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Page No.1WordsFromSlide先进制造技术Advanced Manufacturing TechnologyHenan University of Science & TechnologyREN XIAO-Zhong河南省精品课程“先进制造技术”第1章概述本章要点制造技术的概念先进制造技术的特点先进制造技术的体系结构制造系统河南省精品课程“先进制造技术广义制造：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。

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。

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。

1.1.1 制造与制造技术制造一词来源于拉丁语词根manu(手)和facere(做)。

1.1.1 制造与制造技术表1.1 我国制造业的分类表1.2 第一、二、三产业的划分1.1.1 制造与制造技术WordsFromNotePage制造技术在产品生产中，使原材料转化为产品过程所施行的各种手段的总和，称为制造技术。

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。

1.1.1 制造与制造技术制造系统结构1.1.2 制造系统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。

1.1.2 制造系统转变特性图1-5 汽车生产物流示意图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）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。

1.1.2 制造系统制造系统的物质流与信息流1.1.2 制造系统第1章概述Introduction河南省精品课程“先进制造技术”1.2.1 制造技术的发展制造技术的进步和发展制造技术是制造业所使用的一切生产技术的总称，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。

影响其发展的最主要因素是技术的推动和市场的牵引。

人类科学技术的每次革命必然引起制造技术的不断发展，因而也推动了制造业的不断发展和进步。

近百年来，在市场需求不断变化的驱动下，制造业的生产规模沿着“小批量→少品种大批量→多品种变批量”的方向发展。

在科学技术高速发展的推动下，制造业的资源配置沿着“劳动密集→设备密集→信息密集→知识密集”的方向发展。

与之相适应，制造技术的生产方式沿着“手工→机械化→单机自动化→刚性流水自动化→柔性自动化→智能自动化”的方向发展。

1.2.1 制造技术的发展制造技术发展的五个时期工场式生产时期18世纪七十年代，以蒸汽机和纺纱机的诞生，引发第一次工业革命，从手工业作坊式生产到以机械加工和分工原则为中心的工厂生产，机器代替手工。

工业化规模生产时期19世纪电气技术得到发展，由于电气技术与其他制造技术的融合，开辟了崭新的电气化新时代，制造业得到了飞速发展，制造技术实现了批量生产、工业化规范生产的新局面。

与此同时，互换性原理和公差制度应运而生。

刚性自动化发展时期20世纪初，内燃机的发明，引起了制造业的革命，流水生产线和泰勒式工作制及其科学管理方法得到了应用。

特别是第二次世界大战期间，以大批量生产为模式，以降低成本为目的的刚性自动化制造技术和科学管理方式得到了很大发展。

福特汽车制造公司用大规模刚性生产线代替手工作业，使汽车的价格在几年内降低到原价格的1/8，促进了汽车进入家庭。

柔性自动化发展时期20世纪中期，计算机、微电子、信息和自动化技术有了迅速的发展，逐步形成了数控技术（NC）、计算机数控（CNC）、柔性制造单元（FMC）、柔性制造系统（FMS）、计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）等先进的制造单元技术和全面质量管理（TQM）、准时生产（JIT）等科学的管理理念和方法，为单一产品大批量刚性自动化生产向多品种小批量柔性自动化生产方向发展提供了技术基础。

1.2.1 制造技术的发展综合自动化发展时期自20世纪80年代以来，设计、制造和管理在内的单元自动化技术逐渐成熟和完善，如计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）、计算机辅助工艺规划（CAPP）、计算机辅助工程（CAE）、计算机辅助检测（CA T）；在经营管理领域内的物流需求规划（MRP）、制造资源规划（MRPⅡ）、企业资源规划（ERP）；在加工制造领域内的直接或分布式数控（DNC）、工业机器人（ROBOT）等。

以计算机为中心的集成制造技术从根本上改变了制造技术的面貌和水平，体现新的制造模式的计算机集成制造系统（CIMS）、并行工程（CE）以及精良生产（LP）得到实践、应用和推广。

此外，精密成形技术与装备、快速成形技术与系统、少无切削技术与装备、激光加工技术与装备等进入了一个空前发展的阶段。

1.2.1 制造技术的发展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39.21%，占工业生产总值的77.61%。

上交税金4398.17亿元，占国家税收总额的30%和财政收入的27%。

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。

1.2.2 制造业在国民经济中的地位◆图1-8显示了当今制造业的社会功能。

1.2.2 制造业在国民经济中的地位制造业是吸纳劳动就业和扩大出口的关键产业美国：约1/4人口直接从事制造业，其余人口中又有约半数人所做工作与制造业有关。

中国：2001年制造业全部从业人员8083 万人，约占全国工业从业人员总数的90.13%，全国全部从业人口的11.1%。

中国：2001年制造业出口创汇2398亿元。

占全国外贸出口总额90%。

制造业是国家安全的重要保障1.2.2 制造业在国民经济中的地位美日两国汽车产量在世界市场所占份额图1-9 美日两国汽车产量变化1.2.2 制造业在国民经济中的地位东芝事件图1-10 多轴数控机床改进核潜艇性能典型案例案例1半导体、晶体管是美国发明的，由此兴起的微电子工业也可以说纯粹是美国的首创工业。

然而在70~80年代间不到十年的时间里，其半导体的市场份额由60%降到了40%，消费电子产品则几乎全军覆没。

电视机仅有15%的国内市场，其余全部被日本占领。

典型案例案例2汽车的大批大量生产方式出自美国，汽车工业也成为美国的最大工业。

1955年：美国进口汽车仅占1%；1987年：美国进口汽车上升到31%；1989年：美国汽车世界市场占有率从75%下降到25%；案例3在机床行业：美国：1980年NC机床自给率80%，1981~1987年，机床企业从1400家减少到500家，进口率达50%；日本：1988年机床产值居世界首位，占世界总量1/4；第1章概述Introduction河南省精品课程“先进制造技术”1.3.1 先进制造技术产生的背景消费观念的变革和市场竞争日益激烈自20世纪60年代以来，世界市场的特征由传统的相对稳定逐渐演变成为动态多变，由过去的局部竞争演变成全球范围内的竞争；行业之间的相互渗透、相互竞争日益激烈。

在六、七十年代，市场主要是卖方市场，企业制造战略由追求生产规模转向降低生产成本。

20世纪80年代，由于产品供过于求，市场转变为买方市场，企业向提高产品质量的制造战略转变。

20世纪90年代以来，消费者需求日趋主题化、个性化和多样化，产品的生产和服务界限越来越不明显，市场变化周期越来越短，而其具有不确定性。

这就要求制造企业不仅要降低生产成本、提高产品质量、及时响应市场变化，还要追求创新和新颖。

1.3.1 先进制造技术产生的背景制造全球化和贸易自由化制造业、制造产品和制造技术走向国际化，导致制造业格局在全球的重新分布和组合，并使得经济竞争在全球范围内愈演愈烈。

随着世界自由贸易体制进一步完善，以及全球交通运输体系和通信网络的建立，全球采购与制造一体化的格局已初步形成，国际经济合作与交往日趋紧密。

科学技术与制造技术的相互制约和促进计算机、微电子、信息、自动化等技术的相互渗透、融合和衍生，极大地促进了制造技术在宏观（制造系统的建立）和微观（精密、超精密加工）两个方向上的蓬勃发展，急剧地改变了现代制造业的产品结构、生产方式、生产工艺和设备以及生产组织体系，使现代制造业成为发展速度快、技术创新能力强、技术密集甚至知识密集型产业。

1.3.1 先进制造技术产生的背景有限的资源和日益增长的环保压力制造业将制造资源转变为产品的制造过程，以及产品的使用过程和废弃处理过程中，一方面消耗大量人类社会有限的资源，另一方面也造成了环境污染。

有限的资源正在威胁着人类的继续发展，环境污染正在威胁着人类的生存。

因此，必须迅速研制节能环保性产品及其创新技术、报废产品的回收处理技术、生态工厂的循环制造技术等绿色制造技术与装备。

是美国根据本国制造业面临的来自世界各国，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年代末提出来的。

先进制造技术是以提高综合效益为目的，以人为主体，以计算机技术为支柱，综合应用系统技术、自动化技术、信息、材料与工艺技术、能源与环保等高新技术以及现代系统管理技术，研究并改造制造过程作用于产品整个寿命周期的所有适用技术的总称。

而把这些适用技术所构成的制造系统，统称先进制造系统。

1.3.2 先进制造技术的特点AMT是一项综合性技术AMT将各种与制造相关的技术集合成一个整体，并贯穿到从市场分析、产品设计、加工制造、生产管理、市场营销、维修服务直至产品报废处理、回收再生的生产全过程。

AMT特别强调计算机技术、信息技术和现代管理技术在制造中的综合应用特别强调人的主体作用，强调人、技术、管理的有机结合。

AMT是一项动态发展技术AMT没有一个固定的模式，AMT实现规模、实现程度、实现方法以及侧重点要与企业的具体情况相结合，并与企业的周边环境相适应。

同时AMT也不是一成不变的，而是动态发展的，它要不断地吸收和利用各种高新技术成果，并将其渗透到制造系统的各个部分和制造活动的整个过程，使其不断趋于完善。