1先进制造技术概述

Guangdong University of Technology,Mastertextformat bearbeiten,Zweite Ebene,Dritte Ebene,Vierte Ebene,Fnfte Ebene,机电工程学院,Tel.:15322234530,e-mail:shxiao,QQ :695480257,先进制造技术,Advanced Manufacturing Technology,（,AMT,）,主讲：肖曙红,课程安排,本课程为机械类专业（包括机械制造、机械设计及机械电子工程专业等）硕士研究生的必修课，,32,学时，,2,学分。,主要讲授内容：,1. AMT,概述,2.,先进制造哲理、管理方法、生产模式,3.,先进设计技术,4.,先进制造工艺,5.,先进制造技术的支撑技术,考核：,笔试,(50%), 写作练习,(30%) +,出勤情况（,10,）,+,课堂演讲（,10,）,2,写作练习,结合研究方向，写一篇“先进制造技术”方面的综述性的文章,字数：,30005000,字 格式：参照,机械工程学报,题目：（自定）,摘要 关键词,1,引言（概述）,1.1,结束语,参考文献 （最少,5,篇）,课程安排,3,1,张世昌,.,先进制造技术,.,天津：天津大学出版社,. 2003,2,孙大涌主编,.,先进制造技术,.,北京：机械工业出版社,. 2002,3,王润孝主编,.,先进制造技术导论,.,北京：科学出版社,. 2004,4,李蓓智主编,. ,先进制造技术,.,北京：高等教育出版社,. 2007,5,但斌,刘飞主编,. ,先进制造与管理,.,北京：高等教育出版社,. 2008,6,中国科学院科学与技术预见系列报告,技术预见报告,.2008,北京：科学出版社，,2008,7,国家自然科学基金委员会工程与材料科学部,机械与制造科学,，北京：科学出版社，,2006,8 Katsundo Hitomi,（日）,. Manufacturing Systems Engineering. London,：,Taybr & Francis. 1996,9 Mikell P. Groover. Automation, Production Systems, and Computer-Integrated Manufacturing. JOHN WILEY & SONS, INC. 2000,教材及主要参考文献,4,5,第一章,先进制造技术概述,Introduction to AMT,6,第一章主要内容,引言,制造与制造技术,先进制造技术的提出,先进制造技术的内涵与结构体系,先进制造技术的实施与发展趋势,7,1.1,引言,Introduction,8,先进制造技术领域,研究的课题,中国科学院在,06,年,5,月，,中国未来,20,年技术预见研究,确,定先进制造技术课题,90,项，分属以下,9,个子领域。, 数字化设计与制造,9, 先进工艺与装备,13, 传感与检测技术,9, 机器人与智能控制,12, 微纳米加工与极限加工,12, 流程工业自动化,7, 制造模式、系统和管理集成,11, 绿色制造,9, 生物制造技术,8,9,先进制造技术领域,研究的课题,国家自然科学基金委在,06,年,机械与制造科学,一书中确,定的机械工程学科优先资助的领域。, 复杂机电系统, 机构与机器人, 摩擦学与表面工程, 机械结构强度与失效, 智能结构与系统, 机电产品现代设计理论与方法, 先进加工制造工艺与装备, 数字制造与数字装备, 机械系统和制造过程中传感、测量及仪器,10,先进制造技术领域,研究的课题,中国科学院在,08,年,8,月，,技术预见报告,.2008,先进制造技术领域最重要的技术课题：, 超精密和纳米加工工艺与设备, 多学科设计优化,MDO, 机电产品的绿色设计和再制造技术, 极大尺寸装备制造与大型零件复合成型工艺, 人体器官的人工制造, 特种合金精密制造技术, 微纳传感器技术, 现代集成制造系统, 现代流程工业综合自动化, 新一代工业机器人和服务机器人,11,先进制造技术领域,研究的课题,中国科学院在,09,年，,中国至,2050,年先进制造科技发展路线图,中提到：基于泛在信息的智能制造系统、环境友好的绿色制造。,12,http:/www.greatachievements.org/,13,http:/www.greatachievements.org/,14,http:/www.greatachievements.org/,15,http:/www.engineeringchallenges.org/,Make solar,energy,Economical,Provide,energy,from fusion,Develop carbon,sequestration,methods,Engineer the,tools of,scientific,discovery,Manage the,nitrogen,cycle,Provide,access to,clean water,Restore and,improve urban,infrastructure,Advance,health,informatics,Reverse,engineer,The brain,Prevent,nuclear,terror,Secure,cyberspace,Enhance,virtual reality,Engineer,better,Medicines,Advance,Personalized,learning,16, Manufacturing Partnership,，就未来制造业的发展做出了展望，重点规划,11,个技术领域，认为这些领域将对制造业竞争力的决定起到关键作用，应当成为全国研发行动的重点。,【,增材制造,】Additive Manufacturing,普遍称为,3D,打印的增材制造 已经成为新一轮工业革命的旗帜。它明显不同于以往，专业人士和爱好者都可用上，但增材制造不过是未来几年有望给很多东西的制造方式带来重大变革的一系列新兴技术之一。甚至增材制造也非仅限于,3D,打印。,一项刚刚崭露头角的工艺名叫“冷喷涂”，就是通过喷嘴喷射金属颗粒，由于速度很高，这些颗粒会相互结合、组成形状。通过精确控制喷嘴，机器操作员就可以像利用,3D,打印机打印一样制造出齿轮之类的三维金属物体。物体就像是通过喷绘画出来的一样，哪怕是用钛之类的不常见金属，也都是可以完成的。,18,【,传感、测量和过程控制,】,Advancing Sensing, Measurement, and Process Control,几乎所有先进制造技术都有一个共通的东西：它们都由处理巨量数据的电脑驱动。正因如此，那些捕捉并记录数据的东西才如此重要，如监测湿度的传感器、确定位置的,GPS,跟踪器、测量材料厚度的卡尺等。这些设备不仅越来越多地用于智能手机的智能化，还使得智能、灵活、可靠、高效的制造技术成为可能。,在一座现代化的工厂里面，传感器不仅有助于引导日益灵敏的机器，还提供管理整个工厂的运营所需要的信息。产品从诞生到送达都可以跟踪，某些情况下还可以跟踪到送达之后。在这个过程中，一旦有问题出现，比如在喷漆室的湿度不适宜喷涂的时候，传感器就会侦测出来，向机器操作者发送警报信号，甚至是向工厂管理者的手机发送警报信号。,19,【,材料设计、合成与加工,】,Advanced Materials Design, Synthesis, and Processing,新机器将需要新材料，新材料将使新式机器的制造成为可能。随着将材料细分到原子或分子层级、几乎不需要经过漫长的实验室步骤就可以进行操纵的进展出现，涂层、复合材料和其他材料的开发正在加快。,【,数字制造技术,】,Visualization, Informatics, and Digital Manufacturing Technologies,工程师和设计师使用电脑辅助的建模工具已经有些年头，不仅用于设计产品，还以数字方式对产品进行检测、修正、改良，常常省略了更费钱、更费时的实体检验过程。云计算和低成本,3D,扫描仪（现在用,iPhone,就可以做一次简单的,3D,扫描）正在将这些方法从尖端实验室里搬出来，使之进入主流，让创业者能够用上。,Autodesk,制作了一套免费的的全功能,CAD,软件“,123 Design”,，汽车制造商一度要用大型计算机才能完成的事情，个人拿这套软件就可以做了。,20,【,可持续制造,】,Sustainable Manufacturing,其目标即便不好实现，理解起来也还是很容易的，就是将每一丁点物质、每一焦耳能量最大化地用到生产当中，尽可能地减少浪费。高能效制造是其中的一个重点领域。,比如，制造业工程师常常会说到“无灯”工厂的潜力，这种工厂在黑暗中持续运转，不需要加热或制冷，因为它们基本上都是由机器人或其他机器操作。随着规模更小、高度自动化的本地工厂变得更加普遍，再制造和回收或许会变得更加重要，本地供应的材料也会更受重视。,21,【,纳米制造,】,Nanomanufacturing,一纳米等于一米的,10,亿分之一，所以纳米制造的意思就是能够在分子、甚至原子层面操纵材料。预计纳米材料将来会在高效太阳能电池板、电池的生产过程中发挥作用，甚至会在基于生态系统的医学应用当中发挥作用，比如在体内安置传感器，可以告诉医生癌症已经消失。未来几代的电子设备和运算设备或许也会非常依赖于纳米制造。,【,柔性电子制造,】Flexible Electronics Manufacturing,比如坐在上面的时候会产生弯曲的平板电脑，与体温连线、在你需要的时候提供制冷的衣服等。这些柔性技术已经在向主流进发，预计会定义下一代的消费设备和运算设备，成为未来,10,年增长最快的产品门类之一。但这需要极为先进的制造工艺。,22,【,生物制造,】Biomanufacturing and Bioinformatics,该领域利用生物有机体或生物有机体的一部分以人工方式生产产品，如开发药物和复方药。它可以用到很多领域，比如能效的提高、纳米制造新方法的创造等。,【,工业机器人,】Industrial Robotics,工业机器人可以每天,24,小时、每周七天地运转，精度可重复且越来越高，时间上可以精确到几百分之一秒，空间上可以精确到人眼都看不到的程度。它们精确地汇报进展，在接受效率测试的时候做出改进，如果安装了先进的传感系统，还会变得更加灵巧（它们也很少发牢骚）。,随着机器人变得越来越普遍，它们的经济性也在提高：据麦肯锡全球研究院,(McKinsey Global Institute),的一份报告，,1990,年以来与人工相比的机器人相关成本已经下降高达,50%,。另外，随着生物技术和纳米技术的进步，预计机器人能够做的事情将越来越精巧，如药品加工、培植完整人体器官等。,23,【,先进成形与连接技术,】,Advanced Forming and Joining Technologies,当前大部分机器制造工艺基本上还是依靠传统技术、特别是针对金属的技术，如铸型、锻造、加工和焊接等。但专家认为，这个领域的创新时机已经成熟，可以用新的方法来连接更多种类的材料，同时提高能源和资源效率。比如冷成型技术就有可能作为一项修复技术或先进焊接技术而发挥重大作用。,【,先进的生产和检测装备,】,Advanced Manufacturing and Testing Equipment,24,1.2,制造与制造技术,Manufacturing and Manufacturing Technology,25,制造与制造技术,制造,广义理解：制造,=,生产,CIRP,（,International Institution for Production Engineering Research,国际生产工程学会）定义：制造包括制造企业的产品设计、材料选择、制造生产、质量保证、管理和营销一系列有内在联系的运作和活动。,狭义理解：生产过程从原材料成品直接起作用的那部分工作内容，包括毛坯制造、零件加工、产品装配、检验、包装等具体操作（物质流）。,制造业, 欧洲：将离散型生产企业视为制造业。,美国：将机械、电子、轻工、纺织、冶金、化工等行业列为制造业。,26,制造与制造技术,制造业,制造业是指对原材料(采掘业的产品和农产品)进行加工或再加工，以及对零部件装配的工业的总称。,制造业一般有消费品制造业和资本品制造业、轻型制造业和重型制造业、民用制造业和军工制造业、传统制造业和现代制造业之分，其中装备制造业越来越重要。,装备制造业是指资本品的制造业，是为国民经济和国防建设提供投资类产品的企业的总称。,27,制造与制造技术,表,1-1,第一、二、三产业的划分,第一产业,第,二产业,第,三产业,农业,林业,渔业,畜牧业,矿业,采石业,石油业,航天航空,纺织、服装,汽车、装备、重型机械,冶金、钢铁、金属制品,食品、饮料,化工、石油精炼,计算机、半导体、电器,建筑、建材,日用消费品,玻璃、陶瓷、造纸,制药,橡胶、塑料制品,能源、电力,出版,银行、金融服务、保险,通讯、资讯,教育、医疗、保健,娱乐、旅馆、餐饮、旅游,政府,法律机构,房地产,修理与维护,商业（零售、批发）,交通、运输,28,制造与制造技术,国内生产总值产业部门分类,29,制造与制造技术,制造系统,CIRP,定义：制造系统是制造业中制造生产的有机整体。,在机电产业中，制造系统具有设计、生产、发运和销售的一体化功能。,MIT,G.,Chryssolouris,教授定义：制造系统是人、机器和装备以及物料流和信息流的一个组合体。,日本京都大学人见胜人教授从三个方面定义制造系统,。,1),结构方面：制造系统是包括人员、生产设施、物料加工和其他附属装置等各种硬件的统一整体；,2),转变特性：制造系统可以定义为生产要素的转变过程，是将原材料以最大生产率和最小成本转变为产品；,3),过程方面：制造系统可以定义为生产的运行过程，包括计划、实施和控制。,30,制造与制造技术,与大、小制造概念相对应，对于制造技术的理解也有广,义和狭义之分。广义理解制造技术涉及生产活动的各个,方面和生产的全过程，制造技术被认为是一个从产品概,念到最终产品的集成活动，是一个功能体系和信息处理,系统。,制造技术,在产品生产中，使原材料转化为产品过程所施行的各种,手段的总和，称为制造技术。,运用一定的知识、技能操纵可以利用的物质、工具,手段包括,采取有效的方法,31,制造与制造技术,制造业的发展,制造业和制造技术的形成，只有两百多年的历史。,18,世纪后期，以蒸汽机和工具机发明为特征的产业革命,，开始了以机器为主导地位的制造业新纪元，促成了制造企业雏形,工场式生产的出现。,19,世纪末、,20,世纪初，内燃机的发明引发了制造业的革,命；由福特、斯隆开创了流水式、大批量生产模式，泰勒创立了科学管理理论，导致了制造技术的过细分工和制造系统的功能分解。,32,制造与制造技术,制造业的发展,第二次世界大战后，微电子技术、计算机技术、自动化技术得到了迅速发展，推动了制造技术向高质量生产和柔性生产的方向发展。,从上世纪,70,年代开始，大量生产模式已不能适应新的市场特点，于是相继出现了计算机集成制造、丰田生产模式（精益生产）。也就是说，受市场多样化、个性化的牵引及商业竞争加剧的影响，制造技术进入了面向市场、柔性生产的新阶段，引发了生产模式和管理技术的革命。,在上世纪,90,年代,相继出现了智能制造、敏捷制造、下一代制造等新的制造理念。,进入,21,世纪，制造技术向自动化、柔性化、集成化、智能化、精密化和清洁化的方向发展。,33,制造与制造技术,制造：过去、现在和将来,18世纪,19世纪,20世纪,21世纪,用铁砧和铁锤,蒸汽机床,计算机辅助设计、规划与制造,网络和信息系统,对工艺过程缺乏理解,对工艺过程理解加强,采用闭环控制的有限的工艺过程模型,可靠的工艺过程和智能控制,工匠与家庭作坊,位于城市中的工厂,工厂自动化程度提高,全球企业及虚拟制造,制造是一种艺术,制造是一种技术,制造是一门科学,制造作为一种商务,34,制造业的发展,在这样的背景下，传统制造技术与以计算机为核心的信,息技术和现代管理技术相结合，形成了先进制造技术,(AMTAdvanced Manufacturing Technology),。, 两百多年的历史充分揭示了市场牵引与技术推动两种力量对制造技术发展所起的作用。,制造与制造技术,35,制造与制造技术,强调技术、人、管理和信息的四维集成，不仅涉及到物质流和能量流，还涉及到信息流和知识流，即四维集成和四流交汇是先进制造技术的重要特点。,先进制造技术更加重视制造过程组成和管理的合理化和革新，它是硬件、软件、脑件（人）与组织的系统集成。,先进制造技术的特点,先进制造技术与传统制造技术相比，其显著的特点是：,先进制造技术以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产，提高产品对动态多变市场的适应能力和竞争力为目标。,先进制造技术不局限于制造工艺，而是覆盖了市场分析、产品设计、加工和装配、销售、维修、服务，以及回收再生的全过程。,36,制造与制造技术,制造业在国民经济中的地位,国民经济的支柱产业，国民经济总收入的,60%,以上来自制造业，世界发达国家无不具有强大的制造业。,美国：约,1/4,人口直接从事制造业，其余人口中又有约半数人所做工作与制造业有关。,2100百万就业者（占总劳动力的,17%,）,20%-30%,高报酬的工作,雇佣了,75%,的科学家和工程师,进行,90%,的非军事性的,R&D,每,100,份工作支持着,60,个以上的非制造业职位,GNP,的,1/5,（超过,1,兆美元）,为其它经济部门提供基本产品,37,制造与制造技术,强大的制造基础对国家的经济和军事力量是至关重要的。,一个国家只有生产得好，才能生活得好。,机械制造业是制造业的基础,是重中之重。,现代机械制造技术发展趋势与方向,制造系统自动化、柔性化、集成化、智能化、清洁化,精密工程（精密与超精密加工，微细与超微细加工，精密机械与微型机械）,传统加工方法的改进，非传统加工方法的发展,制造业在国民经济中的地位,38,制造与制造技术,图,1-2,显示了当今制造业的社会功能。,图,1-2,当今制造业的社会功能,39,制造与制造技术,我国机械制造业与世界发达国家的差距,当前我国制造业大而不强，主要问题是：,(1),劳动生产率及工业增加值率低,1999年，我国制造业的劳动生产率为4258美元/人年，约为美国的4.37，日本的4.07，德国的5.56；1999年我国制造业工业增加值率为26.32，而1994年美国为49.31、1993年日本为38.01，而1994年德国为48.44，分别比美国、日本和德国低22.99、11.69、22.12个百分点。总体停留在劳动密集阶段，技术含量低，附加值也低。,制造工艺装备落后。优质高效低耗工艺的普及率不足10%，数控机床、精密设备不足5%，90%以上高档数控机床、100%的光纤制造装备、85%的集成电路（IC）制造装备、80%的石化装备、70%的轿车工业装备依赖进口。,40,制造与制造技术,我国机械制造业与世界发达国家的差距,当前我国制造业大而不强，主要问题是：,(2),低水平生产能力严重过剩，高水平生产能力不足,据,1995,年第三次全国工业普查显示，全国主要工业产品有,80,以上的生产能力利用不足或严重不足，其中机械、电子、化工、建材、轻工、冶金等行业的生产能力利用率分别为,51.86,、,51.45,、,54.9,、,64.03,、,46.09,、,35.55,。大量的生产能力放空，职工待岗，企业经济效益低，资产负债率高达,75,以上，有些甚至资不抵债。而高技术含量和高附加价值的工业制品每年还在大量进口，有些已形成了依赖性进口。,41,制造与制造技术,我国机械制造业与世界发达国家的差距,当前我国制造业大而不强，主要问题是：,(3),技术创新能力十分薄弱,42,制造与制造技术,。,我国机械制造业与世界发达国家的差距,当前我国制造业大而不强，主要问题是：,(4),军工制造业不适应现代化战争的需要,军工制造业难以实现均衡生产，工艺,(,生产技术,),难以稳,定和提高，技术储备不足，难以适应现代化武器装备发展需要，不具备现代化战争需要的快速响应能力和批量生产能力。军工制造业与民用产业的融合不够，从产业组织结构来看,“,大而全,”,的问题比较突出，没有充分利用民用制造业提供零部件、元器件、中间材料及其他配套件的能力。,制造与制造技术,我国机械制造业与世界发达国家的差距,当前我国制造业大而不强，主要问题是：,(5),产业结构不尽合理,轻工纺织制造业、资源加工工业和机械电子制造业的工业增加值占制造业工业增加值的比重分别为,30.52,、,34.29,和,33.63,，其中机械电子制造业所占比重明显低于工业发达国家,(1997,年美国为,44.1,、日本为,46.6,、德国为,46.6,、法国为,39.8,、英国为,38.8,),。我国制造业的结构偏轻，装备制造业薄弱。,44,制造与制造技术,制造业绝不是,“,夕阳工业,”,制造业为国民经济各部门提供生产装备与技术，它是社会财富和生活资料的来源，它更是国防现代化的有力保障。可以毫不夸张地说，制造业是国民经济的基础和社会发展的动力。,发展现代高科技离不开先进制造技术，发展制造业也同样需要高科技，要用高科技来改造传统的制造业。,先进制造技术包括先进设计技术、先进制造工艺与装备技术、先进制造自动化技术和先进企业管理技术。,建立,“,设计,制造,管理,”,一体化体系。生产的管理要从基于劳动与资本的管理转向基于信息和知识的管理。在生产中，要更加注意发挥人的创新作用，使制造系统从面向技术为主，转向面向人为主。,45,1.3,AMT,的提出,The,Background,of,AMT,46,AMT,的提出,MIT,一份报告写到,“,经济竞争归根结底是制造技术和制造能力的竞争,”,，,“,一个国家要生活好，必须生产好,”,，表明美国知识界与政府之间取得了共识。,1988,年，美国政府投资进行大规模,“,21,世纪制造企业战略,”,研究，并于其后不久提出了,“,先进制造技术,”,发展目标，制定并实施了,“,先进制造技术计划（,ATP,）,”,和,“,制造技术中心计划（,MTC,）,”,。,1991,年，白宫科学技术政策办公室发表,“,美国国家关键技术,”,报告，重新确立了制造业的地位。,20,世纪,80,年代，美国政府开始认识到问题严重性,:,白宫报告称,“,美国经济衰退已威胁到国家安全,”,。,47,AMT,的提出,1993,年，克林顿在硅谷发表题为,“,促进美国经济增长的技术,增强经济实力的新方向,”,的演说，对制造业给予了实质性强有力的支持。,“,制造业仍是美国的经济基础，美国曾多年是制造业的世界领袖，不受挑战。但近十年我们的实力每况愈下，美国公司仍擅于作出新的突破，如,IBM,的高温超导发现，但往往不能很好地贯彻到底，即把技术既迅速又便宜地转化为新产品和新工艺。,美国企业和政府对制造技术投资不足，与其它外国竞争者相比，美国公司在整个研究开发计划中忽视了与工艺有关的研究开发。,我们也忽视了现有技术和诀窍的传播，现在已有的新的制造技术和方法，只有少,数美国公司开始采用，大部分公司仍是慢吞吞的。这个问题在雇有,800,万工人的,35,万家小型制造商中最为尖锐，他们往往缺乏取得这些技术的资源和能力,”,48,AMT,的提出,先进制造技术计划（,ATP,）,由美国联邦政府科学、工程和技术协调委员会（,FCCSET,）提出，,1994,年度预算为,14,亿美元,。,ATP,目标,为美国人提供更多高技术、高工资就业机会，促进美国经济增长；,提高能源效益，减少污染，创造更加清洁环境；,使美国私人制造业在世界市场上更具有竞争力；,使教育系统对学生进行更富有挑战性的教育；,鼓励科技界把确保国家安全和提高全民生活质量作为核心目标。,49,AMT,的提出,先进制造技术计划（,ATP,）,ATP,集中体现在设计技术、制造工艺、基于信息的辅助技术和制造基础设施等四个领域。,1),设计技术：产品设计、工艺过程设计、工厂设计，,CAx,、,DFx,、,CE,等；快速原型制造等。,2),制造工艺：材料的生产工艺、加工工艺、连接与装配、测量与检验、环保技术、维修技术、表面处理与包装等。,3),辅助技术：信息技术、数据标准、机器与工具等。,4),制造基础设施：全面质量管理、劳动力培训、用户,/,供应商的交互、监控与评测等。,50,AMT,的提出,制造技术中心计划,（,MTC,）,又称,“,合作伙伴计划,”,，由美国国家标准与技术研究院（,NIST,）牵头。,目标：面向,35,万家中小企业，在技术拥有者（研究机构、国家实验室、大学）与中小企业之间建立合作的桥梁，使他们掌握先进制造技术，或具有识别、选择适用于自己企业的先进制造技术的能力。,方法：一个地区设立一个中心（至,1995,年已建立了,30,个中心），为中小企业展示新的制造技术和设备，并进行培训，帮助他们选用。,经费：国会拨款。,51,AMT,的提出,ATP,&,MTC,效果显著,汽车,2mm,工程，使轿车车身精,度达到丰田水平。,1994,年，美国,汽车产量重新超,过日本，重新占,领欧、美市场。,片生产也不敌日本，包括第一次海湾战争中大出风头的,“,爱国者,”,导弹上使用的芯片也是日本制造的）。, 失业率降低到历史最低水平 提出了一系列先进制造技术的新理论、新思想。,52,1.4,AMT,的内涵和体系结构,Intention,and,System,Structure,of,AMT,53,AMT,内涵与体系结构,AMT,定义,至今尚无明确的和一致公认的定义，通过对其特征的分析和多年的实践，可以认为：,AMT,是制造业不断吸收信息技术和现代管理技术的成果，将其综合应用于产品设计、加工、检测、管理、销售,、使用、服务乃至回收的制造全过程，以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产，提高对动态多变市场的适应能力和竞争力的制造技术的总称。, 要点：,目标提高制造企业对市场的适应能力和竞争力。,强调信息技术、现代管理技术与制造技术的有机结合。,信息技术、现代管理技术在整个制造过程中综合应用。,54,AMT,内涵与体系结构,美国联邦政府科学、工程和技术协调委员会（,FCCSET,）于,1994,年提出,AMT,的分类目录，指出,“,AMT,是制造技术,和现代高技术结合而产生的一个完整的技术群,”,。其结构体系见图,1-3,。,图1-3,结构体系,55,AMT,内涵与体系结构,主体技术群之一：面向制造的设计技术群,产品、工艺过程和工厂设计，包括：,计算机辅助设计（,CAD,）,适于加工和装配的设计（,DFM,，,DFA,）,工艺过程建模和仿真,计算机辅助工艺过程设计（,CAPP,）,工作环境设计,符合环保的设计,快速原型制造技术（快速原形法）,并行工程,其它,56,AMT,内涵与体系结构,主体技术群之二：制造工艺技术群,材料生产工艺,加工工艺，包括：,切削加工,材料热处理,表面涂层与改性,复合材料工艺,铸、锻、压力加工、模塑成形,电子工艺（光刻,/,沉积、离子注入等微细加工）,连接与装配,测试与检验,环保技术,维修技术,其它,57,AMT,内涵与体系结构,支撑技术群,指支持设计和制造工艺两方面取得进步的基础性核心技术，包括：,信息技术,接口和通信,数据库技术,集成框架,软件工程,决策支持系统,人工智能、专家系统、神经网络,标准和框架,数据标准,产品定义标准,接口框架,工艺标准、检验标准,机床和工具技术,传感与控制技术,其它,58,AMT,内涵与体系结构,制造技术基础设施（,Infrastruction,）,使先进制造技术适用于具体企业应用环境，充分发挥其功能，取得最佳效益的一系列措施，是先进制造技术生长,的机制和土壤。其内容主要包括：, 质量管理, 用户/供应商交换作用,工作人员培训和教育,技术获取和利用, 全局监督与基准评测, 其它,59,图1-4,AMST提,出的先进制造技术体系图,AMT,内涵与体系结构,AMT,内涵与,技术,体系结构,图。分三个层次：基础技术、新型单元技术和集成技术。,60,AMT,内涵与体系结构,AMT,特征,AMT,是一项综合性技术,AMT,不是一项具体的技术，而是利用系统工程思想和方法将各种相关技术集合成一个整体，它特别强调计算机,技术、信息技术和现代管理技术在整个制造过程中的综合应用，特别强调人的主体作用，强调人、技术、管理的有机结合。,AMT,是一项动态技术,AMT,没有一个固定的模式，它要与企业的具体情况相结合。同时AMT,也不是一成不变的，而是动态发展的，它要不断地吸收和利用各种高新技术成果，并将其渗透到 制造系统的各个部分和整个过程，使其不断趋于完善。,61,AMT,内涵与体系结构,AMT,是面向工业应用的技术,AMT,有明显的需求导向特征，不以追求技术高新度为,目的，重在实际效果。,AMT,是面向全球竞争的技术,通过提高企业综合效益和对市场的快速反应能力，达到提高竞争力的目标。,AMT,是面向21世纪的技术,AMT是制造技术发展的新阶段，它保留了传统制造技术中有效要素，吸收并充分利用了一切高新技术，使其产生了质的飞跃。,AMT强调环保技术，符合可持续发展的战略。,62,1.5,AMT,的实施与发展趋势,Implementation,and,Tendency,of,AMT,63,AMT,实施与发展趋势,美国实施,AMT,五个层次,1,.,国家研究与协调机构,美国国家标准与技术研究院,负责,ATP,、,MTC,两项计划的实施，审核国家质量奖,制造工程实验室,（精密工程、自动化、机器人,）,2,地区性组织协调机构,例：,Michigan,州美国国家制造科学中心（,NCMC,），其主要工作是组织企业进行合作研究开发。采用会员制，政府资助部分经费。,3,大学研究机构,例：,Michigan,大学吴贤明制造技术研究中心，,70,多名研究人员（大陆人员占,70%,），曾为,2mm,工程立下汗马功劳。,4,从事推广的制造技术中心,5, 企业技术开发机构,64,AMT,实施与发展趋势,需求驱动原则,资助条件,：,对国家经济发展有巨大潜在效益,有工业需求，企业愿意资助经费,有新意，有较好应用前景,企业是主体,不直接资助大学和政府部门；鼓励企业联合申请；计划经费,50%,以上由企业筹集,严格的评审程序和评审标准,评审程序：,3,名技术专家，,3,名经济专家书面评审，加权给分，分高者进入决赛。再由,12,名专家现场考查、面试、答辩、筛选。,65,AMT,实施与发展趋势,评审标准,科学技术价值,30%,潜在经济效益,20%,实现商品化可能性,20%,申请者经验、素质,10%,企业承诺程度和组织结构,20%,重视计划项目后评估,项目完成后，继续跟踪,5-7,年，委托经济师进行后评价。,66,AMT,实施与发展趋势,AMT,发展趋势,信息技术对,AMT,发展起着越来越重要的作用,信息技术是各种先进制造技术的重要支撑，信息技术向制造技术的注入与融合，必将促进,AMT,的不断发展。,现代设计技术将迅速发展和不断完善,包括,CAD,，,CAE,，,DFX,，健壮设计，优化设计，智能设计，反求工程，面向全生命周期的设计等。,材料成形向精密、低耗、清洁方向发展,材料成形技术将使毛坯从接近零件形状向直接制成工件精密成形或称净成形的方向发展。据国际机械加工技术协会预测，本世纪初，塑性成形与磨削加工相结合，将取代大部分中小零件的切削加工。运用改性技术，将获得各种特殊性能要求的表面（涂）层，同时减少能耗并消除污染。,67,AMT,实施与发展趋势,加工技术向超精密、超高速方向发展,绿色制造将成为,21,世纪制造业重要特征,包括：绿色产品设计技术（产品在全生命周期符合环保、人类健康、能耗低、资源利用率高的要求）；绿色制造技术（在整个制造过程，对环境负面影响最小，废弃物和有害物质的排放最小，资源利用效率最高）；产品的回收和循环再制造（例如，汽车等产品的拆卸和回收技术，以及生态工厂的循环式制造技术等）。,虚拟制造将获得广泛应用,首先在虚拟制造环境中生成软产品原型（,Soft,Prototype,）代替传统的硬样品（,Hard,Prototype,）进行试验，对其性能和可制造性进行预测和评价，从而缩短产品的设计与制造周期，降低成本，提高系统快速响应市场变化的能力。,68,工业发达国家制造业发展战略,美国先进制造技术计划,美国,TEAM,计划,美国,NGM,计划,美国国家关键技术,欧共体尤里卡计划（,EUREKA,）,欧共体信息技术研究发展战略计划（,ESPRIT,）,欧共体第六届框架研究计划,德国生产,2000”,计划,德国微系统,2000”,计划,日本智能制造系统计划,韩国高级先进技术国家计划（,G-7,计划）,69,Thank You!,70,70,