【正文】 家 生產(chǎn)力的構成中，制造技術的作用一般 占 55%~65%。 4）在許多國家的科技發(fā)展計劃中，先進制 造技術都被列為優(yōu)先發(fā)展的科技。 26 制造業(yè)的重大意義 (4) 人大常委會副委員長宋健指出： “制造業(yè)是實現(xiàn)現(xiàn)代化工業(yè)的水之源、木之本，是實現(xiàn)工業(yè)化的保障和原動力，是國家實力的脊梁，是支持共和國大廈的基石。沒有強大制造能力的國家永遠成不了經(jīng)濟強國?！? 28 知識經(jīng)濟與制造業(yè) 29 以微見著 —精密化是機械制造發(fā)展的核心 — 31 20世紀的三個重大科學成就 都是“以微見著” (1) 1900年，普朗克依據(jù)黑體輻射實驗而提出量子假說，后與玻爾、薛定諤等人于 1925年建立量子力學。解決了波粒二重性問題：在原子尺度下，粒子的能量與波動的頻率成正比，動量與波長成反比。 1)狹義相對論 ： 1905年，愛因斯坦在邁克爾遜測量光速的基礎上，提出了狹義相對論，預示了原子能的巨大潛力： E=mc2 E – 能量， m – 質(zhì)量， c – 光速 2)廣義相對論 ： 1915年提出廣義相對論，揭示了時間、空間、物質(zhì)和運動的普遍規(guī)律。 32 20世紀的三個重大科學成就 都是“以微見著” (2) （脫氧核糖核酸）雙螺旋結構 1)1953年沃森和克里克發(fā)現(xiàn)生物大分子是由 DNA組成，其結構是雙螺旋結構，遺傳密碼存在于 DNA中（稱為 基因 ）。 2)1973年美國的科恩和博耶演示了世界上第一例 DNA分子重組 ，打開了理解生命奧秘的大門， 1973年成為人類進入信息時代的標志。 3)1997年英國成功地用體細胞 克隆技術 培養(yǎng)出羊 “ 多莉 ” ，第一次實現(xiàn)了生命的復制。 33 現(xiàn)代超精密機械對精度的要求 序 超精密機械 精度要求1導彈、飛機的慣性導航系統(tǒng)中的氣浮陀及其馬達軸承尺寸精度、圓度、圓柱度要求達到亞微米級2 人造衛(wèi)星儀表軸承表面粗糙度 Ra 達到 1納米，圓度、圓柱度達納米級3 激光陀螺反光鏡表面粗糙度 Ra 達納米，平面度達 5微米4 精確制導儀表零件精度達納米級，若其陀螺轉子軸線偏離0. 5 nm , 就會引起 1 00米左右射程誤差5計算機硬盤驅(qū)動器、光盤、復印機的精密零件精度達 100 納米6 微電子芯片刻線機刻線寬度在 50 納米以下7 基因操作機械移動距離在納米級，移動精度在 0. 1 納米( 原子尺度 )35 加工精度及其發(fā)展 1—車 、 銑 2—磨 3—CNC機床 4—研磨 、 工具磨 5—光學磨 、 金剛石車 、 磨 6—金剛石超精車 、 磨 、 電解 加工 7—衍射光柵刻線機 8—電子束 、 離子束 、 X射線 9—分子束生長 、 離子注 10 — 掃描隧道技術 36 細微與納米加工技術可達的水平 序 加工方法 可達水平 1 精密電火花加工 約 1 微米 2 金剛石刀具 超精切削 mRa ?)0 0 ~(?的鏡面 , 可切削1nm的切屑 3 精密研磨、拋光 mRa ?)~(?的鏡面 , 用于量塊、光學平晶、集成電路硅基片加工 4 電子束刻蝕 微米線寬 5 離子束加工 達納米級 6 紫外線光刻 微米 7 L IGA 技術 ( 光刻、電鑄復合采用深同步X 射線光刻 ) 達 微米 8 掃 描 隧 道 顯 微（ ST M ）加 工及原子力顯微（ AFM ）加工 達 0 .1 納米 1 99 0 年美國 IBM 公司用S TM 技術將Ni（ 11 0 ）表面吸附的Xe原子逐一搬遷，最終以 35 個Xe原子排成 IBM 三個字，每個字高 5nm，Xe原子的最短距離為1nm 37 以綜見著 —自動化是機械工程發(fā)展的途徑 — 39 自動化是機械工程 綜合化的核心和目標 1） 經(jīng)典控制論 2） 現(xiàn)代控制論 3） 大系統(tǒng)控制論 （ 智能控制論 ） 40 工程控制論的前沿 1. ―非” : 2. ―智” : 1) 非線性 1) 智能系統(tǒng) 2) 非定常 2) 智能控制 3) 非經(jīng)典 3) 智能優(yōu)化 4) 非一般 5) 非對稱 6) 非平衡 41 制造中的自動化技術 (包括 CAT/CAE/CAX) (包括光、液、氣 ) (包括輸送、存儲、裝卸及機器人 ) 、裝配和檢驗中的自動化技術 結論：制造自動化技術的基礎是數(shù)字技術 43 信息產(chǎn)業(yè)的基礎是微電子芯片制造 莫爾規(guī)律 ：一片硅片上的晶體管數(shù) （ 集成度 ） ， 每隔 18—24個月翻一番 ， 預計這一規(guī)律還要持續(xù) 1015年 。 微電子芯片功能的增長情況 ： 芯片上的微刻技術 (納米加工技術 ) 生物芯片 ：比現(xiàn)有的芯片體積縮小 50倍 ， 速度快 100倍 ， 智能化程度更高 。 48 先進制造系統(tǒng)以綜合為手段 (一 ) 近二十年來，世界各國共提出數(shù)十種先進制造系統(tǒng)，其中較重要的有 38種 ： (1)CAD/CAM/CAE(計算機輔助設計 /計 算機輔助制造 /計算機輔助工程 )。 (2)成組技術 (Group Technology)(GT)。 (3)全面質(zhì)量管理 (Total Quality Manufacturing)(TQM)。 (4)材料需求計劃 (Material Requisite Planning)(MRPI)。 49 先進制造系統(tǒng) (續(xù) ) (5)制造資源計劃 (Manufacturing Resource Planning)(MRP II)。 (6)柔性制造系統(tǒng) (Flexible Manufacturing System)(FMS)。 (7)準時生產(chǎn)制 (Just In Time) (JIT)。 (8)計算機輔助工藝規(guī)劃（ CAPP)。 50 先進制造系統(tǒng) (續(xù) ) (9) 為了制造的 (裝配的，試驗的 ) 設計 (DFMA,DFA,DFTDFX)。 (10)計算機集成制造系統(tǒng) (Computer Integrated Manufacturing System)（ CIMS)。 (11)用戶驅(qū)動生產(chǎn) (Customer Driven Production)(CDP)。 (12)企業(yè)重組 (Business Reengineering)(BR)。 (13)并行工程 (Concurrent Engineering)(CE)。 51 先進制造系統(tǒng) (續(xù) ) (14)環(huán)境友好生產(chǎn) (Environment Friendly Manufacturing)(EFM)。 (15)精益生產(chǎn) (Lean Production)(LP)。 (16)敏捷制造 (Agile Manufacturing)(AM)。 (17)多智能體制造系統(tǒng) (MultiAgent Manufacturing System)(MAMS)。 52 先進制造系統(tǒng) (續(xù) ) (18)虛擬制造 (Virtual Manufacturing)(VM)。 (19)增廣現(xiàn)實制造 (Augmented Reality Manufacturing)(ARM)。 (20)協(xié)同制造 (Holonic Manufacturing)(HM)。 (21)生物型制造 (Biological Manufacturing)(BM)。 (22)壽命周期工程 (Life Cycle Engineering)(LCE)。 (23)綠色制造 (Green Manufacturing)(GM)。 53 先進制造系統(tǒng) (續(xù) ) (24)網(wǎng)絡合作制造 (NetworkCollaborative Manufacturing)(NCM)。 (25)遙遠制造 (Remote Manufacturing)(RM)。 (26)全面生產(chǎn)維護 (Total Production Maintenance)(TPM)。 (27)開放結構制造系統(tǒng) (Open Architecture Manufacturing System)(OAMS)。 (28)智能制造 (Intelligent Manufacturing)(IM)。 54 先進制造系統(tǒng) (續(xù) ) (29)分形企業(yè) (Fractal Ente