先进制造技术课件第章

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,陈 静,教学内容安排,第一章 制造业与先进制造技术,第二章 现代设计技术,第三章 先进制造工艺技术,第四章 制造自动化技术,第五章 现代生产管理技术,第六章 先进生产制造模式,本书共有六章节,本课程的有关说明,1.,学时,本课程教材总学时40学时，课堂讲授40学时。,2.,特点,本门课程的特点可归纳为：,新、多、杂、变,几个字。,新,是指,本课程的内容大都是近10余年发展起来的技术,。,多,和,杂,是指本课程内容多而且庞杂，结构不是十分清晰。,变,是指随着制造技术的发展，本教材中的一些内容，甚至是概念都有可能发生变化。,第一章 制造业与先进制造技术,1.1 制造业的发展与挑战,1.2 先进制造技术的提出和进展,1.3 先进制造技术的内涵和体系结构,复习思考题,1.1 制造业的发展与挑战,1.1.1 制造与制造业,包括,市场分析、经营决策、产品设计、工艺设计、加工装配、质量保证、生产管理、市场营销、维修服务，以及产品报废后的回收处理等整个产品周期,原材料,产品,工艺,能源,知识 技能,工具,制造,生产车间的加工和装配过程,狭义制造,广义制造,制造系统,具有特定功能的有机整体,制造过程,硬件,制造过程,软件,硬件,人员,经营规划、开发研制、加工制造和控制管理等过程,生产设备、工具和材料、能源以及各种辅助装置,软件,制造理论、制造工艺和方法、各种制造信息等,制造业,将制造资源通过制造过程转化为社会所需的产品的行业,我,国,制,造,分,类,和,构,成,1.1.2 制造业的地位和作用,三大产业,农林,牧,业,工业,，服务业,工业,（52%）,制造业（45%）,、建筑业、采掘业以及电力、煤气、水的生产供应业,农林牧业,农业、林业、蓄禽业、水产业,服务业,商业、金融、房地产、经贸等,一个国家经济发展的,支柱,国民经济收入的,重要来源,工业经济年代经济增长的“,发动机,”,一个国家经济强大、经济腾飞的,重要基础,制造业地位,提供人们衣、食、住、行物质消费,决定全社会的长远效益和经济的持续增长,国际商品贸易的保证（美国78%，日本96%，我国81%-1995年）,农业基础地位的物质保障，服务业发展的重要条件,信息产业发展的物质基础；,农业劳动力转移和就业的重要途径,为科技和教育发展提供经费支持和实验装备,实现军事现代化和国家安全的保障,制造业的作用,1.1.3 21,世,世纪制造,业,业面临的,挑,挑战,1、快速,响,响应市场,竞,竞争的挑,战,战实,现,现制造环,节,节并行,2、全球,化,化竞争的,挑,挑战,技,技术资源,的,的集成,有三个主,要,要的因素,促,促使技术,资,资源的集,成,成：,（1）为,满,满足市场,需,需求，企,业,业必须快,速,速响应那,些,些具有不,同期望和,多,多种选择,的,的顾客。,（2）快,速,速响应环,境,境要求在,组,组织的各,个,个层次上,进,进行高效,的通信，,特,特别是与,顾,顾客、供,应,应者和合,作,作者的通,信,信。,（3）新,技,技术的快,速,速吸收要,求,求整个企,业,业具有快,速,速的学,习能力。,3、信息,时,时代的挑,战,战信,息,息向知识,的,的转变,4、环境,保,保护压力,的,的挑战,可持续,发,发展,5、制造,全,全球化和,贸,贸易自由,化,化的挑战,可重,组,组工程,6、技术,创,创新的挑,战,战全,新,新制造工,艺,艺及产品,的,的开发,2020,年,年，技术,创,创新的单,元,元将在以,下,下诸方面,发,发巨大,的能力：（制,造,造单元工,艺,艺）,1）多单,元,元工艺技,术,术集成为,单,单一工艺,将,将显著减,少,少投资、,检验时间,、,、搬运和,加,加工时间,。,。,2）全部,可,可编程、,不,不需要硬,工,工装的工,艺,艺，将使,产,产品的,制造、迅,速,速转产成,为,为可能。,个性化和,多,多样化产品制造智能化包括产品,自,自身智能,和,和生产定,制,制化、模,块,块化，满,足,足不同消,费,费者喜好,寿命周期,不,不断缩短摩尔定律-芯片性,能,能每18,个,个月提高1倍，价,格,格却保持,不,不变,智能化包括产品,自,自身智能,和,和生产设,施,施工具的,智,智能,绿色产品全寿命周,期,期无污染,、,、低资源,消,消耗和可,回,回收利用,21世纪,制,制造业的,产,产品特征,1.2,先,先进制造,技,技术的提,出,出和进展,1.2.1 制造,技,技术的进,步,步和发展,手工机,械,械化单,机,机自动化,刚性自,动,动化柔,性,性自动化,智能自,动,动化,制造业,生产方式,制造业,资源配置,劳动密集设备密集信息密集,知识密集,制造技术,小批量少品种大,批,批量多品种变,批,批量,制造技术,的,的发展阶,段,段,工场式生,产,产时期-18,世,世纪后半,叶,叶，完成,手,手工作坊,到,到以分,工原则的,工,工厂生产,的,的转变,工业化规,模,模生产时,期,期-19,世,世纪，实,现,现了批量,工,工业化规,范,范,生产,刚性自动,化,化发展时,期,期-20,世,世纪初，,以,以大批量,生,生产为模,式,式,的刚性自,动,动化,柔性自动,化,化发展时,期,期-二战,之,之后，多,品,品种小批,量,量柔性自,动化生产,模,模式，包,括,括NC、CNC、FMC、FMS等,。,。,综合自动,化,化发展时,期,期-自80,年,年代,CAD/CAM/CAP/CAE/CAT；,MRP,MRP,ERP,TQM,；,；DNC,CNC,FMC/FMS,ROBOT；,CIMS,CE,LP,1.2.2 先,进,进制造技,术,术产生背,景,景,1）社会,经,经济发展,背,背景,消费需求,：,：主题化、,个,个性化和,多,多样化，,产,产品寿命,周,周期缩短,全球性产,业,业结构调,整,整：制造商之,间,间既有激,烈,烈竞争，,又,又有基于,实,实力的合,作,作。,快速响应,市,市场：满足已有,和,和潜在顾,客,客需求，,主,主动适应,市,市场，引,导,导市场，,是,是赢得竞,争,争，获取,最,最大利润,的,的关键,3)可持,续,续发展战,略,略,资源匮泛,，,，污染严,重,重,环境问题,不,不能以牺,牲,牲今后几,代,代人的利,益,益为代价,由粗放经,营,营、掠夺,式,式开发向,集,集约型、,可,可持续发,展,展转变,2)科学,技,技术发展,背,背景,制造技术在向宏观(制造系,统,统)和微,观,观(超精,密,密加工),两,两个方向,发,发展,现代制造,业,业成为技术,密,密集、知,识,识密集型,产,产业,信息成为制造,业,业决定性,因,因素，Intranet/Internet对制,造,造业产生,重,重大影响,先进制造,技,技术计划,：,：1994年预算14亿美,元,元，围绕,“,“智能制,造,造系统”,、,、“集成,工,工具”、,“,“基础设,施,施建设”,三,三个重点,领,领域开展,研,研究；,制造技术,中,中心计划,：,：在一个,地,地区设立,一,一个制造,技,技术中心,，,，建立技,术,术拥有者,与,与需要者,之,之间的桥,梁,梁，为中,小,小企业展,示,示新制造,技,技术和装,备,备、组织,培,培训、帮,助,助企业了,解,解和选用,最,最新技术,和,和装备。,美,国,国,1.2.3 各国,先,先进制造,技,技术的发,展,展,1990,年,年提出了,智,智能制造,计,计划，由,美,美国、欧,共,共体、加,拿,拿大、澳,大,大利亚等,国,国参加，,投,投资10,亿,亿美元实,施,施,智能制造,计,计划目的,：,：通过国,际,际共同研,究,究，使制,造,造业在接,受,受订货、,开,开发、设,计,计、生产,、,、物流直,至,至经营管,理,理的全过,程,程中，做,到,到生产设,备,备自律化,生产设备,自,自律化：,能,能够根据,环,环境变化,自,自主判断,并,并及时决,策,策变更作,业,业过程,日,本,本,尤里卡计,划,划（EREKA）,：,：1988年用5,亿,亿美元资,助,助16个,欧,欧洲国家,、,、600,家,家公司的165个,合,合作性高,科,科技研究,开,开发项目,。,。,欧洲信息,技,技术研究,发,发展战略,计,计划（ESPRIT）：在13个成,员,员国向5500名,研,研究人员,提,提供了资,助,助，明确,设,设计原理,、,、工厂自,动,动化、生,产,产过程管,理,理三大课,题,题。,欧洲工业技,术,术基础研究,计,计划（BRITE）：,重,重点资助材,料,料、制造加,工,工、设计以,及,及工厂系统,运,运作方式等,研,研究。,欧 共 体,1.3 先,进,进制造技术,的,的定义,先进制造技,术,术是在传统制造技,术,术基础上不断吸收机械、电子、信息,(,计算机与通,信,信、控制理,论,论、人工智,能,能等,),、能源、材,料,料以及现代,管,管理技术等方面的成,果,果，并将其,综,综合应用于产品设计、,制,制造、检测,、,、管理、销,售,售、使用、,服,服务乃至回,收,收的全过程，以实现优质、高效,、,、低耗、清,洁,洁、灵活生,产,产，提高对动,态,态多变市场,的,的适应能力,和,和竞争能力,并,并取得理想,经,经济效果的,制,制造技术总,称,称。,先,先进制,造,造技术的特,点,点,先,先进制,造,造技术的构,成,成,先进制造技,术,术在不同发,展,展水平的国,家,家和同一国,家,家的不同发,展,展阶段，有,着,着不同的技,术,术内涵。,1994年,美,美国联邦科,学,学、工程和,技,技术协调委,员,员会将先进,制,制造技术分,为,为三个技术,群,群：主体,技,技术群；,支,支撑技术群,；,；管理技,术,术群。这三,个,个技术群相,互,互联系、相,互,互促进，组,成,成一个完整,的,的体系。表1-1给出,了,了先进制造,技,技术的体系,结,结构。,表,1-1,先进制造技,术,术体系结构,国内学者对,先,先进制造技,术,术的划分,现代制造工,程,程设计技术,群,群,现代制造系,统,统管理技术,群,群,物料处理和,设,设备技术群,支撑技术群,现代设计技,术,术,:现代设计,方,方法、产品,可,可信性设计,、,、设计自动,化,化技术,先,进,进,制,制,造,造,工,工,艺,艺,:,高,高,效,效,精,精,密,密,成,成,形,形,技,技,术,术,、,、,高,高,效,效,高,高,精,精,度,度,切,切,削,削,加,加,工,工,工,工,艺,艺,、,、,现,现,代,代,特,特,种,种,加,加,工,工,工,工,艺,艺,、,、,现,现,代,代,表,表,面,面,工,工,程,程,技,技,术,术,。,。,加,工,工,自,自,动,动,化,化,技,技,术,术,:,数,数,控,控,技,技,术,术,、,、,工,工,业,业,机,机,器,器,人,人,技,技,术,术,、,、,柔,柔,性,性,制,制,造,造,技,技,术,术,现,代,代,生,生,产,产,管,管,理,理,技,技,术,术,:MRPIIERPPDMJIM,先,进,进,制,制,造,造,生,生,产,产,模,模,式,式,:CIM,、,、CE,、,、AM,、,、IM,、,、LP,先,进,进,制,制,造,造,技,技,术,术,的,的,分,分,类,类,本,章,章,小,小,结,结,介,绍,绍,了,了制,造,造,、,、,制,制,造,造,系,系,统,统,与,与,制,制,造,造,业,业基,本,本,概,概,念,念,，,，,阐,阐,述,述,了,了,制,制,造,造,业,业,在,在,国,国,民,民,经,经,济,济,中,中作,用,用,地,地,位,位，,分,分,析,析,了,了,制,制,造,造,业,业,在,在,新,新,世,世,纪,纪,所,所,面,面,临,临,的,的6,大,大机,遇,遇,与,与,挑,挑,战,战以,及,及,市,市,场,场,特,特,征,征,；,；,制,造,造,技,技,术,术,从,从18,世,世,纪,纪,至,至,今,今,经,经,历,历,了,了5,个,个,发,