先进制造技术.ppt

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1、先进制造技术先进制造技术w w w.t u v.c o m先进制造技术条件下的先进制造技术条件下的 现代质量管理现代质量管理 w w w.t u v.c o m一、先进制造技术简介一、先进制造技术简介 先进制造技术（先进制造技术（Advanced Manufacturing Technology，AMT）是制造系统整体技术和制造）是制造系统整体技术和制造过程中局部环节所采用的单元技术的总和。其内过程中局部环节所采用的单元技术的总和。其内容分为以提高生产效率和快速响应市场需求变化容分为以提高生产效率和快速响应市场需求变化能力为目的和以满足特殊需求为目的的制造技术能力为目的和以满足特殊需求为目的的

2、制造技术 w w w.t u v.c o m 前者强调制造系统与制造过程的柔前者强调制造系统与制造过程的柔性化、集成化、智能化以适应多品种性化、集成化、智能化以适应多品种小批量的生产要求；后者是加工方法小批量的生产要求；后者是加工方法发生根本变化，如精密与超精密加工发生根本变化，如精密与超精密加工技术、微细与超微细加工技术、快速技术、微细与超微细加工技术、快速成形制造技术、电子束加工技术、离成形制造技术、电子束加工技术、离子束加工技术、化学加工技术，还有子束加工技术、化学加工技术，还有高速切削、强力磨削、砂带磨削、涂高速切削、强力磨削、砂带磨削、涂层刀具等等。层刀具等等。w w w.t u v

3、.c o m 二、先进制造技术的主要特点二、先进制造技术的主要特点 1、多学科交叉融合一体化多学科交叉融合一体化 先进制造先进制造技术是在学科、专业单一的传统制技术是在学科、专业单一的传统制造技术的基础上综合应用各种技术造技术的基础上综合应用各种技术于制造全过程，是多学科交叉、融于制造全过程，是多学科交叉、融合的新技术，例如，数控机床、电合的新技术，例如，数控机床、电子电力、微电子、传感器、计算机、子电力、微电子、传感器、计算机、自动控制新材料等许多学科技术的自动控制新材料等许多学科技术的综合。综合。w w w.t u v.c o m 2、制造科学与制造技术一体化制造科学与制造技术一体化 由于

4、信息由于信息技术等的融合和支撑，先进制造技术已经技术等的融合和支撑，先进制造技术已经进入计算机辅助制造的时代。利用计算机进入计算机辅助制造的时代。利用计算机分级网络监测、控制和管理制造系统各个分级网络监测、控制和管理制造系统各个阶段的工作，实现精益（阶段的工作，实现精益（Lean）、敏捷）、敏捷（Agile）、并行（）、并行（Concurrent）和柔性）和柔性（Flexible）的新型制造模式。）的新型制造模式。w w w.t u v.c o m 4、制造技术与管理技术一体化制造技术与管理技术一体化 生产规模的扩大及最佳技术经济生产规模的扩大及最佳技术经济效果的追求，使先进制造技术更效果的追

5、求，使先进制造技术更加重视技术与管理的结合，产生加重视技术与管理的结合，产生一系列技术与管理相结合的新的一系列技术与管理相结合的新的生产方式。生产方式。w w w.t u v.c o mw w w.t u v.c o m三、先进制造技术的发展趋势三、先进制造技术的发展趋势 1、集成化趋势集成化趋势。集成特性是先进。集成特性是先进制造系统的主要特点。集成的实制造系统的主要特点。集成的实质是强调制造系统的相关特性，质是强调制造系统的相关特性，通过优化制造系统的内部联系提通过优化制造系统的内部联系提高系统的运行效率高系统的运行效率 w w w.t u v.c o m 2、以顾客为中心以顾客为中心（C

6、ustomer Oriented）。当今和未来都是）。当今和未来都是强调个性化的时代。为了把握强调个性化的时代。为了把握市场，赢得市场竞争，制造系市场，赢得市场竞争，制造系统必须采取面向顾客的策略，统必须采取面向顾客的策略，即以顾客为中心组织生产。即以顾客为中心组织生产。w w w.t u v.c o m3、快速响应快速响应（Quick Response）在激烈的市场竞争中，谁先生产出在激烈的市场竞争中，谁先生产出市场需求的产品，谁就能占领市场市场需求的产品，谁就能占领市场的优势，就能获得丰厚的利润。因的优势，就能获得丰厚的利润。因此，先进制造系统的一个重要特性此，先进制造系统的一个重要特性就

7、是对市场的快速响应能力。就是对市场的快速响应能力。w w w.t u v.c o m4、满意质量满意质量（Satisfied Quality）。从世界）。从世界范围看，制造业经历了产品导向、制造导向、范围看，制造业经历了产品导向、制造导向、销售导向和发展到今天的市场导向阶段。随销售导向和发展到今天的市场导向阶段。随着制造业的发展，质量的含义一直发生着变着制造业的发展，质量的含义一直发生着变化。在市场竞争导向的今天，质量是恰当地化。在市场竞争导向的今天，质量是恰当地满足顾客全方位的需求。先进制造系统的满满足顾客全方位的需求。先进制造系统的满意质量特性即是恰当地满足顾客全方位和全意质量特性即是恰当

8、地满足顾客全方位和全产品生命周期内质量需求的特性。产品生命周期内质量需求的特性。w w w.t u v.c o m 5、绿色制造绿色制造（Green Manufacturing）。）。先进制造系统的绿色特性是指为了制造系先进制造系统的绿色特性是指为了制造系统的可持续发展，应尽可能减少能源和不统的可持续发展，应尽可能减少能源和不可再生资源的消耗，减少对环境、空气与可再生资源的消耗，减少对环境、空气与水的污染。随着全球环保意识的增强和制水的污染。随着全球环保意识的增强和制造资源的日益紧张，绿色化必将成为现代造资源的日益紧张，绿色化必将成为现代制造系统模式的一大特征。最近欧盟出台制造系统模式的一大特

9、征。最近欧盟出台的的WEEE 和和RoHS指令，就是对绿色制造指令，就是对绿色制造的强制性要求。的强制性要求。w w w.t u v.c o mw w w.t u v.c o m典型先进制造系统典型先进制造系统一一.计算机集成制造计算机集成制造 CIM（Computer Integrated Manufacturing)基本观点是：基本观点是：“企业生产的各个环节是一个不可企业生产的各个环节是一个不可分割的整体，从市场分析、产品设计、加工制造、分割的整体，从市场分析、产品设计、加工制造、经营管理到售后服务的全部生产活动要统一考虑。经营管理到售后服务的全部生产活动要统一考虑。”“整个制造过程实质

10、上是一个数据采集、传递整个制造过程实质上是一个数据采集、传递和加工处理的过程，最终形成的产品可看作是数和加工处理的过程，最终形成的产品可看作是数据的物质表现。据的物质表现。”这两个观点至今仍是这两个观点至今仍是CIM的核的核心部分，其实质内容是信息（数据）的集成。心部分，其实质内容是信息（数据）的集成。w w w.t u v.c o mCIMS是一种组织、管理与运行企业生是一种组织、管理与运行企业生产的现代制造系统，其宗旨是使企产的现代制造系统，其宗旨是使企业的产品质量好、成本低、上市快业的产品质量好、成本低、上市快和服务好，从而提高企业的市场竞和服务好，从而提高企业的市场竞争力：争力：w w

11、 w.t u v.c o m CIMS强调企业生产的各个环节，强调企业生产的各个环节，即市场分析、经营决策、管理、产即市场分析、经营决策、管理、产品设计、工艺规划、加工制造、销品设计、工艺规划、加工制造、销售、售后服务等全部活动过程，是售、售后服务等全部活动过程，是一个不可分割的有机整体，要从系一个不可分割的有机整体，要从系统的观点进行协调，进而实现全局统的观点进行协调，进而实现全局优化优化 w w w.t u v.c o m 企业生产活动中包括信企业生产活动中包括信息流（采集、传递和加工处息流（采集、传递和加工处理）、物料流、能量流三大理）、物料流、能量流三大部分。现代企业中尤其应重部分。现

12、代企业中尤其应重视信息的管理运行及信息流视信息的管理运行及信息流与物料流间的集成。与物料流间的集成。w w w.t u v.c o m CIM是基于现代管理技术、制造技术、信息技术、是基于现代管理技术、制造技术、信息技术、自动化技术、系统工程技术的一门综合性技术，它自动化技术、系统工程技术的一门综合性技术，它综合并发展了企业生产各环节有关的计算机应用技综合并发展了企业生产各环节有关的计算机应用技术，即计算机辅助经营管理与决策技术（术，即计算机辅助经营管理与决策技术（MRP、ERP等）、计算机辅助设计与制造技术（等）、计算机辅助设计与制造技术（CADCAPPCAM）、计算机辅助制造过程与控制技术

13、）、计算机辅助制造过程与控制技术（CNC、DNC、FMC、FMS等）、自动化物流储等）、自动化物流储运技术（工业机器人、自动导向小车、立体仓库等）运技术（工业机器人、自动导向小车、立体仓库等）、信息集成技术（网络、数据库、标准化等）、计、信息集成技术（网络、数据库、标准化等）、计算机仿真和实验技术、计算机辅助质量管理与控制算机仿真和实验技术、计算机辅助质量管理与控制技术等。技术等。w w w.t u v.c o m CIMS的技术构成与系统构成图w w w.t u v.c o m 质量保证分系统质量保证分系统。质量保证分系统。质量保证分系统主要是采集、存储、评价与处理存主要是采集、存储、评价与

14、处理存在于设计、制造过程中与质量有关在于设计、制造过程中与质量有关的信息，从而进行一系列的质量决的信息，从而进行一系列的质量决策和控制，有效地保证质量并促进策和控制，有效地保证质量并促进质量的提高。质量保证分系统包括质量的提高。质量保证分系统包括质量监测与数据采集、质量评价、质量监测与数据采集、质量评价、质量决策、质量控制与跟踪等功能。质量决策、质量控制与跟踪等功能。w w w.t u v.c o mw w w.t u v.c o mw w w.t u v.c o mw w w.t u v.c o mw w w.t u v.c o m 敏捷制造敏捷制造 敏捷性敏捷性（Agility）是指制造企

15、业能快速满足）是指制造企业能快速满足顾客要求的高质量、高性能产品和服务的要顾客要求的高质量、高性能产品和服务的要求，并能从急剧变化的市场中击败其他竞争求，并能从急剧变化的市场中击败其他竞争对手，从而盈利获胜的能力。敏捷制造思想对手，从而盈利获胜的能力。敏捷制造思想的出发点是基于对多元化和个性化市场发展的出发点是基于对多元化和个性化市场发展趋势的分析认为制造系统应尽可能具有高的趋势的分析认为制造系统应尽可能具有高的柔性和快速反应能力（即敏捷性），从而在柔性和快速反应能力（即敏捷性），从而在变幻莫测、竞争激烈的市场中具有高的竞争变幻莫测、竞争激烈的市场中具有高的竞争能力。能力。w w w.t u

16、v.c o m 敏捷性的要求可概括为三重含义：即可重组敏捷性的要求可概括为三重含义：即可重组（Reconfigurable）、可重用（）、可重用（Reusable）、可缩）、可缩放（放（Scalable），即通常所说的），即通常所说的“RRS”要求。围绕要求。围绕这这3个要求，有如下个要求，有如下10条准则：条准则：市场分割；市场分割；对批对批量任意大小的订单生产；量任意大小的订单生产；将大批用户都处理成个人将大批用户都处理成个人的信息容量：的信息容量：缩短产品生命周期；缩短产品生命周期；物理产品和服物理产品和服务的交融：务的交融：全球市场网；全球市场网；公司之间既合作又竞争；公司之间既合作又

17、竞争；适合大批量用户化生产的销售基础结构适合大批量用户化生产的销售基础结构集团重新集团重新组织的热潮；组织的热潮；将流行的社会价值观变成公司内部因将流行的社会价值观变成公司内部因素的压力。素的压力。w w w.t u v.c o mw w w.t u v.c o mw w w.t u v.c o m用户需求用户需求产品报价产品报价产品总体设计产品总体设计产品详细设计产品详细设计产品全部图纸产品全部图纸生产计划生产计划粗生产计划粗生产计划产品粗结构表产品粗结构表产品细结构表产品细结构表毛坯和原料采购毛坯和原料采购零件加工零件加工生产计划变化过程生产计划变化过程部件装配部件装配产品总装产品总装产品

18、模型变化过程产品模型变化过程设计过程设计过程产品积木块库产品积木块库制造过程制造过程某企业的产品和过程的集成过程某企业的产品和过程的集成过程w w w.t u v.c o m产品的模块化、标准化与减少企业复杂度、产品的模块化、标准化与减少企业复杂度、提高企业的反应能力和竞争能力的关系提高企业的反应能力和竞争能力的关系产品的产品的模块化模块化减少加减少加工深度工深度减少供应减少供应商数量商数量减少企业减少企业的复杂度的复杂度产品的产品的标准化标准化减少工减少工件种类件种类降低产降低产品成本品成本提高产提高产品质量品质量减少加工减少加工工作量工作量提高企业提高企业反应能力反应能力提高企业提高企业竞

19、争能力竞争能力w w w.t u v.c o mCAD/CAE工艺设计工艺设计工序设计工序设计仿真评价仿真评价产品数据管理系统产品数据管理系统零件几零件几何数据何数据几何数据几何数据机床模型机床模型过程模型过程模型工序工步工序工步 几何数据几何数据 工序工步工序工步工序工步工序工步工工 夹夹 具具数控程序数控程序几何数据几何数据工序工步工序工步工夹具工夹具仿真模型仿真模型数控程序数控程序仿真结果仿真结果产品数据管理对工程活动的支持产品数据管理对工程活动的支持w w w.t u v.c o mPDM要素要素n整个企业的数据流模型整个企业的数据流模型n产品结构的整体方案产品结构的整体方案n存储所有

20、产品数据的数据和数据格存储所有产品数据的数据和数据格式式n能检索所有产品数据的浏览器和索能检索所有产品数据的浏览器和索引引n产品和过程的管理方案产品和过程的管理方案w w w.t u v.c o mERP系统系统CAD/CAM/CAE系统系统用户接口层用户接口层系统集成系统集成工具工具项目管理项目管理工作流工作流管理管理数据仓库和数据仓库和文档管理文档管理产品配置与产品配置与更改管理更改管理对象对象/图象图象管理管理人员人员/组织组织管理管理网络及数据库接口层网络及数据库接口层操作系统、网络、分布式数据库操作系统、网络、分布式数据库用用 户户产品数据管理系统的原型结构w w w.t u v.c

21、 o m敏捷制造企业的基本特征：敏捷制造企业的基本特征：（1）产品批量大小与成本关系不大产品批量大小与成本关系不大。在今。在今后的市场中，产品需求的多样化和个性化后的市场中，产品需求的多样化和个性化将越来越突出。敏捷制造企业敏捷性的一将越来越突出。敏捷制造企业敏捷性的一个突出表现就是可以灵活多变地满足多样个突出表现就是可以灵活多变地满足多样化的产品需求，通过可重组、重用和扩充化的产品需求，通过可重组、重用和扩充的柔性加工设备、动态多变的组织方式等的柔性加工设备、动态多变的组织方式等措施保证。措施保证。w w w.t u v.c o m（2）新产品快速上市新产品快速上市。制造企业除了。制造企业除

22、了能按照用户要求生产出新产品外，能按照用户要求生产出新产品外，还必须快速占领市场。敏捷制造企还必须快速占领市场。敏捷制造企业敏捷性的一个重要含义即是快速业敏捷性的一个重要含义即是快速响应能力。通过并行工作方式、快响应能力。通过并行工作方式、快速原型制造、虚拟产品制造、动态速原型制造、虚拟产品制造、动态联盟、创新的技术水平等措施完成联盟、创新的技术水平等措施完成这一目标。这一目标。w w w.t u v.c o m（3）全生命周期顾客满意质量全生命周期顾客满意质量。敏。敏捷制造企业的质量概念：通过并行捷制造企业的质量概念：通过并行设计、质量功能配置（设计、质量功能配置（Quality Funct

23、ion Deployment，QFD）、）、价值分析、仿真等手段在产品的设价值分析、仿真等手段在产品的设计、制造、销售、服务、维修、回计、制造、销售、服务、维修、回收等整个生命周期内的各个环节使收等整个生命周期内的各个环节使顾客满意。顾客满意。w w w.t u v.c o m三、实现敏捷制造的主要措施三、实现敏捷制造的主要措施（1）企业内部动态的组织方式企业内部动态的组织方式。敏捷制。敏捷制造要求企业组织结构减少层次、扁平化，造要求企业组织结构减少层次、扁平化，权利下放；并能根据市场需求进行组织权利下放；并能根据市场需求进行组织机构的设置和任务分配，如人员职能、机构的设置和任务分配，如人员职

24、能、各部门之间的关系、新的合作小组各部门之间的关系、新的合作小组（Team Work）配置和合作方式等。该）配置和合作方式等。该组织形式可以对用户需求和市场竞争作组织形式可以对用户需求和市场竞争作出敏捷反应，从而达到最佳的工作效果。出敏捷反应，从而达到最佳的工作效果。w w w.t u v.c o m（2）企业外部的动态联盟企业外部的动态联盟。敏捷制造企。敏捷制造企业的组织形式是开放性的，可以根据市业的组织形式是开放性的，可以根据市场需求快速组成动态联盟和虚拟公司，场需求快速组成动态联盟和虚拟公司，各组成成员在相互信任的基础上进行技各组成成员在相互信任的基础上进行技术、资源经营等方面的合作，各

25、自发挥术、资源经营等方面的合作，各自发挥自己的特长从而快速、低成本、高质量自己的特长从而快速、低成本、高质量地生产出市场需要的产品，共同获取利地生产出市场需要的产品，共同获取利润。一旦市场需求结束，该联盟或公司润。一旦市场需求结束，该联盟或公司也随之解散，各个成员可以根据新的市也随之解散，各个成员可以根据新的市场需求再组成新的联盟。场需求再组成新的联盟。w w w.t u v.c o m（3）重视人的因素重视人的因素。与精益生产类似，敏。与精益生产类似，敏捷制造也强调人在制造系统中的地位，捷制造也强调人在制造系统中的地位，但具体措施有所不同：但具体措施有所不同：将雇员的知识将雇员的知识和创造性

26、看作企业的宝贵财富，雇员是和创造性看作企业的宝贵财富，雇员是企业中的积极组成部分，企业的竞争力企业中的积极组成部分，企业的竞争力很大程度上依赖于雇员的知识和技能。很大程度上依赖于雇员的知识和技能。通过继续教育不断更新和提高雇员的通过继续教育不断更新和提高雇员的全面技能，从而使雇员能够获取最新的全面技能，从而使雇员能够获取最新的信息和知识，提高企业的竞争力。信息和知识，提高企业的竞争力。w w w.t u v.c o m（4）强调技术创新强调技术创新。为缩短新产。为缩短新产品的上市时间，必须掌握最新的品的上市时间，必须掌握最新的技术信息，并拥有自己独有的高技术信息，并拥有自己独有的高新技术。这一

27、点通过及时掌握新新技术。这一点通过及时掌握新的技术信息、培养具有广阔知识的技术信息、培养具有广阔知识和创造性的人才、组成强有力的和创造性的人才、组成强有力的产品开发小组等方式实现。产品开发小组等方式实现。w w w.t u v.c o m（5）组织、人、技术的集成组织、人、技术的集成。敏捷制造。敏捷制造企业必须通过集成实现整个企业的全企业必须通过集成实现整个企业的全局协调。通过将动态多变的组织、高局协调。通过将动态多变的组织、高素质的人才以及高新技术相集成，组素质的人才以及高新技术相集成，组成一个有机的、充满活力的制造系统，成一个有机的、充满活力的制造系统，才能使整个企业具有敏捷特性，实现才能使整个企业具有敏捷特性，实现“敏捷敏捷”的最终目标。组织、人和技的最终目标。组织、人和技术三者的集成需要以信息的集成作为术三者的集成需要以信息的集成作为基础才能实现。基础才能实现。