【正文】 4）計(jì)算機(jī)化計(jì)算機(jī)已滲透到產(chǎn)品設(shè)計(jì)的各個環(huán)節(jié)，充分利用計(jì)算機(jī)的數(shù)值計(jì)算、嚴(yán)密的邏輯思維能力和巨大的信息存儲及處理能力：優(yōu)化設(shè)計(jì)、有限元分析和系統(tǒng)仿真等。二、虛擬設(shè)計(jì)在達(dá)到產(chǎn)品并行的目的以后，為了使產(chǎn)品一次設(shè)計(jì)成功，減少反復(fù)，往往會采用仿真技術(shù)，而對機(jī)電產(chǎn)品模型的建立和仿真又屬于是虛擬設(shè)計(jì)的范疇。六、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)機(jī)械計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，是在一定的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)平臺上，對所設(shè)計(jì)的機(jī)械零、部件，輸入要達(dá)到的技術(shù)參數(shù)，由計(jì)算機(jī)進(jìn)行強(qiáng)度，剛度，穩(wěn)定性校核，然后輸出標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)械圖紙，簡化了大量人工計(jì)算及繪圖，效率比人工提高幾十倍甚至更多。十三、反求設(shè)計(jì)反求設(shè)計(jì)（也稱逆向設(shè)計(jì)），是指設(shè)計(jì)師對產(chǎn)品實(shí)物樣件表面進(jìn)行數(shù)字化處理(數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理)，并利用可實(shí)現(xiàn)逆向三維造型設(shè)計(jì)的軟件來重新構(gòu)造實(shí)物的CAD模型(曲面模型重構(gòu))，并進(jìn)一步用CAD/CAE／CAM系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)分析、再設(shè)計(jì)、數(shù)控編程、數(shù)控加工的過程。四、簡述超高速加工技術(shù)和超精密加工技術(shù)所涉及的主要關(guān)鍵技術(shù)問題有哪些？（20分）超高速加工技術(shù)：超高速加工技術(shù)是指采用超硬材料刀具和磨具，利用能可靠地實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)動的高精度、高自動化和高柔性的制造設(shè)備，以提高切削速度來達(dá)到提高材料切除率、加工精度和加工質(zhì)量的先進(jìn)加工技術(shù)。非傳統(tǒng)加工技術(shù)的主要特點(diǎn)與加工對象的機(jī)械性能無關(guān)，有些加工方法，如激光加工、電火花加工、等離子弧加工、電化學(xué)加工等，是利用熱能、化學(xué)能、電化學(xué)能等，這些加工方法與工非接觸加工，不一定需要工具，有的雖使用工具，但與工件不接觸，因此，工件不承受大的作用力，工具硬度可低于工件硬度，故使剛性極低元件及彈性元件得以加工。模型或樣件可直接用于新產(chǎn)品設(shè)計(jì)驗(yàn)證、功能驗(yàn)證、外觀驗(yàn)證、工程分析、市場訂貨以及企業(yè)的決策等，非常有利于早找錯早修改早優(yōu)化，提高了新產(chǎn)品開發(fā)的一次成功率，縮短了開發(fā)周期，降低了研發(fā)成本。主要特點(diǎn)：通過對現(xiàn)代各種先進(jìn)制造模式的研究分析，可以總結(jié)出它們具有如下幾個特點(diǎn)。因智能制造可實(shí)現(xiàn)決策自動化，實(shí)現(xiàn)“制造智能”和制造技術(shù)的“智能化”，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)制造生產(chǎn)的信息化和自動化。它將從根本上改變設(shè)計(jì)、試制、修改設(shè)計(jì)、規(guī)模生產(chǎn)的傳統(tǒng)制造模式。（2）綠色生產(chǎn)過程：在整個制造過程，對環(huán)境負(fù)面影響最小，廢棄物和有害物質(zhì)的排放最小，資源利用效率最高。同時，由于實(shí)現(xiàn)各種先進(jìn)的制造哲理和管理策略，如虛擬企業(yè)、敏捷制造、精益生產(chǎn)、準(zhǔn)時生產(chǎn)等，作為先進(jìn)制造模式賴以實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)之一，生產(chǎn)組織與過程優(yōu)化中決策調(diào)度的成功與否對上述目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)有著最為直接的影響。九、先進(jìn)制造智能傳感與檢測的研究智能傳感與檢測研究主要包括智能傳感器、智能傳感和檢測技術(shù)以及光纖傳感技術(shù)等方面的研究。七、柔性制造技術(shù)和智能制造技術(shù)的研究柔性制造系統(tǒng)的理論和技術(shù)所涉及領(lǐng)域很廣，主要包括：生產(chǎn)調(diào)度理論與算法的研究，主要涉及數(shù)學(xué)規(guī)劃、圖論、對策論、排隊(duì)論、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法、Petri網(wǎng)理論等應(yīng)用數(shù)學(xué) 理論及方法；計(jì)算機(jī)通信及數(shù)據(jù)庫技術(shù)的研究；計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的研究；生產(chǎn)組織及控制模式理論和技術(shù)的研究，主要涉及動態(tài)邏輯單元重構(gòu)理論、多黑板結(jié)構(gòu)模型的智能單元控制理論、系統(tǒng)擾動及再調(diào)度理論和技術(shù)、JIT技術(shù)、開放式體系結(jié)構(gòu)等；制造資源控制管理理論和技術(shù)的研究，主要涉及刀具管理理論及技術(shù)、加工設(shè)備的實(shí)時調(diào)度技術(shù)、物料儲運(yùn)系統(tǒng)如AGV、立體倉庫等的控制技術(shù)。三、制造自動化系統(tǒng)的優(yōu)化理論與調(diào)度方法制造系統(tǒng)是一類離散事件動態(tài)系統(tǒng)(Discrete Event Dynamic System，DEDS)，其物流、信息流以及各種資源的規(guī)則、調(diào)度和控制等有獨(dú)特的要求。綠色制造模式是實(shí)現(xiàn)制造業(yè)可持續(xù)長遠(yuǎn)發(fā)展的制造模式。高效快速重組生產(chǎn)系統(tǒng)模式是上述三種模式的理論和實(shí)踐在更高層次上的有機(jī)集成生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征是對市場的靈活快速反應(yīng)的制造資源的有效集成。該模式主要依靠有高度柔性的以計(jì)算機(jī)數(shù)控機(jī)床為主的制造設(shè)備來實(shí)現(xiàn)多品種小批量的生產(chǎn)，以增強(qiáng)制造業(yè)的靈活性和應(yīng)變能力，可縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期，提高設(shè)備使用效率和員工勞動生產(chǎn)率且改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量。（4）層壓物體制造技術(shù)（LOM）LOM（Laminated Object Manufacturing)是通過逐層激光剪切薄紙材料制造零件的一種技術(shù)。如下圖：快速原型制造技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：，減少設(shè)計(jì)、加工、檢查的工具，不需要任何刀具，模具及工裝卡具的情況下，可將任意復(fù)雜形狀的設(shè)計(jì)方案快速轉(zhuǎn)換為三維的實(shí)體模型或樣件。五、非傳統(tǒng)加工技術(shù)主要有哪些種類？ 非傳統(tǒng)加工技術(shù)的主要特點(diǎn)有哪些？（10分）非傳統(tǒng)加工亦稱為“特種加工”或“現(xiàn)代加工方法”，泛指用電能、熱能、光能、電化學(xué)能、化學(xué)能、聲能及特殊機(jī)械能等能量達(dá)到去除或增加材料的加工方法，從而實(shí)現(xiàn)材料被去除、變形、改變性能或被鍍覆等。十八、機(jī)械動態(tài)設(shè)計(jì)根據(jù)產(chǎn)品的動載工況,以及對產(chǎn)品提出的動態(tài)性能要求與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則,按動力學(xué)方法進(jìn)行分析計(jì)算、優(yōu)化與試驗(yàn)、并反復(fù)進(jìn)行的一種設(shè)計(jì)方法。十一、摩擦學(xué)設(shè)計(jì)摩擦學(xué)是研究相對運(yùn)動的作用表面間的摩擦、潤滑和磨損，以及三者間相互關(guān)系的理論與應(yīng)用的一門邊緣摩擦學(xué)系統(tǒng)過程研究學(xué)科。解決復(fù)雜系統(tǒng)的出路在于使用智能優(yōu)化的設(shè)計(jì)手段。主要設(shè)計(jì)技術(shù)方法：并行設(shè)計(jì)是一種對產(chǎn)品及其相關(guān)過程(包括設(shè)計(jì)制造過程和相關(guān)的支持過程)進(jìn)行并行和集成設(shè)計(jì)的系統(tǒng)化工作模式。（2）動態(tài)性要考慮產(chǎn)品的靜態(tài)特性，和實(shí)際工作狀態(tài)下的動態(tài)特性，考慮與周圍環(huán)境的物資、能量及信息的交互。（Computer Integrated Manufacturing Systen），簡稱（CIMS）是在自動化技術(shù)、信息技術(shù)及制造技術(shù)的基礎(chǔ)之上，通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及數(shù)據(jù)庫，將分散的自動化系統(tǒng)有機(jī)的集成起來，完成從原材料采購到產(chǎn)品銷售的一系列生產(chǎn)過程的高效益、高柔性的先進(jìn)制造系統(tǒng)。它能在三維空間內(nèi)完成多種操作。發(fā)展趨勢：計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動控制理論、數(shù)控技術(shù)、機(jī)器人、CAD/CAM技術(shù)、CIM技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等在內(nèi)的信息自動化技術(shù)的迅猛發(fā)展，為先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用提供了日益增多的高效能手段。二、簡述先進(jìn)制造技術(shù)的定義、特點(diǎn)和發(fā)展趨勢。存在著許多技術(shù)黑洞中國的機(jī)械制造業(yè)除了面臨“外敵”之外，自身也存在著諸多問題。四、虛擬化虛擬制造”的概念于20世紀(jì)90年代初期提出。三、敏捷化 敏捷制造是以競爭力和信譽(yù)度為基礎(chǔ)，選擇合作者組成虛擬公司，分工合作，為同一目標(biāo)共同努力來增強(qiáng)整體競爭能力。機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展趨勢可以概括為：（1）機(jī)械制造自動化。3）我國現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的發(fā)展策略在市場競爭的推動下，先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展十分迅速，新思想、新概念層出不窮，通過對現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)與先進(jìn)制造技術(shù)關(guān)系的分析，我們認(rèn)為在制定我國現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的發(fā)展策略時，應(yīng)該注重以人為本的思想，運(yùn)用并行工程的哲理，使各種先進(jìn)制造技術(shù)相互銜接、協(xié)調(diào)發(fā)展，并不斷吸收先進(jìn)制造技術(shù)的成熟成果，為先進(jìn)制造技術(shù)在我國的廣泛應(yīng)用起到促進(jìn)的作用。從集成的角度看，早期的計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)側(cè)重于信息集成，而現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的集成概念在廣度和深度上都有了極大的擴(kuò)展，除了信息集成外，還實(shí)現(xiàn)了企業(yè)產(chǎn)品全生命周期中的各種業(yè)務(wù)過程的整體優(yōu)化，即過程集成，并發(fā)展到企業(yè)優(yōu)勢互補(bǔ)的企業(yè)之間的集成階段。與傳統(tǒng)制造技術(shù)相比，先進(jìn)制造技術(shù)更具有系統(tǒng)性、集成性、廣泛性、高精度性。這是運(yùn)用信息技術(shù) 和系統(tǒng)管理技術(shù)，對上述兩個層次進(jìn)行技術(shù)集成的結(jié)果，系統(tǒng)駕馭生產(chǎn)過程中的物質(zhì)流、能 量流和信息流?？焖俣逊e成形快速成形系統(tǒng)根據(jù)切片的輪廓和厚度要求，用片材、絲材、液體或粉末材料制成所要求的薄片，通過一片片的堆積，最終完成三維實(shí)體原型的制備。電子束加工離子束加工分為離子刻蝕、離子濺射沉積、離子鍍及離子注入 4類。從功能角度看，一般可以將CIMS分為四個功能分系統(tǒng)和兩個支撐分系統(tǒng)。（4）提高自動化水平，以利于提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低勞動強(qiáng)度、改善生產(chǎn)環(huán)境。特點(diǎn): 構(gòu)成: 從內(nèi)層到外層分別為基礎(chǔ)技術(shù)、新型單元技術(shù)、集成技術(shù)。兼顧產(chǎn)品性能需求和環(huán)保影響。實(shí)現(xiàn)超精加工的主要條件包括以下各方面高新技術(shù)：n（1）超精密加工機(jī)床與裝、夾具；n（2）超精密切削刀具、刀具材料、刀具刃磨技術(shù)； n（3）超精密加工工藝；n（4）超精密加工環(huán)境控制（包括恒溫、隔振、潔凈控制等）n（5）超精密加工的測控技術(shù) 名詞解釋： AMT:先進(jìn)制造技術(shù) CAE: 計(jì)算機(jī)輔助工程 CIMS: 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng) FMS: 柔性制造系統(tǒng)MEMS: 微機(jī)電系統(tǒng)四論述題1試述虛擬制造技術(shù)的類別設(shè)計(jì)為中心的虛擬制造 以生產(chǎn)為中心的虛擬制造 以控制為中心的虛擬制造利用虛擬樣機(jī)進(jìn)行仿真分析的兩個策略，以及虛擬制造技術(shù)如何實(shí)現(xiàn)降低設(shè)計(jì)制造成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量的。6．批量柔性：能在不同批量下運(yùn)行都能獲取經(jīng)濟(jì)效益。n（5）振動：帶防振溝的隔振地基；把機(jī)床放在地下室；使用隔振氣墊二、簡述柔性制造系統(tǒng)中“柔性”的含義1．設(shè)備柔性：指制造系統(tǒng)中能加工不同類型零件所具備的轉(zhuǎn)換能力，其中包括刀具轉(zhuǎn)換、夾具轉(zhuǎn)換等。有限元法分析的步驟包括 前處理、求解 和 后處理。以下屬于其儲存設(shè)備的是哪個？B 某種類型的企業(yè)強(qiáng)調(diào)與用戶建立一種嶄新的“戰(zhàn)略依存關(guān)系”，強(qiáng)調(diào)用戶參與制造的全過程。該類企業(yè)按訂單組織生產(chǎn)，同時強(qiáng)調(diào)企業(yè)間的動態(tài)合作。n（2）溫度：環(huán)境溫度控制在20177。3．工序柔性：能自動改變零件加工工序的能力。1底層平臺層 主要指異構(gòu)分布的計(jì)算機(jī)硬件環(huán)境、操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)與通信協(xié)議、數(shù)據(jù)庫、中間件等支撐環(huán)境2核心服務(wù)層PDM軟件產(chǎn)品一般指的就是核心服務(wù)層和PDM應(yīng)用組件層，因?yàn)槎吖δ苌嫌兴煌苑謩e討論3應(yīng)用組件層PDM應(yīng)用組件實(shí)際上就是由調(diào)用PDM基礎(chǔ)服務(wù)的一組程序（界面）組成并能夠完成一定應(yīng)用功能的功能模塊4應(yīng)用工具層 應(yīng)用工具主要指CAx/DFx等工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域軟件、Word等辦公用軟件以及所有PDM以外的其它應(yīng)用軟件，PDM通過多種方式與這些應(yīng)用軟件實(shí)現(xiàn)集成。設(shè)計(jì)目標(biāo)中除考慮功能、性能、質(zhì)量、成果等方面外，還必須考慮產(chǎn)品在整個生命周期過程中與環(huán)境和人的友好性；n 設(shè)計(jì)技術(shù)。以客戶的觀點(diǎn)確定價(jià)值還必需將生產(chǎn)的全過程的多余消耗減至最少，不將額外的花銷轉(zhuǎn)嫁給用戶。問: 制造自動化技術(shù)的研究現(xiàn)狀?答: 1）制造系統(tǒng)中的集成技術(shù)和系統(tǒng)技術(shù)已成為制造自動化研究中