【正文】 1 先進制造技術(shù) Advanced Manufacturing Technology AMT 石運序 課程 “ 先進制造技術(shù) ” 楊叔子 ? “問渠哪得清如許？為有源頭活水來！”一般認為，人類文明有三大物質(zhì)支柱：材料、能源與信息。其實，應(yīng)是四而非三，“制造”也應(yīng)是一大支柱?？梢哉f，沒有“制造”，就沒有人類。形象地講，人是從制造第一把石刀開始的。 ? 制造業(yè)是“永遠不落的太陽”，是現(xiàn)代文明的支柱之一；它既占有基礎(chǔ)地位，又處于前沿和關(guān)鍵，既古老，又年輕；它是工業(yè)的主體，是國民經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)；它是生產(chǎn)工具、生活資料、科技手段、國防裝備等及其進步的依托，是現(xiàn)代化的動力源之一。 楊叔子 1933年出生。教授，中國科學(xué)院院士。 1956年畢業(yè)于華中工學(xué)院機械系。 1981年赴美國 Wisconsin大學(xué)（ Madison）作訪問學(xué)者。 1991年獲政府特殊津貼。 1993年至 1997年任華中理工大學(xué)校長。現(xiàn)任華中科技大學(xué)學(xué)術(shù)委員會主任委員。出版論著 5部，教材 5種。發(fā)表論文 400余篇。曾獲國家自然科學(xué)獎、國家發(fā)明獎、國家圖書獎和省部級科技進步獎共 18項。 2 ? 沒有制造業(yè)，就沒有工業(yè)；而沒有機械制造業(yè)，就沒有獨立的工業(yè)，即使制造業(yè)再大再多再好，也受制于人。我國這么一個大國，如果沒有強大的裝備制造業(yè)，特別是同高科技相應(yīng)的機床制造業(yè)，我國就不可能有獨立自主的制造業(yè)與工業(yè)。 如在信息化日益發(fā)展的今天，計算機、微電子產(chǎn)品在信息化中起著特別重大的作用，芯片的重要性不言而喻，而我國可說是一個無“芯”國家；預(yù)計 2023年我國需要芯片 365億塊，目前自給率小于 20％，自主開發(fā)率約 5％，關(guān)鍵就是我國制造不出生產(chǎn)芯片的裝備。 我們所謂的“先進制造技術(shù)”，其實就是“制造技術(shù)”加“信息技術(shù)”加“管理科學(xué)”，再加上有關(guān)的科學(xué)技術(shù)交融而形成的制造技術(shù) ?！跋冗M制造技術(shù)”就是這么一個交融的技術(shù)，它生機勃勃地適應(yīng)與占領(lǐng)現(xiàn)代制造業(yè)市場。 回顧 3 回顧： 20世紀是一個偉大的世紀 發(fā)明和發(fā)展了汽車、機床、機器人、飛機、火箭、芯片、計算機、電視機等成千上萬的機電產(chǎn)品，極大地改變了人類的生產(chǎn)方式和生活方式。 展望 4700萬億次 Flops持續(xù)速度為 2566萬億次 Flops（ LINPACK實測值），在 2023年 11月世界超級計算機排名中列第一 展望：制造業(yè)在 21世紀將出現(xiàn)奇跡 ?汽車 :會跑， 會飛 ， 水路兩用 ； ?飛機 :更快、更安全； ?高速 列車 和磁懸浮列車； ?智能儀器裝備和 智能機器人 :按照人們的要求高效率、高質(zhì)量地制造產(chǎn)品； ?微型機器人 :能進人血管清理垃圾、修補心臟； ?分子組裝技術(shù) :組裝出理想性能的微器件； ?掌上工具 :計算機、可視電話、電視、音響和網(wǎng)絡(luò)的集成。 會飛的汽車 7 該交通工具能以超過時速 169公里的速度在空中航行至少 788公里的距離，也能以一般車輛的速度行駛在高速公路上，只要不到 30秒的時間，就能從飛機變身汽車。目前 Terrafugia收取的預(yù)訂金為 1萬美元。一旦Transition投放市場，其售價將在 20萬 25萬美元之間。 水路兩用汽車 10 超豪華空中巴士 11 超豪華空中巴士 12 2023年 12月世界高鐵大會在北京召開之際，鐵道部領(lǐng)導(dǎo)宣布， 12月 3日，京滬高鐵在先導(dǎo)段的運行試驗中，最高時速達到了 。 13 14 微型機器人 微型機器人戰(zhàn)隊 機器人大賽 機器狗 （ 1） 1990年 ， 美國圣荷塞 IBM阿爾馬登研究所的 （ ） 和超真空環(huán)境中用 STM將 Ni(110)nie表面吸附的 Xe（ 氙 xian） 原子逐一搬遷 ， 最終以 35個 Xe原子排成 IBM三個字母 。 19 （ 2） 1991年日本 STM在 MoS2表面用硫空位寫成“ PEACE’91 HCRL”（其中 HCRL為日立中央研究所的英文縮寫）的字樣 。 20 （ 3）美國的 Xe氙 原子搬遷后，又實現(xiàn)了分子的搬遷排列。在鉑單晶的表面上，將吸附的一氧化碳分子（ CO）用 STM搬遷排列起來，構(gòu)成了一個身高僅為 5nm的世界上最小的人的圖樣。用來構(gòu)成這圖樣的（ CO）分子間距離僅為 ，人們稱它為“一氧化碳小人”。 21 （ 4） 1993年美國的 Physics Today雜志封面上刊登了一個圓形的像美麗的皇冠樣的圖形，它由周邊的 48個小圖形組成。從中心到周圍蕩著水波一樣的裝飾。在單晶的表面用 48個鐵原子圍成了一個 ，相鄰兩個鐵原子間距離僅為 1nm。 22 （ 5） IBM公司又用鐵原子在單晶銅的表面排成了體育場等圖形。中國科學(xué)院在 1993年也利用原子排列成“原子”字樣。 23 （ 7）北京真空物理所用掃描隧道顯微鏡成功地進行單個原子操縱和納米加工。用超高真空掃描隧道顯微鏡在國內(nèi)最先開展了原子操縱和納米加工的研究，得到了當時國際上最細的線條，線寬 10nm。 用掃描隧道顯微鏡在 Si(111)表面進行的原子操縱和納米加工 ,組成 100字樣 24 （ 8）圖是中國科學(xué)院化學(xué)所的科技人員利用納米加工技術(shù)在石墨表面通過搬遷碳原子而繪制出的世界上最小的中國地圖。如果把這幅圖放大到一張 1m見方的中國地圖大小的尺寸，就相當于把該幅地圖放大到中國遼闊的領(lǐng)土的面積。 summary 25 26 第 1章 概述 本章要點 制造技術(shù)的概念 先進制造技術(shù)的特點 先進制造技術(shù)的體系結(jié)構(gòu) 制造系統(tǒng) 27 第 1章 概述 Introduction 制造技術(shù)與制造系統(tǒng) Manufacturing Technology and Manufacturing System 課程 “ 先進制造技術(shù) ” 制造與制造技術(shù) 28 ? 廣義制造：不僅包括了具體的 工藝 過程 ， 還包括 市場 分析 、 產(chǎn)品設(shè)計 、 質(zhì)量控制 、 生產(chǎn)過程管理 、 營銷 、 售 后服務(wù)直至產(chǎn)品報廢處理 等在內(nèi)的整個產(chǎn)品壽命周期的全過程 。 ? 狹義制造：生產(chǎn)過程從 原材料 → 成品 直接起作用的那 部分工作內(nèi)容。 ?制造業(yè)是將制造資源，包括物料、設(shè)備、工具、資金、技術(shù)、信息和人力等，通過 制造過程 轉(zhuǎn)化為可供人和社會使用和利用的工業(yè)產(chǎn)品或生活消費品的行業(yè)。制造業(yè)是所有與制造有關(guān)的企業(yè)群體的總稱。 制造 制造業(yè) 制造與制造技術(shù) ?制造一詞來源于拉丁語詞根 manu(手 )和 facer(做 )。 29 制造與制造技術(shù) 表 我國制造業(yè)的分類 序號 行業(yè)名稱 序號 行業(yè)名稱 13 農(nóng)副食品加工業(yè) 28 化學(xué)纖維制造業(yè) 14 食品制造業(yè) 29 橡膠制品業(yè) 15 飲料制造業(yè) 30 塑料制品業(yè) 16 煙草制造業(yè) 31 非金屬礦物制品業(yè) 17 紡織業(yè) 32 黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè) 18 紡織服裝、鞋、帽制造業(yè) 33 有色金屬冶煉及壓延加工業(yè) 19 皮革、毛皮、羽毛（絨）制造業(yè) 34 金屬制品業(yè) 20 木材加工及木、竹、藤、棕、草制造業(yè) 35 通用設(shè)備制造業(yè) 21 家具制造業(yè) 36 專用設(shè)備制造業(yè) 22 造紙及紙制品業(yè) 37 交通運輸設(shè)備制造業(yè) 23 印刷業(yè)和記錄媒介的復(fù)制 38 電氣機械及器材制造業(yè) 24 文教體育用品制造業(yè) 39 通信設(shè)備、計算機及其它電子設(shè)備制造業(yè) 25 石油加工、煉焦及核燃料加工業(yè) 40 儀器儀表及文化、辦公用機械制造業(yè) 26 化學(xué)原料及化學(xué)制品制造業(yè) 41 工藝品及其它制造業(yè) 27 醫(yī)藥制造業(yè) 42 廢棄資源和廢舊材料回收加工業(yè) 指經(jīng)物理變化或化學(xué)變化后成為了新的產(chǎn)品，不論是動力機械制造，還是手 工制做；也不論產(chǎn)品是批發(fā)銷售，還是零售，均視為制造。 建筑物中的各種制成品零部件的生產(chǎn)應(yīng)視為制造。但在建筑預(yù)制品工地，把主要部件組裝成橋梁、倉 庫設(shè)備、鐵路與高架公路、升降機與電梯、管道設(shè)備、噴水設(shè)備、暖氣設(shè)備、通風(fēng)設(shè)備與空調(diào)設(shè)備，照明 與安裝電線等組裝活動，以及建筑物的裝置，均列為建筑活動。 30 第一產(chǎn)業(yè)