先進制造技術(shù)第二學(xué)時課件

先進制造技術(shù)王赟AdvancedManufacturingTechnology(AMT)先進制造技術(shù)王赟AdvancedManufacturing1制造業(yè)制造系統(tǒng)制造制造技術(shù)制造技術(shù)制造業(yè)制造系統(tǒng)制造制造業(yè)制造系統(tǒng)制造制造技術(shù)制造技術(shù)制造業(yè)制造系統(tǒng)制造2第二節(jié)先進制造技術(shù)第二節(jié)先進制造技術(shù)3本節(jié)課內(nèi)容先進制造技術(shù)的產(chǎn)生背景先進制造技術(shù)的定義和特點先進制造技術(shù)的體系結(jié)構(gòu)和分類先進制造技術(shù)發(fā)展趨勢本節(jié)課內(nèi)容先進制造技術(shù)的產(chǎn)生背景4（1）消費需求：主題化、個性化和多樣化，產(chǎn)品壽命周期縮短。（2）全球性產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整：制造商之間既有激烈競爭，又有基于實力的合作。（3）快速響應(yīng)市場：滿足已有和潛在顧客需求，主動適應(yīng)市場，引導(dǎo)市場，是贏得競爭，獲取最大利潤的關(guān)鍵。先進制造技術(shù)產(chǎn)生的背景1.社會經(jīng)濟發(fā)展背景（1）消費需求：主題化、個性化和多樣化，產(chǎn)品壽命周期縮短。先52.科學(xué)技術(shù)發(fā)展背景（1）制造技術(shù)在向宏觀(制造系統(tǒng))和微觀(超精密加工)兩個方向發(fā)展（2）現(xiàn)代制造業(yè)成為技術(shù)密集、知識密集型產(chǎn)業(yè)（3）信息成為制造業(yè)決定性因素，Intranet/Internet對制造業(yè)產(chǎn)生重大影響

資源匱泛，污染嚴重；環(huán)境問題不能以犧牲今后幾代人的利益為代價；由粗放經(jīng)營、掠奪式開發(fā)向集約型、可持續(xù)發(fā)展轉(zhuǎn)變先進制造技術(shù)產(chǎn)生的背景3.可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略2.科學(xué)技術(shù)發(fā)展背景（1）制造技術(shù)在向宏觀(制造系統(tǒng)6先進制造技術(shù)概念的提出20世紀80年代末，國際上提出了先進制造技術(shù)（AdvancedManufacturingTechnology，AMT）的新概念。AMT最早源于美國。由于美國長期受強調(diào)基礎(chǔ)研究的影響，忽視制造技術(shù)的發(fā)展，到20世紀70年代日本和德國經(jīng)濟恢復(fù)時，美國制造業(yè)遇到了強有力的挑戰(zhàn)；20世紀80年代初期，美國一批有識之士相繼發(fā)表言論，對美國制造業(yè)的衰退進行了反思，強調(diào)了制造技術(shù)與國民經(jīng)濟及國力的至關(guān)重要的相依關(guān)系，強調(diào)了制造技術(shù)的重要性。克林頓政府制定了國家關(guān)鍵技術(shù)計劃，并對其技術(shù)政策做了重大調(diào)整。先進制造技術(shù)也就是在這樣一個社會經(jīng)濟背景下出臺了。AMT在諸多國家和地區(qū)得到廣泛的應(yīng)用。先進制造技術(shù)概念的提出20世紀80年代末，國際上提出了先進制71.美國1988年,美國政府投資進行大規(guī)模“21世紀制造企業(yè)戰(zhàn)略”研究，并于其后不久提出了“先進制造技術(shù)”發(fā)展目標(biāo)，制定并實施了“先進制造技術(shù)計劃（ATP）”和“制造技術(shù)中心計劃（MTC）”。各國先進制造技術(shù)的發(fā)展1.美國各國先進制造技術(shù)的發(fā)展8為美國人提供更多高技術(shù)、高工資就業(yè)機會，促進美國經(jīng)濟增長；提高能源效益，減少污染，創(chuàng)造更加清潔的環(huán)境；使美國私人制造業(yè)在世界市場上更具有競爭力，保持美國的競爭地位；鼓勵科技界把確保國家安全和提高全民生活質(zhì)量作為核心目標(biāo)。先進制造技術(shù)計劃（ATP）由美國聯(lián)邦政府科學(xué)、工程和技術(shù)協(xié)調(diào)委員會（FCCSET）提出，1994年度預(yù)算為14億美元。圍繞“智能制造系統(tǒng)”、“集成工具”、“基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)”三個重點領(lǐng)域開展研究。ATP目標(biāo):為美國人提供更多高技術(shù)、高工資就業(yè)機會，促進美國經(jīng)濟增長；先9

又稱“合作伙伴計劃”，由美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院（NIST）牽頭制定的。目標(biāo)：35萬家中小企業(yè)(沒有開發(fā)能力，且資金不足)，和技術(shù)擁有者（通常為政府的研究機構(gòu)、國家實驗室、大學(xué)）建立合作的橋梁，使中小企業(yè)掌握先進制造技術(shù)。制造技術(shù)中心計劃（MTC）1991年，白宮科學(xué)技術(shù)政策辦公室發(fā)表“美國國家關(guān)鍵技術(shù)”報告，重新確立了制造業(yè)的地位；1993年，克林頓在硅谷發(fā)表題為“促進美國經(jīng)濟增長的技術(shù)——增強經(jīng)濟實力的新方向”的演說，對制造業(yè)給予了實質(zhì)性強有力的支持。又稱“合作伙伴計劃”，由美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院制101994年，美國汽車產(chǎn)量重新超過日本，重新占領(lǐng)歐、美市場；美國Inter公司成為世界最大的芯片制造商（在此之前芯片生產(chǎn)也不敵日本，包括海灣戰(zhàn)爭中大出風(fēng)頭的“愛國者”導(dǎo)彈上使用的芯片也是日本制造的）；20世紀90年代，經(jīng)濟持續(xù)增長，失業(yè)率降低到歷史最低水平；提出了一系列先進制造技術(shù)的新理論、新思想，如：CE，LP，AM，…CE-ConcurrentEngineering并行工程LP-leanProduction精良生產(chǎn)AM-AgileManufacturing

敏捷制造1994年，美國汽車產(chǎn)量重新超過日本，重新占領(lǐng)歐、美市場；112.日本1990年提出了智能制造計劃，由美國、歐共體、加拿大、澳大利亞等國參加，投資10億美元實施智能制造計劃目的：通過國際共同研究，使制造業(yè)在接受訂貨、開發(fā)、設(shè)計、生產(chǎn)、物流直至經(jīng)營管理的全過程中，做到生產(chǎn)設(shè)備自律化生產(chǎn)設(shè)備自律化：能夠根據(jù)環(huán)境變化自主判斷并及時決策變更作業(yè)過程

2.日本1990年提出了智能制造計劃，由美國、歐共體、加拿123.歐共體

尤里卡計劃（EREKA）：1988年用5億美元資助16個歐洲國家、600家公司的165個合作性高科技研究開發(fā)項目。

信息技術(shù)研究發(fā)展戰(zhàn)略計劃（ESPRIT）：在13個成員國向5500名研究人員提供了資助，明確設(shè)計原理、工廠自動化、生產(chǎn)過程管理三大課題。

歐洲工業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)研究計劃（BRITE）：重點資助材料、制造加工、設(shè)計以及工廠系統(tǒng)運作方式等研究。3.歐共體尤里卡計劃（EREKA）：1988年用5億美元131995年5月中共中央《關(guān)于加速科技進步的決定》中指出：為提高工業(yè)增長的質(zhì)量和效益，要重點開發(fā)推廣電子信息技術(shù)、先進制造技術(shù)、節(jié)能降耗技術(shù)、清潔生產(chǎn)和環(huán)保技術(shù)。2001年中國工程院組織25位院士和40多位專家對我國制造業(yè)的現(xiàn)狀、作用、地位及發(fā)展趨勢和對策進行了調(diào)查研究，向國務(wù)院及有關(guān)部委提交了：《新世紀如何提高和發(fā)展我國制造業(yè)的研究報告》4.中國1995年5月中共中央《關(guān)于加速科技進步的決定》中指144.先進制造技術(shù)在我國的發(fā)展?fàn)顩r具體表現(xiàn)在以下10個方面：熱加工工藝模擬優(yōu)化技術(shù)取得重要進展，使材料熱加工由“技藝”走向“科學(xué)”。精密成形與加工技術(shù)水平顯著提高，在汽車零部件、重大裝配制造中獲得廣泛應(yīng)用。快速原型制造技術(shù)由起步邁向成熟，應(yīng)用初具規(guī)模。計算機輔助設(shè)計（CAD）技術(shù)普及化。激光加工在基礎(chǔ)研究和技術(shù)開發(fā)方面有實質(zhì)性進展，產(chǎn)業(yè)應(yīng)用獲得經(jīng)濟效益。4.先進制造技術(shù)在我國的發(fā)展?fàn)顩r具體表現(xiàn)在以下10個方面：15數(shù)控技術(shù)取得重要進展，國內(nèi)市場占有率有所提高?，F(xiàn)場總線智能儀表研究開發(fā)獲重要進展，應(yīng)用已有一定的基礎(chǔ)。微型機械研究進展迅速，標(biāo)志著先進制造技術(shù)正向微觀領(lǐng)域擴展。現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)研究和應(yīng)用取得突破，在國際上占有一席之地。新生產(chǎn)模式的研究和實踐具有特色，推動了中國制造業(yè)的技術(shù)進步和管理現(xiàn)代化。4.先進制造技術(shù)在我國的發(fā)展?fàn)顩r數(shù)控技術(shù)取得重要進展，國內(nèi)市場占有率有所提高。現(xiàn)場總線智能16先進制造技術(shù)的定義及特點先進制造技術(shù)AMT：

是制造業(yè)不斷吸收機械、電子、信息、能源及和現(xiàn)代系統(tǒng)管理技術(shù)的先進成果，綜合應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計、加工、檢測、管理、銷售、使用、服務(wù)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)，提高對市場的適應(yīng)能力和競爭力的制造技術(shù)的總稱。

目標(biāo)提高制造企業(yè)對市場的適應(yīng)能力和競爭力強調(diào)信息技術(shù)、現(xiàn)代管理技術(shù)與制造技術(shù)的有機結(jié)合信息技術(shù)、現(xiàn)代管理技術(shù)在整個制造過程中綜合應(yīng)用傳統(tǒng)制造技術(shù)+信息技術(shù)+自動化技術(shù)+現(xiàn)代管理技術(shù)=先進制造技術(shù)先進制造技術(shù)的定義及特點先進制造技術(shù)AMT：目標(biāo)提高制造企17傳統(tǒng)制造技術(shù)先進制造技術(shù)系統(tǒng)性僅駕馭生產(chǎn)過程物質(zhì)流和能量流能駕馭生產(chǎn)過程物質(zhì)流、信息流和能量流廣泛性僅指將原材料變?yōu)槌善返募庸すに囏灤漠a(chǎn)品設(shè)計、加工制造到產(chǎn)品銷售的整個過程集成性學(xué)科專業(yè)單一、獨立，相互間界限分明專業(yè)和學(xué)科不斷滲透、交叉融合，其界限逐漸淡化甚至消失動態(tài)性不同時期、不同國家，其特點、重點、目標(biāo)和內(nèi)容不同實用性注重實踐效果，促進經(jīng)濟增長，提高綜合競爭力AMT特征傳統(tǒng)制造技術(shù)先進制造技術(shù)系統(tǒng)性僅駕馭生產(chǎn)過程能駕馭生產(chǎn)過程廣18先進制造技術(shù)的特點1.先進性

先進制造技術(shù)的核心和基礎(chǔ)是經(jīng)過優(yōu)化的先進工藝（優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔工藝），它從傳統(tǒng)制造工藝發(fā)展起來，并與新技術(shù)實現(xiàn)了局部或系統(tǒng)集成。

2.廣泛性

先進制造技術(shù)不是單獨分割在制造過程的某一環(huán)節(jié)，而是將其綜合運用于制造的全過程，它覆蓋了產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)設(shè)備、加工制造、銷售使用、維修服務(wù)，甚至回收再生的整個過程。

3.實用性

先進制造技術(shù)的發(fā)展針對某一具體制造目標(biāo)（如汽車制造、電子工業(yè)）的需求，而發(fā)展起來的先進、適用技術(shù)，有明確的需求導(dǎo)向；不以追求技術(shù)高新度為目的，注重最好的實踐效果，提高企業(yè)競爭力和促進國家經(jīng)濟增長和綜合實力為目標(biāo)。先進制造技術(shù)的特點1.先進性

先進制造技術(shù)的核心和基礎(chǔ)是經(jīng)194.集成性

先進制造技術(shù)由于專業(yè)、學(xué)科間的不斷滲透、交叉、融合，界限逐漸淡化甚至消失，技術(shù)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(shù)為一體的新興交叉學(xué)科，因此可以稱其為“制造工程”。5.系統(tǒng)性

隨著微電子、信息技術(shù)的引入，先進制造技術(shù)能駕馭信息生成、采集、傳遞、反饋、調(diào)整的信息流動過程。先進制造技術(shù)是可以駕馭生產(chǎn)過程的物質(zhì)流、能量流和信息流的系統(tǒng)工程。6.動態(tài)性

不斷地吸收各種高新技術(shù)成果，將其滲透到企業(yè)生產(chǎn)的所有領(lǐng)域和產(chǎn)品壽命循環(huán)的全過程，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活的生產(chǎn)。先進制造技術(shù)的特點4.集成性

先進制造技術(shù)由于專業(yè)、學(xué)科間的不斷滲透、交叉、20先進制造技術(shù)的體系結(jié)構(gòu)及分類美國聯(lián)邦政府科學(xué)、工程和技術(shù)協(xié)調(diào)委員會（FCCSET）于1994年提出AMT的分類目錄，指出“AMT是制造技術(shù)和現(xiàn)代高技術(shù)結(jié)合而產(chǎn)生的一個完整的技術(shù)群”。主體技術(shù)群設(shè)計技術(shù)群（產(chǎn)品和工藝設(shè)計技術(shù)群）制造工藝技術(shù)群（加工和裝配技術(shù)群）支撐技術(shù)群AMT結(jié)構(gòu)體系管理技術(shù)群先進制造技術(shù)的體系結(jié)構(gòu)先進制造技術(shù)的體系結(jié)構(gòu)及分類美國聯(lián)邦政府科學(xué)、工程和技術(shù)協(xié)調(diào)21面向制造的設(shè)計技術(shù)群

產(chǎn)品/工藝設(shè)計

計算機輔助設(shè)計工藝過程建模和仿真工藝規(guī)程設(shè)計系統(tǒng)工程基礎(chǔ)

快速成型技術(shù)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)檢驗標(biāo)準(zhǔn)

機床和工具技術(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)境面向制造的設(shè)計技術(shù)群制造工藝技術(shù)群信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和框架質(zhì)22國內(nèi)學(xué)者對先進制造技術(shù)的劃分現(xiàn)代制造工程設(shè)計技術(shù)群現(xiàn)代制造系統(tǒng)管理技術(shù)群物料處理和設(shè)備技術(shù)群支撐技術(shù)群國內(nèi)學(xué)者對先進制造技術(shù)的劃分23先進制造技術(shù)的分類現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)先進制造工藝技術(shù)制造自動化技術(shù)系統(tǒng)管理技術(shù)先進制造技術(shù)的分類現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)24現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)(1)計算機輔助設(shè)計技術(shù)有限元法、優(yōu)化設(shè)計、反求工程、模糊智能CAD、工程數(shù)據(jù)庫等。(2)性能優(yōu)良設(shè)計基礎(chǔ)技術(shù)可靠性設(shè)計；安全性設(shè)計；動態(tài)分析與設(shè)計；防斷裂設(shè)計；疲勞設(shè)計；防腐蝕設(shè)計；減摩和耐磨損設(shè)計；健壯設(shè)計；耐環(huán)境設(shè)計；維修性設(shè)計和維修性保障設(shè)計；測試性設(shè)計；人機工程設(shè)計等?，F(xiàn)代設(shè)計技術(shù)(1)計算機輔助設(shè)計技術(shù)25計算機繪圖計算機繪圖26工業(yè)產(chǎn)品造型設(shè)計工業(yè)產(chǎn)品造型設(shè)計27結(jié)構(gòu)與裝配設(shè)計結(jié)構(gòu)與裝配設(shè)計28計算機仿真結(jié)構(gòu)分析熱分析流動分析電磁場分析計算機仿真結(jié)構(gòu)分析熱分析流動分析電磁場分析29(3)競爭優(yōu)勢創(chuàng)建技術(shù)快速響應(yīng)設(shè)計；智能設(shè)計；仿真與虛擬設(shè)計；工業(yè)設(shè)計；價值工程設(shè)計；模塊化設(shè)計等。(4)全壽命周期設(shè)計技術(shù)并行設(shè)計；面向制造的設(shè)計；全壽命周期設(shè)計。(5)可持續(xù)性發(fā)展產(chǎn)品設(shè)計技術(shù)

主要有綠色設(shè)計(6)設(shè)計試驗技術(shù)

產(chǎn)品可靠性試驗；產(chǎn)品環(huán)保性能試驗與控制、仿真試驗與虛擬試驗現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)(3)競爭優(yōu)勢創(chuàng)建技術(shù)現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)30先進制造工藝技術(shù)(1)精密潔凈鑄造成形工藝外熱沖天爐熔煉、處理、保護成套技術(shù)；鋼液精煉與保護技術(shù)；近代化學(xué)固化砂鑄造工藝；高效金屬型鑄造工藝與設(shè)備；氣化膜鑄造工藝與設(shè)備：鑄造成形工藝模擬和工藝CAD。(2)精確高效塑性成形工藝熱鍛生產(chǎn)線成套技術(shù)；精密輥鍛和楔橫軋技術(shù)；大型覆蓋件沖壓成套技術(shù)；精密沖裁工藝；超塑和等溫成形工藝；鍛造成形模擬和工藝CAD等。(3)優(yōu)質(zhì)高效焊接及切割技術(shù)新型焊接電源及控制技術(shù)；激光焊接技術(shù)；優(yōu)質(zhì)高效低稀釋率堆焊技術(shù)；精密焊接技術(shù)；焊接機器人；現(xiàn)代切割技術(shù)；焊接過程的模擬仿真與專家系統(tǒng)。先進制造工藝技術(shù)(1)精密潔凈鑄造成形工藝31(4)優(yōu)質(zhì)低耗潔凈熱處理技術(shù)可控氣氛熱處理；真空熱處理；離子熱處理；激光表面合金化；可控冷卻。(5)高效高精機械加工工藝

精密加工和超精密加工；高速磨削；變速切削；復(fù)雜型面的數(shù)控加工；游離磨料的高效加工等。(6)現(xiàn)代特種加工工藝

激光加工；復(fù)合加工；微細加工和納米技術(shù)；水力加工等。先進制造工藝技術(shù)(4)優(yōu)質(zhì)低耗潔凈熱處理技術(shù)先進制造工藝技術(shù)32190019201940196019802000加工精密/μm1021011010-110-310-210-510-40.005μm年份10μm10μm10μm5μm1μm1μm0.1μm0.1μm0.05μm0.01μm0.005μm0.001μm精超密加工工加密精工加普通測量儀器（檢測設(shè)備）（系統(tǒng)誤差和隨機誤差）超精密研磨機（電子束掃描裝置）超高精密磨床超高精密研磨機車床、銑床游標(biāo)卡尺精密車床磨床、研磨機機械比較儀測微儀千分尺電子、氣動測微儀光學(xué)比較儀精密坐標(biāo)鏜床坐標(biāo)磨床精密磨床精密研磨機光學(xué)透鏡磨床精密金剛石磨床光學(xué)磁尺電動比較儀電子比較儀（非接觸式）激光測長儀光纖技術(shù)圓度測量儀表面測量儀光學(xué)透鏡精磨床間歇轉(zhuǎn)發(fā)器精密金剛石磨床超精密磨床激光高精度測長儀（多普勒多重干涉儀）臺階測量儀超精密研磨機（電子束掃描裝置）超高精密磨床超高精密研磨機原子分子離子束加工原子分子沉積加工掃描電鏡、透射電鏡電子束衍射離子分析儀X射線測微分析儀俄歇分析儀、ESCAR超晶格物質(zhì)合成加工機床（加工設(shè)備）加工精度的進展超精密加工技術(shù)的發(fā)展1900192019401933精密磨削加工及其成品零件精密磨削可獲得加工精度為1～0.1m和表面粗糙度Ra為0.2～0.025m精密磨削加工及其成品零件精密磨削可獲得加工精度為1～0.134超精密磨削的概念超精密磨削是指加工精度達到0.1m以下、表面粗糙度低于Ra0.025m的砂輪磨削方法，是一種亞微米級的加工方法，并正向納米級發(fā)展，適宜于對鋼、鐵材料及陶瓷、玻璃等硬脆材料的加工。近年來，超精密磨削的發(fā)展很快，出現(xiàn)了一些與超精密磨削有關(guān)的磨削加工，如鏡面磨削、微細磨削、高速磨削等。鏡面磨削是指加工精度達到Ra0.02～0.01μm、表面光澤如鏡的磨削方法，其屬于超精密磨削范疇。超精密磨削的概念35精密、超精密磨削與鏡面磨削形成的零散刻痕精密、超精密磨削與鏡面磨削形成的零散刻痕36

超精密切削加工主要指金剛石刀具超精密切削，主要用于加工軟金屬材料，如銅、鋁等非鐵金屬及其合金，以及光學(xué)玻璃、大理石和碳素纖維板等非金屬材料。超精密切削加工金剛石車床的主要生產(chǎn)廠家：美國的莫爾精密機床公司、普奈莫精密公司和日本東芝機械公司；金剛石車床的價格十分昂貴，推廣普及應(yīng)用有一定難度。各國正在積極研究開發(fā)低成本的金剛石車削機床。精密金剛石快速切削機床超精密切削加工主要指金剛石刀具超精密切削，主要用于加工軟37天然單晶金剛石刀具人工合成金剛石刀具(如美國GE公司生產(chǎn)的COMPAX牌金剛石刀具)－聚晶金剛石(PCD)（切割后焊在刀片上）－金剛石膜（厚膜焊接在刀片上，薄膜涂層涂覆在超硬刀具基體上）金剛石刀具天然單晶金剛石刀具金剛石刀具38超精密加工技術(shù)在國際上處于領(lǐng)先地位的國家有美國、英國和日本。

美國主要研究以發(fā)展國防尖端技術(shù)為主要目標(biāo)。日本的研究以民品應(yīng)用為主要對象。我國的超精密加工技術(shù)在70年代末期有了長足進步，80年代中期出現(xiàn)了具有世界水平的超精密機床和部件。Ra=0.0078μm。在超精密加工的效率、精度可靠性，特別是規(guī)格和技術(shù)配套性方面與國外比還有相當(dāng)大的差距。超精密加工技術(shù)在國際上處于領(lǐng)先地位的國家有美國、英國和日本39激光加工技術(shù)激光特點激光有四大特性：高亮度、高方向性、高單色性和高相干性。加工特點：可以對多種金屬、非金屬加工，特別是加工高硬度、高脆性及高熔點的材料；激光加工過程中無“刀具”磨損，無“切削力”作用于工件。激光加工工藝LWS-400激光加工機床激光加工技術(shù)激光加工工藝LWS-400激光加工機床40特種加工工藝激光加工技術(shù)激光切割加工技術(shù)特種加工工藝激光加工技術(shù)激光切割加工技術(shù)41激光打標(biāo)樣品激光焊接樣品激光打標(biāo)樣品激光焊接樣品42牛仔影像激光噴花特種加工工藝皮革面料激光標(biāo)花牛仔影像激光噴花特種加工工藝皮革面料激光標(biāo)花43電子束焊接層流等離子噴涂特種加工工藝電子束焊接層流等離子噴涂特種加工工藝44水力切割機水力加工水力切割機水力加工45水力切割過程水力切割過程46水刀機切割加工水刀機切割加工47微納米加工單根有機微納米線微納米加工單根有機微納米線48自組裝微型磁粒機器人蜘蛛俠3中的沙人微納米技術(shù)自組裝微型磁粒機器人蜘蛛俠3中的沙人微納米技術(shù)49微型藝術(shù)小型化和微型化也已成為藝術(shù)創(chuàng)作的一種時尚微型藝術(shù)小型化和微型化也已成為藝術(shù)創(chuàng)作的一種時尚50微納科技與藝術(shù)的高度結(jié)合圖4則顯示的是美國麥克馬斯特大學(xué)RayLaPierre教授采用所謂的“鎵離子束聚焦”刻蝕工藝，在頭發(fā)絲表面“刻劃”的麥克馬斯特大學(xué)?；請D5所示的日本學(xué)者松井真二采用FIB-CVD（聚焦離子束-化學(xué)氣相沉積）技術(shù)在發(fā)絲表面上構(gòu)造的三維體育場發(fā)絲表面藝術(shù)微納科技與藝術(shù)的高度結(jié)合圖4則顯示的是美國麥克馬斯特大學(xué)R51(7)新型材料成形與加工工藝新型材料的鑄造成形；新型材料的塑性成形；新型材料的焊接；新型材料的熱處理；新型材料的機械加工。(8)優(yōu)質(zhì)清潔表面工程新技術(shù)化學(xué)鍍非晶態(tài)技術(shù)；新型節(jié)能表面涂裝技術(shù)；鋁及鋁合金表面強化處理技術(shù)；超聲速噴涂技術(shù)；熱噴涂激光表面重熔復(fù)合處理技術(shù)；等離子化學(xué)氣相沉積技術(shù)；離子輔助沉積技術(shù)。(9)快速模具制造技術(shù)鍛模CAD／CAM一體化技術(shù)；快速原型制造技術(shù)等。先進制造工藝技術(shù)(7)新型材料成形與加工工藝先進制造工藝技術(shù)52

快速成形技術(shù)（RP技術(shù)），是九十年代發(fā)展起來的一項先進制造技術(shù)，其基本原理是“分層制造，逐層疊加”?？焖俪尚蜗到y(tǒng)被形象地比作是一臺“立體打印機”。RP技術(shù)用“增長法”替代傳統(tǒng)的“去除法”，實現(xiàn)無模制造，對制造業(yè)發(fā)展產(chǎn)生具有革命性的意義。快速成形系統(tǒng)快速成形技術(shù)快速成形技術(shù)（RP技術(shù)），是九十年代發(fā)展起來的一項先53先進制造技術(shù)第二學(xué)時54快速成型制件快速成型制件55制造自動化技術(shù)制造自動化是指用機電設(shè)備工具取代或放大人的體力，甚至取代和延伸人的部分智力，自動完成特定的作業(yè)，包括物料的存儲、運輸、加工、裝配和檢驗等各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)的自動化，是機械制造業(yè)最重要的基礎(chǔ)技術(shù)之一。(1)數(shù)控技術(shù)數(shù)控裝置；送給系統(tǒng)和主軸系統(tǒng)；數(shù)控機床的程序編制。(2)工業(yè)機器人

機器人操作機；機器人控制系統(tǒng)；機器人傳感器；機器人生產(chǎn)線總體控制。制造自動化技術(shù)制造自動化是指用機電設(shè)備工具取代或放大人的體力56數(shù)控加工生產(chǎn)線數(shù)控加工生產(chǎn)線57先進制造技術(shù)第二學(xué)時58生產(chǎn)汽車的機器人自動焊接生產(chǎn)線生產(chǎn)汽車的機器人自動焊接生產(chǎn)線59汽車生產(chǎn)機器人自動焊接汽車生產(chǎn)機器人自動焊接60先進制造技術(shù)第二學(xué)時61機器人噴涂汽車車身油漆機器人噴涂汽車車身油漆62(3)柔性制造系統(tǒng)（FMS）FMS的加工系統(tǒng)；FMS的物流系統(tǒng)；FMS的調(diào)度與控制，F(xiàn)MS的故障

診斷。(4)自動檢測及信號識別技術(shù)自動檢測CAT；信號識別系統(tǒng)；數(shù)據(jù)獲??；數(shù)據(jù)處理；特征提?。?/p>

識別。(5)過程設(shè)備工況監(jiān)測與控制過程監(jiān)視控制系統(tǒng)；在線反饋質(zhì)量控制。制造自動化技術(shù)(3)柔性制造系統(tǒng)（FMS）制造自動化技術(shù)63系統(tǒng)管理技術(shù)(1)先進制造生產(chǎn)模式現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)CIMS、敏捷制造系統(tǒng)AMS、智能制造系統(tǒng)IMS、精良生產(chǎn)LP以及并行工程CE等先進的生產(chǎn)組織管理和控制方法。(2)集成管理技術(shù)并行工程CE；物料需求計劃MRP與準(zhǔn)時制生產(chǎn)JIT的集成—生產(chǎn)組織方法；基于作業(yè)的成本管理ABC；現(xiàn)代質(zhì)量保障體系；現(xiàn)代管理信息系統(tǒng)；生產(chǎn)率工程；制造資源的快速有效集成。(3)生產(chǎn)組織方法

虛擬公司理論與組織；企業(yè)組織結(jié)構(gòu)的變革；以人為本的團隊建設(shè)；企業(yè)重組工程。系統(tǒng)管理技術(shù)(1)先進制造生產(chǎn)模式64MRP-MaterialRequirementsPlanning物料需求計劃MRPⅡ

-ManufacturingResourcesPlanning制造資源規(guī)劃ERP-EnterpriseResourcesPlanning企業(yè)資源規(guī)劃TQM-TotalQualityManagement全面質(zhì)量管理DNC-DistributeNumericalControl分布式數(shù)控CNC-ComputerNumericalControl計算機數(shù)控FMC-FlexibleManufacturingCell柔性制造單元FMS-FlexibleManufacturingSystem柔性制造系統(tǒng)CIMS-ComputerIntegratedManufacturingSystem計算機集成制造系統(tǒng)DFM-DesignforManufacturing

面向制造的設(shè)計DFA-DesignforAssembly面向裝配的設(shè)計DFU-DesignforUnasembly面向拆卸的設(shè)計DFT-DesignforTesting面向檢測的設(shè)計MRP-MaterialRequirementsPlan65先進制造技術(shù)的發(fā)展趨勢發(fā)展趨勢精密化柔性化網(wǎng)絡(luò)化虛擬化智能化清潔化集成化全球化先進制造技術(shù)的發(fā)展趨勢發(fā)展精密化柔性化網(wǎng)絡(luò)化虛擬化智能化清潔661.向高效化方向發(fā)展

隨著精度補償、應(yīng)用軟件、傳感器、自動控制、新材料和機電一體化等技術(shù)的發(fā)展，工藝裝備在數(shù)控化的基礎(chǔ)上進一步向生產(chǎn)自動化、作業(yè)柔性化、控制智能化方向發(fā)展，可對傳統(tǒng)工藝技術(shù)加以優(yōu)化和革新。2.向敏捷化方向發(fā)展

進入20世紀90年代以來，因為競爭全球化、貿(mào)易自由化、需求多樣化，產(chǎn)品生產(chǎn)朝多品種小批量方向發(fā)展，面向并行工程的設(shè)計、虛擬制造的設(shè)計、全壽命周期設(shè)計、CAD／CAM／CAPP一體化技術(shù)等敏捷設(shè)計制造技術(shù)與系統(tǒng)將在今后若干年內(nèi)得到長足發(fā)展。3.向清潔化方向發(fā)展

保護環(huán)境、節(jié)約資源已成為全球密切關(guān)注的焦點，為此發(fā)達國家正積極倡導(dǎo)“綠色制造”和“清潔生產(chǎn)”，大力研究開發(fā)生態(tài)安全型、資源節(jié)約型制造技術(shù)。先進制造技術(shù)的發(fā)展趨勢1.向高效化方向發(fā)展

隨著精度補償、應(yīng)用軟件、傳感器、自動673.向精密化方向發(fā)展

加工技術(shù)向高精度發(fā)展是制造技術(shù)的一個重要發(fā)展方向。精密加工和超精密加工、微型機械的微細和超微細加工等精密工程是當(dāng)今也是未來制造技術(shù)的基礎(chǔ)，其中納米級的超精密加工技術(shù)和微型機械技術(shù)被認為是21世紀的核心技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù)。

4.向多樣化方向發(fā)展

為適應(yīng)制造業(yè)對新型或特種功能材料以及精密、細小、大型、復(fù)雜零件的需要，發(fā)達國家正大力研究與開發(fā)各種原理不同、方法各異的加工與成形方法。

5.向復(fù)合化方向發(fā)展

由于材料加工難度越來越大，工件形狀越來越復(fù)雜，加工質(zhì)量要求越來越高，國外正在研究多種能量的復(fù)合加工方法以及常規(guī)加工與特種加工的組合加工工藝。目前，兩種能量的復(fù)合工藝已得到廣泛應(yīng)用，而多種能量的復(fù)合加工工藝也正在探索之中。

先進制造技術(shù)的發(fā)展趨勢3.向精密化方向發(fā)展

加工技術(shù)向高精度發(fā)展是制造技術(shù)的一個重686.向柔性化方向發(fā)展

制造業(yè)自動化系統(tǒng)正沿著數(shù)控化→柔性化→集成化→智能化→全球化之螺旋式階梯攀緣而上，柔性化程度越來越高。

7.向集成化方向發(fā)展

向CIMS發(fā)展，構(gòu)成一個覆蓋企業(yè)制造全過程（產(chǎn)品訂貨、設(shè)計、制造、管理、營銷），能對企業(yè)“三流”（即物質(zhì)流、資金流、信息流）進行有效控制和集成管理的完整系統(tǒng)，實現(xiàn)全局動態(tài)綜合優(yōu)化、協(xié)調(diào)運作和整體高柔性、高質(zhì)量、高效率，從而創(chuàng)造出巨大生產(chǎn)力。先進制造技術(shù)的發(fā)展趨勢6.向柔性化方向發(fā)展

制造業(yè)自動化系統(tǒng)正沿著數(shù)控化→柔性化698.向智能化方向發(fā)展

智能化是柔性化、集成化的拓展和延伸，未來的智能機器將是機器智能與人類專家智能的有機結(jié)合，未來的制造自動化將是高度集成化與高度智能化的融合。

9.向全球化方向發(fā)展

制造業(yè)將得以借助全球互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)、計算機通信和多媒體技術(shù)實現(xiàn)全球或異地制造資源（知識、人才、資金、軟件、設(shè)備等）的共享與互補，制造業(yè)、制造產(chǎn)品和制造技術(shù)走向國際化，制造自動化系統(tǒng)也進一步向網(wǎng)絡(luò)化、全球化方向發(fā)展?；贗nternet的敏捷制造、全球制造已經(jīng)成為現(xiàn)實。先進制造技術(shù)的發(fā)展趨勢8.向智能化方向發(fā)展

智能化是柔性化、集成化的拓展和延伸，7010.向虛擬化方向發(fā)展

虛擬現(xiàn)實技術(shù)是一種三維計算機圖形軟件技術(shù)與計算機硬件技術(shù)集成而實現(xiàn)的高級人機交互技術(shù)。讓用戶通過視覺、聽覺、觸覺、甚至嗅覺和味覺等多種知覺方式，實時地與計算機所建造的仿真環(huán)境發(fā)生相互作用。比如，進入“虛擬廠房”，操縱“虛擬機床”，抓取“虛擬零件”，組裝“虛擬設(shè)備”等等。10.向虛擬化方向發(fā)展

71虛擬現(xiàn)實設(shè)備虛擬現(xiàn)實設(shè)備7211.向交叉化方向發(fā)展

21世紀將是制造科學(xué)技術(shù)與現(xiàn)代高新技術(shù)進一步交叉、融合的世紀，制造科學(xué)技術(shù)體系將更臻充實、完善與拓展。AMT的研究與開發(fā)越來越依賴于多學(xué)科的交叉與綜合。

12.向綜合化方向發(fā)展

制造技術(shù)在充分利用現(xiàn)代高新技術(shù)改造和武裝自身的同時，AMT這門技術(shù)科學(xué)內(nèi)部各學(xué)科、各專業(yè)間也不斷滲透、交叉與融合，界限逐步模糊甚至消失，技術(shù)趨于系統(tǒng)化、集成化。先進制造技術(shù)的發(fā)展趨勢11.向交叉化方向發(fā)展

21世紀將是制造科學(xué)技術(shù)與現(xiàn)代高73回顧：20世紀是一個偉大的世紀

發(fā)明和發(fā)展了汽車、機床、機器人、飛機、火箭、芯片、計算機、電視機、手機、原子彈等成千上萬的機電產(chǎn)品，極大地改變了人類的生產(chǎn)方式和生活方式?；仡櫍?0世紀是一個偉大的世紀74展望：制造業(yè)在21世紀將出現(xiàn)奇跡汽車:會跑，會飛；飛機:更快、更安全；高速列車和磁懸浮列車；智能儀器裝備和智能機器人:按照人們的要求高效率、高質(zhì)量地制造產(chǎn)品；微型機器人:能進人血管清理垃圾、修補心臟；分子組裝技術(shù):組裝出理想性能的微器件；展望：制造業(yè)在21世紀將出現(xiàn)奇跡75未來機械工程科學(xué)發(fā)展的總趨勢交叉、綜合化；柔性、集成化；智能、數(shù)字化；精密、微型化；高效、清潔化。未來機械工程科學(xué)發(fā)展的總趨勢76本節(jié)課回顧先進制造技術(shù)的產(chǎn)生背景各國先進制造業(yè)發(fā)展情況先進制造技術(shù)的定義和特點先進制造技術(shù)的體系結(jié)構(gòu)和分類

現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)、先進制造工藝技術(shù)

制造自動化技術(shù)、系統(tǒng)管理技術(shù)先進制造技術(shù)發(fā)展趨勢本節(jié)課回顧先進制造技術(shù)的產(chǎn)生背景771.什么是先進制造技術(shù)？其特點有哪些？2.先進制造技術(shù)的發(fā)展趨勢是什么？先進制造技術(shù)的出現(xiàn)與發(fā)展，對社會進步有哪些積極影響？思考題預(yù)習(xí)下一章：先進設(shè)計技術(shù)1.什么是先進制造技術(shù)？其特點有哪些？思考題預(yù)習(xí)78先進制造技術(shù)王赟AdvancedManufacturingTechnology(AMT)先進制造技術(shù)王赟AdvancedManufacturing79制造業(yè)制造系統(tǒng)制造制造技術(shù)制造技術(shù)制造業(yè)制造系統(tǒng)制造制造業(yè)制造系統(tǒng)制造制造技術(shù)制造技術(shù)制造業(yè)制造系統(tǒng)制造80第二節(jié)先進制造技術(shù)第二節(jié)先進制造技術(shù)81本節(jié)課內(nèi)容先進制造技術(shù)的產(chǎn)生背景先進制造技術(shù)的定義和特點先進制造技術(shù)的體系結(jié)構(gòu)和分類先進制造技術(shù)發(fā)展趨勢本節(jié)課內(nèi)容先進制造技術(shù)的產(chǎn)生背景82（1）消費需求：主題化、個性化和多樣化，產(chǎn)品壽命周期縮短。（2）全球性產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整：制造商之間既有激烈競爭，又有基于實力的合作。（3）快速響應(yīng)市場：滿足已有和潛在顧客需求，主動適應(yīng)市場，引導(dǎo)市場，是贏得競爭，獲取最大利潤的關(guān)鍵。先進制造技術(shù)產(chǎn)生的背景1.社會經(jīng)濟發(fā)展背景（1）消費需求：主題化、個性化和多樣化，產(chǎn)品壽命周期縮短。先832.科學(xué)技術(shù)發(fā)展背景（1）制造技術(shù)在向宏觀(制造系統(tǒng))和微觀(超精密加工)兩個方向發(fā)展（2）現(xiàn)代制造業(yè)成為技術(shù)密集、知識密集型產(chǎn)業(yè)（3）信息成為制造業(yè)決定性因素，Intranet/Internet對制造業(yè)產(chǎn)生重大影響

資源匱泛，污染嚴重；環(huán)境問題不能以犧牲今后幾代人的利益為代價；由粗放經(jīng)營、掠奪式開發(fā)向集約型、可持續(xù)發(fā)展轉(zhuǎn)變先進制造技術(shù)產(chǎn)生的背景3.可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略2.科學(xué)技術(shù)發(fā)展背景（1）制造技術(shù)在向宏觀(制造系統(tǒng)84先進制造技術(shù)概念的提出20世紀80年代末，國際上提出了先進制造技術(shù)（AdvancedManufacturingTechnology，AMT）的新概念。AMT最早源于美國。由于美國長期受強調(diào)基礎(chǔ)研究的影響，忽視制造技術(shù)的發(fā)展，到20世紀70年代日本和德國經(jīng)濟恢復(fù)時，美國制造業(yè)遇到了強有力的挑戰(zhàn)；20世紀80年代初期，美國一批有識之士相繼發(fā)表言論，對美國制造業(yè)的衰退進行了反思，強調(diào)了制造技術(shù)與國民經(jīng)濟及國力的至關(guān)重要的相依關(guān)系，強調(diào)了制造技術(shù)的重要性?？肆诸D政府制定了國家關(guān)鍵技術(shù)計劃，并對其技術(shù)政策做了重大調(diào)整。先進制造技術(shù)也就是在這樣一個社會經(jīng)濟背景下出臺了。AMT在諸多國家和地區(qū)得到廣泛的應(yīng)用。先進制造技術(shù)概念的提出20世紀80年代末，國際上提出了先進制851.美國1988年,美國政府投資進行大規(guī)模“21世紀制造企業(yè)戰(zhàn)略”研究，并于其后不久提出了“先進制造技術(shù)”發(fā)展目標(biāo)，制定并實施了“先進制造技術(shù)計劃（ATP）”和“制造技術(shù)中心計劃（MTC）”。各國先進制造技術(shù)的發(fā)展1.美國各國先進制造技術(shù)的發(fā)展86為美國人提供更多高技術(shù)、高工資就業(yè)機會，促進美國經(jīng)濟增長；提高能源效益，減少污染，創(chuàng)造更加清潔的環(huán)境；使美國私人制造業(yè)在世界市場上更具有競爭力，保持美國的競爭地位；鼓勵科技界把確保國家安全和提高全民生活質(zhì)量作為核心目標(biāo)。先進制造技術(shù)計劃（ATP）由美國聯(lián)邦政府科學(xué)、工程和技術(shù)協(xié)調(diào)委員會（FCCSET）提出，1994年度預(yù)算為14億美元。圍繞“智能制造系統(tǒng)”、“集成工具”、“基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)”三個重點領(lǐng)域開展研究。ATP目標(biāo):為美國人提供更多高技術(shù)、高工資就業(yè)機會，促進美國經(jīng)濟增長；先87

又稱“合作伙伴計劃”，由美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院（NIST）牽頭制定的。目標(biāo)：35萬家中小企業(yè)(沒有開發(fā)能力，且資金不足)，和技術(shù)擁有者（通常為政府的研究機構(gòu)、國家實驗室、大學(xué)）建立合作的橋梁，使中小企業(yè)掌握先進制造技術(shù)。制造技術(shù)中心計劃（MTC）1991年，白宮科學(xué)技術(shù)政策辦公室發(fā)表“美國國家關(guān)鍵技術(shù)”報告，重新確立了制造業(yè)的地位；1993年，克林頓在硅谷發(fā)表題為“促進美國經(jīng)濟增長的技術(shù)——增強經(jīng)濟實力的新方向”的演說，對制造業(yè)給予了實質(zhì)性強有力的支持。又稱“合作伙伴計劃”，由美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院制881994年，美國汽車產(chǎn)量重新超過日本，重新占領(lǐng)歐、美市場；美國Inter公司成為世界最大的芯片制造商（在此之前芯片生產(chǎn)也不敵日本，包括海灣戰(zhàn)爭中大出風(fēng)頭的“愛國者”導(dǎo)彈上使用的芯片也是日本制造的）；20世紀90年代，經(jīng)濟持續(xù)增長，失業(yè)率降低到歷史最低水平；提出了一系列先進制造技術(shù)的新理論、新思想，如：CE，LP，AM，…CE-ConcurrentEngineering并行工程LP-leanProduction精良生產(chǎn)AM-AgileManufacturing

敏捷制造1994年，美國汽車產(chǎn)量重新超過日本，重新占領(lǐng)歐、美市場；892.日本1990年提出了智能制造計劃，由美國、歐共體、加拿大、澳大利亞等國參加，投資10億美元實施智能制造計劃目的：通過國際共同研究，使制造業(yè)在接受訂貨、開發(fā)、設(shè)計、生產(chǎn)、物流直至經(jīng)營管理的全過程中，做到生產(chǎn)設(shè)備自律化生產(chǎn)設(shè)備自律化：能夠根據(jù)環(huán)境變化自主判斷并及時決策變更作業(yè)過程

2.日本1990年提出了智能制造計劃，由美國、歐共體、加拿903.歐共體

尤里卡計劃（EREKA）：1988年用5億美元資助16個歐洲國家、600家公司的165個合作性高科技研究開發(fā)項目。

信息技術(shù)研究發(fā)展戰(zhàn)略計劃（ESPRIT）：在13個成員國向5500名研究人員提供了資助，明確設(shè)計原理、工廠自動化、生產(chǎn)過程管理三大課題。

歐洲工業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)研究計劃（BRITE）：重點資助材料、制造加工、設(shè)計以及工廠系統(tǒng)運作方式等研究。3.歐共體尤里卡計劃（EREKA）：1988年用5億美元911995年5月中共中央《關(guān)于加速科技進步的決定》中指出：為提高工業(yè)增長的質(zhì)量和效益，要重點開發(fā)推廣電子信息技術(shù)、先進制造技術(shù)、節(jié)能降耗技術(shù)、清潔生產(chǎn)和環(huán)保技術(shù)。2001年中國工程院組織25位院士和40多位專家對我國制造業(yè)的現(xiàn)狀、作用、地位及發(fā)展趨勢和對策進行了調(diào)查研究，向國務(wù)院及有關(guān)部委提交了：《新世紀如何提高和發(fā)展我國制造業(yè)的研究報告》4.中國1995年5月中共中央《關(guān)于加速科技進步的決定》中指924.先進制造技術(shù)在我國的發(fā)展?fàn)顩r具體表現(xiàn)在以下10個方面：熱加工工藝模擬優(yōu)化技術(shù)取得重要進展，使材料熱加工由“技藝”走向“科學(xué)”。精密成形與加工技術(shù)水平顯著提高，在汽車零部件、重大裝配制造中獲得廣泛應(yīng)用?？焖僭椭圃旒夹g(shù)由起步邁向成熟，應(yīng)用初具規(guī)模。計算機輔助設(shè)計（CAD）技術(shù)普及化。激光加工在基礎(chǔ)研究和技術(shù)開發(fā)方面有實質(zhì)性進展，產(chǎn)業(yè)應(yīng)用獲得經(jīng)濟效益。4.先進制造技術(shù)在我國的發(fā)展?fàn)顩r具體表現(xiàn)在以下10個方面：93數(shù)控技術(shù)取得重要進展，國內(nèi)市場占有率有所提高?，F(xiàn)場總線智能儀表研究開發(fā)獲重要進展，應(yīng)用已有一定的基礎(chǔ)。微型機械研究進展迅速，標(biāo)志著先進制造技術(shù)正向微觀領(lǐng)域擴展?，F(xiàn)代集成制造系統(tǒng)研究和應(yīng)用取得突破，在國際上占有一席之地。新生產(chǎn)模式的研究和實踐具有特色，推動了中國制造業(yè)的技術(shù)進步和管理現(xiàn)代化。4.先進制造技術(shù)在我國的發(fā)展?fàn)顩r數(shù)控技術(shù)取得重要進展，國內(nèi)市場占有率有所提高?，F(xiàn)場總線智能94先進制造技術(shù)的定義及特點先進制造技術(shù)AMT：

是制造業(yè)不斷吸收機械、電子、信息、能源及和現(xiàn)代系統(tǒng)管理技術(shù)的先進成果，綜合應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計、加工、檢測、管理、銷售、使用、服務(wù)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)，提高對市場的適應(yīng)能力和競爭力的制造技術(shù)的總稱。

目標(biāo)提高制造企業(yè)對市場的適應(yīng)能力和競爭力強調(diào)信息技術(shù)、現(xiàn)代管理技術(shù)與制造技術(shù)的有機結(jié)合信息技術(shù)、現(xiàn)代管理技術(shù)在整個制造過程中綜合應(yīng)用傳統(tǒng)制造技術(shù)+信息技術(shù)+自動化技術(shù)+現(xiàn)代管理技術(shù)=先進制造技術(shù)先進制造技術(shù)的定義及特點先進制造技術(shù)AMT：目標(biāo)提高制造企95傳統(tǒng)制造技術(shù)先進制造技術(shù)系統(tǒng)性僅駕馭生產(chǎn)過程物質(zhì)流和能量流能駕馭生產(chǎn)過程物質(zhì)流、信息流和能量流廣泛性僅指將原材料變?yōu)槌善返募庸すに囏灤漠a(chǎn)品設(shè)計、加工制造到產(chǎn)品銷售的整個過程集成性學(xué)科專業(yè)單一、獨立，相互間界限分明專業(yè)和學(xué)科不斷滲透、交叉融合，其界限逐漸淡化甚至消失動態(tài)性不同時期、不同國家，其特點、重點、目標(biāo)和內(nèi)容不同實用性注重實踐效果，促進經(jīng)濟增長，提高綜合競爭力AMT特征傳統(tǒng)制造技術(shù)先進制造技術(shù)系統(tǒng)性僅駕馭生產(chǎn)過程能駕馭生產(chǎn)過程廣96先進制造技術(shù)的特點1.先進性

先進制造技術(shù)的核心和基礎(chǔ)是經(jīng)過優(yōu)化的先進工藝（優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔工藝），它從傳統(tǒng)制造工藝發(fā)展起來，并與新技術(shù)實現(xiàn)了局部或系統(tǒng)集成。

2.廣泛性

先進制造技術(shù)不是單獨分割在制造過程的某一環(huán)節(jié)，而是將其綜合運用于制造的全過程，它覆蓋了產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)設(shè)備、加工制造、銷售使用、維修服務(wù)，甚至回收再生的整個過程。

3.實用性

先進制造技術(shù)的發(fā)展針對某一具體制造目標(biāo)（如汽車制造、電子工業(yè)）的需求，而發(fā)展起來的先進、適用技術(shù)，有明確的需求導(dǎo)向；不以追求技術(shù)高新度為目的，注重最好的實踐效果，提高企業(yè)競爭力和促進國家經(jīng)濟增長和綜合實力為目標(biāo)。先進制造技術(shù)的特點1.先進性

先進制造技術(shù)的核心和基礎(chǔ)是經(jīng)974.集成性

先進制造技術(shù)由于專業(yè)、學(xué)科間的不斷滲透、交叉、融合，界限逐漸淡化甚至消失，技術(shù)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(shù)為一體的新興交叉學(xué)科，因此可以稱其為“制造工程”。5.系統(tǒng)性

隨著微電子、信息技術(shù)的引入，先進制造技術(shù)能駕馭信息生成、采集、傳遞、反饋、調(diào)整的信息流動過程。先進制造技術(shù)是可以駕馭生產(chǎn)過程的物質(zhì)流、能量流和信息流的系統(tǒng)工程。6.動態(tài)性

不斷地吸收各種高新技術(shù)成果，將其滲透到企業(yè)生產(chǎn)的所有領(lǐng)域和產(chǎn)品壽命循環(huán)的全過程，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活的生產(chǎn)。先進制造技術(shù)的特點4.集成性

先進制造技術(shù)由于專業(yè)、學(xué)科間的不斷滲透、交叉、98先進制造技術(shù)的體系結(jié)構(gòu)及分類美國聯(lián)邦政府科學(xué)、工程和技術(shù)協(xié)調(diào)委員會（FCCSET）于1994年提出AMT的分類目錄，指出“AMT是制造技術(shù)和現(xiàn)代高技術(shù)結(jié)合而產(chǎn)生的一個完整的技術(shù)群”。主體技術(shù)群設(shè)計技術(shù)群（產(chǎn)品和工藝設(shè)計技術(shù)群）制造工藝技術(shù)群（加工和裝配技術(shù)群）支撐技術(shù)群AMT結(jié)構(gòu)體系管理技術(shù)群先進制造技術(shù)的體系結(jié)構(gòu)先進制造技術(shù)的體系結(jié)構(gòu)及分類美國聯(lián)邦政府科學(xué)、工程和技術(shù)協(xié)調(diào)99面向制造的設(shè)計技術(shù)群

產(chǎn)品/工藝設(shè)計

計算機輔助設(shè)計工藝過程建模和仿真工藝規(guī)程設(shè)計系統(tǒng)工程基礎(chǔ)

快速成型技術(shù)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)檢驗標(biāo)準(zhǔn)

機床和工具技術(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)境面向制造的設(shè)計技術(shù)群制造工藝技術(shù)群信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和框架質(zhì)100國內(nèi)學(xué)者對先進制造技術(shù)的劃分現(xiàn)代制造工程設(shè)計技術(shù)群現(xiàn)代制造系統(tǒng)管理技術(shù)群物料處理和設(shè)備技術(shù)群支撐技術(shù)群國內(nèi)學(xué)者對先進制造技術(shù)的劃分101先進制造技術(shù)的分類現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)先進制造工藝技術(shù)制造自動化技術(shù)系統(tǒng)管理技術(shù)先進制造技術(shù)的分類現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)102現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)(1)計算機輔助設(shè)計技術(shù)有限元法、優(yōu)化設(shè)計、反求工程、模糊智能CAD、工程數(shù)據(jù)庫等。(2)性能優(yōu)良設(shè)計基礎(chǔ)技術(shù)可靠性設(shè)計；安全性設(shè)計；動態(tài)分析與設(shè)計；防斷裂設(shè)計；疲勞設(shè)計；防腐蝕設(shè)計；減摩和耐磨損設(shè)計；健壯設(shè)計；耐環(huán)境設(shè)計；維修性設(shè)計和維修性保障設(shè)計；測試性設(shè)計；人機工程設(shè)計等?，F(xiàn)代設(shè)計技術(shù)(1)計算機輔助設(shè)計技術(shù)103計算機繪圖計算機繪圖104工業(yè)產(chǎn)品造型設(shè)計工業(yè)產(chǎn)品造型設(shè)計105結(jié)構(gòu)與裝配設(shè)計結(jié)構(gòu)與裝配設(shè)計106計算機仿真結(jié)構(gòu)分析熱分析流動分析電磁場分析計算機仿真結(jié)構(gòu)分析熱分析流動分析電磁場分析107(3)競爭優(yōu)勢創(chuàng)建技術(shù)快速響應(yīng)設(shè)計；智能設(shè)計；仿真與虛擬設(shè)計；工業(yè)設(shè)計；價值工程設(shè)計；模塊化設(shè)計等。(4)全壽命周期設(shè)計技術(shù)并行設(shè)計；面向制造的設(shè)計；全壽命周期設(shè)計。(5)可持續(xù)性發(fā)展產(chǎn)品設(shè)計技術(shù)

主要有綠色設(shè)計(6)設(shè)計試驗技術(shù)

產(chǎn)品可靠性試驗；產(chǎn)品環(huán)保性能試驗與控制、仿真試驗與虛擬試驗現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)(3)競爭優(yōu)勢創(chuàng)建技術(shù)現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)108先進制造工藝技術(shù)(1)精密潔凈鑄造成形工藝外熱沖天爐熔煉、處理、保護成套技術(shù)；鋼液精煉與保護技術(shù)；近代化學(xué)固化砂鑄造工藝；高效金屬型鑄造工藝與設(shè)備；氣化膜鑄造工藝與設(shè)備：鑄造成形工藝模擬和工藝CAD。(2)精確高效塑性成形工藝熱鍛生產(chǎn)線成套技術(shù)；精密輥鍛和楔橫軋技術(shù)；大型覆蓋件沖壓成套技術(shù)；精密沖裁工藝；超塑和等溫成形工藝；鍛造成形模擬和工藝CAD等。(3)優(yōu)質(zhì)高效焊接及切割技術(shù)新型焊接電源及控制技術(shù)；激光焊接技術(shù)；優(yōu)質(zhì)高效低稀釋率堆焊技術(shù)；精密焊接技術(shù)；焊接機器人；現(xiàn)代切割技術(shù)；焊接過程的模擬仿真與專家系統(tǒng)。先進制造工藝技術(shù)(1)精密潔凈鑄造成形工藝109(4)優(yōu)質(zhì)低耗潔凈熱處理技術(shù)可控氣氛熱處理；真空熱處理；離子熱處理；激光表面合金化；可控冷卻。(5)高效高精機械加工工藝

精密加工和超精密加工；高速磨削；變速切削；復(fù)雜型面的數(shù)控加工；游離磨料的高效加工等。(6)現(xiàn)代特種加工工藝

激光加工；復(fù)合加工；微細加工和納米技術(shù)；水力加工等。先進制造工藝技術(shù)(4)優(yōu)質(zhì)低耗潔凈熱處理技術(shù)先進制造工藝技術(shù)110190019201940196019802000加工精密/μm1021011010-110-310-210-510-40.005μm年份10μm10μm10μm5μm1μm1μm0.1μm0.1μm0.05μm0.01μm0.005μm0.001μm精超密加工工加密精工加普通測量儀器（檢測設(shè)備）（系統(tǒng)誤差和隨機誤差）超精密研磨機（電子束掃描裝置）超高精密磨床超高精密研磨機車床、銑床游標(biāo)卡尺精密車床磨床、研磨機機械比較儀測微儀千分尺電子、氣動測微儀光學(xué)比較儀精密坐標(biāo)鏜床坐標(biāo)磨床精密磨床精密研磨機光學(xué)透鏡磨床精密金剛石磨床光學(xué)磁尺電動比較儀電子比較儀（非接觸式）激光測長儀光纖技術(shù)圓度測量儀表面測量儀光學(xué)透鏡精磨床間歇轉(zhuǎn)發(fā)器精密金剛石磨床超精密磨床激光高精度測長儀（多普勒多重干涉儀）臺階測量儀超精密研磨機（電子束掃描裝置）超高精密磨床超高精密研磨機原子分子離子束加工原子分子沉積加工掃描電鏡、透射電鏡電子束衍射離子分析儀X射線測微分析儀俄歇分析儀、ESCAR超晶格物質(zhì)合成加工機床（加工設(shè)備）加工精度的進展超精密加工技術(shù)的發(fā)展19001920194019111精密磨削加工及其成品零件精密磨削可獲得加工精度為1～0.1m和表面粗糙度Ra為0.2～0.025m精密磨削加工及其成品零件精密磨削可獲得加工精度為1～0.1112超精密磨削的概念超精密磨削是指加工精度達到0.1m以下、表面粗糙度低于Ra0.025m的砂輪磨削方法，是一種亞微米級的加工方法，并正向納米級發(fā)展，適宜于對鋼、鐵材料及陶瓷、玻璃等硬脆材料的加工。近年來，超精密磨削的發(fā)展很快，出現(xiàn)了一些與超精密磨削有關(guān)的磨削加工，如鏡面磨削、微細磨削、高速磨削等。鏡面磨削是指加工精度達到Ra0.02～0.01μm、表面光澤如鏡的磨削方法，其屬于超精密磨削范疇。超精密磨削的概念113精密、超精密磨削與鏡面磨削形成的零散刻痕精密、超精密磨削與鏡面磨削形成的零散刻痕114

超精密切削加工主要指金剛石刀具超精密切削，主要用于加工軟金屬材料，如銅、鋁等非鐵金屬及其合金，以及光學(xué)玻璃、大理石和碳素纖維板等非金屬材料。超精密切削加工金剛石車床的主要生產(chǎn)廠家：美國的莫爾精密機床公司、普奈莫精密公司和日本東芝機械公司；金剛石車床的價格十分昂貴，推廣普及應(yīng)用有一定難度。各國正在積極研究開發(fā)低成本的金剛石車削機床。精密金剛石快速切削機床超精密切削加工主要指金剛石刀具超精密切削，主要用于加工軟115天然單晶金剛石刀具人工合成金剛石刀具(如美國GE公司生產(chǎn)的COMPAX牌金剛石刀具)－聚晶金剛石(PCD)（切割后焊在刀片上）－金剛石膜（厚膜焊接在刀片上，薄膜涂層涂覆在超硬刀具基體上）金剛石刀具天然單晶金剛石刀具金剛石刀具116超精密加工技術(shù)在國際上處于領(lǐng)先地位的國家有美國、英國和日本。

美國主要研究以發(fā)展國防尖端技術(shù)為主要目標(biāo)。日本的研究以民品應(yīng)用為主要對象。我國的超精密加工技術(shù)在70年代末期有了長足進步，80年代中期出現(xiàn)了具有世界水平的超精密機床和部件。Ra=0.0078μm。在超精密加工的效率、精度可靠性，特別是規(guī)格和技術(shù)配套性方面與國外比還有相當(dāng)大的差距。超精密加工技術(shù)在國際上處于領(lǐng)先地位的國家有美國、英國和日本117激光加工技術(shù)激光特點激光有四大特性：高亮度、高方向性、高單色性和高相干性。加工特點：可以對多種金屬、非金屬加工，特別是加工高硬度、高脆性及高熔點的材料；激光加工過程中無“刀具”磨損，無“切削力”作用于工件。激光加工工藝LWS-400激光加工機床激光加工技術(shù)激光加工工藝LWS-400激光加工機床118特種加工工藝激光加工技術(shù)激光切割加工技術(shù)特種加工工藝激光加工技術(shù)激光切割加工技術(shù)119激光打標(biāo)樣品激光焊接樣品激光打標(biāo)樣品激光焊接樣品120牛仔影像激光噴花特種加工工藝皮革面料激光標(biāo)花牛仔影像激光噴花特種加工工藝皮革面料激光標(biāo)花121電子束焊接層流等離子噴涂特種加工工藝電子束焊接層流等離子噴涂特種加工工藝122水力切割機水力加工水力切割機水力加工123水力切割過程水力切割過程124水刀機切割加工水刀機切割加工125微納米加工單根有機微納米線微納米加工單根有機微納米線126自組裝微型磁粒機器人蜘蛛俠3中的沙人微納米技術(shù)自組裝微型磁粒機器人蜘蛛俠3中的沙人微納米技術(shù)127微型藝術(shù)小型化和微型化也已成為藝術(shù)創(chuàng)作的一種時尚微型藝術(shù)小型化和微型化也已成為藝術(shù)創(chuàng)作的一種時尚128微納科技與藝術(shù)的高度結(jié)合圖4則顯示的是美國麥克馬斯特大學(xué)RayLaPierre教授采用所謂的“鎵離子束聚焦”刻蝕工藝，在頭發(fā)絲表面“刻劃”的麥克馬斯特大學(xué)校徽圖5所示的日本學(xué)者松井真二采用FIB-CVD（聚焦離子束-化學(xué)氣相沉積）技術(shù)在發(fā)絲表面上構(gòu)造的三維體育場發(fā)絲表面藝術(shù)微納科技與藝術(shù)的高度結(jié)合圖4則顯示的是美國麥克馬斯特大學(xué)R129(7)新型材料成形與加工工藝新型材料的鑄造成形；新型材料的塑性成形；新型材料的焊接；新型材料的熱處理；新型材料的機械加工。(8)優(yōu)質(zhì)清潔表面工程新技術(shù)化學(xué)鍍非晶態(tài)技術(shù)；新型節(jié)能表面涂裝技術(shù)；鋁及鋁合金表面強化處理技術(shù)；超聲速噴涂技術(shù)；熱噴涂激光表面重熔復(fù)合處理技術(shù)；等離子化學(xué)氣相沉積技術(shù)；離子輔助沉積技術(shù)。(9)快速模具制造技術(shù)鍛模CAD／CAM一體化技術(shù)；快速原型制造技術(shù)等。先進制造工藝技術(shù)(7)新型材料成形與加工工藝先進制造工藝技術(shù)130

快速成形技術(shù)（RP技術(shù)），是九十年代發(fā)展起來的一項先進制造技術(shù)，其基本原理是“分層制造，逐層疊加”。快速成形系統(tǒng)被形象地比作是一臺“立體打印機”。RP技術(shù)用“增長法”替代傳統(tǒng)的“去除法”，實現(xiàn)無模制造，對制造業(yè)發(fā)展產(chǎn)生具有革命性的意義?？焖俪尚蜗到y(tǒng)快速成形技術(shù)快速成形技術(shù)（RP技術(shù)），是九十年代發(fā)展起來的一項先131先進制造技術(shù)第二學(xué)時132快速成型制件快速成型制件133制造自動化技術(shù)制造自動化是指用機電設(shè)備工具取代或放大人的體力，甚至取代和延伸人的部分智力，自動完成特定的作業(yè)，包括物料的存儲、運輸、加工、裝配和檢驗等各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)的自動化，是機械制造業(yè)最重要的基礎(chǔ)技術(shù)之一。(1)數(shù)控技術(shù)數(shù)控裝置；送給系統(tǒng)和主軸系統(tǒng)；數(shù)控機床的程序編制。(2)工業(yè)機器人

機器人操作機；機器人控制系統(tǒng)；機器人傳感器；機器人生產(chǎn)線總體控制。制造自動化技術(shù)制造自動化是指用機電設(shè)備工具取代或放大人的體力134數(shù)控加工生產(chǎn)線數(shù)控加工生產(chǎn)線135先進制造技術(shù)第二學(xué)時136生產(chǎn)汽車的機器人自動焊接生產(chǎn)線生產(chǎn)汽車的機器人自動焊接生產(chǎn)線137汽車生產(chǎn)機器人自動焊接汽車生產(chǎn)機器人自動焊接138先進制造技術(shù)第二學(xué)時139機器人噴涂汽車車身油漆機器人噴涂汽車車身油漆140(3)柔性制造系統(tǒng)（FMS）FMS的加工系統(tǒng)；FMS的物流系統(tǒng)；FMS的調(diào)度與控制，F(xiàn)MS的故障

診斷。(4)自動檢測及信號識別技術(shù)自動檢測CAT；信號識別系統(tǒng)；數(shù)據(jù)獲??；數(shù)據(jù)處理；特征提?。?/p>

識別。(5)過程設(shè)備工況監(jiān)測與控制過程監(jiān)視控制系統(tǒng)；在線反饋質(zhì)量控制。制造自動化技術(shù)(3)柔性制造系統(tǒng)（FMS）制造自動化技術(shù)141系統(tǒng)管理技術(shù)(1)先進制造生產(chǎn)模式現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)CIMS、敏捷制造系統(tǒng)AMS、智能制造系統(tǒng)IMS、精良生產(chǎn)LP以及并行工程CE等先進的生產(chǎn)組織管理和控制方法。(2)集成管理技術(shù)并行工程CE；物料需求計劃MRP與準(zhǔn)時制生產(chǎn)JIT的集成—生產(chǎn)組織方法；基于作業(yè)的成本管理ABC；現(xiàn)代質(zhì)量保障體系；現(xiàn)代管理信息系統(tǒng)；生產(chǎn)率工程；制造資源的快速有效集成。(3)生產(chǎn)組織方法

虛擬公司理論與組織；企業(yè)組織結(jié)構(gòu)的變革；以人為本的團隊建設(shè)；企業(yè)重組工程。系統(tǒng)管理技術(shù)(1)先進制造生產(chǎn)模式142MRP-MaterialRequirementsPlanning物料需求計劃MRPⅡ

-ManufacturingResourcesPlanning制造資源規(guī)劃ERP-EnterpriseResourcesPlanning企業(yè)資源規(guī)劃TQM-TotalQualityManagement全面質(zhì)量管理DNC-DistributeNumericalControl分布式數(shù)控CNC-ComputerNumericalControl計算機數(shù)控FMC-FlexibleManufacturingCell柔性制造單元FMS-FlexibleManufacturingSystem柔性制造系統(tǒng)CIMS-ComputerIntegratedManufacturingSystem計算機集成制造系統(tǒng)DFM-DesignforManufacturing

面向制造的設(shè)計DFA-DesignforAssembly