先进制造技术期末设计

先进制造技术201制作人：先进制造技术的发展制造的概念知识经济条件下制造业的发展制造业的变革及挑战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内涵、技术构成及特点先进制造技术的体系结构及分类先进制造技术发展趋势先进制造技术的技术前沿1、制造的概念1.1概念制造（Manufacturing):是人类所有经济活动的基石，是人类历史发展和文明进步的动力。狭义：为机电产品的机械加工工艺过程广义：国际生产工程学会1990年：制造是涉及制造工业中产品设计、物料选择、生产计划、生产过程、质量保证、经营管理、市场销售和服务的一系列相关活动和工作的总称。1、制造的概念制造技术（ManufacturingTechnology)按照人们所需的目的，运用知识和技能，利用客观物资工具，将原材料物化为人类所需产品的工程技术。即：使原材料成为产品而使用的一系列技术的总称制造过程产品从设计、生产、使用、维修、报废、回收等的全过程，也称为产品生命周期。制造业

将制造资源（物料、能源、设备、工具、资金、信息、人力等）利用制造技术，通过制造过程，转化为供人们使用或利用的工业品或生活消费品的行业。1、制造的概念1.2制造系统

制造系统是制造业的基本组成实体。

++制造系统功能：输入制造系统的资源（原材料、能源、信息、人力...）通过制造过程输出产品过程：制造生产的运行过程，包括市场分析、产品设计、工艺规划、制造装配、检验出厂、产品销售、售后服务、报废、回收、再利用等。结构：是制造过程所涉及的硬件（物料、设备、工具、能源等）、软件（制造理论、工艺、信息等）、人员所组成的具有特定功能的有机整体。市场分析产品设计工艺规划制造装配检验出厂产品销售售后服务报废回收再利用第一个战略问题究竟依靠什么产业来强国？是依靠第三产业来强国，还是依靠制造业来强国？美国的教训1)上个世纪70年代,美国不重视制造业,把制造业称为“夕阳工业”,结果导致美国80年代的经济衰退。2)80年代后期，美国政府开始协调和支持制造产业的发展，1991年，布什政府期间，美国白宫科学技术政策办公室发表了总数为22项的美国国家关键技术，其中制造技术占4项，标志着美国科技政策的转变。3)克林顿上台后，对制造业大力支持。日本的经验1）在上个世纪70-80年代，日本非常重视制造业，特别大抓了汽车制造和微电子制造，结果日本的汽车和家用电器占领了全世界的市场，特别是大举进入了美国市场。2）日本的微电子芯片成为美国高技术产品的关键元件。1991年海湾战争结束后，日本人说美国赢得这场战争是依靠的日本的芯片，是“日本的芯片打败了伊拉克的钢片”。东南亚经济危机的启示1）1998年爆发的东南亚经济危机，从另一个侧面反映了一个国家发展制造业的重要。一个国家，如果把经济的基础放在股票、旅游、金融、房地产、服务业上，而无自己的制造业，这个国家的经济就容易形成泡沫经济，一有风吹草动就会产生经济危机。2）新加坡、台湾都有自己的制造业，因此受经济危机的影响小一些。先进制造技术的提出黑寡妇微型飞行器图1-1黑寡妇卫星飞行器图1-2纳秒及飞秒脉冲激光加工先进制制造技技术在在我国国的进进展原人大大常委委会副副委员员长宋宋健指指出：：““先进进制造造技术术是一一个国国家、、一个个民族族赖以以繁荣荣的重重要手手段””。1）明明确提提出：：要大大力采采用先先进制制造技技术；；2）投投入了了大量量的资资金、、开展展大量量的项项目用用以支支持和和促进进先进进制造造技术术的发发展和和应用用。学习的的榜样样———瑞士士瑞士依依靠什什么使使人均均产值值居世世界第第一？？1））瑞瑞士士是是一一个个仅仅700万万人人口口的的小小国国，，但但瑞瑞士士的的制制造造业业十十分分发发达达，，瑞瑞士士的的精精密密机机械械产产品品的的出出口口量量是是我我国国的的8倍倍，，瑞瑞士士的的手手表表世世界界第第一一，，连连小小小小的的军军刀刀，，也也风风靡靡全全世世界界。。2））现现在在瑞瑞士士的的年年人人均均国国民民生生产产总总值值达达到到4.3万万美美元元以以上上,居居世世界界第第一一。。先进进制制造造技技术术的的内内涵涵、、技技术术构构成成及及特特点点1、、先进进制制造造技技术术的的定定义义先进进制制造造技技术术是制制造造业业不不断断吸吸收收机机械械，，电电子子，，信信息息（（计计算算机机与与通通信信，，控控制制理理论论，，人人工工智智能能等等）），，能能源源及及现现代代系系统统管管理理等等方方面面的的成成果果，，并并将将其其综综合合应应用用于于产产品品设设计计，，制制造造，，检检测测，，管管理理，，销销售售，，使使用用，，服服务务乃乃至至回回收收的的制制造造全全过过程程，，以以实实现现优优质质，，高高效效，，低低耗耗，，清清洁洁，，灵灵活活生生产产，，提提高高对对动动态态多多变变的的产产品品市市场场的的适适应应能能力力和和竞竞争争能能力力的的制制造造技技术术的的总总称称。。先进进制制造造技技术术是当当今今工工业业企企业业在在激激烈烈的的市市场场竞竞争争中中离离不不开开的的集设设计计－－生生产产－－管管理理－－市市场场－－信信息息－－创创新新于于一一体体的的综综合合技技术术。先进进制制造造技技术术的的内内涵涵及及技技术术构构成成图1-3先进制造技术的内涵，层次及其技术构成示意图先进进制制造造技技术术的的特特点点先进进制制造造技技术术应应用用的的先进进性性先进进制制造造技技术术应应用用的的广泛泛性性先进进制制造造技技术术应应用用的的实用用性性先进进制制造造技技术术应应用用的的系统统性性先进制制造技技术的的动态特特性先进制制造技技术的的集成性性先进制制造技技术强强调的的是实现优优质、、高效效、低低耗耗、、清洁洁、灵灵活的的生产产先进制制造技技术的的应用用，最最终的的目标标是提高动动态多多变的的产品品市场场的适适应能能力和和竞争争能力力先进制制造技技术的的体系系结构构及分分类面向制制造的的设计计技术术群产品/工艺艺设计计计算机机辅助助设计计工艺过过程建建模和和仿真真工艺规规程设设计系统工工程基基础快速成型型技术并行工程程制造工艺艺技术群群材料生产产工艺加工工艺艺联接与装装配测试和检检测环保技术术维修技术术其他信息技术术接口技术术集成技术术人工智能能数据库软件工程程决策支持持标准和框框架数据标准准工艺标准准接口框架架产品定义义和标准准检验标准准机床和工工具技术术传感器和和控制技技术质量管理理用户/供供应商交交互作用用工作人员员培训和和教育全国监督督和基准准评测技术获取取和利用用主体技术群支撑技术群制造基础础设施环境境1体系结构先进制造造技术的的分类（1）现现代设计计技术（2）先先进制造造工艺（3）自自动化技技术（4）系系统管理理技术现代设计计技术1）计算机辅辅助技术术：有限元元法，优优化设计计，计算算机辅助助设计，，反求工工程技术术，模糊糊智能CAD，，工程数数据库2）性能优良良设计基基础技术术：可靠性性设计，，安全设设计，动动态分析析与设计计，防防断裂设设计，疲疲劳设计计，防腐腐蚀设计计，减磨磨和耐磨磨设计，，健壮设设计，耐耐环境境设计，，维修性性设计，，维修性性保障设设计，测测试设计计，人机机工程设设计3）竞争优势势创建技技术：快速响响应设计计，智能能设计，，仿真与与虚拟设设计，工工业设计计，价值值工程设设计，模模块设计计4）全寿命周周期设计计：并行设设计，面面向制造造的设计计，全寿寿命周期期设计5）可持续性性发展产产品设计计：绿色设设计6）设计试验验技术：产品可可靠性试试验，产产品环保保性能试试验与控控制，仿仿真试验验与虚拟拟试验1）精密密洁净铸造成型型工艺2）精确确高效塑性成型型工艺3）优质质高效焊接及切切割技术术4）优质质低耗洁洁净热处理技技术5）高效效高精机械加工工工艺6）现代代特种加工工工艺7）新型型材料成型型与加工工工艺8）优质质清洁表面工程程新技术术9）快速速模具制造造技术10）拟拟实制造造成形加工工技术先进制造造工艺1）数控控技术2）工业业机器人人3）柔性性制造系系统（FMS））4）计算算机集成成制造系系统（CIMS）5）传感感技术6）自动动检测及及信号识识别技术术7）过程程设备工工况监测测与控制制1）先进进制造生生产模式式2）集成成管理技技术3）生产产组织方方法自动化技技术系系统管理理技术先进制造造技术发发展趋势势总趋势：向精密密、柔性性、智能能、集成成、全球球化方向向发展企业生产产方式面面临的重重大变革革“中心””的变化化以产品为为中心以顾客为中心以市场为为中心“组织形形式”的的变化金字塔型型组织扁平化组织设计工艺制造无法加工，装配困难...市场分析“工作方方式”的的变化顺序工作作方式市场开发工程设计制造装配售后服务并行工作作方式“快鱼”吃“慢鱼”快速响应应市场的的竞争策策略先进制造造技术发发展趋势势2、绿色色制造将将成为21世纪纪制造业业的重要要特征（1）绿绿色设计计技术（2）清清洁生产产技术（3）拆拆卸回收收技术（4）生生态工厂厂的循环环制造技技术（5）ISO14000环保保管理标标准3、设计计技术不不断现代代化（1）设设计方方法和手手段的现现代化（2）新新的设设计思想想和方法法不断出出现（3）由由简单单的，具具体的，，细节的的设计转转向复杂杂的总体体设计和决策。。（4）由由单纯纯考虑技技术因素素转向综综合考虑虑技术，，经济和和社会因素。先进制造造技术发发展趋势势4、成型型制造技技术向精精密成型型或净成成型的方方向发展展（1）精精密铸造造技术（2）精精密塑性性成型技技术（3）精精密连接接技术（1）超超精密加加工技术术（2）超高速速切削（3）新一代代制造装备的的发展5、加工制造造技术向着超超精密、超高高速以及发展展新一代制造造装备的方向向发展先进制造技术术发展趋势（1）激光，，电子束，离离子束，分子子束，等离子子体，微波，，超声波，电电液，电磁，，高压水束流流等新能源或或能源载体的的引入，形成成了多种崭新新的特种加工工及高密度能能束切割，焊焊接，熔炼，，锻压，热处处理，表面保保护等加工工工艺。（2）超硬材材料，高分子子材料，复合合材料，工程程陶瓷，非晶晶微晶合金，，功能材料等等新型材料的的应用，扩展展了加工对象象，导致某些些崭新加工技技术的产生。。6、新型加工工方法以及复复合工艺不断断发展UltrasonicbondingheadSSubstrate(G)CNTDSSubstrate(G)CNTD先进制造技术术发展趋势8、虚拟技术术广泛应用9、工艺模拟拟技术得到迅迅速发展10、技术创创新将成为21世纪企业业竞争的焦点点（1）虚拟设设计（2）虚拟制制造（3）虚拟研研究开发中心心（4）虚拟企企业7、应用快速速原型制造技技术的快速制制造技术得到到快速发展和和应用（1）基于三三维曲面设计计的快速设计计技术（2）快速三三坐标测量量技术（3）快速原原型制造技术术（4）快速零零件制造技术术（5）并行工工程先进制造技术术的技术前沿沿1.可重组组制造系统2.无浪费费工艺3.新的材材料工艺4.生物制制造技术5.企业建建模和仿真6.信息技技术7.满足多多层次用户需需求的产品及及工艺设计方方法8增强型型人-机界面面9.劳动力力教育和培