1. 用机器代替手工,从作坊形成; 2. 从单件生产方式发展成大量生产方式; 3. 柔性化、集成化、智能化和网络化的现代制造技术;
( 2 )制造技术的界限分明及其专业的相互独立。 ( 3 )制造技术一般仅指加工制造的工艺方法,即制造全过程中某一 环节的技术方法。 ( 4 )制造技术一般只能控制生产过程中的物质流和能量流(原材料 到产品的物质流动过程,能量的投人、转换和消耗过程)。 ( 5 )制造技术与制造生产管理的分离。
2 .从单件生产方式发展成大量生产方式
推动这种根本变革的是两位美国人:泰勒和福特。泰勒首先提出 了以劳动分工和计件工资制为基础的科学管理。成为制造工程科学的 奠基人。福特首先推行所有零件都按照一定的公差要求来加工(零件 互换技术) , 1913 年建立了具有划时代意义的汽车装配生产线,实 现了以刚性自动化为特征的大量生产方式,它对社会结构、劳动分工、 教育制度和经济发展,都产生了重大的作用。 20 世纪 50 年代发展 到了顶峰,产生了工业技术的革命和创新,传统制造业及其大工业体 系也随之建立和逐渐成熟,近代传统制造工业技术体系的形成,其特 点是以机械一电力技术为核心的各类技术相互联结和依存的制造工业 技术体系。
3 .柔性化、集成化、智能化和网络化的现代制造技术 20 世纪 80 年代以来所产生的现代制造技术沿着四个方向发展:
传统制造技术的革新、拓展;精密工程;非传统加工方法;制造系统 的柔性化、集成化、智能化和网络化。由于传统制造是以机械一电力 技术为核心的各类技术相互联结和依存的制造工业技术体系,其支撑 技术的发展,决定了传统制造业的生产和技术有如下特点:
( 4 )在制造技术和工艺方法上,现代制造在发展中,其特征表现为: 重视必不可少的辅助工序,如加工前后处理;重视工艺装备,使制造 技术成为集工艺方法、工艺装备和工艺材料为一体的成套技术;重视 物流、检验、包装及储藏,使制造技术成为覆盖加工全过程的综合技 术,不断发展优质高效低耗的工艺及加工方法,以取代落后工艺;不 断吸收微电子、计算机和自动化等高新技术成果,形成 CAD 、 CAM 、 CAPP 、 CAT 、 CAE 、 NC 、 CNC 、 MIS 、 FMS 、 CIMS 、 I 解、 IMS 等一系列现代制造技术,并实现上述技术的局部或系统集成,形 成从单机到自动生产线发展 主要经历了三个发展阶段。 1. 用机器代替手工,从作坊形成; 2. 从单件生产方式发展成大量生产方式; 3. 柔性化、集成化、智能化和网络化的现代制造技术;
先进制造技术1
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1.1 先进制造技术的提出和发展
① 制造系统环境,包括面向设计的信息协议、适用于电子元件信息交换 的电子商务、框架集成、制造企业集成、生产/产品数据管理、快速反应 制造、供应链集成、面向制造的虚拟环境及可视化等15个项目。 ② 标准开发环境(SDE),包括应用协议开发环境、产品模型数据交换标准 (StandardfortheExchangeofProductModelData,STEP)一致性测试和 STEP实施原型3个项目。 ③ 试验平台与技术转让环境(TTTE),包括先进制造系统与网络测试平台 、适用于评价与优化产品和工艺设计的分析工具等9个项目。 (4)敏捷制造使能技术战略发展计划
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1.1 先进制造技术的提出和发展
这些措施收到了良好的效果,如美国汽车制造水平大幅度提高,产量重新 超过日本;总结并提出了一系列先进制造技术的新理论,如并行工程、精 益生产、敏捷制造等。自从美国提出先进制造技术这一概念以来,日本、 西欧各国以及亚洲各新兴工业国家也相继做出了响应,纷纷将先进制造技 术列为国家的高新技术和优先发展项目。 1.1.2 先进制造技术的发展概况 1. 美国 在促进AMT的发展方面,美国走在世界的前面。20世纪90年代以来,其制 定和实施了一系列发展AMT的科技政策、战略和规划。 (1)六点行动
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1.1 先进制造技术的提出和发展
该计划共资助了21所日本著名国立大学的实验室,这些实验室的研究领 域以微型机械制造、虚拟现实硬件与软件技术、毫微米技术 等为主。 (4)促进创新性工业技术研究开发计划 1995年,日本通产省新能源与工业技术开发组织(NEDO)发起促进创新性 工业技术研究开发计划(NewIndustryCreativeTypeTechnologyR & DPromotionProgram)。 4. 英国 英国政府在支持工程和技术规划 (EngineeringandTechnologyProgramme)及制造系统工程 (ManufacturingSystemEngineering)研究方面开展了如下先进制造技 术研究:
《先进制造技术》课件(全套)
26
河南省精品课程“先进制造技术”
第1章
概述
Introduction
1.3 先进制造技术的特点和发展趋势
Characteristics of Advanced Manufacturing Technology And Its Developing Trend
……
与大、小制造概念相对应,对于制造技术的理解也 有广义和狭义之分。广义理解制造技术涉及生产活动的 各个方面和生产的全过程,制造技术被认为是一个从产 品概念到最终产品的集成活动,是一个功能体系和信息 处理系统。
8
1.1.2 制造系统
制造系统结构
经营管理 财务
经营管理信息流 生产管理信息流 技术信息流 物质流
制造业是高技术产业化的载体和实现现代化的重基石
20世纪兴起的核技术、空间技术、信息技术、生物医学技 术等高新技术无一不是通过制造业的发展而产生并转化为规 模生产力的。其直接结果是导致诸如集成电路、计算机、提 动通信设备、国际互联网、机器人、核电站、航天飞机等产 品相继问世,并由此形成了制造业中的高新技术产业。
生产 技术 信息 产品 设计 产品 设计 信息 工艺 过程 计划 工艺 过程 信息
需求 订货 信息
综合 生产 计划
生产 计划 信息
生产 进度 计划
进度 计划 信息
作业 计划
作业 计划 信息
生产 实施
生产 结果 数据
生产 控制
生产 控制 信息
计划阶段
实施阶段
控制阶段
图1-6 制造系统的程序特性
研究制造系统程序特性,主要从管理角度出发如何使 生产活动达到最佳化。
制造业是国家安全的重要保障
美国在一段相当长时间内忽视了制造技术的发展,结果 导致经济衰退,竞争力下降,出现在家电、汽车等行业不 敌日本的局面。20世纪80年代,发生了轰动一时的“东芝 事件” 。美国重新关注制造业的发展,至 1994 年美国汽 车产量重新超过日本。
《先进制造技术》--第一章-概论
第一章
第一章 制造业与先进制造技术
1.1 1.2 1.3 制造业的发展与挑战 先进制造技术的提出和进展 先进制造技术的内涵和体系结构
复习思考题
第一章
1.1 制造业的发展与挑战
1.1.1 制造与制造业
制造 原材料
工艺 能源
知识 技能 工具
产品
狭义制造
生产车间的加工和装配过程 包括市场分析、经营决策、产品设计 、工艺设计、加工装配、质量保证、生 产管理、市场营销、维修服务,以及产 品报废后的回收处理等整个产品周期
第一章 21世纪制造业的产品特征
•个性化和多样化 产品制造智能化 包括产品自身智能和生 产定制化、模块化,满足不同消费者喜好 •寿命周期不断缩短 摩尔定律-芯片性能每18个月提高1倍,
价格却保持不变
•智能化 包括产品自身智能和生产设施工具的智能 •绿色产品 全寿命周期无污染、低资源消耗和可回收利用
第一章
欧 共 体 • 尤里卡计划(EREKA):1988年用5亿美元资助16个欧洲 国家、600家公司的165个合作性高科技研究开发项目。 • 欧洲信息技术研究发展战略计划(ESPRIT):在13个成 员国向5500名研究人员提供了资助,明确设计原理、工 厂自动化、生产过程管理三大课题。 • 欧洲工业技术基础研究计划(BRITE):重点资助材料、 制造加工、设计以及工厂系统运作方式等研究。
的制造技术总称。
第一章
1.3.1 先进制造技术的特点
传统制造技术 先进制造技术
系统性
广泛性
仅控制生产过程 物质流和能量流
仅指将原材料变为成 品的加工工艺
能控制生产过程 物质流、信息流和能量流
贯穿从产品设计、加工制造 到产品销售的整个过程
先进制造技术概论
1.2 先进制造技术的发展
1.2.1 先进制造技术产生背景
先进制造技术(Advanced Manufacturing Technology— AMT)的产生不仅是科学技术范畴的事情,而且也是人类历史发展 和文明进步的必然结果。无论是发达国家、新兴工业国家还是发展 中国家,都将制造业的发展作为提高竞争力,振兴国家经济的战略 手段来看待,先进制造技术应运而生。先进制造技术的产生和发展 有其自身的社会经济、科学技术以及可持续发展的根源和背景。
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1.2.1 先进制造技术产生背景
1. 社会经济发展背景 消费需求:主题化、个性化和多样化,产品寿命周 期缩短 全球性产业结构调整:制造商之间既有激烈竞争, 又有基于实力的合作。 快速响应市场:满足已有和潜在顾客需求,主动适 应市场,引导市场,是赢得竞争,获取最大利润的 关键
1.2.1 先进制造技术产生背景
车身装配
油漆
内部装饰
变速箱装配 锻造 热处理 机械加工
熔化
自动线
发动机装配
发动机试验
浇铸 造型
油漆
机械加工 热处理 驱动桥装配
底盘装配
车身安装 最后试验
压铸
轮胎装配
汽车生产物流示意图
制造业
以制造技术为主导技术进行产品制造的 行业,是所有与制造有关的企业群体
类别
金属制品 构成比例
我 国 制 造 分 类 和 构 成
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1.2 先进制造技术的发展
制造技术的发展阶段 工场式生产时期--18世纪后半叶,完成手工作坊到以分 工原则的工厂生产的转变(蒸汽机和工具机) 工业化规模生产时期--19世纪,实现了批量工业化规范 生产(电气化驱动) 刚性自动化发展时期--20世纪初,以大批量生产为模式 的刚性自动化(内燃机) 柔性自动化发展时期--二战之后,多品种小批量柔性自 动化生产模式,包括NC、CNC、FMC、FMS等。 综合自动化发展时期-自80年代,CAD/CAM/CAP/CAE/CAT; MRP,MRPⅡ,ERP,TQM;DNC,CNC,FMC/FMS,ROBOT; CIMS,CE,LP
先进制造技术-1绪论
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§5 先进制造技术的体系结构
先进制造工艺技术
•精密铸造成型工艺 精密铸造成型工艺 •精密与超精密加工 精密与超精密加工 •高速及超高速加工 高速及超高速加工 •现代特种加工 现代特种加工 •快速成形制造 快速成形制造 •虚拟制造 虚拟制造
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§5 先进制造技术的体系结构
制造系统自动化技术
a.数控技术 数控技术
制定合理工序和 科学的工时定额 (泰勒管理方式)
制造设备和技 生产组织和管 理特点 术特点 建立设计、工 机械化制造设 艺和生产等功 备 能专业化部门 组合机床和刚 以质量为核心 性自动线 的部门间协调 数控机床和加 成组技术应用10 工中心
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生产过程动态 统计 柔势
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§4 先进制造技术的概念与特点
先进制造技术的特点
生产效率、 生产效率、加工精度和成本是表征先进制造技术经济 效益的主要指标。 效益的主要指标。 (1) 高效率 (2) 高精度 (3) 多样化 (4) 综合化
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§5 先进制造技术的体系结构
(1) 分类 对先进制造技术的研究分为下述4大领域 大领域: 对先进制造技术的研究分为下述 大领域: 现代设计技术
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§4 先进制造技术的概念与特点
(1) 先进制造技术不是一项具体的技术,而是一项综合 先进制造技术不是一项具体的技术, 系统的技术; 系统的技术; (2)先进制造技术的先进性是建立在不断地汲取其他相 先进制造技术的先进性是建立在不断地汲取其他相 关领域新技术的基础上的,是动态的、相对的,随时间 关领域新技术的基础上的,是动态的、相对的 随时间 而变化的; 而变化的; (3) 创新是先进制造技术的灵魂,并贯穿于制造全过程 创新是先进制造技术的灵魂, (产品创新、生产工艺过程创新、生产手段创新、管理 产品创新、 产品创新 生产工艺过程创新、生产手段创新、 创新、组织创新及市场创新); 创新、组织创新及市场创新 ;
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制造业
制造业是将制造资源,包括物料、设备、工具、资金、 技术、信息和人力等,通过制造过程转化为可供人和社会 使用和利用的工业产品或生活消费品的行业。制造业是所 有与制造有关的企业群体的总称。
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1.1.1 制造与制造业
表1.2 第一、二、三产业的划分 第一产业 第二产业 第三产业
农业 林业 渔业 畜牧业
采矿业 航天航空 汽车、装备、重型机械 冶金、钢铁、金属制品 化工、石油精炼 计算机、半导体、电器 建筑、建材 日用消费品 玻璃、陶瓷、造纸 能源、电力 出版 ……
银行、金融服务、保险 通讯、资讯 教育、医疗、保健 娱乐、旅馆、餐饮、旅游 政府 法律机构 房地产 修理与维护 商业(零售、批发) 交通、运输
第三次工业革命 第四次工业革命
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1.2.1 制造业的发展
制造业的发展
在这样的背景下,传统制造技术与以计算机为核心的信 息技术和现代管理技术相结合,形成了先进制造技术 (AMT-Advanced Manufacturing Technology)。
两百多年的历史充分揭示了市场牵引与技术推动两种力 量对制造技术发展所起的作用。
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课程“先进制造技术”
第1章
概述
ห้องสมุดไป่ตู้
Introduction
1.1 制造与制造业
Manufacturing and
Manufacturing Industry
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1.1.1 制造与制造业
制造
制造 = 生产? 所谓制造即为人类按照市场需求,运用主观掌握的知识 和技能,借助于手工或可以利用的客观物质工具,采用有 效的工艺方法和必要的能源,将原材料转化为物质产品并 投放市场的全过程。 狭义制造:生产过程从原材料→成品直接起作用的那部分 工作内容,包括毛坯制造、零件加工、产品装配、检验、包 装等具体操作(物质流)。
用 户 、 市 场 与 外 部 环 境
市场与销售 研究与开发 工程设计
质量控制 采购 资源管理 生产管理
车间制造 (加工、装配、 检验、输送、 存储 … )
制造系统功能结构
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课程“先进制造技术”
第1章
概述
Introduction
1.2 制造业的发展及其 在国民经济中的地位
Development of Manufacturing Industry and it’s Position in National Economy
通常的三大产业是联合国使用的分类方法:第一产业包括农业、林业、牧业和渔业;第 二产业包括工业和建筑业,其中工业又包含制造业、采掘业、电力/煤气和水的生产和供 应业;第三产业包括金融保险等12个产业部门。 10
1.1.2 制造系统
制造系统结构
经营管理 财务
经营管理信息流 生产管理信息流 技术信息流 物质流
发明和发展了汽车、机床、机器人、飞 机、火箭、芯片、计算机、电视机等成 千上万的机电产品,极大地改变了人类 的生产方式和生活方式。
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4700万亿次Flops持续速度为2566万亿次Flops(LINPACK实测值),在2010年11月世界超级计算机排名中列第一
展望
展望:制造业在21世纪将出现奇迹
汽车:会跑,会飞,水路两用; 飞机:更快、更安全; 高速列车和磁悬浮列车; 智能仪器装备和智能机器人:按照 人们的要求高效率、高质量地制 造产品; 微型机器人:能进人血管清理垃圾 、修补心脏; 分子组装技术:组装出理想性能的 微器件; 掌上工具:计算机、可视电话、电 视、音响和网络的集成。 智能手机,平板电脑,ipad等等
先进制造技术
Advanced Manufacturing Technology (AMT) 吉林大学 机械科学与工程学院 刘欣
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本课程的考核方法
总成绩=w1×出勤+ w2 ×作业+ w3 × 实验 +w4 ×考试 式中,w1,w2,w3和w4称为权重系数。 无故缺席三次以上者,取消考试资格!
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本课程的主要参考书
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1.2.2 制造业在国民经济中的地位
制造业是国民经济的支柱产业和经济增长的发动机
美国:68% 的财富来源于制造业; 日本:49% 的国民生产总值(GNP)来源于制造业; 中国: 2001 年制造业增加值: 37613.1 亿元占国民生产总值的
第一次工业革命 第二次工业革命
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1.2.1 制造业的发展
制造业的发展
从上世纪70年代开始,大量生产模式已不能适应新的市 场特点,于是相继出现了计算机集成制造(CIMS)、丰田 生产方式(精益生产)。也就是说,受市场多样化、个性 化的牵引及商业竞争加剧的影响,制造技术进入了面向市 场、柔性生产的新阶段,引发了生产模式和管理技术的革 命,即柔性自动化发展时期。 在上世纪90年代,相继出现了智能制造、敏捷制造、下 一代制造等新的制造理念,即综合自动化发展时期。 进入21世纪,制造技术向自动化、柔性化、集成化、智 能化、精密化和清洁化的方向发展。
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1.2.1 制造业的发展
制造业的发展
制造业和制造技术的形成,只有200多年的历史。 18世纪后期,以蒸汽机的发明为特征的产业革命,开始 了以机器为主导地位的制造业新纪元,促成了制造企业雏 形——工场式生产的出现。 19世纪末、20世纪初,内燃机的发明引发了制造业的革 命;由福特、斯隆开创了流水式、大批量生产模式,泰勒 创立了科学管理理论,导致了制造技术的过细分工和制造 系统的功能分解,促成工业化规模生产。 第二次世界大战后,微电子技术、计算机技术、自动化 技术得到了迅速发展,推动了制造技术向高质量生产和柔 性生产的方向发展,即刚性自动化发展时期。
• 王隆太,先进制造技术,2005年1月,机械工业出 版社 • 孙大涌,先进制造技术,1999年12月,机械工业 出版社 • 刘飞,制造系统工程 第2版,2000年6月,国防工 业出版社 • 姚福生,郭重庆,先进制造技术,2002年,清华 大学出版社 • 王润孝,先进制造技术导论,2004年4月,科学出 版社
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课程“先进制造技术”
第一章 先进制造技术概述
Introduction to AMT
Advanced Manufacturing Technology
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第1章 概述
引言 制造与制造业
制造业的发展及其在国民经 济中的地位 先进制造技术的提出 先进制造技术的内涵和体 系结构
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回顾:20世纪是一个伟大的世纪