先进制造技术概论

,电子科技大学出版社,AMT,专业课程,先进制造技术,主编：徐翔民,第一章,：,：先进,制,制造技,术,术概论,先进制,造,造技术,的,的内涵,和,和体系,结,结构,先进制,造,造技术,的,的发展,趋,趋势,2,1,3,4,先进制,造,造技术,的,的提出,和,和进展,制造业,的,的发展,和,和挑战,1.1概念,制造:是人类,所,所有经,济,济活动,的,的基石,，,，是人,类,类历史,发,发展和,文,文明进,步,步的动,力,力。,狭义：又称,为,为小制,造,造，是,指,指产品,的,的制作,过,过程。,广义：又称,大,大制造,或,或现代,制,制造，,是,是指产,品,品的全,生,生命周,期,期过程,。,。,国际生,产,产工程,学,学会1990年：,制造是,一,一个涉,及,及制造,工,工业中,产,产品设,计,计、物,料,料选择,、,、生产,计,计划、,生,生产过,程,程、质,量,量保证,、,、经营,管,管理、,市,市场销,售,售和服,务,务的一,系,系列相,关,关活动,和,和工作,的,的总称,。,。,1.制造业,的,的发展,和,和挑战,制造技,术,术,制造业,为,为国民,经,经济建,设,设和人,民,民生活,生,生产各,种,种必需,物,物资(包括生,产,产资料,和,和消费,品,品)所使用,的,的一切,生,生产技,术,术的总,称,称，是,将,将原材,料,料和其,它,它生产,要,要素经,济,济、合,理,理地转,化,化为可,直,直接使,用,用的具,有,有高附,加,加值的,成,成品/半成品,和,和技术,服,服务的,技,技术群,。,。,制造过,程,程,产品从,设,设计、,生,生产、,使,使用、,维,维修、,报,报废、,回,回收等,的,的全过,程,程，也,称,称为产,品,品生命,周,周期。,制造系,统,统,是指由,制,制造过,程,程及其,所,所涉及,的,的硬件,、,、软件,和,和人员,组,组成的,一,一个具,有,有特定,功,功能的,有,有机整,体,体。,1.制造业,的,的发展,和,和挑战,制,造,系,统,图,1-1,制造系统功能结构,经营管理信息流,生产管理信息流,技术信息流,物质流,用户、市 场 与 外 部 环 境,经营管理,市场与销售,研究与开发,资源管理,财务,生产管理,工程设计,采购,车间制造,（加工、装配、检验、输送、,存储,）,质量控制,1.制造业,的,的发展,和,和挑战,结构特,征,征：是制造,过,过程所,涉,涉及的,硬,硬件（,物,物料、,设,设备、,工,工具、,能,能源等,）,）、软,件,件（制,造,造理论,、,、工艺,、,、信息,等,等）、,人,人员所,组,组成的,具,具有特,定,定功能,的,的有机,整,整体。,软件,硬件,图,1-2,制造系统结构特性,制,造,系,统,的,特,征,1.制造业,的,的发展,和,和挑战,功能特,征,征：输入制,造,造系统,的,的资源,（,（原材,料,料、能,源,源、信,息,息、人,力,力.）通过,制,制造过,程,程输出,产,产品。,制,制造系,统,统的主,要,要功能,就,就是转,变,变功能,。,。,1.制造业,的,的发展,和,和挑战,制,造,系,统,的,特,征,图,1-4,从经济角度定义制造过程,制造过程,原材料,中间产品,最终产品,增值,产品,制造过程,机器,工具,原材料,能源,劳动力,信息,废物,图,1-3,从技术角度定义制造过程,程序特,征,征：是指一,系,系列按,照,照时间,和,和逻辑,安,安排的,步,步骤。,它,它主要,从,从管理,角,角度研,究,究如何,使,使生产,活,活动达,到,到最佳,化,化。,需求订货信息,生产计划信息,进度计划信息,作业计划信息,生产结果数据,生产控制信息,生产技术信息,产品设计信息,综合生产计划,生产进度计划,作业计划,生产实施,生产控制,产品设计,工艺过程计划,工艺过程信息,计划阶段,实施阶段,控制阶段,图,1-5,制造系统的程序特性,制,造,系,统,的,特,征,1.制造业,的,的发展,和,和挑战,1.制造业,的,的发展,和,和挑战,制造业,将制造,资,资源（,物,物料、,能,能源、,设,设备、,工,工具、,资,资金、,信,信息、,人,人力等,）,）利用,制,制造技,术,术，通,过,过制造,过,过程，,转,转化为,供,供人们,使,使用或,利,利用的,工,工业品,或,或生活,消,消费品,的,的行业,。,。,第一产业,农业,林业,渔业,畜牧业,矿业,采石业,石油业,第二产业,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,第三产业,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,第一、,二,二、三,产,产业的,划,划分,1.制造业,的,的发展,和,和挑战,表1.1我国制,造,造业的30个行业,序号,行业名称,序号,行业名称,13,农副食品加工业,28,化学纤维制造业,14,食品制造业,29,橡胶制品业,15,饮料制造业,30,塑料制品业,16,烟草制造业,31,非金属矿物制品业,17,纺织业,32,黑色金属冶炼及压延加工业,18,纺织服装、鞋、帽制造业,33,有色金属冶炼及压延加工业,19,皮革、毛皮、羽毛（绒）制造业,34,金属制品业,20,木材加工及木、竹、藤、棕、草制造业,35,通用设备制造业,21,家具制造业,36,专用设备制造业,22,造纸及纸制品业,37,交通运输设备制造业,23,印刷业和记录媒介的复制,38,电气机械及器材制造业,24,文教体育用品制造业,39,通信设备、计算机及其它电子设备制造业,25,石油加工、炼焦及核燃料加工业,40,仪器仪表及文化、办公用机械制造业,26,化学原料及化学制品制造业,41,工艺品及其它制造业,27,医药制造业,42,废弃资源和废旧材料回收加工业,1.制造业,的,的发展,和,和挑战,绝对额（亿元）,比去年同期增长（,%,）,国内生产总值,519322,7.8,第一产业,52377,4.5,农林牧渔业,52377,4.5,第二产业,235319,8.1,工业,(,制造业占,87.5%),199860,7.9,建筑业,35459,9.3,第三产业,231626,8.1,交通运输、仓储和邮政业,24960,7.0,批发和零售业,50246,11.9,住宿和餐饮业,10434,7.8,金融业,28601,9.9,房地产业,29005,3.8,其他服务业,88380,7.3,注：绝对额按现价计算，增长速度按不变价计算。,2012年国内,生,生产总,值,值初步,核,核算数,据,据,1.制造业,的,的发展,和,和挑战,我国制,造,造业的,现,现状,2001年中国,工,工程院,的,的调查,结,结论:,1）中国,制,制造业,占,占国民,生,生产总,值,值的1/3,2）占整,个,个工业,生,生产的4/5,3）为国,家,家财政,提,提供1/3以上的,收,收入,4）贡献,出,出口总,额,额的90%,5）就业,人,人员8043万（2012年达到10565万）,改革开,放,放30年来中,国,国制造,业,业的进,步,步：,1）引进,国,国外先,进,进技术2500多项，,占,占全国,的,的1/3以上。,近,近几年,发,发展的,新,新产品,，,，50%达到80年代中,后,后期的,世,世界水,平,平。,2）一些,重,重要产,品,品的年,生,生产能,力,力已跃,居,居世界,前,前列，2012年我国,汽,汽车产,量,量已达1600余万辆,，,，居世,界,界第一,；,；至2013年底，,我,我国,发,发电设,备,备装机,容,容量将,达,达到12.3亿千瓦,，,，有望,超,超过美,国,国成为,世,世界上,发,发电装,机,机容量,最,最大的,国,国家。,我,我国机,床,床的产,值,值自2009年以来,，,，已连,续,续三年,世,世界第,一,一。,3）我国,已,已成为,世,世界最,大,大的服,装,装纺织,品,品出口,国,国；与,日,日本、,马,马来西,亚,亚和韩,国,国并称,世,世界消,费,费类电,子,子产品,四,四大生,产,产国。,4）成功,开,开发生,产,产了运,七,七、运,八,八、新,舟,舟60等支线,飞,飞机。,我国制,造,造业的,现,现状,制造业,的,的重大,意,意义,1）在发,达,达国家,中,中,制造业,创,创造了,约,约60%的社会,财,财富、,约,约45%的国民,经,经济收,入,入。,2）据统,计,计，美,国,国68%的社会,财,财富来,自,自于制,造,造业。,2011年，全,球,球200富豪榜,，,，美国,占,占60个。金,融,融21个，软,件,件互联网传媒19个，传,统,统产业18个。,3）CIRP在1999年的报,告,告中指,出,出：在,国,国家生,产,产力的,构,构成中,，,，制造,技,技术的,作,作用一,般,般占55%,-,-65,%,%。,4）在许,多,多国家,的,的科技,发,发展计,划,划中，,先,先进制,造,造技术,都,都被列,为,为优先,发,发展的,科,科技。,我国制,造,造业的,现,现状,“十二五”规划中,确,确定的,七,七个最,具,具战略,影,影响的,领,领域:,1)节能环,保,保,2)信息技,术,术,3)生物产,业,业,4)高端装,备,备制造,产,产业,5)新能源,6)新材料,7)新能源,汽,汽车产,业,业,我国制,造,造业的,现,现状,自主创,新,新能力,明,明显薄,弱,弱,基础发,展,展严重,滞,滞后,现代制,造,造服务,业,业发展,缓,缓慢,产业发,展,展方式,较,较为粗,放,放,我国制,造,造业存,在,在的问,题,题,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,。,。,2.先进制,造,造技术,的,的提出,和,和进展,先,进,制,造,技,术,的,产,生,背,景,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,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,先,进,制,造,技,术,的,产,生,背,景,2.先进制,造,造技术,的,的提出,和,和进展,先进制,造,造技术,的,的提出,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,先进制,造,造技术,计,计划：1994年预算14亿美元,，,，围绕“智能制,造,造系统”、“集成工,具,具”、“基础设,施,施建设”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