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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1990 以后
§6 先进制造技术的发展过程和趋势
（2）技术与管理逐步结合起来 制造业 = 制造技术 + 制造管理 提高制造业管理水平，是实施先进制造技术的基础， 提高制造业管理水平，是实施先进制造技术的基础，企 业应逐步走向现代管理。 业应逐步走向现代管理。 现代管理的核心是信息管理、物流管理、 现代管理的核心是信息管理、物流管理、品质管理和生 产过程管理，它的宗旨是保证生产和流通过程的品质和效率。 产过程管理，它的宗旨是保证生产和流通过程的品质和效率。 要逐步实现计算机辅助管理和建立与国际接轨的科学管理模 式。
a. 设计方法现代化
•优良性能设计基础技术 优良性能设计基础技术 •竞争优势创建设计技术 竞争优势创建设计技术 •全生命周期设计 全生命周期设计 •绿色产品设计技术 绿色产品设计技术
b.设计手段计算机化 设计手段计算机化
•有限元法 有限元法 •优化设计 优化设计 •计算机辅助设计 计算机辅助设计 •CAD/CAM一体化技术 一体化技术 •工程数据库 工程数据库
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§6 先进制造技术的发展过程和趋势
先进制造技术的发展趋势
（1）柔性化 ） （2）智能化 ） （3）集成化和宜人化 ） （4）全球化 ） （5）绿色生产化 ）
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§4 先进制造技术的概念与特点
先进制造技术的概念
先进制造技术至今还没有一个严格的定义， 先进制造技术至今还没有一个严格的定义，但却是国际 上形成广泛共识的一个概念和已被公认的一个技术术语。 上形成广泛共识的一个概念和已被公认的一个技术术语。 先进制造技术是制造业不断吸收信息技术和现代管理 技术的成果，并将其综合应用于产品设计、加工、检测、 技术的成果，并将其综合应用于产品设计、加工、检测、 管理、销售、使用、服务乃至回收的制造全过程， 管理、销售、使用、服务乃至回收的制造全过程，以实现 优质、高效、低耗、清洁、灵活生产， 优质、高效、低耗、清洁、 灵活生产，提高对动态多变的 市场的适应能力和竞争能力的制造技术的总称。 市场的适应能力和竞争能力的制造技术的总称。
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§5 先进制造技术的体系结构
(2)
新型产业及市场需求带动 （重大装备、高新产业、社会协调发展） 重大装备、高新产业、社会协调发展） CIMS 系 统 工 程 及 管 理 科 学 产 FMS CAD/ MRPⅡ CAM Ⅱ 微 电 子 NC/ CNC FMC IMS 及 计 算 机 应 用 技 术
•数控装置 数控装置 •进给系统 进给系统 •主轴系统 主轴系统 •NC程序编制 程序编制
c.柔性制造及计算机集成制造 柔性制造及计算机集成制造
•加工系统 加工系统 •物流系统 物流系统 •调度与控制 调度与控制 •故障诊断 故障诊断
d.自动检测与信号识别技术 自动检测与信号识别技术
•数据获取 数据获取 •数据处理 数据处理 •特征提取与识别 特征提取与识别
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§4 先进制造技术的概念与特点
(4) 技术与管理的结合是先进制造技术的一个突破，新 技术与管理的结合是先进制造技术的一个突破， 的制造模式的层出不穷是人类生产活动的一大进步； 的制造模式的层出不穷是人类生产活动的一大进步； (5) 市场和工业界的需求是先进制造技术的出发点与归 是先进制造技术的动力和目标。 宿，是先进制造技术的动力和目标。先进制造技术成 果的成败取决于市场检验， 果的成败取决于市场检验，企业是先进制造技术的创 新主体。 新主体。
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§6 先进制造技术的发展过程和趋势
(3) 人、知识、信息成为现代制造系统中的决定性要素 知识、 制造系统中不仅是数据流、物料流、能源流， 制造系统中不仅是数据流、物料流、能源流，还有大量的 制造知识与技能，正是这些知识解决了众多复杂的决策问题， 制造知识与技能，正是这些知识解决了众多复杂的决策问题， 在制造系统中起关键作用。 在制造系统中起关键作用。 这些知识与技能存在于人的脑中， 这些知识与技能存在于人的脑中，由于至今我们对人类思 维活动的实质知之甚少，所谓的人工智能研究， 维活动的实质知之甚少，所谓的人工智能研究，尚处于十分低 级的阶段， 级的阶段，基于人工智能的智能机器在智能水平上远远不能与 人类专家的智能相比， 人类专家的智能相比，想以人工智能全面取代制造过程中人的 智能，独立承担分析、判断、决策等任务是不现实的。 智能，独立承担分析、判断、决策等任务是不现实的。
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§6 先进制造技术的发展过程和趋势
(4) 现代制造科学逐步形成 制造技术的发展表明：制造活动越来越多依靠理论、 制造技术的发展表明：制造活动越来越多依靠理论、算 法实验、分析、模拟等手段的开发深化、 法实验、分析、模拟等手段的开发深化、越来越多地吸收数 物理、化学、生物、材料、信息、微电子、 学、物理、化学、生物、材料、信息、微电子、计算机等学 科的基本理论与最新成果，越来越基于科学和智慧， 科的基本理论与最新成果，越来越基于科学和智慧，逐步向 大制造、大系统、科学化”发展，形成制造科学。 “大制造、大系统、科学化”发展，形成制造科学。
发展 阶段 4 年 代 19601980 19801990 生产模式 多品种小批量 生产自动化 制造策略
以计算机辅助为 特征的制造技术 的开发和应用
制造设备和技 生产组织和管 理特点 术特点
DNC、工业机器 按用户订单组 人、CAD、CAPP、 织生产 CAM、CAE 技术
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设计、 制造和管理 FMC/FMS、FA、 准时化生产 计算机集成制 集成信息系统支 CAD/CAPP/CAM （JIT） 、控制 持下的自动化生 集成设计与制 库存、设计制 造系统 产 造技术 造信息一体化 智能制造、 并行工 柔性制造设备 将技术、管理和 程、精益生产、敏 快速响应智能 和柔性生产线、 人员资源集成为 捷制造、 计算机辅助产 一个协调的、相 制造化系统 与环保协调发展 品开发（CADE） 互联系的系统 的制造
b.工业机器人 工业机器人
•机器人操作机 机器人操作机 •控制系统 控制系统 •传感器 传感器 •生产线总线控制 生产线总线控制
e.过程设备工况监测与控制 过程设备工况监测与控制
•过程监视系统 过程监视系统 •在线反馈质量控制 在线反馈质量控制
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§5 先进制造技术的体系结构
现代生产经营和管理技术
a.先进制造生产模式 先进制造生产模式 •敏捷制造系统 敏捷制造系统(AMS) 敏捷制造系统 •智能制造系统 智能制造系统(IMS) 智能制造系统 •精良生产 精良生产(LP) 精良生产 •并行工程 并行工程(CE) 并行工程 b.集成管理技术 集成管理技术 •企业资源管理 企业资源管理(ERP) 企业资源管理 •产品数据管理 PDM) 产品数据管理( 产品数据管理 •供应链管理 SCM) 供应链管理( 供应链管理 •客户关系管理 客户关系管理(CRM) 客户关系管理 •基于作业的成本管理 基于作业的成本管理(ABC) 基于作业的成本管理 •现代质量保障体系 现代质量保障体系
新
新
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§6 先进制造技术的发展过程和趋势
先进制造技术的发展过程
(1) 制造模式的演变 在不到100年的发展历程中，制造业的经营模式大 年的发展历程中， 在不到 年的发展历程中 致经历了六个主要发展阶段，见下表： 致经历了六个主要发展阶段，见下表：
发展 阶段 1 年 代 19101940 19401950 19501960 生产模式 福特生 产模式 大批量生产自 动化 中小批量生产 自动化 制造策略