先进制造技术概论(PPT 81页)39326.pptx

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1、先进制造技术先进制造技术(AMT)AdvancedManufacturingTechnology第一部分：概论第一部分：概论1什么先进制造技术什么先进制造技术先进先进制造技术是制造业不断吸收制造技术是制造业不断吸收信息技术信息技术和现代管理技术的成果和现代管理技术的成果，并将其综合应用并将其综合应用于产品设计、加工、检测、管理、销售、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，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提高对动态多变的市场的适应能力和竞争能力的制造技

2、术的总称。能力的制造技术的总称。AMT概括由于概括由于微电子技术、自动化微电子技术、自动化技术、信息技术技术、信息技术等给传统制造技术带等给传统制造技术带来的种种变化与新型系统。具体地说，来的种种变化与新型系统。具体地说，就是指集就是指集机械工程技术、电子技术、机械工程技术、电子技术、自动化技术、信息技术自动化技术、信息技术等多种技术为等多种技术为一体所产生的技术、设备和系统的总一体所产生的技术、设备和系统的总称。主要包括：称。主要包括：计算机辅助设计、计计算机辅助设计、计算机辅助制造、集成制造系统算机辅助制造、集成制造系统等。等。AMT是制造业企业取得竞争优势的是制造业企业取得竞争优势的必要

3、条件之一，但并非充分条件，其必要条件之一，但并非充分条件，其优势还有赖于能充分发挥技术威力的优势还有赖于能充分发挥技术威力的组织管理，有赖于技术、管理和人力组织管理，有赖于技术、管理和人力资源的有机协调和融合。资源的有机协调和融合。22机械制造业发展简史机械制造业发展简史人体人体（手、足）（手、足）人脑人脑加工加工对象对象人的人的感官感官干扰干扰产品产品需求需求原始制造工艺系统v材料材料材料材料v能量能量能量能量v信息信息信息信息v公元前公元前公元前公元前3000300030003000年：美索不达米亚、埃及，青铜器年：美索不达米亚、埃及，青铜器年：美索不达米亚、埃及，青铜器年：美索不达米亚、

4、埃及，青铜器v公元前公元前公元前公元前2800280028002800年：中国甘肃马家窑文化，锡青铜年：中国甘肃马家窑文化，锡青铜年：中国甘肃马家窑文化，锡青铜年：中国甘肃马家窑文化，锡青铜v公元前公元前公元前公元前1400140014001400年：中国河北叶城、北京平谷，热年：中国河北叶城、北京平谷，热年：中国河北叶城、北京平谷，热年：中国河北叶城、北京平谷，热锻铁锻铁锻铁锻铁,小亚细亚赫第王国，铁器小亚细亚赫第王国，铁器小亚细亚赫第王国，铁器小亚细亚赫第王国，铁器v公元前公元前公元前公元前1000100010001000年：中国，铁犁年：中国，铁犁年：中国，铁犁年：中国，铁犁v公元前公元

5、前公元前公元前476476476476年：年：年：年：中国河北易县，淬火钢中国河北易县，淬火钢中国河北易县，淬火钢中国河北易县，淬火钢v公元前公元前公元前公元前113113113113年：年：年：年：中国河北满城，渗碳钢中国河北满城，渗碳钢中国河北满城，渗碳钢中国河北满城，渗碳钢v公元公元公元公元1898189818981898年：年：年：年：美国，泰勒、怀特，高速钢美国，泰勒、怀特，高速钢美国，泰勒、怀特，高速钢美国，泰勒、怀特，高速钢v公元公元公元公元1932193219321932年：年：年：年：德国，施勒特尔，硬质合金德国，施勒特尔，硬质合金德国，施勒特尔，硬质合金德国，施勒特尔，硬质

6、合金v公元公元公元公元1938193819381938年：年：年：年：德国，德古萨公司，陶瓷刀具德国，德古萨公司，陶瓷刀具德国，德古萨公司，陶瓷刀具德国，德古萨公司，陶瓷刀具材料的发展材料的发展机构机构机器机器人脑人脑加工加工对象对象人的人的感官感官干扰干扰体力体力v能量能量能量能量v信息信息信息信息v材料材料材料材料v公元前100年：罗马，水车；中国，水轮机雏形v公元1世纪：亚力山大，希罗，反动式汽轮机雏形v公元25-221年：中国，杜诗，冶铸鼓风用水排v公元265-420年：中国，杜预，水轮驱动的水转连磨v公元700年：波斯，风车动力与设备动力与设备动力的发展动力的发展v112711271

7、1271127年：中国，水转纺车年：中国，水转纺车年：中国，水转纺车年：中国，水转纺车v1131113111311131年：中国，燃汽机雏形年：中国，燃汽机雏形年：中国，燃汽机雏形年：中国，燃汽机雏形v1629162916291629年：意大利，冲动式汽轮机雏年：意大利，冲动式汽轮机雏年：意大利，冲动式汽轮机雏年：意大利，冲动式汽轮机雏形形形形v1698169816981698年：意大利，萨弗里，首次将年：意大利，萨弗里，首次将年：意大利，萨弗里，首次将年：意大利，萨弗里，首次将蒸汽用于工业动力蒸汽用于工业动力蒸汽用于工业动力蒸汽用于工业动力v1705170517051705年：英国，纽科门，

8、活塞式蒸年：英国，纽科门，活塞式蒸年：英国，纽科门，活塞式蒸年：英国，纽科门，活塞式蒸汽机汽机汽机汽机v1769176917691769年：英国，瓦特，实用蒸汽机年：英国，瓦特，实用蒸汽机年：英国，瓦特，实用蒸汽机年：英国，瓦特，实用蒸汽机专利专利专利专利v1838183818381838年：俄国，雅可比，直流电动年：俄国，雅可比，直流电动年：俄国，雅可比，直流电动年：俄国，雅可比，直流电动机机机机v1897189718971897年：美国，西屋公司，两相交年：美国，西屋公司，两相交年：美国，西屋公司，两相交年：美国，西屋公司，两相交流感应电动机流感应电动机流感应电动机流感应电动机反动式汽轮机

9、反动式汽轮机天工开物上的中国水车天工开物上的中国水车蒸汽机蒸汽机动力机械动力机械加工母机的发展加工母机的发展v公元前公元前公元前公元前2000200020002000年：年：年：年：埃及，树木车床埃及，树木车床埃及，树木车床埃及，树木车床v公元前公元前公元前公元前400400400400年：年：年：年：我国，公输班，磨我国，公输班，磨我国，公输班，磨我国，公输班，磨v公元公元公元公元1395139513951395年：年：年：年：法国，杆棒车床法国，杆棒车床法国，杆棒车床法国，杆棒车床 ,v 1774 1774 1774 1774年：年：年：年：英国，威尔金森，炮筒镗英国，威尔金森，炮筒镗英国

10、，威尔金森，炮筒镗英国，威尔金森，炮筒镗床床床床v 1790 1790 1790 1790年：年：年：年：英国，边沁，刨床、铣床、英国，边沁，刨床、铣床、英国，边沁，刨床、铣床、英国，边沁，刨床、铣床、钻床钻床钻床钻床v 1797 1797 1797 1797年：年：年：年：英国，莫效，螺纹车床英国，莫效，螺纹车床英国，莫效，螺纹车床英国，莫效，螺纹车床v 1807 1807 1807 1807年：年：年：年：英国，步律内尔，圆锯机英国，步律内尔，圆锯机英国，步律内尔，圆锯机英国，步律内尔，圆锯机v 1817 1817 1817 1817年：年：年：年：美国，惠特尼，卧式镗床美国，惠特尼，卧式

11、镗床美国，惠特尼，卧式镗床美国，惠特尼，卧式镗床 公元前二千多年出现公元前二千多年出现的树木车床是机床最的树木车床是机床最早的雏形。工作时，早的雏形。工作时，脚踏绳索下端的套圈，脚踏绳索下端的套圈，利用树枝的弹性使工利用树枝的弹性使工件由绳索带动旋转，件由绳索带动旋转，手拿贝壳或石片等作手拿贝壳或石片等作为刀具，沿板条移动为刀具，沿板条移动工具切削工件。中世工具切削工件。中世纪的弹性杆棒车床运纪的弹性杆棒车床运用的仍是这一原理。用的仍是这一原理。水力镗床水力镗床v1820182018201820年：英国，怀特，（圆柱、圆锥）齿轮加年：英国，怀特，（圆柱、圆锥）齿轮加年：英国，怀特，（圆柱、圆锥

12、）齿轮加年：英国，怀特，（圆柱、圆锥）齿轮加工机床工机床工机床工机床v1835183518351835年：英国，惠特沃斯，滚齿机年：英国，惠特沃斯，滚齿机年：英国，惠特沃斯，滚齿机年：英国，惠特沃斯，滚齿机v1842184218421842年：英国，内史密斯，蒸汽锤年：英国，内史密斯，蒸汽锤年：英国，内史密斯，蒸汽锤年：英国，内史密斯，蒸汽锤v1845184518451845年：英国，菲奇，六角车床年：英国，菲奇，六角车床年：英国，菲奇，六角车床年：英国，菲奇，六角车床v1873187318731873年：美国，斯潘塞，单轴、多轴自动机床年：美国，斯潘塞，单轴、多轴自动机床年：美国，斯潘塞，单

13、轴、多轴自动机床年：美国，斯潘塞，单轴、多轴自动机床 ,v1952195219521952年：美国，帕森斯公司，数控机床年：美国，帕森斯公司，数控机床年：美国，帕森斯公司，数控机床年：美国，帕森斯公司，数控机床v1958195819581958年：美国，卡尼年：美国，卡尼年：美国，卡尼年：美国，卡尼-特雷克公司特雷克公司特雷克公司特雷克公司,加工中心加工中心加工中心加工中心v1976197619761976年：日本，柔性制造单元年：日本，柔性制造单元年：日本，柔性制造单元年：日本，柔性制造单元 ,动力机械动力机械加工母机的发展加工母机的发展四轴联动加工中心四轴联动加工中心加工加工设备设备人脑人

14、脑加工加工对象对象检测检测装置装置干扰干扰干扰干扰v材料材料v能量能量v信息信息信息检测与控制技术的发展信息检测与控制技术的发展加工加工设备设备控制控制器器加工加工对象对象检测检测装置装置干扰干扰产品产品指令指令干扰干扰v材料材料v能量能量v信息信息信息检测与控制技术发展（计算机的应用）加工加工设备设备计算计算机机加工加工对象对象检测检测装置装置干扰干扰干扰干扰v材料材料材料材料v能量能量能量能量v信息信息信息信息信息检测与控制技术发展（设备状态与制造过信息检测与控制技术发展（设备状态与制造过信息检测与控制技术发展（设备状态与制造过信息检测与控制技术发展（设备状态与制造过程的监测）程的监测）程

15、的监测）程的监测）加工加工设备设备计算计算机机加工加工对象对象监测系统监测系统干扰干扰产品产品指令指令干扰干扰v材料材料材料材料v能量能量能量能量v信息信息信息信息3制造业发展现状制造业发展现状制造科学已成为多学科交叉的学科制造科学已成为多学科交叉的学科制造科学已成为多学科交叉的学科制造科学已成为多学科交叉的学科制造技艺制造技艺制造技术制造技术制造科学制造科学；制造活动的社会性、制造系统的开放性制造活动的社会性、制造系统的开放性制造活动的社会性、制造系统的开放性制造活动的社会性、制造系统的开放性制制制制造科学综合性；造科学综合性；造科学综合性；造科学综合性；制造科学已不可能在孤立、封闭的状态下

16、发制造科学已不可能在孤立、封闭的状态下发制造科学已不可能在孤立、封闭的状态下发制造科学已不可能在孤立、封闭的状态下发展，必然走兼采百家之长、交叉融合的道路；展，必然走兼采百家之长、交叉融合的道路；展，必然走兼采百家之长、交叉融合的道路；展，必然走兼采百家之长、交叉融合的道路；现代物理、数学、化学、生命、信息、材料、现代物理、数学、化学、生命、信息、材料、现代物理、数学、化学、生命、信息、材料、现代物理、数学、化学、生命、信息、材料、管理和系统等科学的发展，为制造科学不断管理和系统等科学的发展，为制造科学不断管理和系统等科学的发展，为制造科学不断管理和系统等科学的发展，为制造科学不断提供新的推动

17、力，也不断丰富着现代制造科提供新的推动力，也不断丰富着现代制造科提供新的推动力，也不断丰富着现代制造科提供新的推动力，也不断丰富着现代制造科学的内涵和外延学的内涵和外延学的内涵和外延学的内涵和外延先进制造技术是工业发达国家的国家级关键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

18、略计划德国德国 制造制造20002000计划计划韩国韩国 高级先进技术国家计划高级先进技术国家计划(G-(G-7)7)1993年，美国政府批准了由联邦科学、年，美国政府批准了由联邦科学、工程与技术协调委员会（工程与技术协调委员会（FCCSET）主）主持实施的先进制造技术计划（持实施的先进制造技术计划（AdvancedManufac-turingTechnologyAMT美国美国AMT计划目标是：计划目标是：研究开发世界领先的先进制造技术，以研究开发世界领先的先进制造技术，以满足美国制造业对先进制造技术的需求，满足美国制造业对先进制造技术的需求，提高制造业的竞争力；通过教育与培训提高制造业的竞争

19、力；通过教育与培训计划提高劳动力素质；促进具有环境意计划提高劳动力素质；促进具有环境意识的制造等。识的制造等。1995年年11月美国正式发布了敏捷制造月美国正式发布了敏捷制造使能技术战略发展计划使能技术战略发展计划（TechnologiesEnab-lingAgileManufacturingStrategicplan，TEAM）。每年投资每年投资3000万美元，该计划到万美元，该计划到2020年结年结束。美国国防部、美国国家标准与技术研束。美国国防部、美国国家标准与技术研究所、美国国家科学基金会等部门都参加究所、美国国家科学基金会等部门都参加到到TEAM计划实施。有计划实施。有3000多家私

20、营企业、多家私营企业、60多家公司、多家公司、16所大学和国际财团以及许所大学和国际财团以及许多政府机构直接参与了此项计划多政府机构直接参与了此项计划。20世纪世纪80年代，面对美国、日本日益激年代，面对美国、日本日益激烈的竞争，西欧国家制定了一项在尖端烈的竞争，西欧国家制定了一项在尖端科学领域内开展联合研究与开发的计划，科学领域内开展联合研究与开发的计划，即即“尤里卡计划尤里卡计划”。它的目标主要是提高欧洲企业的国家竞它的目标主要是提高欧洲企业的国家竞争能力，进一步开拓国际市场。尤里卡争能力，进一步开拓国际市场。尤里卡（EURECA）是）是“欧洲研究协调机构欧洲研究协调机构”（Europea

21、nResearchCoordinationAgency）的英文缩写）的英文缩写。许多高技术我国尚未掌握，许多重大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，缺乏自主创装备我国不能自主制造，缺乏自主创新能力新能力是制造大国，不是制造强国是制造大国，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前列，却没有一家装备制造企业能跻身世界500500强强关键装备大多依赖进口关键装备大多依赖进口光电子制造设备的光电子制造设备的100%100%ICIC制造装备的制造装备的85%85%高档数控机床的高档数

22、控机床的70%70%原创性的技术和成果缺乏，企业的核心竞争力不足，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制造科学基础研究相对薄弱制造业制造业(共共8项主题项主题)(26)基础件和通用部件基础件和通用部件(27)数字化和智能化设计制造数字化和智能化设计制造(28)流程工业的绿色化、自动化及装备流程工业的绿色化、自动化及装备(29)可循环钢铁流程工艺与装备可循环钢铁流程工艺与装备(30)大型海洋工程技术与装备大型海洋工程技术与装备(31)基础原材料基础原材料(32)新一代信息功能材料及器件新一代信息功能材料及器件(33)军工配套关键材料及工程军工配套关键材料及工程化

23、化国家中长期科学与技术发展主题摘要国家中长期科学与技术发展主题摘要先进制造技术先进制造技术（共（共3 3小项）小项）(12)12)极端制造技术极端制造技术 (13)(13)智能服务机器人智能服务机器人 (14)(14)重大产品和重大设施寿命预测技术重大产品和重大设施寿命预测技术国家中长期科学与技术发展国家中长期科学与技术发展主题摘要主题摘要前沿技术前沿技术4发展趋势发展趋势竞争形势竞争形势科学技术突飞猛进科学技术突飞猛进知识经济初见端倪知识经济初见端倪国际竞争日趋激烈国际竞争日趋激烈竞争形势竞争形势制造业的市场特征：制造业的市场特征：v多变性市场多变性市场v国际化市场国际化市场v虚拟市场虚拟市

24、场v新兴产品市场新兴产品市场v产品本身产品本身 “质质”、“量量”v生产模式生产模式 快速响应、快速重组快速响应、快速重组v增产方式增产方式 （资源消耗）粗放型（资源消耗）粗放型（知识创新）集约型（知识创新）集约型 网络化、全球化、知识化、智能化网络化、全球化、知识化、智能化v生产要求生产要求 实用、价廉、物美实用、价廉、物美价廉、物美、交货期短、价廉、物美、交货期短、服务好、文化含量高服务好、文化含量高v学科基础学科基础 力学、经验力学、经验多学科及其最新成就多学科及其最新成就v立足之本立足之本 设备、技术设备、技术高素质人才高素质人才竞争形势竞争形势n制造行业的巨变制造行业的巨变竞争形势竞

25、争形势v满足客户化要求；满足客户化要求；v快速响应、快速重组、低成本；快速响应、快速重组、低成本；v竟争、合作、全球化；竟争、合作、全球化；v虚拟技术应用；虚拟技术应用；v本土化与国际化交互；本土化与国际化交互；v企业文化加强；企业文化加强；v“以人为本以人为本”作为核心作为核心。n制造企业特征制造企业特征发展趋势 先进制造技术发展的总趋势先进制造技术发展的总趋势制造产品制造产品：“精精”“”“极极”“”“文文”制造过程制造过程：“快快”“”“省省”“”“效效”制造方法：制造方法：“自自”“”“集集”“”“网网”“”“智智”“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

26、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 制造产品制造产品：制造过程制造过程：制造方法制造方法：“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、几何形体上，极大、极小、极厚、极薄、极平、几何形体上，极大、极小、极厚、极薄、极平、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；极柔、极圆、极方、奇形怪状；极柔、极圆、极方、奇形怪状；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、在物理性能上，极高硬度、极高塑性、极大弹性

27、、在物理性能上，极高硬度、极高塑性、极大弹性、在物理性能上，极高硬度、极高塑性、极大弹性、极大脆性、极强磁性、极强辐射性、极强腐蚀性，极大脆性、极强磁性、极强辐射性、极强腐蚀性，极大脆性、极强磁性、极强辐射性、极强腐蚀性，极大脆性、极强磁性、极强辐射性、极强腐蚀性，奇性怪能；奇性怪能；奇性怪能；奇性怪能；vMEMSMEMSMEMSMEMS（Micro-Electro-Mechanical_System)Micro-Electro-Mechanical_System)Micro-Electro-Mechanical_System)Micro-Electro-Mechanical_System)技

28、术技术技术技术和产品是典型极端、极限技术和产品和产品是典型极端、极限技术和产品和产品是典型极端、极限技术和产品和产品是典型极端、极限技术和产品。发展趋势发展趋势发展趋势发展趋势 制造产品：制造产品：制造产品：制造产品：“精精精精”“极极极极”“文文文文”微电子微电子芯片芯片100万千瓦汽轮机万千瓦汽轮机船用螺旋桨船用螺旋桨 关于微电子芯片制造关于微电子芯片制造关于微电子芯片制造关于微电子芯片制造1.1.巨大的投资巨大的投资 建一座生产建一座生产10001000兆位存储器的芯片制造厂，需要兆位存储器的芯片制造厂，需要投资投资150150亿美元亿美元2.2.当前的芯片制造设备当前的芯片制造设备 （

29、1 1）超净：尘埃颗粒直径）超净：尘埃颗粒直径0.10.1微米微米 颗粒数颗粒数0.10.1个个/立方英尺空气立方英尺空气 （2 2）超纯：有害杂质含量达到）超纯：有害杂质含量达到ppbppb（十亿分之一）（十亿分之一）（3 3）超精加工：钠米级）超精加工：钠米级 我国的我国的“龙芯龙芯”。日本日立公司（日本日立公司（20062006）报导：集成电路小如尘粒：）报导：集成电路小如尘粒：长、宽长、宽150150mm，厚，厚7.57.5mm发展趋势发展趋势发展趋势发展趋势 制造产品：制造产品：制造产品：制造产品：“精精精精”“极极极极”“文文文文”“文文”是发展的新义是发展的新义人文化人文化 工业

30、产品，工业产品，工业产品，工业产品，“实用实用实用实用”，物质层面；，物质层面；，物质层面；，物质层面；艺术产品，（人文）文化含量高，艺术产品，（人文）文化含量高，艺术产品，（人文）文化含量高，艺术产品，（人文）文化含量高，“物美物美物美物美”，精神层面，环境协调，爽心悦目，经，精神层面，环境协调，爽心悦目，经，精神层面，环境协调，爽心悦目，经，精神层面，环境协调，爽心悦目，经得起得起得起得起“看看看看”，经得起，经得起，经得起，经得起“想想想想”“”“”“”“工业设工业设工业设工业设计计计计”制造过程、制造方法制造过程、制造方法制造过程、制造方法制造过程、制造方法“文明化文明化文明化文明化”

31、生产。生产。生产。生产。发展趋势发展趋势发展趋势发展趋势 制造产品：制造产品：制造产品：制造产品：“精精精精”“”“”“”“极极极极”“文文文文”“绿”是发展的必然绿色“天人合一天人合一天人合一天人合一”与与与与“无为无为无为无为”；制造各阶段都必须充分计及环境保护：自然环境，制造各阶段都必须充分计及环境保护：自然环境，制造各阶段都必须充分计及环境保护：自然环境，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；社会环境、生产环境、生产者的身心健康；社会环境、生产环境、生产者的身心健康；社会环境、生产环境、生产者的身心健康；制造必然要走向制造必然要走向制造必然要

32、走向制造必然要走向“绿色绿色绿色绿色”制造，这是实现国民经制造，这是实现国民经制造，这是实现国民经制造，这是实现国民经济可持续发展的重要条件。济可持续发展的重要条件。济可持续发展的重要条件。济可持续发展的重要条件。制造业发展思路有三，其一就是制造业发展思路有三，其一就是制造业发展思路有三，其一就是制造业发展思路有三，其一就是“积极发展绿色制积极发展绿色制积极发展绿色制积极发展绿色制造造造造”.”.”.”.发展趋势发展趋势发展趋势发展趋势 制造过程：制造过程：制造过程：制造过程：“绿绿绿绿”“快快快快”“”“”“”“省省省省”“”“”“”“效效效效”“快快”是发展的动力是发展的动力快速快速对市场

33、的快速响应对市场的快速响应对市场的快速响应对市场的快速响应对生产的快速重组对生产的快速重组对生产的快速重组对生产的快速重组生产模式：高度柔性与高度敏捷性生产模式：高度柔性与高度敏捷性生产模式：高度柔性与高度敏捷性生产模式：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推动着制造技术的进步与制造方法的发展推动着制造技术的进步与制造方法的发展推动着制造技术的进步与制造方法的发展 发展趋势发展趋势发展趋势发展趋势 制造过程：制造过程：制造过程：制造过程：“绿绿绿绿”“快快快快”“省省省省”“”“”“”“效效效效”“省”是发展的原则节省 v市场经济必然的要求市场经济必然的要求市场经济必然的

34、要求市场经济必然的要求v制造过程必须节省、节约、节俭制造过程必须节省、节约、节俭制造过程必须节省、节约、节俭制造过程必须节省、节约、节俭 F制造过程的优化制造过程的优化制造过程的优化制造过程的优化F制造资源的优化配置制造资源的优化配置制造资源的优化配置制造资源的优化配置发展趋势发展趋势发展趋势发展趋势 制造过程：制造过程：制造过程：制造过程：“绿绿绿绿”“”“”“”“快快快快”“省省省省”“效效效效”“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生产效率提高生产效率提高 生产力发展生产力

35、发展 社会进步社会进步高效、低耗、无污染高效、低耗、无污染发展趋势发展趋势发展趋势发展趋势 制造过程：制造过程：制造过程：制造过程：“绿绿绿绿”“”“”“”“快快快快”“”“”“”“省省省省”“效效效效”“数数”是发展的核心是发展的核心数字化数字化 “信息化信息化信息化信息化”的核心是的核心是的核心是的核心是“数字化数字化数字化数字化”数字制造是制造技术与信息技术（包含计算机数字制造是制造技术与信息技术（包含计算机数字制造是制造技术与信息技术（包含计算机数字制造是制造技术与信息技术（包含计算机技术、网络技术）等交叉、发展与应用的结果技术、网络技术）等交叉、发展与应用的结果技术、网络技术）等交叉

36、、发展与应用的结果技术、网络技术）等交叉、发展与应用的结果数字化设计、数字化控制、数字化管理以及贯数字化设计、数字化控制、数字化管理以及贯数字化设计、数字化控制、数字化管理以及贯数字化设计、数字化控制、数字化管理以及贯穿始终的穿始终的穿始终的穿始终的“虚拟虚拟虚拟虚拟”技术技术技术技术数字化技术必将导致制造技术的重大发展与变数字化技术必将导致制造技术的重大发展与变数字化技术必将导致制造技术的重大发展与变数字化技术必将导致制造技术的重大发展与变革革革革发展趋势发展趋势发展趋势发展趋势 制造方法制造方法制造方法制造方法：“数数数数”“”“”“”“自自自自”“”“”“”“集集集集”“”“”“”“网网

37、网网”“”“”“”“智智智智”“自自”是发展的条件是发展的条件自动化自动化 自动化是强化、延伸甚至取代人劳动（体自动化是强化、延伸甚至取代人劳动（体自动化是强化、延伸甚至取代人劳动（体自动化是强化、延伸甚至取代人劳动（体力、脑力）的技术或手段力、脑力）的技术或手段力、脑力）的技术或手段力、脑力）的技术或手段自动控制、自动调节、自动补偿、自动辨自动控制、自动调节、自动补偿、自动辨自动控制、自动调节、自动补偿、自动辨自动控制、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、自识等发展到自学习、自组织、自维护、自识等发展到自学习、自组织、自维护、自识等发展到自学习、自组织、自维护、自修复

38、等更高水平的自动化修复等更高水平的自动化修复等更高水平的自动化修复等更高水平的自动化发展趋势发展趋势发展趋势发展趋势 制造方法：制造方法：制造方法：制造方法：“数数数数”“”“”“”“自自自自”“”“”“”“集集集集”“”“”“”“网网网网”“”“”“”“智智智智”“集集”是发展的方法是发展的方法集成化集成化 技术集成、管理集成、技术与管理集成技术集成、管理集成、技术与管理集成本质：知识和信息集成，集成也包含了本质：知识和信息集成，集成也包含了“交叉交叉”现代制造科学技术的发展离不开现代制造科学技术的发展离不开“集成集成”和和“交叉交叉”CIMSCIMS，从实际情况与发展前景来看，整个产品的生

39、，从实际情况与发展前景来看，整个产品的生，从实际情况与发展前景来看，整个产品的生，从实际情况与发展前景来看，整个产品的生产确系一个计算机集成生产系统，而且与网络化不可产确系一个计算机集成生产系统，而且与网络化不可产确系一个计算机集成生产系统，而且与网络化不可产确系一个计算机集成生产系统，而且与网络化不可分割。分割。分割。分割。发展趋势发展趋势发展趋势发展趋势 制造方法：制造方法：制造方法：制造方法：“数数数数”“”“”“”“自自自自”“集集集集”“网网网网”“”“”“”“智智智智”v传感技术传感技术v信号处理技术信号处理技术v控制技术控制技术v随动技术随动技术v精密机械技术精密机械技术v系统集

40、成技术系统集成技术发展趋势发展趋势发展趋势发展趋势 制造方法：制造方法：制造方法：制造方法：“数数数数”“自自自自”“集集集集”“”“”“”“网网网网”“”“”“”“智智智智”机电一体化机电一体化“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，现代制造现代新型制造模式实施的基础设施，现代制造现代新型制造模式实施的基础设施，现代制造现代新型制造模式实施的基础设施，现代制造企业生产活动必不可少运行环境企业生产活动必不可少运行环境企业生产活动必不可少运行环境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，网络化既是制造企业信息化、集成化的基础，网络化既是制造企业信息化、

41、集成化的基础，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又是企业信息化、集成化的进一步发展又是企业信息化、集成化的进一步发展又是企业信息化、集成化的进一步发展网络化将制造业走向全球化、整体化、有序化网络化将制造业走向全球化、整体化、有序化网络化将制造业走向全球化、整体化、有序化网络化将制造业走向全球化、整体化、有序化 发展趋势发展趋势发展趋势发展趋势 制造方法：制造方法：制造方法：制造方法：“数数数数”“”“”“”“自自自自”“”“”“”“集集集集”“网网网网”“智智智智”本世纪核心学科发展的趋势：从信息科学到生命科学本世纪核心学科发展的趋势：从信息科学到生命科

42、学（2121世纪中叶）转向认知科学（世纪中叶）转向认知科学（2121世纪世纪7070年代）年代）“知识经济知识经济”的本质是的本质是“智力经济智力经济”制造智能制造智能制造系统制造系统/单元单元/装备适应环境变化的能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。能力，主动协调和协同能力，非逻辑处理能力等。智能化智能化各行各业发展的趋向，如：智能计算机、各行各业发展的趋向，如：智能计算机、智能车辆

43、、智能机器、智能仪表、智能控制、智能材智能车辆、智能机器、智能仪表、智能控制、智能材料，甚至智能大厦等。料，甚至智能大厦等。网络化的实质是走向智能化网络化的实质是走向智能化发展趋势发展趋势发展趋势发展趋势 制造方法：制造方法：制造方法：制造方法：“数数数数”“”“”“”“自自自自”“”“”“”“集集集集”“”“”“”“网网网网”“智智智智”“智”是发展的前景智能化5现代先进制造技术包含的内容现代先进制造技术包含的内容A、先进制造工艺及方法、先进制造工艺及方法B、先进设计技术、先进设计技术C、先进管理技术、先进管理技术D、自动化技术、自动化技术精密洁净铸造成形工艺精密洁净铸造成形工艺精密高效塑性

44、成形技术精密高效塑性成形技术 优质高效焊接与切割技术优质高效焊接与切割技术 优质低耗洁净热处理技术优质低耗洁净热处理技术 新型材料成形与加工工艺新型材料成形与加工工艺 优质清洁表面工程新技术优质清洁表面工程新技术 高效、高精机械加工工艺高效、高精机械加工工艺 现代特种加工工艺现代特种加工工艺 快速模具制造技术快速模具制造技术 拟实制造成形加工技术拟实制造成形加工技术 先进制造工艺技术先进制造工艺技术1.1.精益生产精益生产准时制生产准时制生产JITJIT 精益生产方式精益生产方式2.计算机集成计算机集成制造和制造和智能制造智能制造计算机集成制造系统（计算机集成制造系统（CIMSCIMS）智能制

45、造智能制造3.3.灵捷制造灵捷制造灵捷制造的含义灵捷制造的含义 灵捷制造企业主要特征、要素灵捷制造企业主要特征、要素和使能子系统和使能子系统 灵捷制造中的管理灵捷制造中的管理 灵捷制造的方法论灵捷制造的方法论4.4.高效快速重组生产高效快速重组生产模式模式高效快速重组生产系的高效快速重组生产系的基本特征基本特征 制造资源的快速有效集成制造资源的快速有效集成 高效快速重组生产系统的启示高效快速重组生产系统的启示 在在我我国国推推行行先先进进制制造造模模式式的的柔性战略柔性战略 网络化制造的生产模式网络化制造的生产模式系统管理技术系统管理技术全球制造全球制造(GM,GlobalManufactur

46、ing)在全球实现企业多种柔性和敏捷在全球实现企业多种柔性和敏捷性的一种新的制造概念和模式性的一种新的制造概念和模式.绿色制造绿色制造(GreenManufacture)虚拟制造虚拟制造(VM,VirtualManufacturing)并行工程（并行工程（CE）自动化技术自动化技术机床数控技术机床数控技术1.1.机床数控装置机床数控装置 数控系统的硬件结构数控系统的硬件结构 数控系统的软件结构数控系统的软件结构 2.2.机床用进给伺服系机床用进给伺服系统和主轴伺服系统统和主轴伺服系统 机床用进给伺服系统机床用进给伺服系统 机床用主轴伺服系统机床用主轴伺服系统3.3.数控机床的程序编制数控机床的

47、程序编制 手工编程手工编程 自动编程自动编程工业机器人工业机器人 1.1.工业机器人操作机工业机器人操作机 操作机的不同结构及特点操作机的不同结构及特点 操作机的运动学和动力学操作机的运动学和动力学 工业机器人的工作空间及与结构工业机器人的工作空间及与结构尺寸的相关性尺寸的相关性 操作机整机设计原则和设计方法操作机整机设计原则和设计方法 操作机腰部、臂部和腕部结构操作机腰部、臂部和腕部结构 2.2.工业机器人驱动系统工业机器人驱动系统 电液伺服驱动系统电液伺服驱动系统 气动驱动系统气动驱动系统 电动驱动系统电动驱动系统 3.3.工业机器人控制系统工业机器人控制系统 机器人控制的功能、组成和分类

48、机器人控制的功能、组成和分类 机器人控制系统设计原则机器人控制系统设计原则 机器人仿真机器人仿真 控制方法控制方法 控制系统硬件构成控制系统硬件构成 机器人的编程机器人的编程 4.机器人用传感器 内部传感器内部传感器 外部传感器外部传感器 5.工业机器人自动生工业机器人自动生产线产线 机器人自动线的结构和系统机器人自动线的结构和系统功能功能 机器人自动线参数设计机器人自动线参数设计 机器人自动生产线总控系统机器人自动生产线总控系统柔性制造系统柔性制造系统 1.1.柔性制造系统的柔性制造系统的组成和结构组成和结构 柔性制造系统的加工系统柔性制造系统的加工系统 柔性制造系统的物流系统柔性制造系统的

49、物流系统 柔性制造系统的控制和管理系柔性制造系统的控制和管理系统统 2.2.柔柔性性制制造造系系统统的的应应用用集成制造技术集成制造技术 1.1.集成制造系统的集成制造系统的体系结构体系结构 2.集成制造系统的组成 管理信息系统管理信息系统 技术信息系统技术信息系统 制造自动化系统制造自动化系统计算机辅助质量保证系统计算机辅助质量保证系统 计算机通讯网络计算机通讯网络 集成制造系统的数据管理集成制造系统的数据管理传感技术传感技术 机械加工过程的传机械加工过程的传感检测技术感检测技术 切削过程和机床运行过程切削过程和机床运行过程的传感技术的传感技术 工件的过程传感工件的过程传感 刀具刀具/砂轮的

50、检测传感砂轮的检测传感自动检测及信号识别自动检测及信号识别技术技术 1.1.自动检测与计算自动检测与计算机辅助检验机辅助检验 自动检测的原理和方法自动检测的原理和方法 计算机辅助检验计算机辅助检验 2.信号识别系统 3.数据的获取 4.数据处理 制造过程的数据特征制造过程的数据特征 信号预处理信号预处理 信噪比的改进信噪比的改进 5.特征提取 类别可分离性判据类别可分离性判据 特征提取的方法特征提取的方法6.模式和模式识别模式和模式识别概述模式和模式识别概述 贝叶斯决策贝叶斯决策 线性判别函数及其应用线性判别函数及其应用过程与设备工况的监测过程与设备工况的监测 1.1.过程监视和控制系过程监视