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1、机械制造基础第十三章 先进制造技术 本章内容n n先进制造技术的内涵先进制造技术的内涵n n典型先进制造系统的内涵典型先进制造系统的内涵n n先进制造技术的发展趋势先进制造技术的发展趋势一、先进制造技术概述制造业处于国家工业的中心地位，是工业化、现代制造业处于国家工业的中心地位，是工业化、现代化建设的发动机和动力源，是国际竞争中取胜的法宝、化建设的发动机和动力源，是国际竞争中取胜的法宝、技术进步的舞台、国防安全的保障、发展现代文明的技术进步的舞台、国防安全的保障、发展现代文明的物质基础。物质基础。1、现代制造企业环境的变化 n n产品生命周期产品生命周期缩短；缩短；n n交货期成为主要竞争因素
2、；交货期成为主要竞争因素；n n大市场和大竞争，竞争的知识化；大市场和大竞争，竞争的知识化；n n顾客需求个性化；顾客需求个性化；n nInternet Internet 产生了巨大的产生了巨大的 影响。影响。时间作为竞争的决定性因素& Prof.Dr.-Ing Bullinger 78 80 828486 88 90 92 94 962时间时间46810平均产品寿命 TL平均开发时间 TDTD TL年数年数1、现代制造企业环境的变化 n n产品生命周期缩短；产品生命周期缩短；n n交货期成为主要竞争因素；交货期成为主要竞争因素；n n大市场和大竞争，竞争的知识化；大市场和大竞争，竞争的知识化
3、；n n顾客需求个性化；顾客需求个性化；n nInternet Internet 产生了巨大的产生了巨大的 影响。影响。产品开发周期产品上市 时间 产品市场寿命 = 10 年X构想& Siemens AG产品上市时间对企业利润的重要性假设假设： 5 年的产品寿命; 20%的市场增长率; 每年 2% 的价格降低。利润减少利润减少4 %22 %33 %原因原因 开发成本 增加 50% 制造成本 增加 10% 产品上市 延迟6个月1、现代制造企业环境的变化 n n产品生命周期缩短；产品生命周期缩短；n n交货期成为主要竞争因素；交货期成为主要竞争因素；n n大市场和大竞争，竞争的知识化；大市场和大竞
4、争，竞争的知识化；n n顾客需求个性化；顾客需求个性化；n nInternet Internet 产生了巨大的产生了巨大的 影响。影响。21世纪的“无国界经济”n n跨国公司的生产总值占资本主义世界生产总值的跨国公司的生产总值占资本主义世界生产总值的 40%40%；n n跨国公司的贸易额占世界贸易总值的跨国公司的贸易额占世界贸易总值的 50%50%；n n跨国公司的工业研制费占世界总值的跨国公司的工业研制费占世界总值的 80%80%；n n跨国公司操纵了世界技术转让的跨国公司操纵了世界技术转让的 75%75%；n n跨国公司操纵了对发展中国家技术贸易的跨国公司操纵了对发展中国家技术贸易的 90
5、%90%。跨国公司的规模跨跨国国公公司司中中最最大大的的200200家家“ “巨巨头头” ” 的的年年销销售售总总额额（7 7万万多多亿亿美美元元），比比全全世世界界除除了了美美、日日、德德、法法、意意、英英、中中国国、加加拿拿大大、巴巴西西 9 9个个经经济济大大国国之之外外的的180180多多个个国国家家的的GDPGDP总总和和（6.96.9万亿美元）还多。万亿美元）还多。“基于知识的经济”知识经济是建立在知识和信息知识经济是建立在知识和信息的生产、分配和使用之上的经济。的生产、分配和使用之上的经济。黄金与知识0200400600800100012001400单位：10亿美元LucentC
6、iscoMicrosoftNokiaIntel人类社会6000年挖掘的黄金（1998年价）现代制造企业环境的变化 n n产品生命周期缩短；产品生命周期缩短；n n交货期成为主要竞争因素；交货期成为主要竞争因素；n n大市场和大竞争，竞争的知识化；大市场和大竞争，竞争的知识化；n n顾客需求个性化；顾客需求个性化；n nInternet Internet 产生了巨大的产生了巨大的 影响。影响。0255075100低高扰动程度80年代90年代54503027252236546045382836554651415363535251633964644154627640555674/质量意识价格意识服务
7、水平对替代品的脆弱性产品生命周期经济循环依赖水平流行 时尚意识竞争强度消费者需求及欲望的变化程度购买者能力技术变化率饱和水平愿望的一致程度需求水平稳定性需求及消费者欲望的确定性必需品 奢侈品价格竞争 产品的差异性市场影响因素的变化“中心”的变化以产品为中心以顾客为中心以市场为中心1、现代制造企业环境的变化 n n产品生命周期缩短；产品生命周期缩短；n n交货期成为主要竞争因素；交货期成为主要竞争因素；n n大市场和大竞争，竞争的知识化；大市场和大竞争，竞争的知识化；n n顾客需求个性化；顾客需求个性化；n nInternet Internet 产生了巨大的影响。产生了巨大的影响。2、现代制造系
8、统的模式和哲理n n 成组技术成组技术 ( (相似性相似性) )n n CIM ( CIM (集成集成) )n n 并行工程并行工程 ( (同步同步) )n n JIT ( JIT (准确准确) )n n 智能制造系统智能制造系统 ( (智能智能) )n n 敏捷制造敏捷制造 ( (灵活灵活) )n n 精益生产精益生产 ( (简化简化) )n n CIPE ( CIPE (重组、标准化重组、标准化) )n n 业务过程重组业务过程重组BPR(BPR(重组重组) )n n 大规模定制生产大规模定制生产 MC ( MC (简化、灵活简化、灵活) )n n 电子商务电子商务 EC ECn n 网络
9、化制造网络化制造TQCSEK3、先进制造技术的内涵先进制造技术包括：先进制造技术包括： 1 1）先进设计技术）先进设计技术 2 2）先进制造工艺技术）先进制造工艺技术 3 3）制造自动化技术）制造自动化技术 4 4）先进制造系统）先进制造系统1）先进设计技术n n设计方法现代化设计方法现代化l l产品动态分析和设计产品动态分析和设计l l产品可靠性产品可靠性l l可维护性及安全设计可维护性及安全设计l l产品优化设计产品优化设计l l快速响应设计快速响应设计l l创新设计创新设计l l智能设计智能设计l l仿真与虚拟设计仿真与虚拟设计l l价值工程设计价值工程设计l l模块化设计模块化设计n
10、n设计手段计算机化设计手段计算机化l l有限元法有限元法l l优化设计优化设计l l计算机辅助设计计算机辅助设计l l反求工程技术反求工程技术l lCAD/CAMCAD/CAM一体化技术一体化技术l l工程数据库工程数据库n n向全寿命周期设计发展向全寿命周期设计发展n n由单纯考虑技术因素转由单纯考虑技术因素转向综合考虑技术、经济向综合考虑技术、经济和社会因素和社会因素3、先进制造技术的内涵2 2）先进制造工艺技术）先进制造工艺技术n n精密、超精密加工技精密、超精密加工技术术l l精密加工：精度为精密加工：精度为3 30.30.3m Ra0.3m Ra0.30.03 0.03 mml l超
11、精密加工：精度为超精密加工：精度为0.30.30.03m Ra0.30.03m Ra0.30.005 0.005 mml l纳米加工：精度高于纳米加工：精度高于0.030.03m Ram Ra小于小于0.30.30.005 m0.005 mn n精密成型制造技术精密成型制造技术l l从制造工件的毛坯、从接从制造工件的毛坯、从接近零件形状向直接制成工近零件形状向直接制成工件的方向发展件的方向发展n n特种加工技术特种加工技术l l高能束流加工（电子束、高能束流加工（电子束、离子束、激光束）离子束、激光束）l l电加工（电解和电火花电加工（电解和电火花) )l l超声波加工超声波加工l l高亚水加
12、工高亚水加工l l多种能源的组合加工多种能源的组合加工3、先进制造技术的内涵3 3）制造自动化技术）制造自动化技术n n数控技术l l数控装置数控装置l l进给系统进给系统l l主轴系统主轴系统l lNCNC程序编制程序编制n n工业机器人l l机器人操作机机器人操作机l l控制系统控制系统l l传感器传感器l l生产线总线控制生产线总线控制n n柔性制造系统柔性制造系统l l加工系统加工系统l l物流系统物流系统l l调度与控制调度与控制l l故障诊断故障诊断n n自动检测与信号识别技术自动检测与信号识别技术l l信号识别信号识别l l数据获取数据获取l l数据处理数据处理l l特征提取与识
13、别特征提取与识别n n过程设备工况监测与控制过程设备工况监测与控制l l过程监视系统过程监视系统l l在线反馈质量控制在线反馈质量控制3、先进制造技术的内涵4）先进制造系统n n先进制造生产模式l l计算机集成制造系统计算机集成制造系统CIMSCIMSl l敏捷制造系统敏捷制造系统AMSAMSl l智能制造系统智能制造系统IMSIMSl l精良生产精良生产LPLPl l并行工程并行工程CECEn n集成管理技术集成管理技术l l企业资源管理企业资源管理ERPERPl l基于作业的成本管理基于作业的成本管理ABCABCl l现代质量保障体系现代质量保障体系l l生产率工程生产率工程l l制造资源
14、快速有效集成制造资源快速有效集成n n生产组织方法生产组织方法l l虚拟公司理论与组织虚拟公司理论与组织l l企业组织结构的变革企业组织结构的变革l l以人为本的团队建设以人为本的团队建设l l企业重组工程企业重组工程3、先进制造技术的内涵二、典型的先进制造技术1 1、物料需求计划、物料需求计划、物料需求计划、物料需求计划MRPMRP（Manufacture Resource Manufacture Resource PlanningPlanning） MRP是60年代美国创立的一种将库存管理和生产作业计划的制定结合在一起的计算机辅助生产管理系统。 1965年，美国奥里奇提出了独立需求和相关需
15、求的概念，并提出定货点法只适用于独立需求，基于这一理论随后出现了按时间段确定物料的相关需求的方法，即物料需求计划。1、物料需求计划、物料需求计划MRP独立需求独立需求： 指对某种库存的需求与其它种类的需求无关，其本质是需求具有随机性、不确定性，是企业自身不能控制的需求。相关需求相关需求： 指某种需求与其它需求具有内在的相关性。如对最终产品的需求是独立需求，但对其零部件的需求却是非独立的。1、物料需求计划、物料需求计划MRP结论结论： 最终产品生产计划一经确定，有关时间内所有零部件、原材料的需求即可确定 由于最终产品的需求往往是不连续、不均衡的，所以对零部件和原材料的需求属波动需求 计算机为零部
16、件、原材料的需求计算提供了方便1、物料需求计划、物料需求计划MRP 物料需求计划 MRP42产品信息 （物料清单）（工艺路线）库存信息3（物料可用量）主生产计划 MPS 1潜在客户预测合同采购计划生产计划1、物料需求计划、物料需求计划MRP物 料 号：10000 计量单位： 件件 批量： 10 现 有 量： 8 物料名称： X 分 类 码： 08 提前期： 2 累计提前期：28物料清单物料清单(BOM)基本内容基本内容 1 . 2 . . 3 . 2 . . 3 1 . 2 1 . 层次物料号1100011100111101120011210120001210013000 A C O D P
17、B R E计量单位 件 件 m2 件 m3 件 m3 套数量1.01.01.04.00.24.00.21.0类型生效日期失效日期物料名称成品率 累计提前期ABC 码 M M B M B M B B199901011999010119990101199901011999010119990101199901011999010199999999999999999999999999999999199912319999999999999999999999991.001.000.901.000.901.001.001.0026.015.012.022.020.017.010.0 5.0AABCCBCC1、
18、物料需求计划、物料需求计划MRP主生产计划MRP计算：一 生产哪些零部件、数量多少二 何时下达零部件的生产任务、 何时发货计划下达的任务（订购/生产）零部件和材料的库存文件在制品文件产品结构文件即物料清单BOM订购余额文件1、物料需求计划、物料需求计划MRP闭环闭环闭环闭环MRPMRP在以下方面有所发展在以下方面有所发展在以下方面有所发展在以下方面有所发展：（1 1）编制能力需求计划并对生产能力进行规划与调）编制能力需求计划并对生产能力进行规划与调）编制能力需求计划并对生产能力进行规划与调）编制能力需求计划并对生产能力进行规划与调整整整整（2 2）扩大和延伸了）扩大和延伸了）扩大和延伸了）扩大
19、和延伸了MRPMRP的功能的功能的功能的功能 在编制零件进度计划的基础上把系统的功能进在编制零件进度计划的基础上把系统的功能进一步向车间作业管理和物料采购计划延伸一步向车间作业管理和物料采购计划延伸（3 3）加强对计划执行情况的监控）加强对计划执行情况的监控）加强对计划执行情况的监控）加强对计划执行情况的监控 通过对计划完成情况的信息反馈和用工派工、通过对计划完成情况的信息反馈和用工派工、调度等手段来控制计划的执行，以保证调度等手段来控制计划的执行，以保证MRPMRP计划计划的实现的实现MRP执行结果反馈进行能力的负荷平衡NNYY经营计划生产计划大纲主生产计划粗能力计划物料需求计划能力需求计划
20、采购生产活动控制派工 输入/输出控制财务及成本管理是否可行是否可行闭环MRP闭环闭环MRP与与MRP1、物料需求计划、物料需求计划MRP 7070年代末随着闭环年代末随着闭环MRPMRP的应用和发展，系统的应用和发展，系统的功能和范围进一步扩展。把生产、库存、采购、的功能和范围进一步扩展。把生产、库存、采购、销售、财务、成本等子系统都联系起来，逐渐成为销售、财务、成本等子系统都联系起来，逐渐成为一个覆盖企业全部生产资源的管理信息系统。它不一个覆盖企业全部生产资源的管理信息系统。它不仅编制产品和零部件的生产进度计划、物料采购计仅编制产品和零部件的生产进度计划、物料采购计划，而且还可以直接从系统获
21、得销售收入、库存占划，而且还可以直接从系统获得销售收入、库存占用资金、产品成本等财务信息；除此，还包含经营用资金、产品成本等财务信息；除此，还包含经营计划，把经营管理的全部内容包括在系统之内。形计划，把经营管理的全部内容包括在系统之内。形成了成了MRPMRP系统，在此基础上进一步形成系统，在此基础上进一步形成ERPERP（Enterprise Resource PlanningEnterprise Resource Planning）系统。）系统。1、物料需求计划、物料需求计划MRP MRP MRP II ERP的扩展关系的扩展关系ERP需求市场需求市场 / 制造企业制造企业 / 供应市场供应
22、市场 信息集成信息集成面向供需链面向供需链Enterprise Resource Planning MRP II物料物料 / 资金信息集成资金信息集成面向企业面向企业Manufacturing Resource Planning MRP物料信息物料信息集成集成Material Requirements Planning MRP - MRP II - ERP 功能扩展法制条例控制流程工业管理运输管理仓库管理设备维修管理质量管理产品数据管理 MRP MRP II ERP 70年代 80年代 90年代 销售管理财务管理成本管理物流资金流 信息集成多行业、多地区、多业务 供需链信息集成（不断扩展)客户
23、关系管理Internet/Intranet MPS，MRP，CRP库存管理工艺路线工作中心 BOMMPS，MRP，CRP库存管理工艺路线工作中心BOM销售管理财务管理成本管理 库存计划物料信息集成MPS，MRP，CRP库存管理工艺路线工作中心BOM2、 CIMS CIM CIM是一种组织、管理与运行企业的哲理。它将传统的是一种组织、管理与运行企业的哲理。它将传统的制造技术与现代信息技术、管理技术、自动化技术、系统制造技术与现代信息技术、管理技术、自动化技术、系统工程技术等有机结合，借助计算机（硬、软件），使企业工程技术等有机结合，借助计算机（硬、软件），使企业产品全生命周期产品全生命周期市场需
24、求分析、产品定义、研究开发、市场需求分析、产品定义、研究开发、设计、制造、支持（包括质量、销售、采购、发送、服务）设计、制造、支持（包括质量、销售、采购、发送、服务）以及产品最后报废、环境处理等各阶段活动中有关人以及产品最后报废、环境处理等各阶段活动中有关人/ /组织、组织、经营管理和技术三要素及其信息流、物流和价值流有机集经营管理和技术三要素及其信息流、物流和价值流有机集成并优化运行，实现企业制造活动的计算机化、信息化、成并优化运行，实现企业制造活动的计算机化、信息化、智能化、集成优化，以达到产品上市快、高质、低耗、服智能化、集成优化，以达到产品上市快、高质、低耗、服务好、环境清洁，进而提高
25、企业的柔性、健壮性、敏捷性，务好、环境清洁，进而提高企业的柔性、健壮性、敏捷性，使企业赢得市场竞争。使企业赢得市场竞争。 CIMS CIMS （computer integrated manufacturing computer integrated manufacturing systemsystem）是一种基于）是一种基于CIMCIM哲理构成的计算机化、信息化、哲理构成的计算机化、信息化、智能化、集成优化的制造系统。智能化、集成优化的制造系统。2、 CIMS2、 CIMS销售部门销售部门制造部门制造部门技术部门技术部门传统的组织结构传统的组织结构 面向功能的组织结构面向功能的组织结构面向功
26、能的组织结构面向功能的组织结构现代的组织结构现代的组织结构 面向过程的组织结构面向过程的组织结构面向过程的组织结构面向过程的组织结构Teamwork2、 CIMS信息集成过程集成企业间集成2、 CIMSMFG制造Finance财务Distribution分销Purchasing 采购Sales销售Design设计从早期的以信息集成为特征的计算机集成制造系统计算机集成制造系统客户客户Customers供应商供应商Suppliers价值链以过程集成和企业优化为特征的现代集成制造系统现代集成制造系统大制造，大系统大制造，大系统2、 CIMSCIMS实现的关键技术：并行工程产品数据管理 PDM项目管理
27、快速原型技术拟实制造大规模定制生产3、并行工程并行工程（并行工程（ConcurrentEngineering，CE ）是指：集成是指：集成、并行地设计产品及其相关、并行地设计产品及其相关的各种过程（包括制造过程和支持过程）的系的各种过程（包括制造过程和支持过程）的系统方法。这种方法要求产品开发人员在设计一统方法。这种方法要求产品开发人员在设计一开始就考虑产品整个生命周期中从概念形成到开始就考虑产品整个生命周期中从概念形成到产品报废处理的所有因素，包括质量、成本、产品报废处理的所有因素，包括质量、成本、进度计划和用户要求。进度计划和用户要求。3、并行工程 顺序方法开发产品的弊端产品设计工艺规划加
28、工装配市场需求无法加工装配困难3、并行工程需求分析产品设计过程设计原型产品a） 串行方法需求分析产品设计过程设计原型产品b） 并行方法 CE依赖于产品开发中各学科、各职能部门人员相互合作，相互信任和共享信息，通过彼此间有效地通讯和交流，尽早考虑产品全生命周期中的各种因素，尽早发现和解决问题，以达到各项工作协调一致。 CE方法有别于传统的强调“分工”的管理方式，是一种在更深层次上的集成（人、技术、管理的集成；产品设计及其相关过程设计的集成）。 CE的核心是产品及其相关过程（加工工艺、装配、检测、质量控制、销售、售后服务）设计的集成。 CE 效益缩短新产品开发周期4060%；提高设计质量（早期生产
29、中工程变更次数减小一半以上，产品报废及反复工作减小75%）；制造成本下降3040%3、并行工程4、精益生产 精益生产方式起源于日本丰田汽车公司，因此精益生产方式起源于日本丰田汽车公司，因此被称为被称为“ “丰田生产方式丰田生产方式” ”。19841984年，美国麻省理年，美国麻省理工学院集中了一批各国的高级专家，研究了日本汽工学院集中了一批各国的高级专家，研究了日本汽车工业的做法。车工业的做法。19901990年，美国年，美国MITMIT发表了一个发表了一个“ “国际汽车共同研究报告国际汽车共同研究报告” ”，将丰田生产方式命名为，将丰田生产方式命名为LPLP（Lean ProductLean
30、 Product）。）。4、精益生产 将将LPLP与欧美传统的大量生产方式与欧美传统的大量生产方式MPMP（Mass Mass Product Product ）进行比较，对）进行比较，对LPLP的优越性表述如下：的优越性表述如下： 所需要的人力资源所需要的人力资源无论是产品开发、生无论是产品开发、生产系统和其他部门比大量生产（产系统和其他部门比大量生产（MPMP）均能减少至）均能减少至1/21/2 新产品开发周期新产品开发周期可减少至可减少至1/21/2到到1/31/3 生产过程中的在制品库存生产过程中的在制品库存可减少至可减少至MPMP一一般水平的般水平的1/101/10 工厂占用空间工厂
31、占用空间可减少至可减少至MPMP的的1/21/2 成品库存成品库存可减少至平均库存水平的可减少至平均库存水平的1/41/4 产品质量产品质量可提高三倍可提高三倍 4、精益生产 1990 1990年该报告编写成为改变世界的机器年该报告编写成为改变世界的机器著作。著作。LPLP逐渐被世界制造业所认识并掀起一逐渐被世界制造业所认识并掀起一股变革方式的热潮。股变革方式的热潮。 精益生产既是一种原理、一种新的管理理精益生产既是一种原理、一种新的管理理念，又是一个新的生产方式，它是继念，又是一个新的生产方式，它是继MPMP之后，之后，对人类社会和人们的生活方式影响最大的一种对人类社会和人们的生活方式影响最
32、大的一种生产方式。美国人认为：精益生产会真正改变生产方式。美国人认为：精益生产会真正改变世界的生产和经营形势，它将改变整个世界，世界的生产和经营形势，它将改变整个世界，对人类社会产生深远的影响。对人类社会产生深远的影响。1）精益生产方式的起源（1 1）手工生产方式）手工生产方式）手工生产方式）手工生产方式 工厂组织机构分散 工人的培养方式是师傅带徒弟、工人操作技能高、手工操作进行生产 采用通用机械、实行单件生产 产量低、质量差、成本高1）精益生产方式的起源（2）大量生产方式的兴起）大量生产方式的兴起 1908年，世界著名的T型汽车诞生。福特设想像生产别针和火柴那样生产T型车。因此为生产技术进行
33、了一系列的改型,并将改进后的生产方式称为大量生产方式。其特点： 产品、零部件标准化，装配的简单化 在劳动组织上，最大限度地采用分工的原则 采用流水生产线生产方式，总装每辆轿车的工时由750分下降到93分，减少88；每台发 动机所需要的工时由750分下降到226分，减少62。 在组织结构上，追求纵向一体化1）精益生产方式的起源 大幅度地降低汽车成本（大幅度地降低汽车成本（T T型车刚出现的型车刚出现的19081908年，价格是年，价格是850$850$，19261926年为年为290$290$） 社会需求的猛增，又进一步刺激了汽车工业的飞速发展社会需求的猛增，又进一步刺激了汽车工业的飞速发展 1
34、903 1903年年第一年生产汽车第一年生产汽车产量产量17001700辆辆 1908 1908年年TT型车投产型车投产上升到一万辆上升到一万辆 1914 1914年年装配线满负荷时装配线满负荷时猛增到猛增到3030万辆万辆 1923 1923年年本国总产量达本国总产量达190190万辆，占世界汽车总产量万辆，占世界汽车总产量 4444 劳动生产率大幅度提高劳动生产率大幅度提高 1908 1908年年514514分钟（分钟（8.568.56小时）小时）/ /每辆车每辆车 1913 1913年年2.32.3分钟分钟/ /每辆车每辆车 1914 1914年年流水生产线流水生产线1.191.19分钟
35、分钟/ /每辆车每辆车 推动了世界汽车工业的进步推动了世界汽车工业的进步1）精益生产方式的起源大量生产方式的衰落大量生产方式的衰落大量生产方式的衰落大量生产方式的衰落 缺乏柔性是缺乏柔性是MPMP致命的缺陷致命的缺陷 纵向一体化的组织结构形成了臃肿官僚的纵向一体化的组织结构形成了臃肿官僚的“ “大而大而全全” ”体制体制 以过量的库存、过多的供应厂家、过多的工人和以过量的库存、过多的供应厂家、过多的工人和过大的生产场地作为连续生产所必须的缓冲过大的生产场地作为连续生产所必须的缓冲 在日本的在日本的日本工厂日本工厂在北美的在北美的日本工厂日本工厂在北美的在北美的美国工厂美国工厂欧洲欧洲生产率（小
36、时生产率（小时/ /辆）辆） 质量（百辆车装配缺陷）质量（百辆车装配缺陷）生产场地（平方英尺生产场地（平方英尺/ /年年 辆）辆）返修区大小（占装配场地）返修区大小（占装配场地）8 8种代表零件库存（天数）种代表零件库存（天数）加入工作小组的工人比例（）加入工作小组的工人比例（）工作轮换（工作轮换（00不轮换）不轮换） （44常轮换）常轮换）平均每个雇员建议数（条）平均每个雇员建议数（条）职业等级数职业等级数新工人培训时间（小时）新工人培训时间（小时）缺勤率（）缺勤率（）焊接自动化程度（）焊接自动化程度（）油漆自动化程度（）油漆自动化程度（）装配自动化程度（）装配自动化程度（）16.816.8
37、60.060.05.75.74.14.10.20.269.369.33.03.061.661.611.911.9380.3380.35.05.086.286.254.654.61.71.721.221.265.065.09.19.14.94.91.61.671.371.32.72.71.41.48.78.7370.0370.04.84.8858540.740.71.11.125.125.182.382.37.87.812.912.92.92.917.317.30.90.90.40.467.167.146.446.411.711.776.276.233.633.61.21.236.236.297
38、.097.07.87.814.414.42.02.00.60.61.91.90.40.414.814.8173.173.3 312.112.176.676.638.238.23.13.1 1989年世界汽车装配厂比较（平均值）年世界汽车装配厂比较（平均值）1）精益生产方式的起源精益生产方式的产生精益生产方式的产生精益生产方式的产生精益生产方式的产生 第二次世界大战后，日本汽车工业开始起步。第二次世界大战后，日本汽车工业开始起步。19501950年春，丰田汽车公司的新一代领导人丰田喜年春，丰田汽车公司的新一代领导人丰田喜一郎一行到世界最大而且效率最高的福特公司鲁奇一郎一行到世界最大而且效率最高的
39、福特公司鲁奇工厂进行了为期三个月的认真考察。回国后，经研工厂进行了为期三个月的认真考察。回国后，经研究，得出了结论究，得出了结论MPMP不适合于日本。不适合于日本。 丰田的管理者将精力集中于生产过程的整体优丰田的管理者将精力集中于生产过程的整体优化化改进技术、理顺物流、杜绝超量生产、消除改进技术、理顺物流、杜绝超量生产、消除无效劳动和浪费、有效利用资源、降低成本、改善无效劳动和浪费、有效利用资源、降低成本、改善质量，达到以最少的投入实现最大产出的目的。质量，达到以最少的投入实现最大产出的目的。 手工生产方式手工生产方式大量生产方式大量生产方式精细生产方式精细生产方式产品特点产品特点完全按顾客要
40、求完全按顾客要求标准化，品种单一标准化，品种单一品种规格多样化，系列化品种规格多样化，系列化加工设备和加工设备和工艺装备工艺装备通用，灵活，便宜通用，灵活，便宜专用，高效，昂贵专用，高效，昂贵柔性高，效率高柔性高，效率高分工与工作内容分工与工作内容粗略，丰富多样粗略，丰富多样细致，简单，重复细致，简单，重复较粗，多技能，丰富较粗，多技能，丰富操作工人操作工人懂设计制造懂设计制造具有高操技艺具有高操技艺不需专门技能不需专门技能多技能多技能库存水平库存水平高高高高低低制造成本制造成本高高低低更低更低产品质量产品质量低低高高更高更高权力与责任分配权力与责任分配分散分散集中集中分散分散 三种生产方式的
41、比较三种生产方式的比较2）精益生产方式的传播及对现代制造业的重大影响 给世界汽车工业带来了巨大变革给世界汽车工业带来了巨大变革 （1 1）对日本汽车工业的发展起到了不容忽视的）对日本汽车工业的发展起到了不容忽视的作用作用 （2 2）带给世界汽车工业一场深刻的变革）带给世界汽车工业一场深刻的变革 对现代制造业具有重大的影响和意义，丰富和对现代制造业具有重大的影响和意义，丰富和发展了现代生产管理理论发展了现代生产管理理论2）精益生产方式的传播及对现代制造业的重大影响 日本公司采用日本公司采用LP效果表效果表公司公司推行推行JITJIT的时间的时间库存减少（）库存减少（）制造周期缩短制造周期缩短（）
42、（）劳动生产率提高劳动生产率提高A A3 3 年年454540405050B B3 3 年年161620208080C C4 4 年年303025256060DD2 2 年年2020505050502）精益生产方式的传播及对现代制造业的重大影响美国防部美国防部美国防部美国防部2000200020042004财年制造技术五年计划财年制造技术五年计划财年制造技术五年计划财年制造技术五年计划投资战略投资战略把把“ “精良精良” ”的概念集成到所有的采办与延长使用寿命项目中，的概念集成到所有的采办与延长使用寿命项目中，战斗机的精良生产是战斗机的精良生产是9 9项国防技术目标之一。项国防技术目标之一。波
43、音公司波音公司波音公司波音公司“V“V2222飞机零部件和其它有关国防直升机项飞机零部件和其它有关国防直升机项飞机零部件和其它有关国防直升机项飞机零部件和其它有关国防直升机项目的精益生产目的精益生产目的精益生产目的精益生产” ”项目项目项目项目（1993199320022002年投资年投资210210万万$ $），计），计划在两年内，缩短研制周期划在两年内，缩短研制周期5050，改善计划准时率，改善计划准时率5050，提高库存周转率提高库存周转率4040。美国人认为美国人认为美国人认为美国人认为：不能保持世界水平的制造能力必将危及国：不能保持世界水平的制造能力必将危及国家在国内外市场竞争能力，
44、制造业是一个国家国民经济的支家在国内外市场竞争能力，制造业是一个国家国民经济的支柱，美国在世界各国中的威望不仅取决于强大的国防势力，柱，美国在世界各国中的威望不仅取决于强大的国防势力，而且取决于强大的制造能力。而且取决于强大的制造能力。美国已提出敏捷制造美国已提出敏捷制造美国已提出敏捷制造美国已提出敏捷制造一种新的制造方式一种新的制造方式一种新的制造方式一种新的制造方式。它将使美。它将使美国在国在20062006年以前重新恢复其在制造业中的领导地位，并将年以前重新恢复其在制造业中的领导地位，并将在在2121世纪的竞争中占主导地位。世纪的竞争中占主导地位。3）精益生产的概念 指运用多种现代管理方
45、法和手段，以社会需求为依据、指运用多种现代管理方法和手段，以社会需求为依据、以充分发挥人的作用为根本，有效配置和合理使用企业资源，以充分发挥人的作用为根本，有效配置和合理使用企业资源，最大限度地为企业谋求经济效益的一种新型生产方式。它是最大限度地为企业谋求经济效益的一种新型生产方式。它是重新塑造一个企业，使之成为精干的、高度柔性的、低成本重新塑造一个企业，使之成为精干的、高度柔性的、低成本的、世界级竞争者的战略武器。的、世界级竞争者的战略武器。 精益生产方式是企业资源的配置方式精益生产方式是企业资源的配置方式uuLPLP的资源配置是以社会需求为依据，最大限度满的资源配置是以社会需求为依据，最大
46、限度满足市场多元化需求足市场多元化需求uuLPLP的资源配置以彻底消除无效劳动和浪费为目标，的资源配置以彻底消除无效劳动和浪费为目标，最大限度地为企业谋求经济效益最大限度地为企业谋求经济效益uuLPLP的资源配置自始至终把人力资源的开发放在首的资源配置自始至终把人力资源的开发放在首位位uuLPLP的资源配置要综合运用各种现代管理技术和手的资源配置要综合运用各种现代管理技术和手段段4）精益生产的特点（1 1）强调人的作用，推行）强调人的作用，推行）强调人的作用，推行）强调人的作用，推行“ “以人为中心以人为中心以人为中心以人为中心” ”的管理的管理的管理的管理uu赋予工人一定的作业管理决策权赋予
47、工人一定的作业管理决策权uu企业把雇员看作比机器更重要的固定资产企业把雇员看作比机器更重要的固定资产uu充分发挥职工的创造性、主动性，不断提高职工素充分发挥职工的创造性、主动性，不断提高职工素质质 uu强调协同工作与沟通强调协同工作与沟通uu协力工作使协调工作简化、机构简化协力工作使协调工作简化、机构简化集中不同职业和专长人员的意见，提高集中不同职业和专长人员的意见，提高工作质量和工作效率工作质量和工作效率组成产品开发项目组、缩短产品开组成产品开发项目组、缩短产品开发时间发时间与供应厂家、顾客协力工作对市场与供应厂家、顾客协力工作对市场做出快速响应做出快速响应加强沟通加强沟通重视培养和发扬集体
48、主义的团队精重视培养和发扬集体主义的团队精神神4）精益生产的特点（2 2）改变传统观念，永无休止地、无情地改变传统观念，永无休止地、无情地消除浪费，消除浪费，消除浪费，消除浪费，以尽以尽善尽美做为追求目标善尽美做为追求目标 消除浪费消除浪费消除浪费消除浪费 企业现有生产能力产出浪费企业现有生产能力产出浪费 其中浪费包括：其中浪费包括：材料库存和在制品库存材料库存和在制品库存 长距离运输在制品长距离运输在制品作业更换时间作业更换时间废品及窝工废品及窝工 一切不增加产品价值的活动一切不增加产品价值的活动一切治标不治本的措施和活动一切治标不治本的措施和活动多余的人员多余的人员4）精益生产的特点追求完
49、美目标追求完美目标追求完美目标追求完美目标：uu零废品零废品uu零库存零库存uu零准结（订货）时间零准结（订货）时间生产批量极小化生产批量极小化uu提前期最短提前期最短 要缩短提前期，首先要减少批量要缩短提前期，首先要减少批量 从产品设计、工艺设计入手从产品设计、工艺设计入手 认真分析提前期的组成认真分析提前期的组成uu减少零件的搬运减少零件的搬运uu消除多余的人员消除多余的人员 维修人员过剩维修人员过剩 等待上的浪费等待上的浪费 冗员造成超量生产冗员造成超量生产无效劳动无效劳动 无效动作的浪费无效动作的浪费冗员消除冗员消除 4）精益生产的特点（3 3）实现生产过程的同步化）实现生产过程的同步
50、化）实现生产过程的同步化）实现生产过程的同步化u缩短作业更换时间（快换工装）缩短作业更换时间（快换工装）u生产过程同步化（同步节拍生产）生产过程同步化（同步节拍生产） 发现和克服瓶颈环节发现和克服瓶颈环节 使生产同步化就要稳定日产出率使生产同步化就要稳定日产出率 采用成组加工中心和成组流水线采用成组加工中心和成组流水线 采用采用“ “拉动式拉动式” ”的管理方法：的管理方法：“ “看看板管理板管理” ”4）精益生产的特点（4）将）将“推动式推动式”生产控制系统变为生产控制系统变为“拉动式拉动式”生产控制生产控制系统系统传统的生产方式传统的生产方式传统的生产方式传统的生产方式：由生产计划部门计算
51、每种零部件的：由生产计划部门计算每种零部件的需要量和各生产阶段的生产提前期，确定每个零部需要量和各生产阶段的生产提前期，确定每个零部件的投入生产计划，按计划发出生产和订货指令，件的投入生产计划，按计划发出生产和订货指令，每个车间按指令进行生产，并将实际完成反馈到计每个车间按指令进行生产，并将实际完成反馈到计划部门，不管后车间和后工序是否需要，均将生产划部门，不管后车间和后工序是否需要，均将生产完的零部件送到后车间和后工序。完的零部件送到后车间和后工序。MRPMRP生产控制机制生产控制机制生产控制机制生产控制机制：一切生产活动按中央作业计划的：一切生产活动按中央作业计划的指令进行，所有的零部件和
52、材料项目均通过中央库指令进行，所有的零部件和材料项目均通过中央库存系统控制和转换：材料按计划被送到零件加工工存系统控制和转换：材料按计划被送到零件加工工序；零件按计划送到总装，以计划触发和推动生产序；零件按计划送到总装，以计划触发和推动生产活动。活动。JITJIT：实现将必要的材料和零件，以必要的数量，在必：实现将必要的材料和零件，以必要的数量，在必要的时间，送达必要的地点，即一切生产活动包括要的时间，送达必要的地点，即一切生产活动包括制造、搬运、交货、供应，只有在需要产生时才发制造、搬运、交货、供应，只有在需要产生时才发生，是用需求触发和推动生产活动。生，是用需求触发和推动生产活动。“推动式
53、”“拉动式”或“牵引式”5） JIT的战略优势 现代企业经营战略强调建立一种持久的竞争优现代企业经营战略强调建立一种持久的竞争优势。势。LPLP是能最好的体现和最能实现这一思想的生产是能最好的体现和最能实现这一思想的生产方式。方式。uLPLP要求生产过程不断改进，从根本上改进和完善要求生产过程不断改进，从根本上改进和完善产品质量产品质量u持续地消除浪费，使成本不断降低，取得价格竞持续地消除浪费，使成本不断降低，取得价格竞争优势争优势u降低库存降低库存成本降低且缩短生产周期，比竞争成本降低且缩短生产周期，比竞争对手更迅速地响应顾客需求的变化对手更迅速地响应顾客需求的变化u长期投资于工人培训和教育
54、，极大地提高工人责长期投资于工人培训和教育，极大地提高工人责任心和技能，提高工作质量任心和技能，提高工作质量5、成组技术 成成成成组组组组技技技技术术术术为为为为改改改改变变变变多多多多品品品品种种种种小小小小批批批批量量量量生生生生产产产产的的的的传传传传统统统统生生生生产产产产方方方方式式式式开开开开辟辟辟辟了了了了一一一一条条条条重重重重要要要要的的的的途途途途径径径径，并并并并在在在在工工工工业业业业生生生生产产产产中中中中推推推推广广广广应用，取得了良好的经济效益。应用，取得了良好的经济效益。应用，取得了良好的经济效益。应用，取得了良好的经济效益。 1）成组技术的原理 成成成成组组组
55、组技技技技术术术术将将将将具具具具有有有有相相相相似似似似性性性性的的的的零零零零件件件件汇汇汇汇集集集集成成成成组组组组，实实实实现现现现成成成成组组组组加加加加工工工工、成成成成组组组组工工工工艺艺艺艺编编编编制制制制，以以以以扩扩扩扩大大大大批批批批量量量量、减减减减少少少少调调调调整整整整时时时时间间间间，使使使使工工工工序序序序间间间间的的的的搬搬搬搬运运运运和和和和等等等等待待待待时时时时间间间间接接接接近近近近大大大大量量量量生生生生产产产产的的的的效效效效果果果果, ,从从从从而而而而大大大大幅幅幅幅度度度度的的的的提提提提高高高高生产效率的一种合理化组织生产的科学方法。如图所
56、示。生产效率的一种合理化组织生产的科学方法。如图所示。生产效率的一种合理化组织生产的科学方法。如图所示。生产效率的一种合理化组织生产的科学方法。如图所示。 1）成组技术的原理零件分零件分零件分零件分类编码类编码类编码类编码提高生产效率、提高生产效率、产品质量、降低产品质量、降低成本成本成成组组加加工工成成组组工工艺艺2）成组技术的应用简化了生产技术准备工作。简化了生产技术准备工作。简化了生产技术准备工作。简化了生产技术准备工作。为为为为中中中中小小小小批批批批量量量量生生生生产产产产广广广广泛泛泛泛采采采采用用用用高高高高效效效效率率率率设设设设备备备备，为为为为实实实实现现现现自自自自动动动
57、动化化化化创创创创造了条件。造了条件。造了条件。造了条件。缩短了产品生产周期，提高了按期交货率。缩短了产品生产周期，提高了按期交货率。缩短了产品生产周期，提高了按期交货率。缩短了产品生产周期，提高了按期交货率。促进产品结构及零部件的标准化。促进产品结构及零部件的标准化。促进产品结构及零部件的标准化。促进产品结构及零部件的标准化。简化了生产管理。简化了生产管理。简化了生产管理。简化了生产管理。通往通往通往通往CIMSCIMS的必由之路。的必由之路。的必由之路。的必由之路。3）零件分类编码系统 用用用用数数数数字字字字或或或或符符符符号号号号对对对对零零零零件件件件的的的的有有有有关关关关特特特特
58、性性性性如如如如产产产产品品品品、零零零零件件件件、工工工工艺艺艺艺、设设设设备备备备、材材材材料料料料等等等等，按按按按照照照照一一一一定定定定的的的的规规规规律律律律进进进进行行行行描述与识别的一套规则和依据。描述与识别的一套规则和依据。描述与识别的一套规则和依据。描述与识别的一套规则和依据。奥匹兹奥匹兹奥匹兹奥匹兹(OPITZ)(OPITZ)(OPITZ)(OPITZ)零件分类编码系统零件分类编码系统零件分类编码系统零件分类编码系统日本日本日本日本KK3KK3KK3KK3零件分类编码系统零件分类编码系统零件分类编码系统零件分类编码系统中国中国中国中国JLBM1JLBM1JLBM1JLBM
59、1零件分类编码系统零件分类编码系统零件分类编码系统零件分类编码系统 图图4-3 奥匹兹奥匹兹(OPITZ)编码系统编码系统 6、柔性制造系统柔性制造系统（柔性制造系统（FMS,flexiblemanufacturingsystem）是由统一的）是由统一的信息控制系统、物料储运系统和一组数控加信息控制系统、物料储运系统和一组数控加工设备组成，能适应加工对象变换的自动化工设备组成，能适应加工对象变换的自动化机械制造系统。机械制造系统。6、柔性制造系统柔性制造系统的特点柔性制造系统的特点柔性制造系统的特点柔性制造系统的特点 : : ）生产自动化：可实现生产过程的自动管理、信息的自）生产自动化：可实现
60、生产过程的自动管理、信息的自）生产自动化：可实现生产过程的自动管理、信息的自）生产自动化：可实现生产过程的自动管理、信息的自动收集传输、制造质量自动控制和故障自动诊断处理。动收集传输、制造质量自动控制和故障自动诊断处理。动收集传输、制造质量自动控制和故障自动诊断处理。动收集传输、制造质量自动控制和故障自动诊断处理。）物流自动化：可实现刀具、工装、工件等生产资源的）物流自动化：可实现刀具、工装、工件等生产资源的）物流自动化：可实现刀具、工装、工件等生产资源的）物流自动化：可实现刀具、工装、工件等生产资源的自动供给、运输和存储。自动供给、运输和存储。自动供给、运输和存储。自动供给、运输和存储。）生
61、产能力柔性化：仅通过更改软件或系统参数就可以）生产能力柔性化：仅通过更改软件或系统参数就可以）生产能力柔性化：仅通过更改软件或系统参数就可以）生产能力柔性化：仅通过更改软件或系统参数就可以生产某类型多种不同的零件。生产某类型多种不同的零件。生产某类型多种不同的零件。生产某类型多种不同的零件。）工艺柔性化：能以多种方法加工某零件，实现对零件）工艺柔性化：能以多种方法加工某零件，实现对零件）工艺柔性化：能以多种方法加工某零件，实现对零件）工艺柔性化：能以多种方法加工某零件，实现对零件的多机床混流加工。的多机床混流加工。的多机床混流加工。的多机床混流加工。）生产调度优化：能实现对生产资源的优化调度和
62、配置）生产调度优化：能实现对生产资源的优化调度和配置）生产调度优化：能实现对生产资源的优化调度和配置）生产调度优化：能实现对生产资源的优化调度和配置管理，实现生产的无人化或少人化。管理，实现生产的无人化或少人化。管理，实现生产的无人化或少人化。管理，实现生产的无人化或少人化。6、柔性制造系统过程过程控制控制生产生产调度调度过程过程监视监视6、柔性制造系统加工（装配）系统加工（装配）系统 物料储运系统物料储运系统 计算机管理计算机管理与控制系统与控制系统 FMS的组成加工系统加工系统 镗、铣加工中心镗、铣加工中心镗、铣加工中心镗、铣加工中心车、削加工中心车、削加工中心车、削加工中心车、削加工中心
63、 加工工件类型加工工件类型加工工件类型加工工件类型柔性程度柔性程度柔性程度柔性程度设备投资设备投资设备投资设备投资 装配作业系统装配作业系统 螺纹联接、压配联螺纹联接、压配联螺纹联接、压配联螺纹联接、压配联接、过盈联接、装接、过盈联接、装接、过盈联接、装接、过盈联接、装销钉、铆接、折边销钉、铆接、折边销钉、铆接、折边销钉、铆接、折边联接、卷边、敛缝、联接、卷边、敛缝、联接、卷边、敛缝、联接、卷边、敛缝、压紧、弯曲、缠绕、压紧、弯曲、缠绕、压紧、弯曲、缠绕、压紧、弯曲、缠绕、粘接、塑料成形、粘接、塑料成形、粘接、塑料成形、粘接、塑料成形、焊接。焊接。焊接。焊接。清洗、去毛清洗、去毛清洗、去毛清洗
64、、去毛刺、打标记、刺、打标记、刺、打标记、刺、打标记、上油、分选、上油、分选、上油、分选、上油、分选、压入密封件。压入密封件。压入密封件。压入密封件。装入零件是否有缺件、装入零件是否有缺件、装入零件是否有缺件、装入零件是否有缺件、装入零件方向、位置装入零件方向、位置装入零件方向、位置装入零件方向、位置识别；装入过程的误识别；装入过程的误识别；装入过程的误识别；装入过程的误差，异物混入；装入差，异物混入；装入差，异物混入；装入差，异物混入；装入后尺寸精度、密封质后尺寸精度、密封质后尺寸精度、密封质后尺寸精度、密封质量、装配质量；装配量、装配质量；装配量、装配质量；装配量、装配质量；装配过程故障诊
65、断、预测过程故障诊断、预测过程故障诊断、预测过程故障诊断、预测报警。报警。报警。报警。装配装配装配装配检测检测检测检测辅助工序辅助工序辅助工序辅助工序nonoyesyes零件零件物料储运系统物料储运系统 实现对物料的存取、运输和装卸。储运的物料有实现对物料的存取、运输和装卸。储运的物料有实现对物料的存取、运输和装卸。储运的物料有实现对物料的存取、运输和装卸。储运的物料有工件毛坯、半成品、成品、工夹具、刀具等。工件毛坯、半成品、成品、工夹具、刀具等。工件毛坯、半成品、成品、工夹具、刀具等。工件毛坯、半成品、成品、工夹具、刀具等。 物料运输物料运输物料运输物料运输空中单轨悬挂空中单轨悬挂空中单轨悬
66、挂空中单轨悬挂式自动车式自动车式自动车式自动车辊道传送带辊道传送带辊道传送带辊道传送带自动导引运料小车自动导引运料小车自动导引运料小车自动导引运料小车物料存取物料存取物料存取物料存取立体仓库立体仓库立体仓库立体仓库缓冲站缓冲站缓冲站缓冲站物料装卸物料装卸物料装卸物料装卸托盘交换台托盘交换台托盘交换台托盘交换台 机器人、机械手机器人、机械手机器人、机械手机器人、机械手堆堆堆堆 垛垛垛垛 机机机机原材料、原材料、原材料、原材料、配套件调入配套件调入配套件调入配套件调入原材料、原材料、原材料、原材料、配套件储存配套件储存配套件储存配套件储存加工、加工、加工、加工、制造制造制造制造检验检验检验检验装配
67、装配装配装配包装包装包装包装成品成品成品成品储存储存储存储存发送发送发送发送采购采购采购采购销售销售销售销售企业物流的物流过程企业物流的物流过程企业物流的物流过程企业物流的物流过程物料储运系统是企业生产物流系统的重要环节物料储运系统是企业生产物流系统的重要环节计算机管理与控制系统计算机管理与控制系统 FMSFMSFMSFMS计算机管理与控制系统基本结构计算机管理与控制系统基本结构计算机管理与控制系统基本结构计算机管理与控制系统基本结构 加工系统加工系统加工系统加工系统工具系统工具系统工具系统工具系统运输系统运输系统运输系统运输系统检验系统检验系统检验系统检验系统DNCDNC计算机计算机计算机计
68、算机群控系统群控系统群控系统群控系统FMSFMS计算机计算机计算机计算机主控系统主控系统主控系统主控系统系统管理员系统管理员系统管理员系统管理员上级生产系统上级生产系统上级生产系统上级生产系统7、产品数据管理 PDM PDM（Product Data Management）是一个方法论和一整套帮助企业管理产品数据和产品研发过程的工具。 PDM系统帮助组织产品设计，完善产品结构，确保设计、制造所需的大量的数据和信息清楚明了，从而构筑一个信息平台对产品进行支持和维护，保证有竞争力产品的及时交付。 PDM系统管理产品生命周期的整个过程，组织协调诸如开发过程中设计评审、批准、变更及产品发布等事件，并最
69、终落实到工作流和流程管理。7、产品数据管理 PDMl需求需求功能图功能图计算资料计算资料产品目录产品目录标准标准图纸图纸零件表零件表准则准则规格说明书规格说明书材料表材料表工具单工具单DINISO 在开发和设计中，正确的文档应该在正确的时候送在开发和设计中，正确的文档应该在正确的时候送到正确的地方到正确的地方7、产品数据管理 PDM图纸管理图纸管理文档管理文档管理零件分类零件分类产品结构管理产品结构管理BOM生成生成2D / 3D - CADFEMDTP文档保存文档保存基于基于PDM的系统解决方案的系统解决方案零件管理零件管理利用利用PDM可以大大简化开发和设计工作可以大大简化开发和设计工作重
70、要工作重要工作 查找查找 通知通知 检查检查 归档归档 分类分类 设计设计 计算计算 绘图绘图 建立零件建立零件表表 修改修改1）PDM的原理M-CADE-CADCAPPFEMDTPPDMClientPDMClientPDMClientMetadaten文件系统文件系统文档文档PDMServerDBServer数据库数据库2）利用 PDM实现异地设计PDMServerInternet / LAN / WANClientLocalFilesFilesDBFilesDBFilesDB3）PDM系统中工作流管理8、快速原型制造技术（RPM） 快速原型制造（快速原型制造（Rapid Photograp
71、h Manufacturing RPM），又称），又称“快速成形技术快速成形技术”（ Rapid Photograph RP）或）或“分层制造分层制造”（Layer Manufacturing LM），是），是20世纪世纪80年代后期迅速发展起来的一种新型制造技术。年代后期迅速发展起来的一种新型制造技术。 它将计算机辅助设计（它将计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造）、计算机辅助制造（CAM）、计算机数控（）、计算机数控（CNC）、精密伺服驱动、新材料等）、精密伺服驱动、新材料等先进技术集于一体，依据计算机上构成的产品三维设计模型，先进技术集于一体，依据计算机上构成的产品三维设计模型，对其
72、进行分层切片，得到各层截面的轮廓。对其进行分层切片，得到各层截面的轮廓。 RP 技术在不需要任何刀具、模具及工装卡具的情况下，技术在不需要任何刀具、模具及工装卡具的情况下，可将任意复杂形状的设计方案快速转换为三维的实体模型或可将任意复杂形状的设计方案快速转换为三维的实体模型或样件，这就是样件，这就是 RP 技术所具有的潜在的革命意义。技术所具有的潜在的革命意义。8、快速原型制造技术（RPM）原型含义？原型含义？ 用来建造未来模型或系统基础的一个初始模型或系统，它包括从概念设计到具有完整功能制品的有形和无形展示。 原型可分为物理原型和分析原型。 物理原型：近似或直接为产品的有形实体表示，物理原型
73、是实际存在的，可以进行检测和实验，在视觉和触觉上都类似于产品。 分析原型：产品的非有形表示，以仿真、视觉图像、方程或分析结果表示。 在大多数情况下，原型是指物理原型，即是物体在三维空间的实物表示。8、快速原型制造技术（RPM）原型的功能原型的功能 用于实体观察、分析、试验、校核、展示、直接使用或间接制造模具，但不具备或不完全具备零部件的功能。原型产生方式原型产生方式 1利用自主技术按目的要求进行设计、加工，或利用CAD/CAM系统，建立原型的三维模型并加工成实物。 2利用反求工程技术，原封不动或经过局部修改后得到这个样品的复制品或仿制品。8、快速原型制造技术（RPM）快速原型快速原型(Rapi
74、dPrototyping-RP)(RapidPrototyping-RP)技术是一种基于离散技术是一种基于离散堆积成型思想的新型成型技术，它根据零件或物体的三维堆积成型思想的新型成型技术，它根据零件或物体的三维模型数据，快速、精确地制造出零件或物体的实体模型，模型数据，快速、精确地制造出零件或物体的实体模型，无需任何专用工具。无需任何专用工具。外观设计结构设计模拟装配快速成型装配验证样件后处理设计方案确认新新产产品品开开发发过过程程1）RPM技术的原理RP的基本原理 将计算机内的三维实体模型进行分层切片得到各层截面的轮廓，计算机据此信息控制激光器（或喷嘴）有选择性地切割一层又一层的片状材料（或
75、固化一层层的液态光敏树脂，烧结一层层的粉末材料，或喷射一层层的热熔材料或粘合剂等方法）形成一系列具有一个微小厚度的片状实体，再采用粘接、聚合、熔结、焊接或化学反应等手段使其逐层堆积成一体制造出所设计的三维模型或样件。1）RPM技术的原理微小厚度的片状实体三维CAD模型分层切片各层截面的轮廓激光器（或喷嘴）按各层截面轮廓切割、固化或烧结逐层堆积三维模型或样件RP技术的基本原理图技术的基本原理图快速成型基本原理图示快速成型基本原理图示2）RPM的流程喷粘结剂喷热熔材料三维产品（样品/模具）表面处理构造三维模型模型近似处理切片处理激光喷射源固化树脂切割箔材烧结粉末3）传统加工与快速原型比较模具模具模
76、具模具设计设计铸造铸造焊接焊接锻压锻压毛坯毛坯半成品半成品半成品半成品工件工件去去除除加加工工设计设计模具样品快快速速原原型型4）常用的RPM技术 根据采用材料及对材料处理方式的区别，常用的根据采用材料及对材料处理方式的区别，常用的RPMRPM技术主要分为四类技术主要分为四类1.1.光固化立体造型光固化立体造型 (SL-Stereolithography) (SL-Stereolithography)2.2.分层物件制造分层物件制造 (LOMLaminated Object (LOMLaminated Object Manufacturing) Manufacturing) 3.3.选择性激光
77、烧结选择性激光烧结 (SLSSelected Laser Sintering) (SLSSelected Laser Sintering) 4.4.熔融沉积造型熔融沉积造型 (FDMFused Deposition Modeling) (FDMFused Deposition Modeling)4）常用的RPM技术光固化立体造型的原理是：该技术以光敏树脂为原料，将计算机控制下的紫外激光按预定零件各分层截面的轮廓为轨迹对液态树脂逐点扫描，使被扫描区的树脂薄层产生光聚合反应，从而形成零件的一个薄层截面。当一层固化完毕，移动工作台，在原先固化好的树脂表面再敷上一层新的液态树脂以便进行下一层扫描固化。
78、新固化的一层牢固地粘合在前一层上，如此重复直到整个零件原型制造完毕。SL法是第一个投入商业应用的RP技术。目前全球销售的SL设备约占RP设备总数的70左右。 这种方法的特点是精度高、表面质量好。原材料利用率将近100，能制造形状特别复杂（如空心零件）、特别精细（如手饰、工艺品等）的零件。4）常用的RPM技术LOM工艺将单面涂有热溶胶的纸片通过加热辊加热粘接在一起，位于上方的激光器按照CAD分层模型所获数据，用激光束将纸切割成所制零件的内外轮廓，然后新的一层纸再叠加在上面，通过热压装置和下面已切割层粘合在一起，激光束再次切割，这样反复逐层切割一粘合一切割直至整个零件模型制作完成。LOMLOM的反
79、求应用举例的反求应用举例实物 CT扫描计算机三维重建 LOM加工原型4）常用的RPM技术该法采用CO2激光器作能源，目前使用的造型材料多为各种粉末材料。在工作台上均匀铺上一层很薄（100200）的粉未，激光束在计算机控制下按照零件分层轮廓有选择性地进行烧结，一层完成后再进行下一层烧结。全部烧结完后去掉多余的粉未，再进行打磨、烘干等处理便获得零件。目前，成熟的工艺材料为蜡粉及塑料粉，用金属粉或陶瓷粉进行粘接或烧结的工艺还正在实验研究阶段。SLSSLS的反求应用举例的反求应用举例4）常用的RPM技术 FDM工艺的关键是保持半流动成型材料刚好在熔点之上（通常控制在比熔点高1左右）。FDM喷头受CAD
80、分层数据控制使半流动状态的熔丝材料（丝材直径一般在1.5mm以上）从喷头中挤压出来，凝固形成轮廓形状的薄层。每层厚度范围在00250762mm，一层叠一层最后形成整个零件模型。RPRP系统的成形原理比较系统的成形原理比较成形系统成形材料制件性能主要用途扫描路径SL液态光敏树脂相当于工程塑料或蜡模高精度塑料件、铸造用蜡模、样件或模型截面轮廓线所包围的区域LOM涂敷有热敏胶的纤维纸相当于高级木材快速制造新产品样件、模型或铸造用木模截面轮廓线SLS工程塑料粉末相当于工程 塑 料 、蜡模、砂型塑料件、铸造用蜡模、样件或模型截面轮廓线所包围的区域FDM固体丝状工程塑料相当于工程塑料或蜡模塑料件、铸造用蜡
81、模、样件或模型截面轮廓线所包围的区域RPRP工艺优缺点比较工艺优缺点比较技术类型精度表面质量材料价格材料利用率运行成本生产效率设备费用市场占有率(%)SL好好较贵接近100%较高高较贵78LOM一般较差较便宜较差较低高较便宜7.3SLS一般一般较贵接近100%较高一般较贵6.0FDM较差较差较贵接近100%一般较低较便宜6.15）RPM技术的特点1.1.特别适合于形状复杂，精细的零件加工；特别适合于形状复杂，精细的零件加工；2.2.减少了对熟练技术操作者的需求；减少了对熟练技术操作者的需求；3.3.成功地解决了成功地解决了CADCAD中三维造型中三维造型“ “看得见、摸不着看得见、摸不着” ”
82、的问的问题；题；4.4.生产柔性高，只需改生产柔性高，只需改CADCAD数据就可生产不同形状的零件数据就可生产不同形状的零件模型；模型； 5.5.技术集成，设计制造一体化；技术集成，设计制造一体化；6.6.不需专门的工装夹具和模具，大大缩短了新产品试制时不需专门的工装夹具和模具，大大缩短了新产品试制时间；间；7.7.零件的复杂程度和生产批量与制造成本基本无关零件的复杂程度和生产批量与制造成本基本无关. . 6）RPM技术的应用1 1、产品设计评估和功能检测；、产品设计评估和功能检测；2 2、快速模具制造；、快速模具制造；3 3、医学上的仿生制造；、医学上的仿生制造；4 4、艺术品的制造。、艺术
83、品的制造。6）RPM技术的应用工程应用工程应用 概念模型概念模型 视觉模型视觉模型 组装组装 功能测试功能测试 小批量制造小批量制造 快速模具快速模具6）RPM技术的应用科学应用科学应用 古生物学模型古生物学模型 生物模型生物模型 考古研究模型考古研究模型9、虚拟企业（VM）虚拟企业（虚拟企业（虚拟企业（虚拟企业（VirtualManufactureVirtualManufacture ）两种含义：两种含义：两种含义：两种含义： 1 1）多个自主企业由网络或合作协议联系起来的动态联盟，）多个自主企业由网络或合作协议联系起来的动态联盟，）多个自主企业由网络或合作协议联系起来的动态联盟，）多个自主
84、企业由网络或合作协议联系起来的动态联盟，能够充分发挥各自的优势，共同形成强大的市场竞争能力。能够充分发挥各自的优势，共同形成强大的市场竞争能力。能够充分发挥各自的优势，共同形成强大的市场竞争能力。能够充分发挥各自的优势，共同形成强大的市场竞争能力。包括包括包括包括“ “借鸡生蛋借鸡生蛋借鸡生蛋借鸡生蛋” ”的虚拟生产、的虚拟生产、的虚拟生产、的虚拟生产、“ “借网捕鱼借网捕鱼借网捕鱼借网捕鱼” ”的虚拟营销的虚拟营销的虚拟营销的虚拟营销及及及及“ “借光照身借光照身借光照身借光照身” ”的虚拟技术开发。的虚拟技术开发。的虚拟技术开发。的虚拟技术开发。动态联盟、敏捷制动态联盟、敏捷制动态联盟、敏
85、捷制动态联盟、敏捷制造（造（造（造（AgileManufactureAgileManufacture）2 2）利用虚拟现实技术、仿真技术等在计算机上建立起的）利用虚拟现实技术、仿真技术等在计算机上建立起的）利用虚拟现实技术、仿真技术等在计算机上建立起的）利用虚拟现实技术、仿真技术等在计算机上建立起的虚拟企业运行环境和模型。虚拟企业运行环境和模型。虚拟企业运行环境和模型。虚拟企业运行环境和模型。虚拟技术虚拟技术虚拟技术虚拟技术1）动态联盟品牌型虚拟企业品牌型虚拟企业品牌型虚拟企业品牌型虚拟企业以商品和服务品牌资源为核心，虚以商品和服务品牌资源为核心，虚以商品和服务品牌资源为核心，虚以商品和服务品
86、牌资源为核心，虚拟掉生产等部分职能而组建的虚拟企业。拟掉生产等部分职能而组建的虚拟企业。拟掉生产等部分职能而组建的虚拟企业。拟掉生产等部分职能而组建的虚拟企业。联盟型虚拟企业联盟型虚拟企业联盟型虚拟企业联盟型虚拟企业“战略联盟公司战略联盟公司战略联盟公司战略联盟公司”，是由两个或两，是由两个或两，是由两个或两，是由两个或两个以上的具有资源互补性的优势企业，为实现共同的战个以上的具有资源互补性的优势企业，为实现共同的战个以上的具有资源互补性的优势企业，为实现共同的战个以上的具有资源互补性的优势企业，为实现共同的战略目标，通过各种协议、契约结成的利益风险共享、经略目标，通过各种协议、契约结成的利益
87、风险共享、经略目标，通过各种协议、契约结成的利益风险共享、经略目标，通过各种协议、契约结成的利益风险共享、经营权与所有权分开的松散型联合体。营权与所有权分开的松散型联合体。营权与所有权分开的松散型联合体。营权与所有权分开的松散型联合体。管理型虚拟企业管理型虚拟企业管理型虚拟企业管理型虚拟企业专门为管理由多个有资产关系的企专门为管理由多个有资产关系的企专门为管理由多个有资产关系的企专门为管理由多个有资产关系的企业组成的企业集团而构建的虚拟企业。业组成的企业集团而构建的虚拟企业。业组成的企业集团而构建的虚拟企业。业组成的企业集团而构建的虚拟企业。2）虚拟制造技术（VirtualManufactur
88、ingTechnology,orVirtualManufacturingTechnology,orVMTVMT）产生于）产生于）产生于）产生于8080年代后期。是以虚拟现实和仿真技术为年代后期。是以虚拟现实和仿真技术为年代后期。是以虚拟现实和仿真技术为年代后期。是以虚拟现实和仿真技术为基础，对产品的设计、生产过程统一建模，在计算机上实基础，对产品的设计、生产过程统一建模，在计算机上实基础，对产品的设计、生产过程统一建模，在计算机上实基础，对产品的设计、生产过程统一建模，在计算机上实现产品从设计、加工和装配、检验、使用整个生命周期的现产品从设计、加工和装配、检验、使用整个生命周期的现产品从设计、
89、加工和装配、检验、使用整个生命周期的现产品从设计、加工和装配、检验、使用整个生命周期的模拟和仿真。这样，可以在产品的设计阶段就模拟出产品模拟和仿真。这样，可以在产品的设计阶段就模拟出产品模拟和仿真。这样，可以在产品的设计阶段就模拟出产品模拟和仿真。这样，可以在产品的设计阶段就模拟出产品及其性能和制造过程，以此来优化产品的设计质量和制造及其性能和制造过程，以此来优化产品的设计质量和制造及其性能和制造过程，以此来优化产品的设计质量和制造及其性能和制造过程，以此来优化产品的设计质量和制造过程，优化生产管理和资源规划，以达到产品开发周期和过程，优化生产管理和资源规划，以达到产品开发周期和过程，优化生产
90、管理和资源规划，以达到产品开发周期和过程，优化生产管理和资源规划，以达到产品开发周期和成本的最小化，产品设计质量的最优化和生产效率最高化，成本的最小化，产品设计质量的最优化和生产效率最高化，成本的最小化，产品设计质量的最优化和生产效率最高化，成本的最小化，产品设计质量的最优化和生产效率最高化，从而形成企业的市场竞争优势。从而形成企业的市场竞争优势。从而形成企业的市场竞争优势。从而形成企业的市场竞争优势。2）虚拟制造技术虚拟制造技术研究内容虚拟制造技术研究内容 1 1 1 1）产品的虚拟设计技术。）产品的虚拟设计技术。）产品的虚拟设计技术。）产品的虚拟设计技术。 2 2 2 2）产品的虚拟制造技
91、术。）产品的虚拟制造技术。）产品的虚拟制造技术。）产品的虚拟制造技术。 3 3 3 3）虚拟制造系统）虚拟制造系统）虚拟制造系统）虚拟制造系统虚拟企业。虚拟企业。虚拟企业。虚拟企业。 虚拟制造技术是虚拟制造技术是虚拟制造技术是虚拟制造技术是CADCADCADCADCAECAECAECAECAMCAMCAMCAMCAPPCAPPCAPPCAPP和仿真技术的更高阶段。和仿真技术的更高阶段。和仿真技术的更高阶段。和仿真技术的更高阶段。映射的定义域是实际制造过程，值域是虚拟制造过程，直接映射的定义域是实际制造过程，值域是虚拟制造过程，直接结果是全数字化产品，映射介质是网络计算机环境。结果是全数字化产品
92、，映射介质是网络计算机环境。该映射是非线性迭代过程，需要多次复合直到满足要求。该映射是非线性迭代过程，需要多次复合直到满足要求。 虚拟制造的结果千差万别，难以预测，可能是一个混沌的过程。虚拟制造的结果千差万别，难以预测，可能是一个混沌的过程。人是整个系统的主体，将人的智能以控制参数的形式复合进去，人是整个系统的主体，将人的智能以控制参数的形式复合进去，该映射在一定程度上也是可控的。该映射在一定程度上也是可控的。 虚拟制造与实际制造的关系虚拟制造与实际制造的关系综上，虚拟制造是实际制造的抽象，实际制造是虚拟综上，虚拟制造是实际制造的抽象，实际制造是虚拟制造的实例。虚拟制造的最终目标是指导实际生产
93、。制造的实例。虚拟制造的最终目标是指导实际生产。虚虚拟拟油油泥泥造造型型应应用用快快速速原原型型法法生生成成的的物物理理模模型型市场机遇制造资源制造过程虚拟产品开发和制造数字数字样机样机仿真优化结果仿真优化结果完善制完善制造过程造过程反复完善真实产品的制造真实产品的制造在计算机上虚拟制造在计算机上虚拟制造在计算机上虚拟制造在计算机上虚拟制造虚拟数控加工中心轿车齿轮变速箱轿车齿轮变速箱动力输入动力输入动力输入动力输入变速齿轮变速齿轮变速齿轮变速齿轮变速操纵杆变速操纵杆变速操纵杆变速操纵杆后桥大齿轮后桥大齿轮后桥大齿轮后桥大齿轮3）虚拟现实技术虚拟现实（虚拟现实（VirtualReality，VR
94、）技术，融合了）技术，融合了数字图像处理、计算机图形学、多媒体技术、传感器技术数字图像处理、计算机图形学、多媒体技术、传感器技术等多个信息技术分支，从而大大推进了计算机技术的发展。等多个信息技术分支，从而大大推进了计算机技术的发展。3）虚拟现实技术虚拟的制造生产线虚拟的制造生产线3）虚拟现实技术空中商店空中商店3）虚拟现实技术头盔显示器头盔显示器方位控制方位控制立体音频立体音频视频头盔视频头盔10、数控加工（CNC）数控数控:数字控制（数字控制（NCNumericalControl）,以数字化信息对机床运动及加工过程进行控制的一种以数字化信息对机床运动及加工过程进行控制的一种方法。方法。NC已
95、成为数控加工的专用术语。已成为数控加工的专用术语。数控技术：用数控机床（数控设备）进行自动化加数控技术：用数控机床（数控设备）进行自动化加工的一种技术，它综合应用了多种学科的知识。工的一种技术，它综合应用了多种学科的知识。数控机床：是实现柔性自动化的关键设备，是柔性数控机床：是实现柔性自动化的关键设备，是柔性自动生产系统的基本单元。自动生产系统的基本单元。数控技术是现代先进制造技术的基础，其技术水平数控技术是现代先进制造技术的基础，其技术水平和普及程度是衡量国家综合国和工业现代化程度的重和普及程度是衡量国家综合国和工业现代化程度的重要标志要标志10、数控加工（CNC）CNC广泛的应用于各种先进
96、制造技术中。广泛的应用于各种先进制造技术中。初初步步设设计计分分析析模模拟拟详详细细设设计计制制图图生生产产准准备备工工艺艺设设计计NC编编程程机机器器人人编编程程制制 造造NC加加工工装装配配检检验验产产品品CAECADCAMCAD/CAMCAD/CAM/CAE广义广义CAD广义广义CAM广义广义CAD/CAMCAPP10、数控加工（CNC）数控技术产生的原因数控技术产生的原因高精度、高效率；高精度、高效率；刚性自动化不能满足的要求（手工、小规模、大规刚性自动化不能满足的要求（手工、小规模、大规模生产）；模生产）；柔性自动化（多品种、变批量）、复杂零件的加工柔性自动化（多品种、变批量）、复杂
97、零件的加工（多坐标加工）；（多坐标加工）；计算机技术的发展。计算机技术的发展。10、数控加工（CNC）数控技术的发展历史：数控技术的发展历史：1952年，第一代电子管数控系统；年，第一代电子管数控系统；1959年，第二代晶体管数控系统。随之出现刀库，年，第二代晶体管数控系统。随之出现刀库，机械手、加工中心；机械手、加工中心；1960年，第三代集成电路数控系统，硬逻辑数控系年，第三代集成电路数控系统，硬逻辑数控系统（称为统（称为NC）；）；1970年，第四代小型计算机数控（年，第四代小型计算机数控（CNC）；）；1974年，第五代微型计算机数控（年，第五代微型计算机数控（MNC，统称，统称CNC
98、）；1980年后，年后，FMS、FMC、CIMS、开放式数控、开放式数控（openNC）系统、智能制造系统（）系统、智能制造系统（IMS）大发展。）大发展。1990年后，高速加工，纳米制造。年后，高速加工，纳米制造。10、数控加工（CNC）CNC构成：构成：10、数控加工（CNC）机床数字控制的原理机床数字控制的原理将被加工零件图纸上的几何信息和工艺信息用规将被加工零件图纸上的几何信息和工艺信息用规定的代码和格式编写成加工程序，然后将程序输入数定的代码和格式编写成加工程序，然后将程序输入数控装置，按照程序的要求，经过信息处理，分配，使控装置，按照程序的要求，经过信息处理，分配，使各坐标以最小位
99、移量为单位移动，其合成运动实现了各坐标以最小位移量为单位移动，其合成运动实现了刀具与工件的相对运动，完成零件的加工。刀具与工件的相对运动，完成零件的加工。最小位移量的合成运动是机床数字控制的基本原最小位移量的合成运动是机床数字控制的基本原理，即轨迹控制原理（插补原理）。理，即轨迹控制原理（插补原理）。10、数控加工（CNC）点位控制：严格控制点到点的距离，不严格要求路径，点位控制：严格控制点到点的距离，不严格要求路径，运动中不加工。运动中不加工。轮廓控制：加工平面曲线、空间曲线、空间曲面时，需轮廓控制：加工平面曲线、空间曲线、空间曲面时，需要多坐标联动。以平面（两维）的任意曲线要多坐标联动。以
100、平面（两维）的任意曲线L为例，要求为例，要求刀具刀具沿（逼近）曲线轨迹运动，进行切削加工。轮廓控沿（逼近）曲线轨迹运动，进行切削加工。轮廓控制也称连续轨迹控制，它的特点是不仅对坐标的移动量进制也称连续轨迹控制，它的特点是不仅对坐标的移动量进行控制，而且对各坐标的速度及它们之间的比率都要进行行控制，而且对各坐标的速度及它们之间的比率都要进行严格控制，以便加工出给定的轨迹严格控制，以便加工出给定的轨迹。插补：是用被加工轨迹的有限信息（如起点和终点之间）插补：是用被加工轨迹的有限信息（如起点和终点之间），计算插进刀具运动的许多中间点，进行数据点的密化工，计算插进刀具运动的许多中间点，进行数据点的密化
101、工作，然后用已知线型（如直线、圆弧等）逼近。作，然后用已知线型（如直线、圆弧等）逼近。10、数控加工（CNC）数控机床的原理：数控机床的原理：数控装置数控装置程序读入装置、CNC数字控制系统程编机程编机辅辅 助助 装装 置置排屑、润滑、监控、检测驱驱 动动 装装 置置 电机、主轴和进给驱动单元机床主机机床主机床身、主轴、进给机构数控程序数控程序（纸带、磁带、磁盘）（纸带、磁带、磁盘）10、数控加工（CNC）数控机床主机的特点数控机床主机的特点主运动，及进给坐标轴都由单独的伺服电机驱动；主运动，及进给坐标轴都由单独的伺服电机驱动；传动链短、结构比较简单；运动关系由计算机来协调控传动链短、结构比较
102、简单；运动关系由计算机来协调控制。制。采用高效传动件：精密滚珠丝杠、直线滚动导轨副、精采用高效传动件：精密滚珠丝杠、直线滚动导轨副、精密齿条、蜗母条、静压、磁浮导轨等。密齿条、蜗母条、静压、磁浮导轨等。机械结构应具有较高的静态特性、动态刚度、阻尼精度、机械结构应具有较高的静态特性、动态刚度、阻尼精度、耐磨性以及抗热变形性能。耐磨性以及抗热变形性能。在加工中心上还具备有刀库和自动交换刀具的机械手。在加工中心上还具备有刀库和自动交换刀具的机械手。配套设施齐全，如：冷却、自动排屑、防护、可靠的润配套设施齐全，如：冷却、自动排屑、防护、可靠的润滑、对刀仪等滑、对刀仪等。10、数控加工（CNC）数控机床
103、的分类：数控机床的分类：分类原则分类原则分类原则分类原则数数数数 控控控控 机机机机 床床床床 类类类类 型型型型按工艺用途按工艺用途按工艺用途按工艺用途一般数控机床（数控车、铣、磨等）、数控加工中心、一般数控机床（数控车、铣、磨等）、数控加工中心、多坐标数控机床、多坐标数控机床、DNCDNC系统系统按刀具控制形式按刀具控制形式按刀具控制形式按刀具控制形式点位控制数控机床、点位控制数控机床、直线控制数控机床、轮廓控制数控机床直线控制数控机床、轮廓控制数控机床按可联动轴按可联动轴按可联动轴按可联动轴两坐标、三坐标、四坐标、五坐标两坐标、三坐标、四坐标、五坐标按伺服系统按伺服系统按伺服系统按伺服系
104、统开环伺服系统数控机床、闭环伺服系统数控机床、半开环伺服系统数控机床、闭环伺服系统数控机床、半闭环伺服系统数控机床闭环伺服系统数控机床按数控装置按数控装置按数控装置按数控装置硬件式数控机床、软件式数控机床硬件式数控机床、软件式数控机床三、先进制造技术的发展趋势1 1、集合多学科成果形成一个完整的制造体系、集合多学科成果形成一个完整的制造体系 传统制造技术、信息技术、计算机技术、自动化技术、先传统制造技术、信息技术、计算机技术、自动化技术、先进的管理科学进的管理科学2 2、先进制造技术的动态发展过程、先进制造技术的动态发展过程 不断地吸收各种高新技术逐渐形成，不同时期、不同区域不断地吸收各种高新
105、技术逐渐形成，不同时期、不同区域有各自的重点和内容。有各自的重点和内容。3 3、信息技术对先进制造技术的发展作用、信息技术对先进制造技术的发展作用 越来越重要。越来越重要。CIMSCIMS、CECE、AMAM、虚拟企业、虚拟制造；、虚拟企业、虚拟制造；4 4、向超精微细领域扩展、向超精微细领域扩展 微型机械，纳米测量、微米微型机械，纳米测量、微米/ /纳米加工制造；纳米加工制造；三、先进制造技术的发展趋势5 5、制造过程集成化、制造过程集成化 产品的设计、加工、检测、物流、装配过程一体化。产品的设计、加工、检测、物流、装配过程一体化。 CAD/CAE/CAPP/CAM/PDM/ERP CAD/
106、CAE/CAPP/CAM/PDM/ERP集成集成 精密成形工艺精密成形工艺 6 6、制造科学与制造技术、生产管理的融合、制造科学与制造技术、生产管理的融合 制造科学是制造系统和制造过程知识的系统描述。制造科学是制造系统和制造过程知识的系统描述。 数字描述、仿真、优化、设计理论和方法、运动学、动力数字描述、仿真、优化、设计理论和方法、运动学、动力学、结构强度、摩擦学学、结构强度、摩擦学 制造技术包含在制造科学之中，制造科学体现在制造技术制造技术包含在制造科学之中，制造科学体现在制造技术里，技术和管理由生产模式结合在一起。里，技术和管理由生产模式结合在一起。 三、先进制造技术的发展趋势 7 7、绿
107、色制造、绿色制造 绿色产品设计技术。绿色产品设计技术。 绿色制造技术绿色制造技术 产品的回收和循环再制造产品的回收和循环再制造 8 8、虚拟现实技术、虚拟现实技术 虚拟制造技术；虚拟制造技术； 虚拟企业。虚拟企业。 9 9、制造全球化、制造全球化 制造企业在世界范围内的重组与集成制造企业在世界范围内的重组与集成 制造技术信息和知识的协调、合作和共享制造技术信息和知识的协调、合作和共享本章思考题 1 1、简述先进制造技术的内涵。、简述先进制造技术的内涵。 2 2、什么是、什么是CIMSCIMS？ 3 3、什么是柔性制造系统？、什么是柔性制造系统？ 4 4、什么是并行工程？、什么是并行工程？ 5 5、虚拟制造的内涵？、虚拟制造的内涵？ 6 6、CNCCNC技术的原理。技术的原理。 7 7、成组技术的原理。、成组技术的原理。 8 8、RPMRPM技术的原理。技术的原理。 9 9、MRPMRP、MRPIIMRPII、ERPERP的区别是什么？的区别是什么？
