先进制造技术-课件.
合集下载
先进制造技术第五章课件
运筹学、排队论、线性规划、系统论得到应用； 日本丰田汽车公司推出及时生产生产方式。
10
现代生产管理阶段 时间段: 20世纪70年代至今。
主要管理技术: 物料需求计划MRP用于生产计划与控制； 在MRP基础上发展成为集采购、库存、生产、销售、财 务等为一体的制造资源计划MRPII管理方法； 为适应全球经济发展，在MRPII的基础上又出现了以供 应链为核心的企业资源计划ERP管理模式。
22
3, 4, 6, 7, 8, 9周需求量为零, 而5, 10周需求量为90和30。所以这种需求不 连续是离散的, 并且各周消耗量又不同, 库存消耗是不稳定的。在这种情 况下, 第3,4, 6, 7, 8, 9周虽然没有需求, 库存甚至可以为零, 但实际上, 库 存仍然保持为100。显然, 库存产生了积压现象。因此, 离散需求物料运 用订货点方法是不合适的, 它将使库存量增大, 库存资金大量积压。所以 对于物料管理来说, 订货点方法只是其中一种技术而已, 不能将其用于所 有的物料管理
• 技术创新成为企业竞争的焦点。
12
第二节 现代生产管理信息系统
5.2.1 物料需求计划(MRP) 5.2.2 闭环MRP 5.2.3 制造资源计划(MRPII) 5.2.4 企业资源计划(ERP）
13
制造业管理面临的问题 企业可能拥有卓越的销售人员推销产品, 但是生产线上的工人却没有办法如 期交货 。 仓库库位饱和, 资金周转很慢 。 生产上所需要的原材料不能准时供应或供应不足 零部件生产不配套、积压严重 市场和客户需求多变和快速, 使企业的经营和计划系统难以适应 ……
安全库存［Safety Stock (62S）］: 20； 订货数量(Order Quantity): 90； 需求(Demand）: 15／周； 现有库存(On Hand）: 40； 计划收到(Scheduled Receipts): 第二周90。 求: (1)订货点OP。 (2)订货时间 (3)订货数量
10
现代生产管理阶段 时间段: 20世纪70年代至今。
主要管理技术: 物料需求计划MRP用于生产计划与控制； 在MRP基础上发展成为集采购、库存、生产、销售、财 务等为一体的制造资源计划MRPII管理方法； 为适应全球经济发展，在MRPII的基础上又出现了以供 应链为核心的企业资源计划ERP管理模式。
22
3, 4, 6, 7, 8, 9周需求量为零, 而5, 10周需求量为90和30。所以这种需求不 连续是离散的, 并且各周消耗量又不同, 库存消耗是不稳定的。在这种情 况下, 第3,4, 6, 7, 8, 9周虽然没有需求, 库存甚至可以为零, 但实际上, 库 存仍然保持为100。显然, 库存产生了积压现象。因此, 离散需求物料运 用订货点方法是不合适的, 它将使库存量增大, 库存资金大量积压。所以 对于物料管理来说, 订货点方法只是其中一种技术而已, 不能将其用于所 有的物料管理
• 技术创新成为企业竞争的焦点。
12
第二节 现代生产管理信息系统
5.2.1 物料需求计划(MRP) 5.2.2 闭环MRP 5.2.3 制造资源计划(MRPII) 5.2.4 企业资源计划(ERP）
13
制造业管理面临的问题 企业可能拥有卓越的销售人员推销产品, 但是生产线上的工人却没有办法如 期交货 。 仓库库位饱和, 资金周转很慢 。 生产上所需要的原材料不能准时供应或供应不足 零部件生产不配套、积压严重 市场和客户需求多变和快速, 使企业的经营和计划系统难以适应 ……
安全库存［Safety Stock (62S）］: 20； 订货数量(Order Quantity): 90； 需求(Demand）: 15／周； 现有库存(On Hand）: 40； 计划收到(Scheduled Receipts): 第二周90。 求: (1)订货点OP。 (2)订货时间 (3)订货数量
先进制造技术教学课件PPT先进制造工艺技术.ppt
19子线分析
手段：优化加工方法；开发和研制新型刀具材料；研
制超精密机床；对加工精度进行监控。
2020/7/2
7
21世纪的超精密加工将向分子级、原子级精度推进
2020/7/2
8
（2）切削加工速度迅速提高
刀具材料发展。
2020/7/2
9
20世纪前，碳素钢，耐热温度低于200ºC，切削速度不超 过10m/min；
、电火花、激光切割；
• 堆积成形 将材料有序地合并 堆积成形，如快速原形制造、焊 接等。
2020/7/2
6
二、先进制造工艺的产生和发展
先进制造工艺是在传统的机械制造工艺基础上发展来的， 优化后的工艺和新型加工方法。是核心和基础。
（1）制造加工精度不断提高
18世纪，其加工精度为1mm； 19世纪末，0.05mm； 20世纪初，μm级过渡； 20世纪50年代末，实现了μm级的加工精度； 目前达到10nm的精度水平。
1900
2020/7/2
普通加工
加工设备 车床,铣床
精密车床 磨床
测量仪器 卡尺
百分尺 比较仪
精密加工
坐标镗床 坐标磨床
气动测微仪 光学比较仪
金刚石车床 光学磁尺
精密磨床
电子比较仪
超精密加工
超精密磨床 激光测长仪 精密研磨机 圆度仪轮廓仪
超高精密磨床 激光高精度 超精密研磨机 测长仪
1920 1940
代 码
名称
0
1
2
3
4
5
6
7 89
中类名称
0 铸造
砂型铸造 特种铸造
1 压力加工
锻造
轧制
冲压 挤压 旋压 拉拔
哈工程—赵刚老师—先进制造技术课件
给出定义： “ 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”。
高效、优质、低耗、及时和洁净的日标。
制造自动化技术的发展历程有如下几个阶段：
第一阶段：刚性自动化，包括自动单机和刚性自动线。
本阶段在20世纪40—50年代已相当成熟。应用传统的机械设计与制造工艺方法，采用专用机床和组合机床、
自动单机或自动化生产线进行大批量生产。其特征是高生产率和刚性结构
第二阶段：数控加工，包括数控 (NC) 和计算机数控 (CNC) 。
生产：包括商务在内的全过程。制造和生产的概念已经很模糊了。
Production
四．先进制造技术的基本问题
1 ．加工工序的最佳化
加工工序的最佳化是一个优化过程，包括选定优化准则，确定目标函数，找出约束条件，求最优解。优化准
则包括 1）最高生产率准则, 2）最低成本准则 ,3 ）最大利润率准则。约束条件包括 1 ）刀具使用寿命约束 ,2 ）
程序校验。
2 ．手工编程
手工编程使用一般的计算工具以各种数学方法人工进行运算和编制指令，速度慢。手工编程方法比较简单，
容易掌握，适应性较大，但手续比较繁琐，需要特别细心，否则易于出错。适合于简单及中等复杂程度，计
算量不大的数控编程。
3 ．计算机辅助编程（自动编程）
计算机辅助数控编程有两方式：数控语言自动编程、 CAD/CAM 系统数控编程。 （ 1 ）数控语言自动编程。为实现自动编程，数控自动编程语言和数控程序系统是两个重要的组成部分。如 图： 数控语言 数控程序系统 接口 零件图形 零件图样 定和工工艺艺过参程数 零件源程序 源程序介质 电子计算机 零件加工程序单 数控介质 修改 ATP 语言是一种典型的数控编程语言。 APT(Automatically Programmed Tools)是50年代中期由美国麻省理工学 院研究开发的数控自动编程系统。目前使用的 APT 系统有 APT Ⅱ、 APT Ⅲ、 APT Ⅳ。其中 APT Ⅱ适用于曲 线自动编程， APT Ⅲ适用于 3 ～ 5 坐标立体曲面自动编程， APT Ⅳ适用于自由曲面自动编程。 经过数控程序系统处理后输出的程序就是控制数控机床的零件加工程序。 （ 2 ） CAD/CAM 系统数控编程。 它直接利用 CAD 造型所生成的三维几何实体，采用人机交互的，指定被加工的部位，输入切削参数和刀具参 数，最后由系统自动进行刀具轨迹的计算和处理，生成刀位文件。经过后置处理后生成数控加工程序。 其主要特点是： 1 ）将零件数控加工编程过程中的几何造型、刀位计算、图形显示和后置处理等过程结合在一起，弥补了数 控语言编程的不足。不用编制零件的源程序。 2 ）有利于实现系统的集成。产品设计（ CAD ）、数控编程（ NCP ）、工艺设计（ CAPP ）。 三．机床数控技术发展趋势 1 ．性能发展方面 高速高精高效化、柔性化、工艺复合化和多轴化、实时智能化。 2 ．功能发展方面 用户界面图形化、科学计算可视化、插补和补偿方式多样化、内置高性能 PLC 。 3 ．体系结构的发展 集成化、模块化、网络化、开放式闭环控制模式。
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
先进制造技术课件(PPT 28页)
第一章先进制造技术概述
2、先进制造技术的特点 （2）. 先进制造技术是面向新世纪的技术系统，它的目的很 明确，即提高制造业的综合效益（包括经济效益、社会效益 和环境生态效益），赢得激烈的国际市场竞争。 （3）.先进制造技术并不抛弃传统技术，而是不断用科技新 手段去研究它，并运用科技新成果去改造它，充实它。特别 是利用先进技术研究传统工艺的成形原理，建立数学模型， 并利用优化设计技术进行传统工艺方法的优化。
第一章先进制造技术概述
2、先进制造技术的特点 （7）.先进制造技术不是一项具体技术，它是利用系统工程 技术将各种相关技术集成的一个有机整体。 （8）. 先进制造技术特别强调环境保护，既要求其产品是所 谓的“绿色商品”，又要求产品的生产过程是环保型的。
第一章先进制造技术概述
3. 先进制造技术特点的具体体现 （1）.高效率 在提高生产效率方面，提高自动化程度是各国致力发展的方 向。近些年来，计算机数控（CNC）、计算机辅助设计与制 造（CAD∕CAM）、柔性制造系统（FMS）和计算机集成 制造系统（CIMS）发展非常迅速。各种新理论层出不穷， 如敏捷制造、快速原型制造、并行工程、及时生产、虚拟制 造，集成相关信息和资源，其本质均是实现高效率、自动化 生产的思想。就应用于实践的CNC、FMC、FMS来看，已 有力地显示出其有柔性化、自动化、资源共享和高效率的强 大生命力。
第一章先进制造技术概述
（2） 、高精度
在提高精度方面，从精密加工发展到超精密加工，这是世界 各主要工业发达国家致力发展的方向。例如，超大规模集成电 路、导弹火控系统、惯导陀螺、精密仪器、精密雷达、精机 床等都需要采用超精密加工技术。众所周知，在飞机、潜艇等 军事设施中使用的精密陀螺、复印机的磁鼓、大型天文望远镜 以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。精密加工是指加工精度在0.1-1µm之间，表面粗 糙度Ra在0.1µm以下的加工方法；而加工精度控制在0.1µm 以下，表面粗糙度Ra在0.02µm以下的加工方法则称为超精密 加工。
先进制造技术(高级研修班PPt课件)
我国制造业面临的形势
中国制造！世界第一制造大国！！
但是……
我国制造业面临的形势
高档产品：外国品牌，中国制造。春秋战国、
各霸一方，GDP算你的，利润分去一半
中档产品：中国品牌，外国核心技术，你赚
小头，他赚大头，价格大战，走进微利时代 低档产品：自相杀价，争相出口，贸易壁垒 重重：环保、安全加上反倾销制裁
铣削卡盘
指纹确认 操作许可
加工任务完成情况和机 床状态可用手机查询
我国制造业面临的形势
——中国生产了世界上29%的彩色电视机，24% 的洗衣机，16%的电冰箱，50%以上的空调机， 70%的玩具，55%的照相机，30%的微波炉，42% 的显示器，75%的钟表，50%的缝纫机，83%的小 型拖拉机，40%的自行车，44%的摩托车， 70% 的收录机， 70% 的DVD机， 50%的电话机， 60%的微特电机， 40%的一次性电池， 60%人造 金刚石微粉……
Technology——AMT）作为一个专用名词，
是在20世纪80年代末期，由美国根据本国制
造业面临的挑战和机遇，对其制造业存在的
问题进行深刻的反省，为了加强其制造业的
竞争力和促进国民经济增长而提出，并得到 充分的重视。
先进制造技术的提出
——从技术发展角度看：以计算机为中心的 新一代信息技术的发展，全面推进了制造技 术的飞跃发展，使制造技术达到从未有过的
我国制造业面临的形势
空调 摩托车 自行车 电视机 DVD/VCD 鞋袜
世 界 市 场 占 有 率
微机 洗衣机
手机 服装 冰箱 汽车 收录机
資料來源： DigiTimes Research
百万
千万
1亿
产量
《先进制造技术》PPT课件
一个小的方块，做成一个无盖的盒子。试确定裁 去的四个小方块的边长，以使做成的盒子具有最 大的容积。
解：设裁去的四个小方块的边长为x，则 盒子的容积可表示成x的函数
f(x)＝x(6-2x)2
2021/3/26
22
第二章
于是，上述问题可描述为
变量
x—设计变量
f(x)＝x(6-2x)2—目标函数
g(x)＝x>0 —约束条件
牛顿法（二阶梯度法） DFP变尺度法
Powell法（方向加速） 单纯形法
网格法
有约束 直接法
随机方向法
非线性 规划算
法
间接法
复合形法 拉格郎日乘子法
罚函数法
2021/3/26
可变容差法
34
第二章
优 化 设 计 步 骤
2021/3/26
35
第二章
4)优化设计举例 如图对称两杆桁架：
2P＝300KN，2L＝1500mm，H＝900mm， E＝2.1×105N/mm，ρ ＝7.85×103Kg/m3， σs＝350N/mm2，D＝25-60mm、B＝3-8mm。 求解：满足强度前提下桁架重量最轻时的管径D及壁 厚B。
材料特征分为整体材料特征、表面处理特征及
局部处理特征，整体材料特征作为零件的属性，包
括材料种类代号、性能、热处理方法等，表面处理
特征作为表面的属性，包括表面淬火、渗碳、渗氮
等。
2021/3/26
13
第二章
2021/3/26
14
第二章
2021/3/26
15
第二章
只需要建立两张表就能描述任一复杂的物体， 一是点（立体的顶点）表；二是边（点的连线） 表，如图所示棱锥体，表2-1和2-2即为其全部 几何信息
解：设裁去的四个小方块的边长为x，则 盒子的容积可表示成x的函数
f(x)＝x(6-2x)2
2021/3/26
22
第二章
于是，上述问题可描述为
变量
x—设计变量
f(x)＝x(6-2x)2—目标函数
g(x)＝x>0 —约束条件
牛顿法（二阶梯度法） DFP变尺度法
Powell法（方向加速） 单纯形法
网格法
有约束 直接法
随机方向法
非线性 规划算
法
间接法
复合形法 拉格郎日乘子法
罚函数法
2021/3/26
可变容差法
34
第二章
优 化 设 计 步 骤
2021/3/26
35
第二章
4)优化设计举例 如图对称两杆桁架：
2P＝300KN，2L＝1500mm，H＝900mm， E＝2.1×105N/mm，ρ ＝7.85×103Kg/m3， σs＝350N/mm2，D＝25-60mm、B＝3-8mm。 求解：满足强度前提下桁架重量最轻时的管径D及壁 厚B。
材料特征分为整体材料特征、表面处理特征及
局部处理特征，整体材料特征作为零件的属性，包
括材料种类代号、性能、热处理方法等，表面处理
特征作为表面的属性，包括表面淬火、渗碳、渗氮
等。
2021/3/26
13
第二章
2021/3/26
14
第二章
2021/3/26
15
第二章
只需要建立两张表就能描述任一复杂的物体， 一是点（立体的顶点）表；二是边（点的连线） 表，如图所示棱锥体，表2-1和2-2即为其全部 几何信息
- 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)。
5) 微型机械加工技术（微型系统设计技术、微细加工技术、微型 机械组装技术和纳米加工技术等）； 6) 快速成型制造技术（激光快速成型技术、微滴快速成型技术、 激光微滴快速成型技术等）；
7)
生物制造工程。
先进制造技术的体系
4.制造自动化技术 制造自动化的任务就是研究制造过程的规划、管理、组织、控 制与操作等的自动化。自动化发展阶段如图：
先进制造技术的体系
设计理论 和方法 基础理论 先进成型
加工技术
制造自动 化技术
先进制造
管理技术
先进制造技术的体系
1. 基础理论 先进制造技术的理论基础是其他先进制造技术赖以生存并不断 进步的相关技术。其包括： 1） 信息科学：计算机技术，自动化技术，软件工程，数据库 技术，多媒体技术，接口技术，网络通信技术，人工智能，决 策支持和专家系统，虚拟现实技术。 2） 基础科学：系统工程，运筹学及管理科学，法律，法学， 人文，社会科学。 3） 其他技术：包括材料科学，微电子技术，设计方法学，人 员培训和教育，人机工程学，市场学，环境保护，技术经济学， 标准化技术（如数据标准、产品标准、工艺标准、设计标准 等）。
先进制造技术的定义及特点
“ 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。简单的说：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 机技术为重要工具，不断吸收机械、光学、电子、 信息、材料、能源、环保生物等高新技术以及现代 系统管理技术、涵盖产品生产的整个生产周期的各 个环境的先进工程技术的总称”。 制造技术+信息技术+管理技术+有关科学技术交融
20世纪80年代初期，美国一批有识之上相继发表言论， 对美国制造业的衰退进行了反思，强调了制造技术与 国民经 济及国力的至关重要的相依关系，强调了制造 技术的重要性。
克林顿政府制定了国家关键技术计划，并对其技术政 策做了重大调整。先进制造技术也就 是在这样一个社 会经济背景下出台了。 AMT在诸多国家和地区得到广泛的应用。
20 世 纪 80 年 代 末 ， 国 际 上 提 出 了 先 进 制 造 技 术 （ Advanced Manufacturing Technology ， AMT ） 的新概念。
AMT最早源于美国。由于美国长期受强调基础研究的 影响，忽视制造技术的发展，到20世纪70年代日本和 德国经 济恢复时，美国制造业遇到了强有力的挑战；
=先进制造技术
先进制造技术的定义及特点
1． 强调学科交叉和技术融合。
先进制造技术强调各专业学科之间的相互渗透和 融合，淡化并最终消除它们的界限。先进制造技术特 别强调计算机技术、信息技术和现代系统管理技术 在产品设计、制造和生产组织管理等方面的应用。先 进制造技术不是一项具体技术，它是利用系统工程技 术将各种相关的技术集成的一个有机整体。 2． 先进制造技术与传统制造技术的结合。 先进制造技术并不是摒弃传统技术，而是不断用 新的手段去研究分析，改造充实它。将传统工艺方法 优化。
先进制造技术
第七组
目录
先进制造技术的产生背景 先进制造技术的定义及特点 先进制造技术的体系
先进制造技术的发展方向
先进制造技术的产生背景
先进制造技术的产生不仅是科学技术的范畴，而且也是人 类历史发展和文明进步的必然结果。其产生和发展的背景 主要如下： 制造业的变革：制造业世界格局、产品结构、生产模式 和生产过程的变化，市场竞争的愈加激烈和新技术不断 涌现。
性进展，产业应用获得经济效益；
6 、数控技术取得重要进展，国内市场占有率有
先进制造技术的体系
2.现代设计理论和方法 产品设计是现代制造业的灵魂，一个设计出来的产品要想在市场 竞争中占有，就必须考虑消费者对它满意度。
先进制造技术的体系
3. 1) 2) 3) ； 4) 先进成型加工技术 激光加工技术（如激光焊接、激光切割、激光打孔等）； 高能束加工技术（电子束加工技术、离子束加工技术等）； 高速及超高速加工技术（如高速切割技术、高速铣削技术等） 超精密加工技术（超精密加工机床、精密检测技术等）； 该类技术研究要求实现优质、高效、低耗和清洁。包括:
政治对抗的重要资本：随着冷战结束，国际竞争和对抗 转到技术和经济竞争上，技术和经济实力是政治对抗的 重要资本。
经济全球原带来的机遇与挑战：制造产业、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，并使经济竞争在国际范围更加激烈。 消费个性化与多样化：市场动态多变性迫使制造企业改 变策略 制造业知识技术含量提高
先进制造技术的定义及特点
3．先进制造技术内涵扩大。 先进制造技术并不仅仅限于制造过程本身，它 涉及到产品从市场调研、产品设计。工艺设计、加工 制造、售前售后服务等产品周期中的所有内容，并将 它们结合成一个有机的整体。最重要的特征是包括了 生产体系和经营策略，强调人的主体作用，强调人、 技术、管理三者的有机结合，是与传统制造技术的显 著区别之一。 4．先进制造技术是动态发展、不断更新的技术。 先进制造技术的目的就是赢得市场竞争，这就 要求要不断吸收各种相关的技术突破性发展和创新性 成就，并将其渗透到产品的设计、制造、生产管理及 市场营销的所有领域。 5．先进制造技术特别强调环境保护。
Байду номын сангаас
先进制造技术的体系
5.先进制造管理技术
该类技术包括与系统组织和管理有关的各项技术，主要强 调信息集成，企业生产模式创新，人、技术和管理的集成等。
先进制造技术的发展方向
先进制造技术在我国的发展状况
具体表现在以下10个方面：
1、计算机辅助设计（CAD）技术普及化 2、快速原型制造技术由起步迈向成熟，应用初 具规模； 3、精密成形与加工技术水平显著提高，在汽车 零部件、重大装配制造中获得广泛应用； 4、热加工工艺模拟优化技术取得重要进展，使 材料热加工由“技艺”走向“科学”； 5、激光加工在基础研究和技术开发方面有实质