机械制造装备设计
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无论是信息技术、核技术还是微电子技术 等等，都要靠制造产生。能够把这些先进技术 制造出来本身就是先进的体现。有了这些先进 技术，倘若没有制造业把它们应用起来，这些 科技也是纸上谈兵、无用武之地。以电子科技 为例，现在电子技术的应用越来越多，在军舰 上，电子产品的成本占整个军舰成本的22%， 占整个坦克成本的24%，在飞机上占35%，导 弹上占44%，在卫星等航天器上占65%以上。 这些电子产品都是制造业制造出来的。
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制造业是人类文明的支柱之一
• 制造业代表着国家的综合国力，也 标志着国家在国际竞争中所处的地 位如何
温州制造的打火机占了全世界打火机的80%以 上，但是多少只打火机才能换回一台精密设备？ 所谓工业转移其实是把低端产品转移过来，美 国不是不会做打火机，而是不屑做。因此，如 果没有强大的制造业，中国在国际竞争中只能 处于产业链的低端。
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加快发展装备制造业
• 我国正在全国范围内实施的一项“制造业信息
化工程”，目标是使制造业信息化水平与发达
国家的差距从目前的约15年缩短为10年，以加
快提升“中国制造”的国际竞争力。我国的制
造业总体来说大而不强，技术创新能力十分薄
弱，加快我国的工业化就得以信息化带动工业
化，优先发展信息产业，大力推进制造业，用
•
如果没有金属农具的制造就没有农业革命；
没有蒸汽机的制造就没有第一次工业革命；没
有电机的制造就没有第二次工业革命；没有芯
片和计算机制造就没有信息化革命。人类科技
的进步就是一部制造业的进步史。
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制造业是人类文明的支柱之一
制造是人类创造物质财富的基本手段
从全世界整体来看，国民生产总值（GDP） 的1/3是制造业创造的，工业生产总值4/5是制造 业创造的，国家财政收入的1/3是制造业提供的， 出口的90%是制造业提供的。制造是全面建设小 康社会的第一支柱产业，经济活动部门中64%以 上属于制造业，工业就业人数中90%属于制造业， 整个社会50%的就业由制造业提供，工业税收 80%由制造业提供。以上数据显示，要进入小康 社会，要建设强大国家，必须发展制造业。
《机械制造装备设计》
第一章 绪论
第二章 机械制造装备设计方法
第三章 金属切削机床设计
第四章 工业机器人设计
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《机械制造装备设计》
第五章 机床夹具设计 第六章 物流系统设计 第七章 机械加工生产线总体设计
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第一章 绪论 退出
第一节 机械制造装备及其在国民经济中的重要作用 第
一
章
第二节 机械制造装备应具备的主要功能
返回本章
现代的制造业市场的5大特征
• 第一是买方市场。这是科学技术与生产力发展 的必然结果。
• 第二是多变性市场。由于科技发展快，技术更 新快，产品换代快，从而产品非大量化、分散 化、个性化的生产越来越强，竞争日趋激烈， 不确定因素猛增，市场变化很快。
• 第三是国际化市场。市场打破国界，走向区域 化，走向国际化。
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装备制造业
• 为国民经济各部门再生产和扩大再生产提供技 术装备的各种工业，总称为装备制造业。处于 工业中心地位的制造业，特别是装备制造业， 被认为是国家工业化、现代化建设的“发动 机”。装备制造业是一个国家综合制造能力的 集中体现，重大装备研制能力是衡量一个国家 工业化水平和综合国力的重要标准。先进装备 是带动生产力发展和人类历史进步的重要力量。 装备制造业特别是重大技术装备，科技含量高， 产业关联度大，直接影响一个国家的产业发展 水平和竞争力。要在激烈的国际竞争中赢得主 动，就必须建设强大的装备制造业。
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制造业企业需要有的6大特征
• 第四是本土化与国际化交互，走向全球 化，既竞争，又合作。
• 第五是应用虚拟技术，以加快企业有关 活动的节奏，提高产品质量，节约成本。
• 第六，“以人为本”，加强企业人文文 化建设，应该说，这是现代企业成败关 键之所在。
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快速发展的基本思路
• 发展途径：通过国际化实现积累与跨越 • 发展手段：通过采取创新实现优化与升
程的数字化和智能化缩短产品开发周期，提高 企业的产品创新能力。 制造装备数字化就是通过实现制造装备的数字化、 自动化和精密化、提高产品的精度和加工装配 的效率。
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加快发展装备制造业
生产过程主要是针对流程工艺来说的，我国的流程 工艺占整个工艺总产值的66．7％，在流程工艺实现 数字化是通过实现生产过程控制的数字化、自动化 和智能化，提高企业生产过程自动化水平。在离散 制造业中，把每一个离散的部分协调起来。 管理数字化是使每个企业有一个优良的管理。我国 的产供销要做到资源优化，做到资源尽可能共享就 必须大力发展现代的管理系统，而且把单独的系统 集成起来，作为一个完整的系统在企业推广实施， 而且要减少实施的工作量。 企业数字化就是通过实现全球化环境下企业内外部 资源的集成和最佳利用，促进制造企业的业务过程， 组织结构与产品结构的调整，提高我国企业、区域 和行业的竞争能力。
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同工业发达国家相比的明显差距
(4) 企业集中度低，大型骨干企业少，围绕 大型骨干企业的中小企业群体也未形成。
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加快发展装备制造业
• 国家发展和改革委员会工业司副司长李 冶指出，要实现到2020年GDP翻两番的 目标，我国必须走“新型工业化之路”， 而振兴装备制造业，则是实现新型工业 化的根本途径。事实上，加快发展装备 制造业也已成为我国重要的发展战略。 党的十六大明确提出：“用高新技术和 先进适用技术改造传统产业，大力振兴 装备制造业。”
同工业发达国家相比的明显差距
(2)产业结构上，仍以劳动密集型产业为主， 技术密集型产业明显落后，装备制造业 薄弱，结构不尽合理，装备制造业在制 造业中的比重不到30%，远低于美国的 41.9%、日本的43.6%、德国的46.4%。
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同工业发达国家相比的明显差距
(3)在新技术、新产品的研发能力上仍然薄弱，缺 少自主知识产权，产业主体技术依靠国外，我 国所需要的大量先进设备，仍主要依靠进口。 据统计，近几年我国设备投资的2/3依赖进口， 其中光纤制造设备的100%，集成电路芯片制造 设备的85%，石油化工设备的80%，轿车工业 设备、数控机床、纺织机械、胶印设备的70% 来自于进口产品。
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制造业是人类文明的支柱之一
• 制造是各行各业的基石
穿衣需要布匹，需要制造织布机； 吃面需要面粉加工机，需要制造面粉机； 住房需要建材，需要制造建材机器；出 行需要坐车，需要制造汽车。人类要生 存下去必须要搞好装备，因为任何东西 都需要工具去制造。
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制造业是人类文明的支柱之一
• 制造业是高新技术产业的基础和载体。
• 采用先进的制造模式、先进的制造技术、 先进的管理模式进行全方位制造活动。
• 先进制造模式的特征： 企业层面：具有先进的技术管理组织系统 产业层面：具有强大的产业整合能力 产品层面：主要提供成套产品、关键核心 部件、高端产品和极端制造产品
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先进制造业的发展趋势
• 一是产品的发展趋势，二是制造过程的发展趋 势，三是制造方法的发展趋势。这三类发展趋 势又可以用12个字概括之，
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同工业发达国家相比的明显差距
(1)劳动生产率和工业增加值率低 制造业总体规模仅相当于美国的1/5，
日本的1/4强；人均劳动生产率远远落后 于发达国家，仅为美国的1/25、日本的 1/26、德国的1/20；工业增加值率仅为 26%，远低于美国的49%、日本的38%、 德国的48.5%。
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我国装备制造业发展现状
• 改革开放以来，我国装备制造业得到了 长足发展，技术装备的设计和制造能力 有了明显增强。目前，我国装备制造业 工业增加值仅次于美国、日本和德国， 位居世界第4位，我国装备制造业的年均 增速是17.6%，几十种产品产量居世界第 一位，并研发制造出了激光照排、数字 程控交换机、卫星及运载工具、正负电 子对撞机等为代表的一系列先进装备。
• 产品要“精”、“极”、“文”， • 过程要“绿”、“快”、“省”、“效”， • 方法要“数”、“自”、“集”、“网”、
“智”。 • 这些方面彼此渗透,相互支持,形成整体,并且扎
根在“机械”与“制造”的基础上,服务于制造 业的发展。
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先进制造业的发展趋势
• 一是产品的发展趋势 ：“精”、“极”、“文” “精”是“精密化”---是发展的关键 ，它一 方面是指对产品、零件的精度要求越来越高， 另一方面是指对产品、零件的加工精度要求越 来越高。 有了前者，才要求有后者；有了后者，才促 使前者得以发展。 “精”是指加工精度及其发展，精密加工， 细微加工，纳米加工等等。
绪
论
第三节 机械制造装备的分类
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回
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主
页
1.1 机械制造装备及其在国民经济中的重要作用
退出
（一）制造业是一个国家或地区经济发展的重
第
要支柱。
一
章
（二）机械制造业是制造业的核心。
绪
论
（三）机械制造业的发展状况。
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制造业是人类文明的支柱之一
• 一般认为，人类文明有三大物质支柱： 材料、能源与信息。
级 • 发展方向：充分挖掘临港、临海优势，
着眼快速发展
返回本章
大连装备制造业存在的主要问 题
• 尚处于单机、配套地位，成套总承包能 力薄弱。
• 现代制造工艺推进缓慢，产业流程的附 加值不高。
• 核心企业规模过小，协同效应发展受限。 • 未充分利用和发展大连市的区位、资源
与政策优势。
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先进制造业
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制造业企业需要有的6大特征
• 第一是满足“客户化”要求，这是“买方市场” 必然导致的结果，“顾客就是上帝”。
• 第二是对市场的快速响应，对生产的快速重组， 从而要求生产模式必需有高度柔性，有足够敏 捷性，这是“客户化”必然导致的结果。
• 第三是既竞争、又合作地参与市场，走向“双 赢”、“多赢”，这是“纳什方程”给出的结 果，而不一定是或“鱼死”，或“网破”，或 “两败俱伤”。
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先进制造业的发展趋势
• “极”就是极端条件----是发展的焦点 ，它是指 在极端条件下工作的或者有极端要求的产品， 从而也是指这类产品的制造技术有“极”的要 求。在高温、高压、高湿、强磁场、强腐蚀条 件下工作的，或有高硬度、大弹性要求的，或 在几何形体上极大、极小、极厚、极薄、奇形 怪状的。显然，这些产品都是科技前沿的产品， 其中之一就是“微机电系统（MEMS）”返回本章振 Nhomakorabea装备制造业
• 制造业对于人类文明的重要性是显而易 见的。制造业中机械制造业的地位最为 重要，没有机械制造业，就没有独立的 工业，即使制造业再大再多再好，也受 制于人。一个大国如果没有强大的装备 制造业，特别是同高科技相应的机床制 造业，就不可能有独立自主的制造业与 工业。只有振兴装备制造业，才能使工 业由大变强。
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中国装备制造业
• 截止到08年5月份中国装备制造业的工业总产 值达到864,470,228.00千元，同比增长达到 32.91%，增长幅度高于是上一季度，总体来看 工业总产值的增长呈现逐步加快趋势。
• 中国装备制造业的不同规模企业的工业总产值 状况主要表现为：小企业的工业总产值最高， 达到457,756,787千元，同比增长幅度达到 41.06%，其次是中型企业，最后是大型企业。 除了大型企业的增幅在2季度出现下降以外， 其他规模的企业增幅均是上涨趋势。
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现代的制造业市场的5大特征
• 第四是新兴产品市场。不仅涉及对传统产品用 高新技术加以改造与发展而成的产品，而且更 涉及前所未有的新类型的“产品”，从而导致 如技术、软件、环保等产业的出现。
• 第五是虚拟市场。信息化的进一步是网络化， 网上的产品广告、商品展示、商品交易、客户 关系、代理制等等均属于虚拟市场。
信息技术来改造我国的制造业，中国工程院院
士孙家广认为，高新技术特别是以信息产业为
代表的高新技术将在我国制造业中发挥巨大的
作用。
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加快发展装备制造业
• 我国整个制造业信息化总体目标要实现五个数 字化----设计数字化、管理数字化、装备数字化、 生产过程数字化、企业数字化。
设计数字化就是通过实现产品设计手段与设计过
• 其实，“制造”也应是一大支柱。可以说，没 有制造，就没有人类。
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制造业是人类文明的支柱之一
• 从人类制造第一把工具，一直到现在的智能机 床，小到一针一线,大到航空母舰，无一可以脱 离制造业。恩格斯说过，直立与劳动创造了人， 劳动是从制造工具开始的。可以说人类的一切 都离不开制造，制造是一切的源头。
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制造业是人类文明的支柱之一
• 制造业代表着国家的综合国力，也 标志着国家在国际竞争中所处的地 位如何
温州制造的打火机占了全世界打火机的80%以 上，但是多少只打火机才能换回一台精密设备？ 所谓工业转移其实是把低端产品转移过来，美 国不是不会做打火机，而是不屑做。因此，如 果没有强大的制造业，中国在国际竞争中只能 处于产业链的低端。
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加快发展装备制造业
• 我国正在全国范围内实施的一项“制造业信息
化工程”，目标是使制造业信息化水平与发达
国家的差距从目前的约15年缩短为10年，以加
快提升“中国制造”的国际竞争力。我国的制
造业总体来说大而不强，技术创新能力十分薄
弱，加快我国的工业化就得以信息化带动工业
化，优先发展信息产业，大力推进制造业，用
•
如果没有金属农具的制造就没有农业革命；
没有蒸汽机的制造就没有第一次工业革命；没
有电机的制造就没有第二次工业革命；没有芯
片和计算机制造就没有信息化革命。人类科技
的进步就是一部制造业的进步史。
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制造业是人类文明的支柱之一
制造是人类创造物质财富的基本手段
从全世界整体来看，国民生产总值（GDP） 的1/3是制造业创造的，工业生产总值4/5是制造 业创造的，国家财政收入的1/3是制造业提供的， 出口的90%是制造业提供的。制造是全面建设小 康社会的第一支柱产业，经济活动部门中64%以 上属于制造业，工业就业人数中90%属于制造业， 整个社会50%的就业由制造业提供，工业税收 80%由制造业提供。以上数据显示，要进入小康 社会，要建设强大国家，必须发展制造业。
《机械制造装备设计》
第一章 绪论
第二章 机械制造装备设计方法
第三章 金属切削机床设计
第四章 工业机器人设计
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《机械制造装备设计》
第五章 机床夹具设计 第六章 物流系统设计 第七章 机械加工生产线总体设计
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第一章 绪论 退出
第一节 机械制造装备及其在国民经济中的重要作用 第
一
章
第二节 机械制造装备应具备的主要功能
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现代的制造业市场的5大特征
• 第一是买方市场。这是科学技术与生产力发展 的必然结果。
• 第二是多变性市场。由于科技发展快，技术更 新快，产品换代快，从而产品非大量化、分散 化、个性化的生产越来越强，竞争日趋激烈， 不确定因素猛增，市场变化很快。
• 第三是国际化市场。市场打破国界，走向区域 化，走向国际化。
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装备制造业
• 为国民经济各部门再生产和扩大再生产提供技 术装备的各种工业，总称为装备制造业。处于 工业中心地位的制造业，特别是装备制造业， 被认为是国家工业化、现代化建设的“发动 机”。装备制造业是一个国家综合制造能力的 集中体现，重大装备研制能力是衡量一个国家 工业化水平和综合国力的重要标准。先进装备 是带动生产力发展和人类历史进步的重要力量。 装备制造业特别是重大技术装备，科技含量高， 产业关联度大，直接影响一个国家的产业发展 水平和竞争力。要在激烈的国际竞争中赢得主 动，就必须建设强大的装备制造业。
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制造业企业需要有的6大特征
• 第四是本土化与国际化交互，走向全球 化，既竞争，又合作。
• 第五是应用虚拟技术，以加快企业有关 活动的节奏，提高产品质量，节约成本。
• 第六，“以人为本”，加强企业人文文 化建设，应该说，这是现代企业成败关 键之所在。
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快速发展的基本思路
• 发展途径：通过国际化实现积累与跨越 • 发展手段：通过采取创新实现优化与升
程的数字化和智能化缩短产品开发周期，提高 企业的产品创新能力。 制造装备数字化就是通过实现制造装备的数字化、 自动化和精密化、提高产品的精度和加工装配 的效率。
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加快发展装备制造业
生产过程主要是针对流程工艺来说的，我国的流程 工艺占整个工艺总产值的66．7％，在流程工艺实现 数字化是通过实现生产过程控制的数字化、自动化 和智能化，提高企业生产过程自动化水平。在离散 制造业中，把每一个离散的部分协调起来。 管理数字化是使每个企业有一个优良的管理。我国 的产供销要做到资源优化，做到资源尽可能共享就 必须大力发展现代的管理系统，而且把单独的系统 集成起来，作为一个完整的系统在企业推广实施， 而且要减少实施的工作量。 企业数字化就是通过实现全球化环境下企业内外部 资源的集成和最佳利用，促进制造企业的业务过程， 组织结构与产品结构的调整，提高我国企业、区域 和行业的竞争能力。
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同工业发达国家相比的明显差距
(4) 企业集中度低，大型骨干企业少，围绕 大型骨干企业的中小企业群体也未形成。
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加快发展装备制造业
• 国家发展和改革委员会工业司副司长李 冶指出，要实现到2020年GDP翻两番的 目标，我国必须走“新型工业化之路”， 而振兴装备制造业，则是实现新型工业 化的根本途径。事实上，加快发展装备 制造业也已成为我国重要的发展战略。 党的十六大明确提出：“用高新技术和 先进适用技术改造传统产业，大力振兴 装备制造业。”
同工业发达国家相比的明显差距
(2)产业结构上，仍以劳动密集型产业为主， 技术密集型产业明显落后，装备制造业 薄弱，结构不尽合理，装备制造业在制 造业中的比重不到30%，远低于美国的 41.9%、日本的43.6%、德国的46.4%。
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同工业发达国家相比的明显差距
(3)在新技术、新产品的研发能力上仍然薄弱，缺 少自主知识产权，产业主体技术依靠国外，我 国所需要的大量先进设备，仍主要依靠进口。 据统计，近几年我国设备投资的2/3依赖进口， 其中光纤制造设备的100%，集成电路芯片制造 设备的85%，石油化工设备的80%，轿车工业 设备、数控机床、纺织机械、胶印设备的70% 来自于进口产品。
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制造业是人类文明的支柱之一
• 制造是各行各业的基石
穿衣需要布匹，需要制造织布机； 吃面需要面粉加工机，需要制造面粉机； 住房需要建材，需要制造建材机器；出 行需要坐车，需要制造汽车。人类要生 存下去必须要搞好装备，因为任何东西 都需要工具去制造。
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制造业是人类文明的支柱之一
• 制造业是高新技术产业的基础和载体。
• 采用先进的制造模式、先进的制造技术、 先进的管理模式进行全方位制造活动。
• 先进制造模式的特征： 企业层面：具有先进的技术管理组织系统 产业层面：具有强大的产业整合能力 产品层面：主要提供成套产品、关键核心 部件、高端产品和极端制造产品
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先进制造业的发展趋势
• 一是产品的发展趋势，二是制造过程的发展趋 势，三是制造方法的发展趋势。这三类发展趋 势又可以用12个字概括之，
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同工业发达国家相比的明显差距
(1)劳动生产率和工业增加值率低 制造业总体规模仅相当于美国的1/5，
日本的1/4强；人均劳动生产率远远落后 于发达国家，仅为美国的1/25、日本的 1/26、德国的1/20；工业增加值率仅为 26%，远低于美国的49%、日本的38%、 德国的48.5%。
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我国装备制造业发展现状
• 改革开放以来，我国装备制造业得到了 长足发展，技术装备的设计和制造能力 有了明显增强。目前，我国装备制造业 工业增加值仅次于美国、日本和德国， 位居世界第4位，我国装备制造业的年均 增速是17.6%，几十种产品产量居世界第 一位，并研发制造出了激光照排、数字 程控交换机、卫星及运载工具、正负电 子对撞机等为代表的一系列先进装备。
• 产品要“精”、“极”、“文”， • 过程要“绿”、“快”、“省”、“效”， • 方法要“数”、“自”、“集”、“网”、
“智”。 • 这些方面彼此渗透,相互支持,形成整体,并且扎
根在“机械”与“制造”的基础上,服务于制造 业的发展。
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先进制造业的发展趋势
• 一是产品的发展趋势 ：“精”、“极”、“文” “精”是“精密化”---是发展的关键 ，它一 方面是指对产品、零件的精度要求越来越高， 另一方面是指对产品、零件的加工精度要求越 来越高。 有了前者，才要求有后者；有了后者，才促 使前者得以发展。 “精”是指加工精度及其发展，精密加工， 细微加工，纳米加工等等。
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论
第三节 机械制造装备的分类
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1.1 机械制造装备及其在国民经济中的重要作用
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（一）制造业是一个国家或地区经济发展的重
第
要支柱。
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（二）机械制造业是制造业的核心。
绪
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（三）机械制造业的发展状况。
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制造业是人类文明的支柱之一
• 一般认为，人类文明有三大物质支柱： 材料、能源与信息。
级 • 发展方向：充分挖掘临港、临海优势，
着眼快速发展
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大连装备制造业存在的主要问 题
• 尚处于单机、配套地位，成套总承包能 力薄弱。
• 现代制造工艺推进缓慢，产业流程的附 加值不高。
• 核心企业规模过小，协同效应发展受限。 • 未充分利用和发展大连市的区位、资源
与政策优势。
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先进制造业
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制造业企业需要有的6大特征
• 第一是满足“客户化”要求，这是“买方市场” 必然导致的结果，“顾客就是上帝”。
• 第二是对市场的快速响应，对生产的快速重组， 从而要求生产模式必需有高度柔性，有足够敏 捷性，这是“客户化”必然导致的结果。
• 第三是既竞争、又合作地参与市场，走向“双 赢”、“多赢”，这是“纳什方程”给出的结 果，而不一定是或“鱼死”，或“网破”，或 “两败俱伤”。
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先进制造业的发展趋势
• “极”就是极端条件----是发展的焦点 ，它是指 在极端条件下工作的或者有极端要求的产品， 从而也是指这类产品的制造技术有“极”的要 求。在高温、高压、高湿、强磁场、强腐蚀条 件下工作的，或有高硬度、大弹性要求的，或 在几何形体上极大、极小、极厚、极薄、奇形 怪状的。显然，这些产品都是科技前沿的产品， 其中之一就是“微机电系统（MEMS）”返回本章振 Nhomakorabea装备制造业
• 制造业对于人类文明的重要性是显而易 见的。制造业中机械制造业的地位最为 重要，没有机械制造业，就没有独立的 工业，即使制造业再大再多再好，也受 制于人。一个大国如果没有强大的装备 制造业，特别是同高科技相应的机床制 造业，就不可能有独立自主的制造业与 工业。只有振兴装备制造业，才能使工 业由大变强。
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中国装备制造业
• 截止到08年5月份中国装备制造业的工业总产 值达到864,470,228.00千元，同比增长达到 32.91%，增长幅度高于是上一季度，总体来看 工业总产值的增长呈现逐步加快趋势。
• 中国装备制造业的不同规模企业的工业总产值 状况主要表现为：小企业的工业总产值最高， 达到457,756,787千元，同比增长幅度达到 41.06%，其次是中型企业，最后是大型企业。 除了大型企业的增幅在2季度出现下降以外， 其他规模的企业增幅均是上涨趋势。
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现代的制造业市场的5大特征
• 第四是新兴产品市场。不仅涉及对传统产品用 高新技术加以改造与发展而成的产品，而且更 涉及前所未有的新类型的“产品”，从而导致 如技术、软件、环保等产业的出现。
• 第五是虚拟市场。信息化的进一步是网络化， 网上的产品广告、商品展示、商品交易、客户 关系、代理制等等均属于虚拟市场。
信息技术来改造我国的制造业，中国工程院院
士孙家广认为，高新技术特别是以信息产业为
代表的高新技术将在我国制造业中发挥巨大的
作用。
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加快发展装备制造业
• 我国整个制造业信息化总体目标要实现五个数 字化----设计数字化、管理数字化、装备数字化、 生产过程数字化、企业数字化。
设计数字化就是通过实现产品设计手段与设计过
• 其实，“制造”也应是一大支柱。可以说，没 有制造，就没有人类。
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制造业是人类文明的支柱之一
• 从人类制造第一把工具，一直到现在的智能机 床，小到一针一线,大到航空母舰，无一可以脱 离制造业。恩格斯说过，直立与劳动创造了人， 劳动是从制造工具开始的。可以说人类的一切 都离不开制造，制造是一切的源头。