【正文】 第一章 先進制造技術概論 制造 （ manufacturing）是利用制造資源（設計方法、工藝、設備和人力等）將材料“轉變”為有用物品的過程。當今，人們對制造的概念又加以擴充，將體系管理和服務等也納入其中。制造是人類所有經濟活動的基石，是人類歷史發(fā)展和文明進步的動力。 制造業(yè) 是指以制造技術為主導技術進行產品制造的行業(yè)。制造業(yè)已成為國家經濟和綜合國力的基礎，成為社會財富的主要創(chuàng)造者和國民經濟收入的重要來源，它為國民經濟各部門，包括國防和科學技術的進步及發(fā)展提供先進的手段和裝備。制造業(yè)的發(fā)達與先進程度是國家工業(yè)化的表征。 先進制造技術概論 先進制造技術概論 制造技術（ Manufacturing Technology） 現(xiàn)代的制造技術不僅重視工藝方法和設備，還要強調設計方法 、生產組織模式、制造與環(huán)境和諧統(tǒng)一、制造的可持續(xù)性及制造技術與其他科學技術的交叉和融合。 先進制造技術 之概念在 20世紀 80年代來被提出來，比較被人們接受的定義是：“ 先進制造技術是以人為主體，以計算機為重要工具，不斷吸收機械、光學、電子、信息（計算機和通信、控制理論、人工智能等）、材料、環(huán)保、生物以及現(xiàn)代系統(tǒng)管理等最新科技成果，涵蓋產品生產的整個生命周期的各個環(huán)節(jié)的先進工程技術的總稱 ”，它以提高對動態(tài)多變的產品市場的適應能力為中心，以實現(xiàn)優(yōu)質、靈活、高效、清潔生產和提供優(yōu)質、快捷服務，取得理想經濟效益為目標。 制造業(yè)是國家的戰(zhàn)略性產業(yè) 高度發(fā)達的制造業(yè)，是實現(xiàn)工業(yè)化的必備條件 高度發(fā)達的制造業(yè)，是衡量國家國際競爭力的重要標志 高度發(fā)達的制造業(yè)，是決定國家在經濟全球化進程中國際分工地位的關鍵因素 戰(zhàn) 略 意 義 物質財富是人類社會生存和發(fā)展的基礎，制造是人類創(chuàng)造物質財富最基本、最重要的手段 2023年，制造業(yè)對國民經濟的貢獻 直接創(chuàng)造國民生產總值的 1/3 占整個工業(yè)生產的 4/5 為國家 財政 提供1/3以上的收入 對出口總額的 貢獻率 90% 戰(zhàn) 略 意 義 （續(xù)一） 戰(zhàn)略意義 （續(xù)二） 制造業(yè)是全面建設小康社會第一位的支柱產業(yè) 2023年制造業(yè)占中國社會經濟活動門類的比例 大類的 33% 中類的 46% 小類的 64% 全部就業(yè)人數(shù)的 % 工業(yè)就業(yè)人數(shù)的 % 2023年制造業(yè)就業(yè)人數(shù)所占的比例 工業(yè)稅收的% 總稅收的% 2023年全國制造業(yè)的稅收 01020平均GDP增長 制造業(yè)增長平均 GDP增長率工業(yè)增加值年均增長率制造業(yè)增加值年均增長率%%%1953至 1998年 戰(zhàn) 略 意 義 （續(xù)三） 制造業(yè)是國家高技術產業(yè)的基礎和載體 宇航 生物工程 微電子 光電子 信息技術 核技術 空間技術 制造業(yè) 戰(zhàn) 略 意 義 （續(xù)四） 制造業(yè)是國家安全的重要保障 ? 現(xiàn)代武器裝備是先進制造技術的載體； ? 尖端制造技術和裝備一直是西方國家技術封鎖和限制的重點； ? 保證就業(yè)率穩(wěn)定，緩解就業(yè)壓力，保障社會穩(wěn)定 。 集成電路成本占總成本的比例 軍艦 22% 戰(zhàn)車 24% 飛機 33% 導彈 45% 航天器 66% 發(fā) 展 現(xiàn) 狀 先進制造技術是工業(yè)發(fā)達國家的國家級關鍵技術和優(yōu)先發(fā)展領域 國別 /地區(qū) 科技計劃 美國 先進制造技術計劃 關鍵技術 (制造 )計劃 敏捷制造使能技術計劃 日本 智能制造技術國際合作計劃 歐共體 尤里卡計劃 信息技術研究發(fā)展戰(zhàn)略計劃 德國 制造 2023年計劃 韓國 高級先進技術國家計劃 (G7) 發(fā) 展 現(xiàn) 狀 （續(xù)一） ? 許多高技術我國尚未掌握，許多重大裝備我國不能自主制造，缺乏自主創(chuàng)新能力。 是制造大國，不是制造強國 發(fā)電設備、機床、汽車、電子制造等產品產量居世界前列，卻沒有一家裝備制造企業(yè)能躋身世界 500強 關鍵裝備大多依賴進口 – 光電子制造設備的 100% – IC制造裝備的 85% – 高檔數(shù)控機床的 70% “ ”是發(fā)展的核心 “ ”是發(fā)展的關鍵 “ ”是發(fā)展的焦點 “ ”是發(fā)展的條件 “ ”是發(fā)展的道路 “ ”是發(fā)展的方法 “ ”是發(fā)展的前景 “ ”是發(fā)展的必然 數(shù) 精 極 自 網(wǎng) 集 智 綠 先進制造技術發(fā)展趨勢 先進制造技術發(fā)展趨勢（續(xù)一） ? “ 數(shù) ”是發(fā)展的核心 —— 數(shù)字化 ? 數(shù)字制造是制造技術與信息技術 （ 包含計算機技術 、 網(wǎng)絡技術 ） 等交叉 、 發(fā)展與應用的結果； ? 數(shù)字化設計 、 數(shù)字化控制 、 數(shù)字化制造以及貫穿始終的 “ 虛擬 ” 技術； ? 數(shù)字制造技術是先進制造技術發(fā)展的核心 。 先進制造技術發(fā)展趨勢（續(xù)二 ) ?“ 精 ”是發(fā)展的關鍵 —— 精密化 ? 加工精度精密化 ? 人造衛(wèi)星的儀表軸承，其圓度、園柱度、表面粗糙度等均達納米級； ? 加工尺度細微化 ? 基因操作機械，其移動距離為納米級； ? 控制要求納米化 先進制造技術發(fā)展趨勢（續(xù)三） ?“ 極 ”是發(fā)展的焦點 —— 極端、極限 ? 高溫、高壓、高濕、強磁場、強腐蝕條件； ? 有高硬度、大彈性等要求； ? 在幾何形體上極大、極小、極厚、極薄、極復雜； ? MEMS技術和產品是典型極端、極限技術和產品。 先進制造技術發(fā)展趨勢（續(xù)四） ?“ 自 ”是發(fā)展的條件 —— 自動化 ? 自動化是強化、延伸甚至取代人勞動的技術或手段。自動化是先進制造技術發(fā)展的前提條件； ? 自動控制、自動調節(jié)、自動補償、自動辨識等發(fā)展到自學習、自組織、自維護、自修復等更高水平的自動化。 先進制造技術發(fā)展趨勢（續(xù)五） ?“ 網(wǎng) ”是發(fā)展的道路 —— 網(wǎng)絡化 ? 現(xiàn)代新型制造模式實施的基礎設施，現(xiàn)代制造企業(yè)生產活動必不可少運行環(huán)境； ? 網(wǎng)絡化既是制造企業(yè)信息化、集成化的基礎，企業(yè)信息化又是、集成化的進一步發(fā)展； ? 網(wǎng)絡化將制造業(yè)走向全球化、整體化、有序化。 先進制造技術發(fā)展趨勢（續(xù)六） ?“ 集 ”是發(fā)展的方法 —— 集成化 ? 技術集成、管理集成、技術與管理集成； ? 本質：知識和信息集成， 集成也包含了“交叉”； ? 現(xiàn)代制造科學技術的發(fā)展離不開“集成”和“交叉”。 先進制造技術發(fā)展趨勢（續(xù)七） ?“ 智 ”是發(fā)展的前景 —— 智能化 ? 智能 —— 企業(yè)、制造系統(tǒng)、制造單元（裝備）適應環(huán)境變化的能力、海量信息和不完整信息處理能力、主動地協(xié)調和協(xié)同能力； ? 柔性化 —— 企業(yè)組織結構扁平化 ， 組織體系開放性 、 可伸縮性 ， 管理控制方式分布化 ， 生產資源 、 過程可重構； ? 敏捷化 —— 使制造企業(yè)（組織）具有對動態(tài)快速多變、不可預測的市場變化的應變能力； ? 運作的柔性、響應的快速性和結構的可重組性是現(xiàn)代企業(yè)智能化運行的典型特征。 先進制造技術發(fā)展趨勢 (續(xù)八） ?“ 綠 ”是發(fā)展的必然 —— 綠色 ? “天人合一” 與 “無為”； ? “保護環(huán)境，就是保護生產力；改善環(huán)境，就是發(fā)展生產力” —— 江澤民 ? 制造各階段都必須充分計及環(huán)境保護：自然環(huán)境，社會環(huán)境、生產環(huán)境、生產者的身心健康； ? 制造必然要走向“綠色”制造，這是實現(xiàn)國民經濟可持續(xù)發(fā)展的重要條件。 先進制造技術（ AMT）的特征 ?客戶化生產：產品的質量、價格、服務與交貨期成 為市場制約的要素； ? 快速重組：制造、信息、管理等學科的交叉與融合； ? 智能化、精密化、集成化、并行式、分布式的潮流； ? “虛擬現(xiàn)實”技術的應用； 先進制造技術（ AMT）的特征 (續(xù)） ?不摒棄傳統(tǒng)技術，利用先進技術研究傳統(tǒng)工藝的成形原理，建立數(shù)學模型，并利用優(yōu)化設計進行傳統(tǒng)工藝方法的優(yōu)化。 ?強調計算機技術，信息技術和現(xiàn)代系統(tǒng)管理技術在產品設計、制造和生產組織管理等方面的應用。 ? 節(jié)能、環(huán)保的重視； ? 既競爭，更合作，網(wǎng)絡化，全球化； ? 以人為本。 先進制造技術的體系結構 ? 先進制造技術可以概括為以下四個方面 ： ? 先進制造技術的基礎理論 ? 現(xiàn)代設計理論和方法 ? 成形加工 ? 制造自動化 第二章 概述 ? 現(xiàn)代制造系統(tǒng)生產模式中的管理技術具有如下特點： 重視人的作用 重視發(fā)揮計算機的作用 強調柔性化生產 重視信息的集成 強調技術、組織與管理的集成與配套 強調以顧客為中心 現(xiàn)代制造系統(tǒng)管理是以計算機為手段，以用戶為上帝，調動企業(yè)的一切積極因素，實現(xiàn)柔性化生產，提高企業(yè)的市場競爭能力，取得盡可能高的經濟效益。 現(xiàn)代制造系統(tǒng)的模式和哲理 成組技術 (相似性 ) CIM (集成 ) 并行工程 (同步 ) JIT (準確 ) 智能制造系統(tǒng) (智能 ) 敏捷制造 (靈活 ) 精益生產 (簡化 ) 合理化工程 (重組、標準化 ) 業(yè)務過程重組 BPR(重組 ) T Q C S F E 傳統(tǒng)的組織結構 面向功能的組織結構 銷售部門 制造部門 技術部門 現(xiàn)代的組織結構 面向過程的組織結構 Teamwork 發(fā)展方向 1. 產品結構 先進、實用、高速、輕小、節(jié)能、環(huán)保型 2. 生產模式 多品種、小批量、柔性化、生產周期短 3. 生產過程 高速、精密、自動化、節(jié)能環(huán)保和少切削無切削 先進制造技術目標 1. 產品功能適用 (Function) 2. 交貨期限短 (Time to Market) 3. 質量好 (Quality) 4. 價格低 (Cost) 5. 服務優(yōu)良 (Service) 成組技術 GT 成組技術的基本原理 成組技術 (Group Technology)是運用統(tǒng)計學的方法來統(tǒng)計事物的某些特征屬性的出現(xiàn)率，從總體上定量地描述事物間客觀存在的相似性，這一統(tǒng)計學中相似性原理是成組技術的基礎。 在制造業(yè)中成組技術正是充分發(fā)掘和利用生產活動中有關事物的相似性。在機械加工方面，將多種零件按其結構和工藝的相似性分類，以形成若干個零件組。這樣就可將同一族零件中各分散的小生產量匯集成為大的成組生產量，從而可以使小批量獲得接近大批大量的管理方式和經濟效率。 我國機械工業(yè)部于 1984年頒布了 JLBM1零件編碼系統(tǒng)，推動成組技術在我國開發(fā)應用。 JLBM1系統(tǒng)的結構是參照德國 OPITZ系統(tǒng)而編制的 (如下圖 21所示 ) JLBM1 系統(tǒng)的基本結構 （圖 21） JLBM1分類編碼系統(tǒng)的分類編碼結果 7 2 1 2 0 0 3 0 2 0 5 0 7 5 3 名稱類別粗分： 非回轉體、板塊類 名稱類別細分： 支承板 外部類別細分： 由直線與曲線組成輪廓 主要尺寸（寬度）： B160～ 440mm 外部平面加工： 側平行平面 外部曲面加工： 無 外部形狀要素： 無