【正文】 展。 第五節(jié) 先進(jìn)制造技術(shù)的基本內(nèi)容與體系結(jié)構(gòu) 第一章 之 46/74 （ 2）先進(jìn)制造工藝技術(shù) 先進(jìn)制造工藝技術(shù)包括精密和超精密加工、精密成形與特種加工技術(shù)等幾個(gè)方面。當(dāng)前突出反映在數(shù)值仿真或虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，以及現(xiàn)代產(chǎn)品建模理論的發(fā)展上，并且向智能化設(shè)計(jì)方向發(fā)展。 設(shè)計(jì)方法包括產(chǎn)品動(dòng)態(tài)分析和設(shè)計(jì)，產(chǎn)品可靠性、可維護(hù)性及安全設(shè)計(jì)，產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計(jì)，快速響應(yīng)設(shè)計(jì)，創(chuàng)新設(shè)計(jì)，智能設(shè)計(jì)，仿真與虛擬設(shè)計(jì)，價(jià)值工程設(shè)計(jì)，模塊化設(shè)計(jì)等。 第五節(jié) 先進(jìn)制造技術(shù)的基本內(nèi)容與體系結(jié)構(gòu) 第一章 之 42/74 1994年初，美國(guó)聯(lián)邦科學(xué)、工程和技術(shù)協(xié)調(diào)委員會(huì)(FCCSET)下屬的工業(yè)和技術(shù)委員會(huì)先進(jìn)制造技術(shù)工作組提出將先進(jìn)制造技術(shù)分為三個(gè)技術(shù)群：①主體技術(shù)群，包括面向制造的設(shè)計(jì)技術(shù)群和制造工藝技術(shù)群；②支撐技術(shù)群；③制造基礎(chǔ)設(shè)施 (制造技術(shù)環(huán)境 )。 (3)自我 導(dǎo)引工藝 的創(chuàng)建將簡(jiǎn)化工裝和編程的要求，并提供更大的加工柔。 第四節(jié) 21世紀(jì)對(duì)制造業(yè)的挑戰(zhàn) 第一章 之 37/74 （ 6）技術(shù)創(chuàng)新的挑戰(zhàn) —— 全新制造工藝及產(chǎn)品的開發(fā) 這一挑戰(zhàn)采用制造單元工藝這一全新的概念，它將導(dǎo)致生產(chǎn)能力的急劇變化。隨著人口的增長(zhǎng)以及目前技術(shù)的不斷開發(fā)，全球生態(tài)系統(tǒng)將受到嚴(yán)重的制約。如果計(jì)算機(jī)和信息技術(shù) (硬件和軟件 )保持目前的指數(shù)增長(zhǎng)速率，到 2023年將能滿足制造業(yè)的需求。 有三個(gè)主要的因素促使技術(shù)資源的集成： (1)為滿足市場(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 。這對(duì)于全球性的、多學(xué)科的、多文化的、高度瞬態(tài)變化的組織極為重要。美國(guó)國(guó)家科學(xué)研究委員會(huì)工程技術(shù)委員會(huì)、制造與工程設(shè)計(jì)院“制造業(yè)挑戰(zhàn)展望委員會(huì)”， 對(duì) 2023年制造業(yè)所面臨的形勢(shì)提出了如下六大挑戰(zhàn)或基本目標(biāo)： （ 1）快速響應(yīng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的挑戰(zhàn) —— 實(shí)現(xiàn) 制造環(huán)節(jié)并行 并行制造將顯著縮短產(chǎn)品從概念到實(shí)現(xiàn)的時(shí)間。這種制約主要通過(guò)社會(huì)壓力 (整個(gè)社會(huì)和每一個(gè)公民都不會(huì)容忍浪費(fèi)資源和污染環(huán)境的行為 )、國(guó)家政策或立法以及經(jīng)濟(jì)手段具體體現(xiàn)，如安全標(biāo)準(zhǔn)不斷提高、對(duì)廢棄物的排放標(biāo)準(zhǔn)日趨嚴(yán)格、對(duì)能源更節(jié)約地使用、勞動(dòng)者和公共健康的嚴(yán)格保護(hù)、“綠色”產(chǎn)品標(biāo)志許可制度、廢物污染記帳制度等等。現(xiàn)代制造業(yè)已成為發(fā)展速度快、技術(shù)創(chuàng)新能力強(qiáng)、技術(shù)密集甚至是知識(shí)密集的部門。 隨著世界自由貿(mào)易體制進(jìn)一步完善以及全球交通運(yùn)輸體系和通信網(wǎng)絡(luò)建立，國(guó)際經(jīng)濟(jì)合作和交往日趨緊密，全球產(chǎn)業(yè)界進(jìn)入結(jié)構(gòu)大調(diào)整的重要時(shí)期，世界正在成為一個(gè)統(tǒng)一的大市場(chǎng)。產(chǎn)品有特色、生產(chǎn)有柔性、競(jìng)爭(zhēng)有策略。 這是 21世紀(jì)市場(chǎng)環(huán)境和用戶消費(fèi)觀所要求的，也是贏得競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵所在。 (3)傳統(tǒng)的管理、勞動(dòng)方式、組織結(jié)構(gòu)和決策準(zhǔn)則都在經(jīng)歷新的變化。作為人類經(jīng)濟(jì)活動(dòng)反思的重大成果之一，國(guó)際社會(huì)于 1992年確立了 《 21世紀(jì)議程 》 ，一致提出要遵循可持續(xù)發(fā)展模式。 (6)人的知識(shí)、素質(zhì)和需求的變化。 (4)交貨期成為競(jìng)爭(zhēng)的第一要素。 第二節(jié) 面向知識(shí)經(jīng)濟(jì)的制造業(yè) 第一章 之 25/74 (3)大市場(chǎng)和大競(jìng)爭(zhēng)。 現(xiàn)代科技以日新月異的速度發(fā)展，新產(chǎn)品層出不窮。 其生產(chǎn)贏利是靠 機(jī)器取代人力、復(fù)雜的專業(yè)加工取代人的技能來(lái)獲取的。 按照世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)律，國(guó)際上越來(lái)越多的人們已開始認(rèn)識(shí)到一個(gè)沒有工業(yè)基礎(chǔ)和制造業(yè)的城市是沒有根基的城市。 ? 在知識(shí)經(jīng)濟(jì)條件下，制造技術(shù)正在發(fā)生質(zhì)的飛躍。知識(shí)經(jīng)濟(jì)是工業(yè)化演進(jìn)的必然結(jié)果，是一種比工業(yè)經(jīng)濟(jì)更高級(jí)的經(jīng)濟(jì)形態(tài)。 ? 新經(jīng)濟(jì)也是全球性經(jīng)濟(jì)，生產(chǎn)過(guò)程不再局限于一國(guó)范圍，而是形成 “無(wú)國(guó)界的經(jīng)濟(jì)實(shí)體” 。 ? 圖 1－ 1從企業(yè)運(yùn)行空間和技術(shù)演變的角度展示了先進(jìn)制造技術(shù)與制造模式的發(fā)展歷程。 現(xiàn)代制造業(yè)已成為 發(fā)展速度快、技術(shù)創(chuàng)新能力強(qiáng)、技術(shù)密集和知識(shí)密集的行業(yè)。 ? 20世紀(jì)是制造業(yè)空前發(fā)展的重要時(shí)期，制造系統(tǒng)的集成活動(dòng)異?；钴S，制造模式不斷更新。 第一節(jié) 制造技術(shù)的基本概念與發(fā)展概況 第一章 之 13/74 ? 現(xiàn)代制造及其技術(shù)的形成和發(fā)展特點(diǎn)是： (4)在制造技術(shù)和工藝方法上的特征是： ? 重視必不可少的輔助工序，如加工前后處理； ? 重視工藝裝備，使制造技術(shù)成為集工藝方法、工藝裝備和工藝材料為一體的成套技術(shù)； ? 重視物流、檢驗(yàn)、包裝及儲(chǔ)藏， 使制造技術(shù)成為覆蓋加工全過(guò)程 (設(shè)計(jì)、生產(chǎn)準(zhǔn)備、加工制造、檢驗(yàn)、銷售和維修，甚至再生回收 )的綜合技術(shù)，不斷發(fā)展優(yōu)質(zhì)高效低耗的工藝及加工方法，以取代落后工藝；不斷吸收微電子、計(jì)算機(jī)和自動(dòng)化等高新技術(shù)成果，形成 CAD、 CAM、 CAPP、 CAT、CAE、 NC、 CNC、 MIS、 FMS、 CIMS、 IMT、 IMS等一系列現(xiàn)代制造技術(shù)，并實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)的局部或系統(tǒng)集成，形成從單機(jī)到自動(dòng)生產(chǎn)線等不同檔次的自動(dòng)化制造系統(tǒng)。 ? 這一需求促使傳統(tǒng)制造業(yè)在 20世紀(jì)開始了又一次新的革命性的變化和進(jìn)步，傳統(tǒng)制造開始向現(xiàn)代制造發(fā)展。 第一節(jié) 制造技術(shù)的基本概念與發(fā)展概況 第一章 之 9/74 （ 3）柔性化、集成化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化的現(xiàn)代制造技術(shù) 20世紀(jì) 80年代以來(lái)所產(chǎn)生的現(xiàn)代制造技術(shù)沿著 4個(gè)方向發(fā)展： ? 傳統(tǒng)制造技術(shù)的革新、拓展； ? 精密工程； ? 非傳統(tǒng)加工方法； ? 制造系統(tǒng)的柔性化、集成化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化。 ? 泰勒首先提出了以勞動(dòng)分工和計(jì)件工資制為基礎(chǔ)的科學(xué)管理，成為制造工程科學(xué)的奠基人。 ? 從蒸汽機(jī)出現(xiàn)到今天，主要經(jīng)歷了以下三個(gè)發(fā)展階段： （ 1）用機(jī)器代替手工，從作坊形成工廠 20世紀(jì)初，各種金屬切削加工工藝方法陸續(xù)形成，近代制造技術(shù)已成體系。 ? 制造技術(shù)則是按照人們所需的目的，運(yùn)用知識(shí)和技能，利用客觀物質(zhì)工具，使原材料轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品的技術(shù)總稱。從狹義上可將“制造”理解為機(jī)電產(chǎn)品的機(jī)械加工工藝過(guò)程。 ? 制造業(yè)是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的戰(zhàn)略重點(diǎn)，機(jī)電一體化的設(shè)備制造是我國(guó)工業(yè)在“十五”期間重點(diǎn)發(fā)展的三大方向之一。1/74 第一章 先進(jìn)制造技術(shù)概述 ?先進(jìn)制造技術(shù)是 傳統(tǒng)制造技術(shù)、信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)與管理科學(xué) 等多學(xué)科先進(jìn)技術(shù)的綜合，并應(yīng)用于制造工程之中所形成的一個(gè)新的學(xué)科 體系 。 2/74 第一章 先進(jìn)制造技術(shù)概述 第一節(jié) 制造技術(shù)的基本概念與發(fā)展概況 第二節(jié) 面向知識(shí)經(jīng)濟(jì)的制造業(yè) 第三節(jié) 21世紀(jì)制造業(yè)的主要特點(diǎn) 第四節(jié) 21世紀(jì)對(duì)制造業(yè)的挑戰(zhàn) 第五節(jié) 先進(jìn)制造技術(shù)的基本內(nèi)容與體系結(jié)構(gòu) 第六節(jié) 制造業(yè)信息化的進(jìn)展 第七節(jié) 先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 3/74 第一章 先進(jìn)制造技術(shù)概述 第一節(jié) 制造技術(shù)的基本概念與發(fā)展概況 第二節(jié) 面向知識(shí)經(jīng)濟(jì)的制造業(yè) 第三節(jié) 21世紀(jì)制造業(yè)的主要特點(diǎn) 第四節(jié) 21世紀(jì)對(duì)制造業(yè)的挑戰(zhàn) 第五節(jié) 先進(jìn)制造技術(shù)的基本內(nèi)容與體系結(jié)構(gòu) 第六節(jié) 制造業(yè)信息化的進(jìn)展 第七節(jié) 先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 4/74 第一節(jié) 制造技術(shù)的基本概念與發(fā)展概況 ? 制造業(yè)的主要任務(wù)是： 制造產(chǎn)品和創(chuàng)造價(jià)值，產(chǎn)生物質(zhì)財(cái)富和新的知識(shí)，并國(guó)民經(jīng)濟(jì)、國(guó)防和科學(xué)技術(shù)進(jìn)步發(fā)展提供先進(jìn)的手段和裝備。 第一章 之 5/74 一、制造系統(tǒng)與制造技術(shù) 二、傳統(tǒng)制造業(yè)及其技術(shù)的發(fā)展 三、現(xiàn)代制造及其技術(shù)的發(fā)展 四、制造業(yè)發(fā)展過(guò)程中競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)和策略 五、先進(jìn)制造技術(shù)與制造模式的發(fā)展歷程 第一節(jié) 制造技術(shù)的基本概念與發(fā)展概況 第一章 之 6/74 ? 制造是人類所有經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的基石，是人類歷史發(fā)展和文明 進(jìn)步的動(dòng)力。 ? 制造過(guò)程及其所涉及的硬件 包括人員、生產(chǎn)設(shè)備、材料、能源和各種輔助裝置以及有關(guān)軟件包括制造理論、制造技術(shù) (制造工藝和制造方法等 )和制造信息等 組成了一個(gè)具有特定功能的有機(jī)整體，稱之為制造系統(tǒng)。同時(shí)，制造技術(shù)的新發(fā)展也為現(xiàn)代制造科學(xué)的形成創(chuàng)造了條件。 第一節(jié) 制造技術(shù)的基本概念與發(fā)展概況 第一章 之 8/74 （ 2）從單件生產(chǎn)方式發(fā)展成大量生產(chǎn)方式 推動(dòng)這種根本變革的是兩位美國(guó)人：泰勒和福特。 ? 近代傳統(tǒng)制造工業(yè)技術(shù)體系的形成，其特點(diǎn)是以機(jī)械一電力技術(shù)為核心的各類技術(shù)相互聯(lián)結(jié)和依存的制造工業(yè)技術(shù)體系。因此，社會(huì)發(fā)展對(duì)其經(jīng)濟(jì)支撐行業(yè) —— 制造業(yè)及其技術(shù)體系提出了更高的需求， 要求制造業(yè)具有更加快速和靈活的市場(chǎng)響應(yīng)、更高的產(chǎn)品質(zhì)量、更低的成本和能源消耗以及良好的環(huán)保特性。 (3)制造裝備的發(fā)展過(guò)程是：手工 —— 機(jī)械化 —— 單機(jī)自動(dòng)化 —— 剛性自動(dòng)生產(chǎn)線 —— 柔性自動(dòng)生產(chǎn)線 —— 智能自動(dòng)化。從 100多年前福特汽車的生產(chǎn)線開始，為提高企業(yè)的整體效益，針對(duì)不同時(shí)期的競(jìng)爭(zhēng)焦點(diǎn)，產(chǎn)生和應(yīng)用不同的技術(shù)和管理模式 (見表 1— 1)。 第一節(jié) 制造技術(shù)的基本概念與發(fā)展概況 第一章 之 16/74 第一節(jié) 制造技術(shù)的基本概念與發(fā)展概況 第一章 之 17/74 ? 20世紀(jì)末，以微電子、信息、新材料、系統(tǒng)科學(xué)等為代表的新一代科學(xué)與技術(shù)的迅猛發(fā)展及其在控制領(lǐng)域中的廣泛滲透、應(yīng)用和衍生，極大地拓展了制造活動(dòng)的深度和廣度，急劇地改變了現(xiàn)代制造業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)方式、生產(chǎn)工藝和設(shè)備以及生產(chǎn)組織結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生一大批新的制造技術(shù)和制造模式 (圖 1－ 1)。提出了許多新觀點(diǎn)、新思想、新概念： 先進(jìn)制造技術(shù)、模式與系統(tǒng)，例如柔性制造系統(tǒng)、 CIMS、并行工程、精良生產(chǎn)、智能制造