先进制造技术概论
合集下载
先进制造技术概述（共5篇）
先进制造技术概述（共5篇）第一篇：先进制造技术概述加工过程监控和传感器技术作业先进制造技术概述一、先进制造技术含义和特征先进制造技术AMT(advanced manufacturing technology)是传统制造业不断地吸收机械、信息(计算机与通信、控制理论、人工智能等)、材料、能源、环保等高新技术及现代系统管理技术等方面最新的成果，并将其综合应用于产品开发与设计、制造、检测、管理及售后服务的制造全过程，实现优质、高效、低耗、清洁、敏捷制造，并取得理想经济效果的前沿制造技术的总称。
先进制造技术的主要特征：⒈ 先进制造技术不是一项具体的技术，而是一项综合系统的技术。
⒉ 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。
⒊ 创新是先进制造技术的灵魂，并贯穿于制造全过程（产品创新、生产工艺过程创新、生产手段创新、管理创新、组织创新及市场创新）。
⒋ 技术与管理的结合是先进制造技术的一个突破，对市场变化做出更敏捷的反应及对最佳技术经济效益的追求，使先进制造技术十分重视生产过程组织管理体制的合理化和最佳化。
⒌ 市场和工业界的需求是先进制造技术的出发点与归宿，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生产检验，企业是先进制造技术的创新主体。
二、先进制造技术研究热点目前国内外对先进制造的研究主要有以下几个方面：纳米技术。
纳米技术是用单个原子、分子制造物质的科学技术。
纳米科学技术是以许多现代先进科学技术为基础的科学技术，它是现代科学（混沌物理、量子力学、微观物理、分子生物学）和现代技术（计算机技术、微电子和扫描隧道显微镜技术、核分析技术）结合的产物，纳米科学技术已经引发一系列新的科学技术。
精密、超精密加工。
精度为3～0.3μm，粗糙度为0.3～0.03μm的叫精密加工。
精度为0.3～0.03μm，粗糙度为0.03～0.005μm的叫超精密加工，或亚微米加工。
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
先进制造技术绪论
先进制造技术绪论
目 录
• 先进制造技术概述 • 先进制造技术核心组成 • 先进制造技术在工业生产中应用 • 先进制造技术在产品创新中作用 • 先进制造技术发展趋势与挑战 • 总结与展望
01 先进制造技术概述
定义与发展历程
定义
先进制造技术是指基于先进生产设备和 制造工艺，结合信息技术、自动化技术 等手段，实现高效、高精度、高质量、 低成本、柔性化生产的技术总称。
对未来发展趋势预测和展望
智能化
绿色化
随着人工智能技术的不断发展，先进制造 技术将更加智能化，实现自动化生产、智 能化决策和优化管理。
环保意识的提高将推动先进制造技术向绿 色化方向发展，减少资源消耗和环境污染 。
柔性化
集成化
市场需求的多样化将要求先进制造技术更 加柔性化，能够快速响应市场变化，实现 个性化定制生产。
促进制造业与互联网、人工智能等新兴产业的跨 界融合，激发创新活力，培育新的增长点。
06 总结与展望
对本次课程学习成果回顾
01 掌握了先进制造技术的基本概念、特点 Nhomakorabea发 展历程。
02 了解了先进制造技术在各个领域的应用现状 。
03
学习了先进制造技术的核心技术和关键方法 。
04
具备了运用先进制造技术解决实际问题的能 力。
FMS的运行与维护
探讨柔性制造系统的运行原理、维护方法以及故障处理等问题，确 保系统的稳定运行。
04 先进制造技术在产品创新 中作用
产品设计创新方法探讨
基于用户需求的设计创新
通过深入了解用户需求，挖掘潜在需求，以此为基础进行 产品设计创新，提高产品的用户体验和满意度。
引入新技术进行设计创新
积极引入新技术、新工艺、新材料等，将其应用于产品设 计中，实现设计创新，提升产品的技术含量和附加值。
目 录
• 先进制造技术概述 • 先进制造技术核心组成 • 先进制造技术在工业生产中应用 • 先进制造技术在产品创新中作用 • 先进制造技术发展趋势与挑战 • 总结与展望
01 先进制造技术概述
定义与发展历程
定义
先进制造技术是指基于先进生产设备和 制造工艺，结合信息技术、自动化技术 等手段，实现高效、高精度、高质量、 低成本、柔性化生产的技术总称。
对未来发展趋势预测和展望
智能化
绿色化
随着人工智能技术的不断发展，先进制造 技术将更加智能化，实现自动化生产、智 能化决策和优化管理。
环保意识的提高将推动先进制造技术向绿 色化方向发展，减少资源消耗和环境污染 。
柔性化
集成化
市场需求的多样化将要求先进制造技术更 加柔性化，能够快速响应市场变化，实现 个性化定制生产。
促进制造业与互联网、人工智能等新兴产业的跨 界融合，激发创新活力，培育新的增长点。
06 总结与展望
对本次课程学习成果回顾
01 掌握了先进制造技术的基本概念、特点 Nhomakorabea发 展历程。
02 了解了先进制造技术在各个领域的应用现状 。
03
学习了先进制造技术的核心技术和关键方法 。
04
具备了运用先进制造技术解决实际问题的能 力。
FMS的运行与维护
探讨柔性制造系统的运行原理、维护方法以及故障处理等问题，确 保系统的稳定运行。
04 先进制造技术在产品创新 中作用
产品设计创新方法探讨
基于用户需求的设计创新
通过深入了解用户需求，挖掘潜在需求，以此为基础进行 产品设计创新，提高产品的用户体验和满意度。
引入新技术进行设计创新
积极引入新技术、新工艺、新材料等，将其应用于产品设 计中，实现设计创新，提升产品的技术含量和附加值。
先进制造技术概论
先进制造技术
一. 基本概念
制造业的作用
• • • • • • • • 提供人们衣、食、住、行物质消费 决定全社会的长远效益和经济的持续增长 国际商品贸易的保证（美国78%，日本96%，我国81%-1995年） 农业基础地位的物质保障，服务业发展的重要条件 信息产业发展的物质基础； 农业劳动力转移和就业的重要途径 为科技和教育发展提供经费支持和实验装备 实现军事现代化和国家安全的保障
பைடு நூலகம்
三. 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
先进制造技术
三. 先进制造技术产生背景
21
22 23 24
36
37 38 39
文教体育用品制造业
石油加工、炼焦及核燃料加工业 化学原料及化学制品制造业 医药制造业
通信设备、计算机及其它电子设备制造业
仪器仪表及文化、办公用机械制造业 工艺品及其它制造业 废弃资源和废旧材料回收加工业
25
26 27
40
41 42
先进制造技术
一. 基本概念
一个国家经济发展的支柱 制造业 地位 国民经济收入的重要来源 工业经济年代经济增长的“发动机” 一个国家经济强大、经济腾飞的重要基础
货、支持用户到产品报废等）各个环节智能化，实现生产过程（包
括组织、管理、计划、调度、控制等）各个环节的智能化，并实现 人与制造系统的融合及人的智能的充分发挥。
先进制造技术
四. 先进制造的关键技术
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
先进制造技术概论
• （2）精密成型技术。精密成型技术是生产局部或全部 无余量或少余量半成品的工艺方法的统称。包括精密凝聚 成型技术、精密塑性加工技术、粉末材料构件精密成型技 术、精密焊接技术及复合成型技术等。其目的在于使成型 的制品达到或接近成品形状的尺寸，并达到提高质量、缩 短制造周期和降低成本的效果，其发展方向是精密化、高 效化、强韧化和轻量化。
3．自动化技术
• 制造自动化是指用机电设备取代或放大人的体 力，甚至取代和延伸人的部分智力，自动完成特 定的作业，包括物料的存储、运输、加工、装配 和检验等各个生产环节的自动化。其目的在于减 轻劳动强度、提高生产效率、减少在制品数量、 节省能源消耗及降低生产成本。
• 自动化技术主要包括数控技术、工业机器人技 术、柔性制造技术、计算机集成制造技术、传感 技术、自动检测及信号识别技术、过程设备工况 监测与控制技术等。
无氧化热处理、气体保护焊、埋弧焊及功
能性防护涂层等。
2．新型单元技术
• 第二个层次是新型的先进制造单元技术。 它是在市场需求及新兴产业的带动下，制 造技术与电子、信息、新材料、新能源、 环境科学、系统工程、现代管理等高新技 术结合而形成的崭新的制造技术。例如， 制造业自动化单元技术、极限加工技术、 质量与可靠性技术、系统管理技术、现代 设计基础与方法、清洁生产技术、新材料 成型与加工技术、激光与高密度能源加工 技术、工艺模拟及设计优化技术等。
广泛性
• 传统制造技术一般单指加工制造过 程的工艺方法，而现代制造技术则贯 穿了从产品设计、加工制造到产品销 售及用户服务等整个产品生命周期全 过程，成为“市场--产品设计--制造-市场”的大系统。
高精度
• 现代制造对产品、零件的精度要 求越来越高，在飞机、潜艇等军事设 施中使用的精密陀螺、大型天文望远 镜及大规模集成电路的硅片等高新技 术产品都需要超精密加工技术的支持。 这些需求使激光加工、电子束加工、 离子束加工、纳米制造、微机械制造 等新方法迅速发展。
3．自动化技术
• 制造自动化是指用机电设备取代或放大人的体 力，甚至取代和延伸人的部分智力，自动完成特 定的作业，包括物料的存储、运输、加工、装配 和检验等各个生产环节的自动化。其目的在于减 轻劳动强度、提高生产效率、减少在制品数量、 节省能源消耗及降低生产成本。
• 自动化技术主要包括数控技术、工业机器人技 术、柔性制造技术、计算机集成制造技术、传感 技术、自动检测及信号识别技术、过程设备工况 监测与控制技术等。
无氧化热处理、气体保护焊、埋弧焊及功
能性防护涂层等。
2．新型单元技术
• 第二个层次是新型的先进制造单元技术。 它是在市场需求及新兴产业的带动下，制 造技术与电子、信息、新材料、新能源、 环境科学、系统工程、现代管理等高新技 术结合而形成的崭新的制造技术。例如， 制造业自动化单元技术、极限加工技术、 质量与可靠性技术、系统管理技术、现代 设计基础与方法、清洁生产技术、新材料 成型与加工技术、激光与高密度能源加工 技术、工艺模拟及设计优化技术等。
广泛性
• 传统制造技术一般单指加工制造过 程的工艺方法，而现代制造技术则贯 穿了从产品设计、加工制造到产品销 售及用户服务等整个产品生命周期全 过程，成为“市场--产品设计--制造-市场”的大系统。
高精度
• 现代制造对产品、零件的精度要 求越来越高，在飞机、潜艇等军事设 施中使用的精密陀螺、大型天文望远 镜及大规模集成电路的硅片等高新技 术产品都需要超精密加工技术的支持。 这些需求使激光加工、电子束加工、 离子束加工、纳米制造、微机械制造 等新方法迅速发展。
先进制造技术概论(PPT 50张)
硬件
软件
制造系统特性
转变特性
原材料 供应者 原材料 库存 零件 加工 零件 库存 转变阶段 成品 库存 最终 用户
装配
获取阶段
分配阶段
ห้องสมุดไป่ตู้
研究制造系统转变特性，主要从技术角度出发，如何使转 变过程更有效进行。
汽车生产物流示意图
压力加工
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
第一章
1.1 1.2
绪论
有关制造的几个基本概念 制造业的发展及其在国民经济中的地位
1.3 先进制造技术的内涵和特点
1.1
有关制造的几个基本概念
生产与制造
制造：人类所有经济活动的基石，人类历史发展和文明进步的动力。
狭义：生产过程中从原材料→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）。 广义：制造 = 生产
制造系统结构
经营管理 用 户 、 市 场 与 外 部 环 境 财务 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
经营管理信息流 生产管理信息流 技术信息流 物质流
车间制造 （加工、装配、检 验、输送、 存储 … ）
制造系统特性
结构特性 制造系统可视为若干硬件的集合体。为使硬件充分发挥效 能，必须有软件支持。
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
制造系统特性
程序特性 程序 —— 一系列按时间和逻辑安排的步骤
先进制造技术概论.pptx
集成性
• 传统制造技术的学科，专业单一、界限分明，而现代
制造技术使各专业、学科间不断交叉、融合，其界限逐渐 淡化甚至消失，发展成为集机械、电子、 信息、材料和 管理技术为一体的新型交叉学科。例如，加工中引入声、 光、电、磁等特种切削工艺，并与机械加工复合组成复合 加工工艺（超声磨削、激光辅助切削等）。还有，生产技 术与管理模式相结合产生新的生产方式：敏捷制造( Agile Manufacturing，AM)、并行工程(Concurrent Engineering，CE)、精益生产(Lean Production，LP)等 。集成技术显示出高效率、多样化、柔性化、自动化、资 源共享等特点。
• 先进制造技术是一个相对的、动态的概念，是为了适应 时代要求，提高竞争能力，对制造技术不断优化所形成的 。虽然目前对先进制造技术仍没有一个明确的、一致公认 的定义，但经过对其内涵和特征的分析研究，可以定义为 ：“先进制造技术是制造业不断吸收机械、电子、信息（ 计算机与通信、控制理论、人工智能等）、能源及现代系 统管理等方面的成果，并将其综合应用于产品设计、制造 、检测、管理、销售、使用、服务乃至回收的全过程，以 实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产，提高对动态多 变的产品市场的适应能力和竟争能力并取得理想经济效果 的制造技术总称。”
及纸制品业；11印刷业记录媒介的复制；12文教体育用品制造业；
13石油加工及炼焦业；14化学原料及化学制品制造业；15医药制造
业；16化学纤维制造业；17橡胶制品业；18塑料制品业；19非金属
矿物制品业；20黑色金属矿物制品业；21有色金属冶炼及压延加工
业；22金属制品业；23普通机械制造业；24专业设备制造业；25交
制造技术( Manufacturing Technology)
先进制造技术概论47
• CIMS，从实际情况与发展前景来看，整个产品的生
产确系一个计算机集成生产系统，而且与网络化不可 分割。
• “网”是发展的道路——网络化
▪ 现代新型制造模式实施的基础设施，现代制造企业生产活动
必不可少运行环境
▪ 网络化既是制造企业信息化、集成化的基础，又是企业信息
化、集成化的进一步发展
▪ 网络化将制造业走向全球化、整体化、有序化
•将一个铁原子与一个氧化碳分子结合形成一 个铁羟基分子的过程。
•美国波士顿大学的化学家制备出世界上最小的马达， 该分子马达由78个原子构成
•纳米发电机
“文”是发展的新义——人文化
▪ 工业产品， “实用” ，物质层面； ▪ 艺术产品，（人文）文化含量高， “物美” ，精
神层面，环境协调，爽心悦目，经得起“看”，经 得起“想”——“工业设计”
“效”是发展的追求 ——高效 、高生产率
• 个性化大生产、大规模定制 • 快速响应市场需求的应有推论与含义 • 生产效率提高￫生产力发展￫社会进步 • 高效、低耗、无污染
• “数”是发展的核心——数字化
▪ “信息化”的核心是“数字化” ▪ 数字制造是制造技术与信息技术（包含计算机技术
、网络技术）等交叉、发展与应用的结果
• 2002年
原子级纳米“晶体管”（电极相距1nm）
• 2003年
世界最小的电动机——纳米电动机（直径500nm） 量子计算机基本电路（1/500mm，近°K 工作）
• 2004年
能停或暂停的分子马达 用核磁共振观测到单个电子
• 2005年
超大容量纳米级信息存储材料
• 2006年
世界最小的发电机——纳米发电机
可持续发展的重要条件。
▪ 《纲要》制造业发展思路有三，其一就是“积极发
产确系一个计算机集成生产系统，而且与网络化不可 分割。
• “网”是发展的道路——网络化
▪ 现代新型制造模式实施的基础设施，现代制造企业生产活动
必不可少运行环境
▪ 网络化既是制造企业信息化、集成化的基础，又是企业信息
化、集成化的进一步发展
▪ 网络化将制造业走向全球化、整体化、有序化
•将一个铁原子与一个氧化碳分子结合形成一 个铁羟基分子的过程。
•美国波士顿大学的化学家制备出世界上最小的马达， 该分子马达由78个原子构成
•纳米发电机
“文”是发展的新义——人文化
▪ 工业产品， “实用” ，物质层面； ▪ 艺术产品，（人文）文化含量高， “物美” ，精
神层面，环境协调，爽心悦目，经得起“看”，经 得起“想”——“工业设计”
“效”是发展的追求 ——高效 、高生产率
• 个性化大生产、大规模定制 • 快速响应市场需求的应有推论与含义 • 生产效率提高￫生产力发展￫社会进步 • 高效、低耗、无污染
• “数”是发展的核心——数字化
▪ “信息化”的核心是“数字化” ▪ 数字制造是制造技术与信息技术（包含计算机技术
、网络技术）等交叉、发展与应用的结果
• 2002年
原子级纳米“晶体管”（电极相距1nm）
• 2003年
世界最小的电动机——纳米电动机（直径500nm） 量子计算机基本电路（1/500mm，近°K 工作）
• 2004年
能停或暂停的分子马达 用核磁共振观测到单个电子
• 2005年
超大容量纳米级信息存储材料
• 2006年
世界最小的发电机——纳米发电机
可持续发展的重要条件。
▪ 《纲要》制造业发展思路有三，其一就是“积极发
《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 第一章 先进制造技术概论
-16-
1.2 制造业的发展与地位
传统制造业及其技术的发展
第二次工业革命：人类开始进入电气 时代，并在信息革命、资讯革命中达 到顶峰。
发电站
早期计算机
第三次工业革命：人类进入科技时 代，生物克隆技术的出现，航天科 技的出现，也即生物科技与产业革 命。
-17-
1.2 制造业的发展与地位
传统制造业及其技术的发展
大型发电和传输技术
核能技术
微电子技术
激光技术
-19-
1.2 制造业的发展与地位
现代制造业及其技术的发展
回顾制造技术的发展，从蒸汽机出现到今天，主要经历了三个发展阶段： 机器代替手工 作坊形成工厂
单件生产到大量生产
柔性化、集成化、智能化和 网络化的现代制造技术
-20-
1.2 制造业的发展与地位
现代制造业及其技术的发展
-15-
1.2 制造业的发展与地位
传制造业及其技术的发展
人类文明的发展与制造业的进步密切相关。
石器时代
在石器时代，人类利用天然 石料制作劳动工具；
青铜器、铁器时代
到青铜器、铁器时代， 人们开始采矿、冶炼铸 锻工具、织布；
第一次工业革命
直到1765年，瓦特改良蒸 汽机，纺织业、机器制造 业才取得革命性的变化， 引发了第一次工业革命
完成制造活动所需的一切手段的总和，是将原材料和其他生产要素经济合理地转 化为可直接使用的、具有较高附加值的成品/半成品和技术服务的技术群。
-14-
1.2 制造业的发展与地位
制造、制造技术和制造业的定义
3. 制造业（manufacturing industries）
所有与制造有关的企业机构的总体。是将制造资源（物料、能源、设备、工具、 资金、技术、信息和人力等），通过制造过程，转化为可供人们使用与利用的工 业品与生活消费品的行业
1.2 制造业的发展与地位
传统制造业及其技术的发展
第二次工业革命：人类开始进入电气 时代，并在信息革命、资讯革命中达 到顶峰。
发电站
早期计算机
第三次工业革命：人类进入科技时 代，生物克隆技术的出现，航天科 技的出现，也即生物科技与产业革 命。
-17-
1.2 制造业的发展与地位
传统制造业及其技术的发展
大型发电和传输技术
核能技术
微电子技术
激光技术
-19-
1.2 制造业的发展与地位
现代制造业及其技术的发展
回顾制造技术的发展，从蒸汽机出现到今天，主要经历了三个发展阶段： 机器代替手工 作坊形成工厂
单件生产到大量生产
柔性化、集成化、智能化和 网络化的现代制造技术
-20-
1.2 制造业的发展与地位
现代制造业及其技术的发展
-15-
1.2 制造业的发展与地位
传制造业及其技术的发展
人类文明的发展与制造业的进步密切相关。
石器时代
在石器时代，人类利用天然 石料制作劳动工具；
青铜器、铁器时代
到青铜器、铁器时代， 人们开始采矿、冶炼铸 锻工具、织布；
第一次工业革命
直到1765年，瓦特改良蒸 汽机，纺织业、机器制造 业才取得革命性的变化， 引发了第一次工业革命
完成制造活动所需的一切手段的总和，是将原材料和其他生产要素经济合理地转 化为可直接使用的、具有较高附加值的成品/半成品和技术服务的技术群。
-14-
1.2 制造业的发展与地位
制造、制造技术和制造业的定义
3. 制造业（manufacturing industries）
所有与制造有关的企业机构的总体。是将制造资源（物料、能源、设备、工具、 资金、技术、信息和人力等），通过制造过程，转化为可供人们使用与利用的工 业品与生活消费品的行业
第1_先进制造技术概论
b 支持灵活制造； b 建立全国制造技术推广中心网； b 促进本地区技术联盟的建立； b 促进制造工程教育的发展； b 促进考虑环境的制造技术的发展。
1
2.1 美国先进制造技术计划和制造 技术中心计划
b 先进 制造技术计 划： 1994年度拨款 14亿美 元，三个重点领域：下一代“智能”制造系统、 为产品、工艺过程和整个企业的设计提供集 成的工具、基础设施工作。
b 国家各类攻关计划； b 国家发改委重点：如数控系统及装备研究等； b国家自然科学基金委员会（NSFC ）； b 863、973计划； b “十一五”规划中，先进制造技术是国家重点发
展的第四关键领域。
先进制造技术的主要内容
b 现代设计技术 b 现代制造工艺技术 b 制造自动化技术 b 现代生产制造系统 b 现代管理技术
1）现代设计技术
现代设计技术是根据产品功能要求，应 用现代技术和科学知识，制定方案并使方案 付诸实施的技术。
其重要性在于使机械产品设计建立在科 学的基础上，促使产品由低级向高级转化， 促进产品功能不断发展，质量不断提高。
现代设计技术包含如下内容
b 现代设计方法：产品动态分析和设计，摩擦 学设计，防蚀设计，可靠性、可维护性及安 全设计，优化设计，智能设计等。
b 1991年，美国白宫发表了《美国国家关键技 术》的报告，明确将柔性计算机集成制造、 智能加工设备、微米级和毫米级制造以及系 统管理技术等，作为制造技术领域，列入总 数为22项的国家关键技术中。
1993年2月，克林顿在硅谷提出了促 进先进制造技术发展的六点行动
b 加大资助，开发新一代汽车、新建筑技术、 智能控制和传感器技术、快速原型设计及 考虑环境的制造技术；
CAD/CAM 集成系统模式
1
2.1 美国先进制造技术计划和制造 技术中心计划
b 先进 制造技术计 划： 1994年度拨款 14亿美 元，三个重点领域：下一代“智能”制造系统、 为产品、工艺过程和整个企业的设计提供集 成的工具、基础设施工作。
b 国家各类攻关计划； b 国家发改委重点：如数控系统及装备研究等； b国家自然科学基金委员会（NSFC ）； b 863、973计划； b “十一五”规划中，先进制造技术是国家重点发
展的第四关键领域。
先进制造技术的主要内容
b 现代设计技术 b 现代制造工艺技术 b 制造自动化技术 b 现代生产制造系统 b 现代管理技术
1）现代设计技术
现代设计技术是根据产品功能要求，应 用现代技术和科学知识，制定方案并使方案 付诸实施的技术。
其重要性在于使机械产品设计建立在科 学的基础上，促使产品由低级向高级转化， 促进产品功能不断发展，质量不断提高。
现代设计技术包含如下内容
b 现代设计方法：产品动态分析和设计，摩擦 学设计，防蚀设计，可靠性、可维护性及安 全设计，优化设计，智能设计等。
b 1991年，美国白宫发表了《美国国家关键技 术》的报告，明确将柔性计算机集成制造、 智能加工设备、微米级和毫米级制造以及系 统管理技术等，作为制造技术领域，列入总 数为22项的国家关键技术中。
1993年2月，克林顿在硅谷提出了促 进先进制造技术发展的六点行动
b 加大资助，开发新一代汽车、新建筑技术、 智能控制和传感器技术、快速原型设计及 考虑环境的制造技术；
CAD/CAM 集成系统模式
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2014/12/11
《机械加工新发展》讲义
1
什么是“制造”?
制造(Manufacturing)来源于17世纪的两个拉丁语
Manu: 手
Facture: 制作
是人类所有经济活动的基石，是人类历史发展和文明进步的动力。 狭义：为机电产品的机械加工工艺过程
广义：国际生产工程学会( CIRP )1990年：
波音各种机型研制交付周期比较 交付周期 研制周期
71 82 81
10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
57
64
68 94.5 09
51 707
2014/12/11
59 727 737
62 747
63 757
72 767
72 777
90 787
04
22
《机械加工新发展》讲义
先进制造技术的提出（续）
Computer aided design, planning, and manufacturing Limited process models using closed loop control Increased factory automation
Systemwide networks and information Robust processes and intelligent control Global enterprises and virtual manufacturing corporations
先进制造技术的提出（续）
知识－技术－产品更新的周期更短
年数
10
Why？
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
21
2014/12/11
《机械加工新发展》讲义
来源: Bullinger
先进制造技术的提出（续）
研制周期 (年)
2014/12/11
《机械加工新发展》讲义
11
制造科学与技术研究的重要性
二、中国制造业的成就(1)
改革开放20年来中国制造业的进步：
1）引进国外先进技术2500多项，占全国的1/3以上。近几年 发展的新产品，50%达到80年代中后期的世界水平。 2）一些重要产品的年生产能力已跃居世界前列，如汽车1800 万辆以上（其中轿车900万辆以上），发电设备9.5亿千瓦 以上，大中型拖拉机11万台以上，金切机床10万台以上。 3）我国已成为世界最大的服装纺织品出口国；与日本、马来 西亚和韩国并称世界消费类电子产品四大生产国。
1954 1957 1961 1969.7 1977 1965 1968 1971 1999
美国戴沃尔获第一个 工业机器人专利 苏 联 苏联加加林 美国阿波罗 11 美国海斯 富勒顿 日本 时速 400--500 公 里 美国 美国 Intel 公司微处理 器 4004 Intel 的奔腾III芯片, 已达 950 万晶体管 / 片 日本工业技术院 美国 Apple 公司推出 Newton 系列 美国 美国政府提出 National Information Infrastructure ---(NII) 计划
2014/12/11
《机械加工新发展》讲义
12
二、中国制造业的成就(2)
4）成功开发生产了运七、运八、新舟60等支线飞机。 5）一些新产品的技术水平已达世界领先或先进水平， 如沈阳变压器厂的50万伏超高压变压器， 黎明航发集团的中国第一台拥有完全知识产权的航空 发动机、 燃气轮机， 沈阳新松机器人自动化有限公司的6000米水下机器人 等产品， 清华大学制造工程研究所研制开发的并联构型机床。
18
21
22 23 24
1986 1992 90 年代初
25
2014/12/11
1993
《机械加工新发展》讲义
制造科学与技术研究的重要性
人大常委会副委员长宋健指出：
“制造业是实现现代化工业的水之源、 木之本，是实现工业化的保障和原动力， 是国家实力的脊梁，是支持共和国大厦的 基石。没有强大制造能力的国家永远成不 了经济强国。”
2014/12/11
《机械加工新发展》讲义
3
制造技术的演进
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。
镗床
2014/12/11
蒸汽机
《机械加工新发展》讲义
发报机
4
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
2014/12/11
《机械加工新发展》讲义
5
福特总部
Oscar Mayer
福特T型车
2014/12/11
福特T型车
《机械加工新发展》讲义 6
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、 系统、及 时生产、精良生产、敏捷制造……
板材柔性制造系统
2014/12/11
2014/12/11
《机械加工新发展》讲义
9
制造科学与技术研究的重要性
一、制造业发展的教训
东南亚经济危机的启示
1. 1998年爆发的动南亚经济危机，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。
计算机集成制造系统
《机械加工新发展》讲义
智能制造系统
7
制造科学与技术研究的重要性
一、制造业发展的教训
美国的教训
1. 上个世纪70年代,美国不重视制造业,把制造业称为“夕阳工业”,结果导致美 国80年代的经济衰退。
2. 80年代后期，美国的一些国会议员、政府要员纷纷要求政府出面，协调和支持 制造产业的发展，1991年，布什政府期间，美国白宫科学技术政策办公室发 表了总数为22项的美国国家关键技术，其中制造技术占4项，标志着美国科技 政策的转变。 3. 克林顿上台后，对制造业大力支持，他把先进制造技术列为六大国防关键技 术之首。结果美国在机械工业、汽车工业、航空工业及信息产业等方面取得 了明显的进展，使美国的经济连续8年取得了2-3%的增长率，而且还同时保持 低通胀率和低失业率。
2014/12/11 《机械加工新发展》讲义 8
制造科学与技术研究的重要性
一、制造业发展的教训
日本的经验
1. 在上个世纪70-80年代，日本非常重视制造业，特别大抓了汽车制造 和微电子制造，结果日本的汽车和家用电器占领了全世界的市场，特 别是大举进入了美国市场。 2. 日本的微电子芯片成为美国高技术产品的关键元件。1991年海湾战 争结束后，日本人说美国赢得这场战争是依靠的日本的芯片，是 “日本的芯片打败了伊拉克的钢片”。
2014/12/11
《机械加工新发展》讲义
13
制造科学与技术研究的重要性
二、中国制造业的成就(3)
2001年中国工程院的调查结论
1. 中国制造业占国民生产总值的1/3
2. 占整个工业生产的4/5 3. 为国家财政提供1/3以上的收入 4. 贡献出口总额的90% 5. 就业人员8043万
2014/12/11
2014/12/11
更多； 更明显； 更激烈、更动荡； 严重过剩； 更严重； 更强。
《机械加工新发展》讲义 24
先进制造技术的提出（续）
制造是涉及制造工业中产品设计、物料选择、生产计划、生产 过程、质量保证、经营管理、市场销售和服务的一系列相关活动和
工作的总称。
2014/12/11 《机械加工新发展》讲义 2
制造技术的演进
Manufacturing: Past, Present, and Future
Early 18th Century 19th Century 20th Century 21st Century
A person with an anvil and hammer Poorly understood process Craftspeople(手工 艺者) Cottage industry(家 庭手工业)
Steam-powered machinery Improved understanding of processes Factory conditions in cities
2014/12/11
《机械加工新发展》讲义
10
制造科学与技术研究的重要性
一、制造业发展的教训
瑞士依靠什么使人均产值居世界前列？
• 瑞士是一个仅700万人口的小国，2010-2013年瑞士的 年人均 国民生产总值稳居世界第四，2013年达到8万 美元。 • 瑞士的制造业十分发达，瑞士的精密机械产品的出口量 是我国的8倍，瑞士的手表世界第一，连小小的军刀， 也风靡全世界。
飞 机 火 箭 电冰箱 电影机 电视机 喷气发动机
美国麻省理工学院 美国特勒
2014/12/11
《机械加工新发展》讲义
17
14 15 16 17 18 19 20
机器人 人造卫星 宇宙飞船 飞船登月 载人航 天飞机 磁悬浮列车 光纤通信 设备 芯片 扫描隧道 显微镜 掌上电脑 手机 信息高 速公路
“中心”的变化
以顾客为中心 以市场为中心
以产品为中心
2014/12/11
《机械加工新发展》讲义
23
先进制造技术的提出（续）
产品批量
更小；