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1、康敏Advanced Manufacturing Technology( AMT )1.1 制造1.1.1 制造的内涵制造是使原材料(农产品和采掘业的产品)在物理性质 和化学性质上发生变化而转化为产品的过程 狭义制造 manufacturingManu +facrerMaking of articles by physical labor or machinery, especially on a large scale 1.1 制造广义制造 国际生产工程学会(CIRP，International Institution for Proudction Engineering Research
2、)1990年定义：“制造是一个涉及制造工业中产品设计、物料选择、生产 计划、生产过程、质量保证、经营管理、市场销售和服务的 一系列相关活动和工作的总称(Manufacturing is series of interrelated activities and operations involving the design, materials selection, planning, production, quality assurance, management and marketing of the products of the manufacturing industries)”
3、。 1.1 制造广义制造 1998年，美国国家研究委员会（NRC，National Research Council）认为：制造是创造、开发、支 持和提供产品与服务所要求的过程和组织实体（ “manufacturing“ is defined broadly to mean the processes and entities that create and support products for customers. Manufacturing encompasses the development, design, production, delivery, and support of
4、 products）。 4个过程 概念过程(产品设计、工艺设计、生产计划等)物理过程(加工、装配等)物质(原材料、毛坯和产品等)的转移过程产品报废与再制造过程3个特点全过程大范围 高技术 广义制造 1.1 制造1.1.2制造、加工与生产辨析 制造加工生产?1?21.1.3制造业的内涵及构成 制造业是所有与制造有关 的企业生产机构的总称制造业一、制造业的内涵 我国工 业构成1.1.3制造业的内涵及构成 2002年我国制造业分为28个行业1.1.4.1制造业的发展 一、古代制造业的发展1.1.4 制造业的发展与作用 二、近代制造业的发展 从手工作坊到机械工厂从手工作坊到机械工厂从单件小批到大量生产
5、从单件小批到大量生产机械化可以实现零件互换机械化可以实现零件互换分工可以提高工作效率分工可以提高工作效率大量生产可以降低成本大量生产可以降低成本20世纪初的制造车间由集中动力源由集中动力源 驱动的天轴驱动的天轴变速用的变速用的 多级皮带轮多级皮带轮皮带传动皮带传动皮带车床皮带车床工人劳动强度大工人劳动强度大工作不安全工作不安全拥挤、昏暗、嘈杂拥挤、昏暗、嘈杂带传动带传动架空天轴架空天轴车车 床床砂轮机砂轮机锯锯 床床铣铣 床床直流发电机直流发电机 - -电动机组电动机组将动力分配将动力分配 到不同设备到不同设备德国斯图加特德国斯图加特“ “奔驰奔驰” ”汽车博物馆的实物模型汽车博物馆的实物模型
6、20世纪50年代的机床牛头刨床牛头刨床普通车床：交流电机驱动和齿轮变速普通车床：交流电机驱动和齿轮变速 摇臂钻床摇臂钻床卧式镗床卧式镗床切削功率和速度明显提高切削功率和速度明显提高劳动条件改善，仍然人工操作劳动条件改善，仍然人工操作加工复杂形状零件有难度加工复杂形状零件有难度多轴加工专用组合机床主轴箱体主轴箱体1616根主轴根主轴 同时加工同时加工进给驱动进给驱动 液压控制液压控制多主轴加工，效率显著提高多主轴加工，效率显著提高机械、电气、液压综合自动化机械、电气、液压综合自动化构成自动生产线的基本单元构成自动生产线的基本单元摩登时代：人是机器的奴隶？三、现代制造业的发展 卧式加工中心卧式加工
7、中心 刀具自动交换刀具自动交换 托板自动交换托板自动交换机床主轴机床主轴刀刀 库库托托 板板数控系统数控系统信息化的车铣加工中心数码相机数码相机铣削卡盘铣削卡盘加工任务完成情况和机加工任务完成情况和机 床状态可用手机查询床状态可用手机查询信息塔信息塔( (e-Tower)e-Tower)车间工作地信息 化，具有语音、文 本和视像等通讯功 能。与生产计划调 度系统联网，实时 反映机床工作状态 和加工进度操作权限由指纹 确认。工件试切时 ，可在屏幕上观察 加工过程。故障报 警显示、在线帮助 排除指纹确认 操作许可FMS1.1.4.2 世界制造中心的三次转移 世界制造中心的产生 世界制造中心的第一次
8、转移 世界制造中心的第二次转移 世界制造中心的第三次转移 英国英国 德国 德国 美国 美国 日本 总结世界科技中心（地区或国家）的转移中国（公元3世纪公元13世纪）意大利（1540年1610年）英国（1660年1730年）法国（1770年1830年）德国（1810年1920年）美国（1920年 ）可能转向东方（日本、中国） 结论:中国政局最稳定,社会进步最好，经济增长最快,科技、教育持续发展，人民生活水平不断提高，世界科技中心有可能转移到中国。1.1.4.3制造业的作用制造业对人类 文明发展有极 为重要的影响制造业是创造 社会财富的支 柱产业制造业是发展 高新技术的载 体和动力1.1.5 我国
9、制造业现状 1.1.5.1 我国制造业的成就2001年中国工程院的调查结论: 1）制造业产值占国民生产总值的1/3 2）占整个工业生产的4/5 3）为国家财政提供1/3以上的收入 4）贡献出口总额的90% 5）就业人员8043万1.1.5 我国制造业现状 1.1.5.2 我国制造业的问题一、制造系统的问题 二、制造模式的问题 三、制造技术的问题 1.1.6 应对未来制造挑战的战略和关键技术一、战略基 本 竞 争 战 略成本领先战略 （Overall cost leadership） 差异化战略 （Differentiation） 集中化战略 （Focus） 1. 成本领先战略2. 差异化战略3
10、. 集中化战略 类型 适用条件、收益与风险 收益与风险 类型 适用条件、收益与风险 收益与风险 类型 适用条件、收益与风险 收益与风险 Objectives:To create a vision of the competitive environment for manufacturing and the nature of the manufacturing enterprise in 2020To determine the major challenges for future manufacturingTo identify the key technologies for meet
11、ing these challenges1998年，由NAS、NAE和IM专家组成的NRC成立了“未来的制 造技术”工作组，13 individuals with expertise in manufacturing operation, management, and practices; manufacturing technology; education and training; social, behavioral, and political science; and technology forecasting。1.1.6 应对未来制造挑战的战略和关键技术二、应对未来制造挑战的
12、十大关键制造技术工作程序A workshop was held for participants (primarily from the United States) representing a broad range of manufacturing expertise. The workshop included presentations and discussions on future trends in economics, business practices, environmental concerns, and manufacturing issues. An inter
13、national Delphi survey of manufacturing experts (more than 40 percent outside the United States) was conducted. The report “Visionary Manufacturing Challenges for 2020” was published in 1998.一) 制造业面临的挑战1） 并行制造 CONCURRENT MANUFACTURINGGrand Challenge number 1 is to achieve concurrency in all operatio
14、ns. “concurrency“ means that planning, development, and implementation will be done in parallel, to reduce time-to-market, encourage innovation, and improve quality. Concurrent manufacturing enterprises will consider product support, including delivery, servicing, and end-of-life disposition (recycl
15、ing, reuse, or disposal), during the design and production phases. 2） 人与技术资源的集成 INTEGRATION OF HUMAN AND TECHNICAL RESOURCESManufacturers will be under tremendous competitive pressures to customize their products. Individuals and teams will have to be agile to maintain control over time and technolo
16、gy and capitalize on both. Workers at all levels will have to be knowledgeable about their products, the markets and customers that buy them, the processes used to make them, and the way their businesses operate. Manufacturing enterprises will require integrated systems, automated routine functions, and people dedicated to finding solutions to address custome
