先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展及體系結(jié)構(gòu)課件

1、先進(jìn)制造技術(shù)2011.3第一章 先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展及體系結(jié)構(gòu)1.1 知識(shí)經(jīng)濟(jì)條件下制造業(yè)的發(fā)展1.2 制造業(yè)的變革及挑戰(zhàn)1.3 先進(jìn)制造技術(shù)的提出及工業(yè)化國家制造業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略1.4 先進(jìn)制造技術(shù)的內(nèi)涵、技術(shù)構(gòu)成及特點(diǎn)1.5 先進(jìn)制造技術(shù)的體系結(jié)構(gòu)及分類1.6 先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展趨勢1.7 先進(jìn)制造技術(shù)的技術(shù)前沿1、制造的概念 1.1 概念制造（Manufacturing): 是人類所有經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的基石，是人類歷史發(fā)展和文明進(jìn)步的動(dòng)力。狹義：為機(jī)電產(chǎn)品的機(jī)械加工工藝過程廣義：國際生產(chǎn)工程學(xué)會(huì)1990年： 制造是涉及制造工業(yè)中產(chǎn)品設(shè)計(jì)、物料選擇、生產(chǎn)計(jì)劃、生產(chǎn)過程、質(zhì)量保證、經(jīng)營管理、市場銷售和服務(wù)的

2、一系列相關(guān)活動(dòng)和工作的總稱。1、制造的概念制造技術(shù)（Manufacturing Technology) 按照人們所需的目的，運(yùn)用知識(shí)和技能，利用客觀物資工具，將原材料物化為人類所需產(chǎn)品的工程技術(shù)。即：使原材料成為產(chǎn)品而使用的一系列技術(shù)的總稱制造過程 產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、使用、維修、報(bào)廢、回收等的全過程，也稱為產(chǎn)品生命周期。制造業(yè) 將制造資源（物料、能源、設(shè)備、工具、資金、信息、人力等）利用制造技術(shù)，通過制造過程，轉(zhuǎn)化為供人們使用或利用的工業(yè)品或生活消費(fèi)品的行業(yè)。1、制造的概念1.2 制造系統(tǒng) 制造系統(tǒng)是制造業(yè)的基本組成實(shí)體。 +制造系統(tǒng)功能：輸入制造系統(tǒng)的資源（原材料、能源、信息、人力.）通過制

3、造過程輸出產(chǎn)品過程：制造生產(chǎn)的運(yùn)行過程，包括市場分析、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝規(guī)劃、制造裝配、檢驗(yàn)出廠、產(chǎn)品銷售、售后服務(wù)、報(bào)廢、回收、再利用等。結(jié)構(gòu)：是制造過程所涉及的硬件（物料、設(shè)備、工具、能源等）、軟件（制造理論、工藝、信息等）、人員所組成的具有特定功能的有機(jī)整體。市場分析 產(chǎn)品設(shè)計(jì) 工藝規(guī)劃 制造裝配 檢驗(yàn)出廠 產(chǎn)品銷售 售后服務(wù) 報(bào)廢回收再利用1.1-1.3 先進(jìn)制造技術(shù)的提出黑寡婦微型飛行器圖1-1 黑寡婦衛(wèi)星飛行器圖1-2 納秒及飛秒脈沖激光加工第一個(gè)戰(zhàn)略問題究竟依靠什么產(chǎn)業(yè)來強(qiáng)國？ 是依靠第三產(chǎn)業(yè)來強(qiáng)國，還是依靠制造業(yè)來強(qiáng)國？美國的教訓(xùn)1)上個(gè)世紀(jì)70年代,美國不重視制造業(yè),把制造業(yè)稱為

4、“夕陽工業(yè)”, 結(jié)果導(dǎo)致美國80年代的經(jīng)濟(jì)衰退。2)80年代后期，美國政府開始協(xié)調(diào)和支持制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，1991年，布什政府期間，美國白宮科學(xué)技術(shù)政策辦公室發(fā)表了總數(shù)為22項(xiàng)的美國國家關(guān)鍵技術(shù)，其中制造技術(shù)占4項(xiàng)，標(biāo)志著美國科技政策的轉(zhuǎn)變。3)克林頓上臺(tái)后，對制造業(yè)大力支持。日本的經(jīng)驗(yàn)1）在上個(gè)世紀(jì)70-80年代，日本非常重視制造業(yè)，特別大抓了汽車制造和微電子制造，結(jié)果日本的汽車和家用電器占領(lǐng)了全世界的市場，特別是大舉進(jìn)入了美國市場。2）日本的微電子芯片成為美國高技術(shù)產(chǎn)品的關(guān)鍵元件。1991年海灣戰(zhàn)爭結(jié)束后，日本人說美國贏得這場戰(zhàn)爭是依靠的日本的芯片，是“日本的芯片打敗了伊拉克的鋼片”。東南亞

5、經(jīng)濟(jì)危機(jī)的啟示1）1998年爆發(fā)的東南亞經(jīng)濟(jì)危機(jī)，從另一個(gè)側(cè)面反映了一個(gè)國家發(fā)展制造業(yè)的重要。一個(gè)國家，如果把經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)放在股票、旅游、金融、房地產(chǎn)、服務(wù)業(yè)上，而無自己的制造業(yè)，這個(gè)國家的經(jīng)濟(jì)就容易形成泡沫經(jīng)濟(jì)，一有風(fēng)吹草動(dòng)就會(huì)產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)危機(jī)。2）新加坡、臺(tái)灣都有自己的制造業(yè)，因此受經(jīng)濟(jì)危機(jī)的影響小一些。學(xué)習(xí)的榜樣瑞士瑞士依靠什么使人均產(chǎn)值居世界第一？1）瑞士是一個(gè)僅700萬人口的小國，但瑞士的制造業(yè)十分發(fā)達(dá)，瑞士的精密機(jī)械產(chǎn)品的出口量是我國的8倍，瑞士的手表世界第一，連小小的軍刀，也風(fēng)靡全世界。2）現(xiàn)在瑞士的年人均國民生產(chǎn)總值達(dá)到4.3萬美元以上,居世界第一。先進(jìn)制造技術(shù)在我國的進(jìn)展原人大常委

6、會(huì)副委員長宋健指出： “先進(jìn)制造技術(shù)是一個(gè)國家、一個(gè)民族賴以繁榮的重要手段”。1）明確提出：要大力采用先進(jìn)制造技術(shù)；2）投入了大量的資金、開展大量的項(xiàng)目用以支持和促進(jìn)先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。1.4 先進(jìn)制造技術(shù)的內(nèi)涵、技術(shù)構(gòu)成及特點(diǎn)1、先進(jìn)制造技術(shù)的定義 先進(jìn)制造技術(shù)是制造業(yè)不斷吸收機(jī)械，電子，信息（計(jì)算機(jī)與通信，控制理論，人工智能等），能源及現(xiàn)代系統(tǒng)管理等方面的成果，并將其綜合應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)，制造，檢測，管理，銷售，使用，服務(wù)乃至回收的制造全過程，以實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)，高效，低耗，清潔，靈活生產(chǎn)，提高對動(dòng)態(tài)多變的產(chǎn)品市場的適應(yīng)能力和競爭能力的制造技術(shù)的總稱。 先進(jìn)制造技術(shù)是當(dāng)今工業(yè)企業(yè)在激烈的市場競

7、爭中離不開的集設(shè)計(jì)生產(chǎn)管理市場信息創(chuàng)新于一體的綜合技術(shù)。2、先進(jìn)制造技術(shù)的內(nèi)涵及技術(shù)構(gòu)成圖1-3 先進(jìn)制造技術(shù)的內(nèi)涵，層次及其技術(shù)構(gòu)成示意圖3、先進(jìn)制造技術(shù)的特點(diǎn) 先進(jìn)制造技術(shù)應(yīng)用的先進(jìn)性 先進(jìn)制造技術(shù)應(yīng)用的廣泛性 先進(jìn)制造技術(shù)應(yīng)用的實(shí)用性 先進(jìn)制造技術(shù)應(yīng)用的系統(tǒng)性 先進(jìn)制造技術(shù)的動(dòng)態(tài)特性 先進(jìn)制造技術(shù)的集成性 先進(jìn)制造技術(shù)強(qiáng)調(diào)的是實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低 耗、清潔、靈活的生產(chǎn) 先進(jìn)制造技術(shù)的應(yīng)用，最終的目標(biāo)是提高動(dòng)態(tài)多變的產(chǎn)品市場的適應(yīng)能力和競爭能力1.5 先進(jìn)制造技術(shù)的體系結(jié)構(gòu)及分類面向制造的設(shè)計(jì)技術(shù)群 產(chǎn)品/工藝設(shè)計(jì) 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) 工藝過程建模和仿真 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 系統(tǒng)工程基礎(chǔ) 快速成型技術(shù)

8、 并行工程制造工藝技術(shù)群 材料生產(chǎn)工藝 加工工藝 聯(lián)接與裝配 測試和檢測 環(huán)保技術(shù) 維修技術(shù) 其他 信息技術(shù) 接口技術(shù) 集成技術(shù) 人工智能 數(shù)據(jù)庫 軟件工程 決策支持 標(biāo)準(zhǔn)和框架 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn) 工藝標(biāo)準(zhǔn) 接口框架 產(chǎn)品定義和標(biāo)準(zhǔn) 檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn) 機(jī)床和工具技術(shù) 傳感器和控制技術(shù) 質(zhì)量管理 用戶/供應(yīng)商交互作用 工作人員培訓(xùn)和教育 全國監(jiān)督和基準(zhǔn)評測 技術(shù)獲取和利用 主體技術(shù)群支撐技術(shù)群制造基礎(chǔ)設(shè)施環(huán)境1體系結(jié)構(gòu)2、先進(jìn)制造技術(shù)的分類（1）現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)（2）先進(jìn)制造工藝（3）自動(dòng)化技術(shù)（4）系統(tǒng)管理技術(shù)現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)1）計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)：有限元法，優(yōu)化設(shè)計(jì)，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，反求工程技術(shù)，模糊智能CAD，工程數(shù)

9、據(jù)庫2）性能優(yōu)良設(shè)計(jì)基礎(chǔ)技術(shù)：可靠性設(shè)計(jì)，安全設(shè)計(jì)，動(dòng)態(tài)分析與設(shè)計(jì)， 防斷裂設(shè)計(jì)，疲勞設(shè)計(jì)，防腐蝕設(shè)計(jì)，減磨和耐磨設(shè)計(jì)，健壯設(shè)計(jì)，耐環(huán)境設(shè)計(jì)，維修性設(shè)計(jì)，維修性保障設(shè)計(jì)，測試設(shè)計(jì)，人機(jī)工程設(shè)計(jì)3）競爭優(yōu)勢創(chuàng)建技術(shù)：快速響應(yīng)設(shè)計(jì)，智能設(shè)計(jì)，仿真與虛擬設(shè)計(jì)，工業(yè)設(shè)計(jì)，價(jià)值工程設(shè)計(jì)，模塊設(shè)計(jì)4）全壽命周期設(shè)計(jì)：并行設(shè)計(jì)，面向制造的設(shè)計(jì)，全壽命周期設(shè)計(jì)5）可持續(xù)性發(fā)展產(chǎn)品設(shè)計(jì)：綠色設(shè)計(jì)6）設(shè)計(jì)試驗(yàn)技術(shù)：產(chǎn)品可靠性試驗(yàn)，產(chǎn)品環(huán)保性能試驗(yàn)與控制，仿真試驗(yàn)與虛擬試驗(yàn)1）精密潔凈鑄造成型工藝2）精確高效塑性成型工藝3）優(yōu)質(zhì)高效焊接及切割技術(shù)4）優(yōu)質(zhì)低耗潔凈熱處理技術(shù)5）高效高精機(jī)械加工工藝6）現(xiàn)代特種加工工藝

10、7）新型材料成型與加工工藝8）優(yōu)質(zhì)清潔表面工程新技術(shù)9）快速模具制造技術(shù)10）擬實(shí)制造成形加工技術(shù) 先進(jìn)制造工藝1）數(shù)控技術(shù)2）工業(yè)機(jī)器人3）柔性制造系統(tǒng)（FMS）4）計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）5）傳感技術(shù)6）自動(dòng)檢測及信號(hào)識(shí)別技術(shù)7）過程設(shè)備工況監(jiān)測與控制1）先進(jìn)制造生產(chǎn)模式2）集成管理技術(shù)3）生產(chǎn)組織方法 自動(dòng)化技術(shù) 系統(tǒng)管理技術(shù)1.6 先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展趨勢總趨勢：向精密、柔性、智能、集成、全球化方向發(fā)展1、企業(yè)生產(chǎn)方式面臨的重大變革“中心”的變化以產(chǎn)品為中心以顧客為中心以市場為中心“組織形式”的變化金字塔型組織扁平化組織設(shè)計(jì)工藝制造無法加工 ，裝配困難 .市場分析“工作方式”的變化順

11、序工作方式市場開發(fā)工程設(shè)計(jì)制造裝配售后服務(wù)并行工作方式“快魚”吃“慢魚”快速響應(yīng)市場的競爭策略1.6 先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展趨勢2、綠色制造將成為21世紀(jì)制造業(yè)的重要特征（1）綠色設(shè)計(jì)技術(shù)（2）清潔生產(chǎn)技術(shù)（3）拆卸回收技術(shù)（4）生態(tài)工廠的循環(huán)制造技術(shù)（5）ISO14000環(huán)保管理標(biāo)準(zhǔn)3、設(shè)計(jì)技術(shù)不斷現(xiàn)代化（1） 設(shè)計(jì)方法和手段的現(xiàn)代化（2） 新的設(shè)計(jì)思想和方法不斷出現(xiàn)（3） 由簡單的，具體的，細(xì)節(jié)的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向復(fù)雜的總體設(shè)計(jì) 和決策。（4） 由單純考慮技術(shù)因素轉(zhuǎn)向綜合考慮技術(shù)，經(jīng)濟(jì)和社會(huì) 因素。1.6 先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展趨勢4、成型制造技術(shù)向精密成型或凈成型的方向發(fā)展（1）精密鑄造技術(shù)（2）精密塑性成型

12、技術(shù)（3）精密連接技術(shù) （1）超精密加工技術(shù) （2）超高速切削 （3）新一代制造裝備的發(fā)展5、加工制造技術(shù)向著超精密、超高速以及發(fā)展新一代制造裝備的方向發(fā)展1.6 先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展趨勢（1）激光，電子束，離子束，分子束，等離子體，微波，超聲波，電液，電磁，高壓水束流等新能源或能源載體的引入，形成了多種嶄新的特種加工及高密度能束切割，焊接，熔煉，鍛壓，熱處理，表面保護(hù)等加工工藝。（2）超硬材料，高分子材料，復(fù)合材料，工程陶瓷，非晶微晶合金，功能材料等新型材料的應(yīng)用，擴(kuò)展了加工對象，導(dǎo)致某些嶄新加工技術(shù)的產(chǎn)生。6、新型加工方法以及復(fù)合工藝不斷發(fā)展Ultrasonic bonding headSSu

13、bstrate (G)CNTDSSubstrate (G)CNTD1.6 先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展趨勢8、虛擬技術(shù)廣泛應(yīng)用9、工藝模擬技術(shù)得到迅速發(fā)展10、技術(shù)創(chuàng)新將成為21世紀(jì)企業(yè)競爭的焦點(diǎn) （1）虛擬設(shè)計(jì)（2）虛擬制造（3）虛擬研究開發(fā)中心（4）虛擬企業(yè)7、應(yīng)用快速原型制造技術(shù)的快速制造技術(shù)得到快速發(fā)展和應(yīng)用（1）基于三維曲面設(shè)計(jì)的快速設(shè)計(jì)技術(shù)（2）快速三坐標(biāo) 測量技術(shù)（3）快速原型制造技術(shù)（4）快速零件制造技術(shù)（5）并行工程1.7 先進(jìn)制造技術(shù)的技術(shù)前沿1. 可重組制造系統(tǒng)2. 無浪費(fèi)工藝3. 新的材料工藝4. 生物制造技術(shù)5. 企業(yè)建模和仿真6. 信息技術(shù)7. 滿足多層次用戶需求的產(chǎn)品及工藝設(shè)

14、計(jì)方法8 增強(qiáng)型人-機(jī)界面9. 勞動(dòng)力教育和培訓(xùn)10.智能協(xié)作系統(tǒng)軟件考核形式期末考試 60%：閉卷平時(shí)40%：出勤10%，聽課10%，作業(yè)10%，討論10%。課堂討論主題：你所感興趣的一種先進(jìn)制造技術(shù)內(nèi)容：你所感興趣的先進(jìn)制造技術(shù)的定義、加工原理、應(yīng)用及前景內(nèi)容獲?。簳?、互聯(lián)網(wǎng)時(shí)間：每個(gè)人2-3分鐘形式：上臺(tái)演講樹立質(zhì)量法制觀念、提高全員質(zhì)量意識(shí)。8月-228月-22Saturday, August 6, 2022人生得意須盡歡，莫使金樽空對月。23:52:2823:52:2823:528/6/2022 11:52:28 PM安全象只弓，不拉它就松，要想保安全，常把弓弦繃。8月-2223:

15、52:2823:52Aug-2206-Aug-22加強(qiáng)交通建設(shè)管理，確保工程建設(shè)質(zhì)量。23:52:2823:52:2823:52Saturday, August 6, 2022安全在于心細(xì)，事故出在麻痹。8月-228月-2223:52:2823:52:28August 6, 2022踏實(shí)肯干，努力奮斗。2022年8月6日11:52 下午8月-228月-22追求至善憑技術(shù)開拓市場，憑管理增創(chuàng)效益，憑服務(wù)樹立形象。06 八月 202211:52:28 下午23:52:288月-22嚴(yán)格把控質(zhì)量關(guān)，讓生產(chǎn)更加有保障。八月 2211:52 下午8月-2223:52August 6, 2022作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)記

16、得牢，駕輕就熟除煩惱。2022/8/6 23:52:2823:52:2806 August 2022好的事情馬上就會(huì)到來，一切都是最好的安排。11:52:28 下午11:52 下午23:52:288月-22專注今天，好好努力，剩下的交給時(shí)間。8月-228月-2223:5223:52:2823:52:28Aug-22牢記安全之責(zé)，善謀安全之策，力務(wù)安全之實(shí)。2022/8/6 23:52:28Saturday, August 6, 2022相信相信得力量。8月-222022/8/6 23:52:288月-22謝謝大家！生活中的辛苦阻撓不了我對生活的熱愛。8月-228月-22Saturday, Au

17、gust 6, 2022人生得意須盡歡，莫使金樽空對月。23:52:2823:52:2823:528/6/2022 11:52:28 PM做一枚螺絲釘，那里需要那里上。8月-2223:52:2823:52Aug-2206-Aug-22日復(fù)一日的努力只為成就美好的明天。23:52:2823:52:2823:52Saturday, August 6, 2022安全放在第一位，防微杜漸。8月-228月-2223:52:2823:52:28August 6, 2022加強(qiáng)自身建設(shè)，增強(qiáng)個(gè)人的休養(yǎng)。2022年8月6日11:52 下午8月-228月-22精益求精，追求卓越，因?yàn)橄嘈哦鴤ゴ蟆?6 八月 202211:52:28 下午23:52:288月-22讓自己更加強(qiáng)大，更加專業(yè)，這才能讓自己更好。八月 2211:52 下午8月-2223:52August 6, 202