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1、第1章 概述,1.1 制造系统的基本概念和发展 1.1.1 制造系统的基本概念,制造业是将可用资源与能源通过制造过程，转化为可供人和社会使用和利用的工业产品或生活消费品的行业，它涉及到国民经济的各个行业，如机械、电子、轻工、食品、石油、化工、能源、交通、军工和航空航天等。,1.制造与社会,(1) 制造 制造是人类按照所需目的，运用主观掌握的知识和技能，借助于手工或客观可以利用的物质工具，采用有效的方法，将原材料，转化成最终物质产品，并投放市场的全过程。它包括市场调研和预测、产品设计、选材和工艺设计、生产加工、质量保证、生产过程管理、营销、售后服务等产品寿命周期内一系列相互联系的活动。,1.1.
2、1 制造系统的基本概念,(2) 制造业 制造业是所有与制造活动有关的实体或企业机构的总称。制造业是国民经济的支柱，这是因为一方面它创造价值，生产物质财富和新知识；另一方面，它为国民经济各部门包括国防和科学技术的进步和发展提供手段和装备。 社会的进步和发展，离不开制造业的革新和发展。综观世界各国的发展，如果一个国家的制造业发达，它的经济必然强大。因此制造业和社会的进步与发展有着密切的关系。,1.制造与社会,1.1.1 制造系统的基本概念,可以这样来理解：物质资料的生产是人类社会赖以生存和发展的基础，人类最基本的活动是物质资料的生产。推动人类社会进步、决定人类社会面貌的主要因素仍然是物质资料的生产
3、；生产的目的永远是满足社会和人们生活的需要，制造业则是提供这一需要的基石；没有强大、先进的制造业，就不可能保持在激烈的市场竞争中取胜，提高综合国力和人民生活水平就没有保障；健康强大的制造业是一个国家综合实力的体现。人类社会的发展史，特别是近几十年世界经济的发展状况就是有力的证明。,1.制造与社会,1.1.1 制造系统的基本概念,(3) 制造技术 制造技术是完成制造活动所需的一切手段的总和。高质量、高水平的制造业必然有先进的制造技术作后盾。所以说制造技术是一个国家科技水平的综合体现，是国家经济可持续发展的根本动力。为了赢得激烈的市场竞争，在世界经济中占一席之地，就必须研究和利用先进制造技术，不断
4、完善和改造制造业，使其具有优越的生存环境，并能提供功能适用、交货期短、质量好、价格低、服务优良的具有竞争力的产品。,1.制造与社会,1.1.1 制造系统的基本概念,(3) 制造技术 世界上各个工业国经济上的竞争主要是制造技术的竞争。在各个国家的企业生产力的构成中，制造技术的作用一般占55%65%。日本及亚洲四小龙的发展在很大程度上是依靠他们重视制造技术，这些国家十分重视将世界各国的发明，通过制造技术形成产品，首先占领世界市场。这正是他们所以能崛起、腾飞奥秘。,1.制造与社会,1.1.1 制造系统的基本概念,“系统”是由相互作用和相互依赖的若干部分有机结合，并具有特定功能的有机整体。关于制造系统
5、的定义，尚在发展和完善之中。1989年英国学者Parnaby指出：“制造系统是工艺、机器系统、人、组织结构、信息流、控制系统和计算机的集成组合，其目的在于取得产品制造的经济性和产品性能的国际竞争性”。1990年国际生产工程研究学会（CIRP）给出制造系统的定义是：,2.制造系统的基本概念,1.1.1 制造系统的基本概念,“制造系统是制造业中形成制造生产的有机整体，在机电工程生产中，制造系统具有设计、生产、发运和销售的一体化功能”。1992年美国麻省理工学院GChryssolouris给出的定义是：“制造系统是人、机器和装备以及物料流和信息流的一个组合体”。日本京都大学人见胜人教授从制造系统结构
6、、制造系统转变特性以及制造系统的过程三个方面给出了制造系统的定义。我国学者经过广泛深入的研究，提出：,2.制造系统的基本概念,1.1.1 制造系统的基本概念,“制造过程及其所涉及的硬件包括人员、生产设备、材料、能源和各种辅助装置以及有关的软件，包括制造理论、制造技术（制造工艺和制造方法等）和制造信息等，组成了一个具有特定功能的有机整体，称之为制造系统。” 根据上述定义，对制造系统可以这样来理解，制造系统是由包括人、生产设备、生产工具、物料传输设备及其他辅助装置组成的硬件环境，和由生产信息、决策信息、生产方法、工艺手段和管理模式所形成的软件支持条件所构成的有机整体，其根本目标是把制造资源转变成财
7、富或产品。,2.制造系统的基本概念,1.1.1 制造系统的基本概念,1.材料及制造方法的发展 材料的发展与产品的发展密切相关，继1770年瓦特发明蒸汽机以后，陆续出现了Daimler汽油发动机、Parson蒸汽轮机、高速斜齿轮柴油发动机，1910年左右出现了滚动轴承，以后又发展了燃汽轮机、喷气发动机。20世纪50年代以后，则出现了导弹、人造卫星，而今天宇宙飞船、载人空间站已成现实，目前正在向星际探测器等宇航新时代迈进。,1.1.2 制造系统的发展,市场和需求推动了产品的发展，产品的发展给材料的发展提出了新的要求，同时促进了材料技术的发展，这就要求制造工艺和方法能快速适应这一发展的要求，使它们相
8、互依赖、共同发展。因此研究开发新材料，新工艺是机械工业永无止境的追求目标。,1.1.2 制造系统的发展,1.材料及制造方法的发展,保证零件加工质量是机械加工方法要解决的首要问题，加工质量的指标中最重要的是加工精度。保证加工精度是指限制加工方法产生的误差值，使它限定在允许的范围之内；而提高加工精度是指需要减少加工误差值。生产的发展要求不断提高机器的工作精度和运转精度，为此必须相应地提高零件的尺寸和几何形状精度。,1.1.2 制造系统的发展,2.加工质量的发展,2.加工质量的发展 各年代达到的加工精度的大致情况如图1-1所示。,1.1.2 制造系统的发展,3.制造自动化的发展 自从1913年For
9、d建立第一条装配流水线开始，到1952年MIT发明第一台三轴立式数控铣床，揭开数字化制造的序幕，经过近几十年的探索和发展，制造自动化技术得到了飞速发展，并已进入了实用化阶段，90年代以来，制造的理念发生了质的变化，相应地提出了许多制造自动化新技术。回顾发展历史，制造自动化技术大约经历了五个阶段。如图l-2所示。,1.1.2 制造系统的发展,3.制造自动化的发展,1.1.2 制造系统的发展,3.制造自动化的发展 可以预见未来制造自动化技术的发展可以用“七化”来描述，它们是： 1）制造集成化 2）制造智能化 3）制造敏捷化 4）制造虚拟化 5）制造网络化 6）制造全球化 7）制造绿色化,1.1.2
10、 制造系统的发展,一个企业要在激烈的市场竞争中取得胜利，就必须以市场为导向，及时生产出满足用户要求的产品，并能提供用户最满意的服务。过去产品质量和价格是企业参与竞争的关键因素，而如今它们是一切企业生产的必要条件，企业赢得竞争的决定性因素是它们对市场变化的响应速度。为此企业的竞争能力和企业特征就显得非常重要。,1.1.3 21世纪的企业特征,1.企业竞争力的分析 一个企业的竞争力可以从很多方面去度量，例如，企业的管理水平、员工素质、技术先进程度、把握市场机会的能力等方面，但归根结底都反映在其产品和服务对市场的适应程度上。而企业提供的产品功能适用、交货期短、质量优良、价格低、服务优是满足市场和用户需求最主要的因素，是企业竞争力的主要体现，因此称之为企业竞争力基本五要素。,1.1.3 21世纪的企业特征,1.企业竞争力的分析 1）功能先进适用 2）交货期短 3）质量优良 4）价格低 5）服务优质,1.1.3 21世纪的企业特征,2.未来制造企业的特征 根据未来企业所面临的环境，制造企业应主要具备下列特征： 1）具有持续创新的能力 2）具有可重组、模块化的加工单元的能力 3）具有按订单生产的能力 4）具有企业间动态合作或联盟的能力 5）具有和用户建立一种完全崭新的“战 略”依存关系的能力 6）具有绿色环保型企业的特征,1.1.3 21世纪的企业特征,
