先進制造技術試題及答案.docVIP

中南大學網(wǎng)絡教育課程考試先進制造技術答卷本人承諾：本試卷確為本人獨立完成，若有違反愿意接受處理。簽名 XXX 學號 XXXXXXXXXXXXX 專業(yè) 機械設計制造及其自動化 學習中心 XXXXXXX 題號一二三四五總分（百分制）評閱人簽字成績一、為什么說先進制造技術是具有很強實用性的新技術？（15分）答：先進制造技術的內(nèi)涵：先進制造技術是制造業(yè)不斷吸收信息技術和現(xiàn)代管理技術的成果，并將其綜合應用于產(chǎn)品設計、加工、檢測、管理、銷售、使用、服務乃至回收的制造全過程，以實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活生產(chǎn)，提高對動態(tài)多變的市場的適應能力和競爭能力的制造技術的總稱。 先進制造技術的特點：1.實用性。先進制造技術是一項面向工業(yè)應用，具有很強實用性的新技術。從先進制造技術的發(fā)展過程，從其應用于制造全過程的范圍，特別是達到的目標與效果，都反映這是一項應用于制造業(yè)，對制造業(yè)、對國民經(jīng)濟的發(fā)展可以起重大作用的實用技術。先進制造技術的發(fā)展有明確的需求導向的特征；先進制造技術不是以追求技術的高新為目的，而是注重產(chǎn)生最好的實踐效果，以提高效益為中心，以提高企業(yè)的競爭力和促進國家經(jīng)濟增長和綜合實力為目標。2.綜合性技術。先進制造技術由于專業(yè)和學科間的不斷滲透、交叉、融合，界線逐漸淡化甚至消失，技術趨于系統(tǒng)化、集成化、已發(fā)展成為集機械、電子、信息、材料和管理技術為一體的新型交叉學科。3.系統(tǒng)性。一項先進制造技術的產(chǎn)生往往要系統(tǒng)地考慮到制造的全過程，從全局出發(fā)、系統(tǒng)地考慮問題。4.動態(tài)發(fā)展的技術。由于先進制造技術本身是在針對一定的應用目標，不斷地吸收各種高新技術逐漸形成、不斷發(fā)展的新技術，因而其內(nèi)涵不是絕對的和一成不變的。反映在不同的時期，先進制造技術有其自身的特點和內(nèi)容。5.面向全球競爭。隨著世界自由貿(mào)易體制的進一步完善，以及全球交通運輸體系和通信網(wǎng)絡的建立，制造業(yè)將形成全球化與一體化的格局，新的先進制造技術也必將是全球化的模式。所以說，說先進制造技術是具有很強實用性的新技術。二、FMS由哪幾部分組成？各子系統(tǒng)的功能特征是什么？（15分）答：FMS主要由下列三部分組成:加工系統(tǒng)、物流系統(tǒng)、控制與管理系統(tǒng)。各子系統(tǒng)的功能特征：（1）加工系統(tǒng)：FMS 的基本制造單元，由CNC 機床、柔性制造單元（FMC）及工具等組成。（2）物流系統(tǒng)：包括自動化倉庫、中央刀具庫、無人運輸小車、輸送帶及搬運機器人等。（3）控制與管理系統(tǒng)：包含過程控制及過程監(jiān)控兩個子系統(tǒng)，進行加工系統(tǒng)及物流系統(tǒng)的自動控制，以及在線狀態(tài)數(shù)據(jù)自動采集和處理。三個子系統(tǒng)的有機結合，構成了一個制造系統(tǒng)的能量流（通過制造工藝改變工件的形狀和尺寸）、物料流（主要指工件流和刀具流）和信息流（制造過程的信息和數(shù)據(jù)處理）。三、為什么說CIM/CIMS不是企業(yè)的目標，而是達到企業(yè)目標的手段之一？（15分）CIM是一種 組織、管理與運行企業(yè)的哲理。它將傳統(tǒng)的制造技術與現(xiàn)代信息技術、管理技術、自動化技術、系統(tǒng)工程技術等有機結合，借助計算機（硬、軟件），使企業(yè)產(chǎn)品全生命周期市場需求分析、產(chǎn)品定義、研究開發(fā)、設計、制造、支持（包括質(zhì)量、銷售、采購、發(fā)送、服務）以及產(chǎn)品最后報廢、環(huán)境處理等各階段活動中有關人 /組織、經(jīng)營管理和技術三要素及其信息流、物流和價值流有機集成并優(yōu)化運行，實現(xiàn)企業(yè)制造活動的計算機化、信息化、智能化、集成優(yōu)化，以達到產(chǎn)品上市快、高質(zhì)、低耗、服務好、環(huán)境清潔，進而提高企業(yè)的柔性、健壯性、敏捷性，使企業(yè)贏得市場競爭。CIMS是一種基于 CIM哲理構成的 計算機化、信息化、智能化、集成優(yōu)化的制造系統(tǒng)。CIM是一種組織、管理與運行企業(yè)的哲理。其目的是使企業(yè)達到產(chǎn)品上市快、高質(zhì)、低耗、服務好、環(huán)境清潔，進而提高企業(yè)的柔性、健壯性、敏捷性，使企業(yè)贏得市場競爭。因此，CIM/CIMS不是企業(yè)的目標，而是達到企業(yè)目標的手段之一。四、什么是現(xiàn)代管理信息系統(tǒng)？它與傳統(tǒng)的管理信息系統(tǒng)有什么差別？（20分）從字面上看，現(xiàn)代管理信息系統(tǒng)采用的是現(xiàn)代的設計思想、技術和手段，實現(xiàn)或輔助現(xiàn)代的管理；從內(nèi)涵上看，現(xiàn)代管理信息系統(tǒng)是以Intranet（企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)）作為信息基礎設施構架，以信息廣泛共享（同構信息和異構信息）為目標，以數(shù)據(jù)倉庫為數(shù)據(jù)組織和處理的形式，強調(diào)數(shù)據(jù)挖掘和多維數(shù)據(jù)分析，提供內(nèi)（Intranet）外（Internet）部的信息擷取的方法和途徑，追求管理信息系統(tǒng)與管理的融合。一般地，現(xiàn)代管理信息系統(tǒng)所依附的網(wǎng)絡是縱橫連接的，局域網(wǎng)（Local Area Network-LAN）部分是寬帶的，其應用模式是一種高效的網(wǎng)絡中心計算模式（Web模式或Web機制），系統(tǒng)具有良好的可伸縮性（Scalability）。而傳統(tǒng)的管理信息系統(tǒng)是一種基于單機或局域網(wǎng)的封閉系統(tǒng)，數(shù)據(jù)組織單一，信息共享弱，數(shù)據(jù)挖掘缺乏方法和手段，數(shù)據(jù)源嚴重不足，系統(tǒng)可伸縮性差，難以適應變化的管理需求。 現(xiàn)代管理信息系統(tǒng)依附于現(xiàn)代信息基礎設施（Information Infrastructure），其應用開發(fā)基于網(wǎng)絡中心計算，實現(xiàn)現(xiàn)代管理思想，指導、影響或作用于現(xiàn)代管理行為。五、模具是制造業(yè)必不可少的手段，但傳統(tǒng)的模具制造方法耗時耗錢，查閱相關文獻，撰寫一篇主題為“快速成形技術在模具快速制造中的應用”的短文，要求字數(shù)不少于500字。（35分） 快速成形技術在模具快速制造中的應用 隨著社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展，模具制造在不斷改善產(chǎn)品性能與質(zhì)量的前提下應快速地適應市場的需求?？焖倌＞呒夹g是以快速成型技術為基礎，將傳統(tǒng)制模技術與快速成型技術的相結合，使模具的設計和制造周期縮短，具有廣闊的發(fā)展和應用前景。1、 快速成型技術概論 快速成型技術(又稱RP 技術) 誕生于80 年代后期, 是基于材料累加法的一種高新制造技術?？焖俪尚图夹g將計算機輔助設計(CAD)、輔助制造(CAM )、計算機輔助控制(CNC)、精密伺服驅(qū)動和新材料等先進技術集于一體, 依據(jù)計算機上構成的產(chǎn)品三維設計模型, 對其進行分層切片, 得到各層截面的輪廓, 激光選擇性的切割一層層的紙(或固化一層層的液態(tài)樹脂、或燒結一層層的粉末材料、或熱噴頭選擇快速地熔覆一層層的塑料或選擇性地向粉末材料噴射粘結劑等) 形成各截面輪廓并逐步疊加成三維產(chǎn)品。雖然快速成型技術問世不長, 但由于它對制造業(yè)帶來的巨大效益使得這一技術的應用日益廣泛。快速原型制造按成形材料及技術不同發(fā)展了立體光刻造型法(SL ) , 粉末燒結法(SLS) , 熔化凝結法(FDM ) , 薄層材料制造法(LOM ) , 三維印刷法(3DP) , 逐層固化法(SGC)等成型方法。二、快速成型技術有如下幾個特點：(1) 制造原型所用的材料不限，各種金屬和非金屬材料均可使用； (2) 原型的復制性、互換性高； (3) 制造工藝與制造原型的幾何形狀無關，在加工復雜曲面時更顯優(yōu)越； (4) 加工周期短，成本低，成本與產(chǎn)品復雜程度無關，一般制造費用降低50%，加工周期節(jié)約70%以上； (5) 高度技術集成，可實現(xiàn)了設計制造一體化；三、快速成型技術的主要應用各行業(yè)的應用狀況如下汽車、摩托車：外形及內(nèi)飾件的設計、改型、裝配試驗，發(fā)動機、汽缸頭試制。家電：各種家電產(chǎn)品的外形與結構設計，裝配試驗與功能驗證，市場宣傳，模具制造。通訊產(chǎn)品：產(chǎn)品外形與結構設計，裝配試驗，功能驗證，模具制造。航空、航天：特殊零件的直接制造，葉輪、渦輪、葉片的試制，發(fā)動機的試制、裝配試驗。輕工業(yè)：各種產(chǎn)品的設計、驗證、裝配，市場宣傳，玩具、鞋類模具的快速制造。醫(yī)療：醫(yī)療器械的設計、試產(chǎn)、試用，CT掃描信息的實物化，手術模擬，人體骨關節(jié)的配制。國防：各種武器零部件的設計、裝配、試制，特殊零件的直接制作，遙感信息的模型制作。四、快速成型技術的發(fā)展方向從目前RP技術的研究和應用現(xiàn)狀來看，快速成型技術的進一步研究和開發(fā)工作主要有以下幾個方面： (1)開發(fā)性能好的快速成型材料，如成本低、易成形、變形小、強度高、耐久及無污染的成形材料。 (2)提高RP系統(tǒng)的加工速度和開拓并行制造的工藝方法。 (3)改善快速成形系統(tǒng)的可靠性，提高其生產(chǎn)率和制作大件能力，優(yōu)化設備結構，尤其是提高成形件的精度、表面質(zhì)量、力學和物理性能，為進一步進行模具加工和功能實驗提供基礎。 (4)開發(fā)快速成形的高性能RPM軟件。提高數(shù)據(jù)處理速度和精度，研究開發(fā)利用CAD原始數(shù)據(jù)直接切片的方法，減少由STL格式轉換和切片處理過程所產(chǎn)生精度損失。 (5)開發(fā)新的成形能源。 (6)快速成形方法和工藝的改進和創(chuàng)新。直接金屬成