先进制造技术01
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先进制造技术课件
工业机器人编程与操作实践
工业机器人概述
工业机器人是一种能够自动执 行工作任务的机器装置，具有 高度的灵活性、精确性和可靠 性，广泛应用于焊接、装配、 搬运、喷涂等领域。
工业机器人编程技 术
工业机器人编程是实现机器人 自动化作业的关键技术，包括 示教编程、离线编程和自主编 程等方式，通过编程实现对机 器人运动轨迹、作业顺序和作 业参数等控制。
05 精益生产与持续改进方法
精益生产理念及实施步骤
精益生产理念
追求卓越、消除浪费、持续改进、 全员参与。
实施步骤
明确目标、识别价值流、消除浪费、 持续改进。
关键成功因素
领导层的支持、员工的参与、持续 改进的文化。
价值流图分析和改善措施
价值流图分析
识别生产过程中的价值流和非价值流，找出浪费和瓶颈。
发展历程
从手工制造到机械制造，再到数字化、 智能化制造，先进制造技术经历了多 个发展阶段，不断推动着制造业的转 型升级。
特点及优势分析
特点
高精度、高效率、高柔性、集成化、 智能化等。
优势分析
先进制造技术能够显著提高生产效率 、降低生产成本、提高产品质量和一 致性，同时能够满足个性化、定制化 生产需求，提升企业竞争力。
循环经济模式
以资源节约和循环利用为特征， 通过废弃物回收、再生利用等手 段，将经济活动组织成一个“资 源-产品-再生资源”的反馈式流 程。
清洁生产技术与循环 经济的关系
清洁生产是实现循环经济的基础 和手段，而循环经济则为清洁生 产提供了更广阔的应用空间和政 策支持。
企业实施绿色制造战略路径选择
加强绿色技术创新
增材制造的应用领域
增材制造技术广泛应用于航空、医疗、汽车等领域，如制造飞机发动机零件、人体植入物 、汽车轻量化零件等。
先进制造技术01课件
第一章 制造业与先进制造技术概论
2. 加工过程的信息域活动 加工过程就是将设计对象物化的过程，在这一过程中，会产生大量诸如力、热、变形、误差等物理信息。对这些信息进行采集、处理和控制的过程就是加工过程信息域的活动。 CNC技术是目前最主要的先进制造设备，其原理如下图所示：
第一章 制造业与先进制造技术概论
⑦机器人 物流中应用机器人可用于装卸工件、传输物料等
第一章 制造业与先进制造技术概论
第一章 制造业与先进制造技术概论
三、信息域活动 处在信息化时代的制造业及制造系统将会最大限度的“数字化”，信息域活动亦可认为是数字化活动。 1. 设计过程的信息域活动 ①设计的概念
国际水平的技术标准与法规
国际水平的人才与教育体制
自主技术创新及开发能力
国际水平的制造企业
国际水平的制造中心
国际水平的先进装备制造
绪 论
一、本门课程的作用
制造业的主体功能
二、制造业涉及的主体功能
设计
制造
材料
信息
管理
绪 论
三、本课程的有关说明 1. 学时 本课程教材总学时大约45学时，课堂讲授30学时。 2. 特点 本门课程的特点可归纳为：新、多、杂、变几个字。 新是指本课程的内容大都是近10余年发展起来的技术。多和杂是指本课程内容多而且庞杂，结构不是十分清晰。变是指随着制造技术的发展，本教材中的一些内容，甚至是概念都有可能发生变化。 基于上述特点，同学们除了进行课堂学习之外，还需要进行适当时间的自学，并要不断地了解先进制造技术新的发展。
经济效益评估
物流设备的类型、数量及布局；自动化中央仓库的类型、库容及布局刀库、工件缓冲站的大小及布局；加工设备的类型、数量及布局
物料的运输路线；工件运输的调试策略系统内托盘的最大数量运输设备故障率；系统的持续运行时间
先进制造技术-1绪论
5
§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
6
§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
2 3
生产过程动态 统计 柔势
3
§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
4
§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
1
§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 ；
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。
先进制造技术介绍课件
先进制造技术的 分类
智能制造技术
人工智能：利用机器学习、 工业物联网：通过传感器、
深度学习等技术实现自动 网络等设备实现生产设备
化、智能化生产
的互联互通和数据共享
增材制造：利用3D打印 技术实现快速、高效的
生产
工业机器人：通过机器 人实现自动化、智能化
的生产过程
云计算：利用云计算技 术实现生产数据的存储、
工业互联网：利用 物联网、云计算等 技术，实现生产设 备和系统的互联互 通和信息共享
增材制造：利用 3D打印技术，实 现产品的快速制造 和个性化定制
绿色与可持续发展
节能环保：减少能源消耗，降 低环境污染
绿色制造：采用环保材料，降 低生产过程中的污染
循环经济：提高资源利用率， 减少废弃物产生
可持续发展：实现经济、社会、 环境协调发展，提高生活质量
智能物流系 统：实现物 料自动配送， 提高物流效 率
智能检测系 统：提高产 品质量，降 低不良率
智能决策系 统：实现生 产计划、库 存管理等方 面的智能化 决策，提高 企业竞争力
01
02
03
04
绿色制造在环保产业的应用
绿色制造技术在环保产业 中的应用，可以有效降低 生产过程中的能耗和污染 排放。
绿色制造技术在环保产业 中的应用，可以促进环保 产业的可持续发展，提高 环保产业的竞争力。
航空航天：飞 机、火箭、卫 星等制造
05
生物医学：医 疗器械、生物 制药等制造
02
汽车工业：汽 车、卡车、摩 托车等制造
06
能源工业：太 阳能、风能、 核能等制造
03
电子工业：计 算机、手机、 家电等制造
07
建筑工业：建 筑材料、建筑 设备等制造
先进制造技术习题答案1
第一章制造业与先进制造技术1-1 叙述制造、制造系统、制造业、制造技术等概念，比较广义制造与狭义制造的概念。
制造：把原材料加工成适用的产品。
制造系统：制造过程及其所涉及的硬件、软件和人员组成的一个将制造资源转变为产品（含半成品）的有机整体，称为制造系统。
制造系统还有以下三方面的定义：制造系统的结构定义；制造系统的功能定义；制造系统的过程定义。
制造业：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。
它涉及到国民经济的许多部门，是国民经济和综合国力的支柱产业。
制造技术：是完成制造活动所需的一切手段的总和，制造技术已成为一个涵盖整个生产过程、跨多个学科、高度集成的高新技术。
狭义制造是产品的机械工艺过程或机械加工过程。
广义制造与狭义制造相比，制造的概念和内涵在范围和过程两方面大大拓展。
在范围方面，制造涉及的工业领域远非局限于机械制造，而是涉及机械、电子、化工、轻工、食品、军工等国民经济的大量行业。
在过程发面，广义制造不仅指集体的工艺过程，而是指包括市场分析、产品设计、计划控制、生产工艺过程、装配检验、销售服务和管理等产品整个生命周期的全过程。
1-2 试简述制造技术的发展历程。
制造技术的发展是由社会、政治、经济等多方面因素决定的。
纵观近两百年制造业的发展历程，影响其发展最主要的因素是技术的推动及市场的牵引。
人类科学技术的每次革命，必然引起制造技术的不断发展，也推动了制造业的发展。
另一方面，随着人类的不断进步，人类的需求不断变化，因而从另一方面推动了制造业的不断发展，促进了制造技术的不断进步。
两百年来，在市场需求不断变化的驱动下，制造业的生产规模沿着“少品种大批量的规模生产——多品种小批量生产——个性化弹性批量生产；在科技高速发展的推动下，制造业的资源配置沿着“劳动密集——设备与资金密集——信息密集——知识密集”的方向发展，与之相适应，制造业的资源配置沿着“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。
先进制造技术与系统
降低制造成本
通过优化生产流程、减少浪费 等方式，降低制造成本，提高 企业盈利能力。
增强企业竞争力
通过快速响应市场需求、个性 化定制等方式，增强企业的市 场竞争力。
应用领域举例
航空航天
先进制造技术在航空航天领域的应用主要体现在高精度加 工、复合材料制造等方面，如飞机发动机叶片的加工、航 空座椅的制造等。
协作机器人技术
协作机器人具有安全、易用和灵活的特点，能够与人协同作业，提 高生产灵活性。
机器人智能感知与决策
通过搭载传感器和智能算法，机器人能够实现对周围环境的感知和 自主决策，提高生产智能化水平。
04 智能制造发展趋势预测
数字化双胞胎概念引入
01 02
数字化双胞胎定义
利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、 多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间中完成映射，从而反映相对应 的实体装备的全生命周期过程。
人才短缺问题突出
高素质、高技能人才的短缺制约了先 进制造技术的快速发展和应用。
智能化水平有待化和 智能化水平。
未来发展趋势预测及建议
趋势一
数字化与网络化融合：随着互联网、大数据等技术的不断发展，先进制造技术将实现数字 化与网络化的深度融合，推动制造业向智能化、服务化转型。
电子信息
先进制造技术在电子信息领域的应用主要体现在微型化、 高精度加工等方面，如手机零部件的加工、集成电路的制 造等。
汽车制造
先进制造技术在汽车制造领域的应用主要体现在柔性化生 产、智能制造等方面，如汽车车身的焊接、涂装等自动化 生产线。
生物医疗
先进制造技术在生物医疗领域的应用主要体现在医疗器械 的制造、生物材料的加工等方面，如人工关节的制造、生 物芯片的加工等。
先进制造技术介绍ppt课件
13
结果: X-deflection
图中显示了X方向的变形分布。箭头所指的区域向里移动了约0.3~ 0.4 mm14。
结果: Y-deflection
图中显示了Y 方向的变形 分布。
箭头所指的 区域向里移 动了约1.1 ~ 1.2 mm。
其它区域的 变形都较为 均匀，因此， 只需考虑上 部区域的变 形。
4
模具计算机辅助设计CAD
• 典型的数字化设计效果图(作品)
5
汽车仪表板
6
二板模
7
三板模具
8
汽车覆盖件模具
9
精密手机模具
10
模具CAE分析 填充形式
填充型式较为 均匀，因此锁 模力不会过大。 在本方 案中, 从浇口 到填充末端的 距离很长，因 此需要采用合 适的保压工艺。
11
结果:型腔冷却效果
1一先迚制造技术介绍1先迚制造技术是传统制造技术丌断吸收机械电子信息材料能源及现代管理等方面的科技成果并将其综合应用于制造行业的产品设计制造检测管理销售使用服务等的制造全过程以实现优质精良快速灵活生产并取得理想技术经济效果的制造技术群的总称
一、先进制造技术介绍
1、先进制造技术
是传统制造技术不断吸收机械、电子、信息、材料、 能源及现代管理等方面的科技成果，并将其综合应用于制 造行业的产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服 务等的制造全过程，以实现优质、精良、快速、灵活生产， 并取得理想技术经济效果的制造技术群的总称。
15
结果: Z-deflection
图中显示了z方向的变形分布。
16
红箭头所指的区域向下移动了约0.7 mm。
17
18
模具CAM三轴加工
19
模具CAM五轴加工叶边
结果: X-deflection
图中显示了X方向的变形分布。箭头所指的区域向里移动了约0.3~ 0.4 mm14。
结果: Y-deflection
图中显示了Y 方向的变形 分布。
箭头所指的 区域向里移 动了约1.1 ~ 1.2 mm。
其它区域的 变形都较为 均匀，因此， 只需考虑上 部区域的变 形。
4
模具计算机辅助设计CAD
• 典型的数字化设计效果图(作品)
5
汽车仪表板
6
二板模
7
三板模具
8
汽车覆盖件模具
9
精密手机模具
10
模具CAE分析 填充形式
填充型式较为 均匀，因此锁 模力不会过大。 在本方 案中, 从浇口 到填充末端的 距离很长，因 此需要采用合 适的保压工艺。
11
结果:型腔冷却效果
1一先迚制造技术介绍1先迚制造技术是传统制造技术丌断吸收机械电子信息材料能源及现代管理等方面的科技成果并将其综合应用于制造行业的产品设计制造检测管理销售使用服务等的制造全过程以实现优质精良快速灵活生产并取得理想技术经济效果的制造技术群的总称
一、先进制造技术介绍
1、先进制造技术
是传统制造技术不断吸收机械、电子、信息、材料、 能源及现代管理等方面的科技成果，并将其综合应用于制 造行业的产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服 务等的制造全过程，以实现优质、精良、快速、灵活生产， 并取得理想技术经济效果的制造技术群的总称。
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结果: Z-deflection
图中显示了z方向的变形分布。
16
红箭头所指的区域向下移动了约0.7 mm。
17
18
模具CAM三轴加工
19
模具CAM五轴加工叶边
先进制造技术第一章
先进制造技术能够提高产品质量和生 产效率，降低生产成本和能源消耗， 增强企业市场竞争力，推动制造业转 型升级和可持续发展。
应用领域举例
航空航天领域
先进制造技术在航空航天领域的应用包括飞机发动机制造 、航空材料加工、航空电子设备等，能够提高航空航天产 品的性能和质量。
医疗器械领域
先进制造技术在医疗器械领域的应用包括医疗器械设计、 加工和制造等，能够提高医疗器械的精度和可靠性，保障 医疗安全。
模块化设计
01
将复杂系统划分为独立的功能模块，便于开发、维护和升级。
开放性原则
02
支持不同厂商、不同技术的集成，实现系统的可扩展性和互操
作性。
分层结构
03
划分为感知层、控制层、执行层和应用层，降低系统复杂性。
关键组成部分介绍
感知层
通过传感器、RFID等技术，实 现设备状态监测、环境参数采
集等功能。
成本高企
先进制造技术的研发和应用往往需要大量的资金投入，使得一些 中小企业难以承担。
未来发展趋势预测
绿色制造
环保意识的提高将推动先进制造技术向绿 色、低碳、可持续的方向发展，减少对环
境的影响。
智能化发展
随着人工智能、大数据等技术的不 断发展，未来先进制造技术将更加 智能化，实现自动化生产、智能化
管理和优化。
06
绿色低碳可持续发展战略在先进 制造中实践
绿色低碳生产理念推广
节能减排
通过改进生产工艺、提高能源利 用效率、采用清洁能源等手段， 减少制造过程中的能源消耗和污
染物排放。
绿色供应链管理
将绿色低碳理念贯穿于整个供应链， 从原材料采购、生产、运输、销售 到回收处理等环节，实现全过程的 绿色化。
应用领域举例
航空航天领域
先进制造技术在航空航天领域的应用包括飞机发动机制造 、航空材料加工、航空电子设备等，能够提高航空航天产 品的性能和质量。
医疗器械领域
先进制造技术在医疗器械领域的应用包括医疗器械设计、 加工和制造等，能够提高医疗器械的精度和可靠性，保障 医疗安全。
模块化设计
01
将复杂系统划分为独立的功能模块，便于开发、维护和升级。
开放性原则
02
支持不同厂商、不同技术的集成，实现系统的可扩展性和互操
作性。
分层结构
03
划分为感知层、控制层、执行层和应用层，降低系统复杂性。
关键组成部分介绍
感知层
通过传感器、RFID等技术，实 现设备状态监测、环境参数采
集等功能。
成本高企
先进制造技术的研发和应用往往需要大量的资金投入，使得一些 中小企业难以承担。
未来发展趋势预测
绿色制造
环保意识的提高将推动先进制造技术向绿 色、低碳、可持续的方向发展，减少对环
境的影响。
智能化发展
随着人工智能、大数据等技术的不 断发展，未来先进制造技术将更加 智能化，实现自动化生产、智能化
管理和优化。
06
绿色低碳可持续发展战略在先进 制造中实践
绿色低碳生产理念推广
节能减排
通过改进生产工艺、提高能源利 用效率、采用清洁能源等手段， 减少制造过程中的能源消耗和污
染物排放。
绿色供应链管理
将绿色低碳理念贯穿于整个供应链， 从原材料采购、生产、运输、销售 到回收处理等环节，实现全过程的 绿色化。
第七章先进制造技术第一、二、三节
◆ 它 将 计 算 机 辅 助 设 计 （ CAD ） 、 计 算 机 辅 助 制 造 （CAM）、计算机数控（CNC）、精密伺服驱动、新材 料等先进技术集于一体，依据计算机上构成的产品三维设 计模型，对其进行分层切片，得到各层截面的轮廓。
◆按照这些轮廓，激光束选择性地切割一层层的箔材（或
固化一层层的液态树脂，或烧结一层层的粉末材料），或
➢ 材料累加法——传统的累加方法有焊接、粘接或铆接
等，通过不可拆卸连接使物料结合成一个整体，形成零
件。近几年才发展起来的快速原型制造技术（RPM），
是材料累加法的新发展。
3
第一节 快速原型制造技术（RPM）
◆快速原型制造（Rapid Photograph Manufacturing — RPM），又称“快速成形技术”（ Rapid Photograph — RP）或“分层制造”（Layer Manufacturing — LM）， 是20世纪80年代后期迅速发展起来的一种新型制造技术。
塑料 铝合金 铜
300-6000 m/min 铸铁
◎钻削： 200-1100 m/min ◎磨削： 50-300 m/s
钢 钛合金 镍合金
10
100
1000
切削速度V（m/min）
10000
图3-32 高速与超高速切削速度范围 12
、 高速加工的特点
➢ 加工效率高：进给率较常规切削提高5-10倍，材料去除 率可提高3-6倍 ➢ 切削力小：较常规切削至少降低30%，径向力降低更明 显。有利于减小工件受力变形，适于加工薄壁件和细长件 ➢ 切削热小：加工过程迅速，95%以上切削热被切屑带走， 工件积聚热量极少，温升低，适合于加工熔点低、易氧化 和易于产生热变形的零件 ➢ 加工精度高：刀具激振频率远离工艺系统固有频率，不 易产生振动；又切削力小、热变形小、残余应力小，易于 保证加工精度和表面质量 ➢ 工序集约化：可获得高的加工精度和低的表面粗糙度， 并在一定条件下，可对硬表面进行加工，从而可使工序集 约化。这对于模具加工具有特别意义(工序集约化是指在一 台实现或尽可能完成从毛坯至成品的全部加工工序). 13
先进制造技术（王隆太）名词解释1~6章全
先进制造技术（王隆太）名词解释1~6章全第一篇：先进制造技术(王隆太)名词解释1~6章全1、制造：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，将原材料转化为最终物质产品并投放市场的全过程。
2、制造系统：指由制造过程及其所涉及的硬件、软件和人员组成的一个具有特定功能的有机整体。
3、制造业：指将制造资源，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们使用和消费的产品的行业。
4、市场及特征：指一定期、一定地点的商品交易的场所。
特征：不确定性、国际化和全球化、新兴产业的崛起、市场质的短缺和动态的非均衡、虚拟市场和代理是未来市场的重要形式。
5、产品和特征：指提供给市场，满足人们某种欲望或需求的一切东西。
特征:个性化和多样化、寿命周期的趋短、智能化、绿色化。
6、价值工程：以产品的功能分析为核心，以科学的方法为工具，寻求功能与成本的最佳组合以获得最佳的产品价值。
V产品的价值：在价值工程中产品价值的通俗含义 V=F/CF产品功能：功用、效能、作用、用途、目的等。
C产品成本：实现功能所支付的全部费用。
7、价值工程分析对象选择的基本方法综合加权评分法、ABC分类法、价值系数分析法8、反求工程：以已有的产品为基础，进行消化、吸收并进行创新改进，使之成为新产品。
9、反求工程设计的基本步骤：分析阶段、再设计阶段、反求产品的制造阶段。
10、模型重构：根据所采用的样本几何数据在计算机内重构样本模型的技术。
11、样本重构的基本步骤：数据预处理、网格模型生成、网格模型后处理12、绿色产品：指以环境和环境资源保护为核心概念而设计产生的、可以拆卸和分解的产品，其零部件经过翻新处理后可以重新利用。
13、机械工艺流程：毛坯的成形准备阶段、车削加工阶段、表面改性处理阶段14.机械零件成形方法：受迫成形、去除成形、堆积成形15、超精密加工：包括了所有能使零件成形、位置和尺寸精度到微米和亚微米范围的机械加工方法。
先进制造技术01ppt学习教案
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发展历程
经历了手工制造、机械制造、自动化 制造等阶段，目前正朝着数字化、网 络化、智能化方向发展。
特点及优势分析
特点
高精度、高效率、高柔性、高质量。
优势分析
提高生产效率，降低生产成本，提高产品质量，增强企业竞争力。
应用领域举例
航空航天
用于飞机、火箭等复杂零部件的 制造和装配。
汽车制造
用于发动机、车身等关键部件的 加工和检测。
布局原则
遵循工艺流向、最短距离、最少搬运、 最大灵活性等原则进行生产线布局，提 高生产效率和质量。
物料搬运系统设计
物料搬运方式
根据物料特性、搬运距离、搬运频率等选择合适的搬运方式，如人工搬运、机械搬 运、自动化搬运等。
物料搬运设备
选用合适的物料搬运设备，如叉车、输送带、机器人等，实现高效、安全的物料搬 运。
通过对生产过程的输入、输出和 过程本身进行分析，确定过程能 力是否满足产品质量要求。
02
03
统计过程控制
防错技术
运用统计技术对生产过程进行实 时监控，及时发现并处理过程中 的异常波动。
采用防错装置或方法，避免或减 少人为因素导致的产品质量问题。
不合格品处理流程
不合格品标识和隔离 对发现的不合格品进行标识和隔离， 防止误用或混入合格品中。
绿色制造理念的内涵
强调在产品设计、制造、使用和废弃处理全过程中，注重资源节 约、环境友好和可持续发展。
绿色制造技术的推广
通过政策引导、技术创新和示范工程等手段，推动绿色制造技术 在各行业的应用。
绿色制造实践案例
介绍一些成功实施绿色制造的企业或产品，如绿色包装、绿色能 源等。
资源节约型生产方式探讨
先进制造技术01-2
Computer in Manufacturing计算机制造Computer-Aided Production and Control Systems (CAPACS)计算机辅助生产和控制系统主要内容：1.The concepts of CAPACS,interaction of PACS, typical CAPCS in manufacturing1。
CAPACS互动的概念,CAPCS,典型的PACS在制造2. MIS MIS(管理信息系统)3.Engineering工程1.1.0Introduction介绍制造Manufacturing = 生产ProductionA collection of interrelated activities that includes product design and documentation, material selection, planning, production, quality assurance, management, and marketing of goods。
收集了相关活动,包括产品设计和文件、材料选择、规划、生产、质量保证、管理和营销的货物CAM — Computer-aided manufacturingComputer application in manufacturing production controls the physical process and is typically referred to as computer-aided manufacturing (CAM).在制造生产控制计算机应用物理过程,通常是被称为计算机辅助制造CAM involves the use of computers and computer technology to assist in all the phases of manufacturing a product, including process and production planning, machining, scheduling, management, and quality control.涉及到使用计算机和计算机技术来协助所有阶段的一项产品的制造,包括工艺流程、生产规划、机加工、调度、管理及质量控制。
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
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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
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1.2 制造业的发展与地位
现代制造业及其技术的发展
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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。
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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
《先进制造技术》课件 第一章
目录页 CONTENTS PAGE
绪论 现代设计技术 先进制造工艺技术（一） 先进制造工艺技术（二） 制造自动化技术 现代生产管理技术 先进制造模式
— 2—
过渡页 TRANSITION PAGE
绪论
1 • 先进制造技术及其主要特点 • 先进制造技术的体系结构及分类 • 先进制造技术的应用及发展趋势
绪论
— 28 —
Thank You
3
户服务的整个过程，成为“市场—产品设计开发—加工
制造—市场”的大系统。
• 高精度：现代制造对产品、零件的要求越来越高，促
4
使激光加工、电子束加工、离子束加工、纳米制造、微机械
5
制造等新方法迅速发展。
• 实用性：注重产生最好的实践效果。
绪论
— 10 —
1.2 先进制造技术的体系结构及分类
1.2.1 先进制造技术的体系结构
表面改性、制膜 和涂层技术包括化学 镀、非晶态合金技术、 节能表面涂装技术、 表面强化处理技术、 热喷涂技术、激光表 面熔覆处理技术、等 离子化学气相沉积技 术等。
绪论
— 17 —
1.2 先进制造技术的体系结构及分类
1.2.2 先进制造技术的分类
3．加工自动化技术
加工自动化技术是用机电设备工 具取代或放大人的体力。加工过程自 动化涉及数控技术、工业机器人技术、 柔性制造技术、传感技术、自动检测 技术、信号处理和识别技术等内容。 其目的在于减轻操作者的劳动强度， 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。
1979年至今
20世纪80年代末美国人开始把雄心勃勃的“星球大战”计 划转移到发展先进制造技术的应用和推广上来； 目前，制造业在美国经济社会发展中仍占有重要地位。
绪论 现代设计技术 先进制造工艺技术（一） 先进制造工艺技术（二） 制造自动化技术 现代生产管理技术 先进制造模式
— 2—
过渡页 TRANSITION PAGE
绪论
1 • 先进制造技术及其主要特点 • 先进制造技术的体系结构及分类 • 先进制造技术的应用及发展趋势
绪论
— 28 —
Thank You
3
户服务的整个过程，成为“市场—产品设计开发—加工
制造—市场”的大系统。
• 高精度：现代制造对产品、零件的要求越来越高，促
4
使激光加工、电子束加工、离子束加工、纳米制造、微机械
5
制造等新方法迅速发展。
• 实用性：注重产生最好的实践效果。
绪论
— 10 —
1.2 先进制造技术的体系结构及分类
1.2.1 先进制造技术的体系结构
表面改性、制膜 和涂层技术包括化学 镀、非晶态合金技术、 节能表面涂装技术、 表面强化处理技术、 热喷涂技术、激光表 面熔覆处理技术、等 离子化学气相沉积技 术等。
绪论
— 17 —
1.2 先进制造技术的体系结构及分类
1.2.2 先进制造技术的分类
3．加工自动化技术
加工自动化技术是用机电设备工 具取代或放大人的体力。加工过程自 动化涉及数控技术、工业机器人技术、 柔性制造技术、传感技术、自动检测 技术、信号处理和识别技术等内容。 其目的在于减轻操作者的劳动强度， 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。
1979年至今
20世纪80年代末美国人开始把雄心勃勃的“星球大战”计 划转移到发展先进制造技术的应用和推广上来； 目前，制造业在美国经济社会发展中仍占有重要地位。
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在规定的时间内 （At the right time）
规定的地点 （In the right place）
客户
合适的价格
以需要的数量
（At the right price） （In the right quantity）
3. 物流域活动的主要装备
①夹具
夹具是用来对工件进行定位和夹紧的，这一过程称为安装或装夹。夹具的 发展方向是高精、高效、模块、组合、通用、经济。
制造企业的管理信息可分为三大类：
人力资源管理
企
业
财务管理
管
理
物业资源管理
人事管理
人力资源管理
人
力
培训计划
资
绩效评估
源
管
报酬管理
理
人力资源测评
……
总账管理
工资管理
财
务
固定资产管理
管
理
成本管理
……
销售管理 采购管理
库存管理
物
业
计划管理
资
车间管理
源
管
制造技术管理
理
质量管理
设备管理 ……
四、先进制造技术的内涵与特征
集成性
多学科渗继续发展
数字化
指模型数字化、信号数字化等
可持续性
能实现低消耗及绿色生产
第二节 制造理念的更新
一、制造模式
制造模式指的是制造系统的构成及运作方式。制造系统的构成及运作方式， 依赖于制造技术的进步，也依赖于制造理念的更新。
可以把制造业的发展划分为3个阶段：传统制造、现代制造、后现代制造。 其生产理念也随之不断更新。
2. 大量定制生产的理论和方法
大量定制生产是把多品种单件小批生产与大批量生产的优点集中起来，解 决多品种单件小批生产与大批量生产的缺点，适应现代市场经济的发展。大体上 说，大规模定制生产主要是基于以下理论和方法得以实现其目标的，如下图。
大批量生产 ①批量大，品种少； ②效率高，成本低。
融合
单件小批生产 ①批量小，品种多； ②效率低，成本高。
先进制造技术
先进制造技术
绪论
一、本门课程的作用
二、制造业涉及的主体功能
三、本课程的有关说明
1. 学时
本课程教材总学时大约45学时，课堂讲授30学时。
2. 特点
本门课程的特点可归纳为：新、多、杂、变几个字。 新是指本课程的内容大都是近10余年发展起来的技术。多和杂是指本课程 内容多而且庞杂，结构不是十分清晰。变是指随着制造技术的发展，本教材中的 一些内容，甚至是概念都有可能发生变化。 基于上述特点，同学们除了进行课堂学习之外，还需要进行适当时间的自 学，并要不断地了解先进制造技术新的发展。
经济效益 规模效益、价格 自然资源、劳动、设备
低 高 机械加工技术 手工、机械、生产线 长 刚性 分散 宏观
以人为本 等量制造比例加大 经济效益、社会效益 质量、市场响应速度
信息、资本 较高 较低
信息、机电一体化技术 自动化 较短 柔性
倾向于工序集中 宏观
以环境为本 增量制造比例加大
生态效益、社会效益、经济效益
制
传统制造阶段
以“产”为本的理
造
念
业 的
现代制造阶段
对
以“人”为本的理
比
念
发
展
后现代制造阶段
以环境为本的理念
制造理念 生产方式 生产目标 竞争优势 资源配置方式 资源利用率 对环境的影响 核心技术 生产组织方式 制造时间 制造灵活性 工序集中度 制造尺度
不同制造理念的比较
以生产为本 以减量制造为主
五、大量定制
电子商务的发展使数字化定制生产不仅变得必要，而且也成为可能。
大量定制（mass customization, MC）是21世纪的先进生产模式，它将定制生 产与大量生产有机结合起来，在满足用户个性化需求的同时，保持较低的生产成 本与较短的交货期。
1. 大批量生产与大量定制生产方式的对比
核心 目标
使用自动仓库的优势：降低仓储成本、提高保管质量、增强市场响应能力、 有利于环境保护。
⑦机器人
物流中应用机器人可用于装卸工件、传输物料等
三、信息域活动
处在信息化时代的制造业及制造系统将会最大限度的“数字化”，信息域活 动亦可认为是数字化活动。
1. 设计过程的信息域活动 ①设计的概念
什 么 是 设 计？
物体任一部 分的设计都 应满足功能 需求，且基 于艺术与工 程的结合。
设计是创造 一个迄今尚 不存在的产 品（硬件、 软件或一个 系统）的过 程。
设计 是一 个决 策过 程。
设计就是 制作原始 计划、草 图和方案 等。
②设计过程信息域活动的内容
设计过程信息域活动就是将概念、构思映射成数字化物理模型的过程，这需 要CAD系统的支持。
先进制造技术（Advanced manufacturing technology, AMT）尚无统一的定 义，一般可以认为：AMT是制造业不断吸收机械、电子、信息、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 用及服务乃至回收的全过程的新的制造技术的总称。
AMT的主要特征是：
加工 物流 信息流
三域
一、加工域活动
加工域活动是指直接改变零件形状、尺寸和性能的行为活动（工艺过程）， 是制造行为的基础域活动。
1. 机械制造技术的主要类别
立体光刻SLA 增
分层实体制造LOM 量
选择性激光烧结SLS 制
熔融沉积成形FDM 造
其它
使用激光照射光敏树脂固化成形 使用激光或刀片切割粘性层片层叠成形 使用激光烧结粉末材料成形 将热塑料通过喷嘴挤出后固化成形 其它成形方式
图
程
序
伺服驱动
Z轴
加工过程信息域的活动还包括虚拟加工中的数字化仿真与分析。
3. 物流过程的信息域活动
物流过程的信息域活动，包括对传输装置数量与布局的信息、被传输物料信 息、经济效益信息等的监控与管理。具体内容如下：
系统布局及设 备、人员配备
物流设备的类型、数量及布局；自动化中央 仓库的类型、库容及布局
大量定制生产 ①产品设计模块化；②产品改进参数化； ③组织机构扁平化；④生产制造客户化； ⑤采购销售链接化；⑥竞争方式团队化。
应用虚/实集成加工单元的优点是避免机床碰撞、消除零件试切、缩短生产 周期、延长刀具寿命、提高生产率、增强竞争能力。
应用 实例
四、可持续制造
资源、环境和人口是当今全球关注的三大热点问题。可持续发展已被公认为 21世纪的生产发展模式。
可持续发展是指既能满足社会当前的需求，又不危及子孙后代满足其需求的 一种发展模式。
刀库、工件缓冲站的大小及布局；加工设备 的类型、数量及布局
系统运行模式
物料的运输路线；工件运输的调试策略 系统内托盘的最大数量 运输设备故障率；系统的持续运行时间
经济效益评估
系统的投资规模；系统的资金周转； 刀具、夹具、托盘的投资 生产成本信息；投资效益评估等
4. 管理中的信息域活动
管理中的信息域活动就是利用管理信息系统（MIS）对各种管理信息进行收 集、传输、加工、存储和使用的过程。
可持续发展 技术、知识
很高 很低 纳米技术 智能化、自动化
短 柔性 工序集中 微观
二、加工工艺系统
在机械加工中，由机床、夹具、工件和刀具组成的系统称为工艺系统 （machining complex）。随着制造模式的变化工艺系统的构成也有了新的变化 （如图所示）。在虚拟制造中整个工艺系统都存在于计算机系统中。
可持续发展的程度可用人口、物质生活水平及环境效率来定量描述：
环境负担
人口
GDP
人口
环境负担
GDP
其中：GDP/人口是指每个人平均享有的GDP，即人的物质生活水平；环境 /GDP表示环境效率，即产生一份GDP消耗的环境资源。
要实现可持续制造，需要着重解决如下问题。
1. 资源传递的延伸技术
通过再造工程延长机器、工具、零件等的传递周期，通过资源循环利用及废 弃物再利用，使资源得到充分利用，减少对环境的冲击。
关键特性
大批量生产方式
通过稳定的可控制的市场得到高的效益 获得较低的生产成本，满足大多数人的需要
稳定的需求 大的、单一种类的市场 低成本、相同质量的产品和服务 很长的产品开发周期 长的产品生命周期
大量定制生产方式（MC）
通过柔性和快速反应使产品多样化和定制化 提供足够多的产品和服务，以满足用户个性化的 需求，并能使用户承担得起 变化的需求 不同类的产品，分化的市场 低成本、高质量的定制化产品和服务 短的产品开发周期 短的产品生命周期
先进制造技术
第一章 制造业与先进制造技术概论
第一章 目录
★第一节 制造行为的“三域”活 动 ★第二节 制造理念的更新 ★第三节 制造技术的创新策略
★第四节 自适应企业策略
第一节 制造行为的“三域”活动
制造业是一切生产和装配成品的企业群体的总称，制造业共包括30行业。
制造是指：
制造过程中的行为活动
2. 加工过程的信息域活动
加工过程就是将设计对象物化的过程，在这一过程中，会产生大量诸如力、 热、变形、误差等物理信息。对这些信息进行采集、处理和控制的过程就是加工 过程信息域的活动。
CNC技术是目前最主要的先进制造设备，其原理如下图所示：
编
伺服驱动
X轴
零 件
手工
制 零
设
件 加
CNC
伺服驱动
Y轴
计 自动 工
表
镀层
面
表面合金化
处
改变残余应力状态
理
离子溅射……
用化学或物理方法在基体表面镀上涂层 如渗碳、渗氮等 如喷丸、表面挤压或滚压等 用离子束从表面去除材料或注入材料