【正文】 程建模和仿真等,生產(chǎn)設(shè)施、裝備和工具,甚至整個(gè)制造企業(yè)都可以采用先進(jìn)技術(shù)更有效地進(jìn)行設(shè)計(jì)。AMT是制造業(yè)企業(yè)取得競爭優(yōu)勢的必要條件之一，但并非充分條件，其優(yōu)勢還有賴于能充分發(fā)揮技術(shù)威力的組管理，有賴于技術(shù)、管理和人力資源的有機(jī)協(xié)調(diào)和融合。AMT是制造業(yè)企業(yè)取得競爭優(yōu)勢的必要條件之一，但并非充分條件，其優(yōu)勢還有賴于能充分發(fā)揮技術(shù)威力的組織管理，有賴于技術(shù)、管理和人力資源的有機(jī)協(xié)調(diào)和融合。常常是大部分，甚至90%的單機(jī)由國內(nèi)企業(yè)制造，但大部分利潤卻被外商拿走。據(jù)統(tǒng)計(jì)，光纖制造裝備的100%、集成電路芯片制造裝備的85%、大型成套石油化工裝備的80%、轎車工業(yè)裝備、數(shù)控機(jī)床、紡織機(jī)械和膠印設(shè)備的70%由進(jìn)口產(chǎn)品占領(lǐng)。其嚴(yán)重滯后有兩個(gè)突出的表現(xiàn)： 　?。?）國民經(jīng)濟(jì)和高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展所需要的裝備已形成依賴進(jìn)口的局面。 　　主要機(jī)械產(chǎn)品的大部分技術(shù)依靠從國外引進(jìn)，原創(chuàng)性產(chǎn)品和技術(shù)極少；而企業(yè)又不能處理好引進(jìn)、消化、吸收和自主創(chuàng)新的關(guān)系，缺乏消化吸收及創(chuàng)新的資金和優(yōu)秀人才，基本停留在仿制、實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化的低層次階段，尚未形成自主開發(fā)的良性循環(huán)，有些技術(shù)經(jīng)過一段時(shí)間后還要重復(fù)引進(jìn)。2000年，% 、% 、%；%。比如在寶鋼，設(shè)備都是國內(nèi)生產(chǎn)的，但整個(gè)系統(tǒng)卻標(biāo)著SMS（德國西馬克）。比如彩色電視機(jī)，我們的顯像管都是買進(jìn)的，雖然對買進(jìn)的技術(shù)作了改進(jìn)，不會(huì)在知識產(chǎn)權(quán)方面產(chǎn)生糾紛，但是我們沒有原創(chuàng)技術(shù)； 　?。?）產(chǎn)品缺乏世界品牌； 　?。?）機(jī)械化程度不高，效率低下。改革開放20多年來，我國制造業(yè)的發(fā)展取得了舉世矚目的成就，作為國民經(jīng)濟(jì)的主體和支柱性產(chǎn)業(yè)，制造業(yè)為今后我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 二、優(yōu)勢及劣勢優(yōu)勢　?。?）我國勞動(dòng)力成本低，在勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品領(lǐng)域占優(yōu)勢，競爭力強(qiáng)。 　　2008年，我國建筑業(yè)實(shí)現(xiàn)增加值17071億元，%。分輕重工業(yè)看，%，%。 　　根據(jù)在生產(chǎn)中使用的物質(zhì)形態(tài)，制造業(yè)可劃分為離散制造業(yè)和流程制造業(yè)。制造業(yè)包括：產(chǎn)品制造、設(shè)計(jì)、原料采購、倉儲運(yùn)輸、訂單處理、批發(fā)經(jīng)營、零售。 2008年規(guī)模以上工業(yè)中，%，%，%，%，%，%，%，通信設(shè)備、%，%，%。全國具有資質(zhì)等級的總承包和專業(yè)承包建筑業(yè)企業(yè)實(shí)現(xiàn)利潤1756億元，%，其中國有及國有控股企業(yè)509億元，%；上繳稅金2058億元，%，其中國有及國有控股企業(yè)771億元，%。而且中國的勞動(dòng)力素質(zhì)也比較高，比如，在廣東、浙江一帶的勞動(dòng)力都是農(nóng)村出來的高中生，這些人的素質(zhì)相當(dāng)不錯(cuò)； 　?。?）我國潛在消費(fèi)市場大，能夠容納這些產(chǎn)品，促進(jìn)這些產(chǎn)品很快地形成規(guī)模經(jīng)濟(jì)。進(jìn)入二十一世紀(jì)，我國制造業(yè)的發(fā)展面臨的國際和國內(nèi)環(huán)境發(fā)生了深刻變化，加入世貿(mào)組織，使我國的經(jīng)濟(jì)體制改革和對外開放進(jìn)入到一個(gè)更加廣闊和深層次的階段； 　　（4）制造業(yè)生產(chǎn)比較集中，大部分分布在相關(guān)資源較為豐富的地區(qū)。 三、國內(nèi)外的差距結(jié)構(gòu)不合理　　我國裝備制造業(yè)普通產(chǎn)品總量過剩，而體現(xiàn)競爭力的重大技術(shù)裝備卻不能滿足要求。這種整個(gè)系統(tǒng)的成套所攝取的附加值一般是20%以上，也就是說，我們有20%以上的這種高附加值都被國外的公司白白拿走了。自動(dòng)化和生產(chǎn)率的提高和就業(yè)率沒有關(guān)系。 　　第二，裝備制造業(yè)發(fā)展嚴(yán)重滯后。2001年，全國進(jìn)口裝備制造業(yè)產(chǎn)品額1100億美元左右，占全國外貿(mào)進(jìn)口總額的48%左右，出口為1000億美元左右，占全國外貿(mào)出口總額的38%左右，進(jìn)出口逆差為100億美元左右。 　?。?）系統(tǒng)設(shè)計(jì)，成套能力薄弱。就中國制造業(yè)的現(xiàn)狀，你有什么想法？舉例導(dǎo)入舉例分析說明結(jié)合實(shí)例分析討論法分析結(jié)合實(shí)際舉例舉例分析提問學(xué)生總結(jié)教學(xué)環(huán)節(jié)教 學(xué) 內(nèi) 容備 注組織教學(xué)提問導(dǎo)言檢查學(xué)生出勤同學(xué)們，你們了解的先進(jìn)制造技術(shù)有哪些？任務(wù)二 先進(jìn)制造技術(shù)的內(nèi)涵與特征　先進(jìn)制造技術(shù)(Advanced Manufacturing Technology，簡稱為AMT）是指微電子技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、信息技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)給傳統(tǒng)制造技術(shù)帶來的種種變化與新型系統(tǒng)。一、什么是先進(jìn)制造技術(shù)(AMT)　　先進(jìn)制造技術(shù)(Advanced Manufacturing Technology),人們往往用AMT來概括由于微電子技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、信息技術(shù)等給傳統(tǒng)制造技術(shù)帶來的種種變化與新型系統(tǒng)。 二、主體技術(shù)群　　它包括兩個(gè)基本部分:有關(guān)產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)和工藝技術(shù)。近幾年發(fā)展起來的產(chǎn)品和工藝的并行設(shè)計(jì)具有雙重目的,一是縮短新產(chǎn)品上市的周期,二是可以將生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢物減少到最低程度,使最終產(chǎn)品成為可回收、可再利用的,因此對實(shí)現(xiàn)面向保護(hù)環(huán)境的制造而言是必不可少的。制造工藝技術(shù)群是有關(guān)加工和裝配的技術(shù),也是制造技術(shù)或稱生產(chǎn)技術(shù)的傳統(tǒng)領(lǐng)域。 　　AMT發(fā)展歷程: 　　人類漫長的歷史發(fā)展中，使用工具、制造工具進(jìn)行產(chǎn)品制造是基本生產(chǎn)活動(dòng)之一。其主要生產(chǎn)方式是機(jī)械化加電氣化的批量生產(chǎn)。 　　在計(jì)算機(jī)誕生2年后，由于飛機(jī)制造（飛機(jī)蒙皮壁板、梁架）的需要，在美國發(fā)明了數(shù)字控制（NC）機(jī)床。 三、支撐技術(shù)群　　支撐技術(shù)群是指支持設(shè)計(jì)和制造工藝兩方面取得進(jìn)步的基礎(chǔ)性的核心技術(shù)。 　　(2)標(biāo)準(zhǔn)和框架：數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品定義標(biāo)準(zhǔn)、工藝標(biāo)準(zhǔn)、檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)、接口框架。由于技術(shù)只有應(yīng)用適當(dāng)?shù)貢?huì)產(chǎn)生效用,所以其技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施的各要素和基本技術(shù)本身同樣重要。 五、先進(jìn)制造技術(shù)的提出及背景　　1993年，美國政府批準(zhǔn)了由聯(lián)邦科學(xué)、工程與技術(shù)協(xié)調(diào)委員會(huì)（FCCSET）主持實(shí)施的先進(jìn)制造技術(shù)計(jì)劃（Advanced Manufacturing Technology－AMT）計(jì)劃 　　先進(jìn)制造技術(shù)計(jì)劃（Advanced Manufacturing Technology－AMT)是美國根據(jù)本國制造業(yè)面臨的挑戰(zhàn)和機(jī)遇,為增強(qiáng)制造業(yè)的競爭力和促進(jìn)國家經(jīng)濟(jì)增長,首先提出了先進(jìn)制造技術(shù)(Advanced Manufacturing Technology)的概念。但隨著高新技術(shù)的滲入和制造環(huán)境的變化,已經(jīng)產(chǎn)生了質(zhì)的變化,先進(jìn)制造技術(shù)是制造技術(shù)與現(xiàn)代高新技術(shù)結(jié)合而產(chǎn)生的一個(gè)完整的技術(shù)群,是一類具有明確范疇的新的技術(shù)領(lǐng)域,是面向21世紀(jì)的技術(shù)。一個(gè)國家的先進(jìn)制造技術(shù)是支持該國制造業(yè)在全球范圍市場的競爭力。 七、其先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展中的關(guān)鍵技術(shù)　　1 成組技術(shù)(GT) 成組技術(shù)(GT)揭示和利用事物間的相似性，按照一定的準(zhǔn)則分類成組，同組事物采用同一方法進(jìn)行處理，以便提高效益的技術(shù)，稱為成組技術(shù)。 　　2 敏捷制造(AM) 　　敏捷制造(AM)是指企業(yè)實(shí)現(xiàn)敏捷生產(chǎn)經(jīng)營的一種制造哲理和生產(chǎn)模式。在傳統(tǒng)的串行開發(fā)過程中，設(shè)計(jì)中的問題或不足，要分別在加工、裝配或售后服務(wù)中才能被發(fā)現(xiàn)，然后再修改設(shè)計(jì)，改進(jìn)加工、裝配或售后服務(wù)(包括維修服務(wù))。它利用所要制造零件的三維CAD模型數(shù)據(jù)直接生成產(chǎn)品原型，并且可以方便地修改CAD模型后重新制造產(chǎn)品原型。 　　5 虛擬制造技術(shù)(VMT) 　　虛擬制造技術(shù)(VMT)以計(jì)算機(jī)支持的建模、仿真技術(shù)為前提，對設(shè)計(jì)、加工制造、裝配等全過程進(jìn)行統(tǒng)一建模，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段，實(shí)時(shí)并行模擬出產(chǎn)品未來制造全過程及其對產(chǎn)品設(shè)計(jì)的影響，預(yù)測出產(chǎn)品的性能、產(chǎn)品的制造技術(shù)、產(chǎn)品的可制造性與可裝配性，從而更有效地、更經(jīng)濟(jì)地靈活組織生產(chǎn)，使工廠和車間的設(shè)計(jì)布局更合理、有效，以達(dá)到產(chǎn)品開發(fā)周期和成本最小化、產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量的最優(yōu)化、生產(chǎn)效率的最高化。 　　6 智能制造(IM) 　　智能制造(IM)是制造技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、系統(tǒng)工程與人工智能等學(xué)科互相滲透、互相交織而形成的一門綜合技術(shù)。因此，智能制造技術(shù)的研究開發(fā)對于提高生產(chǎn)效率與產(chǎn)品品質(zhì)、降低成本，提高制造業(yè)市場應(yīng)變能力、國家經(jīng)濟(jì)實(shí)力和國民生活水準(zhǔn)，具有重要意義。與之相適應(yīng)，制造技術(shù)的生產(chǎn)方式沿著“手工→機(jī)械化→單機(jī)自動(dòng)化。 　　工程力學(xué)（虛擬仿真方向），隸屬于遼寧工程技術(shù)大學(xué)力學(xué)與工程科學(xué)院現(xiàn)有3個(gè)本科專業(yè)之一，本專業(yè)是國內(nèi)首創(chuàng)專業(yè)，注重力學(xué)與計(jì)算機(jī)兩大領(lǐng)域的交叉與結(jié)合，重點(diǎn)培養(yǎng)方向是工程中力學(xué)問題的數(shù)值計(jì)算與仿真。VR技術(shù)是計(jì)算機(jī)技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、計(jì)算機(jī)視覺、視覺生理學(xué)、視覺心理學(xué)、仿真技術(shù)、微電子技術(shù)、多媒體技術(shù)、信息技術(shù)、立體顯示技術(shù)、傳感與測量技術(shù)、軟件工程、語音識別與合成技術(shù)、人機(jī)接口技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及人工智能技術(shù)等多種高新技術(shù)集成之結(jié)晶。從此可以清楚地看到，這個(gè)領(lǐng)域與計(jì)算機(jī)有著不可分離的密切關(guān)系，信息科學(xué)是合成虛擬現(xiàn)實(shí)的基本前提。觀察者怎樣積極和能動(dòng)地操作虛擬現(xiàn)實(shí)，以實(shí)現(xiàn)不同的視點(diǎn)景象和更高層次的感覺信息。在這里，觀察者、傳感器、計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)與顯示系統(tǒng)構(gòu)成了一個(gè)相互作用的閉環(huán)流程。權(quán)威人士斷言，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將是21世紀(jì)信息技術(shù)的代表。 　　在喧鬧都市的辦公室中忙碌了一天的人們，多么希望自己能一步跨入一個(gè)熱帶天堂?，F(xiàn)在，基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的“休息機(jī)”可以為人們提供這種跨越空間的手段。平臺系統(tǒng)表現(xiàn)為一個(gè)視景和聲音開發(fā)支撐平臺和多個(gè)開發(fā)支持工具（幾何對象干涉檢查工具包、通用虛擬手開發(fā)工具包、粒子生成與控制工具、不規(guī)則幾何體構(gòu)造工具、流場可視化工具包）。而“虛擬”是指用計(jì)算機(jī)生成的意思。用戶在三維場景中任意漫游，人機(jī)交互，這樣很多不易察覺的設(shè)計(jì)缺陷能夠輕易地被發(fā)現(xiàn)，減少由于事先規(guī)劃不周全而造成的無可挽回的損失與遺憾，大大提高了項(xiàng)目的評估質(zhì)量。給客戶提供一種嶄新的方式展示、宣傳樓盤；完美體現(xiàn)了客戶的設(shè)計(jì)方案，通過第一人稱角色切換，給予購房者以真實(shí)在場，親臨其景的感受；在同一角度，對同一戶型嘗試不同的裝潢設(shè)計(jì)；實(shí)時(shí)變換房間的裝修材料，使購房者體驗(yàn)不同的裝修風(fēng)格設(shè)計(jì)。 　　虛擬仿真在旅游業(yè)的應(yīng)用 　　隨著科技的高速發(fā)展虛擬旅游逐漸走入人們的生活，凡拓公司利用虛擬現(xiàn)技術(shù)可以通過互聯(lián)網(wǎng)和制作的仿真場景到達(dá)自己想去的地方。由于在娛樂方面對VR的真實(shí)感要求不是太高，故近些年來VR在該方面發(fā)展最為迅猛。 　　本專業(yè)是國內(nèi)首創(chuàng)專業(yè)，注重力學(xué)與計(jì)算機(jī)兩大領(lǐng)域的交叉與結(jié)合，重點(diǎn)培養(yǎng)方向是工程中力學(xué)問題的數(shù)值計(jì)算與仿真。 　　培養(yǎng)目標(biāo)：培養(yǎng)適應(yīng)我國社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)需要，德、智、體全面發(fā)展，獲得工程師或科學(xué)研究基本訓(xùn)練，基礎(chǔ)扎實(shí)、知識面寬、能力強(qiáng)、素質(zhì)高，具有較強(qiáng)的英語語言能力、創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，較全面地具備工程力學(xué)基礎(chǔ)理論知識，掌握計(jì)算力學(xué)與虛擬設(shè)計(jì)方法，具有對工程中相關(guān)力學(xué)計(jì)算問題綜合分析和研究的初步能力，并具有虛擬仿真工程設(shè)計(jì)、研究、開發(fā)能力的應(yīng)用型高級專門人才。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的引入,將使工業(yè)設(shè)計(jì)的手段和思想發(fā)生質(zhì)的飛躍,更加符合社會(huì)發(fā)展的需要,可以說在工業(yè)設(shè)計(jì)中應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是可行且必要的。下面僅僅列舉一些工業(yè)仿真的教培與模擬方面的應(yīng)用： 　　舉例導(dǎo)入舉例分析說明結(jié)合實(shí)例分析討論法分析結(jié)合實(shí)際舉例舉例分析提問學(xué)生總結(jié)教學(xué)環(huán)節(jié)教 學(xué) 內(nèi) 容備 注組織教學(xué)提問導(dǎo)言小結(jié)作業(yè)檢查學(xué)生出勤中國制造業(yè)的現(xiàn)狀？任務(wù)四 虛擬加工技術(shù)　 在當(dāng)今經(jīng)濟(jì)全球化、貿(mào)易自由化和社會(huì)信息化的形勢下，制造業(yè)的經(jīng)營戰(zhàn)略發(fā)生了很大變化，在30～60年代企業(yè)追求的是規(guī)模效益，如：美國福特汽車公司、通用汽車公司相繼采用剛性流水線進(jìn)行大批量生產(chǎn)；70年代更加重視降低生產(chǎn)成本，如：日本豐田公司采用準(zhǔn)時(shí)化生產(chǎn)；80年代提高產(chǎn)品質(zhì)量成為主要目標(biāo)；進(jìn)入90年代新產(chǎn)品開發(fā)及交貨期成為競爭的焦點(diǎn)?；谔摂M現(xiàn)實(shí)技術(shù)的虛擬制造（Virtual Manufacturing）技術(shù)是在一個(gè)統(tǒng)一模型之下對設(shè)計(jì)和制造等過程進(jìn)行集成，它將與產(chǎn)品制造相關(guān)的各種過程與技術(shù)集成在三維的、動(dòng)態(tài)的仿真真實(shí)過程的實(shí)體數(shù)字模型之上。虛擬制造技術(shù)的應(yīng)用將會(huì)對未來制造業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響，它的重大作用主要表現(xiàn)為： 　　●運(yùn)用軟件對制造系統(tǒng)中的五大要素（人、組織管理、物流、信息流、能量流）進(jìn)行 　　●在虛擬制造與現(xiàn)實(shí)制造的相互影響和作用過程中，可以全面改進(jìn)企業(yè)的組織管理工作，而且對正確作出決策有不可估量的影響。例如：可以對生產(chǎn)人員進(jìn)行操作訓(xùn)練、異常工藝的應(yīng)急處理等。 虛擬制造在復(fù)雜曲面五軸聯(lián)動(dòng)加工中的應(yīng)用容？這些至今仍然是人們討論的問題。 　　美國空軍Wright實(shí)驗(yàn)室的定義是： 　　“虛擬制造是仿真、建模和分析技術(shù)及工具的綜合應(yīng)用，以增強(qiáng)各層