先进制造技术-1绪论讲解

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1、先进制造技术 Advanced Manufacturing Technology (AMT) 王好臣 教授、副院长 绪论 2 课堂前序 专业培养目标（生产线、robot） 毕业后应该具备的素质,当前的差距 读研期间应该做的事情 联系方式： 278 1857 138 5333 9910 273898283 wang.haochen wanghaochen7689 12号教学楼437房间 3 课堂前序 本课程学习的目的 了解先进制造技术涵盖的内容； 掌握产品设计与制造的先进技术； 通过对先进制造技术的学习，拓宽视野，完善产 品设计思路及工程技术问题的解决方案； 进一步提升创新能力。 学习方法 4

2、uAMT是一个相对的、动态的概念，是随时间而迅速变化的 u内容、手段、参考文献都在变化 u教材出版后很快过时，一本书不能打天下！ u利用计算机网络的手段不断检索更新知识 u单一的讲课形式已经不能满足要求 u理论与实际相结合 u讲课与讨论相结合 u成绩考勤及课堂互动10%Project 20实践10% 考试60 u学时32 (3-11周）（实验学时4） 5 先进制造技术 1 制造业概述 2 我国的制造业现状 3 先进制造技术产生的背景 4 先进制造技术的概念与特点 5 先进制造技术的体系结构 6 先进制造技术的发展过程和趋势 7 课程学习事宜 6 先进制造技术 1 制造业概述 2 我国的制造业现

3、状 3 先进制造技术产生的背景 4 先进制造技术的概念与特点 5 先进制造技术的体系结构 6 先进制造技术的发展过程和趋势 7 课程学习事宜 7 1 制造业概述 制造（Manufacturing） 利用制造资源（设计方法、工艺、设备和人力等） 将材料“转变”为有用的物品的行为和过程。 原材料原材料 产品产品 工艺工艺 能源能源 知识知识 技能技能 工具工具 制造制造 与物流有关的加工和装配过程与物流有关的加工和装配过程狭义制造狭义制造 包括市场分析、产品设计、加工装配、质包括市场分析、产品设计、加工装配、质 量保证、生产管理、市场营销整个产品生量保证、生产管理、市场营销整个产品生 命周期内一系

4、列相互联系的生产活动命周期内一系列相互联系的生产活动 广义制造广义制造 制造可以理解为制造企业的生产活动，也是一个输入输出系统，输入是生产要素，输出是具有 使用价值的产品。 8 1 制造业概述 产品制造的全过程产品制造的全过程 市场需市场需 求调研求调研 产品设产品设 计开发计开发 产品产品 制造制造 售后服售后服 务回收务回收 产品产品 销售销售 制造应该包括从市场分析、经营决策、工程设计、加工装配、质量控制、销售运输、售后服务 直至产品报废的全过程。 9 1 制造业概述 制造系统（Manufacturing System） 由制造过程及其所涉及的硬件及软件组成的一个 具有特定功能的有机整体

5、。 制造系统是制造业的基本组成实体制造系统是制造业的基本组成实体 制造系统 10 1 制造业概述 制造系统 具有特定功能的有机整体 制造过程 硬件 制造过程软件硬件人员 经营规划、开发研制、加工制造和 控制管理等过程 生产设备、工具和材料、能源以及 各种辅助装置 软件 制造理论、制造工艺和方法、各种 制造信息等 制造系统 11 1 制造业概述 软件 硬件 制造系统结构特性 制造系统结构特性 制造系统可视为若干硬件的集合体。为使硬件充 分发挥效能，必须有软件支持。 制造系统 12 1 制造业概述 制造系统转变特性 主要从技术角度出发，如何使转变过程更有效进行。 获取阶段转变阶段分配阶段 制造系统

6、的物质流 原材料 供应者 原材料 库存 零件 加工 零件 库存 装配 成品 库存 最终 用户 制造系统 13 1 制造业概述 压力加工压力加工油漆油漆车身装配车身装配 内部装饰内部装饰 驱动桥装配驱动桥装配 变速箱装配变速箱装配 轮胎装配轮胎装配 底盘装配底盘装配 车身安装车身安装 最后试验最后试验 发动机装配发动机装配发动机试验发动机试验 机械加工机械加工热处理热处理锻造锻造 熔化熔化 造型造型 浇铸浇铸 压铸压铸 油漆油漆机械加工机械加工 自动线自动线 热处理热处理 汽车生产物流示意图汽车生产物流示意图 制造系统 14 制造系统由若干个具有独立功能的子系统组成： l工程设计子系统 进行产品

7、设计、工艺设计、工程分析、样机试 制、试验与评价。 l车间制造子系统 零件加工、部件及产品装配、检验、物料储存 与输送、废料存放与处理。 l市场与销售子系统 进行市场调研与预测，制定销售计划，开展 销售与售后服务。 l采购供应子系统 负责原材料及外购件的采购、验收、储存。 l质量控制子系统 收集用户需求与反馈信息，进行质量监控和统 计过程控制。 1 制造业概述 制造系统组成 15 l生产管理子系统 制定生产计划、作业计划，进行库存管理、成 本管理、资源管理、生产过程管理。 l经营管理子系统 确定企业经营方针和发展方向，进行战略规 划、决策。 l研究与开发子系统 制定开发计划，进行基础研究、应用

8、研究 与产品开发。 l财务子系统 制定财务计划，进行企业预算和成本核算，负责财 务会计工作。 l人事子系统 人事安排，招工与裁员 。 1 制造业概述 制造系统组成 16 1 制造业概述 制造技术（Manufacturing Technology） 按照所需目的，运用知识和技能，利用客观物质工 具，使原材料变为产品的技术总称。 提高产品竞争力的关键，也是制造业赖以生存和发 展的主体。 17 1 制造业概述 制造业（Manufactury） 将将制造资源制造资源（物料、能源、设备、工具、资金、信息、人（物料、能源、设备、工具、资金、信息、人 力等）利用力等）利用制造技术制造技术，通过，通过制造过程

9、制造过程，转化为供人们使用，转化为供人们使用 或利用的工业品或生活消费品的行业。或利用的工业品或生活消费品的行业。 制造业制造业 可供人们使用和消费的产品行业，可供人们使用和消费的产品行业， 是所有与制造有关的企业群体是所有与制造有关的企业群体 制造业 18 1 制造业概述 三大产业三大产业农林牧业 农林牧业, ,工业工业，服务业，服务业 工业（工业（52%52% ） 制造业（制造业（45%45%）、建筑业、采掘业以、建筑业、采掘业以 及电力、煤气、水的生产供应业及电力、煤气、水的生产供应业 农林牧业农林牧业农业、林业、蓄禽业、水产业 农业、林业、蓄禽业、水产业 服务业服务业 商业、金融、房地

10、产、经贸等商业、金融、房地产、经贸等 (机械制造、食品制造、化工制造、IT产品制造等) 制造业 19 1 制造业概述 制造业的分类 n装备制造 n流程制造 n离散制造 冶金、建材、化工、医疗、食品、酒饮、 农业、煤炭、能源等 电子、机械、汽配、纺织等 船舶、电子装备、特种车辆 制造业分类 20 1 制造业概述 制造业 建筑机械 交通工具 环保设备 军事装备 医疗设备机器制造农业机械化工设备 家用电器 通讯设备 出版印刷 网络媒体 文化娱乐 冶金机械动力机械纺织服装 制造业分类 21 1 制造业概述 类别类别 构成构成 比例比例 类别类别 构成构成 比例比例 类别类别 构成构成 比例比例 金属制

11、品金属制品3.3953.395食品工业食品工业15.33515.335化化 工工15.58615.586 一般机械一般机械8.6258.625纺纺 织织7.1937.193建建 材材7.2997.299 运输机械运输机械6.4246.424服服 装装5.0185.018黑色冶金黑色冶金6.9086.908 电器设备电器设备5.1255.125家家 具具1.5421.542有色冶金有色冶金2.1202.120 电子设备电子设备4.5884.588文教用品文教用品4.2924.292其他制造其他制造1.6811.681 仪器仪表仪器仪表0.9980.998油油 加加 工工3.8703.870 我

12、国 制 造 业 分 类 和 构 成 制造业分类 22 1 制造业概述 时期工具制造特征对象制造模式 农业社会 石器 铜器 铁器 自然界地表层的天 然物质资源 手工制造 工业社会机器 地下的石油、矿产 资源、生活生产用 品 机器制造、机械化流 水线制造、自动化制 造 信息社会 计算机 新技术 有形资源：分子、 原子、纳米级； 无形资源： 信息、知识 现代制造、柔性制造、 集成制造、敏捷制造、 智能制造、纳米制造、 生物制造 制造业的发展 23 1 制造业概述 生 产 灵 活 性 年份 手工生产 大批量制造 泰勒 制造 未来制造 系统 1800183119001950197019871991 制造

13、业的发展 24 1 制造业概述 l 用机器代替手工，从作坊形成工厂 19世纪机器在英国诞生，先后传入法国、德国和美国。 l 从单件生产方式发展成大量生产方式 泰勒：以劳动分工和计件工资制为基础的科学管理。 福特：零件互换技术，1913年建立了具有划时代意义的汽车 装配生产线 l 柔性化、集成化、智能化和网络化的现代制造技术 柔性制造系统、计算机集成制造系统、网络化制造、智能制 造系统、及时生产、精良生产、敏捷制造 制造业的发展 25 1 制造业概述 制造业的发展 26 1 制造业概述 制造业的发展 各年代达到的加工精度 27 1 制造业概述 p生产方式：手工机械化单机自动化刚性流水 自动线柔性

14、自动线智能自动化 p资源配置：劳动密集型设备密集型信息密集型 知识密集型变化 p生产规模：小批量少品种大批量多品种变批量 制造业的发展 28 1 制造业概述 制造业的发展历程 近四个世纪的发展 18世纪初19世纪20世纪21世纪 用铁锤操作的人蒸汽机床 计算机辅助设 计、规划和制造 基于网络和信息 系统的并行工程 和虚拟制造 对工艺过程缺乏 理解 对工艺过程理解 加强 采用闭环控制的 有限的工艺过程 模型 可靠的工艺过程 和智能控制 工匠和家庭作坊 位于城市中的工 厂 工厂自动化程度 提高 全球企业及虚拟 制造公司 29 1 制造业概述 制造业发展的教训 一、美国的教训 1.上个世纪70年代,

15、美国不重视制造业,把制造业称为“夕阳工 业”，结果导致美国80年代的经济衰退。 u事例1 半导体、晶体管 是美国发明的，微电子工业是美国的首 创工业。 在7080年代，其半导体的市场份额由60%降到了40%，消 费电子产品则几乎全军覆没。电视机仅有15%的国内市场，其余全部 被 日本占领。 u事例2 汽车 1955年：美国进口汽车仅占1%； 1987年：美国进口汽车上升到31%； 1989年：美国汽车世界市场占有率从75%下降到25%； 30 1 制造业概述 制造业发展的教训 2. 80年代后期，美国的一些国会议员、政府要员纷纷要 求政府出面，协调和支持制造产业的发展，1991年，布 什政府期间，美国白宫科学技术政策办公室发表了总数 为22项的美国国家关键技术，其中制造技术占4项，标志 着美国科技政策的转变。 3. 克林顿上台后，对制造业大力支持，他把先进制造技 术列为六大国防关键技术之首。结果美国在机械工业、 汽车工业、航空工业及信息产业等方面取得了明显的进 展，使美国的经济连续8年取得了2-3%的增长率，而且还 同时保持低通胀率和低失业率。这就是克林顿虽发生丑 闻而未被弹劾的主要原因。 31 1 制造业概述 制造业发展的教训 4.振华重工 2013年3月29日