先进制造复习题及答案

1、一、 填空1 制造系统是由制造所涉及（硬件）、（软件）和（制造信息）组成的一个有机整体。2 从系统的观点，生产可以定义为将(生产要素)转变成(生产财富)并创造效益的输入输出系统3 研究制造系统程序特性，主要从（管理角度）出发如何使生产活动达到最佳化4 GT技术原理是将多种零件按其（相似性）分类成组，人为扩大生产批量5 成组工艺过程设计包括（综合零件法）和（流程分析法）两种方法。6 可靠性设计的常用评价指标主要包括（）（）和（）等。7 反求工程的主要影响因素有（）（）（）8 先进制造技术旨在实现（优质,高效,低耗,清洁,灵活）的生产，提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力。9 高能束加工通常包括

2、（电子束加工、离子束加工、激光束加工）。10 准时制生产的核心是（六种管理方法和一种管理体制）。11 CAPP系统可分为（派生式）和（创成式）（半创成式）等几种系统12 派生式 CAPP 系统工作分为（准备阶段）（使用阶段）两个阶段。13 超精密加工机床设备应该具有（高精度）（高稳定度）和高自动化的要求。14 绿色产品是指以（安全）和（节能）为核心而设计生产的，可以拆卸和分解的产品，其零部件经过翻新处理后可以重新利用。15 物流配送流程包括（进货验收）（物资储备、保管、保养）（分拣与配货）（加工与配装）（配送运输）（送达交接）等多个作业环节。16 高速机床主轴的轴承有（深沟球轴承）（角接触轴承

3、）（圆柱滚子轴承）（圆锥滚子轴承）等形式。17 快速原型制造常用的工艺方法包括（光固化成形）（叠层实体制造）（选择性激光烧结）（熔融沉积制造）。18 在精益生产的体系结构中，其目标支柱是（准时生产）（成组技术）（全面质量管理）19 敏捷制造企业采用现代通信技术，以（技术）（管理）（人员）的形式，组织新产品的开发。20 虚拟制造技术旨在用（最短的产品开发周期）（最优质的产品质量）（最低廉的制造成本和最好的技术支持与售后服务）去赢得竞争。21 并行工程的特征为（并行交叉）（尽早开始工作）（）（）。22 超精密加工软金属时，常用的刀具材料为（人造金刚石）。23 FMS的机床配置形式通常有（互替形式）

4、（互补形式）（混合形式）。24 先进制造技术包含（主体技术群）（支撑技术群）（制造技术环境）三个技术群。25 根据产品的信息来源，反求工程可分为（实物类）（软件类）（影像类）。26 先进制造工艺技术的特点（优质）（高效）（低耗）27 典型 FMS 的三个子系统是: 加工系统 , 运储系统 ,计算机控制系统. 28 先进制造技术的特点:先进性 ,规范性,实用性,集成性,系统性,动态 性. 29 CIMS 系统的三要素:人 ,经营, 技术.30 中央管理计算机肩负的任务:控制, 监控,监视. 二,名词解释(共 15 分,每题 3 分) 1、 制造 广义理解：制造 = 生产CIRP定义：制造包括制造

5、企业的产品设计、材料选择、制造生产、质量保证、管理和营销一系列有内在联系的运作和活动。狭义理解：生产过程从原材料成品直接起作用的那部分工作内容，包括毛坯制造、零件加工、产品装配、检验、包装等具体操作（物质流）。2、 科学与技术 科学 认识世界，基本方法是“分析”，基本形式为“发现、揭示”。 技术 改造世界，基本方法是“综合”，基本形式为“发明、创造、改进”。在商品经济高度发展的今天，科学与技术的界限开始变得模糊，纯粹的科学研究不断萎缩,原因是得不到足够的经费支持，许多科学研究从一开始就有明确的应用前景（例如:超导技术、克隆技术等）。3、制造系统 制造系统是人、机器和装备以及物料流和信息流的一个

6、组合体。制造系统是制造过程及其所涉及的硬件、软件和人员所组成的一个将制造资源转变为产品或半成品的输入输出系统，它涉及产品生命周期的全过程或部分环节。其中，硬件包括厂房、生产设备、工具、刀具、计算机及网络等；软件包括制造理论、制造技术、管理方法、制造信息及其有关的软件系统等；制造资源包括狭义制造资源和广义制造资源；狭义制造资源主要指物能资源，包括原材料、坯件、半成品、能源等；广义制造资源还包括硬件、软件、人员等4、“批量法则”当市场竞争以产品质量和生产成本为决定因素时，大批量生产方式显示了巨大的优越性。与中小批量生产相比，大批量生产可取得明显的经济效果，这就是所谓的“批量法则”（Batch Ru

7、le）。 5、 成组技术 一般性定义：GT是一门生产技术科学，研究和发掘生产活动中有关事物的相似性，并充分利用它，即把相似的问题分类成组，寻求解决这一组问题的相对统一的最优方案，以取得最佳效果。机械制造领域中定义：将多种零件（部件或产品）按其相似性分类成组，并以这些零件组（部件组或产品组）为基础组织生产，实现多品种、中小批量生产的产品设计、制造工艺和生产管理的合理化。GT 被认为是一种“制造哲理”（Manufacturing Philosophy），是现代制造技术的一个重要理论基础6、 Groover产品寿命周期模型 （4-1）式中 TTLC 生产某种产品所需总时间； B 批数； Q 批量；

8、T1 单件工时； T2 每批产品所需生产准备时间（包括原材料订 货时间，制定生产计划时间，工艺装备调整 时间 ）； T3 每种产品所需设计及生产准备时间（产品设 计，工艺设计，工艺装备设计与制造）。7、CIM CIM是将人及其经营知识和能力与信息技术和制造技术综合应用，以提高制造型企业的生产率和响应能力。企业所有人员、功能、信息、组织管理等方面都是集成起来的整体的各个部分。8、CAPP 通过向计算机输入被加工零件的原始数据、加工条件和加工要求，由计算机自动地进行编码、编程直至最后形成经过优化的工艺规程卡片的过程，称为CAPP。 9、DFC Design For Cost 的意思是面向成本的设计

9、它最早出现于九十年代初期，属于并行工程中的DFX（Design For X）技术的一个分支。面向成本的设计是指在满足用户需求的前提下，尽可能地降低成本，通过分析和研究产品制造过程及其相关的销售、使用、维修、回收、报废等产品全生命周期中的各个部分的成本组成情况，并进行评价后，对原设计中影响产品成本的过高费用部分进行修改，以达到降低成本的设计方法。DFC将成本作为设计的一个关键参数，并为设计者提供分析、评价成本的支持工具。10、AM 敏捷制造(Agile Manufacturing) 敏捷制造是在具有创新精神的组织和管理结构、先进制造技术（以信息技术和柔性智能技术为主导）、有技术有知识的管理人员三

10、大类资源支柱支撑下得以实施的，也就是将柔性生产技术、有技术有知识的劳动力与能够促进企业内部和企业之间合作的灵活管理集中在一起，通过所建立的共同基础结构，对迅速改变的市场需求和市场进度作出快速响应。敏捷制造比起其它制造方式具有更灵敏、更快捷的反应能力。 11、CE 并行工程即 concurrent engineering 并行工程（CE）是对产品及其相关过程（包括制造过程和支持过程）进行并行、一体化设计的一种系统化的工作模式。这种工作模式力图使开发者从一开始就考虑到产品全生命周期（从概念形成到产品报废）中所有的因素，包括质量、成本、进度与用户需求。 12、CIM Computer Integra

11、ted Manu-facturing 计算机集成制造。,简称CIM。20年来，CIM概念不断得以丰富和发展。CIM在世界各工业国的推动下，历经了百家争鸣的概念演变而进入蓬勃发展时期。80年代初，美国和日本关于CIM的定交基本上都是紧密围绕制造和产品开发这一范围。德国自80年代初期开始注意探讨CIM这一主题，出现了各种不同的概念定义，直到1985年(联邦)德车经济和平委员会(AWFA)提出了CIM的推荐性定义，取得了一定程度上的统一。13、 FMS柔性制造系统是由统一的信息控制系统、物料储运系统和一组数字控制加工设备组成，能适应加工对象变换的自动化机械制造系统，英文缩写为FMS。FMS的工艺基础

12、是成组技术，它 按照成组的加工对象确定工艺过程，选择相适应的数控加工设备和工件、工具等物料的储运系统，并由计算机进行控制，故能自动调整并实现一定范围内多种工件的成批高效生产(即具有“柔性”)，并能及时地改变产品以满足市场需求。 三,简答题 (共 15 分,每题 5 分) 1,先进制造技术的内涵 目前对先进制造技术尚没有一个明确的,一致公认的定义,经过近年来对 发展先进制造技术方面开展的工作,通过对其特征的分析研究,可以认为: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

13、,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. 2、AMT体系结构主体技术群面向制造的设计技术群（产品和工艺设计技术群）制造工艺技术群（加工和装配技术群）支撑技术群图 AMT结构体系制造技术基础设施3、AMT特征 AMT 是一项综合性技术 AMT不是一项具体的技术，而是利用系统工程思想和方法将各种相关技术集合成一个整体，它特别强调计算机技术、信息技术和现代管理技术在整个制造过程中的综合应用，特别强调人的主体作用，强调人、技术、管理的有机结合。AMT 是一项动态技术 AMT 没有一个固定的模式，它要与企业的具体情况相结合。同时AMT 也不是一成不变的，而是动态发展的，它要

14、不断地吸收和利用各种高新技术成果，并将其渗透到制造系统的各个部分和整个过程，使其不断趋于完善。 AMT 是面向工业应用的技术 AMT 有明显的需求导向特征，不以追求技术高新度为目的，重在实际效果。AMT 是面向全球竞争的技术 通过提高企业综合效益和对市场的快速反应能力，达到提高竞争力的目标。AMT 是面向21世纪的技术 AMT是制造技术发展的新阶段，它保留了传统制造技术中有效要素，吸收并充分利用了一切高新技术，使其产生了质的飞跃。 AMT强调环保技术，符合可持续发展的战略。4、精密与超精密加工特点 “进化”加工原则Ø 直接式进化加工：利用低于工件精度的设备、工具，通过工艺手段和特殊工

15、艺装备，加工出所需工件。适用于单件、小批生产。Ø 间接式进化加工：借助于直接式“进化”加工原则，生产出第二代工作母机，再用此工作母机加工工件。适用于批量生产。 微量切削机理背吃刀量小于晶粒大小，切削在晶粒内进行，与传统切削机理完全不同 特种加工与复合加工方法应用越来越多传统切削与磨削方法存在加工精度极限，超越极限需采用新的方法5、RP技术的特点、基本过程。快速成型的过程是首先生成一个产品的三维CAD实体模型或曲面模型文件，将其转换成STL文件格式，再用一软件从STL文件 "切"(Slice)出设定厚度的一系列的片层，或者直接从CAD文件切出一系列的片层，这些片层按

16、次序累积起来仍是所设计零件的形状。然后，将上述每一片层的资料传到快速自动成型机中去，类似于计算机向打印机传递打印信息，用材料添加法依次将每一层做出来并同时连结各层，直到完成整个零件。因此，快速自动成型可定义为一种将计算机中储存的任意三维型体信息通过材料逐层添加法直接制造出来，而不需要特殊的模具、工具或人工干涉的新型制造技术。RP技术的特点(1) 快速性 从CAD设计到原型零件制成，一般只需几个小时至几十个小时，速度比传统的成形方法快得多，使快速成形技术尤其适合于新产品的开发与管理。 (2) 设计制造一体化 落后的CAPP一直是实现设计制造一体化的较难克服的一个障碍，而对于快速成形来说，由于采用

17、了离散堆积的加工工艺，CAPP已不再是难点，CAD和CAM能够很好地结合。 (3) 自由成形制造 自由的含义有两个：一是指可以根据零件的形状，无需专用工具的限制而自由地成形，可以大大缩短新产品的试制时间；二是指不受零件形状复杂程度限制6、RP技术的几种主要实现方法自80年代初材料累加成型思想产生以来，研究人员开发出了许多快速成型技术，如光固化成型（SL）、粉末烧结成型（SLS）、层叠法成型（LOM）、熔积成型（FDM）等多达十余种具体的工艺方法。这些工艺方法都是在材料累加成型的原理基础上，结合材料的物理化学特性和先进的工艺方法而形成的，它与其他学科的发展密切相关。快速成型制造技术是一个具生命力

18、的技术，近年来研究和开发人员不断探索新的方法。7、数据库系统在 CIMS 中的作用和地位 数据库分系统是支持 CIMS 各个分系统, 覆盖企业全部信息的数据存储和 管理系统.它是逻辑上统一,物理上分布的全局数据库管理系统,可以实现企 业数据和信息集成. 数据库系统提供了定义数据结构和方便地对数据进行操纵 的功能;具有安全控制功能,保证了数据安全性;提供完整性控制,保证数据 正确性和一致性;提供并发控制,保证多个用户操作数据库数据的正确性.所 以数据库技术是管理数据,实现共享的最通用的方法. 在 CIMS 中还有一个专用的工程数据库系统,用来处理大量的工程数据, 如图形,工艺规程,NC 代码等.

19、工程数据库系统中的数据与生产管理,经营 管理数据按一定的规范进行交换,从而达到全 CIMS 的信息集成和共享.8、 快速原型技术的基本过程 快速原型技术是用离散分层的原理制作产品原型的总称,其原理为:产品 三维 CAD 模型分层离散按离散后的平面几何信息逐层加工堆积原材料 生成实体模型. 该技术集计算机技术,激光加工技术,新型材料技术于一体,依靠 CAD 软件,在计算机中建立三维实体模型,并将其切分成一系列平面几何信息,以此 控制激光束的扫描方向和速度,采用粘结,熔结,聚合或化学反应等手段逐层 有选择地加工原材料,从而快速堆积制作出产品实体模型. 9、 创成式CAPP系统特点 不需人工干预，自

20、动化程度高。 2）决策更科学，具有普遍性。 3）由于工艺过程设计经验成分偏多，理论还不完善，完全彻底的创成式CAPP系统还在研究探索之中。10、 DFM DFM是面向制造的设计,Design for manufacturability 英文简称当今的DFM是并行工程的核心技术，因为设计与制造是产品生命周期中最重要的两个环节，并行工程就是在开始设计时就要考虑产品的可制造性和可装配性等因素。所以DFM又是并行工程中最重要的支持工具。它的关键是设计信息的工艺性分析、制造合理性评价和改进设计的建议。11、 DFQ12、 模块化设计 模块化设计，简单地说就是程序的编写不是开始就逐条录入计算机语句和指令，

21、而是首先用主程序、子程序、子过程等框架把软件的主要结构和流程描述出来，并定义和调试好各个框架之间的输入、输出链接关系。逐步求精的结果是得到一系列以功能块为单位的算法描述。以功能块为单位进行程序设计，实现其求解算法的方法称为模块化。模块化的目的是为了降低程序复杂度，使程序设计、调试和维护等操作简单化13、 ISO全面质量管理的内涵是什么？全面质量管理的内容由哪四个方面？ 全面质量管理定义为：一个组织以质量为中心，以全员参与为基础，目的在于通过让顾客满意和本组织所有成员及社会受益而达到长期成功的管理途径。 1、机构：标准明确规定了为保证产品质量而必须建立的管理机构及职责权限。2、程序：组织的产品生

22、产必须制定规章制度、技术标准、质量手册、质量体系操作检查程序，并使之文件化。3、过程：质量控制是对生产的全部过程加以控制，是面的控制，不是点的控制。从根据市场调研确定产品、设计产品、采购原材料，到生产、检验、包装和储运等，其全过程按程序要求控制质量。并要求过程具有标识性、监督性、可追溯性。4、总结：不断地总结、评价质量管理体系，不断地改进质量管理体系，使质量管理呈螺旋式上升。 四,分析题(共 24 分,每题 8 分) 1、分析CIMS和FMS的有哪些相同和不同的地方CIMS是自动化程度不同的多个子系统的集成，如管理信息系统（MIS）、制造资源计划系统（MRPII）、计算机辅助设计系统（CAD）

23、、计算机辅助工艺设计系统（CAPP）、计算机辅助制造系统（CAM）、柔性制造系统（FMS）,以及数控机床（NC，CNC）、机器人等。CIMS正是在这些自动化系统的基础之上发展起来的，它根据企业的需求和经济实力，把各种自动化系统通过计算机实现信息集成和功能集成。当然，这些子系统也使用了不同类型的计算机，有的子系统本身也是集成的，如MIS实现了多种管理功能的集成，FMS实现了加工设备和物料输送设备的集成等等。性制造系统 柔性制造系统是以数控机床或加工中心为基础，配以物料传送装置组成的生产系统。该系统由电子计算机实现自动控制，能在不停机的情况下，满足多品种的加工。柔性制造系统适合加工形状复杂，加工工序多，批量大的零件。其加工和物料传送柔性大，但人员柔性仍然较低。2、并行工程于串行工程相比有哪些优缺点?并行工程是对产品及其相关过程（