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文档简介

先进制造技术 (课件),“十五”国家级规划教材,第一章 制造业与先进制造技术,1.1 制造业的发展与挑战 1.2 先进制造技术的提出和进展 1.3 先进制造技术的内涵和体系结构,第一节 制造业的发展与挑战 1.1.1 制造与制造业 1.1.2 制造业的地位和作用 1.1.3 21世纪制造业面临的挑战和特征,包括市场分析、产品设计、加工装配、质量保证、生产管理、市场营销全过程,1.1.1 制造与制造业,原材料,产品,工艺 能源,知识 技能 工具,制造,与物流有关的加工和装配过程,狭义制造,广义制造,制造系统,具有特定功能的有机整体,制造过程,硬件,制造过程,软件,硬件,人员,经营规划、开发研制、加工制造和控制管理等过程,生产设备、工具和材料、能源以及各种辅助装置,软件,制造理论、制造工艺和方法、各种制造信息等,制造业,可供人们使用和消费的产品行业,是所有与制造有关的企业群体,我 国 制 造 分 类 和 构 成,1.1.2 制造业的地位和作用,三大产业,农林牧业,工业,服务业,工业(52%),制造业(45%)、建筑业、采掘业以及电力、煤气、水的生产供应业,农林牧业,农业、林业、蓄禽业、水产业,服务业,商业、金融、房地产、经贸等,一个国家经济发展的支柱 国民经济收入的重要来源 工业经济年代经济增长的“发动机” 一个国家经济强大、经济腾飞的重要基础,制造业 地位,提供人们衣、食、住、行物质消费 决定全社会的长远效益和经济的持续增长 国际商品贸易的保证(美国78%,日本96%,我国81%-1995年) 农业基础地位的物质保障,服务业发展的重要条件 信息产业发展的物质基础; 农业劳动力转移和就业的重要途径 为科技和教育发展提供经费支持和实验装备 实现军事现代化和国家安全的保障,制造业的作用,1.1.3 21世纪制造业面临的挑战和特征,提高生产率,实现经济增长的驱动器,工业经济时代,工业经济时代 知识经济时代,当前时代,知识经济时代,生产要素:资本和劳动力,生产要素:知识、资本和劳动力,知 识,快速响应市场能力的挑战全部制造环节并行实现 打破组织、地域和时间壁垒的挑战技术资源的集成 信息时代的挑战信息向知识的转变(信息的收集、储存、分析、发布和应用) 有限的资源和日益增长的环保压力的挑战可持续发展(减少污染、合理资源利用) 制造全球化和贸易自由化的挑战可重组工程 技术创新的挑战全新制造工艺和产品的开发,21世纪制造业面临的六大挑战,60年代-生产规模的扩大 70年代-生产成本的降低 80年代-产品质量的提高 90年代-市场响应速度 21世纪-技术创新,制造型企业追求的目标,不确定性:消费需求非大量化、分散化、个性化;技术更新换代加快;市场不可控制因素增多 市场的国际化和全球化:世界贸易组织的成立、欧元计划的启动、亚大经济合作组织、北美经济一体化联盟 新兴产业的崛起:如:软件产业、环境产业的发展 市场质的短缺和动态的非均衡:未来市场的调节表现为价格和质量的权衡,依赖于新产品出现后价格的调整 虚拟市场和代理制是未来市场重要形式:网络销售,21世纪制造业的市场特征,个性化和多样化 产品制造定制化、模块化,满足不同消 费者喜好 寿命周期不断缩短 摩尔定律-芯片性能每18个月提高1倍, 价格却保持不变 智能化 包括产品自身智能和生产设施工具的智能 绿色产品 全寿命周期无污染、低资源消耗和可回收利用,21世纪制造业的产品特征,满足个性需求成为企业经营宗旨 制造硬件资源可重构性成为企业装备的显著特点 人力资源是未来企业资源的核心要素 企业的国际化是发挥自身优势,实现专业化生产的前提 虚拟企业和团队能力是21世纪企业的核心竞争优势 企业文化氛围的形成和创新充分体现人的价值,将成为本世纪企业永恒的追求 本土化是21世纪企业的重要特征,未来制造型企业的特征,第二节 先进制造技术的提出和进展 1.2.1 制造技术的进步和发展 1.2.2 先进制造技术产生背景 1.2.3 各国对先进制造技术的响应 及其发展计划,手工机械化单机自动化刚性自动化柔性自动化智能自动化,1.2.1 制造技术的进步和发展,制造业 生产方式,制造业 资源配置,劳动密集设备密集信息密集 知识密集,制造技术,小批量少品种大批量多品种变批量,制造技术的发展阶段,工场式生产时期-18世纪后半叶,完成手工作坊到以分 工原则的工厂生产的转变 工业化规模生产时期-19世纪,实现了批量工业化规范 生产 刚性自动化发展时期-20世纪初,以大批量生产为模式 的刚性自动化 柔性自动化发展时期-二战之后,多品种小批量柔性自 动化生产模式,包括NC、CNC、FMC、FMS等。 综合自动化发展时期-自80年代,CAD/CAM/CAP/CAE/CAT; MRP,MRP,ERP,TQM;DNC,CNC,FMC/FMS,ROBOT; CIMS,CE,LP,社会经济发展背景,消费需求:主题化、个性化和多样化,产品寿命周期缩短 全球性产业结构调整:制造商之间既有激烈竞争,又有基于实力的合作。 快速响应市场:满足已有和潜在顾客需求,主动适应市场,引导市场,是赢得竞争,获取最大利润的关键,制造技术在向宏观(制造系统)和微观(超精密加工)两个方向发展 现代制造业成为技术密集、知识密集型产业 信息成为制造业决定性因素,Intranet/Internet对制造业产生重大影响,科学技术发展背景,资源匮泛,污染严重 环境问题不能以牺牲今后几代人的利益为代价 由粗放经营、掠夺式开发向集约型、可持续发展转变,可持续发展战略,先进制造技术计划:1994年预算14亿美元,围绕“智能制造系统”、“集成工具”、“基础设施建设”三个重点领域开展研究; 制造技术中心计划:在一个地区设立一个制造技术中心,建立技术拥有者与需要者之间的桥梁,为中小企业展示新制造技术和装备、组织培训、帮助企业了解和选用最新技术和装备。,1.2.3 各国先进制造技术的发展,美 国,1990年提出了智能制造计划,由美国、欧共体、加拿大、澳大利亚等国参加,投资10亿美元实施 智能制造计划目的:通过国际共同研究,使制造业在接受订货、开发、设计、生产、物流直至经营管理的全过程中,做到生产设备自律化 生产设备自律化:能够根据环境变化自主判断并及时决策变更作业过程,日 本,尤里卡计划(EREKA):1988年用5亿美元资助16个欧洲国家、600家公司的165个合作性高科技研究开发项目。 欧洲信息技术研究发展战略计划(ESPRIT):在13个成员国向5500名研究人员提供了资助,明确设计原理、工厂自动化、生产过程管理三大课题。 欧洲工业技术基础研究计划(BRITE):重点资助材料、制造加工、设计以及工厂系统运作方式等研究。,欧 共 体,第三节 先进制造技术的内涵和体系结构 1.3.1先进制造技术的内涵和特点 1.3.2先进制造技术的体系结构及其分类,1.3.1 先进制造技术的内涵和特点,1.3.2 先进制造技术的体系结构及其分类,1994年美国联邦科学工程技术委员会将先进制造技术分为: 主体技术群 设计技术群 制造工艺技术群 支撑技术群 管理基础技术群,体系结构,国内学者对先进制造技术的划分 现代制造工程设计技术群 现代制造系统管理技术群 物料处理和设备技术群 支撑技术群,现代设计技术:现代设计方法、产品可信性设计、设计自动化技术 先进制造工艺:高效精密成形技术、高效高精度切削加工工艺、现代特种加工工艺、现代表面工程技术。 加工自动化技术:数控技术、工业机器人技术、柔性制造技术 现代生产管理技术:MRPIIERPPDMJIM 先进制造生产模式:CIM、CE、AM、IM、LP,1.3.2 先进制造技术的体系结构及其分类,先进制造技术的分类,本章小结 介绍了制造、制造系统与制造业基本概念,阐述了制造业在国民经济中作用地位,分析了制造业在新世纪所面临的6大机遇与挑

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