先进制造技术试题及答案

先进制造技术试题及答案一、选择题1.下列哪种技术不属于先进制造技术中的快速成型技术？()A.立体光刻成型（SLA）B.选择性激光烧结（SLS）C.数控铣削加工D.熔融沉积成型（FDM）答案：C解析：快速成型技术是一种基于离散-堆积原理的新型制造技术，能根据CAD模型快速制造出三维实体。立体光刻成型（SLA）、选择性激光烧结（SLS）、熔融沉积成型（FDM）都属于快速成型技术。而数控铣削加工是传统的切削加工方法，通过刀具的切削去除材料来制造零件，不属于快速成型技术。2.智能制造系统的核心是()A.智能机器B.人类专家C.人机一体化智能系统D.自动化设备答案：C解析：智能制造系统是一种由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化智能系统。它强调人与机器的协同合作，智能机器具备一定的智能，但人类专家的知识、经验和创造力也是不可或缺的。人机一体化智能系统将两者的优势结合起来，实现制造过程的智能化，所以它是智能制造系统的核心。3.绿色制造的目标是()A.降低成本B.提高生产效率C.减少环境污染和资源消耗D.提高产品质量答案：C解析：绿色制造是一个综合考虑环境影响和资源效率的现代制造模式。其目标是使得产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个生命周期中，对环境的负面影响最小，资源利用率最高。降低成本、提高生产效率和提高产品质量虽然也是制造过程中的重要目标，但不是绿色制造的核心目标。4.柔性制造系统（FMS）中，负责物料存储和运输的子系统是()A.加工系统B.物流系统C.控制系统D.检测系统答案：B解析：柔性制造系统（FMS）主要由加工系统、物流系统、控制系统和检测系统等组成。加工系统负责对工件进行加工；物流系统负责物料的存储和运输，包括工件、刀具等的搬运和存储；控制系统负责对整个FMS进行调度和控制；检测系统负责对加工过程和产品质量进行检测。所以负责物料存储和运输的子系统是物流系统。5.以下哪种刀具材料适用于高速切削？()A.高速钢B.硬质合金C.陶瓷刀具D.碳素工具钢答案：C解析：高速切削要求刀具材料具有高硬度、高耐磨性、高耐热性等性能。高速钢的耐热性相对较低，一般适用于中低速切削；硬质合金的耐热性和耐磨性较好，但在高速切削时，其性能仍不如陶瓷刀具；碳素工具钢的硬度和耐热性都较低，不适合高速切削。陶瓷刀具具有高硬度、高耐热性和化学稳定性好等优点，非常适合高速切削。6.并行工程的主要特点是()A.串行工作方式B.强调设计阶段的后期考虑C.多学科团队协同工作D.只关注产品的设计阶段答案：C解析：并行工程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工作模式。它打破了传统的串行工作方式，强调多学科团队协同工作，在产品设计的早期就综合考虑产品整个生命周期中的各种因素，而不是只关注设计阶段，也不是在设计阶段的后期才考虑相关问题。7.虚拟制造技术的本质是()A.虚拟产品设计B.虚拟生产过程C.以计算机支持的仿真技术为前提，对制造活动进行建模和仿真D.虚拟装配答案：C解析：虚拟制造技术是以计算机支持的仿真技术为前提，对制造活动进行建模和仿真。它不仅仅局限于虚拟产品设计、虚拟生产过程或虚拟装配，而是涵盖了产品从设计、制造到销售和使用的整个生命周期的虚拟仿真和优化，通过在计算机上模拟和分析制造过程，提前发现问题并进行改进，从而降低成本、缩短开发周期。8.工业机器人的重复定位精度是指()A.机器人末端执行器到达同一位置的准确程度B.机器人能够达到的最大工作范围C.机器人的运动速度D.机器人的负载能力答案：A解析：工业机器人的重复定位精度是指机器人在相同的运动条件下，多次重复到达同一目标位置时的准确程度。它反映了机器人运动的稳定性和一致性。机器人能够达到的最大工作范围是工作空间；机器人的运动速度是指其各关节的运动快慢；机器人的负载能力是指其能够承载的最大重量。9.敏捷制造的核心思想是()A.大规模生产B.快速响应市场变化C.降低生产成本D.提高产品质量答案：B解析：敏捷制造是一种面向21世纪的制造战略，其核心思想是企业能够快速响应市场的变化，以最快的速度开发出满足客户需求的新产品。大规模生产强调的是通过大规模的生产来降低成本，与敏捷制造的快速响应市场变化的理念不同。降低生产成本和提高产品质量虽然也是企业追求的目标，但不是敏捷制造的核心思想。10.微机电系统（MEMS）的主要特点不包括()A.微型化B.集成化C.高能耗D.多学科交叉答案：C解析：微机电系统（MEMS）是集微型传感器、执行器、信号处理和控制电路、接口电路、通信和电源于一体的微型机电系统。它具有微型化、集成化和多学科交叉等特点。由于其尺寸微小，通常具有低能耗的优点，而不是高能耗。二、填空题1.先进制造技术包含现代设计技术、先进制造工艺技术、制造自动化技术、系统管理技术等四大领域。2.快速成型技术的基本原理是离散-堆积原理。3.智能制造系统具有自律能力、人机一体化、自组织与超柔性、学习能力与自我维护能力等特征。4.绿色制造的三项主要内容是绿色产品设计、绿色制造过程和绿色回收处理。5.柔性制造系统（FMS）主要由加工系统、物流系统、控制系统和检测系统等组成。6.刀具材料的性能要求主要有高硬度、高耐磨性、高耐热性、足够的强度和韧性、良好的工艺性和化学稳定性等。7.并行工程强调在产品设计的早期阶段就综合考虑产品整个生命周期中的各种因素。8.虚拟制造技术主要包括虚拟设计、虚拟加工、虚拟装配、虚拟企业等方面。9.工业机器人的运动方式主要有点位运动、连续轨迹运动等。10.敏捷制造的实现需要具备三个要素，即敏捷制造的生产技术、敏捷制造的管理技术和敏捷制造的人力资源。三、判断题1.先进制造技术只关注制造过程的自动化，不涉及产品设计和管理等方面。(×)答案：×解析：先进制造技术是一个涵盖了产品设计、制造工艺、生产管理等多个方面的综合性技术体系。它不仅包括制造过程的自动化，还强调现代设计技术、系统管理技术等，以实现产品从设计到生产的全过程优化。2.快速成型技术可以直接制造出具有一定功能的最终产品。(√)答案：√解析：快速成型技术能够根据CAD模型快速制造出三维实体，随着材料和工艺的不断发展，现在已经可以直接制造出具有一定功能的最终产品，例如一些小型的塑料零件、金属零件等。3.智能制造系统不需要人类专家的参与，完全由智能机器自主完成制造过程。(×)答案：×解析：智能制造系统是人机一体化智能系统，虽然智能机器具备一定的智能，但人类专家的知识、经验和创造力在制造过程中仍然起着重要的作用。人类专家可以对智能机器进行监控、决策和调整，两者协同合作才能实现更好的制造效果。4.绿色制造只需要在产品的制造过程中考虑环境保护，不需要在产品的设计和使用阶段考虑。(×)答案：×解析：绿色制造是一个贯穿产品整个生命周期的理念，包括产品的设计、制造、使用和回收处理等阶段。在产品设计阶段就应该考虑如何降低产品对环境的影响，例如采用可回收材料、优化产品结构等；在使用阶段要考虑产品的能耗和废弃物排放等问题。5.柔性制造系统（FMS）只能加工一种类型的零件。(×)答案：×解析：柔性制造系统（FMS）具有柔性，能够适应多种不同类型零件的加工。它通过数控设备、物流系统和控制系统的协同工作，可以快速地调整加工工艺和生产流程，实现对不同零件的高效加工。6.高速切削时，刀具材料的耐热性是最重要的性能要求。(√)答案：√解析：在高速切削过程中，刀具与工件之间会产生大量的热量，导致刀具温度升高。如果刀具材料的耐热性不好，刀具会很快磨损甚至失效。因此，耐热性是高速切削时刀具材料最重要的性能要求之一。7.并行工程要求产品设计和制造过程串行进行，以确保产品质量。(×)答案：×解析：并行工程强调产品设计和制造过程的并行进行，打破传统的串行工作方式。通过多学科团队的协同工作，在产品设计的早期就综合考虑制造、装配、使用、维护等各个环节的因素，从而缩短产品开发周期，提高产品质量。8.虚拟制造技术可以在不实际制造产品的情况下，对产品的设计和制造过程进行仿真和优化。(√)答案：√解析：虚拟制造技术是以计算机仿真为基础，通过建立产品的虚拟模型，对产品的设计、加工、装配等过程进行模拟和分析，在不实际制造产品的情况下，提前发现设计和制造过程中可能存在的问题，并进行优化，从而降低成本、缩短开发周期。9.工业机器人的自由度越多，其运动灵活性就越高。(√)答案：√解析：工业机器人的自由度是指机器人能够独立运动的坐标轴的数目。自由度越多，机器人就能够在更多的方向上进行运动，其运动灵活性就越高，能够完成更复杂的任务。10.敏捷制造强调企业之间的合作与竞争，以实现快速响应市场变化的目标。(√)答案：√解析：敏捷制造要求企业能够快速响应市场变化，为了实现这一目标，企业需要与供应商、合作伙伴等建立紧密的合作关系，同时也存在一定的竞争关系。通过企业之间的合作与竞争，整合资源，提高企业的敏捷性和竞争力。四、简答题1.简述先进制造技术的特点。(1).先进性：先进制造技术是计算机技术、信息技术、传感技术、自动化技术、新材料技术和现代系统管理技术在制造过程中的综合应用，体现了当代制造业的发展水平。(2).广泛性：它覆盖了产品从设计、制造到销售和使用的整个生命周期，涉及到产品设计、制造工艺、生产管理、质量控制等多个方面。(3).集成性：强调各种技术之间的集成，包括设计与制造的集成、管理与技术的集成、人与技术的集成等，以实现制造系统的整体优化。(4).系统性：将制造过程看作一个系统，综合考虑系统内各要素之间的相互关系和相互作用，以提高系统的整体性能。(5).动态性：随着科学技术的不断发展和市场需求的变化，先进制造技术也在不断更新和发展，具有动态性。(6).实用性：先进制造技术的目的是提高企业的竞争力，满足市场需求，具有很强的实用性。2.快速成型技术有哪些优点和缺点？优点(1).快速性：可以在短时间内制造出产品的原型，大大缩短了产品的开发周期。(2).高度柔性：无需专用的模具和夹具，能够快速响应设计的变化，适合新产品的开发和小批量生产。(3).一体化成型：可以制造出复杂形状的零件，无需进行多道工序的加工，减少了加工时间和成本。(4).设计验证：能够直观地展示产品的外观和结构，便于设计人员进行设计验证和优化。(5).材料多样性：可以使用多种材料进行成型，如塑料、树脂、金属等。缺点(1).精度有限：目前快速成型技术的精度还不能满足一些高精度零件的要求，需要进行后续的加工处理。(2).表面质量较差：成型件的表面粗糙度较大，需要进行表面处理。(3).材料性能受限：部分快速成型材料的性能还不能完全满足实际使用的要求，如强度、硬度等。(4).设备和材料成本较高：快速成型设备的价格昂贵，成型材料的成本也相对较高。(5).成型尺寸受限：目前大多数快速成型设备的成型尺寸较小，不能制造大型零件。3.简述智能制造系统的主要功能。(1).自律能力：智能制造系统能够根据环境的变化自动调整自身的行为，以适应不同的生产任务和要求。(2).人机一体化：强调人与智能机器的协同合作，人类专家的知识和经验与智能机器的计算能力和自动化操作相结合。(3).自组织与超柔性：系统能够根据生产任务的变化自动组织和调整生产流程，具有很强的柔性和适应性。(4).学习能力与自我维护能力：智能制造系统能够通过学习不断提高自身的性能和效率，同时能够自动检测和诊断系统故障，并进行自我维护。(5).智能决策：能够对生产过程中的各种信息进行分析和处理，做出智能决策，优化生产过程。(6).通信与协作：智能制造系统可以与其他系统进行通信和协作，实现企业内部和企业之间的信息共享和协同工作。4.绿色制造的意义和实施途径有哪些？意义(1).环境保护：减少产品在整个生命周期内对环境的负面影响，如减少废弃物排放、降低能源消耗等，有助于保护生态环境。(2).资源节约：提高资源的利用率，减少资源的浪费，实现资源的可持续利用。(3).企业竞争力提升：符合环保要求的绿色产品更容易获得消费者的认可，有助于企业开拓市场，提高企业的竞争力。(4).社会责任：企业实施绿色制造是履行社会责任的体现，有助于树立良好的企业形象。实施途径(1).绿色产品设计：在产品设计阶段就考虑产品的环境属性，如采用可回收材料、优化产品结构以减少材料使用等。(2).绿色制造过程：采用清洁生产工艺，减少生产过程中的废弃物排放和能源消耗，如采用干式切削、绿色铸造等工艺。(3).绿色供应链管理：选择环保型的供应商，确保原材料和零部件的绿色采购，同时优化物流过程，减少运输过程中的环境影响。(4).绿色回收处理：建立完善的产品回收处理体系，对废弃产品进行回收、再利用和无害化处理。(5).员工培训和教育：提高员工的环保意识和绿色制造技能，促进绿色制造的实施。5.柔性制造系统（FMS）的组成和优点有哪些？组成(1).加工系统：由数控机床、加工中心等组成，负责对工件进行加工。(2).物流系统：包括自动输送设备、仓储设备等，负责物料的存储和运输，如工件、刀具等。(3).控制系统：对整个FMS进行调度和控制，实现加工过程的自动化和智能化。(4).检测系统：对加工过程和产品质量进行检测，确保产品质量符合要求。优点(1).高柔性：能够适应多种不同类型零件的加工，快速响应市场需求的变化。(2).提高生产效率：减少了工件的装夹次数和等待时间，实现了加工过程的连续化和自动化，提高了生产效率。(3).保证产品质量：通过自动化的加工和检测过程，减少了人为因素的影响，保证了产品质量的稳定性。(4).降低生产成本：减少了设备的闲置时间和操作人员的数量，降低了生产成本。(5).改善劳动条件：操作人员只需进行监控和管理，减少了劳动强度，改善了劳动条件。五、论述题1.论述先进制造技术对我国制造业发展的重要意义。(1).提升制造业竞争力：随着全球经济一体化的发展，我国制造业面临着来自国内外的激烈竞争。先进制造技术的应用可以提高产品的质量、降低生产成本、缩短产品开发周期，使我国制造业在国际市场上更具竞争力。例如，通过快速成型技术可以快速开发出新产品，满足市场的快速变化需求；智能制造技术可以提高生产效率和产品质量，降低生产成本。(2).推动产业升级：我国制造业长期以来以劳动密集型和资源密集型产业为主，产业结构不合理。先进制造技术的发展可以推动我国制造业从传统的加工制造向高端制造、智能制造转型，促进产业结构的优化升级。例如，发展高端装备制造、新能源汽车、航空航天等新兴产业，提高我国制造业的附加值和技术含量。(3).实现可持续发展：传统制造业往往伴随着高能耗、高污染等问题，对环境造成了很大的压力。先进制造技术中的绿色制造理念和技术可以减少能源消耗和环境污染，实现制造业的可持续发展。例如，采用绿色制造工艺可以降低生产过程中的废弃物排放和能源消耗，推广使用可再生能源和环保材料可以减少对环境的负面影响。(4).促进科技创新：先进制造技术是多学科交叉的技术领域，涉及到计算机科学、材料科学、控制科学等多个学科。先进制造技术的发展可以促进这些学科之间的交叉融合，推动科技创新。同时，先进制造技术的应用也需要不断地进行技术创新，从而带动相关产业的技术进步。例如，微机电系统（MEMS）技术的发展就促进了微电子学、微机械学、材料科学等学科的发展。(5).培养高素质人才：先进制造技术的发展需要大量的高素质人才，包括设计人才、工艺人才、管理人才等。通过发展先进制造技术，可以吸引和培养一批具有创新能力和实践能力的高素质人才，为我国制造业的发展提供人才保障。同时，先进制造技术的应用也可以提高员工的技能水平和综合素质，促进人才的成长和发展。2.结合实际案例，论述敏捷制造在企业中的应用。以汽车制造业为例，某汽车制造企业面临着市场需求多样化、产品更新换代快的挑战。为了应对这些挑战，该企业采用了敏捷制造的理念和方法。企业内部敏捷化改造(1).建立多学科团队：企业组建了由设计、制造、销售、售后服务等部门人员组成的多学科团队。在新产品开发过程中，这些团队成员协同工作，从不同的角度对产品进行设计和优化。例如，在设计阶段，销售人员可以将市场需求和客户反馈及时传