快速矽模具量產(chǎn)模具課件

快速矽模具量產(chǎn)模具快速矽模具量產(chǎn)模具快速矽模具量產(chǎn)模具快速矽膠模具/量產(chǎn)模具RapidToolingMassProduction2ABS塑膠蓋PE塑膠蓋3序言DesignprocessprototypemanufacturemassproductionInthefutureandthecoming21stcentury,theaboveprocesswillbeandshouldbecombinedwithINTERNET.Thatis,itwillincludee-commerce,productiondesignandautomatedmanufacturing.6序言Madetoorder(PageVi)客製化Customizedproduction,madebyorder.Intheoldage(traditionally),itwassmallbatchproduction,orproduction

onasmallscale(小批量生產(chǎn))Nowadaysandinthenearfuture,itwillbeandshouldbemassproductionorproductiononalargescale.7二十一世紀(jì)製造內(nèi)涵基本製程方法改善不夠新的自動化技術(shù)與機(jī)器人系統(tǒng)不夠新的管理技術(shù)，如降低現(xiàn)場勞力成本不夠一家製造公司要在21世紀(jì)繼續(xù)成功，只有「技術(shù)」是無法倖存的，必須對市場改變很「敏銳」，提供顧客有「創(chuàng)意」的產(chǎn)品，並且「價格」和「服務(wù)」均必須要好。8二十一世紀(jì)製造內(nèi)涵做不到?jīng)]事幹繼續(xù)代工OEM9未來經(jīng)理人的挑戰(zhàn)「製造」不只代表「製造技術(shù)」，還包括：市場分析(Marketanalysis)設(shè)計生產(chǎn)規(guī)劃(Productionplanning)量產(chǎn)(包括委外製造)配銷(Distributionandsales)客戶服務(wù)(Service)為下六個月後要在工廠裏生產(chǎn)的產(chǎn)品生產(chǎn)線進(jìn)行精敏的生產(chǎn)規(guī)劃研發(fā)人員管理法律(產(chǎn)品專利權(quán))……….生態(tài)議題，先進(jìn)製造程序不僅需大量能源，也常伴隨危險的副產(chǎn)品產(chǎn)生，製造系統(tǒng)須符合國家新法規(guī)10CHAPTER1製造：藝術(shù)、技術(shù)、科學(xué)與商務(wù)2011.02.2411目錄1.1簡介：何謂「製造」？1.2製造的藝術(shù)(從公元前20,000年到公元1770年)1.3製造技術(shù)：從1770到1970年代1.4 製造技術(shù)的科學(xué)化(ScienceofManufacturing)：公元1980年代迄今1.4.1概述：工程科學(xué)與組織科學(xué)1.4.2工程科學(xué)1.4.3組織科學(xué)1.5製造業(yè)1.6摘要1.7參考文獻(xiàn)1.8參考書目1.9案例研究：「鄰座同事癥候群(NextBenchSyndrom)」121.1簡介：何謂「製造」？131.1簡介：何謂「製造」？何謂「製造」「製造」的英文是“manufacturing”，這個字源自於拉丁文字根“manu”，意思是用手製造的意思從英文字典查得的意思則是「使用人力或機(jī)械力(特別是指大規(guī)模)製造物件(Makingofarticlesbyphysicallaborormachinery,especiallyonalargescale.)」製造乃是使用人力(physicallabor)達(dá)成，也就是一個人使用手工具藉由手工技藝製造出物件。141.1簡介：何謂「製造」？從兩百年前的工業(yè)革命以來，機(jī)器設(shè)備扮演者越來越重要的角色(如同圖1.1第二欄所整理的資料所示)。最近數(shù)十年來，電腦輔助設(shè)計與製造(CAD/CAM)以及品質(zhì)保證(QA,QualityAssurance)的新觀念也已經(jīng)被導(dǎo)入用來改進(jìn)生產(chǎn)效率。所謂大規(guī)模(largescale)的定義與亨利福特(HenryFord)所說的大量生產(chǎn)(massproduction)，是相同的意思。151.1簡介：何謂「製造」？網(wǎng)際網(wǎng)路(Internet)所帶領(lǐng)出的潮流，現(xiàn)在已經(jīng)將製造的規(guī)模提升到全球化了，全球資訊網(wǎng)路以及分散式製造企業(yè)將會出現(xiàn)。二十世紀(jì)中往集中式公司(Centralizedcorporation)傾斜的龐大組織(monolithicorganization)將會逐漸褪色，取而代之的是小型化、能針對某種可以保持一定水平的產(chǎn)品、具備更敏捷反應(yīng)以及更有彈性能隨市場變化而隨時調(diào)整的公司。161.1簡介：何謂「製造」？製造：過去、現(xiàn)在與未來十八世紀(jì)早期十九世紀(jì)二十世紀(jì)二十一世紀(jì)人使用鐵砧與鐵鎚不太瞭解製程工匠(craftspeople)家庭工業(yè)(cottageindustry)蒸汽動力之機(jī)械對製程較為瞭解工廠設(shè)於城市中電腦輔助設(shè)計、規(guī)劃與製造有限的製程模型與閉式迴路控制漸增的工廠自動化系統(tǒng)化的網(wǎng)路與資訊強(qiáng)健的製程與智慧型控制全球企業(yè)與虛擬製造公司171.2製造的藝術(shù)(從公元前20000年到公元1770年)

181.2製造的藝術(shù)(從公元前20000年到公元1770年)製造可以說是生存與存活的中心。歷史學(xué)家從上一個歐洲冰河時代的起源(距今大約是兩萬年前)聯(lián)想到「技術(shù)快速進(jìn)展(technologytakeanextraspurt)」這個時期(Pfeiffer,1986)。古石器時代的克魯麥農(nóng)人(Cro-Magnons)製作動物毛皮以取暖、製作簡易工具以狩獵、並使用天然的器具烹煮食物。史前時期大約是從公元前兩萬年到公元前一萬年，被稱為石器時代(StoneAge)。大約在公元前一萬年前就已經(jīng)具備而且可以使用的簡易工具製造方法，產(chǎn)生了聚落生活而不再是游牧的生活思維，這樣的聚落在那時候也開啟了農(nóng)業(yè)革命。191.2製造的藝術(shù)(從公元前20000年到公元1770年)製造一定是從手工藝品的製作逐步進(jìn)化而來的，而這又根源於當(dāng)時偶發(fā)性的氣候變化、飢荒以及戰(zhàn)爭所產(chǎn)生的。例如，在偶然的情形下發(fā)現(xiàn)將天然銅礦混以天然錫礦可以造出比石頭更耐用的武器，這也使得銅器時代(BronzeAge)的來臨，並取代了石器時代。使用銅製作的武器、器皿、以及其他的裝飾品大約早在公元前五千年的泰國、韓國以及其他東方文明地區(qū)就已經(jīng)有生產(chǎn)的技術(shù)了。201.2製造的藝術(shù)(從公元前20000年到公元1770年)大約在此相同年代的西方文明地區(qū)，有證據(jù)顯示在英格蘭西南部的康瓦耳地區(qū)(CornwallareaofEngland)也已經(jīng)有錫礦的開採了。211.2製造的藝術(shù)(從公元前20000年到公元1770年)埃及(Egypt)和美索不達(dá)米亞(Mesopotamia)這兩個同時期的社會大約是從公元前三千年開始，雖然這兩個文明起源的歷史證據(jù)頗為模糊，他們均很幸運(yùn)的具有高度發(fā)展的工藝技術(shù)(ThomsenandThomsen,1974)；而且他們早期的手工藝技術(shù)也傳給了希臘人(Greeks)和羅馬人(Romans)，因此奠定了歐洲人的製造方法。從銅器時代到鐵器時代(IronAge)進(jìn)展得相當(dāng)慢，最後終於在十七世紀(jì)和十八世紀(jì)產(chǎn)生了工業(yè)革命(industrialrevolution)。221.2製造的藝術(shù)(從公元前20000年到公元1770年)失(脫)蠟鑄造法(lost-waxcasting)埃及人和韓國人大約在公元前五千年到公元前三千年發(fā)現(xiàn)了這個方法。這個方法可以幫AT&T,SiliconGraphics以及IBM等公司製作小批量或者是試產(chǎn)(trial-run)的電腦鑄件。這些高科技的操作與運(yùn)用可以依據(jù)個人喜好。然而，諷刺的是這個失蠟鑄造法依然是一種今日廣為使用的原型製作基本程序。231.2製造的藝術(shù)(從公元前20000年到公元1770年)比失蠟鑄造法稍微複雜的製程如果鍛造與鑄造使源於埃及與韓國工匠，那麼比之稍微複雜的製程，譬如車削與銑削加工呢？古希臘底比斯(Thebes)與埃及墓地挖掘出的銅製飲用器皿的底部，發(fā)現(xiàn)具有旋轉(zhuǎn)式的環(huán)形痕跡，這與從簡陋車床(Lathe)所車削加工出來的環(huán)形痕跡是類似的。車床是一種旋轉(zhuǎn)式的工具機(jī)，主要是被用來改變鋼鐵棒材的直徑。241.2製造的藝術(shù)(從公元前20000年到公元1770年)製飲用器皿的製造日期大約是在公元前26年以前，因為底比斯人在那一年被驅(qū)逐了(ArmaregoandBrown,1969)。在大英博物館(BritishMuseum)以及紐約的自然歷史博物館(NaturalHistoryMuseuminNewYork)中，也有許多藝術(shù)品具有這些早期加工作業(yè)的旋轉(zhuǎn)式環(huán)形痕跡的特性。251.2製造的藝術(shù)(從公元前20000年到公元1770年)車床的英文是從lath(木板條)發(fā)展出來的，指的是使用具有彈性的柴枝或樹枝輔助旋轉(zhuǎn)。木板條(lath)的功用就是將纏繞在被加工棒材上面的繩子復(fù)歸原位的彈簧。車床的英文字lathe則是源自於木板條的英文字lath。車床作業(yè)員的英文字在美國使用的是“machinist”(機(jī)工、擋車工)，然而，在英國使用的是“turner”(車工、旋工)。261.2製造的藝術(shù)(從公元前20000年到公元1770年)藝術(shù)的觀點來介紹製造設(shè)計製造化(DesignforManufacturing,DFM)開模鍛造(open-dieforging)、鑄造以及機(jī)械加工(machining)的描述可知，原始設(shè)計的複雜度與考量製造的容易度兩者之間總是必須要有所取捨(trade-off)的我們可以從任何一個自然歷史博物館中所展出的歐洲藝術(shù)品中看出，許多功能性用品271.2製造的藝術(shù)(從公元前20000年到公元1770年)針對設(shè)計製造化(DFM)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性分析，那麼在我們的心中就應(yīng)該要時時記住誰是最終的顧客

Walmart、Kmart以及麥當(dāng)勞(McDonalds)這些連鎖店證明了最大的財富來自於大眾市場，在這個市場裡，美學(xué)與高品質(zhì)材料的使用都必須取得折衷以利成本低廉。任何一個新的企業(yè)如果要著手投資新產(chǎn)品的設(shè)計、規(guī)劃與製造，都必須先從市場分析開始。如果沒有辦法取得市場的最佳案例分析資料，譬如分析潛在客戶群、到底會賣出去多少產(chǎn)品以及利潤有多少等，那麼不管使用什麼技術(shù)都沒辦法贏得市場。

281.2製造的藝術(shù)(從公元前20000年到公元1770年)藝術(shù)的英文字為“art”，這個英文字導(dǎo)源於拉丁文“ars”，意思是技藝(skill)。因此，特別是在工業(yè)革命(1770~1820)之前，新產(chǎn)品乃是藝術(shù)家以及工匠(craftspeople)所設(shè)計與製造的，這些人的手工藝非常優(yōu)秀藝術(shù)包含的不只是手工藝而已。大多數(shù)的藝術(shù)學(xué)者所描繪的美學(xué)方面的經(jīng)驗(aestheticexperience)都會提高藝術(shù)領(lǐng)域的基本技能。與消費(fèi)者進(jìn)行美學(xué)方面的經(jīng)驗溝通將會是「設(shè)計藝術(shù)師(designartist)」或「製造藝術(shù)師(manufacturingartist)」成功的關(guān)鍵。291.3製造技術(shù)：從1770到1970年代

301.3製造技術(shù)：從1770到1970年代第一個從純粹是藝術(shù)家或至少是藝術(shù)工作者主導(dǎo)的製造型態(tài)開始轉(zhuǎn)變的分水嶺，一定是發(fā)生在英國大約是從公元1770年到1820年間的工業(yè)革命了。根據(jù)優(yōu)秀的歷史學(xué)家們所說，這個工業(yè)革命並非是由單一原因所激發(fā)的(Plumb,1965;Wood,1963)，而是包含技術(shù)面、經(jīng)濟(jì)面以及政治面等因素所構(gòu)成的歷史學(xué)家和經(jīng)濟(jì)學(xué)家非常強(qiáng)調(diào)的是，新技術(shù)本身並不足以造成生產(chǎn)力以及商務(wù)的急遽擴(kuò)張。311.3製造技術(shù)：從1770到1970年代公元1770年至1820年間加起來的綜合效應(yīng)人們健康與居住環(huán)境的急速改善使得人口快速成長，因而帶動了市場以及擴(kuò)充工廠所需的勞力。當(dāng)探險家開創(chuàng)了新殖民地以及全球市場後，大型市場的通路就不只是受限於在英國與歐洲其他地區(qū)，還包括了亞洲與非洲等地。英國社會與政治的長治久安，也提供了更多企業(yè)家與創(chuàng)業(yè)者從商的想法。32公元1770年至1820年間加起來的綜合效應(yīng)新的銀行與信用處理技術(shù)，使得處理郵件與商業(yè)文書與通訊更為快速與可靠。連續(xù)多年在商業(yè)方面的成功，導(dǎo)致資金迅速累積與利率下降，促使可用與廉價的資金開始往商業(yè)方面挹注，使得大型與中型的商業(yè)開始成型，造成倫敦附近以及英國北部工業(yè)城市的淘金熱潮。如果沒有蒸汽引擎，是不會有工業(yè)革命的。(同樣地，如果沒有200年後的電晶體以及微處理器的發(fā)明，也不會有現(xiàn)在的資訊時代。)1.3製造技術(shù)：從1770到1970年代33工業(yè)革命的發(fā)生多項因素構(gòu)成，包括技術(shù)面、經(jīng)濟(jì)面和政治面：人口市場安定通訊、資金流通富裕動力機(jī)341.3製造技術(shù)：從1770到1970年代二十一世紀(jì)製造技術(shù)的成長工業(yè)革命正式展開之後，到了公元1820年以後，就更加的鞏固了歐洲和美國的維持技術(shù)領(lǐng)先的力量。例如，在公元1840年到1910年間，工具機(jī)工業(yè)(machinetoolindustry)的興起是非常重要的，標(biāo)準(zhǔn)化的提升、精密度的改進(jìn)以及具備更大出力的機(jī)器設(shè)備的發(fā)明，造就了許多其他金屬產(chǎn)品類型的工業(yè)。二次加工業(yè)(secondaryindustry)之能夠擴(kuò)張乃是因為有了工具機(jī)。工具機(jī)工業(yè)仍然是工業(yè)社會重要的磐石(buildingblock)，因為它可以提供其他工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)。35物品製成材料加工形狀組裝工程目的組裝物的性質(zhì)或性能361.3製造技術(shù)：從1770到1970年代槍械製造以及加工機(jī)器之發(fā)明所產(chǎn)生的交互影響，使得「可交換零件(interchangeableparts)」成為在製造領(lǐng)域上的重要觀念。在這個觀念形成之前呢，槍械都是由手工製作的，而且因為在零組件的加工中，沒有針對尺寸以及幾何形狀進(jìn)行品質(zhì)管制，使得每一件槍械均是獨(dú)一的器械?！缚山粨Q零件的觀念」可歸功於EliWhitney的創(chuàng)意。371.3製造技術(shù)：從1770到1970年代因為「可交換零件的觀念」需要加工機(jī)械的精心安裝以及正確的品質(zhì)管制，這也意味著第一批貨的交期或許會比平常慢，因為機(jī)械的準(zhǔn)備時間比較長。維修需要仰賴對於精加工以及調(diào)整技術(shù)非常熟練的車工以及裝配工。然而，有了可交換零組件之後，維修的問題簡化成只要購買一個替換品就好了，而且這個替換品與原來的零組件具有相同的尺寸。381.3製造技術(shù)：從1770到1970年代泰勒(F.W.Taylor)在1991年寫了一本「科學(xué)管理之原理(PrinciplesofScientificManagement)」的書.書的內(nèi)容主要是來自於泰勒從公元1895年到1911年間的工廠實務(wù)經(jīng)驗，他先是在Midvale鋼鐵公司工作，然後任職於美國賓州的伯利恆(Bethlehem)鋼鐵公司。他和MaunselWhite共同發(fā)明了高速鋼切削刀具，使得車削、鑽削和銑削等加工的速度提升了四倍他仔細(xì)的分析每一個加工程序(例如金屬切削加工)，以便進(jìn)行更準(zhǔn)確的製程管制。泰勒曾提出一個有關(guān)切削速度和刀具壽命關(guān)係的方程式，這個方程式至今仍然被吾人所使用。當(dāng)他把注意力轉(zhuǎn)向工廠組織架構(gòu)之後，將雜亂無章的情形變成井然有序；他把工廠中需要勞力的工作，打散成許多小步驟並且加以量化，然後，他將這些較小的步驟有效的加以重整，目的在於希望從每一個較小步驟所需時間的縮短，進(jìn)而提升整體的工作效率

這種針對「時間與動作」的研究在當(dāng)時對於這種即將被所有較大型的新興產(chǎn)業(yè)公司採用的產(chǎn)業(yè)組織非常有效。391.3製造技術(shù)：從1770到1970年代大量生產(chǎn)「可