【正文】 第一章 先進(jìn)制造技術(shù)概論 制造 （ manufacturing）是利用制造資源（設(shè)計方法、工藝、設(shè)備和人力等）將材料“轉(zhuǎn)變”為有用物品的過程。當(dāng)今，人們對制造的概念又加以擴(kuò)充，將體系管理和服務(wù)等也納入其中。制造是人類所有經(jīng)濟(jì)活動的基石，是人類歷史發(fā)展和文明進(jìn)步的動力。 制造業(yè) 是指以制造技術(shù)為主導(dǎo)技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品制造的行業(yè)。制造業(yè)已成為國家經(jīng)濟(jì)和綜合國力的基礎(chǔ)，成為社會財富的主要創(chuàng)造者和國民經(jīng)濟(jì)收入的重要來源，它為國民經(jīng)濟(jì)各部門，包括國防和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步及發(fā)展提供先進(jìn)的手段和裝備。制造業(yè)的發(fā)達(dá)與先進(jìn)程度是國家工業(yè)化的表征。 先進(jìn)制造技術(shù)概論 先進(jìn)制造技術(shù)概論 制造技術(shù)（ Manufacturing Technology） 現(xiàn)代的制造技術(shù)不僅重視工藝方法和設(shè)備，還要強(qiáng)調(diào)設(shè)計方法 、生產(chǎn)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(shù)與其他科學(xué)技術(shù)的交叉和融合。 先進(jìn)制造技術(shù) 之概念在 20世紀(jì) 80年代來被提出來，比較被人們接受的定義是：“ 先進(jìn)制造技術(shù)是以人為主體，以計算機(jī)為重要工具，不斷吸收機(jī)械、光學(xué)、電子、信息（計算機(jī)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(chǎn)品生產(chǎn)的整個生命周期的各個環(huán)節(jié)的先進(jìn)工程技術(shù)的總稱 ”，它以提高對動態(tài)多變的產(chǎn)品市場的適應(yīng)能力為中心，以實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、靈活、高效、清潔生產(chǎn)和提供優(yōu)質(zhì)、快捷服務(wù)，取得理想經(jīng)濟(jì)效益為目標(biāo)。 制造業(yè)是國家的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè) 高度發(fā)達(dá)的制造業(yè)，是實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的必備條件 高度發(fā)達(dá)的制造業(yè)，是衡量國家國際競爭力的重要標(biāo)志 高度發(fā)達(dá)的制造業(yè)，是決定國家在經(jīng)濟(jì)全球化進(jìn)程中國際分工地位的關(guān)鍵因素 戰(zhàn) 略 意 義 物質(zhì)財富是人類社會生存和發(fā)展的基礎(chǔ)，制造是人類創(chuàng)造物質(zhì)財富最基本、最重要的手段 2023年，制造業(yè)對國民經(jīng)濟(jì)的貢獻(xiàn) 直接創(chuàng)造國民生產(chǎn)總值的 1/3 占整個工業(yè)生產(chǎn)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(xiàn)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(shè)小康社會第一位的支柱產(chǎn)業(yè) 2023年制造業(yè)占中國社會經(jīng)濟(jì)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(shù)產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)和載體 宇航 生物工程 微電子 光電子 信息技術(shù) 核技術(shù) 空間技術(shù) 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(jìn)制造技術(shù)的載體； ? 尖端制造技術(shù)和裝備一直是西方國家技術(shù)封鎖和限制的重點(diǎn)； ? 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(jī) 33% 導(dǎo)彈 45% 航天器 66% 發(fā) 展 現(xiàn) 狀 先進(jìn)制造技術(shù)是工業(yè)發(fā)達(dá)國家的國家級關(guān)鍵技術(shù)和優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域 國別 /地區(qū) 科技計劃 美國 先進(jìn)制造技術(shù)計劃 關(guān)鍵技術(shù) (制造 )計劃 敏捷制造使能技術(shù)計劃 日本 智能制造技術(shù)國際合作計劃 歐共體 尤里卡計劃 信息技術(shù)研究發(fā)展戰(zhàn)略計劃 德國 制造 2023年計劃 韓國 高級先進(jìn)技術(shù)國家計劃 (G7) 發(fā) 展 現(xiàn) 狀 （續(xù)一） ? 許多高技術(shù)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(qiáng)國 發(fā)電設(shè)備、機(jī)床、汽車、電子制造等產(chǎn)品產(chǎn)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(qiáng) 關(guān)鍵裝備大多依賴進(jìn)口 – 光電子制造設(shè)備的 100% – IC制造裝備的 85% – 高檔數(shù)控機(jī)床的 70% “ ”是發(fā)展的核心 “ ”是發(fā)展的關(guān)鍵 “ ”是發(fā)展的焦點(diǎn) “ ”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(jìn)制造技術(shù)發(fā)展趨勢 先進(jìn)制造技術(shù)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(shù)與信息技術(shù) （ 包含計算機(jī)技術(shù) 、 網(wǎng)絡(luò)技術(shù) ） 等交叉 、 發(fā)展與應(yīng)用的結(jié)果； ? 數(shù)字化設(shè)計 、 數(shù)字化控制 、 數(shù)字化制造以及貫穿始終的 “ 虛擬 ” 技術(shù)； ? 數(shù)字制造技術(shù)是先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的核心 。 先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展趨勢（續(xù)二 ) ?“ 精 ”是發(fā)展的關(guān)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(dá)納米級； ? 加工尺度細(xì)微化 ? 基因操作機(jī)械，其移動距離為納米級； ? 控制要求納米化 先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展趨勢（續(xù)三） ?“ 極 ”是發(fā)展的焦點(diǎn) —— 極端、極限 ? 高溫、高壓、高濕、強(qiáng)磁場、強(qiáng)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(fù)雜； ? MEMS技術(shù)和產(chǎn)品是典型極端、極限技術(shù)和產(chǎn)品。 先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展趨勢（續(xù)四） ?“ 自 ”是發(fā)展的條件 —— 自動化 ? 自動化是強(qiáng)化、延伸甚至取代人勞動的技術(shù)或手段。自動化是先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的前提條件； ? 自動控制、自動調(diào)節(jié)、自動補(bǔ)償、自動辨識等發(fā)展到自學(xué)習(xí)、自組織、自維護(hù)、自修復(fù)等更高水平的自動化。 先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展趨勢（續(xù)五） ?“ 網(wǎng) ”是發(fā)展的道路 —— 網(wǎng)絡(luò)化 ? 現(xiàn)代新型制造模式實(shí)施的基礎(chǔ)設(shè)施，現(xiàn)代制造企業(yè)生產(chǎn)活動必不可少運(yùn)行環(huán)境； ? 網(wǎng)絡(luò)化既是制造企業(yè)信息化、集成化的基礎(chǔ)，企業(yè)信息化又是、集成化的進(jìn)一步發(fā)展； ? 網(wǎng)絡(luò)化將制造業(yè)走向全球化、整體化、有序化。 先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展趨勢（續(xù)六） ?“ 集 ”是發(fā)展的方法 —— 集成化 ? 技術(shù)集成、管理集成、技術(shù)與管理集成； ? 本質(zhì)：知識和信息集成， 集成也包含了“交叉”； ? 現(xiàn)代制造科學(xué)技術(shù)的發(fā)展離不開“集成”和“交叉”。 先進(jìn)制造技術(shù)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(yīng)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(diào)和協(xié)同能力； ? 柔性化 —— 企業(yè)組織結(jié)構(gòu)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(chǎn)資源 、 過程可重構(gòu)； ? 敏捷化 —— 使制造企業(yè)（組織）具有對動態(tài)快速多變、不可預(yù)測的市場變化的應(yīng)變能力； ? 運(yùn)作的柔性、響應(yīng)的快速性和結(jié)構(gòu)的可重組性是現(xiàn)代企業(yè)智能化運(yùn)行的典型特征。 先進(jìn)制造技術(shù)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(hù)環(huán)境，就是保護(hù)生產(chǎn)力；改善環(huán)境，就是發(fā)展生產(chǎn)力” —— 江澤民 ? 制造各階段都必須充分計及環(huán)境保護(hù)：自然環(huán)境，社會環(huán)境、生產(chǎn)環(huán)境、生產(chǎn)者的身心健康； ? 制造必然要走向“綠色”制造，這是實(shí)現(xiàn)國民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要條件。 先進(jìn)制造技術(shù)（ AMT）的特征 ?客戶化生產(chǎn)：產(chǎn)品的質(zhì)量、價格、服務(wù)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(xué)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(shí)”技術(shù)的應(yīng)用； 先進(jìn)制造技術(shù)（ AMT）的特征 (續(xù)） ?不摒棄傳統(tǒng)技術(shù)，利用先進(jìn)技術(shù)研究傳統(tǒng)工藝的成形原理，建立數(shù)學(xué)模型，并利用優(yōu)化設(shè)計進(jìn)行傳統(tǒng)工藝方法的優(yōu)化。 ?強(qiáng)調(diào)計算機(jī)技術(shù)，信息技術(shù)和現(xiàn)代系統(tǒng)管理技術(shù)在產(chǎn)品設(shè)計、制造和生產(chǎn)組織管理等方面的應(yīng)用。 ? 節(jié)能、環(huán)保的重視； ? 既競爭，更合作，網(wǎng)絡(luò)化，全球化； ? 以人為本。 先進(jìn)制造技術(shù)的體系結(jié)構(gòu) ? 先進(jìn)制造技術(shù)可以概括為以下四個方面 ： ? 先進(jìn)制造技術(shù)的基礎(chǔ)理論 ? 現(xiàn)代設(shè)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(chǎn)模式中的管理技術(shù)具有如下特點(diǎn)： 重視人的作用 重視發(fā)揮計算機(jī)的作用 強(qiáng)調(diào)柔性化生產(chǎn) 重視信息的集成 強(qiáng)調(diào)技術(shù)、組織與管理的集成與配套 強(qiáng)調(diào)以顧客為中心 現(xiàn)代制造系統(tǒng)管理是以計算機(jī)為手段，以用戶為上帝，調(diào)動企業(yè)的一切積極因素，實(shí)現(xiàn)柔性化生產(chǎn)，提高企業(yè)的市場競爭能力，取得盡可能高的經(jīng)濟(jì)效益。 現(xiàn)代制造系統(tǒng)的模式和哲理 成組技術(shù) (相似性 ) CIM (集成 ) 并行工程 (同步 ) JIT (準(zhǔn)確 ) 智能制造系統(tǒng) (智能 ) 敏捷制造 (靈活 ) 精益生產(chǎn) (簡化 ) 合理化工程 (重組、標(biāo)準(zhǔn)化 ) 業(yè)務(wù)過程重組 BPR(重組 ) T Q C S F E 傳統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu) 面向功能的組織結(jié)構(gòu) 銷售部門 制造部門 技術(shù)部門 現(xiàn)代的組織結(jié)構(gòu) 面向過程的組織結(jié)構(gòu) Teamwork 發(fā)展方向 1. 產(chǎn)品結(jié)構(gòu) 先進(jìn)、實(shí)用、高速、輕小、節(jié)能、環(huán)保型 2. 生產(chǎn)模式 多品種、小批量、柔性化、生產(chǎn)周期短 3. 生產(chǎn)過程 高速、精密、自動化、節(jié)能環(huán)保和少切削無切削 先進(jìn)制造技術(shù)目標(biāo) 1. 產(chǎn)品功能適用 (Function) 2. 交貨期限短 (Time to Market) 3. 質(zhì)量好 (Quality) 4. 價格低 (Cost) 5. 服務(wù)優(yōu)良 (Service) 成組技術(shù) GT 成組技術(shù)的基本原理 成組技術(shù) (Group Technology)是運(yùn)用統(tǒng)計學(xué)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(xué)中相似性原理是成組技術(shù)的基礎(chǔ)。 在制造業(yè)中成組技術(shù)正是充分發(fā)掘和利用生產(chǎn)活動中有關(guān)事物的相似性。在機(jī)械加工方面，將多種零件按其結(jié)構(gòu)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(chǎn)量匯集成為大的成組生產(chǎn)量，從而可以使小批量獲得接近大批大量的管理方式和經(jīng)濟(jì)效率。 我國機(jī)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(shù)在我國開發(fā)應(yīng)用。 JLBM1系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu) （圖 21） JLBM1分類編碼系統(tǒng)的分類編碼結(jié)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(zhuǎn)體、板塊類 名稱類別細(xì)分： 支承板 外部類別細(xì)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(cè)平行平面 外部曲面加工： 無 外部形狀要素： 無