【正文】 為52％、其中的制造業(yè)產(chǎn)值又占工業(yè)總產(chǎn)值的約45％。新材料的制備；信息網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)。綠色、智能制造幾乎覆蓋了戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域，是現(xiàn)代裝備產(chǎn)業(yè)中最核心、最先進(jìn)的部分。因此，進(jìn)一步提高中國(guó)制造的全球競(jìng)爭(zhēng)力，提升我國(guó)制造業(yè)在全球制造業(yè)價(jià)值鏈中的地位，實(shí)現(xiàn)我國(guó)制造業(yè)由大變強(qiáng)的歷史跨越，也必須走綠色、智能制造之路。能源、煉油、核電等成套設(shè)備的制造集成能力已有很大提升，但與國(guó)際先進(jìn)水平仍有明顯差距。（3） ICT技術(shù)的發(fā)展為智能制造提供了技術(shù)基礎(chǔ)傳感技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)場(chǎng)總線、因特網(wǎng)、軟件技術(shù)等已成為機(jī)械電子產(chǎn)品、數(shù)控技術(shù)、CAD/CAE/CAM/CIMS的技術(shù)基礎(chǔ)，也為基于計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的ERP、PDM提供了基礎(chǔ)。從各國(guó)的經(jīng)驗(yàn)看，對(duì)外依存度50%是一條安全警戒線，預(yù)計(jì)10 %。（1）地球上有限的不可再生資源決定了人類(lèi)必須走一條資源節(jié)約型的發(fā)展之路未來(lái)20年，我國(guó)制造業(yè)如果單純依靠數(shù)量增長(zhǎng)，將是能源資源和環(huán)境所不能承受的。我國(guó)經(jīng)濟(jì)總量已躍居全球第二位，已經(jīng)成為全球制造大國(guó)，但是，也付出了巨大的資源和環(huán)境為代價(jià)。新世紀(jì)下，資源環(huán)境“瓶頸”約束明顯加大，關(guān)鍵核心技術(shù)的自主創(chuàng)新能力較弱，機(jī)械電子裝備的關(guān)鍵材料和核心部件仍受制于人。因此，我們必須依靠科技進(jìn)步，采用綠色制造技術(shù)，在提高產(chǎn)品質(zhì)量和附加值的同時(shí)努力降低能源資源的消耗和排放。（2）地球上有限的生態(tài)環(huán)境承載能力決定了人類(lèi)必須走一條生態(tài)環(huán)境友好、綠色低碳、無(wú)公害、可再生循環(huán)的制造發(fā)展之路可以說(shuō)，中國(guó)制造業(yè)總體上仍處于高消耗、高排放、低綜合利用率的粗放發(fā)展階段。提高產(chǎn)品和制造過(guò)程的資源能源利用效率，減少排放，改善環(huán)境友好，提升綠色制造水平使按小批量訂單要求、乃至個(gè)性化制造與服務(wù)成為可能，滿(mǎn)足全球市場(chǎng)多樣性、個(gè)性化需求國(guó)外制造企業(yè)對(duì)智能制造普遍給予高度重視，智能制造已經(jīng)成為企業(yè)贏得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的重要途徑智能制造在汽車(chē)能源的深度應(yīng)用，正在推動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)生革命性的變化。主要表現(xiàn)在關(guān)鍵核心技術(shù)創(chuàng)新能力、產(chǎn)品能耗物耗與排放水平、產(chǎn)品精度效率與全球服務(wù)的信息化、智能化水平、自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)與全球著名品牌。綠色、智能制造將為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈和戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)提供資源節(jié)約、節(jié)能減排、環(huán)境友好、提升信息化水平的先進(jìn)技術(shù)和先進(jìn)裝備支持。為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和高端制造業(yè)提供先進(jìn)智能設(shè)備。新能源汽車(chē)的能量控制和管理?？焖夙憫?yīng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的挑戰(zhàn)――實(shí)現(xiàn)制造環(huán)節(jié)并行全球化競(jìng)爭(zhēng)的挑戰(zhàn)――技術(shù)資源的集成 有三個(gè)主要的因素促使技術(shù)資源的集成：（1）為滿(mǎn)足市場(chǎng)需求，企業(yè)必須快速響應(yīng)那些具有不同期望和多種選擇的顧客。制造業(yè)生產(chǎn)方式：小批量→少品種大批量→多品種變批制造業(yè)資源配置：勞動(dòng)密集→設(shè)備密集→信息密集→知識(shí)密集制造技術(shù)：手工→機(jī)械化→單機(jī)自動(dòng)化→剛性自動(dòng)化→柔性自動(dòng)化→智能自動(dòng)化 1994年美國(guó)聯(lián)邦科學(xué)、工程和技術(shù)協(xié)調(diào)委員會(huì)將先進(jìn)制造技術(shù)分為三個(gè)技術(shù)群：①主體技術(shù)群；②支撐技術(shù)群；③管理技術(shù)群。先進(jìn)制造技術(shù)被分為：現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)、先進(jìn)制造工藝、工自動(dòng)化技術(shù)、現(xiàn)代生產(chǎn)管理技術(shù)、先進(jìn)制造生產(chǎn)模式。 ⑴ 以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心①設(shè)計(jì)手段的更新，計(jì)算機(jī)技術(shù)推動(dòng)了設(shè)計(jì)手段從“手工”向“自動(dòng)”的轉(zhuǎn)變。 ④工作方式的變化，計(jì)算機(jī)技術(shù)促進(jìn)了設(shè)計(jì)方式從“串行”到“并行”的變化。傳統(tǒng)的局限于企業(yè)內(nèi)部的封閉設(shè)計(jì)正在變?yōu)椴皇苄姓`屬關(guān)系約束的、多企業(yè)共同參與的異地設(shè)計(jì)。現(xiàn)代設(shè)計(jì)是以理論指導(dǎo)為主、經(jīng)驗(yàn)為輔的一種設(shè)計(jì)。 主體技術(shù) 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)以其對(duì)數(shù)值計(jì)算和對(duì)信息與知識(shí)的獨(dú)特處理能力，成為現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的主干。如機(jī)床、汽車(chē)、工程機(jī)械、精密機(jī)械等設(shè)計(jì)的知識(shí)和技術(shù)。常用的零件特征包括：形狀特征、精度特征、材料特征、裝配特征等。NURBS（NonUnifrom Rational BSplines）可統(tǒng)一自由曲線/曲面和規(guī)則曲線/曲面的數(shù)學(xué)模型，簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，有利于曲線、曲面操作和修改。產(chǎn)品在某一時(shí)刻t時(shí)的工作能力，就是產(chǎn)品在t時(shí)刻所處的狀態(tài)。那么，該產(chǎn)品到時(shí)間ｔ的可靠度Ｒ（ｔ）為思考：如何計(jì)算產(chǎn)品在正常運(yùn)行一定時(shí)間后再正常運(yùn)行一段時(shí)間的可靠度？采用經(jīng)驗(yàn)可靠度R(t）=Np(t)/N例子：在某批產(chǎn)品N個(gè)中，已有88個(gè)正常工作2400小時(shí)，在繼續(xù)工作800小時(shí)，還有66個(gè)能正常工作，問(wèn)在這800小時(shí)中的可靠度是多少？解：因?yàn)镹p(t）=Np(2400)=88Np(t+△t)=Np(2400+800)=66所以失效率 表示產(chǎn)品工作到某一時(shí)刻后，在單位時(shí)間內(nèi)發(fā)生故障的概率λ(t)，失效率愈低，產(chǎn)品愈可靠,能決定每一時(shí)刻的可靠度。 求解： λ(1000)＝5/1000(1000)=510－5/h＝50000 Fitλ(1010)＝38/(10101000)(1005)＝% h－1 (5) 系統(tǒng)的可靠性預(yù)測(cè) 任何一個(gè)能實(shí)現(xiàn)所需功能的產(chǎn)品都是由一定數(shù)量的獨(dú)立單元組成的系統(tǒng)，因此，系統(tǒng)的可靠度取決于各個(gè)獨(dú)立單元本身的可靠度和它們組成形式。（7） 可靠性試驗(yàn)是為了定量評(píng)價(jià)產(chǎn)品的可靠性指標(biāo)而進(jìn)行的各種試驗(yàn)的總稱(chēng)。 對(duì)象選擇是回答“它是什么”？ 能否從叢多產(chǎn)品中準(zhǔn)確地選擇分析對(duì)象，關(guān)系到價(jià)值工程地效果，應(yīng)選擇在改進(jìn)功能、降低成本上有較大潛力地對(duì)象。產(chǎn)品的功能具有多樣性。功能評(píng)價(jià) 是回答成本是多少和價(jià)值是多少的提問(wèn)，其目 的是尋求給定功能的最低成本。將每個(gè)功能的得分與所有功能的總分比較，得出每個(gè)功能評(píng)價(jià)系數(shù)。綠色產(chǎn)品特點(diǎn)：優(yōu)良的環(huán)境友好性，最大限度地利用材料資源，節(jié)約能源。 單機(jī)自動(dòng)化 → 系統(tǒng)自動(dòng)化； 剛性自動(dòng)化 → 柔性自動(dòng)化 → 綜合自動(dòng)化毛坯成形技術(shù)在向少、無(wú)余量發(fā)展 如：熔模精密鑄造、精密鍛造、精密沖裁、冷溫?cái)D壓等新工藝。鑄件壁厚可 高緊實(shí)砂型鑄造 可提高鑄型強(qiáng)度、剛度和硬度，減少金屬液澆注凝固時(shí)型壁移動(dòng)，降低金屬消耗、減少缺陷，提高精度、粗糙度提高23級(jí)清潔（綠色）鑄造技術(shù)潔凈的能源 以感應(yīng)電爐代替沖天爐，減輕對(duì)空氣的污染，廢棄物再生和綜合利用 鑄造舊砂再生回收、熔煉爐渣處理和綜合利用。超塑性成形 超塑性現(xiàn)象：在一定內(nèi)部條件（如晶粒形狀、相變）和外部條件（如溫度、應(yīng)變速率）下，呈現(xiàn)出異常低的流變抗力、異常高的延伸率現(xiàn)象。超塑性氣壓成形 薄板加熱到超塑性溫度，在壓力作用下產(chǎn)生超塑性變形，直至同模具貼合為止。氣體輔助成形： 將惰性氣體注入，在成品較厚部分形成空腔，使成品壁厚均勻，可防止縮痕或翹曲產(chǎn)生。精密和超精密加工只是一個(gè)相對(duì)的概念，其界限隨著時(shí)間的推移而不斷變化。超硬磨料砂輪結(jié)合劑： 樹(shù)脂結(jié)合劑：能保持良好鋒利性，磨粒保持力??； 金屬結(jié)合劑：耐磨性好，磨粒保持力大，自銳性差，砂輪修整困難。車(chē)削法 用金剛筆車(chē)削金剛石砂輪，修整成本高； 磨削法 用普通砂輪進(jìn)行對(duì)磨，修整效率和質(zhì)量較好，普通砂輪磨損消耗量較大； 噴射法 將碳化硅、剛玉等磨粒高速?lài)娚涞缴拜啽砻妫コ糠纸Y(jié)合劑，使超硬磨粒突出；電解在線修銳法（ELID) 應(yīng)用電解原理完成砂輪修銳過(guò)程；電火花修整 應(yīng)用電火花放電原理完成砂輪修整。立方氮化硼砂輪磨削采用油性的磨削液，一般不用水溶性液。導(dǎo)軌要求：高直線精度，不得爬行，導(dǎo)軌偶合面不能有磨損 廣泛應(yīng)用：有液體靜壓導(dǎo)軌、空氣靜壓導(dǎo)軌、氣浮導(dǎo)軌高速切削特征切削力低 切削變形小，切屑流出速度加快，切削力 比常規(guī)降低3090%；熱變形小 溫升不超過(guò)3186。體積小、精度高、重量輕 如直徑如發(fā)絲的齒輪、開(kāi)動(dòng)3mm大小的汽車(chē)、花生米大的飛機(jī)、在5mm2內(nèi)放置1000臺(tái)的微型發(fā)動(dòng)機(jī)。多功能和智能化 集傳感器、執(zhí)行器、信號(hào)處理和電子控制電路為一體，易于實(shí)現(xiàn)多功能化和智能化。 氣相沉積技術(shù)物理氣相沉積PVD 將鍍料氣化成原子、分子或離子，直接沉積到基體表面。激光加工特點(diǎn)功率密度大 高達(dá)1081010W/cm2，可加工如耐熱合金、陶瓷、石英、金剛石等任何材料；聚焦光斑小 激光束可聚焦到微米級(jí)，；非接觸加工 沒(méi)有明顯機(jī)械力，沒(méi)有工具損耗，可加工易變形的薄板和橡膠等彈性零件；加工速度快，熱影響區(qū)小 可對(duì)真空管內(nèi)部器件進(jìn)行加工；屬于瞬時(shí)局部熔化和氣化的熱加工方法 影響因素很多，其精度和表面粗糙度需反復(fù)試驗(yàn)、尋找合理參數(shù)才能達(dá)到所需要求。超聲波加工：利用工具端面作超聲頻振動(dòng)，通過(guò)磨料懸浮液撞擊加工材料的一種加工工藝方法。 為了解決以上問(wèn)題，最終發(fā)展了成組技術(shù)成組技術(shù)的基本原理成組技術(shù)的一般性定義：成組技術(shù)（GT－Group Technology）是一門(mén)生產(chǎn)技術(shù)科學(xué)，研究如何識(shí)別和發(fā)掘生產(chǎn)活動(dòng)中有關(guān)事物的相似性，并充分利用它。在深刻認(rèn)識(shí)零件結(jié)構(gòu)和功能的基礎(chǔ)上，根據(jù)擬定的設(shè)計(jì)相似性標(biāo)準(zhǔn)可將設(shè)計(jì)零件分類(lèi)成組形成設(shè)計(jì)族，針對(duì)設(shè)計(jì)族可以制定不同程度的標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)規(guī)范，以備設(shè)計(jì)檢索（2）制造工藝方面成組技術(shù)在制造工藝方面最先得到廣泛應(yīng)用。代碼是表示事物（或概念）的一個(gè)或一組特定字符。（2）成組單元 將一個(gè)（或幾個(gè)）零件組加工所用的設(shè)備集中在一起，形成以個(gè)封閉的加工單元(圖所b示）。數(shù)控技術(shù) ：指用數(shù)字化信號(hào)對(duì)設(shè)備運(yùn)行及其加工過(guò)程進(jìn)行控制的一種自動(dòng)化技術(shù)。多CPU結(jié)構(gòu) 多個(gè)CPU通過(guò)公用地址和數(shù)據(jù)總線互連，各自完成功能，系統(tǒng)速度高、處理能力強(qiáng)。機(jī)床伺服系統(tǒng)組成：位置控制單元、速度控制單元、伺服電機(jī)、檢測(cè)反饋單元4部分組成。工業(yè)機(jī)器人一般由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、控制系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)以及位置檢測(cè)機(jī)構(gòu)等幾個(gè)部分組成。其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工作范圍大，定位精度高，通用性強(qiáng)，適用于不斷變換生產(chǎn)品種的柔性制造系統(tǒng)。　　(2) 液壓傳動(dòng)機(jī)器人：采用液壓元器件驅(qū)動(dòng)，具有負(fù)載能力強(qiáng)、傳動(dòng)平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)緊湊、動(dòng)作靈敏的特點(diǎn)，適用于重載或低速驅(qū)動(dòng)場(chǎng)合?！?2) 工作空間(3) 提取重力(4) 運(yùn)動(dòng)速度(5) 位置精度 柔性制造系統(tǒng)基本概念　　1．FMS的產(chǎn)生和發(fā)展　　柔性制造系統(tǒng)(Flexible Manufacturing System，F(xiàn)MS)是為解決多品種、中小批量生產(chǎn)中生產(chǎn)效率低、周期長(zhǎng)、成本高及質(zhì)量差等問(wèn)題而出現(xiàn)的。組成：加工系統(tǒng)CNC、MC、FMC機(jī)床及測(cè)量機(jī)、清洗機(jī)、動(dòng)平衡機(jī)；工件運(yùn)儲(chǔ)系統(tǒng)；刀具運(yùn)儲(chǔ)系統(tǒng)；控制系統(tǒng)；其他冷卻、潤(rùn)滑、排屑、清洗、去毛刺等附屬設(shè)備。一個(gè)工件從毛坯到成品的整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中，只有相當(dāng)小的一部分時(shí)間在機(jī)床上進(jìn)行切削加工，大部分時(shí)間都消耗于物料的儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中。 2 FMS物料輸送基本回路直線輸送回路 沿直線路線單向或雙向移動(dòng)，順序地在各個(gè)連接點(diǎn)?？?；環(huán)形輸送回路 運(yùn)載工具沿環(huán)形路線單向或雙向移動(dòng)；網(wǎng)狀輸送回路 由多個(gè)回路相互交叉組成，可由一條環(huán)路移動(dòng)到另一回路。第五章 產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理PDM PDM產(chǎn)生80年代初，為解決大量工程圖樣、技術(shù)文擋管理的困境而出現(xiàn)的一項(xiàng)管理技術(shù)。 功能層 包括系統(tǒng)管理、工作環(huán)境管理以及其它如文檔管理、產(chǎn)品配置管理、工作流程管理等基本功能模塊。PDM與ERP之間的聯(lián)系作用對(duì)象間因果關(guān)系 ERP系統(tǒng)作用對(duì)象是PDM系統(tǒng)作用對(duì)象物質(zhì)表現(xiàn)，即以物理形式的零部件或產(chǎn)品；執(zhí)行和驗(yàn)證關(guān)系 ERP系統(tǒng)作業(yè)過(guò)程是對(duì)PDM信息的物理執(zhí)行和驗(yàn)證，ERP系統(tǒng)優(yōu)化基礎(chǔ)與理論依據(jù)是PDM管理的產(chǎn)品信息