1、先进制造技术孙燕华著孙燕华著电子工业出版社北京BEIJING全国高职高专规划教材精品与示范系列第一章第一章 绪论绪论第一节第一节 先进制造技术及其主要特点先进制造技术及其主要特点第二节第二节 先进制造技术的构成及分类先进制造技术的构成及分类 第三节第三节 先进制造技术的应用及发展趋势先进制造技术的应用及发展趋势 第一节第一节 先进制造技术及其主要特点先进制造技术及其主要特点 制造（制造（Manufacturing):Manufacturing):是人类所有经济活动的基石，是人类历史发展和文明是人类所有经济活动的基石，是人类历史发展和文明进步的动力。进步的动力。狭义：为机电产品的机械加工工艺过程
2、狭义：为机电产品的机械加工工艺过程广义：国际生产工程学会广义：国际生产工程学会19901990年：年：制造是涉及制造工业中产品设计、物料选择、生产制造是涉及制造工业中产品设计、物料选择、生产计划、生产过程、质量保证、经营管理、市场销售和服计划、生产过程、质量保证、经营管理、市场销售和服务的一系列相关活动和工作的总称。务的一系列相关活动和工作的总称。1 1、制造的概念制造的概念 按照人们所需的目的，运用知识和技能，利用客观按照人们所需的目的，运用知识和技能，利用客观物资工具，将原材料物化为人类所需产品的工程技术。物资工具，将原材料物化为人类所需产品的工程技术。即：使原材料成为产品而使用的一系列技
3、术的总称即：使原材料成为产品而使用的一系列技术的总称 产品从设计、生产、使用、维修、报废、回收等的产品从设计、生产、使用、维修、报废、回收等的全过程，也称为全过程，也称为产品生命周期产品生命周期。将制造资源（物料、能源、设备、工具、资金、信将制造资源（物料、能源、设备、工具、资金、信息、人力等）利用制造技术，通过制造过程，转化为供息、人力等）利用制造技术，通过制造过程，转化为供人们使用或利用的工业品或生活消费品的行业。人们使用或利用的工业品或生活消费品的行业。1 1、制造的概念、制造的概念 制造系统是制造业的基本组成实体。结构：是制造过程所涉及的硬件（物料、设备、工具、能源等）、软件（制造理论
4、、工艺、信息等）、人员所组成的具有特定功能的有机整体。功能：输入制造系统的资源（原材料、能源、信息、人力.）通过制造过程输出产品过程：制造生产的运行过程，包括市场分析、产品设计、工艺规划、制造装配、检验出厂、产品销售、售后服务、报废、回收、再利用等。1 1、制造的概念、制造的概念1 1）用机器代替手工，从作坊形成工厂）用机器代替手工，从作坊形成工厂 1919世纪机器在英国诞生，先后传人法国、德国和美国。世纪机器在英国诞生，先后传人法国、德国和美国。2 2）从单件生产方式发展成大量生产方式）从单件生产方式发展成大量生产方式 泰勒：以劳动分工和计件工资制为基础的科学管理。泰勒：以劳动分工和计件工资
5、制为基础的科学管理。福特：零件互换技术，福特：零件互换技术，19131913年建立了具有划时代意义的年建立了具有划时代意义的汽车装配生产线汽车装配生产线3 3）柔性化、集成化、智能化和网络化的现代制造技术）柔性化、集成化、智能化和网络化的现代制造技术 柔性制造系统、计算机集成制造系统、网络化制造、智柔性制造系统、计算机集成制造系统、网络化制造、智能制造系统、及时生产、精良生产、敏捷制造能制造系统、及时生产、精良生产、敏捷制造制造业发展的历程制造业发展的历程工业工业 由制造业、采掘业以及电力、燃气、和水的生产供应业构成，制造指第二产业中除采掘业、电力、燃气及其生产和供应业、建筑业以外的所有行业。
6、工业的概念工业的概念先进制造技术定义先进制造技术定义制造业不断吸收机械、电子、信息、能源及现代系统管理等方面的成果，并综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务乃至回收的全过程，以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产，提高对动态多变的产品市场的适应能力和竞争能力并取得理想经济效果的制造技术总称。三、先进制造技术的特点三、先进制造技术的特点 系统性 集成性 广泛性 高精度 实现优质、高效、低耗、清洁、灵活的生产第二节第二节 先进制造技术的构成及分类先进制造技术的构成及分类 先进制造技术的构成（我国）现代制造技术体系结构（美国）现代制造技术体系结构（美国）二、二、先进制造技术的分类先进
7、制造技术的分类现代设计技术先进制造工艺自动化技术 系统管理技术 现代设计技术现代设计技术现代设计方法设计自动化技术工业设计技术先进制造工艺先进制造工艺精密和超精密加工技术精密成型技术特种加工技术表面改性、制膜和涂层技术 自动化技术自动化技术数控技术工业机器人技术柔性制造技术计算机集成制造技术传感技术自动检测及信号识别技术过程设备工况监测与控制技术等 系统管理技术系统管理技术工程管理质量管理管理信息系统现代制造模式（如精益生产、CIMS、敏捷制造、智能制造等）集成化的管理技术、企业组织结构与虚拟公司等生产组织方法。先进制造技术的特点先进制造技术的特点产品开发周期短、上市时间快；提高市场竞争力；柔
8、性化（快速重组）；质量保证；组织形式：跨地区、跨国家的虚拟公司、动态联盟；生产过程精良；人员素质提高；智能化；环保；分布、并行、集成并存。先进制造领域的关键技术先进制造领域的关键技术 集成化技术；智能化技术；网络技术；分布式并行处理技术；多学科、多功能综合产品开发技术；虚拟现实技术；人机环境系统技术。第三节第三节先进制造技术的现状及发展趋势先进制造技术的现状及发展趋势 制造科学制造科学多学科交叉多学科交叉世界制造业的现状：先进制造技术是工业发达国家的国家级关键技术和优先发展领域国别国别/地区地区科技计划科技计划美国美国 先进制造技术计划先进制造技术计划 关键技术关键技术(制造制造)计划计划 敏
9、捷制造使能技术计划敏捷制造使能技术计划日本日本 智能制造技术国际合作计划智能制造技术国际合作计划欧共体欧共体 尤里卡计划尤里卡计划 信息技术研究发展战略计划信息技术研究发展战略计划德国德国 制造制造20002000年计划年计划韩国韩国 高级先进技术国家计划高级先进技术国家计划(G-7)G-7)世界制造业的现状：数控NC计算机数控CNC直接数控DNC柔性制造单元FMC柔性制造系统FMS计算机辅助设计与制造CAD/CAM世界制造业的现状：计算机集成制造系统CIMS准时JIT生产制造资源规划MRP精良生产LP敏捷制造AM许多高技术我国尚未掌握，许多重大装备我国不能自主制造，缺乏自主创新能力是制造大国
10、，不是制造强国发电设备、机床、汽车、电子制造等产品产量居世界前列，却没有一家装备制造企业能跻身世界500强关键装备大多依赖进口光电子制造设备的100%IC制造装备的85%高档数控机床的70%我国制造业现状原创性的技术和成果缺乏，企业的核心竞争力不足，制造科学基础研究相对薄弱我国机械工业发展目标2000年，制造技术水平总体上达到工业先进国家80年代末90年代初的水平。优质、高效、低耗、少或无污染的现代制造技术普及率，由目前的不足10%提高到2000年20%，2010年提高到50%。形成一批高科技产业：四个加工产业四个加工产业精密成型加工、精密加工、激光加工、表面处理加工；三个自动化硬件产业三个自
11、动化硬件产业数控系统、工业机器人、传感器和测试设备；三个软件产业三个软件产业CAD、CAM、MIS。先进制造技术的发展趋势 精密化、柔性化、网络化、虚拟化、智能化、清洁化、集成化、全球化发展趋势（1）“精”是发展的关键“极”是发展的焦点“文”是发展的新义“绿”是发展的必然“快”是发展的动力“省”是发展的原则“效”是发展的追求“数”是发展的核心“自”是发展的条件“集”是发展的方法“网”是发展的道路“智”是发展的前景 制造产品：制造过程：制造方法：“精”是发展的关键精确化 加工精度精密化人造卫星的仪表轴承，其圆度、圆柱度、表面粗糙度等均达纳米级；操作尺度细微化基因操作机械，移动距离为纳米级，移动精
12、度为0.1纳米级 物理性能精确化物理性能、力学性能、化学性能、生化性能等等控制要求纳米化发展趋势 制造产品：“精”“极”“文”电子制造中高精度：控制趋于纳米级加工趋于亚纳米级超微细：芯片线宽100nm运动副间隙12nm高加速度：封装运动12g高可靠性：芯片千小时失效率1/10920世纪初：10微米30年代：1微米 50年代：0.1微米70-80年代：0.01微米 目前：0.001微米 （纳米加工）发展趋势 制造产品：“精”“极”“文”“极”是发展的焦点极端、极限v几何形体上，极大、极小、极厚、极薄、极平、极柔、极圆、极方、奇形怪状；v在物理性能上，极高硬度、极高塑性、极大弹性、极大脆性、极强磁
13、性、极强辐射性、极强腐蚀性，奇性怪能；vMEMS（Micro-Electro-Mechanical_System)技术和产品是典型极端、极限技术和产品。微电子发展趋势 制造产品：“精”“极”“文”2002年 原子级纳米“晶体管”（电极相距1nm）2003年世界最小的电动机纳米电动机（直径500nm）量子计算机基本电路（1/500mm，近K 工作）2004年 能停或暂停的分子马达用核磁共振观测到单个电子2005年 超大容量纳米级信息存储材料2006年 世界最小的发电机纳米发电机“文”是发展的新义人文化 工业产品，“实用”，物质层面；艺术产品，（人文）文化含量高，“物美”，精神层面，环境协调，爽心
14、悦目，经得起“看”，经得起“想”“工业设计”制造过程、制造方法“文明化”生产。发展趋势 制造产品：“精”“极”“文”“绿”是发展的必然绿色“天人合一”与“无为”；“保护环境，就是保护生产力；改善环境，就是发展生产力”江泽民制造各阶段都必须充分计及环境保护：自然环境，社会环境、生产环境、生产者的身心健康；制造必然要走向“绿色”制造，这是实现国民经济可持续发展的重要条件。发展趋势 制造过程：“绿”“快”“省”“效”“快”是发展的动力快速对市场的快速响应对生产的快速重组生产模式：高度柔性与高度敏捷性 推动着制造技术的进步与制造方法的发展 发展趋势 制造过程：“绿”“快”“省”“效”“省”是发展的原则
15、节省 v市场经济必然的要求v制造过程必须节省、节约、节俭 F制造过程的优化F制造资源的优化配置发展趋势 制造过程：“绿”“快”“省”“效”“效”是发展的追求 高效、高生产率 v个性化大生产、大规模定制v快速响应市场需求的应有推论与含义v生产效率提高 生产力发展 社会进步高效、低耗、无污染发展趋势 制造过程：“绿”“快”“省”“效”“信息化”发展趋势 制造方法：“数”“自”“集”“网”“智”“自”是发展的条件自动化 自动化是强化、延伸甚至取代人劳动（体力、脑力）的技术或手段自动控制、自动调节、自动补偿、自动辨识等发展到自学习、自组织、自维护、自修复等更高水平的自动化发展趋势 制造方法：“数”“自
16、”“集”“网”“智”1870-1980：加工过程效率 20倍管理效率 1.8-2.2倍设计效率 1.2倍CAX技术脑力劳动自动化。制造业中NC的重大基础作用。发展趋势 制造方法：“数”“自”“集”“网”“智”“集”是发展的方法集成化 技术集成、管理集成、技术与管理集成本质：知识和信息集成，集成也包含了“交叉”现代制造科学技术的发展离不开“集成”和“交叉”发展趋势 制造方法：“数”“自”“集”“网”“智”v传感技术v信号处理技术v控制技术v随动技术v精密机械技术v系统集成技术发展趋势 制造方法：“数”“自”“集”“网”“智”机电一体化“网”是发展的道路网络化 现代新型制造模式实施的基础设施，现代
17、制造企业生产活动必不可少运行环境网络化既是制造企业信息化、集成化的基础，又是企业信息化、集成化的进一步发展网络化将制造业走向全球化、整体化、有序化 发展趋势 制造方法：“数”“自”“集”“网”“智”“知识经济”的本质是“智力经济”本世纪核心学科发展的趋势：从信息科学到生命科学（21世纪中叶）转向认知科学（21世纪70年代）制造智能制造系统/单元/装备适应环境变化的能力，处理海量信息、不完整信息、不确定信息、错误信息的能力，自诊断、自修复能力，自组织、自重构能力，主动协调和协同能力，非逻辑处理能力等。发展趋势 制造方法：“数”“自”“集”“网”“智”n“智”是发展的前景智能化智能化各行各业发展的
18、趋向，如：智能计算机、智能车辆、智能机器、智能仪表、智能控制、智能材料，甚至智能大厦等。网络化的实质是走向智能化发展趋势 制造方法：“数”“自”“集”“网”“智”回顾第一节第一节 先进制造技术及其主要特点先进制造技术及其主要特点第二节第二节 先进制造技术的构成及分类先进制造技术的构成及分类 第三节第三节 先进制造技术的现状及发展趋势先进制造技术的现状及发展趋势重点：现代制造技术的特点特点、范畴范畴、分类分类作业：P12：1-3 先进制造的关键技术。1-5 先进制造技术的发展趋势。树立质量法制观念、提高全员质量意识。22.11.2422.11.24Thursday,November 24,202
19、2人生得意须尽欢，莫使金樽空对月。5:11:515:11:515:1111/24/2022 5:11:51 AM安全象只弓，不拉它就松，要想保安全，常把弓弦绷。22.11.245:11:515:11Nov-2224-Nov-22加强交通建设管理，确保工程建设质量。5:11:515:11:515:11Thursday,November 24,2022安全在于心细，事故出在麻痹。22.11.2422.11.245:11:515:11:51November 24,2022踏实肯干，努力奋斗。2022年11月24日上午5时11分22.11.2422.11.24追求至善凭技术开拓市场，凭管理增创效益，凭
20、服务树立形象。2022年11月24日星期四上午5时11分51秒5:11:5122.11.24严格把控质量关，让生产更加有保障。2022年11月上午5时11分22.11.245:11November 24,2022作业标准记得牢，驾轻就熟除烦恼。2022年11月24日星期四5时11分51秒5:11:5124 November 2022好的事情马上就会到来，一切都是最好的安排。上午5时11分51秒上午5时11分5:11:5122.11.24一马当先，全员举绩，梅开二度，业绩保底。22.11.2422.11.245:115:11:515:11:51Nov-22牢记安全之责，善谋安全之策，力务安全之实。2022年11月24日星期四5时11分51秒Thursday,November 24,2022相信相信得力量。22.11.242022年11月24日星期四5时11分51秒22.11.24谢谢大家！谢谢大家！
