第1章 先进制造技术概述优秀课件.ppt

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1、第1章 先进制造技术概述第1页，本讲稿共82页先进制造技术课程大纲一、课程的内容一、课程的内容 先进制造技术是制造业不断吸收信息技术和现代管理技术先进制造技术是制造业不断吸收信息技术和现代管理技术的成果，并将其综合应用于产品设计、加工、检测、管理、销的成果，并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、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，提高对动态多变的市场的适应能力和低耗、清洁、灵活生产，提高对动态多变的市场的适应能力和竞争能力的制造技术的总称。竞争能力的制造技术的总称。现代设计技术现代设计技术 先

2、进制造工艺技术先进制造工艺技术 制造自动化技术制造自动化技术 先进制造管理技术先进制造管理技术 第2页，本讲稿共82页先进制造技术课程大纲二、二、课程的特点课程的特点 集机械、电子、信息、材料和管理等学科于集机械、电子、信息、材料和管理等学科于一体的新兴交叉学科。一体的新兴交叉学科。综合性综合性 系统性系统性 先进性先进性 创新性创新性 第3页，本讲稿共82页先进制造技术课程大纲三、课程的要求三、课程的要求 掌握先进制造技术的概念掌握先进制造技术的概念 了解先进制造的前沿技术和发展趋势；了解先进制造的前沿技术和发展趋势；掌握目前常用先进制造技术与管理及其特点。掌握目前常用先进制造技术与管理及其

3、特点。第4页，本讲稿共82页先进制造技术课程大纲四、参考教材四、参考教材1 先进制造技术与管理先进制造技术与管理 李健等李健等 天津大学出版社天津大学出版社 2009.12 先进制造技术先进制造技术 刘忠伟等刘忠伟等 国防工业出版社国防工业出版社 2007.93 先进制造技术先进制造技术 何涛等何涛等 北京大学出版社北京大学出版社 2006.1 第5页，本讲稿共82页相关网站相关网站www.e-先进制造技术课程大纲第6页，本讲稿共82页第一章 先进制造技术概述 学习目标：学习目标：v理解理解制造技术的基本概念制造技术的基本概念 v了解了解制造业的特点以及面临的挑战制造业的特点以及面临的挑战v掌

4、握掌握先进制造技术的基本体系结构先进制造技术的基本体系结构v熟悉熟悉先进制造技术的发展趋势先进制造技术的发展趋势重点：重点：先进制造技术的概念、先进制造技术的概念、内涵内涵、体系结构及分类体系结构及分类第7页，本讲稿共82页学习内容学习内容制造技术的概念及发展概况121世纪制造业的主要特点221世纪制造业面临的挑战3内涵及体系结构5先进制造技术发展趋势64先进制造技术的提出和进展第8页，本讲稿共82页1.1 1.1 制造技术的基本概念与发展概况制造技术的基本概念与发展概况（1）制造）制造1.1.1 1.1.1 制造与制造业制造与制造业狭义：指生产车间内对物料进行的加工和装配过程。指生产车间内对

5、物料进行的加工和装配过程。定义：人类按照所需目的、运用主观掌握的知识和技能，借助于手工或客观物质工具，采用有效的方法，将原材料转化为最终物质产品，并投放市场的全过程。第9页，本讲稿共82页1.1 1.1 制造技术的基本概念与发展概况制造技术的基本概念与发展概况制造概念的理解制造概念的理解制造不是单指加工过程，而是包括市场制造不是单指加工过程，而是包括市场分析、产品设计、工艺设计、生产准备、加分析、产品设计、工艺设计、生产准备、加工装配、质量保证、生产过程管理、市场营工装配、质量保证、生产过程管理、市场营销、售前售后服务，以及报废后的回收处理销、售前售后服务，以及报废后的回收处理等整个产品生命周

6、期内一系列相互联系的生等整个产品生命周期内一系列相互联系的生产活动。产活动。第10页，本讲稿共82页1.1 1.1 制造技术的基本概念与发展概况制造技术的基本概念与发展概况（2）制造业制造业 制造业是指将制造资源，包括物料、制造业是指将制造资源，包括物料、能源、设备、工具、资金、技术、信息能源、设备、工具、资金、技术、信息和人力等，通过制造过程转化为可供人和人力等，通过制造过程转化为可供人们使用和消费的产品的行业。制造业是们使用和消费的产品的行业。制造业是所有与制造有关的企业群体的总称。所有与制造有关的企业群体的总称。第11页，本讲稿共82页1.1 1.1 制造技术的基本概念与发展概况制造技术

7、的基本概念与发展概况1996年我国制造业的分类和构成类别类别构成比例构成比例类别类别构成比例构成比例金属制品金属制品3.395%服装服装5.018%一般机械一般机械8.625%家具家具1.542%运输机械运输机械6.424%文教用品文教用品4.292%电器设备电器设备5.125%油加工油加工3.870%电子设备电子设备4.588%化工化工15.586%仪器仪表仪器仪表0.998%建材建材7.299%食品工业食品工业15.335%黑色金属黑色金属6.908%纺织纺织7.193%有色金属有色金属2.120%其他制造其他制造1.681%第12页，本讲稿共82页（1）制造系统）制造系统制造制造系统系统

8、人员人员制造过程硬件硬件软件软件产品的经营规划、产品的经营规划、开发研制、加工开发研制、加工制造和控制管理制造和控制管理的过程的过程 包括生产设备、包括生产设备、工具和材料、工具和材料、能源以及各种能源以及各种辅助装置辅助装置 制造理论、制制造理论、制造工艺和方法造工艺和方法及各种制造信及各种制造信息息1.1.21.1.2制造系统与制造技术制造系统与制造技术1.1 1.1 制造技术的基本概念与发展概况制造技术的基本概念与发展概况第13页，本讲稿共82页1.1 1.1 制造技术的基本概念与发展概况制造技术的基本概念与发展概况制造技术是制造业为国民经济建设和制造技术是制造业为国民经济建设和人民生活

9、生产各种必须物资（包括生人民生活生产各种必须物资（包括生产资料和消费品）所使用的一切生产产资料和消费品）所使用的一切生产技术的总称，是将原材料和其它生产技术的总称，是将原材料和其它生产要素经济合理地转化为可直接使用的要素经济合理地转化为可直接使用的具有高附加值的成品具有高附加值的成品/半成品和技术服半成品和技术服务的技术群。务的技术群。(2)制造技术制造技术第14页，本讲稿共82页1.1 1.1 制造技术的基本概念与发展概况制造技术的基本概念与发展概况1.1.3 1.1.3 制造系统分类制造系统分类制造制造系统系统人的作用人的作用人的作用人的作用品种和品种和品种和品种和批量批量批量批量工艺类型

10、工艺类型工艺类型工艺类型系统柔性系统柔性系统柔性系统柔性自动化程自动化程自动化程自动化程度度度度智能程度智能程度智能程度智能程度人机一体化人机一体化人机一体化人机一体化无人化无人化无人化无人化多品种，小批量多品种，小批量多品种，小批量多品种，小批量少品种，大批量少品种，大批量少品种，大批量少品种，大批量连续型连续型连续型连续型离散型离散型离散型离散型刚性制造系统刚性制造系统刚性制造系统刚性制造系统柔性制造系统柔性制造系统柔性制造系统柔性制造系统手动制造系统手动制造系统手动制造系统手动制造系统半自动制造系统半自动制造系统半自动制造系统半自动制造系统自动制造系统自动制造系统自动制造系统自动制造系统

11、智能制造系统智能制造系统智能制造系统智能制造系统常规制造系统常规制造系统常规制造系统常规制造系统特点特点特点特点特点特点第15页，本讲稿共82页1.1 1.1 制造技术的基本概念与发展概况制造技术的基本概念与发展概况人机一体化制造系统：人机结合，充分发挥人的主导作用；系统容易实现，容易受人的情绪影响。无人化制造系统：追求无人化生产，系统结构复杂，难以实现。返回返回第16页，本讲稿共82页1.1 1.1 制造技术的基本概念与发展概况制造技术的基本概念与发展概况多品种，小批量制造系统：多品种，小批量制造系统：适合形势发展需适合形势发展需求，但要求系统的柔性很大。求，但要求系统的柔性很大。少品种，大

12、批量制造系统：曾经对提高生产率，提高质量，降低成本，发挥过重要作用。正在被多品种，小批量制造系统所替代。返回返回第17页，本讲稿共82页 连续型制造系统连续型制造系统：制造对象呈：制造对象呈“连绵不断连绵不断”状态。状态。离散型制造系统：制造对象相互分离，制造对象按单个对象进行。1.1 制造技术的基本概念与发展概况返回返回第18页，本讲稿共82页1.1 制造技术的基本概念与发展概况刚性制造系统：难于适应制造对象的改变，适合少品种，大批量制造。柔性制造系统：具有较宽的制造对象变化范围，适合多品种，小批量生产。返回返回第19页，本讲稿共82页手动制造系统：设计和制造以普通机床为主，过程主要靠手工，

13、自动化成分很少。半自动化制造系统：一部分工作由工人完成，一部分工作由机床完成，但在系统的设计和运行方式上与以人为中心的制造系统有本质的区别。自动制造系统：可以刚性自动化，也可以是人机一体化，也可以是无人化制造系统。1.1 制造技术的基本概念与发展概况返回返回第20页，本讲稿共82页 智能制造系统：将人工智能与自动化集成制造相结合的人机一体化系统。常规制造系统：与智能制造系统相对而言，常需要人类专家的大量干预。1.1 制造技术的基本概念与发展概况第21页，本讲稿共82页1.1.4 1.1.4 制造业在国民经济中的地位制造业在国民经济中的地位 制造业为人类的文明创造着辉制造业为人类的文明创造着辉煌

14、的物质文明。它是一个国家经济煌的物质文明。它是一个国家经济发展的发展的支柱支柱，在整个国民经济中一，在整个国民经济中一直处于十分重要的地位，是国民经直处于十分重要的地位，是国民经济收入的重要来源。有人将制造业济收入的重要来源。有人将制造业称之为工业经济年代一个国家经济称之为工业经济年代一个国家经济增长的增长的“发动机发动机”。1.1 制造技术的基本概念与发展概况第22页，本讲稿共82页2001年中国工程院的调查结论:1）中国制造业占国民生产总值的1/3 2）占整个工业生产的4/53）为国家财政提供1/3以上的收入4）贡献出口总额的90%5）就业人员8043万1.1.4 制造业在国民经济中的地位

15、制造业在国民经济中的地位第23页，本讲稿共82页1）在发达国家中,制造业创造了约60%的 社会财富、约 45%的国民经 济收入。2）美国68%的社会财富来自于制造业。3）在国家生产力的构成中，制造技术的作用一般占55%65%。4）在许多国家的科技发展计划中，先进制 造技术都被列为优先发展的科技。1.1.4 制造业在国民经济中的地位制造业在国民经济中的地位第24页，本讲稿共82页1.1.5 制造技术的演进制造技术的演进制造技术经历的五个发展时期：制造技术经历的五个发展时期：1）工场式生产时期）工场式生产时期 1765年，瓦特发明蒸汽机，揭开了近代工业年，瓦特发明蒸汽机，揭开了近代工业的历史；的历

16、史；从手工作坊式生产从手工作坊式生产-以机械加工和分工原以机械加工和分工原则为中心的工厂生产。则为中心的工厂生产。1.1 制造技术的基本概念与发展概况第25页，本讲稿共82页2）工业化规模生产时期）工业化规模生产时期 19世纪，电气技术发展，开辟了电气化新时代。世纪，电气技术发展，开辟了电气化新时代。1820年，奥斯特发现电磁效应，安培提出电流相年，奥斯特发现电磁效应，安培提出电流相 互作用定律；互作用定律；1831年，法拉第提出电磁感应定律；年，法拉第提出电磁感应定律；1864年，麦克斯韦尔电磁场理论；年，麦克斯韦尔电磁场理论；为发电机、电动机的发明奠定了科学基础。为发电机、电动机的发明奠定

17、了科学基础。1.1 制造技术的基本概念与发展概况第26页，本讲稿共82页3）刚性自动化发展时期）刚性自动化发展时期 20世纪初，内燃机发明；世纪初，内燃机发明；流水生产线；流水生产线；泰勒式工作制及科学管理；泰勒式工作制及科学管理；大批量生产，降低成本。大批量生产，降低成本。典型案例：福特汽车典型案例：福特汽车 泰勒：美国著名管理学家，科学管理理论奠基泰勒：美国著名管理学家，科学管理理论奠基人，人，“科学管理之父科学管理之父”。代表作。代表作计件工资制计件工资制、车间管理车间管理、科学管理原理科学管理原理。1.1 制造技术的基本概念与发展概况第27页，本讲稿共82页4）柔性自动化发展时期）柔性

18、自动化发展时期技术上：二战后，计算机、微电子、信息和自动化技术。技术上：二战后，计算机、微电子、信息和自动化技术。形成了柔性制造技术，如数控技术（形成了柔性制造技术，如数控技术（Numerical Control）、柔性制造系统（）、柔性制造系统（Flexible Manufacturing System）。）。管理上：系统论、运筹学管理上：系统论、运筹学 准时生产（准时生产（Just In Time)全面质量管理（全面质量管理（Total Quality Management）1.1 制造技术的基本概念与发展概况第28页，本讲稿共82页5）现代制造发展时期）现代制造发展时期20世纪世纪80年

19、代以来，计算机、信息技术、通讯技术年代以来，计算机、信息技术、通讯技术计算机辅助设计（计算机辅助设计（Computer Aided Design)计算机辅助制造计算机辅助制造(Computer Aided Manufacturing)计算机辅助工艺规划计算机辅助工艺规划(Computer Aided Planning)物料需求计划物料需求计划(Material Requirement planning)企业资源计划企业资源计划(Enterprise Resource Planning)产品数据管理产品数据管理(Product Data management)并行工程（并行工程（Concurre

20、nt Engineering)精益生产（精益生产（Lean Production)1.1 制造技术的基本概念与发展概况第29页，本讲稿共82页1.1.6 1.1.6 现代制造及其技术的发展现代制造及其技术的发展 2020世纪下世纪下8080年代以来，各个国家、各个地区由于年代以来，各个国家、各个地区由于发展经济和增强国防的需要，也由于剧烈的市场竞争发展经济和增强国防的需要，也由于剧烈的市场竞争的刺激，纷纷将传统的制造技术与新发展起来的科技的刺激，纷纷将传统的制造技术与新发展起来的科技成就相结合，发展了现代制造技术。这些新兴的科技成就相结合，发展了现代制造技术。这些新兴的科技成就主要包括：成就主

21、要包括：微电子技术、信息技术与计算机技术；微电子技术、信息技术与计算机技术；自动化与自动控制技术；自动化与自动控制技术；人工智能技术；人工智能技术；现代设计理论与技术；现代设计理论与技术；材料加工、成形的新技术；材料加工、成形的新技术；现代管理科学与技术现代管理科学与技术。1.1 制造技术的基本概念与发展概况第30页，本讲稿共82页现代制造技术发展特点：现代制造技术发展特点：1.1 1.1 制造技术的基本概念与发展概况制造技术的基本概念与发展概况v生产规模：小批量生产规模：小批量 少品种少品种 大批量大批量 多品种变批量多品种变批量v生产方式：劳动密集型生产方式：劳动密集型 设备密集型设备密集

22、型 信息密信息密 集型集型 知识密集型变化。知识密集型变化。v制造装备：手工制造装备：手工 机械化机械化 单机自动化单机自动化 刚性刚性 自动线自动线 柔性自动线柔性自动线 智能自动化。智能自动化。第31页，本讲稿共82页v制造技术和工艺方法：重视必不可少的辅助工序；重视工艺装备；重视物流、检验、包装及储藏；吸收微电子、计算机和自动化等成果。v引入工业工程和并行工程概念，引入先进的管理模式，使制造技术包含物质流、能量流和信息流。1.1 1.1 制造技术的基本概念与发展概况制造技术的基本概念与发展概况第32页，本讲稿共82页1.2 211.2 21世纪制造业的主要特点世纪制造业的主要特点1.2.

23、1 211.2.1 21世纪制造业的市场特征世纪制造业的市场特征 1 2 3 4 5不确不确定性定性市场的市场的国际化国际化和全球和全球化化新兴产新兴产业的崛业的崛起起 市场动市场动态态/非均非均衡衡虚拟市虚拟市场和代场和代理制理制第33页，本讲稿共82页1.2.2 211.2.2 21世纪的产品特征世纪的产品特征1.2 21世纪制造业的主要特点 1 2 3 4 5未来产未来产品的内品的内涵涵产品的产品的个性化个性化和多样和多样化化产品寿产品寿命周期命周期趋短趋短智能化智能化绿色是绿色是未来产未来产品的必品的必备特征备特征第34页，本讲稿共82页1.2.3 1.2.3 未来制造型企业的特征未来

24、制造型企业的特征1.2 211.2 21世纪制造业的主要特点世纪制造业的主要特点v1)1)满足顾客的个性需求满足顾客的个性需求v2)2)工艺、设备和工厂的可重构性工艺、设备和工厂的可重构性v3)3)人力资源是未来企业资源的核心要素人力资源是未来企业资源的核心要素v4)4)制造企业全球化特征制造企业全球化特征v5)5)虚拟企业和团队能力建设虚拟企业和团队能力建设v6)6)企业文化氛围的形成和创新企业文化氛围的形成和创新v7)7)本土化是本土化是2121世纪企业的重要特征世纪企业的重要特征第35页，本讲稿共82页1.2.4 我国未来制造业的特点1 1制造业走向高技术化2 2制造业的产品日益多样化3

25、 3制造业企业对市场反应敏捷化4 4制造业全球化1.2 211.2 21世纪制造业的主要特点世纪制造业的主要特点第36页，本讲稿共82页1.3 211.3 21世纪制造业面临的挑战世纪制造业面临的挑战v1)1)快速响应市场能力的挑战快速响应市场能力的挑战全部制造环节全部制造环节并行的实现并行的实现v2)2)打破传统经营所面临的组织、地域和时间打破传统经营所面临的组织、地域和时间壁垒的挑战壁垒的挑战技术资源的集成技术资源的集成 v3)3)信息时代的挑战信息时代的挑战信息向知识的转变信息向知识的转变1.3.1 211.3.1 21世纪制造业面临的挑战世纪制造业面临的挑战 美国国家科学研究委员会对美

26、国国家科学研究委员会对20202020年制造业提出了年制造业提出了6 6大挑战：大挑战：第37页，本讲稿共82页v4)4)有限的资源和日益增长环保压力的挑战有限的资源和日益增长环保压力的挑战可持续发展可持续发展v5)5)制造全球化和贸易自由化的挑战制造全球化和贸易自由化的挑战可可重组工程重组工程v6)6)技术创新的挑战技术创新的挑战全新制造工艺和产全新制造工艺和产品的开发品的开发1.3 211.3 21世纪制造业面临的挑战世纪制造业面临的挑战第38页，本讲稿共82页（1 1）我国机械制造业的发展我国机械制造业的发展1.3.2 1.3.2 我国机械制造业的发展与差距我国机械制造业的发展与差距1.

27、3 211.3 21世纪制造业面临的挑战世纪制造业面临的挑战 从2002年起，我国机械工业经历了近5年的超高速增长期，每年工业总产值增长幅度都达到了25%以上，经过“十五”期间的高速发展，我国已成为机械产品生产大国。2008年世界500强（制造业）宝钢 259 一汽 303 联想 499第39页，本讲稿共82页v2009年中国汽车产量已超过日本、美国和德国，位居世界第一。2009年 2008年 日本：793 1156万辆 中国：1379 934 美国：571 870 德国：520 604 1.3 211.3 21世纪制造业面临的挑战世纪制造业面临的挑战第40页，本讲稿共82页（2）我国机械制造

28、业存在的差距我国机械制造业存在的差距 1）在产业结构上，中国的技术密集型产业明显落后于工业发达的大国，仍停留在以数量换质量的水平。中国是中国是制造大国制造大国，但不是，但不是制造强国。制造强国。与美、德、日等工业发达大国相比，中国制造业差距至少在15-20年以上。1=？1.3 211.3 21世纪制造业面临的挑战世纪制造业面临的挑战第41页，本讲稿共82页1.3 211.3 21世纪制造业面临的挑战世纪制造业面临的挑战2 2）在生产经营规模上，在全球）在生产经营规模上，在全球500500家最大的工业企业家最大的工业企业中，美国超过中，美国超过30%30%，日本占，日本占27%27%。3 3）在

29、新技术新产品研发能力上，）在新技术新产品研发能力上，20002000年中国研发总年中国研发总投入亿美元，占国内生产总值的，而西投入亿美元，占国内生产总值的，而西门子公司每年的研发投入即达亿美元。门子公司每年的研发投入即达亿美元。4)4)企业生产管理技术落后，我国大部分企业的生产管企业生产管理技术落后，我国大部分企业的生产管理依旧停留在过去计划经济管理方式上，先进管理理依旧停留在过去计划经济管理方式上，先进管理模式和手段未能得到实施。模式和手段未能得到实施。第42页，本讲稿共82页1.4 1.4 先进制造技术的提出和进展先进制造技术的提出和进展1.4.1 1.4.1 先进制造技术（先进制造技术（

30、AMTAMT）的提出）的提出AMT首先由美国于20世纪80年代末提出。2020世纪世纪7070年代年代2020世纪世纪8080年代年代东芝事东芝事件件19911991白宫白宫1993 1993 硅谷硅谷第43页，本讲稿共82页1.4 1.4 先进制造技术的提出和进展先进制造技术的提出和进展1.4.2 1.4.2 各国先进制造技术（各国先进制造技术（AMTAMT）的发展）的发展1 1 美国美国AMTAMT计划计划(1)(1)为美国工人创造更多的高技术、高工资的就业机为美国工人创造更多的高技术、高工资的就业机 会，促进美国经济增长。会，促进美国经济增长。(2)(2)不断提高能源效益，减少污染，创造

31、更加清洁的环境。不断提高能源效益，减少污染，创造更加清洁的环境。(3)(3)使美国的私人制造业在世界市场上更具有竞争力，保使美国的私人制造业在世界市场上更具有竞争力，保持美国的竞争地位。持美国的竞争地位。(4)(4)使教育系统对每位学生进行更具有挑战性的教育。使教育系统对每位学生进行更具有挑战性的教育。(5)(5)鼓励科技界把确保国家安全以及提高全民生活质量作鼓励科技界把确保国家安全以及提高全民生活质量作为核心目标。为核心目标。第44页，本讲稿共82页1.4 先进制造技术的提出和进展1.4.2 各国先进制造技术（AMT）的发展1 1 美国制造技术中心计划美国制造技术中心计划 政府与企业在共同发

32、展制造技术上进行密切合作，政府与企业在共同发展制造技术上进行密切合作，针对美国针对美国3535万家中小企业，帮助他们掌握先进技术万家中小企业，帮助他们掌握先进技术.该计划要求在每个地区设立一个制造技术中心，为该计划要求在每个地区设立一个制造技术中心，为中小企业展示新的制造技术和装备，组织不同类型中小企业展示新的制造技术和装备，组织不同类型的培训，帮助企业了解和选用最新的或最适合于他的培训，帮助企业了解和选用最新的或最适合于他们使用的技术和装备。们使用的技术和装备。19941994在全美共计建立了约在全美共计建立了约3030个制造技术中心。个制造技术中心。第45页，本讲稿共82页 v汽车汽车 2

33、mm 2mm 工程，使轿车车身精度达到丰田水平工程，使轿车车身精度达到丰田水平v1994 1994 年，美国汽车产量重新超过日本，重新占领欧、美市场年，美国汽车产量重新超过日本，重新占领欧、美市场v美美国国InterInter公公司司成成为为世世界界最最大大的的芯芯片片制制造造商商（在在此此之之前前芯芯片片生生产产也也不不敌敌日日本本，包包括括海海湾湾战战争争中中大大出出风风头头的的“爱爱国国者者”导导弹弹上上使使用用的的芯芯片片也也是是日日本本制造的）制造的）v2020世纪世纪9090年代，经济持续增长，失业率降低到历史最低水平年代，经济持续增长，失业率降低到历史最低水平v提出了一系列先进制

34、造技术的新理论、新思想，如：提出了一系列先进制造技术的新理论、新思想，如：CECE，LPLP，AMAM，效果显著效果显著1.4 先进制造技术的提出和进展第46页，本讲稿共82页爱国者导弹1.4 先进制造技术的提出和进展第47页，本讲稿共82页1.4 先进制造技术的提出和进展2 2 日本的智能制造技术计划日本的智能制造技术计划 自二次世界大战之后，日本在数控机床、机器人、精自二次世界大战之后，日本在数控机床、机器人、精密制造、微电子工艺领域取得了世界领先的进展。密制造、微电子工艺领域取得了世界领先的进展。1987 1987年，日本十位工业界代表着手一项五年规划，讨年，日本十位工业界代表着手一项五

35、年规划，讨论日本制造业的未来，主题是智能制造技术计划。该规划论日本制造业的未来，主题是智能制造技术计划。该规划的核心是如何将分散的制造单元变成有机的整体。的核心是如何将分散的制造单元变成有机的整体。19891989年通产省，提出制造业核心技术的智能制造系统，很快年通产省，提出制造业核心技术的智能制造系统，很快得到美国、西欧得到美国、西欧 、加拿大等国的响应。、加拿大等国的响应。19901990年已组成年已组成了一个拥有了一个拥有8080多个公司的集团，形成了一个大型的国际多个公司的集团，形成了一个大型的国际研究项目。研究项目。FANUC FANUC 公司生产的公司生产的 数控系统装置数量就占世

36、数控系统装置数量就占世界市场的一半。界市场的一半。第48页，本讲稿共82页3 3 欧共体与美日的抗衡途径欧共体与美日的抗衡途径1.4 先进制造技术的提出和进展 西欧制造业已明显受到来自美国和日本的压力，他西欧制造业已明显受到来自美国和日本的压力，他们清楚地知道：如果欧洲共同体成员保持各自分离的们清楚地知道：如果欧洲共同体成员保持各自分离的市场，那将无法同美日抗衡。市场，那将无法同美日抗衡。为此，欧共体各国政府与企业界共同掀起了一为此，欧共体各国政府与企业界共同掀起了一场旨在通过场旨在通过“欧共体统一市场法案欧共体统一市场法案”的运动，并制定了的运动，并制定了“尤里卡计划尤里卡计划”、“欧洲信息

37、技术研究发展战略计划欧洲信息技术研究发展战略计划”、和和“欧洲工业技术基础研究欧洲工业技术基础研究”等一系列发展计划。等一系列发展计划。第49页，本讲稿共82页v “尤里卡计划尤里卡计划”：19881988年用年用5 5亿美元资助涉及亿美元资助涉及1616个欧洲国家中个欧洲国家中600600家公司的家公司的165165个合作性高科技个合作性高科技研究开发项目。研究开发项目。v “欧洲信息技术研究国家发展战略计划欧洲信息技术研究国家发展战略计划”：在在1313个成员国个成员国55005500名研究人员提供了资助。把名研究人员提供了资助。把CIMCIM中信息集成技术的研究列为五大重点项目之一。中信

38、息集成技术的研究列为五大重点项目之一。v “欧洲工业技术基础研究计划欧洲工业技术基础研究计划”：1991-19941991-1994年年期间计划投资期间计划投资7.487.48亿欧洲货币单位，资助材料、亿欧洲货币单位，资助材料、制造加工、设计以及复杂工厂系统运作方式等方制造加工、设计以及复杂工厂系统运作方式等方面的研究。面的研究。v1994-19991994-1999年间投入年间投入15401540亿欧洲货币单位，用于西亿欧洲货币单位，用于西欧汽车工业。欧汽车工业。1.4 先进制造技术的提出和进展第50页，本讲稿共82页1.4 先进制造技术的提出和进展4 4 我国先进制造技术的发展情况我国先进

39、制造技术的发展情况 1995年5月中共中央关于加速科技进步的决定中指出，要重点开发推广电子信息技术、先进制造技术、节能降耗技术、清洁生产和环保等共性技术。国家自然科学基金会近年来已将不少经费投入先进制造技术发展的基础性研究，组织开展了“先进制造技术基础优先领域战略研究”。在此基础上，加大了对发展先进制造技术的支持，提出了先进制造技术重大项目，目前已开始付诸实施。第51页，本讲稿共82页“十五十五”规划中确定的八个最具战略影响的领域规划中确定的八个最具战略影响的领域:1)1)信息技术信息技术 2)2)生物技术生物技术 3)3)新材料技术新材料技术 4)4)先进制造与自动化技术先进制造与自动化技术

40、 5)5)资源环境技术资源环境技术 6)6)航空航天技术航空航天技术 7)7)能源技术能源技术 8)8)先进防御技术先进防御技术其中，先进制造与自动化技术又是实现各种高新技其中，先进制造与自动化技术又是实现各种高新技术的保障技术。术的保障技术。1.4 1.4 先进制造技术的提出和进展先进制造技术的提出和进展第52页，本讲稿共82页1.5 1.5 先进制造技术的内涵及体系结构先进制造技术的内涵及体系结构1.5.1 1.5.1 先进制造技术的内涵和特点先进制造技术的内涵和特点什么是先进制造技术？什么是先进制造技术？先进制造技术是制造业不断吸收信息技术和现代管理技术的成果，并将其综合应用于产品设计、

41、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，提高对动态多变的市场的适应能力和竞争能力的制造技术的总称。第53页，本讲稿共82页v先进制造技术的目标是提高制造业对市场的先进制造技术的目标是提高制造业对市场的适应能力和竞争力；适应能力和竞争力；v先进制造技术的核心是信息技术、现代管理先进制造技术的核心是信息技术、现代管理技术与制造技术的有机结合；技术与制造技术的有机结合；v先进制造技术特别强调信息技术、现代先进制造技术特别强调信息技术、现代管理技术在整个制造过程中的综合应用管理技术在整个制造过程中的综合应用1.5 1.5 先进制造技术的内涵及体系

42、结构先进制造技术的内涵及体系结构对上述定义进行分析，可归纳出如下要点：对上述定义进行分析，可归纳出如下要点：第54页，本讲稿共82页1.5 1.5 先进制造技术的内涵及体系结构先进制造技术的内涵及体系结构先进制造技术的特点先进制造技术的特点集成性系统性动态性先进性广泛性实用性第55页，本讲稿共82页1.5 1.5 先进制造技术的内涵及体系结构先进制造技术的内涵及体系结构1.5.2 先进制造技术的体系结构1 美国机械科学研究院:多层次技术群2 FCCSET先进制造技术体系结构3 国内学者对FCCSET改进和充实第56页，本讲稿共82页1.5.2先进制造技术的体系结构1 1 美国美国机械科机械科学

43、研究学研究院院 :多多层次技层次技术群术群优质、高效、低耗、清洁基础制造技术CADCAMNC技术ROBOTFMC清洁生产技术质量与可靠性CE系统管理技术MRPCIMSIMSAM集成技术新型产业及市场需求带动（重大装备、高新技术产业、社会协调发展）系统工程及管理科学信息技术 新材料技术新能源技术第二个层次是新型的制造单元技术。如制造业自动化单元技术、极限加工技术、质量与可靠性技术、系统管理技术、CADCAM、清洁生产技术、新材料成形加工技术、激光与高密度能源加工技术、工艺模拟及工艺设计优化技术等。第一个层次是优质、高效、低耗、清洁基础制造技术。包括精密下料、精密塑性成形、精密铸造、精密加工、精密

44、测量、毛坯强韧化、精密热处理、优质高效连接技术、功能性防护涂层及各种与设计有关的基础技术、各种现代管理技术。第三个层次是先进制造集成技术。这是应用信息技术和系统管理技术，通过网络与数据库对上述两个层次的技术集成而形成的，如FMS、CIMS、IMS以及虚拟制造技术等。第57页，本讲稿共82页1.5 1.5 先进制造技术的内涵及体系结构先进制造技术的内涵及体系结构2 2 美美国国联联邦邦政政府府科科学学、工工程程和和技技术术 协协 调调 委委 员员 会会（FCCSETFCCSET）于于19941994年年提提出出AMTAMT的的分分类类目目录录，指指出出 “AMT AMT 是是制制造造技技术术和和

45、现现代代高高技技术术结结合合而而产产生生的的一一个个完完整整的的技术群技术群”。第58页，本讲稿共82页1.5 1.5 先进制造技术的内涵及体系结构先进制造技术的内涵及体系结构v 主体技术群主体技术群 1)1)面向制造的设计技术群面向制造的设计技术群 设计技术对新产设计技术对新产品的开发和生产费用、产品质量以及新产品上市品的开发和生产费用、产品质量以及新产品上市时间都有很大的影响。为提高产品和工艺设计的时间都有很大的影响。为提高产品和工艺设计的效率及质量，必须采用效率及质量，必须采用系列先进的工具系列先进的工具(如如CADCAD系统、系统、CAECAE软件等软件等)。2)2)制造工艺技术群制造

46、工艺技术群 又称加工和装配技术群，又称加工和装配技术群，是指用于物质产品生产的过程和设备是指用于物质产品生产的过程和设备。第59页，本讲稿共82页1.5 1.5 先进制造技术的内涵及体系结构先进制造技术的内涵及体系结构v 支撑技术群支撑技术群 支撑技术指支持设计和制造工艺两方面取得支撑技术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，是保证和改善主体技进步的基础性核心技术，是保证和改善主体技术协调运行所需的技术、工具、手段和系统集术协调运行所需的技术、工具、手段和系统集成的基础技术。成的基础技术。支撑技术群包括：支撑技术群包括：信息技术信息技术 标准和框架标准和框架 机床和工具技术机床和

47、工具技术 传感器和控制技术传感器和控制技术 第60页，本讲稿共82页1.5 1.5 先进制造技术的内涵及体系结构先进制造技术的内涵及体系结构v制造技术基础设施制造技术基础设施 使先进制造技术适用于具体企业应用环境，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基础充分发挥其功能，取得最佳效益的一系列基础指施，是使先进制造技术与企业组织管理体制指施，是使先进制造技术与企业组织管理体制和使用技术的人员协调工作的系统过程，是先和使用技术的人员协调工作的系统过程，是先进制造技术生长和壮大的机制和土壤。进制造技术生长和壮大的机制和土壤。第61页，本讲稿共82页3 3 国内学者

48、国内学者对对FCCSETFCCSET改改进和充实进和充实1.5 1.5 先进制造技术的内涵及体系结构先进制造技术的内涵及体系结构1.5.2 先进制造技术的体系结构第62页，本讲稿共82页v(1)(1)现代制造工程设计技术群现代制造工程设计技术群 包括所有与产品和包括所有与产品和工艺设计有关的技术工艺设计有关的技术v(2)(2)制造系统管理技术群制造系统管理技术群 包括与企业管理有关的各包括与企业管理有关的各种技术种技术v(3)(3)物料处理和设备技术群物料处理和设备技术群 是研究与物料处理过是研究与物料处理过程和与物流直接相关的各项技术程和与物流直接相关的各项技术v(4)(4)相关支撑技术群相

49、关支撑技术群 是制造工程科学的理论基础，是制造工程科学的理论基础，是三大主体技术群赖以生存并不断取得进步的相关是三大主体技术群赖以生存并不断取得进步的相关技术。技术。1.5 1.5 先进制造技术的内涵及体系结构先进制造技术的内涵及体系结构第63页，本讲稿共82页1.5 1.5 先进制造技术的内涵及体系结构先进制造技术的内涵及体系结构1.5.3 先进制造技术的分类先进制造工艺加工自动化现代生产管理先进制造生产模式及系统 现代设计技术13245第64页，本讲稿共82页1.6 1.6 先进制造技术发展趋势先进制造技术发展趋势 随着电子信息等高新技术的发展以及随着电子信息等高新技术的发展以及市场需求个

50、性化与多样化，市场需求个性化与多样化，先进制造先进制造技术正在向技术正在向精密化、柔性化、精密化、柔性化、网络化、网络化、虚拟化、虚拟化、智能化、清洁化、智能化、清洁化、集成化、集成化、全球化全球化的方向发展。的方向发展。第65页，本讲稿共82页1.6 1.6 先进制造技术发展趋势先进制造技术发展趋势1 1 制造自动化技术向纵深方向发展制造自动化技术向纵深方向发展 2 2 传统制造技术不断改进，新型制造技术迅速发展传统制造技术不断改进，新型制造技术迅速发展 3 3 精密制造技术将在制造技术中占有突出的位置精密制造技术将在制造技术中占有突出的位置5 5 信息技术、管理技术与工艺技术紧密结合信息技