制造业与先进制造技术

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,第一章,先进制造技术,李 艳,教学内,容,容安排,第一章,制,制造,业,业与先,进,进制造,技,技术,第二章,现,现代,设,设计技,术,术,第三章,先,先进,制,制造工,艺,艺技术,第四章,制,制造,自,自动化,技,技术,第五章,现,现代,生,生产管,理,理技术,第六章,先,先进,生,生产制,造,造模式,本书共,有,有六章,节,节,本课程,的,的有关,说,说明,1.学时,本课程,教,教材总,学,学时40学时，,课,课堂讲,授,授40学时。,2.特点,本门课,程,程的特,点,点可归,纳,纳为：新、多,、,、杂、,变,变几个字,。,。新是指本课程,的,的内容,大,大都是,近,近10余年发,展,展起来,的,的技术。多和杂是指本,课,课程内,容,容多而,且,且庞杂,，,，结构,不,不是十,分,分清晰,。,。变是指随,着,着制造,技,技术的,发,发展，,本,本教材,中,中的一,些,些内容,，,，甚至,是,是概念,都,都有可,能,能发生,变,变化。,第一章,制,制造,业,业与先,进,进制造,技,技术,1.1制造业,的,的发展,与,与挑战,1.2先进制,造,造技术,的,的提出,和,和进展,1.3先进制,造,造技术,的,的内涵,和,和体系,结,结构,复习思,考,考题,1.1制造业,的,的发展,与,与挑战,1.1,.,.1制造与,制,制造业,包括市场分,析,析、经,营,营决策,、,、产品,设,设计、,工,工艺设,计,计、加,工,工装配,、,、质量,保,保证、,生,生产管,理,理、市,场,场营销,、,、维修,服,服务，,以,以及产,品,品报废,后,后的回,收,收处理,等,等整个,产,产品周,期,期,原材料,产品,工艺能源,知识,技,技能工具,制造,生产车,间,间的加,工,工和装,配,配过程,狭义制,造,造,广义制,造,造,制造系,统,统,具有特,定,定功能,的,的有机,整,整体,制造过,程,程,硬件,制造过,程,程,软件,硬件,人员,经营规,划,划、开,发,发研制,、,、加工,制,制造和,控,控制管,理,理等过,程,程,生产设,备,备、工,具,具和材,料,料、能,源,源以及,各,各种辅,助,助装置,软件,制造理,论,论、制,造,造工艺,和,和方法,、,、各种,制,制造信,息,息等,制造业,将制造,资,资源通,过,过制造,过,过程转,化,化为社,会,会所需,的,的产品,的,的行业,类别,构成比例,类别,构成比例,类别,构成比例,金属制品,3.395,食品工业,15.335,化 工,15.586,一般机械,8.625,纺 织,7.193,建 材,7.299,运输机械,6.424,服 装,5.018,黑色冶金,6.908,电器设备,5.125,家 具,1.542,有色冶金,2.120,电子设备,4.588,文教用品,4.292,其他制造,1.681,仪器仪表,0.998,油 加 工,3.870,我,国,制,造,分,类,和,构,成,1.1,.,.2制造业,的,的地位,和,和作用,三大产,业,业,农林牧业,工业，服务,业,业,工业（52%）,制造业,（,（45%）、建筑,业,业、采,掘,掘业以,及,及电力,、,、煤气,、,、水的,生,生产供,应,应业,农林牧,业,业,农业、,林,林业、,蓄,蓄禽业,、,、水产,业,业,服务业,商业、,金,金融、,房,房地产,、,、经贸,等,等,一个国,家,家经济,发,发展的支柱,国民经,济,济收入,的,的重要来,源,源,工业经,济,济年代,经,经济增,长,长的“发动机”,一个国,家,家经济,强,强大、,经,经济腾,飞,飞的重要基,础,础,制造业,地,地位,提供人,们,们衣、,食,食、住,、,、行物,质,质消费,决定全,社,社会的,长,长远效,益,益和经,济,济的持,续,续增长,国际商,品,品贸易,的,的保证,（,（美国78%，日本96%，我国81%,-,-1995年）,农业基,础,础地位,的,的物质,保,保障，,服,服务业,发,发展的,重,重要条,件,件,信息产,业,业发展,的,的物质,基,基础；,农业劳,动,动力转,移,移和就,业,业的重,要,要途径,为科技,和,和教育,发,发展提,供,供经费,支,支持和,实,实验装,备,备,实现军,事,事现代,化,化和国,家,家安全,的,的保障,制造业,的,的作用,1.1,.,.321世纪制,造,造业面,临,临的挑,战,战,1、快速,响,响应市,场,场竞争,的,的挑战实现制,造,造环节,并,并行,2、全球,化,化竞争,的,的挑战技术资,源,源的集,成,成,有三个,主,主要的,因,因素促,使,使技术,资,资源的,集,集成：,（1）为满,足,足市场,需,需求，,企,企业必,须,须快速,响,响应那,些,些具有,不,不,同期望,和,和多种,选,选择的,顾,顾客。,（2）快速,响,响应环,境,境要求,在,在组织,的,的各个,层,层次上,进,进行高,效,效,的通信,，,，特别,是,是与顾,客,客、供,应,应者和,合,合作者,的,的通信,。,。,（3）新技,术,术的快,速,速吸收,要,要求整,个,个企业,具,具有快,速,速的学,习能力,。,。,3、信息,时,时代的,挑,挑战信息向,知,知识的,转,转变,4、环境,保,保护压,力,力的挑,战,战可持续,发,发展,5、制造,全,全球化,和,和贸易,自,自由化,的,的挑战可重组,工,工程,6、技术,创,创新的,挑,挑战全新制,造,造工艺,及,及产品,的,的开发,2020年，技,术,术创新,的,的单元,将,将在以,下,下诸方,面,面发巨,大,大,的能力,：,：（制造单,元,元工艺,）,）,1）多单,元,元工艺,技,技术集,成,成为单,一,一工艺,将,将显著,减,减少投,资,资、,检验时,间,间、搬,运,运和加,工,工时间,。,。,2）全部,可,可编程,、,、不需,要,要硬工,装,装的工,艺,艺，将,使,使产品,的,的,制造、,迅,迅速转,产,产成为,可,可能。,个性化,和,和多样,化,化产品制,造,造智能化包括产,品,品自身,智,智能和,生,生产定,制,制化、,模,模块化,，,，满足,不,不同消,费,费者喜,好,好,寿命周,期,期不断,缩,缩短摩尔定,律,律-芯片性,能,能每18个月提,高,高1倍，价,格,格却保,持,持不变,智能化包括产,品,品自身,智,智能和,生,生产设,施,施工具,的,的智能,绿色产,品,品全寿命,周,周期无,污,污染、,低,低资源,消,消耗和,可,可回收,利,利用,21世纪制,造,造业的,产,产品特,征,征,1.2先进制,造,造技术,的,的提出,和,和进展,1.2,.,.1制造技,术,术的进,步,步和发,展,展,手工,机,机械化,单机,自,自动化,刚性,自,自动化,柔性,自,自动化,智能,自,自动化,制造业,生产方,式,式,制造业,资源配,置,置,劳动密,集,集设备密,集,集信息密,集,集,知识密,集,集,制造技,术,术,小批量少品种,大,大批量多品种,变,变批量,制造技,术,术的发,展,展阶段,工场式,生,生产时,期,期-18世纪后,半,半叶，,完,完成手,工,工作坊,到,到以分,工原则,的,的工厂,生,生产的,转,转变,工业化,规,规模生,产,产时期-19世纪，,实,实现了,批,批量工,业,业化规,范,范,生产,刚性自,动,动化发,展,展时期-20世纪初,，,，以大,批,批量生,产,产为模,式,式,的刚性,自,自动化,柔性自,动,动化发,展,展时期-二战之,后,后，多,品,品种小,批,批量柔,性,性自,动化生,产,产模式,，,，包括NC、CNC、FMC、FMS等。,综合自,动,动化发,展,展时期-自80年代,CAD/CAM/CAP,/,/CAE/CAT；,MRP,MRP,ERP,TQM；DNC,CNC,FMC/FMS,ROBOT；,CIMS,CE,LP,1.2,.,.2先进制,造,造技术,产,产生背,景,景,1）社会,经,经济发,展,展背景,消费需,求,求：主题化,、,、个性,化,化和多,样,样化，,产,产品寿,命,命周期,缩,缩短,全球性,产,产业结,构,构调整,：,：制造商,之,之间既,有,有激烈,竞,竞争，,又,又有基,于,于实力,的,的合作,。,。,快速响,应,应市场,：,：满足已,有,有和潜,在,在顾客,需,需求，,主,主动适,应,应市场,，,，引导,市,市场，,是,是赢得,竞,竞争，,获,获取最,大,大利润,的,的关键,3)可持续,发,发展战,略,略,资源匮,泛,泛，污,染,染严重,环境问,题,题不能,以,以牺牲,今,今后几,代,代人的,利,利益为,代,代价,由粗放,经,经营、,掠,掠夺式,开,开发向,集,集约型,、,、可持,续,续发展,转,转变,2)科学技,术,术发展,背,背景,制造技,术,术在向宏,观,观(制造系,统,统)和微观(超精密,加,加工)两个方,向,向发展,现代制,造,造业成为技,术,术密集,、,、知识,密,密集型,产,产业,信息成为制,造,造业决,定,定性因,素,素，Intranet/Internet对制造,业,业产生,重,重大影,响,响,先进制,造,造技术,计,计划：1994年预算14亿美元,，,，围绕,“,“智能,制,制造系,统,统”、,“,“集成,工,工具”,、,、“基,础,础设施,建,建设”,三,三个重,点,点领域,开,开展研,究,究；,制造技,术,术中心,计,计划：,在,在一个,地,地区设,立,立一个,制,制造技,术,术中心,，,，建立,技,技术拥,有,有者与,需,需要者,之,之间的,桥,桥梁，,为,为中小,企,企业展,示,示新制,造,造技术,和,和装备,、,、组织,培,培训、,帮,帮助企,业,业了解,和,和选用,最,最新技,术,术和装,备,备。,美,国,国,1.2,.,.3各国先,进,进制造,技,技术的,发,发展,1990年提出,了,了智能,制,制造计,划,划，由,美,美国、,欧,欧共体,、,、加拿,大,大、澳,大,大利亚,等,等国参,加,加，投,资,资10亿美元,实,实施,智能制,造,造计划,目,目的：,通,通过国,际,际共同,研,研究，,使,使制造,业,业在接,受,受订货,、,、开发,、,、设计,、,、生产,、,、物流,直,直至经,营,营管理,的,的全过,程,程中，,做,做到生,产,产设备,自,自律化,生产设,备,备自律,化,化：能,够,够根据,环,环境变,化,化自主,判,判断并,及,及时决,策,策变更,作,作业过,程,程,日,本,本,尤里卡,计,计划（EREKA）：1988年用5亿美元,资,资助16个欧洲,国,国家、600家公司,的,的165个合作,性,性高科,技,技研究,开,开发项,目,目。,欧洲信,息,息技术,研,研究发,展,展战略,计,计划（ESPRIT）：在13个成员,国,国向5500名研究,人,人员提,供,供了资,助,助，明,确,确设计,原,原理、,工,工厂自,动,动化、,生,生产过,程,程管理,三,三大课,题,题。,欧洲工,业,业技术,基,基础研,究,究计划,（,（BRITE）：重,点,点资助,材,材料、,制,制造加,工,工、设,计,计以及,工,工厂系,统,统运作,方,方式等,研,研究。,欧 共,体,体,1.3先进制,造,造技术,的,的定义,先进制,造,造技术,是,是在传统制,造,造技术,基,基础上不断,吸,吸收机械、电子、,信,信息(计算机,与,与通信,、,、控制,理,理论、,人,人工智,能,能等)、能源,、,、材料,以,以及现,代,代管理,技,技术等方面,的,的成果,，,，并将,其,其综合,应,应用于产品设,计,计、制,造,造、检,测,测、管,理,理、销,售,售、使,用,用、服,务,务乃至,回,回收的,全,全过程，以实,现,现优质、,高,高效、,低,低耗、,清,清洁、,灵,灵活生,产,产，提高,对,对动态,多,多变市,场,场的适,应,应能力,和,和竞争,能,能力并,取,取得理,想,想经济,效,效果的,制,制造技,术,术总称,。,。,1.3,.,.1先进制,造,造技术