先进设计及制造2.ppt

2020年2月16日4时19分 先进设计及制造技术 1 21世纪对制造业的挑战 美国国家科学研究委员会工程技术委员会 制造与工程设计院 制造业挑战展望委员会 对2020年制造业所面临的形势 提出了六大挑战 或基本目标 1 快速响应市场能力的挑战 全部制造环节并行实现 2020年2月16日4时19分 先进设计及制造技术 2 21世纪对制造业的挑战 2 打破传统经营面临的组织 地域及时间壁垒的挑战 技术资源的集成有五个主要的因素促使技术资源的集成 1 为满足市场需求 企业必须快速响应那些具有很高期望和多种选择的顾客 2 快速响应环境要求在组织的各个层次上进行高效的通信 特别是与顾客 供应者和合作者的通信 3 新技术的快速吸收要求整个企业具有快速的学习能力 4 频繁的生产要素重构要求企业采用系统方法 5 成功企业要求工人具有自我激励精神和在制造与经营过程中的主人翁意识 2020年2月16日4时19分 先进设计及制造技术 3 21世纪对制造业的挑战 3 信息时代的挑战一信息向知识的转变主要的两个挑战是 及时 捕获 贮存数据和信息 并将其转化为有用的知识 在任何地点 任何时间需要时 用户能用熟悉的语言和格式 及时 得到该有用的知识 从各种资源中 将信息及时地转变为有用的知识并作出有效决策是21世纪的重大挑战 2020年2月16日4时19分 先进设计及制造技术 4 21世纪对制造业的挑战 4 日益增长的环保压力的挑战 可持续发展2020年世界人口将从今天的60亿增至80亿 随着人口的增长以及目前技术的不断开发 全球生态系统将受到严重的制约 这一挑战是把生产废弃物及产品对环境的影响减少到 接近于零 开发不影响环境的 成本低且有竞争力的产品和工艺 尽可能利用回收材料作原料 在能源 材料或人才资源各方面不造成大的浪费 5 制造全球化和贸易自由化的挑战一可重组工程随着世界自由贸易体制的进一步完善及全球通信网络的建立 国际经济技术合作交往日趋紧密 全球产业界进入了结构大调整的重要时期 世界正在形成一个统一的大市场 在全球范围内基于柔性 临时合作模式的格局正在逐步形成 2020年2月16日4时19分 先进设计及制造技术 5 21世纪对制造业的挑战 6 技术创新的挑战一全新制造工艺及产品的开发2020年 技术创新的单元将在以下诸方面具有新的巨大的能力 1 多单元工艺技术集成为单一工艺将显著减少投资 检验时间 搬运和加工时间 2 全部可编程的 不需要硬工装的工艺将使产品的制造迅速转产成为可能 3 自我导引工艺的创建将简化工装和编程的要求 并提供更大的加工柔性 4 对分子或原子级的处理将导致新材料的产生 取消分散件联接与装配操作 允许在一个零件中材料成分产生变化 2020年2月16日4时19分 先进设计及制造技术 6 1 3先进制造技术的提出及工业化国家制造业的发展战略 先进制造技术的提出美国制造业领先地位的动摇以及新的竞争策略日本制造业的茁壮兴起西欧制造业寻找与美日抗衡的途径先进制造技术在我国的进展 2020年2月16日4时19分 先进设计及制造技术 7 先进制造技术的提出 进入80年代以来 美国根据本国制造业的挑战与机遇 对制造业存在的问题进行了深刻反省 为了加强其制造业的竞争能力和促进国民经济增长而提出先进制造技术AMT AdvancedManufacturingTechnology 先进制造技术 这个专有名词一经提出 立即获得欧洲各国 日本及亚洲新兴工业化国家的响应 2020年2月16日4时19分 先进设计及制造技术 8 美国制造业领先地位的动摇以及新的竞争策略 19世纪下半叶 80年代 美国超过英国成为世界制造业的领先国 其原因可归结为 受过良好教育 高度熟练的工人 高质量的产品 低廉的价格 快速创新和技术的领先地位 美国制造业领先地位的建立及巩固 2020年2月16日4时19分 先进设计及制造技术 9 美国制造业领先地位的动摇以及新的竞争策略 20世纪 亨利 福特对美国制造业模式进行了革命性改造 使其成为大规模生产 MassProduction 模式 巩固了美国制造业的领先地位 使其成为世界上占统治地位的制造强国和出口大国制造业成为美国经济的主要支柱 美国财富的68 来源于制造业 美国制造业领先地位的建立及巩固 2020年2月16日4时19分 先进设计及制造技术 10 美国制造业领先地位的动摇以及新的竞争策略 近20年里 美国的领先地位已被动摇 除民用飞机和化学制品等少数产品的产值还基本维持不变外 汽车 机床 纺织品 民用电子 钢材等均为负增长 其中汽车产量下降幅度最大 造成这种状况的根本原因在于 美国对制造业未予足够重视 鼓吹 后工业社会 视传统制造业为 夕阳工业 以致制造技术恶化 生产设备陈旧 管理落后 2020年2月16日4时19分 先进设计及制造技术 11 美国制造业领先地位的动摇以及新的竞争策略 因此 不得不把更多的注意力集中到了制造业 美国通过大量研究报告为美国制造业的发展勾画蓝图 国家自然科学院和工程科学院 白宫科技政策办公室 国防部 商业部以及其他政府部门 都着手对制造业进行调查 以评估目前和近期有多大能力对付可能面临的竞争 国会也参与有关美国企业竞争危机的讨论 并通过立法 促进制造业和制造技术的发展和进步 2020年2月16日4时19分 先进设计及制造技术 12 美国制造业领先地位的动摇以及新的竞争策略 国会设立了 国家研究委员会 NRC 其中包括制造专委会 为政府制定发展战略和提供资助 政府提出了 新的制造工程研究规划 为制造研究专拨了经费 资助在制造研究与开发关键技术方面取得新突破 1991年4月公布的 国家关键技术 报告中 包括了制造技术领域中的计算机集成制造 智能加工装置 微米级和纳米级的制造 系统管理技术等 国家科技基金会每年资助制造领域项目约400项 还建立了8个 国家制造工程研究中心 ERC 26个 工业大学合作研究中心 IUCRC 和7个 制造技术中心 MTC 2020年2月16日4时19分 先进设计及制造技术 13 美国制造业领先地位的动摇以及新的竞争策略 1993年 克林顿总统批准将 先进制造技术计划 列为1994年预算重点扶持的惟一科技领域 政府投入14亿美元巨款 1990年开始实施由商务部主持的 高技术计划 APT 1993年投资6800万美元 1994年预算为1 9亿美元 到1997年将达7 5亿美元 克林顿提出1997年前成立100多个全国制造技术中心 组织美日双边制造工程研究会 学习日本经验 2020年2月16日4时19分 先进设计及制造技术 14 美国先进制造技术计划的目标及重点 目标 1 为美国工人创造更多高技术 高工资就业机会 促进美国经济增长 2 不断提高能源效益 减少污染 创造更加清洁的环境 3 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 4 使教育系统对每位学生进行更富有挑战性的教育 5 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 2020年2月16日4时19分 先进设计及制造技术 15 美国先进制造技术计划的目标及重点 重点 1 下一代的 智能 制造系统 2 为产品 工艺过程和整个企业的设计提供集成的工具 3 基础设施工作 如强调扩展和联合已有的各种推广应用机构 建立地域性的技术联盟 技术联合体 制定有关国家制造技术发展趋势的监督和分析机制 制定评测基准和评测指标体系等 2020年2月16日4时19分 先进设计及制造技术 16 日本制造业的茁壮兴起 日本人在福特方法的基础上 不断更新技术以适应市场需求 70年代 日本汽车大举进入美国市场 以其价廉质优和多品种将美国三太汽车公司推向倒闭的边缘 70年代末80年代初 日本通过大规模倾销 毁掉了美国的消费电子业 美国27家生产收音机和电视机的大型工厂 包括RCA公司在内 得以存活者只有一家 1990年 单日本FANUC公司生产的数控系统装置数量就占世界市场的一半 2020年2月16日4时19分 先进设计及制造技术 17 日本成功的主要原因 日本人在技术上善于吸收他国成功的经验 注重研究开发 又能根据市场需求的变化及本国情况 研究出一套套灵活的生产系统有关 精益生产的模式能以低成本快速生产出高质量的让用户满意的产品 受到良好训练的工人能在心情舒畅 健康的环境下工作 更少强调等级制度 更多强调分担责任 人人参与管理的合作伙伴关系 2020年2月16日4时19分 先进设计及制造技术 18 日本的 智能制造技术计划 六个项目是 流程型工业 化学工业等 的无污染制造技术 全球化同步工程技术 全球制造的企业集成技术 自律分散型 Holonic 控制系统 产品快速开发技术 知识系统化技术 这六个项目共有来自各参加国的73个企业和67个大学 研究机构参加 经过近两年的实施 均获得成功 该计划经过5年调查和可行性试验 决定于1995年1月正式启动 为期19年 总投资40亿美元 2020年2月16日4时19分 先进设计及制造技术 19 西欧制造业寻找与美日抗衡的途径 尤里卡计划 EREKA 1988年用5亿美元资助涉及16个欧洲国家中600家公司的165个合作性高科技研究开发项目 由欧共体制定的 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 把CIM中信息集成技术的研究列为五大重点项目之一 明确要向CIM投资620万欧洲货币单位作为研究开发费用 抓好CIM的设计原理 工厂自动化所需先进微电子系统以及采用实时显示显像系统进行生产过程和管理的三大课题 2020年2月16日4时19分 先进设计及制造技术 20 西欧制造业寻找与美日抗衡的途径 欧洲工业技术基础研究计划 BRITE 1991 1994年期间计划投资7 48亿欧洲货币单位 资助材料 制造加工 设计以及复杂工厂系统运作方式等方面的研究 欧洲联盟决定在1994 1999年间投入1540亿欧洲货币单位 用于西欧汽车工业结构调整 每年投入40亿欧洲货币单位 加强汽车新技术的研究与开发 2020年2月16日4时19分 先进设计及制造技术 21 西欧制造业寻找与美日抗衡的途径 1987年9月 在布鲁塞尔召开了欧共体成员开发部长会议 确定在 欧洲技术开发总计划 中耗资54亿欧洲货币单位 资助3000多项研究 决心在计算机 集成电路和机器人等尖端领域迎头赶上日美两国 法国在其信息技术开发计划中把人工智能和计算机辅助一体化生产等列为七大项目中的两项 2020年2月16日4时19分 先进设计及制造技术 22 先进制造技术在我国的进展 国务委员宋健1995年4月提出 我国相当长的时间内 发展制造技术是至关重要的 他强调 科委 自然基金会要加强对制造技术的投资比例 1995年5月 中共中央 国务院关于加速科技进步的决定 中提出 为提高工业增长的质量和效益 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 清洁生产和环保技术等共性技术 2020年2月16日4时19分 先进设计及制造技术 23 先进制造技术在我国的进展 1995年9月 中共中央关于制定国民经济和社会发展 九五 计划和2010年远景目标的建议 中明确要大力采用先进制造技术 国家计委 国家科委 国家经贸委在联合编制 全国科技发展 九五 计划和到2010年长期规划 中明确将先进制造技术专项列入高技术研究与发展专题 2020年2月16日4时19分 先进设计及制造技术 24 先进制造技术在我国的进展 在 九五 计划的实施中 国家科学技术部的 国家科技攻关计划 国家高新技术研究发展计划 国家基础研究重大项目计划 攀登计划预选项目 国家技术创新技术 都列入有关项目并付诸实施 其中 精密成形与加工研究开发和应用示范 金属材料热成形过程动态模拟及组织性能质量优化控制 CIMS 以及智能机器人等项目已全面实施 机械 汽车工业 九五 科技发展规划纲要和2010年轮廓设想 和 机械工业 十五 科技发展规划 都明确提出了以发展先进制造技术为重点 2020年2月16日4时19分 先进设计及制造技术 25 1 4先进制造技术的定义及特点 先进制造技术的定义先进制造技术的特点 2020年2月16日4时19分 先进设计及制造技术 26 先进制造技术的定义 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 2020年2月16日4时19分 先进设计及制造技术 27 先进制造技术的特点 1 先进制造技术的实用性先进制造技术最重要的特点在于 它首先是一项面向工业应用 具有很强实用性的新技术 从先进制造技术的发展过程 从其应用于制造全过程的范围 特别是达到的目标与效果 无不反映这是一项应用于制造业 对制造业 对国民经济的发展可以起重大作用的实用技术 先进制造技术的发展往往是针对某一具体的制造业 如汽车制造 电子工业 的需求而发展起来的先进 适用的制造技术 有明确的需求导向的特征 先进制造技术不是以追求技术的高新为目的 而是注重产生最好的实践效果 以提高效益为中心 以提高企业的竞争力和促进国家经济增长和综合实力为目标 2020年2月16日4时19分 先进设计及制造技术 28 先进制造技术的特点 2 先进制造技术应用的广泛性先进制造技术相对传统制造技术在应用范围上的一个很大不同点在于 传统制造技术通常只是指各种将原材料变成成品的加工工艺 而先进制造技术虽然仍大量应用于加工和装配过程 但由于其组成中包括了设计技术 自动化技术 系统管理技术 因而则将其综合应用于制造的全过程 覆盖了产品设计 生产准备 加工与装配 销售使用 维修服务甚至回收再生的整个过程 2020年2月16日4时19分 先进设计及制造技术 29 先进制造技术的特点 3 先进制造技术的动态特征由于先进制造技术本身是在针对一定的应用目标 不断地吸收各种高新技术逐渐形成 不断发展的新技术 因而其内涵不是绝对的和一成不变的 反映在不同的时期 先进制造技术有其自身的特点 也反映在不同的国家和地区 先进制造技术有其本身重点发展的目标和内容 通过重点内容的发展以实现这个国家和地区制造技术的跨越式发展 2020年2月16日4时19分 先进设计及制造技术 30 先进制造技术的特点 4 先进制造技术的集成性传统制造技术的学科 专业单一独立 相互间的界限分明 先进制造技术由于专业和学科间的不断渗透 交叉 融合 界线逐渐淡化甚至消失 技术趋于系统化 集成化 已发展成为集机械 电子 信息 材料和管理技术为一体的新型交叉学科 因此可以称其为 制造工程 2020年2月16日4时19分 先进设计及制造技术 31 先进制造技术的特点 5 先进制造技术的系统性传统制造技术一般只能驾驭生产过程中的物质流和能量流 随着微电子 信息技术的引入 使先进制造技术还能驾驭信息生成 采集 传递 反馈 调整的信息流动过程 先进制造技术是可以驾驭生产过程的物质流 能量流和信息流的系统工程 一项先进制造技术的产生往往要系统地考虑到制造的全过程 如并行工程就是集成地 并行地设计产品及其零部件和相关各种过程的一种系统方法 这种方法要求产品开发人员与其他人员一起共同工作 在设计的开始就考虑产品整个生命周期中从概念形成到产品报废处理等所有因素 包括质量 成本 进度计划和用户要求等 一种先进的制造模式除了考虑产品的设计 制造全过程外 还需要更好地考虑到整个的制造组织 2020年2月16日4时19分 先进设计及制造技术 32 先进制造技术的特点 6 先进制造技术强调的是实现优质 高效 低耗 清洁 灵活的生产先进制造技术的核心是优质 高效 低耗 清洁等基础制造技术 它是从传统的制造工艺发展起来的 并与新技术实现了局部或系统集成 其重要的特征是实现优质 高效 低耗 清洁 灵活的生产 这意味着先进制造技术除了通常追求的优质 高效外 还要针对21世纪人类面临的有限资源与日益增长的环保压力的挑战 实现可持续发展 要求实现低耗 清洁 此外 先进制造技术也必须面临人类在21世纪消费观念变革的挑战 满足对日益 挑剔 的市场的需求 实现灵活生产 2020年2月16日4时19分 先进设计及制造技术 33 先进制造技术的特点 7 先进制造技术最终的目标是要提高对动态多变的产品市场的适应能力和竞争能力为确保生产和经济效益持续稳步的提高 能对市场变化做出更灵捷的反应 以及对最佳技术效益的追求 提高企业的竞争能力 先进制造技术比传统的制造技术更加重视技术与管理的结合 更加重视制造过程组织和管理体制的简化以及合理化 从而产生了一系列先进的制造模式 随着世界自由贸易体制的进一步完善 以及全球交通运输体系和通信网络的建立 制造业将形成全球化与一体化的格局 新的先进制造技术也必将是全球化的模式 2020年2月16日4时19分 先进设计及制造技术 34 1 5先进制造技术的体系结构及分类 先进制造技术的体系结构先进制造技术的分类 2020年2月16日4时19分 先进设计及制造技术 35 先进制造技术的体系结构 1994年初 美国联邦科学 工程和技术协调委员会 FCCSET 下属的工业和技术委员会先进制造技术工作组 2020年2月16日4时19分 先进设计及制造技术 36 AMST 机械科学研究院 多层次先进制造技术体系 第一个层次是优质 高效 低耗 清洁基础制造技术 第二个层次是新型的制造单元技术 第三个层次是先进制造集成技术 2020年2月16日4时19分 先进设计及制造技术 37 AMST 机械科学研究院 多层次先进制造技术体系 第一个层次是优质 高效 低耗 清洁基础制造技术 铸造 锻压 焊接 热处理 表面保护 机械加工等基础工艺至今仍是生产中大量采用 经济适用的技术 这些基础工艺经过优化而形成的优质 高效 低耗 清洁基础制造技术是先进制造技术的核心及重要组成部分 这些基础技术主要有精密下料 精密塑性成形 精密铸造 精密加工 精密测量 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 2020年2月16日4时19分 先进设计及制造技术 38 AMST 机械科学研究院 多层次先进制造技术体系 第二个层次是新型的制造单元技术 这是在市场需求及新兴产业的带动下 制造技术与电子 信息 新材料 新能源 环境科学 系统工程 现代管理等高新技术结合而形成的崭新制造技术 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 CAD CAM 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 2020年2月16日4时19分 先进设计及制造技术 39 AMST 机械科学研究院 多层次先进制造技术体系 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 2020年2月16日4时19分 先进设计及制造技术 40 先进制造技术的分类 2020年2月16日4时19分 先进设计及制造技术 41 1 6先进制造技术的发展趋势 总趋势是向精密化 柔性化 网络化 虚拟化 智能化 清洁化 集成化 全球化的方向发展 2020年2月16日4时19分 先进设计及制造技术 42 1 6先进制造技术的发展趋势 1 信息技术对先进制造技术的发展起着越来越重要的作用信息化是当今社会发展的趋势 信息技术正在以人们想象不到的速度向前发展 信息技术也正在向制造技术注入和融合 促进着制造技术的的不断发展 可以说先进制造技术的形成与发展 无不与信息技术的应用与注入有关 它使制造技术的技术含量提高 使传统制造技术发生质的变化 信息技术对制造技术发展的作用目前已占第一位 在21世纪对先进制造技术的各方面发展将起着更重要的作用 信息技术促进着设计技术的现代化 加工制造的精密化 快速化 自动化技术的柔性化 智能化 整个制造过程的网络化 全球化 各种先进生产模式的发展 如CIMS 并行工程 精益生产 灵捷制造 虚拟企业与虚拟制造 也无不以信息技术的发展为支撑 2020年2月16日4时19分 先进设计及制造技术 43 1 6先进制造技术的发展趋势 2 设计技术不断现代化产品设计是制造业的灵魂 现代设计技术的主要发展趋势是 1 设计手段的计算机化在实现了计算机计算 绘图的基础上 当前突出反映在数值仿真或虚拟现实技术在设计中的应用 以及现代产品建模理论的发展上 并且向智能化设计方向发展 2 新的设计思想和方法不断出现如并行设计 面向 X 的设计 DesignForX DFX 健壮设计 RobustDesign 优化设计OptimalDesign 反求工程技术 ReveseEngineering 等 3 向全寿命周期设计发展传统的设计只限于产品设计 全寿命周期设计则由简单的 具体的 细节的设计转向复杂的总体的设计和决策 要通盘考虑包括设计 制造 检测 销售 使用 维修 报废等阶段的产品的整个生命周期 4 设计过程由单纯考虑技术因素转向综合考虑技术 经济和社会因素设计不只是单纯追求某项性能指标的先进和高低 而是注意考虑市场 价格 安全 美学 资源 环境等方面的影响 2020年2月16日4时19分 先进设计及制造技术 44 1 6先进制造技术的发展趋势 3 成形及改进制造技术向精密 精确 少能耗 无污染方向发展成形制造技术是铸造 塑性加工 连接 粉末冶金等单元技术的总称 展望21世纪 成形制造技术正在从制造工件的毛坯 从接近零件形状 NearNetShapeProccess 向直接制成工件精密成形或称净成形 NetShapeProccess 的方向发展 据国际机械加工技术协会预测 到下世纪初 塑性成形与磨削加工相结合 将取代大部分中小零件的切削加工 改性技术主要包括热处理及表面工程各项技术 主要发展趋势是通过各种新型精密热处理和复全处理达到零件性能精确 形状尺寸精密以及获得各种特殊性能要求的表面 涂 层 同时大大减少能耗及完全消除对环境的污染 2020年2月16日4时19分 先进设计及制造技术 45 1 6先进制造技术的发展趋势 4 加工制造技术向着超精密 超高速以及发展新一代制造装备的方向发展 1 超精密加工技术目前加工精度达到0 025 m 表面粗糙度达0 0045 m 已进入纳米级加工时代 超精切削厚度由目前的红外波段向可见光波段甚至更短波段近 超精加工机床向多功能模块化方向发展 超精加工材料由金属扩大到非金属 2 超高速切削目前铝合金超高速切削的切削速度已超过1600m min 铸铁为1500m min 超耐热镍合金为300m min 钛合金200m min 超高速切削的发展已转移到一些难加工材料的切削加工 3 新一代制造装备的发展市场竞争和新产品 新技术 新材料的发展推动着新型加工设备的研究与开发 其中典型的例子是 并联桁架式结构数控机床 或俗称 六腿 机床 的发展 它突破了传统机床的结构方案 采用六个轴长短的变化 以实现刀具相对于工件的加工位姿的变化 2020年2月16日4时19分 先进设计及制造技术 46 1 6先进制造技术的发展趋势 5 工艺由技艺发展为工程科学 工艺模拟技术得到迅速发展先进制造技术的一个重要发展趋势是 工艺设计由经验判断走向定量分析 加工工艺由技艺发展为工程科学 热加工过程的数值模拟与物理模拟是一个重要的发展方向 是使热加工工艺由技艺走向科学的重要标志 应用数值模拟于铸造 锻压 焊接 热处理等工艺设计中 并与物理模拟和专家系统相结合 来确定工艺参数 优化工艺方案 预测加工过程中可能产生的缺陷及应采取的防止措施 控制和保护加工工件的质量 采用这种科学的模拟技术并与少量的实验验证结合 以代替过去一切都要通过大量重复实验的方法 不仅可以节省大量的人和物力 而且还可以通过数值模拟来解决一些目前无法在实验室进行直接研究的复杂问题工艺模拟也发展并应用于金属切削加工过程 产品设计过程 最新的进展是在并行工程环境下 开展虚拟成形制造 使得在产品的设计完成时 成形制造的准备工作 如铸造 也同时完成 2020年2月16日4时19分 先进设计及制造技术 47 1 6先进制造技术的发展趋势 6 专业 学科间的界限逐渐淡化 消失先进制造技术的不断发展 在冷热加工之间 加工 检测 物流 装配过程之间 设计 材料应用 加工制造之间 其界限均逐渐淡化 逐步走向一体化 例如 CAD CAPP CAM的出现 使设计 制造成为一体 精密成形技术的发展 使热加工可能直接提供接近最终形状 尺寸的零件 它与磨削加工相结合 有可能覆盖大部分零件的加工 淡化了冷热加工的界限 快速原型 零件制造 RapidPrototyping PartsManufacturing RPM 技术的产生 是近20年制造领域的一个重大突破 它可以自动而迅速地将设计思想物化为具有一定结构和功能的原型或直接制造零件 淡化了设计 制造的界限 机器人加工工作站及FMS的出现 使加工过程 检测过程 物流过程融为一体 现代制造系统使得自动化技术与传统工艺密不可分 很多新材料的配制与成型是同时完成的 很难划清材料应用与制造技术的界限 这种趋势表现在生产上是专业车间的概念逐渐淡化 将多种不同专业的技术集成在一台设备 一条生产线 一个工段或车间里的生产方式逐渐增多 2020年2月16日4时19分 先进设计及制造技术 48 1 6先进制造技术的发展趋势 7 绿色制造将成为21世纪制造业的重要特征日趋严格的环境与资源的约束 使绿色制造业显得越来越重要 它将是21世纪制造业的重要特征 与此相应 绿色制造技术也将获得快速的发展 主要体现在 1 绿色产品设计技术使产品在生命周期符合环保 人类健康 能耗低 资源利用率高的要求 2 绿色制造技术在整个制造过程 使得对环境负面影响最小 废弃物和有害物质的排放最小 资源利用效率最高 绿色制造技术主要包含了绿色资源 绿色生产过程和绿色产品三方面的内容 3 产品的回收和循环再制造例如 汽车等产品的拆卸和回收技术 以及生态工厂的循环式制造技术 它主要包括生产系统工厂 致力于产品设计和材料处理 加工及装配等阶段 恢复系统工厂 主要对产品 材料使用 生命周期结束时的材料处理循环 2020年2月16日4时19分 先进设计及制造技术 49 1 6先进制造技术的发展趋势 8 虚拟现实技术在制造业中获得越来越多的应用虚拟现实技术 VirtualRealityTechnology 主要包括虚拟制造技术和虚拟企业两个部分 虚拟制造技术将从根本上改变了设计 试制 修改设计 规模生产的传统制造模式 在产品真正制出之前 首先在虚拟制造环境中生成软产品原型 SoftPrototype 代替传统的硬样品 HardPrototype 进行试验 对其性能和可制造性进行预测和评价 从而缩短产品的设计与制造周期 降低产品的开发成本 提高系统快速响应市场变化的能力 虚拟企业是为了快速响应某一市场需求 通过信息高速公路 将产品涉及到的不同企业临时组建成为一个没有围墙 超越空间约束 靠计算机网络联系 统一指挥的合作经济实体 虚拟企业的特点是企业的功能上的不完整 地域上的分散性和组织结构上的非永久性 即功能的虚拟化 组织的虚拟化 地域的虚拟化 2020年2月16日4时19分 先进设计及制造技术 50 1 6先进制造技术的发展趋势 9 信息技术 管理技术与工艺技术紧密结合 先进制造生产模式获得不断发展制造业在经历了少品种小批量 少品种大批量 多品种小批量生产模式的过渡后 70年代 80年代开始采用计算机集成制造系统 CIMS 进行制造的柔性生产的模式 并逐步向智能制造技术 IMT 和智能制造系统 IMS 的方向发展 精益生产 LP 灵捷制造 AM 等先进制造模式相继出现 预计21世纪初 先进制造模式必将获得不断发展 2020年2月16日4时19分 先进设计及制造技术 51 1 6先进制造技术的发展趋势 60年代 规模效益第一 70年代 价格第一 80年代 质量第一 90年代 市场响应速度第一 预计21 世纪将是技术创新第一 10 技术创新将成为21世纪企业竞争的焦点 美国制造业的经营策略变化历程 2020年2月16日4时19分 先进设计及制造技术 52 1 6先进制造技术的发展趋势 1 从以技术为中心向以人为中心转变 2