先进制造的基本概念
先进制造业
一、什么是先进制造业?“先进制造业”是近年来伴随世界工业化进程的新趋势出现的一个比较新的经济概念。
所谓先进制造业，是相对于传统制造业而言的。
先进制造业是相对于传统制造业而言，指制造业不断吸收电子信息、计算机、机械、材料以及现代管理技术等方面的高新技术成果，并将这些先进制造技术综合应用于制造业产品的研发设计、生产制造、在线检测、营销服务和管理的全过程，实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产，即实现信息化、自动化、智能化、柔性化、生态化生产，取得很好经济收益和市场效果的制造业总称。
技术的先进性。
从超微观即企业内部的角度看，先进制造业首先表现为技术的先进性，是一个能够不断进行技术创新的先进技术体系。
先进制造技术渗透到制造业企业的研发、设计、生产、管理、营销的各个环节，引发了制造业生产方式和管理模式的深刻变革。
先进制造技术是推动先进制造业发展的关键。
正是依托了先进制造技术，先进制造业才能够实现全球化、网络化、敏捷化、虚拟化、智能化和环保化生产。
生产模式的先进性。
从微观即企业整体的角度看，先进制造业表现为生产模式的先进性，是一种能够适应市场变化、不断优化企业内部资源配置，并能兼顾生态环境和社会利益的高效生产体系。
先进制造模式决定着企业具体配置各种生产要素的方式和效率，也有效促进了企业与市场、社会、生态环境之间的良性互动。
营销网络组织的先进性。
从中观即产业体系的角度看，先进制造业表现为营销网络组织的先进性，是一种以产业链为主干、集群化为依托的网络化市场组织。
先进制造业是以现代生产性服务业和发达的市场网络为支撑的。
先进制造业内部各产业部门、各企业之间存在着密切的联系，需要对价值链上的活动进行整合与协同，形成供应链联盟和产业集群，从而组成高效率的市场网络系统。
先进制造业就是广泛应用先进制造技术、采用先进制造模式、拥有先进市场网络组织的工业生产系统。
从理论上说，在制造业内部各行业中，只要在技术、生产模式和市场网络三个方面同时具有先进性的产业，都可以认定为先进制造业。
先进制造第1章
销售收入 金 额
产品价格
利润
时间
AMS
1.4 产品全生命周期
1.4.3 产品全生命周期
（1）概念：从市场分析，产品计划、设计、工艺、制造、 销售、使用直到报废全过程。 自然环境 （2）各阶段
——产品计划：市场调研（客户需求分析） ——产品设计：概念设计、功能设计、详细设计 ——产品生产：生产计划、生产控制、生产技术 ——产品销售：销售渠道、营销服务 ——产品使用：售后服务 ——产品报废：再制造
一些新产品的技术水平已达世界领先或先进水平。 沈阳机床集团的电主轴高速卧式加工中心； 沈阳变压器厂的50万伏超高压变压器；
黎明的中国第一台拥有完全知识产权的航空发动机；
沈阳新松机器人的6000米水下机器人； 清华大学研制开发的并联机床； 神舟系列载人飞船成功发射与返回。
AMS
1.3 我国制造业的现状
（2）机械电子制造业的产品
（3）产品的品种与批量
——产品的品种：单品种多品种 ——产品的批量： 大批量：大于1000件，如汽车 中批量：大于100件，如机床 小批量：小于100件，如电厂汽轮机
AMS
1.4 产品全生命周期
1.4.2 产品的市场生命周期的构成
（1）构成：产品从进入市场到推出市场的过程
45%的国民经济收入。
据统计，美国68%的社会财富来自于制造业。 CIRP在1999年的报告中指出：在国家生产力的构成 中，制造技术的作用一般占55%-65%。 在许多国家的科技发展计划中，先进制造技术都被 列为优先发展的科技。
AMS
1.3 我国制造业的现状
1.3.1 我国制造业的成就
（1）已成为国家的命脉
1.3.2 我国制造业的问题
（1）制造系统的问题
先进制造业的内涵及范围
先进制造业的内涵及范围（1）先进制造业的内涵20世纪90年代，就已诞生了“先进制造业”的概念，后来这一概念及其相关领域逐渐引起世界各国的关注。
德国“工业4.0”发展概念的提出，以及美国发布《先进制造业国家战略计划》和日本的《制造业白皮书》等，先进制造业的内涵正不断充实和完善，产业的主导地位也逐渐在国际竞争市场显现。
先进制造业作为一个还正在逐渐发展的领域，学术界对其还尚未形成一个明确的概念认知。
但通过众多学者对先进制造业特征的全面分析，先进制造业的定义从狭义的“拥有先进技术的制造业”逐渐发展成为一个多维度、系统性的概念。
最初，先进制造业的概念围绕先进技术展开，先进制造业的典型特征就是利用当前的新兴科学技术作为主要发展手段，因此在对先进制造业的内涵概括时，都将技术的先进性作为重要前提。
1992年，美国政府率先指出先进制造技术在先进制造业定义中的重要地位。
此后逐渐在学术界也纷纷将“先进技术”作为定义先进制造业的关键词，Hassan Barau Singhry、Jin等认为先进制造业的显著特征是运用新兴技术、前沿生产方法等先进技术手段进行制造技术改革。
窦子欣与孙延明等人也将先进制造的关键锁定在先进生产技术的应用性上。
在此基础上，有研究者提出先进制造业的先进技术不应该是只局限于生产领域的单一技术，面临不断加剧的市场挑战，更应该是作用于从研发设计到生产销售整个流程中的综合技术能力。
因此，Zair、Gules指出先进制造技术是围绕计算机技术为中心的技术集合，包含辅助设计、生产以及管理等能力。
以上关于先进制造业的内涵及定义的研究都十分重视先进技术的应用，然而，现阶段国家的发展战略和制造业转型升级目标都为先进制造业提出了更为严格、全面的发展要求，一味地追求“技术先进性”已不能全面概括先进制造企业的内涵特征，也无法满足如今我国的未来产业规划。
因此，有不少学者在定义先进制造业时，认为先进制造业不应只包含技术先进性。
尤其是随着社会现代化水平逐步提高，制造业的组织管理和可持续发展能力都面临更大的挑战。
先进制造技术名词解释
制造：分为狭义制造和广义制造狭义制造：又称为小制造，指产品的制作过程广义制造：又称为大制造,指产品的全生命周期过程制造系统:制造作为一个系统,由若干个具有独立功能的子系统构成，各功能子系统相互联系又相互制约,形成一个有机的整体,从而实现从用户订货到产品发送的生产全过程CAD——计算机辅助设计是一种利用计算机支持设计者进行快速、高效、高质量、低成本，方便的完成产品设计任务的现代化设计技术CAPP——计算机辅助工艺过程设计是指用计算机辅助编制零件的机械加工工艺规程CAM-—计算机辅助制造，它是按照零件形状及CAPP生成的数控代码进行数控加工，并考虑刀具补偿等进行的后处理以及加工进程的动态仿真、机器人的在线控制等RE——反求工程，是指以已有产品为基础，进行消化、吸收并进行创新改进，使之成为新产品，之一种开发模式即所谓的反求工程CE——并行工程,是对产品及其相关过程(包括制造过程和支持过程）进行并行、一体化设计的一种系统化工作模式FMS——柔性制造系统是指至少由两台机床、一套具有高度自动化的物料运储系统和一套计算机控制系统所组成的制造系统，通过简单改变软件程序便能制造出多种零件中任何一种零件CIM—-计算机集成制造,是用计算机通过信息集成、过程集成、企业集成实现现代化的生产制造，求得企业的总体效益的一种先进制造理念VM——虚拟制造，是虚拟现实技术和计算机仿真技术在制造领域的综合发展及应用，是实际制造过程在计算机上的应用。
虚拟制造是利用计算机技术对制造过程的各个环节集成在三维动态的仿真模型之上,实现从设计技术到制造技术等各个方面的模拟和仿真RM——可重构制造，是按规划和设计规定的变化,利用子系统、模块或构件的重排、更替、剪裁和革新等手段，对产品或系统进行重新组态，快速实现过程更替与系统功能改变,迅速变换系统的输出、输入和能力，以快速响应市场变化的能力。
LP——精益生产，是指以整体优化的观点，以社会需求为依据，以发挥人的因素为根本，有效配置和合理使用企业资源，最大限度地为企业谋求利益的一种新型生产方式JIT—-准时生产，是一种追求无库存或库存最小，排除一切可能的浪费，而获得最大利润的一种生产方式。
制造技术知识归纳总结
制造技术知识归纳总结制造技术是现代工业生产中不可或缺的关键领域之一。
在制造过程中，各种技术的应用起着决定性的作用。
本文将就制造技术的基本概念、分类以及在不同领域中的应用进行归纳总结。
一、制造技术的基本概念制造技术是指将原材料或半成品转化为成品的过程，包括一系列的方法、工具和设备。
制造技术以生产效率的提高、质量的提升以及成本的控制为目标，通过创新和改进不断推动生产工艺的发展。
二、制造技术的分类1.传统制造技术传统制造技术是指在过去几十年中被广泛应用的技术方法，包括加工、成型、焊接等工艺。
这些技术在生产中运用广泛，但效率相对较低，无法满足现代制造业对高效、精密生产的需求。
2.先进制造技术先进制造技术是指利用最新的科学技术手段和工艺方法来提高生产效率和产品质量的技术。
例如，数控加工技术、激光切割技术、三维打印技术等，这些技术的应用使得生产过程更加自动化、智能化，提高了生产效率和产品质量。
三、制造技术在不同领域中的应用1.汽车制造业汽车制造业是制造技术应用最广泛的领域之一。
制造技术在汽车制造过程中扮演着至关重要的角色，包括设计、加工、组装等环节。
例如，数控机床用于轿车零部件的精确加工，激光焊接技术用于车身焊接，机器人应用于生产线上的装配工作。
2.航空航天工业航空航天工业是对产品精度和质量要求极高的行业，制造技术在其中发挥着重要的作用。
先进的加工技术、金属材料热处理技术以及复合材料的制造技术都为航空航天工业提供了有力支持，确保了产品的高精度和高强度。
3.电子行业电子行业的制造技术主要集中在电子元器件的制造过程中。
例如，半导体制造技术、电路板制造技术等，这些技术的进步使得电子产品的体积不断缩小，性能不断提升。
4.新能源行业随着环境保护意识的增强，新能源行业得到了广泛关注。
先进的制造技术在太阳能电池板、风力发电设备、电动汽车电池等领域的应用，使得新能源产品的生产更加高效、环保。
综上所述，制造技术在现代工业生产中扮演着重要的角色。
先进制造技术绪论PPT49页
先进制造领域的关键技术
集成化技术； 智能化技术； 网络技术； 分布式并行处理技术； 多学科、多功能综合产品开发技术； 虚拟现实技术； 人——机——环境系统技术。
第三节 先进制造技术的现状及发展趋势
发展现状 制造科学已成为多学科交叉的学科
制造技艺→制造技术→制造科学；
制造活动的社会性、制造系统的开放性→制造科学综 合性；
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。
1、制造的概念
• 制造技术（Manufacturing Technology) 按照人们所需的目的，运用知识和技能，利用客观物
资工具，将原材料物化为人类所需产品的工程技术。即： 使原材料成为产品而使用的一系列技术的总称
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……
工业的概念
工业 由制造业、采掘业以及电力、燃气、 和水的生产供应业构成，制造指第二产业中 除采掘业、电力、燃气及其生产和供应业、 建筑业以外的所有行业。
先进制造技术定义
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竞争能力并取得理想经济效果的 制造技术总称。
第一章 绪论
第一节 先进制造技术及其主要特点 第二节 先进制造技术的构成及分类 第三节 先进制造技术的应用及发展趋势
第一节 先进制造技术及其主要特点
1、制造的概念
1.1 概念 制造（Manufacturing): 是人类所有经济活动的基石，是人类历史发展和文明进
先进制造技术课程
先进制造技术课程先进制造技术课程是现代制造业发展的重要支撑，通过系统地学习和掌握这门课程，可以帮助我们更好地理解和应用先进制造技术，提高生产效率和产品质量。
本文将从先进制造技术的概念、应用领域、课程内容以及未来发展趋势等方面进行探讨。
先进制造技术是指在传统制造技术基础上，利用现代科技手段进行改进和创新的技术。
它包括了许多前沿的技术领域，如数字化制造、智能制造、虚拟现实、增强现实等。
通过先进制造技术，可以将传统的制造过程进行数字化和智能化，实现生产过程的高效、灵活和可持续发展。
先进制造技术的应用领域广泛，涵盖了诸多行业。
汽车制造、航空航天、机械制造、电子电器、生物医药等行业都是先进制造技术的重要应用领域。
在汽车制造领域，先进制造技术可以帮助实现智能化生产线、自动驾驶技术和电动汽车技术等；在航空航天领域，先进制造技术可以提高飞机的设计和制造质量，提升安全性和性能。
先进制造技术课程的内容丰富多样，涵盖了许多关键技术和工具。
课程一般包括数字化制造技术、智能制造技术、虚拟现实技术、增强现实技术、材料科学与工程、机器人技术、传感器技术、数据分析与处理等内容。
通过这些课程的学习，可以掌握先进制造技术的基本原理和应用方法，培养学生的创新能力和实践能力。
随着科技的不断进步和制造业的不断发展，先进制造技术也在不断演进和创新。
未来，先进制造技术的发展趋势主要有以下几个方面。
首先，数字化制造技术将进一步推进，实现制造过程的全程数字化和智能化。
其次，虚拟现实和增强现实技术将得到广泛应用，提高制造过程的效率和质量。
再次，机器人技术将得到进一步发展，提高生产线的自动化水平。
最后，材料科学和工程将成为先进制造技术发展的重要支撑，通过研发新材料和新工艺，提升产品的性能和可靠性。
先进制造技术课程是现代制造业发展的重要组成部分。
通过系统地学习和掌握这门课程，可以帮助我们更好地应用先进制造技术，提高生产效率和产品质量。
随着科技的不断进步和制造业的不断发展，先进制造技术也将不断演进和创新，为制造业的发展带来更多机遇和挑战。
先进制造系统的基础理论
复习与提问
面对全球新一轮的工业革命，各国是怎么 应对的？什么是中国制造2025？
导入
二、先进制造系统的基础理论
1. 先进制造系统的基本概念 2. 先进制造系统的组成 3. 先进制造系统的运行及控制原理
1. 先进制造系统的基本概念
1.1 几个基本概念 1）系统
系统（system）是具有特定功能的、由若干相互联系 的要素组成的一个整体。
②早期CIMS广泛应用的递阶式控制；
③随着人工智能和信息技术发展的分布式控制。
3.4 AMS的控制方式
（1）三种控制方式的比较
a）
b）
c）
制造系统的三种控制方式结构示意图
a）集中式控制 b）递阶式控制 c）分布式非等级控制
□表示控制单元；○表示被控制的制造实体（如CNC机床、自动
小车、装卸机器人）；□与○之间的连接线表示控制关系
3.3 生产控制
2. 生产过程控制
过程控制的主要功能是：执行调度控制级发出的调度 命令，控制物流系统、加工系统等子系统的协调运行，最 终完成制造系统的控制任务。
3.4 AMS的控制方式
制造系统的几种控制方式
为了实现对生产活动的有效控制，适应组织管理方式的 发展，制造系统的控制方式经历的过程是：
①19世纪后期的集中式控制；
6）反馈 制造系统在整个运行过程中，其输出状态的信息总是
不断反馈到各个环节中，从而实现产品生命周期中的不断调节、 改进和优化。
2.2 AMS的结构组成
1. AMS的资源结构
微机房 CAD/CAE /CAPP
开发部 图书馆 资料库
人力 采购部 市场部 资源部
财务部 工业工程部
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
先进制造技术基本定义特点与传统制造区别
1、先进制造技术基本定义特点与传统制造区别基本定义：先进制造技术(Advanced Manufacturing Technology，简称为AMT）是指微电子技术、自动化技术、信息技术等先进技术给传统制造技术带来的种种变化与新型系统。
具体地说，就是指集机械工程技术、电子技术、自动化技术、信息技术等多种技术为一体所产生的技术、设备和系统的总称。
主要包括：计算机辅助设计、计算机辅助制造、集成制造系统等。
AMT是制造业企业取得竞争优势的必要条件之一，但并非充分条件，其优势还有赖于能充分发挥技术威力的组织管理，有赖于技术、管理和人力资源的有机协调和融合。
特点：⑴先进制造技术是制造技术的最新发展阶段，是面向21世纪的技术，制造业是社会物质文明的保证，是与人类社会一起动态发展的，因此，制造技术必然也将随着科技进步而不断更新。
先进制造技术是制造技术的最新发展阶段，是由传统的制造技术发展而来，保持了过去制造技术中的有效要素；但随着高新技术的渗入和制造环境的变化，已经产生了质的变化，先进制造技术是制造技术与现代高新技术结合而产生的一个完整的技术群,是一类具有明确范畴的新的技术领域，是面向21世纪的技术。
⑵先进制造技术是面向工业应用的技术，先进制造技术应能适合于在工业企业推广并可取得很好的经济效益，先进制造技术的发展往往是针对某一具体的制造业（如汽车工业、电子工业）的需求而发展起来的适用的先进制造技术，有明显的需求导向的特征。
先进制造技术不是以追求技术的高新度为目的，而是注重产生最好的实践效果，以提高企业的竞争力和促进国家经济增长和综合实力为目标。
⑶先进制造技术是面向全球竞争的目前每一国家都处于全球化市场中。
一个国家的先进制造技术是支持该国制造业在全球范围市场的竞争力。
因此，先进制造技术的主体应具有世界水平。
但是，每个国家的国情也将影响到从现有的制造技术水平向先进制造技术的过渡战略和措施。
中国正在以前所未有的速度进入全球化的国际市场，开发和应用适合国情的先进制造技术势在必行。
先进制造技术导论
1.1 制造技术的基本概念与发展概况
1.1.6 现代制造及其技术的发展
二战结束之后，进入20世纪下半叶以来，各个国家、 各个地区由于发展经济和增强国防的需要，也由于剧 烈的市场竞争的刺激，纷纷将传统的制造技术与新发 展起来的科技成就相结合，发展了现代制造技术。这 些新兴的科技成就主要包括：
——微电子技术、信息技术与计算机技术； ——自动化与自动控制技术； ——人工智能技术； ——现代设计理论与技术； ——材料加工、成形的新技术； ——现代管理科学与技术。
1.1 制造技术的基本概念与发展概况
1996年我国制造业的分类和构成
类别
金属制品 一般机械 运输机械 电器设备 电子设备 仪器仪表 食品工业
纺织 其他制造
构成比例
3.395% 8.625% 6.424% 5.125% 4.588% 0.998% 15.335% 7.193% 1.681%
类别
服装 家具 文教用品 油加工 化工 建材 黑色金属 有色金属
1.1 制造技术的基本概念与发展概况
1.1.1 制造与制造业 （1）制造
狭义：指生产车间内与物流有关的加工和装配过程。
广义：包括市场分析、产品设计、工艺设计、生
产准备、加工装配、质量保证、生产过程 管理、市场营销、售前售后服务，以及报 废后的回收处理等整个产品生命周期内一 系列相互联系的生产活动。
1.3 21世纪制造业面临的挑战
1.3.2 我国机械制造业的发展与差距
（1）我国机械制造业的发展
从2002年起，我国机械工业经历了连续三年的超 高速增长期，每年工业总产值增长幅度都达到了 25%以上，经过“十五”期间的高速发展，我国已成 为机械产品生产大国。2001年至2004年机械工业 总产值年均增长16.1%,产业规模已达世界机械工 业的5%以上，位居世界第五位。
【先进制造技术】第 1 章 先进制造技术概述
( 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；
先进制造技术名词解释
先进制造技术名词解释：1、先进制造技术：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、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，提高对动态多变的产品市场的适应能力和竞争能力的制造技术的系统。
主要内容：现代设计技术，现代制造工艺技术，制造自动化技术，现代管理技术，现代生产制造系统。
2、现代设计技术：现代设计技术是根据产品功能要求和市场竞争的需要，应用现代技术和科学知识，经过设计人员创造性思维，规划和决策，制定可以用于制造的方案并使方案付诸实施的技术。
3、可靠性：产品在规定的条件下和规定的时间区间内，完成规定功能的能力。
4、并行工程：并行工程是一种对产品及其相关过程（包括制造过程和支持过程）进行并行的和集成设计的系统化工作模式。
5、高压水射流切割：利用水或水中加添加剂的液体，经水泵至增压器，再经贮液蓄能器使高压液体流动平稳，最后由人造蓝宝石喷嘴形成300-900m/s的高速液体流速，喷射到工件表面，从而达到去除材料的加工目的。
6、超高速加工技术：是指采用超硬材料刀具磨具和能可靠地实现高速运动的高精度、高自动化、高柔性的制造设备。
以极大地提高切削速度来达到提高材料切除率、加工精度和加工质量的现代制造加工技术。
7、超高速切削理论（萨洛蒙曲线）：在常规切削速度范围内（A）切削温度随切削速度增加而提高，但是，当切削速度增大至某一数值Ve后，切削速度再增加切削温度反而降低, Ve值与工件材料有关，对每种工件材料，存在一个速度范围，在这个范围内，切削温度太高，任何刀具无法承受，称为“死谷”。
如果能够超过这个“死谷”而在超高速区进行工作，则有可能用现有的刀具进行超高速切削，从而大幅度地减少切削工时，成功地提高机床的生产率。
超精密加工：指加工精度和表面质量达到极高程度的精密加工工艺，从概念上讲具有相对性，随着加工技术的不断发展，超精密加工的技术指标也是不断变化的。
先进制造技术 第3版 王隆太教案
先进制造技术第3版王隆太教案先进制造技术是指应用先进科学技术手段和理念，进行产品设计、生产制造、管理与控制的一种综合性技术体系。
本教案将介绍《先进制造技术第3版王隆太教案》的重要内容和学习目标，帮助学员深入了解和掌握先进制造技术的基本原理和应用方法。
二、教学目标1.理解并掌握先进制造技术的概念、发展历程和重要理论基础；2.掌握相关先进制造技术的应用方法和技术工具；3.培养学员的创新思维和问题解决能力；4.提高学员在制造领域的综合素质和竞争力。
三、教学内容1.先进制造技术概述1.1先进制造技术的定义和特点1.2先进制造技术对传统制造业的影响和作用1.3先进制造技术的发展趋势和应用领域2.先进制造技术的重要理论基础2.1数字化制造技术2.2智能制造技术2.3网络化制造技术2.4灵活制造技术2.5精密制造技术3.先进制造技术的应用方法3.1先进制造技术在产品设计中的应用3.2先进制造技术在生产制造中的应用3.3先进制造技术在管理与控制中的应用4.先进制造技术的案例分析4.1汽车制造行业的先进制造技术应用案例4.2电子产品制造行业的先进制造技术应用案例4.3航空航天制造行业的先进制造技术应用案例四、教学方法1.理论讲授：主要通过教师讲解，介绍先进制造技术的概念、基本原理和应用方法。
2.案例分析：通过分析实际案例，培养学员解决问题的能力和创新思维。
3.实践操作：通过实际操作先进制造技术相关的设备和工具，提高学员的技能水平。
五、评价方式1.学习成绩评价：通过考试、作业和实验报告等形式评价学员对先进制造技术的理解和掌握程度。
2.行为评价：通过观察学员在实践中的表现，评价其团队协作、沟通能力和创新意识。
六、教学资源1.《先进制造技术第3版王隆太教案》教材及相关资料。
2.先进制造技术实验室设备和工具。
3.网络资源和相关学术期刊。
七、教学进度安排1.第一周：先进制造技术概述及理论基础的讲解。
2.第二周：先进制造技术应用方法的介绍与案例分析。
先进制造技术的内涵及特点
先进制造技术的内涵及特点1.先进制造技术的内涵目前对先进制造技术尚没有一个明确的、一致公认的定义,经过近年来对发展先进制造技术方面开展的工作,通过对其特征的分析研究,可以认为:先进制造技术就是制造业不断吸收信息技术与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、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,提高对动态多变的市场的适应能力与竞争能力的制造技术的总称。
2.先进制造技术的特点(1)先进制造技术的实用性先进制造技术最重要的特点在于,它首先就是一项面向工业应用,具有很强实用性的新技术。
从先进制造技术的发展过程,从其应用于制造全过程的范围,特别就是达到的目标与效果,无不反映这就是一项应用于制造业,对制造业、对国民经济的发展可以起重大作用的实用技术。
先进制造技术的发展往往就是针对某一具体的制造业(如汽车制造、电子工业)的需求而发展起来的先进、适用的制造技术,有明确的需求导向的特征;先进制造技术不就是以追求技术的高新为目的,而就是注重产生最好的实践效果,以提高效益为中心,以提高企业的竞争力与促进国家经济增长与综合实力为目标。
(2)先进制造技术应用的广泛性先进制造技术相对传统制造技术在应用范围上的一个很大不同点在于,传统制造技术通常只就是指各种将原材料变成成品的加工工艺,而先进制造技术虽然仍大量应用于加工与装配过程,但由于其组成中包括了设计技术、自动化技术、系统管理技术,因而则将其综合应用于制造的全过程,覆盖了产品设计、生产准备、加工与装配、销售使用、维修服务甚至回收再生的整个过程。
(3)先进制造技术的动态特征由于先进制造技术本身就是在针对一定的应用目标,不断地吸收各种高新技术逐渐形成、不断发展的新技术,因而其内涵不就是绝对的与一成不变的。
反映在不同的时期, 先进制造技术有其自身的特点;也反映在不同的国家与地区,先进制造技术有其本身重点发展的目标与内容,通过重点内容的发展以实现这个国家与地区制造技术的跨越式发展。
先进制造技术的内涵及特点
先进制造技术的内涵及特点1．先进制造技术的内涵目前对先进制造技术尚没有一个明确的、一致公认的定义,经过近年来对发展先进制造技术方面开展的工作,通过对其特征的分析研究,可以认为：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、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,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;2．先进制造技术的特点1先进制造技术的实用性先进制造技术最重要的特点在于,它首先是一项面向工业应用,具有很强实用性的新技术;从先进制造技术的发展过程,从其应用于制造全过程的范围,特别是达到的目标与效果,无不反映这是一项应用于制造业,对制造业、对国民经济的发展可以起重大作用的实用技术;先进制造技术的发展往往是针对某一具体的制造业如汽车制造、电子工业的需求而发展起来的先进、适用的制造技术,有明确的需求导向的特征；先进制造技术不是以追求技术的高新为目的,而是注重产生最好的实践效果,以提高效益为中心,以提高企业的竞争力和促进国家经济增长和综合实力为目标;2先进制造技术应用的广泛性先进制造技术相对传统制造技术在应用范围上的一个很大不同点在于,传统制造技术通常只是指各种将原材料变成成品的加工工艺,而先进制造技术虽然仍大量应用于加工和装配过程,但由于其组成中包括了设计技术、自动化技术、系统管理技术,因而则将其综合应用于制造的全过程,覆盖了产品设计、生产准备、加工与装配、销售使用、维修服务甚至回收再生的整个过程;3先进制造技术的动态特征由于先进制造技术本身是在针对一定的应用目标,不断地吸收各种高新技术逐渐形成、不断发展的新技术,因而其内涵不是绝对的和一成不变的;反映在不同的时期,先进制造技术有其自身的特点；也反映在不同的国家和地区,先进制造技术有其本身重点发展的目标和内容,通过重点内容的发展以实现这个国家和地区制造技术的跨越式发展;4先进制造技术的集成性传统制造技术的学科、专业单一独立,相互间的界限分明；先进制造技术由于专业和学科间的不断渗透、交叉、融合,界线逐渐淡化甚至消失,技术趋于系统化、集成化、已发展成为集机械、电子、信息、材料和管理技术为一体的新型交叉学科;因此可以称其为“制造工程”;5先进制造技术的系统性传统制造技术一般只能驾驭生产过程中的物质流和能量流;随着微电子、信息技术的引入,使先进制造技术还能驾驭信息生成、采集、传递、反馈、调整的信息流动过程;先进制造技术是可以驾驭生产过程的物质流、能量流和信息流的系统工程;一项先进制造技术的产生往往要系统地考虑到制造的全过程,如并行工程就是集成地并行地设计产品及其零部件和相关各种过程的一种系统方法;这种方法要求产品开发人员与其他人员一起共同工作,在设计的开始就考虑产品整个生命周期中从概念形成到产品报废处理等所有因素,包括质量、成本、进度计划和用户要求等;一种先进的制造模式除了考虑产品的设计、制造全过程外,还需要更好地考虑到整个的制造组织;6先进制造技术强调的是实现优质、高效、低耗、清洁、灵活的生产先进制造技术的核心是优质、高效、低耗、清洁等基础制造技术,它是从传统的制造工艺发展起来的,并与新技术实现了局部或系统集成,其重要的特征是实现优质、高效、低耗、清洁、灵活的生产;这意味着先进制造技术除了通常追求的优质、高效外,还要针对21世纪人类面临的有限资源与日益增长的环保压力的挑战,实现可持续发展,要求实现低耗、清洁;此外,先进制造技术也必须面临人类在21世纪消费观念变革的挑战,满足对日益“挑剔”的市场的需求,实现灵活生产;7先进制造技术最终的目标是要提高对动态多变的产品市场的适应能力和竞争能力为确保生产和经济效益持续稳步的提高,能对市场变化做出更灵捷的反应,以及对最佳技术效益的追求,提高企业的竞争能力,先进制造技术比传统的制造技术更加重视技术与管理的结合,更加重视制造过程组织和管理体制的简化以及合理化,从而产生了一系列先进的制造模式;随着世界自由贸易体制的进一步完善,以及全球交通运输体系和通信网络的建立,制造业将形成全球化与一体化的格局,新的先进制造技术也必将是全球化的模式;列举当前常用的增材制造的工艺方法,叙述工艺方法的工艺过程及其特点一是材料单元的控制技术;即如何控制材料单元在堆积过程中的物理与化学变化是一个难点,例如金属直接成型中,激光熔化的微小熔池的尺寸和外界气氛控制直接影响制造精度和制件性能;二是设备的再涂层技术;增材制造的自动化涂层是材料累加的必要工序,再涂层的工艺方法直接决定了零件在累加方向的精度和质量;分层厚度向发展,控制更小的层厚及其稳定性是提高制件精度和降低表面粗糙度的关键;三是高效制造技术;增材制造在向大尺寸构件制造技术发展,例如金属激光直接制造飞机上的钛合金框睴结构件,框睴结构件长度可达6m,制作时间过长,如何实现多激光束同步制造,提高制造效率,保证同步增材组织之间的一致性和制造结合区域质量是发展的难点;此外,为提高效率,增材制造与传统切削制造结合,发展材料累加制造与材料去除制造复合制造技术方法也是发展的方向和关键技术;请给出高速加工的速度范围;分析高速加工所需的关键技术高速切削是一个相对概念,迄今尚未有一个确切的界定;高速切削通常指比常规切削速度和进给速度高出5~10倍的切削加工,有时也称为超高速切削;也有将主轴转速达到10000~60000r/min,快速进给速度40m/min以上,平均进给速度10m/min以上,加速度大于1g的切削加工定义为高速切削;对于不同的工件材料和加工工艺,高速切削速度范围也不同;按工件材料划分,当切削速度对钢材达到380m/min以上,铸铁700m/min以上、铜材1000m/min以上、铝材1100m/min以上、塑料1150m/min 以上时,被认为是合适的高速切削速度范围;按加工工艺划分,高速切削速度范围为:车削700~7000m/min,铣削300~6000m/min,钻削200~1100m/min,磨削5000~10000m/min;高速切削的关键技术:机床技术、刀具技术和工艺技术;请写出常用的CAPP系统工作方式并简述其工作原理计算机辅助工艺设计的基本原理正是基于人工设计的过程及需要解决的问题而提出的：首先,产品零件的数据信息应能利用,并建立零件信息的数据库；其次,工艺人员的工艺经验、工艺知识能够得到充分的利用和共享；第三,制造资源、工艺参数等以适当的形式建立制造资源和工艺参数库；第四,充分利用标准典型工艺生成新的工艺文件;CAPP的步骤,共分为5步：1输入产品图纸信息；2拟定工艺路线和工序内容；3确定加工设备和工艺装备；4计算工艺参数；5输出工艺文件;分析FMS结构组成,功能特点和适用范围FMS的组成：1加工系统加工设备主要由加工中心和数控机床、柔性制造单元、工业机器人及其他设备组成;2物料储运系统包括工件储运系统和刀具储运系统,由工件装卸站、自动化仓库、自动化小车、机器人、托盘缓冲站、托盘交换装置、传送带、刀具库系统、交换工作台、夹具系统、换刀机械手等组成,储存和搬运系统搬运的的物料有毛坯、工件、刀具、夹具、检具和切屑等;运输路线可粗略分为直线式、环形封闭式、网状式和直线随机式四类;储存物料的方法有平面布置的托盘库,也有储存量较大的桁道式立体仓库;3计算机信息管理系统4计算机信息管理系统负责系统中各部分的协调工作,包括设计规划、工程分析、生产调度、系统管理、质量控制、数据管理和网络通讯等;的特点柔性主要包括1机器柔性当要求生产一系列不同类型的产品时,机器随产品变化而加工不同零件的难易程度;2工艺柔性一是工艺流程不变时自身适应产品或原材料变化的能力；二是制造系统柔性制造技术的现状及发展趋势内为适应产品或原材料变化而改变相应工艺的难易程度;3产品柔性一是产品更新或完全转向后,系统能够非常经济和迅速地生产出新产品的能力；二是产品更新后,对老产品有用特性的继承能力和兼容能力; 4维护柔性采用多种方式查询、处理故障,保障生产正常进行的能力;5生产能力柔性当生产量改变、系统也能经济地运行的能力;对于根据订货而组织生产的制造系统,这一点尤为重要;6扩展柔性当生产需要的时候,可以很容易地扩展系统结构,增加模块,构成一个更大系统的能力;7运行柔性利用不同的机器、材料、工艺流程来生产一系列产品的能力和同样的产品,换用不同工序加工的能力;适用范围FMS是兼顾数控机床的灵活性和刚性自动生产线高效率两者的优点,他的适用范围也不同于以上两种加工方式,对单件小批生产来说,FMS比不上数控机床,资源利用很不充分；对大批大量生产来说,他的效率比不上刚性自动线,他的优越性在体现在多品种、变批量生产和市场相应快;FMS是一项投资巨大的工程,是否选择和选择什么样规模的FMS,一定要根据具体情况作周密的技术、经营等分析,不可盲目实施;。
先进制造技术
先进制造技术1.先进制造技术由美国提出（19世纪80年代）。
2.先进制造技术的定义：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、服务乃至回收的制造全过程，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竞争能力的制造技术的总称。
P103.先进制造技术的技术构成（三个层次：1基础技术2新型单元技术3集成技术）（三个技术群：1主体技术群2支撑技术群3制造技术环境）P11 P134.先进制造技术的分类：1现代设计技术2先进制造工艺3自动化技术4系统管理技术5.现代设计技术的定义：是根据产品的功能要求和市场竞争（时间、质量、价格等）的需要，应用现代技术和科学知识，经过设计人员的创造性思维、规划和决策、制定可以用于制造的方案，并使方案付诸实施的技术。
（名词解释）P236.可靠性与可靠度的理解：可靠性：产品在规定条件下和规定时间区间内，完成规定功能的能力。
可靠度：零件（系统）在规定的运行条件下，在规定的工作时间内，能正常工作的概率。
P307.可靠性的指标：可靠度，失效率或故障率，平均寿命等等。
（填空）8.可靠性预测：1串联系统的可靠度将因组成单元数的增加而降低，且其值要比可靠度最低的那个单元的可靠度还低，因此，最好采用等可靠度单元组成系统，并且组成单元越少越好。
2并联系统恰好和串联系统相反，他的可靠度总是大雨系统中任一个单元的可靠度。
另外，并联系统的组成单元越多，系统的可靠度越大。
9.系统动态设计的方法：1传递函数分析法2模态分析法3模态综合法（填空）10.摩擦学设计：1流体动压润滑（面对面接触摩擦副）2弹性流体动压润滑（面对点线接触摩擦副）。
11.最优化设计是（定义）：以数学规划为理论基础，以计算机为工具，在充分考虑多种约束的前提下，寻求满足某预定项目的最佳设计方案。
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Computer Integrated Manufacturing 计算机集成制造 CIM
基本思想
• 企业的各个生产环节是不可分割的，应该加以统一处理； • 整个生产过程实质上也是对信息的采集、传递和加工处理
的过程，在企业中主要存在信息流和物流这两种运动过程
，而物流又是受信息流控制的。
“快鱼”吃“慢鱼”
现代制造系统的模式和哲理
• 成组技术 (相似性)
• CIM (集成) • 并行工程 (同步) • JIT (及时)
• 智能制造系统 (智能)
• 敏捷制造 (灵活) • 精益生产 (简化) • 合理化工程 (重组、标准化) • 业务过程重组BPR(重组)
T Q C S F E
现代集成制造技术
并行工程 (Concurrent Engineering，CE)
并行工程是集成地、并行地设计产品及 其相关的各种过程（包括制造过程和支持 过程）的系统方法。这种方法要求产品开 发人员在设计一开始就考虑产品整个生命 周期中从概念形成到产品报废处理的所有 因素，包括质量、成本、进度计划和用户 要求。
丰田汽车公司的并行工程系统
时间 百分比（%)
开发设计工作的重要性
70 60 50
40
30 20 10 0 开发设计 生产准备与 加工 原材料与外 购件的采购 对成本的影响 所需的工时成本 管理和销售
将核心工作放在本企业
两头在内，中间在外
开发设计
制造
市场销售
成功企业的关键因素
• • • • • • 上市时间 质量 产品成本 服务 灵活性 环境 T(time) Q(quality) C(cost) S(service) Ｆ(flexibility) Ｅ(enviroment)
21世纪的先进制造技术
基本概念
1. 21世纪的产品特点 2. 21世纪制造企业的环境 3. 现代集成制造技术
目前对先进制造技术尚没有一个明确的、一致 公认的定义，经过近年来对发展先进制造技术方面 开展的工作，通过对其特征的分析研究，可以认为 ：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、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，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。
“自动化孤岛”
1+1ห้องสมุดไป่ตู้2 ?
将“自动化孤岛”集成在一起
将“自动化孤岛”集成在一起
产品形成过程 昨天-今天-明天
昨天 过程序列
产品规划 概念设计 详细设计 生产准备
今天 过程链
产品规划
概念设计
详细设计
生产准备
PDM
过程管理
明天 过程流
产品规划
概念设计
详细设计
生产准备
PDM 数字模型
CIM和CIMS的定义
规划 车型设计 产品设计
试制评 价
生产准备
生产
规划 Planning
产品 试制 生产 车形 设计 评价 准备 设计 Prototype Engineering Production Styling Fabrication engineering design Design & Testing
CIMS的集成
集成的内容
功能集成 组织集成
信息集成
过程集成
传统的组织结构
面向功能的组织结构
销售部门
技术部门
制造部门
现代的组织结构
面向过程的组织结构
Teamwork
CIMS的发展
企业间集成
过程集成
信息集成
制造业CIMS的关键技术
并行工程 产品数据管理 PDM 项目管理 快速原型技术 拟实制造 大规模定制生产
90年代国际水平的占30% 80年代国际水平的占40%
2000多种主导产品的平均生命周期为10.5年是美国产品3.5倍
美国新产品贡献率已达到生产总值的52% 我国仅为5.9%
我国的技术来源主要依赖国外技术，企业技术创新能力低下
设计在整个生产周期中所占 的比重
设计开发
0 20 40 60
制造
80 100
21世纪的产品特点
1. 产品结构的特点 知识-->技术-->产品的时间越来 越来短、 结构越来越复杂
• • • 1782年摄影原理到1838年照相机 56年 1831年电机原理到1872年发动机 41年 1948年半导体到1954年半导体收音机 6年
21世纪的产品特点
2. 产品的批量 更小 3. 产品价格取决于独占知识的含 量 4. 产品的市场特点
信息时代造成了跨国公司的垄断性
跨国公司的生产总值占工业化国家生产总值的 40%； 跨国公司的贸易额占世界贸易总值的 跨国公司的工业研制费占世界总值的 跨国公司操纵了世界技术转让的 50%； 80%； 75%；
跨国公司操纵了对发展中国家技术贸易的
90%。
我国制造业的严峻形势
我国机械工业主导产品
CIM 是一种组织、管理与运行企业的哲理。它将传 统的制造技术与现代信息技术、管理技术、自动化技术、 系统工程技术等有机结合，借助计算机（硬、软件）， 使企业产品全生命周期 ——市场需求分析、产品定义、 研究开发、设计、制造、支持（包括质量、销售、采购、 发送、服务）以及产品最后报废、环境处理等各阶段活 动中有关人/组织、经营管理和技术三要素及其信息流、 物流和价值流有机集成并优化运行，实现企业制造活动 的计算机化、信息化、智能化、集成优化，以达到产品 上市快、高质、低耗、服务好、环境清洁，进而提高企 业的柔性、健壮性、敏捷性，使企业赢得市场竞争。 CIMS是一种基于CIM哲理构成的计算机化、信息化、 智能化、集成优化的制造系统。
• 顾客对产品功能、性能、质量、服务要求更 高
•
参与全球竞争更加激烈
现代制造企业环境的变化
大市场和大竞争； 产品生命周期缩短； 交货期成为主要竞争因素； 用户需求个性化, 多品种小批量 生产 比例增大。
发达国家的制造业发展迅速
例：波音777的设计和制造是20世纪90年代制 造业的标志性进展 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) 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) 设计制造周期大大缩短： 波音757,767 —— 9-10年 波音7７7缩短到4.5年，并获得巨大的独 占性利润，每架波音777要价1.4亿美元。