先进制造技术培训课程讲义

先进制造技术，李燕，教学内容安排，第1章制造与先进制造技术，第2章现代设计技术，第3章先进制造技术，第4章制造自动化技术，第5章现代生产管理技术，第6章先进生产与制造模式，本书有6章，本课程相关讲解1篇。课时本课程的教材总共有40课时和40课时。2.本课程的特点可以概括为：新、多、杂、变。新意味着本课程的内容主要是过去10年来开发的技术。“多而杂”意味着本课程内容庞杂，结构不太清晰。变化意味着随着制造技术的发展，本教材中的一些内容甚至概念可能会发生变化。第一章制造和先进制造技术1.1制造的发展和挑战1.2先进制造技术的建议和进展1.3先进制造技术的内涵和体系结构回顾1.1制造和制造的发展和挑战1.1制造和制造包括市场分析、业务决策、产品设计、工艺设计、加工和装配、质量保证、生产管理、营销、维护服务，以及整个产品周期，如产品报废后的回收和处理、原材料、 产品、过程能量、知识和技能工具、生产车间中的制造、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、业务规划、开发和研究、加工和制造、控制和管理等。 生产设备、工具和材料、能源和各种辅助设备、软件、制造理论、制造技术和方法、各种制造信息等.1.1.2制造业的地位和作用，三大产业：农业、林业、畜牧业、工业、服务业、工业(52%)、制造业(45%)、建筑业、采掘业以及电力、天然气和水的生产和供应、农业、林业和畜牧业、农业、林业、家禽业、水产养殖业、服务业、商业、金融、房地产、经济和贸易等。一个国家经济发展的重要源泉，国民经济收入的重要来源，工业经济时代经济增长的“引擎”,一个国家经济强劲和快速增长的重要基础，以及制造业的地位。为人们的衣、食、住、行等物质消费决定整个社会的长远利益和国际商品贸易的持续经济增长(美国为78%，日本为96%，中国为81%-1995%)提供物质保障，为农业的基础地位提供物质保障，为信息产业的发展提供物质基础，是服务业发展的重要条件。农业劳动力转移和就业的一个重要途径是为科技和教育发展提供资金支持，确保军事现代化和实验设备的国家安全。制造业的作用。1 . 1 . 321 21世纪制造业面临的挑战。1.快速应对市场竞争的挑战-实现平行制造环节。2.全球竞争的挑战技术资源的整合有三个促进技术资源整合的主要因素：(1)为了满足市场需求，企业必须对不同期望和不同选择的客户做出快速反应。(2)快速响应环境要求在组织的各个层面进行有效的沟通，尤其是与客户、供应商和合作伙伴的沟通。(3)新技术的快速吸收要求整个企业具有快速学习能力。信息时代的挑战从信息到知识的转变4环境保护的挑战5可持续发展的挑战5制造业全球化的挑战个性化和多样化的产品制造智能化包括产品的自我智能化、生产的定制化和模块化，满足不同消费者的偏好，不断缩短生命周期，摩尔定律-芯片性能每18个月翻一番，但价格保持不变的智能化包括产品的自我智能化和生产设备和工具的智能绿色产品，无污染的生命周期，低资源消耗和回收，21世纪制造业的产品特征。 1.2先进制造技术的提出和进展1.2.1制造技术的进展和发展：人工机械化单机自动化刚性自动化柔性自动化智能自动化、制造生产模式、制造资源配置、劳动密集型设备密集型信息密集型知识密集型、制造技术、小批量小品种和大批量多品种和可变批量，制造技术的发展阶段，在车间生产时期18世纪下半叶， 基于分工原则从手工车间到工厂生产的过渡已经完成，工业规模生产时期19世纪，标准化大规模生产的刚性自动化发展时期20世纪初，基于大规模生产的刚性自动化和柔性自动化发展时期第二次世界大战后，包括数控、数控、FMC、FMS等在内的多品种小批量的柔性自动化生产模式。 综合自动化发展时期从20世纪80年代开始，计算机辅助设计/计算机辅助制造/计算机辅助工程/计算机辅助工程/计算机辅助测试；物料需求计划、物料需求计划、企业资源计划、全面质量管理；数控机床、柔性制造中心/柔性制造系统、机器人；CIMS，行政长官，高级副总裁，1.2.2先进制造技术生产背景1)社会经济发展背景消费者需求：主题化、个性化、多样化、缩短产品生命周期全球产业结构调整：制造商之间既有激烈的竞争，也有基于实力的合作。快速响应市场：满足现有和潜在客户的需求，积极适应市场和引导市场是赢得竞争和获取最大利润的关键；3)可持续发展的战略资源稀缺，严重污染的环境问题不能以牺牲子孙后代的利益为代价，从粗放管理和掠夺性发展转变为集约和可持续发展。(2)科技发展背景制造技术正朝着宏观(制造系统)和微观(超精密加工)两个方向发展。现代制造业已经成为技术密集型和知识密集型产业。信息已经成为制造业的决定性因素。内部网/互联网对制造业有重大影响。先进制造技术计划：1994年预算为14亿美元。围绕“智能制造系统”、“集成工具”和“基础设施建设”三个关键领域开展研究；制造技术中心计划：在一个地区建立一个制造技术中心，在技术所有者和有需要的人之间架起一座桥梁，为中小企业展示新的制造技术和设备，组织培训，帮助企业了解和选择最新的技术和设备。1990年，美国、欧共体、加拿大、澳大利亚等国家提出了一项投资10亿美元的智能制造计划，以实施智能制造计划。该计划的目的是使制造业能够通过国际联合研究接受订单、开发、设计、生产、物流和管理整个过程。生产设备的自我调节生产设备的自我调节：能够根据环境变化独立判断并及时做出改变操作过程的决策。日本，艾瑞卡计划：1988年，16个欧洲国家和600家公司的165个合作性高技术研发项目获得了5亿美元的资助。欧洲信息技术研究与发展战略计划(ESPRIT):它向13个成员国的5，500名研究人员提供了资助，阐明了设计原则、工厂自动化和生产过程管理这三个主要议题。BRITE(欧洲工业技术基金会研究计划):它专注于支持材料、制造、工厂系统的设计和操作的研究。欧洲共同体，1.3先进制造技术的定义1.3.1先进制造技术的特征1.3.2先进制造技术的构成先进制造技术在不同国家有不同的技术内涵，在同一国家有不同的发展水平和不同的发展阶段。1994年，美国联邦科学、工程和技术协调委员会将先进制造技术分为三个技术组：主要技术组；(2)支持技术组；(3)管理技术组。这三个技术群体相互联系，相互促进，形成一个完整的系统。表1-1显示了先进制造技术的体系结构。表1-1先进制造技术架构、国内学者先进制造技术事业部、现代制造工程设计技术组、现代制造系统管理技术组、物料搬运与设备技术组支持技术组、现代设计技术：现代设计方法、产品信誉设计、设计自动化技术先进制造技术：高效精密成形技术、高效高精密切削技术、现代特种加工技术、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：制造资源规划产品数据管理先进制造生产模式：集成制造、并行工程、并行工程、集成制造、线性规划、先进制造技术分类。本章简要介绍了制造业、制造系统和制造业的基本概念，阐述了制造业在国民经济中的作用，分析了制造业在新世纪面临的六大机遇和挑战以及市场特征。自18世纪以来，制造技