机制专业概论_王玉兴3

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1、王玉兴 第三章 先进制造技术概论 3.1 3.1 基本概念基本概念u 制造技术术（Manufacturing Technology)按照人们们所需的目的，运用知识识和技能，利用工具，将原材料 物化为为人类类所需产产品的工程技术术。即：使原材料成为产为产 品而使 用的一系列技术术的总总称。u 制造业业将制造资资源（物料、能源、设备设备 、工具、资资金、信息、人力等 ）转转化为为供人们们使用或利用的工业业品或生活消费费品的行业业。王玉兴 u用机器代替手工，从作坊形成工厂 19世纪纪机器在英国诞诞生，先后传传人法国、德国和美国。 u从单单件生产产方式发发展成大量生产产方式 泰勒：以劳动劳动 分工和计

2、计件工资资制为为基础础的科学管理。 福特：零件互换换技术术，1913年建立了具有划时时代意义义的汽 车车装配生产线产线 。 u柔性化、集成化、智能化和网络络化的现现代制造技术术柔性制造系统统、计计算机集成制造系统统、网络络化制造、智 能制造系统统、敏捷制造。3.2 3.2 制造业发展的历程制造业发展的历程王玉兴 一、日本的经验经验 1）在上个世纪纪70-80年代，日本非常重视视制造业业，特 别别大抓了汽车车制造和微电电子制造，结结果日本的汽车车 和家用电电器占领领了全世界的市场场，特别别是大举进举进 入 了美国市场场。 丰田 本田 日产 马自达 三菱 铃木抢汽车市场 2）日本的微电电子芯片成为

3、为美国高技术产术产 品的关键键元 件。1991年海湾战战争结结束后，日本人说说美国赢赢得这这 场战场战 争是依靠的日本的芯片，是“日本的芯片打败败了 伊拉克的钢钢片”。3.3 3.3 制造业发展的重要性制造业发展的重要性王玉兴 二、东南亚经济危机的启示 1）1998年爆发的东南亚经济危机，从另一个侧面反映了一个国 家发展制造业的重要。一个国家，如果把经济的基础放在股 票、旅游、金融、房地产、服务业上，而无自己的制造业， 这个国家的经济就容易形成泡沫经济，一有风吹草动就会产 生经济危机。 2）新加坡、台湾都有自己的制造业，因此受经济危机的影响小 一些。 3）美国金融海啸引发的全球金融危机 逼迫人

4、民币升值 外向型 1985年“广场协议”之后的10年间，美元兑日元从1250跌 到最低的180左右，日元升值3倍，导致日本出口到美国的 产品价格上升3倍，使得日本产品在美国的竞争优势被大大削 弱。王玉兴 三、 瑞士依靠什么使人均产值产值 居世界第一？ 1）瑞士是一个仅仅700万人口的小国，但瑞士的制造业业 十分发发达，瑞士的精密机械产产品的出口量是我国的8 倍，瑞士的手表世界第一，连连小小的军军刀，也风风靡 全世界。 2）现现在瑞士的年人均国民生产总值产总值 达到4.3万美元以 上,居世界第一。2010年中国人均GDP 0.4万美元王玉兴 近期中国工程院的调查结论: 1）中国制造业占国民生产总

5、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%中央采取宏观调控、扩大内需政策是正确的3.4 3.4 中国制造业的贡献中国制造业的贡献王玉兴 1、定义义:在传统传统 制造技术术基础础上不断吸收机械、电电子、信息 、材料、能源和现现代管理等方面的成果,并将其综综合 应应用于产产品的制造全过过程,以实现优质实现优质 、高效、低耗 、清洁洁、灵活的生产产,提高对动态对动态 多变变的市场场的适应应 能力和竞竞争能力，所有这这些制造技术总术总 称即先进进制 造技术术。一、先进制造技术的定义与体系结构一、先进制造技术的定义与体系结构3.5 3.5 先进制

6、造技术先进制造技术王玉兴 面向制造的面向制造的设计设计设计设计 技技术术术术群群 产产产产品品/ /工工艺设计艺设计艺设计艺设计计计计计算机算机辅辅辅辅助助设计设计设计设计工工艺过艺过艺过艺过 程建模和仿真程建模和仿真工工艺规艺规艺规艺规 程程设计设计设计设计系系统统统统工程基工程基础础础础 快速成型技快速成型技术术术术 并行工程并行工程制造工制造工艺艺艺艺技技术术术术群群 材料生材料生产产产产工工艺艺艺艺 加工工加工工艺艺艺艺 联联联联接与装配接与装配 测试测试测试测试 和和检测检测检测检测 环环环环保技保技术术术术 维维维维修技修技术术术术 信息技信息技术术术术接口技接口技术术术术集成技集

7、成技术术术术人工智能人工智能数据数据库库库库软软软软件工程件工程决策支持决策支持 标标标标准和框架准和框架数据数据标标标标准准工工艺标艺标艺标艺标 准准接口框架接口框架产产产产品定品定义义义义和和标标标标准准检验标检验标检验标检验标 准准 机床和工具技机床和工具技术术术术 传传传传感器和控制技感器和控制技术术术术 质质质质量管理量管理 用用户户户户/ /供供应应应应商交互作用商交互作用 工作人工作人员员员员培培训训训训和教育和教育 全国全国监监监监督和基准督和基准评测评测评测评测 技技术获术获术获术获 取和利用取和利用主主 体体 技技 术术 群群支撑支撑 技术技术群群制造基础制造基础 设施环境

8、设施环境2 2、体系、体系结结结结构构王玉兴 1、先进进制造工艺艺技术术 u精密、超精密加工技 术术 精密加工：精度为为30.3m Ra0.30.03 m 超精密加工：精度为为0.3 0.03m Ra0.030.005 m 纳纳米加工：精度高于0.03m Ra小于0.005 m二、先进制造技术的学科内容二、先进制造技术的学科内容u精密成型制造技术术 u从制造工件的毛坯、接近零 件形状向直接制成工件的方向 发发展 u特种加工技术术 u高能束流加工（电电子束、离 子束、激光束） u电电加工（电电解和电电火花) u超声波加工 u高压压水加工 u多种能源的组组合加工王玉兴 u数控技术数控装置进给进给

9、系统统主轴轴系统统NC程序编编制 u工业机器人机器人操作机控制系统统传传感器生产线总线产线总线 控制u柔性制造系统加工系统统物流系统统调调度与控制故障诊诊断 u自动检测与信号识别技术信号识别识别数据获获取数据处处理特征提取与识别识别 u过程设备工况监测与控制过过程监视监视 系统统在线线反馈质馈质 量控制2 2、制造自动化技术、制造自动化技术王玉兴 u先进制造生产模式 l 敏捷制造系统统 AMS (Agile Manufacturing System) l 智能制造系统统 IMS (Intelligent Manufacturing System) l 柔性制造系统统 FMS (Flexible

10、 Manufacturing System) l 计计算机集成制造系统统 CIMS (Computer Integrated Manufacturing Systems) u集成管理技术 l 企业资业资 源管理 l 基于作业业的成本管理 l 现现代质质量保障体系 l 生产产率工程 l 制造资资源快速有效集成 u生产组织方法 l 虚拟拟公司理论论与组织组织 l 企业组织结业组织结 构的变变革 l 以人为为本的团队团队 建设设 l 企业业重组组工程3 3、先进制造系统、先进制造系统王玉兴 FMSFMS是由数控加工是由数控加工设备设备设备设备 、物料、物料储储储储运装置和运装置和计计计计算机控制系算

11、机控制系统组统组统组统组 成的成的 自自动动动动化制造系化制造系统统统统。它包括多个柔性加工。它包括多个柔性加工单单单单元元FMCFMC，能根据制造任，能根据制造任 务务务务和生和生产环产环产环产环 境迅速境迅速进进进进行行调调调调整，适整，适应应应应多品种、中批量的生多品种、中批量的生产产产产。CIMSCIMS将信息技将信息技术术术术、现现现现代管理技代管理技术术术术和制造技和制造技术术术术相相结结结结合，并合，并应应应应用于用于 产产产产品生命周期的全品生命周期的全过过过过程，通程，通过过过过信息集成和信息集成和过过过过程程优优优优化，化，实现实现实现实现 物料、物料、 信息流和价信息流和

12、价值值值值流的集成和流的集成和优优优优化运行，达到人化运行，达到人员员员员、经营经营经营经营 与技与技术术术术三要三要 素的集成，改素的集成，改进产进产进产进产 品的开品的开发发发发周期、周期、质质质质量、成本、服量、成本、服务务务务和和对环对环对环对环 境的境的 影响，提高企影响，提高企业对业对业对业对 市市场场场场的的应变应变应变应变 能力和能力和竞竞竞竞争能力。争能力。AMSAMS的敏捷反映的是企的敏捷反映的是企业驾驭变业驾驭变业驾驭变业驾驭变 化的敏捷，如市化的敏捷，如市场场场场反反应应应应速度、新速度、新 产产产产品开品开发发发发速度、生速度、生产产产产速度、信息速度、信息传传传传播

13、速度、播速度、组织结组织结组织结组织结 构构调调调调整速度等整速度等 敏捷。敏捷。 王玉兴 机械机械设计设计设计设计 制造及其自制造及其自动动动动化化专业专业专业专业 概概论课论课论课论课 程程论论论论文文（姓名、班（姓名、班级级级级、学号）、学号） u前言（学习习本专业专业 的目的意义义） u本专业专业 的主要内涵（分现现代设计设计 技术术、先进进制造 技术术及其自动动化技术术三部分写） u本专业专业 的主要学习习内容（分公共基础课础课 、核心专专 业课业课 、选选修课课和实实践环节环节 写） u对对本专业专业 的初步认识认识 及体会 u对对自己今后学习习的要求u提交时间时间 注明参考文献（按标准）注明参考文献（按标准）1 1、王玉、王玉兴兴兴兴，曹金海，刘，曹金海，刘刚刚刚刚等，斗等，斗轮轮轮轮堆取料机堆取料机变变变变幅装置运幅装置运动动动动学特性分析的学特性分析的计计计计算机仿真，算机仿真，农业农业农业农业 工程学工程学报报报报，1996.12(3)1996.12(3)：117-121.117-121. 2 2、柳宁，机械、柳宁，机械CAD/CAM,CAD/CAM,北京：机械工北京：机械工业业业业出版社，出版社，20022002。