三、现代制造系统工程设计技术
现代集成制造系统(CIMS)简介
当今世界已进入信息时代，并迈向知识经济时代。
以信息技术为主导的高技术为制造业的发展提供了极大的支持，并推进着制造业的变革与发展，现代集成制造系统（Contemporary Integrated Manufacturing Systems，简称CIMS）技术的应用及其产业化是其中最重要的组成部分。
CIMS—现代集成制造系统，是基于CIM理念的集成优化的制造系统。
将信息技术、现代管理技术和制造技术相结合，并应用于企业产品全生命周期（从市场需求分析到最终报废处理）的各个阶段。
通过信息集成、过程优化及资源优化，实现物流、信息流、价值流的集成和优化运行，达到人（组织、管理）、经营和技术三要素的集成。
以加强企业新产品开发的时间（T）、质量（Q）、成本（C）、服务（S）、环境（E），从而提高企业的市场应变能力和竞争能力。
一、CIMS的总体结构CIMS建设的目标是在统一的数据库和网络支持下，建立生产经营管理分系统和工程技术（CAD/CAM/CAPP/PDM）分系统，实现企业信息的全面集成。
为实现这个总体目标，CIMS 由两个功能分系统和两个支撑分系统组成。
两个功能分系统为生产经营管理分系统和工程技术分系统；两个支撑分系统为计算机网络和数据库分系统。
整个系统将以关系型数据库为核心，并由各应用系统通过INTERNET/INTRANET/EXTRANET访问数据库，这样就使得几个服务器上的数据在逻辑上成为一个整体，以保证整个系统的数据共享和数据的唯一性。
CIMS的总体结构如图1.2-1所示。
图1 CIMS的总体结构二、CIMS的技术构成工程技术分系统：可简称为TIS分系统，即技术信息系统。
通常包括CAD、CAPP、CAM 和PDM等部分。
CAD（计算机辅助设计）包括产品的结构设计、变形设计及模块化产品设计。
可以实现计算机绘图、产品数字建模及真实图形显示、动态分析与仿真、生成材料清单（BOM）。
CAPP（计算机辅助工艺计划）通过计算机进行工艺路线制定、工序设计、加工方法选择、工时定额计算，包括工装、夹具设计、刀具和切削用量选择等，且能生成必要的工艺卡和工艺文件。
现代制造技术与装备
现代制造技术与装备一、现代制造技术现代制造技术，其内涵就是“制造技术”+“信息技术”+“管理科学”再加上相的科学技术交融而成的制造技术。
具体表现在以下几个方面：（1）信息化、数字化制造技术。
信息化是指培育、发展以智能化工具为代表的新的生产力并使之造福于社会的历史过程。
新的信息与通信技术普及应用导致的信息传递时空阻碍性的消失，在信息基础设施到达的地方信息可获得性趋同。
也被理解为与此相伴随的社会组织之形式及其属性。
数字化制造技术在数字化技术和制造技术融合的背景下]1[，并在虚拟现实、计算机网络、快速原型、数据库和多媒体等支撑技术的支持下，根据用户的需求，迅速收集资源信息，对产品信息、工艺信息和资源信息进行分析、规划和重组，实现对产品设计和功能的仿真以及原型制造，进而快速生产出达到用户要求性能的产品整个制造全过程。
我们注意到这里说的是产品整个制造全过程，包括了产品的全生命周期]2[，即产品的研发设计周期，制造周期，产使用与维护周期和报废和回收周期。
（2）精密与超精密加工技术。
包括超精密切削和金刚石刀具，精密和超精密磨削、研磨与抛光，精密和超精密机床，精加工中的测量技术和在线误差补偿，微细加工技术，精加工的支撑环境，纳米技术。
（3）柔性自动化技术。
柔性自动化生产技术简称柔性制造技术，它以工艺设计为先导，以数控技术为核心，是自动化地完成企业多品种、多批量的加工、制造、装配、检测等过程的先进生产技术。
它涉及到计算机、网络、控制、信息、监测、生产系统仿真、质量控制与生产管理等技术。
其主要研究范围一般可分为：适用于柔性自动化生产的设备、自动化控制和管理技术、联线技术。
主要包括技术：1、现代集成制造技术。
现代集成制造技术包括技术的技术的集成、管理的集成、技术与管理的集成，本质是知识的集成。
现代制造技术就是制造技术、信息技术、管理科学与有关科学技术的组成。
2、网络化制造技术。
网络化制造技术是指用计算机网络，灵活而快速地组织社会资源，将分散在各地的生产设备资源、智力资源和技术资源等，按资源优势互补的原则，迅速的整合成一种跨地域的、靠网络关系的、统一指挥的制造、运营实体—网络联盟，以实现网络化制造。
现代制造系统
5.1 虚拟制造技术（VM） 5.2 计算机集成制造系统（CIMS） 5.3 并行工程（CE） 5.4 精益生产（LP） 5.5 敏捷制造（AM） 5.6 绿色制造
5.1 虚拟制造技术（VM）
虚拟制造（Virtual Manufacturing，VM）技术是在20 世纪90年代以后，虚拟现实（Virtual Reality，VR）技 术发展成熟以后出现的一种全新的先进制造技术。
哈林顿提出的CIM概念中有两个基本理念： （1）企业生产的各个环节，即从市场分析、产品设计、加
工制造、经营管理到售后服务的全部生产活动是一个不可分 割的整体，要紧密连接，统一考虑。 （2）整个生产过程实质上是一个数据采集、传递和加工处 理的过程。最终形成的产品可以看作是数据的物质表现。 这两个基本理念至今仍是CIMS的核心内容。
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5.2 计算机集成制造系统（CIMS）
CIMS由4个分系统组成：经营管理信息系统、工程设计自 动化系统、制造自动化系统和质量保证信息系统，如图5-3 所示。
1）经营管理信息分系统：是将企业生产经营过程中产、供、 销、人、财、物等进行统一管理计算机系统。
2）设计自动化分系统：利用计算机辅助进行产品设计、工 艺设计、制造准备及产品性能测试等工作。
Hale Waihona Puke .2.4 我国CIMS发展情况“十五”国家863/CIMS主题目标为：从国民经济和国家 安全的需求出发，有重点地选择能够促进我国制造业发展和 升级的战略性、前沿性和前瞻性关键技术进行突破、开发。 我国已建立了开展CIMS研究与技术推广的体系结构，如图 5-4所示。
“十五”国家863/CIMS主题已用现代集成制造系统替代 了原来的计算机集成制造系统，其研究对象和作用范围均有 较大的变化。
现代制造技术的特点
现代制造技术的特点1. 先进性- 高新技术的融合- 现代制造技术融合了信息技术、自动化技术、新材料技术、新能源技术等众多高新技术。
例如，在智能制造中，信息技术（如物联网、大数据、云计算）与制造技术深度融合。
通过物联网技术，生产设备之间可以实现互联互通，每一个设备就像一个智能终端，能够实时传输自身的运行数据，如设备的温度、压力、振动频率等。
大数据技术则可以对这些海量的数据进行分析处理，挖掘出有价值的信息，如设备的潜在故障预警、生产效率优化方案等。
云计算为企业提供强大的计算能力和数据存储能力，使得企业能够在云端对生产过程进行管理和监控。
- 不断创新的工艺和装备- 在工艺方面，出现了许多新的加工方法。
如激光加工技术，它具有能量高度集中、加工精度高、热影响区小等优点。
可以用于切割、焊接、打孔等多种加工操作。
在航空航天领域，激光切割技术能够精确地切割形状复杂的航空零部件，保证其加工精度在微米级别。
在装备方面，数控机床的不断发展是一个典型例子。
现代数控机床具备多轴联动功能，能够实现复杂形状零件的高精度加工。
例如，五轴联动加工中心可以在一次装夹中完成复杂曲面零件的加工，减少了装夹次数，提高了加工精度和效率。
2. 系统性- 制造系统的整体优化- 现代制造技术强调从产品的设计、制造、销售到售后服务的整个制造系统的优化。
在设计阶段，采用计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助工程分析（CAE）等技术，实现产品的数字化设计和性能优化。
例如，汽车制造企业在设计新款汽车时，利用CAD技术构建汽车的三维模型，通过CAE技术对汽车的结构强度、空气动力学性能等进行模拟分析，在设计阶段就发现并解决潜在问题。
在制造过程中，采用计算机辅助制造（CAM）、制造执行系统（MES）等技术，实现生产过程的自动化和智能化管理。
MES系统可以对生产线上的设备、人员、物料等进行实时调度和监控，确保生产过程的高效有序运行。
在销售和售后服务阶段，利用客户关系管理（CRM）系统收集客户反馈信息，用于产品的改进和新产品的研发，从而实现整个制造系统的闭环优化。
现代制造工程技术实践第2版
现代制造工程技术实践第2版一、引言随着科学技术的飞速发展，制造业作为国家经济的重要支柱，其发展水平直接关系到国家综合实力的提升。
为了适应新时代制造业的发展需求，现代制造工程技术实践第2版应运而生。
本教材旨在为广大工程技术人员、在校师生以及制造业从业者提供全面、系统的现代制造工程技术实践知识，帮助读者掌握现代制造技术的基本原理、工艺方法及实际应用，提高工程实践能力，培养创新精神和实践能力。
二、现代制造工程技术概述1. 现代制造工程技术的概念及特点现代制造工程技术是指在现代工业生产中，运用计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助工艺规划（CAPP）、计算机辅助检测（C）等技术手段，对产品进行设计、制造、检测和维护的一门综合性工程技术。
其特点包括：高效、精确、自动化、智能化、绿色环保等。
2. 现代制造工程技术的分类（1）计算机辅助设计（CAD）：利用计算机软件进行产品三维建模、仿真分析、优化设计等。
（2）计算机辅助制造（CAM）：利用计算机软件进行数控编程、加工路径规划、设备操作控制等。
（3）计算机辅助工艺规划（CAPP）：利用计算机软件进行工艺流程设计、工艺参数优化、工艺文件等。
（4）计算机辅助检测（C）：利用计算机软件进行产品检测、质量评估、故障诊断等。
（5）智能制造：将现代信息技术、物联网技术、大数据技术等应用于制造业，实现生产过程的智能化、网络化、自动化。
三、现代制造工程技术实践案例1. 案例一：数控机床加工数控机床加工是现代制造工程技术的典型应用。
通过计算机辅助设计（CAD）软件进行产品三维建模，利用计算机辅助制造（CAM）软件进行数控编程，在数控机床上进行加工。
本案例详细介绍了数控机床加工的工艺流程、编程方法及实际操作技巧。
2. 案例二：智能制造生产线智能制造生产线是现代制造工程技术的创新应用。
通过计算机辅助设计（CAD）软件进行生产线布局设计，利用计算机辅助制造（CAM）软件进行设备操作控制，结合物联网技术实现生产过程的数据采集、传输、分析，最终实现生产线的智能化、自动化。
现代制造系统 教学课件 罗振璧 朱耀祥 等编著 第一章 制造系统工程基础
3.制造系统的发展
达到这些目标后可以满足以下制造业市场的要求： (1)可按顾客的订单与生产组织要求快速组成新产品或变换产品的批量生产能 力。 (2)能够实现无缝地“缩放”的制造系统生产规模和布局(组态)。 (3)允许方便快捷地组织多品种产品的混流生产或并流生产。 (4)能够达到低的系统重构与技术升级费用、高的生产效率，从根本上改变在 现代市场环境下传统制造系统高投资、高风险与低的投资回报率的现况。 (5)短的制造系统试生产周期和稳定可靠的加工质量与产量。
(一)企业成功的要素(一)企业成功的要素
(1)企业的市场定位、目标和实现目标的战略与商务实践。 (2)能否形成相对于其他竞争对手的竞争优势。 (3)建成企业竞争的核心能力。 (4)建立成功的制造战略。 (5)建立诚信、合作、实干与创新的企业文化。 (6)对企业或核心公司建立加盟企业群集(Enterprises Cluster)／联盟，形成 有核心能力与竞争优势的制造企业群集中心或地域制造中心，以适应经济 全球化与区域化和激烈的市场竞争。
3.制造系统的发展
图1-3 制造系统的市场环境与技术特点
图1-4
我国现代制造技术的发展现状
1. 超高速加工方面 仍处于低级阶段，还没有形成完整、系统的研究体系和方法。国内
磨削砂轮的线速度一般在45～60m/s，尚未超过80 m/s。 超高速切削/磨削技术和其机床装备，与国际先进水平相比，还有
较大差距。 2. 超精密加工方面
(二)制造企业面对的形势
1.传统制造面对的困境 2.新兴工业化国家必须走可持续发展的道路 3.传统制造业的投资效益下滑 4.产品的寿命周期迅速缩短
1.传统制造面对的困境
(1)现有产品饱和，现存的制造生产能力大量闲置。 (2)产业与研究开发R＆D的转移迫使发达国家的低中技术产品、基础产业与 部分研究开发向发展中国家与地区转移。 (3)制造企业的职业吸引力迅速下滑，一流的工程技术、管理人才和技术工 人后继乏人。 (4)由于过去工业化过程中资源的滥用，已经引发了人类的生存危机。
[方案]现代制造技术
![[方案]现代制造技术](https://img.taocdn.com/s3/m/dbd3f4697ed5360cba1aa8114431b90d6c8589da.png)
制造业是以制造技术为主导技术进行产品制造的企业群体的总称，是工业的主体。
根据我国现行统计划分，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，制造业系指第二产业中除采掘业、电力和燃气及其生产供应业、建筑业以外的所有行业，包括30个大类、169个中类、482个小类。
可以说制造业是一个国家的立国之本。
制造业发展水平的高低，将直接影响到国家各产品技术水平和经济效益的提高。
没有现代化的制造业就不可能有现代化的工业、农业、国防和科学技术。
从世界各国的工业化发展历程来看，制造业的优先发展是经济腾飞的必要条件。
制造技术的不断创新则是制造业发展的技术基础和动力。
也是一个国家科学技术水平的重要标志之一，它对信息技术、新材料技术、海洋工程、生物工程、能源工程和空间技术等新学科及新技术的发展有着至关重要的作用。
制造(Manufacturing)是利用制造资源(设计方法、工艺、设备和人力等)将材料“转变”为有用的物品的过程。
制造是一个很大的概念，按制造的连续性可分为连续制造(如化工产品的制造)和离散制造(如家电产品的制造)；按行业又可分为机械制造、食品制造、化工制造、IT产品制造，等等。
当今，人们对制造的概念又加以扩充，将体系管理和服务等也纳入其中。
制造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。
制造技术(Manufacturing Technology)是制造活动所涉及到的一系列技术的总称，是提高产品竞争力的关键，也是制造业赖以生存和发展的主体技术。
传统的制造技术仅强调工艺方法和加工设备。
现代的制造技术不仅重视工艺方法和设备，还注重设计方法、生产组织模式、制造与环境和谐统一、制造的可持续性以及制造技术与其它科学技术的交叉和融合，甚至还涉及制造技术与制造全球化、贸易自由化、军备竞争等内容。
1.2 制造业的发展历程制造业的发展历程，是一个不断提高产品的质量、不断应用最新科技成果,提高和完善制造过程的自动化水平、信息化水平、应用先进的制造理念和管理理念和不断提高劳动生产率、降低制造成本，实现制造最优化的过程。
现代制造系统
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牵引式系统
计划经济的运行模式与市场经济运行模式 供应链是 牵引式模式 敏捷制造是 推进式模式 准时生产与精细生产
牵引式模式
第十二章 现代制造系统
第一节 准时生产与精细生产
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3、用看板控制物流的全过程
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课程教学大纲编写标准
厦门华天涉外职业技术学院课程教学大纲编写标准课程教学大纲是每门课程（含实践性课程）教学工作的指导性文件，是教学打算的具体化，是教师进行教学的大体依据。
一、制定原那么1.课程教学大纲要准确贯彻教学打算所表现的教育思想和培育目标，要服从课程结构与教学打算的整体要求。
2.课程教学大纲要表现改革精神，适应社会需求，不能只服从于大体教材或某一时期的特定体制。
3.课程教学大纲要保证课程内容的科学性和系统性，注意与其它相关课程的联系和配合，避免彼此脱节和没必要要的重复。
4.课程教学大纲对教学的大体要求，应以中等程度学生通过正常尽力能够达到的限度为准，对不同能力的学生可提出不同的要求，以利于因材施教。
5．每门课程均应制定教学大纲，每位教师在教学进程中都必需严格执行教学大纲的要求。
六、课程教学大纲的内容应包括以下七个部份：课程大体情形课程的性质、任务与目的课程内容、大体要求与学时分派课程的其它教学环节教学手腕与教学方式成绩评定其它说明二、大体要求1．课程教学大纲的编制必需以高职人材培育打算为依据，为贯彻落实该培育打算效劳。
2．课程教学大纲应安排教学时数、教学（含实验、实践）活动、课外活动，和作业量、考试、考试要求，提出适用的教学方式、教学手腕和教学参考书的建议和指导等。
3．凡打算开设的课程，包括必修、选修等所有的理论课和实践环节都必需制定教学大纲。
4．课程教学大纲原那么上由开课单位撰写，并由担任该课程教学时刻较长、教学体会丰硕、教学水平和学术水平较高的教师编写，各门课程的教学大纲必需经教研室集体讨论、审查通过，由教研室主任签字，系（部）教学主任批准后，报教务处。
5．独立设置的实验课应单独编写实验教学大纲；不独立设课的有关教学实验，应在相应课程的教学大纲中具体列出实验项目及学时分派，其他具体内容在实验大纲中写明。
6.课程教学大纲的课程名称和学时要与教学打算维持一致。
7．课程教学大纲的内容要与教育部课指委制定的大体要求维持一致。
《现代制造系统(02633)》书本考试大纲
第一章制造系统工程基础考核要求（一）制造及其原理1.识记：（1）制造的概念；（2）现代制造的本质；（3）制造的过程及其特性；（4）生产类型及其特征；（5）制造过程中的几种流；（6）企业的活动和资本的循环；（7）生产组织；（8）生产率与生产函数。
2.领会：（1）制造的发展及其社会功能；（2）使顾客完全满意（TCS）；（3）研究制造过程的意义；（4）制造战略与生产类型的关系；（5）TCS与生产组织的关系。
3.简单应用：（1）传统制造业的困境同生产类型与制造战略的联系；（2）能计算顾客满意率；（3）能借助于TCS评价制造活动和制造战略。
（二）系统与制造系统的基础1.识记：（1）系统的协同效应；（2）有序与无序；（3）系统的集成；（4）系统的基本属性与系统思考的要点；（5）系统的四种定义：抽象定义、结构定义、功能定义和动态定义；（6）系统方法的重要性；（7）制造系统工程的目标；（8）与系统相关的五个基本问题；（9）系统设计过程；（10）系统的表达；（11）控制系统；（12）系统的建模；（13）系统的优化：系统优化的类型、优化技术/方法、决策判据；（14）系统设计的基本方法；（15）大/巨系统的界定；（16）决策模式；（17）成果/效益矩阵；（18）工程决策的特点；（19）制造系统的含义；（20）制造系统的结构；（21）生产过程系统；（22）制造系统的程序；（23）集成制造系统；（24）制造系统工程的核心观点；（25）制造系统工程强调的六个方面；（26）信息的基本概念；（27）信息在制造中的作用；（28）数据库；（29）MIS与SIS的含义；（30）信息的特征；（31）接口；（32）信息网络。
2.领会：（1）系统输入、输出和变换的关系；（2）协同效应与实现“系统的整体大于各部分之和”的关系；（3）系统设计必须是全过程、全寿命和设计、制造、使用与处理相结合的；（4）消息不一定是信息；（5）为什么需要信息；（6）能从TCS的要求说明信息搜集对制造的作用。
现代制造系统工程导论
一、现代制造系统的基本模型和基本特点现代制造系统的基本模型：1．现代制造录统的层次组织模型现代制造系统的织织分为三层：分别为车间层制造系统、企业层制造系统和企业协同层制造系统；2．现代制造系统的功能模型系统的功能模型由系统的输入、输出和功能三部分组成．3．现代制造系统的动态系统模型制造系统物流、制造系统资金流、制造系统信息流、制造系统知识流、制造系统文化流、制造系统生命流等。
现代制造系统特点：(1)现代制造系统贯穿于从产品设计、加工制造到产品销售、使用维修及回收等全过程，成为“市场一产品设计一加工制造一市场”的大系统。
而传统制造系统一般牵指加工制造程。
(2)现代制造系统充分应用计算机技术、传感技术、自动化技术、新材料技术、管理术等的最新成果，各专业、学科问不断交叉、融合，其界限逐渐谈化甚至消失。
(3)现代制造系统是技术、组织与管理的有机集成，特别重视制造过程组织和管理体制的简化及合理化。
现代制造系统又可看作是硬件、软件、人件以及支持网络(技术的与社会的)综合与统一。
(4)现代制造系统并不追求高度自动化或计算机化，而是通过强调以人为中心，实现自主和自律的统一，最大限度地发挥人的积极性、创造性和相互协调性。
(5)现代制造系统是一个高度开放、具有高度自组织能力的系统，通过全面和深度的协作，充分和合理地利用全球资源，不断生产剐最具竞争力的产品。
(6)现代制造系统的目的在于能够以最低的成本、最快的速度提供顾客所希望的产品，实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产，并取得理想的技术经济效果。
二、什么是相似理论，举例分析相似理论在企业中的应用。
（产品管理方面）相似理论最主要的是相似性原理。
所谓相似性是指在性质完全不同的系统中，相同的结构可以带来相同或相似功能的系统原理。
相似性原理认为：既然结构决定功能，那么，对于具有不同子系统的那些系统，如果它们具有相同的结构，则其功能就会相同。
生活中存在大量的可重新组合和重复使用的单元，利用这些单元，可以帮助提高工作效率。
现代制造技术
我国现代制造业的发展状况AMT(advanced manufacturing technology)制造业是一个国家的立国之本，是一个国家的名族产业和支柱，也是反映一个国家经济实力的重要标志，是为国家创造财富的重要产业。
从20世纪80年代起，随着电子技术和信息技术的发展，我国开始实行改革开放政策，引进西方的先进制造技术，同时与西方国家进行接触与广泛的合作，使我国制造业出现了惊人的变化。
先进制造技术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。
其分类如下；(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。
它是一门多学科、多专业相互交叉的综合性很强的基础技术。
现代设计技术主要包括：现代设计方法，设计自动化技术，工业设计技术。
(2)先进制造工艺，现代制造工艺技术主要包括精密和超精密加工技术、精密成型技术、特种加工技术、表面改性、制模和涂层技术。
(3)自动化技术自动化技术包括数控技术、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和过程设备工况监测与控制技术等。
(4)系统管理技术系统管理技术包括工程管理、质量管理、管理信息系统等，以及现代制造模式(如精益生产、CIMS、敏捷制造、智能制造等)、集成化的管理技术、企业组织结构与虚拟公司等生产组织方法。
在设计方面，计算机助设计(CAD)技术普及化。
计算机辅助设计(CAD)技术，是电子信息技术的一个重要组成部分，是促进科研成果的开发和转化，促进传统产业和学科的更新和改造，实现设计自动化，增强企业及其产品在市场上竞争能力，加速国民经济发展和国防现代化的一项关键性高新技术，也是进一步向计算机集成制造(CIMS)发展的重要技术基础。
CAD技术的广泛应用，提高了我国企业整体的设计水平和产品开发能力。
机电一体化专业选修课大纲总汇
济南铁道职业技术学院机电一体化专业选修课程教学大纲目录《机电一体化技术》课程教学大纲......... 错误！未定义书签。
《微机原理》课程教学大纲..................... 错误！未定义书签。
《数控机床故障与维修》教学大纲......... 错误！未定义书签。
《特种加工》课程教学大纲..................... 错误！未定义书签。
《工厂供电》课程教学大纲..................... 错误！未定义书签。
《现代制造技术》教学大纲..................... 错误！未定义书签。
《机械专业英语》课程教学大纲............. 错误！未定义书签。
《机电一体化技术》课程教学大纲适用专业：高职机电一体化专业学时数：30一、课程的性质与任务本课程是高职机电一体化专业的一门专业选修课。
本课程着重介绍机电一体化相关技术和典型机电一体化系统，为学生从事一般机电一体化产品设计制造工作打下理论基础。
学生学习本课程后应达到以下要求：1、了解机电一体化技术的产生及发展；2、了解机电一体化的相关技术及应用；3、了解典型机电一体化系统及应用。
二、课题及课时分配三、课程教学内容和要求课题一绪论1、机电一体化技术的概念及含义2、机电一体化技术的产生及发展3、机电一体化相关技术4、机电一体化系统组成教学要求：了解机电一体化基本概念及相关技术。
课题二机械技术1、机械传动系统数学模型的建立2、机械结构因素对伺服系统性能的影响3、机械传动技术教学要求：了解机电一体化系统中机械传动与支承技术。
课题三伺服传动技术1、直流伺服系统2、交流伺服系统3、步进电机控制系统4、电液伺服系统教学要求：了解机电一体化技术中各种伺服系统技术及应用。
课题四传感器与检测技术1、传感器及应用2、常用调理电路测试信号的基本分析方法3、测量误差理论与数据处理4、测试系统分析与系统辨识教学要求：了解机电一体化技术中传感器技术、测试原理与方法。
现代制造系统范文
现代制造系统范文
现代制造系统是基于先进技术技术和理念，为提高制造和加工质量及效率，缩短交付时间而设计的整体系统。
现代制造系统通常以自动化设备代替传统的人工劳动，并包括一系列技术如机器控制，现代计算机技术，传感器，机械工程，电气工程，自动控制，流体动力学，信息技术和生产管理系统等。
本文将对这些技术及其在现代制造系统中的作用进行详细阐述。
首先，机器控制技术是现代制造系统中最重要的技术之一、它的基础是计算机自动控制，可以实现机器的自动操作，实现设备的自动开关，自动监控和自动调节，减少或替代人力的工作，大大提高了生产效率。
其次，现代计算机技术的发展为现代制造系统提供了更有效的信息处理能力，包括从传感器收集的信息的处理和对不同类型信息的分析，实现具有智能的控制等。
以上这些基于计算机技术的技术可以实现自动监控、质量控制和快速反应，为成品质量提供保障，同时也可以改善加工效率和准确度。
第三，传感器，机械工程，电气工程等技术是现代制造系统不可缺少的一部分。
现代制造系统
案例三：某电子制造企业的精益生产改进
总结词
精益生产、价值流分析、持续改进
详细描述
某电子制造企业通过精益生产理念和价值流分析方法，对生 产流程进行持续改进，减少了浪费和提高了效率。同时通过 不断改进员工技能和素质，提高了员工的工作满意度和生产 效率。
案例四：某机械制造企业的绿色制造实践
总结词
绿色制造、资源节约、环境友好
安全与环保设计
在设计过程中，考虑安全和环保因 素，采取相应的措施，确保生产过 程的安全性和环保性。
制造系统仿真与优化
仿真模型建立
根据实际生产过程，建立仿真模型，模拟 生产线的运行情况。
性能评估与优化
通过仿真模型，对生产线性能进行评估， 找出瓶颈和问题，进行优化设计。
预测与决策支持
通过仿真模型，对生产线可能出现的异常 情况进行预测，为决策提供支持。
提供必要的技术支持和培训，鼓励创新和技 术研发，推动制造系统的持续改进和发展。
04
现代制造系统的应用场景
汽车制造行业
自动化生产线
现代制造系统在汽车制造行业 广泛应用，包括自动化生产线 、机器人技术、物联网和大数 据分析等，以提高生产效率和
质量。
定制化生产
随着消费者对汽车外观和功能 的需求多样化，现代制造系统 能够实现定制化生产，满足不
医疗器械制造
医疗器械制造行业对产品的精度和无菌性要求严格，现代制造系统中的精密加工、无菌包 装等技术能够满足这些要求。
家居用品制造
家居用品制造行业对产品的外观和舒适性要求较高，现代制造系统能够实现个性化的定制 化生产，同时保证产品的质量和舒适性。
05
现代制造系统的挑战与未来发展
技术与人才瓶颈
技术瓶颈
现代制造技术》复习提纲及大概内容
第1章绪论1.制造及制造技术的概念。
P1制造是制造企业中所涉及产品设计，物料选择，生产计划，生产.质量保证，经营管理市场销售和服务等一系列相关活动和工作的总称制造技术是与制造业和制造系统相关的一系列技术的总和。
2.现代制造技术5大技术群。
P4①系统总体技术群②设计制造一体化技术群③制造工艺与装备技术群④管理技术群⑤支撑技术群3.现代制造技术的分类：5大类型。
P5①现代设计技术②现代加工技术③自动化技术④制造管理技术⑤先进制造技术4.现代制造技术的特点及发展趋势。
P6特点：研究范围更加广泛，制造过程呈多学科，多技术交叉及系统优化集成的发展态势，先进的加工工艺与技术，单一目标转变成多元目标，强调优化系统TQCSE等要素，以满足市场竞争要求，向着以信息流，物质流及能源流为要素的现代制造观转变，提高先进的管理技术①趋势：现代设计技术不断现代化②现代加工技术不断发展③柔性化程度不断提高④集成化成为现代制造系统的重要特征⑤现代制造管理模式发生重大变化⑥绿色制造成为未来制造业的必然选择⑦基于泛在信息的智能制造前景广阔第2章现代设计技术1.现代设计技术的概念。
P10现代设计技术是根据产品功能要求市场竞争要素如质量，成本，服务，环保等方面的要求，综合运用现代科学技术，通过设计开发人员科学，规范以及创造性的工作，产生载有相应的文字数据，图形等信息的技术文件，制定用于产品制造的设计方案。
2.现代设计技术的方法。
P11①优化设计方法②有限分析方法③计算机辅助设计④面向产品全生命周期的设计⑤网络化异地设计⑥反求工程⑦绿色设计3.CAD的含义与功能。
P12-13含义：在设计过程中，利用计算机及其外围设备作为工具，帮助工程技术人员进行工程和产品设计的一切实用技术的总和称为计算机辅助设计CAD 功能：①工程与产品设计②仿真模拟③事物管理4.采用CAD技术可以帮助设计人员完成哪6个方面工作？P131)信息管理2)智能CAD3)计算机图形显示与几何造型4)分析计算5)自动绘图6)工程数据管理5.根据基本构型的复杂程度不同，可将几何模型分为：线框模型、曲面模型、实体模型、特征模型、参数模型。
先进制造技术
先进制造技术的体系结构摘要：讨论了先进制造技术的体系结构，并且提出ＡＭＴ在我国发展的几点建议关键词：先进制造技术，体系结构，面向技术群（一）制造业的变革近30年来, 随着科技进步特别是计算机技术的发展, 世界制造业及其格局发生了巨大变革, 主要体现在以下几个方面。
( 1) 60年代以来, 日本大力推广应用先进的制造技术, 再加上大量高素质的人才, 使其经济迅速崛起。
加上70年代以来依靠制造业发展起来的其它亚洲国家和地区, 使得世界制造业变成欧、亚、美三分天下的局面。
( 2) 制造业产品正朝着功能先进无冗余、实用、高效、节能、体积小、质量好、生命周期短、环保型等方向发展; 生产模式则朝着多品种、小批量、单件化、柔性化、生产周期大幅度缩短等方面发展; 而生产过程则朝着高速、精密、自动化、节能、环保型、少无切削、非传统加工方法等方面发展。
( 3) 制造业的进步使更多的国家参与到世界经济发展中, 形成全球性的大市场。
竞争愈来愈激烈, 顾客的要求也越来越高。
( 4) 与计算机技术息息相关的新技术不断出现, 同时也注意人的作用和制造活动中的管理技术。
如CIMS、并行工程、精益生产、敏捷制造、快速原型制造、虚拟制造等。
正是由于上述变革, 特别是计算机技术和管理技术的飞速发展, 才诞生了先进制造技术这一制造领域的最新概念。
（二）先进制造业体系结构尽管AMT 这一概念已提出好几年, 各国学者也对它研究得很多, 但到目前为止, 还没见到一个公认的严格定义。
我们给AMT 下的定义为:先进制造技术是以提高综合经济效益为目的,以人为主体、以计算机技术为支柱, 综合应用信息、材料、能源、环保等高新技术以及现代系统管理技术, 研究并改造传统制造过程及其产品整个寿命周期的所有适用技术的总称。
可以看出, AMT 有如下特点:( 1) AMT 是个动态技术系统。
它要不断吸收各种高新技术成果, 并将其渗透到产品生产的所有领域及其全部过程。
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(一)概述
产生背景
现代制造技术
–现代产品的设计是基于知识的设计,有别于过 去的基于经验的设计.设计是否成功,取决于 其中现代知识的含量,所以知识获取就成为问 题的关键,可以说新产品在市场上的竞争能力 与它的新知识含量直接相关.
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(二)成组技术
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(二)成组技术
成组技术发展概况
现代制造技术
– 20世纪50末,60初学习苏联,首先在纺织机械行 业试点实行,有清华大学,西安交大等高校参与. – 20世纪60年代中期以后,由于文化大革命,国民 经济陷入混乱状态,GT无从谈起. – 20世纪70末,80初,文革以后,自上而下推行, 机械部推出4个试点单位,并组织制定了两个编 码系统(JCBM-1,JLBM-1),对GT发展起到了 推动作用. – 20世纪80年代中期后,计划经济向市场经济转轨, 采用GT成为企业自发的行为.
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(二)成组技术
成组技术工作原理
现代制造技术
–机械制造中成组技术的基本原理是将多种零件按其 相似性分类成组,使同一类零件的小批量生产人为 扩大生产批量(如图所示),从而使多品种,中小 批量生产可以获得接近大批量生产的经济效果.
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(二)成组技术
(三)计算机辅助设计(CAD)
CAD系统的组成
现代制造技术
–软件可分为系统软件,支撑软件和应用软件三 个层次:
系统软件对计算机资源进行自动管理和控制,它处于 整个软件的核心内层,主要包括操作系统和数据通信 系统等. 支撑软件是帮助人们高效率开发应用软件的软件工具 系统,亦称为软件开发工具. 应用软件是用户利用计算机以及它所提供的各种系统 软件和支撑软件,自行编制的用于解决各种实际问题 的程序.
CAD的硬件分类
– 工作站系统(Workstation-based system)
现代制造技术
这种系统设计遵循这样一种思想:一个工程师可以使 用一台计算机,也可以使用所有的计算机.前半句话 意味着摒弃了多用户分时系统的结构,后半句话意味 着采用网络技术,由于系统的单用户性质,保证了优 良的时间响应,提高了用户的工作效率. 系统的另一个特色是工作站本身具有强大的分布式计 算功能,能够支持复杂的CAD作业和多任务进程.但 由于硬件技术的飞速发展,使工作站与微型机系统的 界限变得模糊了.
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(三)计算机辅助设计(CAD)
CAD系统的组成
现代制造技术
–一个完整的CAD系统由硬件和软件两部分组成. –硬件系统是计算机辅助设计技术的物质基础; –软件系统是计算机辅助设计技术的核心,它决 定了系统所具有的功能. –硬件和软件的组合形成了CAD系统.
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三,现代制造系统工程设计技术 概述 成组技术(GT) 计算机辅助设计(CA艺规程设计(CAPP) 计算机辅助工艺分析(CAE)
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(一)概述
现代产品的设计
现代制造技术
–所谓设计,是将来自市场的顾客需求,经过设 计人员的创造性思维,规划和决策等过程,最 终形成可以应用于制造的各种信息. –工程设计包括产品规划,方案设计,总体设计, 施工设计,工艺设计等内容,工程设计的结果 对产品的功能,性能,质量,价格,甚至交货 期都有着极其重要的影响.
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(二)成组技术
现代制造技术
结构相似零件组
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(二)成组技术
现代制造技术
成组技术基本原理
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(二)成组技术
现代制造技术
JCBM-1 分类编码系统
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(三)计算机辅助设计(CAD)
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(三)计算机辅助设计(CAD)
– 程序编制任务和说明
现代制造技术
渐开线标准直齿圆柱齿轮传动的程序设计
已知条件:传递功率P,传动比i,小齿轮转速n1 ,原 动机工作情况和工作机械的载荷特性. 可选齿轮材料:45钢正火,45钢调质,40Cr调质, 35SiMn调质四种牌号. 模数和齿数:标准模数m按GB1357—1987第一系列选 择,取2～50mm.小齿轮齿数z1 =20～30,共输出11 种参数不同的方案,可根据实际需要选择. 设计准则:按齿面接触疲劳强度设计,按齿根弯曲疲 劳强度校核. 设计要求:双向传动的单级外啮合渐开线标准直齿圆 柱齿轮闭式软齿面传动的设计计算.
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(三)计算机辅助设计(CAD)
CAD的硬件分类
– 主机系统(Mainframe-based system)
现代制造技术
这种系统一般以大型机为主机,集中配备某些公司的 外部设备,如绘图机,打印机,磁带机等,同时接出 许多用户工作站及字符终端.
主机系统
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概述
现代制造技术
–计算机辅助设计(CAD)是指工程技术人员以计算机为 工具,用各自的专业知识对产品进行总体设计,绘图, 分析和编写技术文档等设计活动的总称. –这一新兴学科能充分运用计算机高速运算和快速绘图的 强大功能为工程设计及产品设计服务,彻底改变了传统 的手工设计绘图方式,极大地提高了产品开发的速度和 精度,使得科技人员的智慧和能力得到了延伸. –它把计算机所具有的运算快,计算精度高,有记忆,逻 辑判断,图形显示以及绘图等特殊功能与人们的经验, 智慧和创造力结合起来,从而减轻设计人员的体力劳动, 提高设计质量,缩短设计周期 .
(三)计算机辅助设计(CAD)
CAD的硬件分类
现代制造技术
– 小型机系统(Minicomputer-based system)
这种系统与上图所示的主机系统在形式上非常类似, 只不过用小型机或超小型机代替主机,用户工作站数 量较少,一般在4～6个.这种小型机大都具有32位字 长,操作系统采用虚拟存储技术,成本低,体积小, 便于操作使用.后来用超小型机在速度,精度,存储, 计算能力等方面完全满足了复杂CAD/CAM的要求.
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(二)成组技术
成组技术实施的客观基础
现代制造技术
–机械产品中各类零件出现频率有明显的规律性 和稳定性
零件出 现频数
20～ ～ 25% 标准件
70%
5～10% ～ 零件复杂程度
相似件
复杂件
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(二)成组技术
成组技术的定义
现代制造技术
–一般性定义是:GT是一门生产技术科学,研究和发 掘生产活动中有关事物的相似性,并充分利用它, 即把相似的问题分类成组,寻求解决这一组问题的 相对统一的最优方案,以取得最佳效果. –机械制造领域中定义:将多种零件(部件或产品) 按其相似性分类成组,并以这些零件组(部件组或 产品组)为基础组织生产,实现多品种,中小批量 生产的产品设计,制造工艺和生产管理的合理化. – GT 被认为是一种"制造哲理"(Manufacturing Philosophy),是现代制造技术的一个重要理论基础.
现代制造技术
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(二)成组技术
成组技术实施的客观基础
–机械零件之间存在相似性
结构(形状,尺寸,精度…) 材料(材质,毛坯,热处理…) 工艺(加工方法,加工设备…)
现代制造技术
一次相似性 二次相似性
零件的结构与材料特征是零件所固有的,因此成为 "一次相似性",后者取决于前两者,因此又称为 "二次相似性".
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(三)计算机辅助设计(CAD)
– 设计程序框图 – 编制源程序
现代制造技术
渐开线标准直齿圆柱齿轮传动的程序设计
在程序设计中,合理设计程序的输入,输出格式,经 过上机反复调试,编制出软齿面直齿圆柱齿轮传动设 计计算程序.
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(三)计算机辅助设计(CAD)
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(二)成组技术
成组技术在设计中的应用
现代制造技术
–利用零件编码,检索相似零件,减小重复设计 工作量.同样利用产品和部件的继承性,对产品 及部件进行编码,通过检索,调出和利用已有相 类似设计,可显著减少新设计的工作量(参数化 设计技术的发展使这一效果更加显著).
构思 编码 检索
多问题
现代制造技术
传统的多品种,中小批量生产中存在着许
–劳动生产率低.在多品种,中小批量生产中, 加工时间仅占生产时间的约5%,其余95%均为 周转等待时间.加工时间中真正进行切削的时 间不足30%.
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(二)成组技术
多问题
现代制造技术
传统的多品种,中小批量生产中存在着许
成组技术发展概况
现代制造技术
– 20世纪50年代,前苏联院士Mitrofanov在其著作"成组工 艺科学原理"中首次提出"成组技术",然后迅即在东 欧(捷克等国)得到推广应用. – 20世纪60年代西欧(德,法,英等国)研究GT形成高潮, 代表人物首推阿亨工业大学Opitz教授,他所领导的小组 进行了大量的调查研究工作,为成组技术提供了重要的 理论依据. – 20世纪70年代,美国,日本接受成组技术,并迅速与计 算机技术联系在一起,使其得到更好的应用. – 20世纪80,90年代,GT与各种新的制造方式相结合,成 为现代制造技术的基础. – GT的发展经历了过程:成组加工→成组工艺→成组技术 →成组生产系统.
图册
2022
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