先进制造技术范围.doc

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1、一、 填空题1. 现代集成制造系统（CIMS）中，是以提高企业新产品开发的T、Q、C、S、E水平，从而提高企业的市场应变能力和竞争能力，其中T、Q、C、S、E的含义分别是 时间 、 质量 、 成本 、 服务 和 环境 。2. CAD/CAM信息集成方式有 专用格式文件集成 、 中性数据文件集成 和 工程数据库集成 。3. MRPII是指 制造资源计划 ，而ERP是指 企业资源计划 ，其核心思想完全按用户需求制造。4. 成组技术是在 多品种 、 中小 批量的生产实践中产生的。成组技术的核心和关键是按照一定的 相似性 准则对产品零件的分类成组。5. 所谓专家系统就是一种在 特定 的领域内具有专家水

2、平的计算机程序系统。6. 成组技术就是将许多各不相同，但又具有 相似性 的事物，按照一定的准则分类成组。7. 优化设计的三要素是： 目标函数 、 设计变量 和 约束条件 。8. 典型FMS的三个子系统是： 加工系统 、 运储系统 、 计算机控制系统 。9. 从硬件形式看，FMS是由 加工 系统、 物料运储 系统及计算机控制系统所组成的制造系统。10. 工业机器人一般由 机械系统 、 控制系统 、 驱动系统 和 智能系统 等几部分组成。11. 参数化实体造型中的关键是 几何约束 关系的提取和表达、几何约束的求解以及 参数化 几何模型的构造。12. 绿色制造技术是指在保证产品的功能、质量、成本的前

3、提下，综合考虑 环境影响 和 资源效率 的现代制造模式。13. 虚拟制造技术是以 信息技术 、 仿真技术 、 虚拟现实技术 为支持，在产品设计或制造系统的物理实现之前，就能使人体会到或感受到未来产品的性能或者制造系统的状态，从而可以作出前瞻性的决策与优化实施方案。14. 现代集成制造技术的发展趋势表现为： 集成化 、 数字化/虚拟化 、 网络化 、 柔性化 、 智能化 、 绿色化 。15. 微细加工中的三束加工是指 电子束 、 离子束 、 激光束 。16. 快速原型制造常用的工艺方法包括 光固化成形 、 叠层实体制造 、 选择性激光烧结 和 熔融沉积制造 。17. 所谓工艺决策，是指根据 设计

4、 信息，利用工艺经验和具体的生产环境条件，确定产品的工艺过程。18. CIMS系统的三要素： 人 、 经营 、 技术 。19. 先进制造技术包含 主体技术群 、 支撑技术群 和 制造技术环境 三个技术群。二、 名词解释1. 现代集成制造系统（Contemporary Integrated Manufacturing Systems,简称CIMS）答：系统论思想指导下的基础信息化、信息集成、并行工程、虚拟制造技术和敏捷制造技术的综合集成应用，目标是提高企业的竞争能力。CIMS具有集成化、数字化、网络化、敏捷化、智能化和绿色化等特征（六化特征）。2. 计算机集成制造系统（Computer Inte

5、grated Manufacturing Systems,简称CIMS）答：CIMS通过计算机硬件、软件，并综合运用现代管理技术，制造技术，信息技术，自动化技术，系统工程技术，将其也称产权过程中有关人，技术，经营管理三要素及其信息流，物料流与资金流有机的集成并优化运行的一个复杂大系统。3. 敏捷制造（Agile Manufacturing,简称AM）答：面对多变的市场，通过资源（广义）重构，利益和风险共享，实现响应快，柔性好为顾客提供满意的产品和服务的一种制造模式，其表现形式：企业间动态战略联盟，企业间集成，社会全球资源重构等。4. 管理信息系统：答：是一个以人为主导，利用计算机的硬件、软件、

6、网络通信设备以及其他办公设备，进行信息收集、传输、加工、存储、更新和维护，以提高企业竞争力、提高效益和效率为目的，支持企业高层决策、中层控制、基层动作的集成化的人机系统。5. 智能制造答：智能制造技术是指在制造工业的各个环节，以一种高度柔性与高度集成的方式，通过计算机模拟人类专家的智能活动，进行分析、判断、推理、构思和决策，旨在取代或延伸制造环境中人的部分脑力劳动，并对人类专家的制造智能进行收集、存储、完善、共享、继承与发展的技术。其特点是制造系统的自组织能力、自律能力、自学习和自维护能力以及整个制造环境的智能集成。6.精益生产（Lean Manufacturing,简称LM）答：精益生产利用

7、杜绝浪费和无间断的作业流程而非分批和排队等候的一种生产方式，精益生产就是及时制造，消灭故障，消除一切浪费，向零缺陷、零库存进军，精益生产是衍生自丰田生产方式的一种管理哲学。7. 可靠性设计答：可靠性是指产品在规定的条件和规定的时间内，完成规定功能的能力。可靠性设计是指将可靠性及相关指标定量化，从而使设计具有可操作性，用以指导产品开发过程，可靠性设计的常用指标包括：产品的工作能力、可靠度、失效率、平均寿命。8. 虚拟样机技术答：虚拟样机技术是以并行工程思想为指导，建模仿真理论为核心，以各领域CAX（如CAD、CAM、CAE等）/DFX（如DFA、DFM等）/仿真为工具的一种综合应用技术。9. 工

8、业生态学答：工业生态学描述的是一种工业仿生系统，它通过模仿生态系统物与物之间的关系来实现工业系统的可持续发展，该系统中一种工业活动的废物（产出）是另一种工业活动的原材料（投入）。10. 产品的可回收性设计答：产品报废后的回收利用能有效的节省原材料，减少废弃物对环境的危害。即在产品设计时，就考虑到产品未来的回收及再利用问题，从而大大提高产品、零件的回收利用率，节省资源和能源，并对环境影响最小。可回收性设计主要包括：可回收材料及标志、回收工艺及方法、回收经济型及可回收产品及零部件的结构设计等等。11. 物料需求计划MRP（Material Requirement Planning）答：根据客户订单

9、制定各产品的排产计划（主生产计划），根据产品结构、制造工艺流程、产品交货期及库存状态等信息由计算机编制出各个时间段各种物料的生产和采购计划。12. 产品数据管理（PDM）答：PDM是建立在关系型数据库管理系统基础上的面向对象的产品数据管理应用系统，是管理所有与产品相关的信息和过程的技术。它主要包括电子资料室及文档管理、产品配置管理、工作流程管理、分类及检索和项目管理功能。13. 并行工程答：并行工程即concurrent engineering，简称CE，是集成地、并行的设计产品及其零部件和相关各种过程（包括制造过程和相关过程）的一种系统方法。换句话说，就是融合公司的一切资源，在设计新产品时就

10、前瞻性的考虑和设计与产品的全生命周期有关的过程，在设计阶段就预见产品的制造、装配、质量检测、可靠性、成本等各种因素。14. 模块化设计答：通过对一定范围内功能不同或功能相同而性能和规格不相同产品进行功能分析，从而划分和设计出一系列功能模块，通过模块的组合和选择，构成不同的产品，以满足市场不同需求的设计方法。15. 特种加工技术答：特种加工亦称“非传统加工”，或“现代加工方法”，泛指用电能、热能、光能、化学能、电化学能、声能及特殊机械能等能量达到去除或增加材料的加工方法，从而实现材料被去除、变形、改变性能及被镀覆等。16. 制造技术答：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

11、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术的总称。17. 成组技术（Group Technology,简称GT）答：将企业生产的多种产品、部件和零件，按照一定的相似性准则分类成组，并以这种分组为基础生产的全过程，从而实现产品设计、制造和生产管理的合理化及高效益。18. 反求工程（RE）答：以已有产品为基础，进行消化、吸收并进行创新改进，使之成为再新产品的一种开发模式。三、 问答题问答题1.什么是并行工程（CE）其本质特征如何？ 并行工程是集成地、并行地设计产品及其相关过程（包括制造过程和支持过程）的系统方法。这种方法要求产品开发人员在一开始就考虑产品整个生命周期中从

12、概念形成到产品报废的所有因素，包括质量、成本、进度计划和用户要求。并行工程的目标为提高质量，降低成本，缩短产品开发周期和产品上市的时间。 并行工程的本质特征：在任务开始进行的早期阶段（规划设计阶段）就要考虑任务全生命周期内可能出现的各种问题，例如在产品设计阶段就要解决好产品的可加性、可装配性、可检测性、可维修性以及废物处理的方便性和环保问题等。并行工程强调面向任务，要求系统集成，整体优化 2.CAD/CAM信息集成方式（1）专用格式文件方式特点：集成原理简单，接口程序易于实现，运行效率高。但需要设计较多的专用格式转换接口，小范围结构简单的CAD/CAM系统信息集成（2）中性数据文件集成方式特点

13、：数据转换接口数少，便于应用系统的开发和使用。是目前CAD/CAM集成系统应用较多的有效方法之一。（3）工程的数据库集成方法特点：各子系统通过用户接口直接存取或操作数据库。大大提高了集成系统的运行速度，提高了系统集成化程度。3简述现代集成制造系统（CIMS）定义，特征及相互之间的关系系统论思想指导下的基础信息化，信息集成，并行工程，虚拟制造技术和敏捷制造技术CIMS具有集成化、数字化、网络化、敏捷化、智能化和绿色化等特征，其中，集成化是核心；数字化，网络化是集成化的基础；敏捷化是集成化的结果；智能化既是集成化的结果，也是提高集成系统性能的技术基础；绿色化则是集成化外延的进一步拓展。 4.产品生

14、命周期分析 生命周期评价是产业生态学的核心内容之一，是评价一个产品系统生命周期整个阶段-从原材料的提取和加工，到产品生产、包装、市场营销、使用、再使用和产品维护，直至再循环和废物处置。进行全面的环境影响情况评估工具，基本质量检查，识别，评估某种材料，某个生产过程，某种产品或系统在整个生命周期中的环境影响，是一种系统化，定量化的评价方法，是一种重视环境的评价方法。生命周期评价面向的是产品系统，因此也是一种提高竞争力的服务。5什么是企业经营计划？经营计划决策的形式有那些？宏观计划，从企业的经营目标、决策、经营形式、市场开发、销售方式、产品预研等方面的计划开始，直至宏观生产计划，制造资源计划，劳动力

15、计划，环境/组织/技术改造计划以及各种成本和资金投入计划等，各计划之间有一定的依赖关系。经营计划决策的形成：（1）结构化：能够用明确的语言说明和描述（2）半结构化：采用运筹学，专家系统等实现（3）非结构化：难以用语言描述，只能凭直觉经验加以判断和控制。6. 简述创造领域内的虚拟企业类型 （1）面向产品生产的虚拟企业 在这种虚拟企业中，盟主一级有自己的产品，有一定的设计能力。盟主为了追求无限生产力，或为了满足用户的特殊需求，须在自己的生产、设计能力所及范围以外征求盟友，组成动态联盟，以实力利用其它企业的生产、设计能力，在最短的时间内，最快响应市场的需求。 （2）面向产品开发的虚拟企业 这是针对新

16、产品开发所组成的动态联盟，其目的在于充分利用设计能力，在较短的时间内，以最低的成本，开发出市场所需的产品 （3）面向设备服务的虚拟企业 这是针对一些专用重要设备而组成的动态联盟，其目的是充分利用联盟内资源，减少重要投资，降低生产成本。7.简述先进制造技术的定义，学科内容。先进制造技术是传统制造业不断地吸收机械、信息、材料及现代管理技术等方面最新的成果，并将其综合应用于产品开发与设计、制造、检测、管理及售后服务的制造全过程，实现优质、高效、低耗、清洁、敏捷制造，并取得理想技术经济效果的前沿制造技术的总称。从本质上可以说，先进制造技术是传统技术、信息技术、自动化技术和现代管理技术等的有机融合。9.

17、什么是制造资源需求计划（MRP），论述实现MRP的目标，功能及特点是以MRP为核心，覆盖企业生产活动所有领域的集成生产管理系统目标：（1）保证计划生产所需的器材，材料及零件和产品，并向用户及时交货（2）维持较低的库存水平（3）有计划地协调生产活动，交货回程和采购计划MRP功能模型：（1）编制生产计划大纲（2）编制生产计划（3）设计物料需求计划（4）设计能力需求计划（5）编制车间作业计划（6）输入/输出的控制MRP的特点：优点：（1）计划编制采用滚动编织法，计划应变能力强（2）引入能力需求计划和反馈调整计划（3）更详细的编制能力需求计划和物料需求加护（4）与财务系统集成，实现物流，资金流，信息流

18、同步（5）与销售系统集成增强市场预见能力缺点：（1）能力计划及能力平衡的能力较弱（2）计划是确定的，无法预测或适应随机事件对计划的影响（3）对制造数据完备程度需求较高（4）不适应产品结构变化较频繁，批量小，品种多，结构复杂的产品10.论述可持续发展的基本内容 从经济学的角度出发，对可持续发展的一般理解为：在环境得以持续发展的制造条件下，使环境资源的利用效益达到最大化。从社会学的角度出发，可持续发展被定义“为“改进人类的生活质量，同时不要超过支持发展的生态系统的承受力。” 从生态学的角度出发，可持续发展被定义为寻找一种最佳的生态体系和土地利用的空间结构，以支持僧台的完整性和人类愿望的实现，是环境

19、的持续性达到最大从地理学角度出发，所强调的是区域可持续发展，并认为可持续发展的核心是”人与地球“的关系从工业技术的角度出发，可持续发展就是指借助各种技术手段，在产品寿命循环全过程的各个环节中采取措施，使产品在其生产，使用以及回收中节省能源和资源，减少和清除环境污染，并保护劳动者的健康和安全11.数据库系统在CIMS中的作用和地位数据库系统是支持CIMS各个分系统，覆盖企业全部信息的数据存储和管理系统，它是逻辑上同一，物理上分布的全局数据库管理系统，可以实现企业数据和信息集成。数据库系统提供了定义数据结构和方便的对数据进行操纵的功能;具有安全控制功能，保证了数据安全性;提供完整性控制，保证数据正

20、确性和一致性，提供并发控制，保证多个用户操作数据库数据的正确性，所以数据库技术是管理数据，实现共享的最通用的方法12、什么是高速加工加工技术，简述高速切削理论及关键技术？高速加工加工技术，采用超硬材料的刀具和磨具，能可靠地实现高速运动的自动化制造设备，极大地提高材料切除率，并保证加工精度和加工质量的现代制造加工技术。高速切削理论：一定的工件材料对应有一个临近切削速度，在该切削速度下切削温度最高。高速加工的优点：切削力低，热变形小，材料切除率高，高精度，减少工序刀具材料：硬质合金深层刀具，陶瓷刀具，聚晶金刚石刀具，立方氯化硼刀具。关键技术：高速主轴，快速进给系统，高性能的CNC控制系统，先进的机

21、床机构，高速切削的刀具系统。13.快速原型技术的基本过程快速原型技术使用离散分层的原理制作产品原型的总称，其原理为：产品三维CAD 分层离散 按离散后的平面几何信息逐层加工堆积原材料 生成实体模型该技术集成计算机技术，激光加工技术，新型材料技术于一体，依靠CAD软件，在计算机中建立三维实体模型，并将其切分为一系列平面的几何信息，以此控制光束的扫描方向和速度，采用粘结，聚合或化学反应等手段逐层有选择的加工原材料，从而快速的堆积制作产品实体模型14、论述先进制造工艺技术，发展现状与趋势。 定义：先进制造工艺技术就是机械制造工艺不断变化和发展后形成的制造工艺技术，包括了常规工艺经优化后的工艺，以及不

22、断出现和发展的新型加工方法。其主要技术体系有先进成形加工技术，现代表面工程技术等技术构成制造加工技术。发展现状：加工精度不断提高，加工速度得到提高，材料科学促进制造工艺变革，重大技术装备促进加工制造技术的发展，优质清洁表面工程技术获得进一步发展，精密成形技术取得较大发展，热成形过程的计算机模拟技术研究有一定发展。 发展趋势：从总体发展趋势看，优质、高效、低耗、敏捷、洁净是机械制造业永恒的追求目标，也是先进制造工艺技术的发展目标。21世纪，加工制造技术的热点和发展趋势大致是：先进精密超精密加工技术，特种加工技术。超高速切削及超高速磨削技术，微型机械加工技术 ，新一代制造装备技术及虚拟制造技术等。

23、15.分析CIMS和FMS的有哪些相同和不同的地方CIMS是自动化程度不同的多个子系统的集成。CIMS正是在这些自动化系统的基础上发展起来的，它根据企业的需求和经济实力，把各种自动化系统通过计算机实现信息集成和功能集成。当然，这些子系统也使用了不同类型的计算机，有的子系统本身也集成的柔性制造系统是以数控机床或加工中心为基础，配以物料传送装置组成的生产系统。该系统由电子计算机是实现自动控制，能在不停机的情况下，满足多产品的加工，柔性制造系统适合加工形状复杂，加工工序多，批量大的条件，其加工和物料传送柔性大，但人员柔性任然较低16、工业污染末端治理及问题 这一种仅着眼于末端治理即通过治理污染物达标排放的方法，虽能在一定时期内后在局部地方起到一定的作用，但并不能从根本上解决工业污染问题，其原因在于：末端治理技术总是滞后于污染的形成，末端治理方法不仅需要投资，而是是一些可以回收的资源得不到有效的回收利用而流失末端治理在许多情况下并不是治理污染，而是污染转移。