1、機(jī)械工程先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用導(dǎo)論課程形式：講座內(nèi)容：機(jī)械工程先進(jìn)技術(shù)學(xué)時(shí)：34學(xué)時(shí)考核方式：3篇論文交論文時(shí)間：18周機(jī)械工程先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展概況先進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)理論：有限元設(shè)計(jì)和評價(jià)技術(shù)疲勞和可靠性設(shè)計(jì)優(yōu)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)工程方法人工智能和專家系統(tǒng)價(jià)值工程反求工程人機(jī)工程計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)等2. 優(yōu)化設(shè)計(jì) 優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本任務(wù)是力求從各種可行方案中選擇最優(yōu)方案。優(yōu)化設(shè)計(jì)首先要確定設(shè)計(jì)變量、優(yōu)化準(zhǔn)則、優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)和約束條件。 在零件的結(jié)構(gòu)優(yōu)化中，不僅可以進(jìn)行尺寸優(yōu)化。還可以進(jìn)行形狀優(yōu)化。 4. 可靠性設(shè)計(jì) 可靠性理論是以產(chǎn)品的壽命特征作為主要研究對象的一門綜合性科學(xué)。 主要包括可靠性預(yù)測和可靠性分配等。 可靠性預(yù)測是

2、一種預(yù)報(bào)方法，它在設(shè)計(jì)階段從所得到的失效率數(shù)據(jù)，預(yù)報(bào)零部件和系統(tǒng)實(shí)際可能達(dá)到的可靠度，預(yù)報(bào)這些零部件和系統(tǒng)在規(guī)定時(shí)間、規(guī)定條件下完成規(guī)定功能的概率。 5. 反求工程 反求工程又稱反求設(shè)計(jì)，是以設(shè)計(jì)方法學(xué)為指導(dǎo)，以現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論、方法和技術(shù)為基礎(chǔ)，運(yùn)用專業(yè)設(shè)計(jì)人員的知識、經(jīng)驗(yàn)和創(chuàng)造性，對已有產(chǎn)品進(jìn)行剖析和再設(shè)計(jì)的過程。 已知一個(gè)確定事物消化再創(chuàng)造變成市場競爭的新產(chǎn)品先進(jìn)制造技術(shù)： 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)并行工程敏捷制造全能制造精良制造虛擬制造生物制造分形制造1. 計(jì)算機(jī)集成制造CIM (Computer Integrated Manufacturing) 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)CIMS (Computer

3、 Integrated Manufacturing System)(863計(jì)劃)CIM主題專家組對CIM定義： CIM是一種組織、管理與運(yùn)行企業(yè)生產(chǎn)的新哲理，它借助計(jì)算機(jī)軟硬件，綜合運(yùn)用現(xiàn)代管理技術(shù)、制造技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、系統(tǒng)工程技術(shù)、將企業(yè)生產(chǎn)全部過程中的人、技術(shù)、經(jīng)營管理三要素及其信息流和物流有機(jī)地集成并優(yōu)化運(yùn)行，以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品高質(zhì)、低耗、上市快，從而使企業(yè)贏得市場競爭”。3. 敏捷制造（Agile Manufacturing， AM）強(qiáng)調(diào)靈界，快速，充分發(fā)揮人的智能，對市場反應(yīng)靈敏度高，反應(yīng)時(shí)間短，重視不斷改進(jìn)環(huán)境，不斷提高人員素質(zhì)。三大要素：革新了的組織和管理結(jié)構(gòu)柔性技術(shù)有知識和

4、技術(shù)的工作人員4. 全能制造系統(tǒng)（Holonic Manufacturing System， HMS）充分利用過程工業(yè)的制造技術(shù)、全球并行技術(shù)、全球制造業(yè)集成技術(shù)、產(chǎn)品快速成形技術(shù)等各種先進(jìn)制造技術(shù)，充分發(fā)揮個(gè)人技能。5. 精良生產(chǎn)（Lean Production，LP）要求在最短時(shí)間內(nèi)，靈活地設(shè)計(jì)、生產(chǎn)出低成本、在種類和質(zhì)量上滿足用戶需求、在競爭中具有明顯優(yōu)勢的產(chǎn)品強(qiáng)調(diào)企業(yè)之間的合作6.虛擬制造（Fictional Manufacturing）虛擬制造是通過計(jì)算機(jī)虛擬實(shí)現(xiàn)，完成產(chǎn)品從原料到成品的設(shè)計(jì)、開發(fā)和加工7.生物制造利用生物技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)以及微電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的制造今后的發(fā)

5、展趨勢1. 微型化2. 集成化3. 柔性化4. 高速化19生物制造技術(shù)腸道機(jī)器人（大連理工）醫(yī)學(xué)領(lǐng)域在脊椎中穿行的機(jī)器人（以色列 ）20機(jī)械甲蟲機(jī)械蜻蜓 （美國中央情報(bào)局）微型機(jī)械飛行蟲哈佛研發(fā)的機(jī)械蒼蠅 航空航天國防軍事領(lǐng)域機(jī)械甲蟲 （美國北卡羅來納州立大學(xué) ）微型飛機(jī) 21 其它領(lǐng)域蚱蜢機(jī)器人（瑞士）由瑞士洛桑聯(lián)邦理工大學(xué)(EPFL)開發(fā)的機(jī)器人重7克，身高只有5厘米。能開展災(zāi)區(qū)探查，或去其它行星上考察。微型傳感器22 北京航空航天大學(xué)和中科院微生物所合作，進(jìn)行刻蝕加工a) 85m厚的純銅齒輪零件 b) 70m深及200m寬的5個(gè)溝槽 現(xiàn)有研究 24掩膜板的制作微小齒輪圖形的尺寸25掩膜板

6、的制作掩膜板及銅片上的齒輪圖形8/25/202226加工流程 加工流程掩模版金屬基片光致抗蝕劑去膠堅(jiān)膜平行光曝光涂膠生物刻蝕顯影前烘正性膠27微小齒輪零件28微小齒輪零件的質(zhì)量分析分析儀器內(nèi)容數(shù)據(jù)平臺移動(dòng)量/mm100顯示解析度/0.1m0.1移動(dòng)精度/m4功率/VA50重量/kg18超景深三維顯微系統(tǒng)-VHX600E基本數(shù)據(jù) 29微小齒輪結(jié)構(gòu)尺寸分析1點(diǎn)處變化率2點(diǎn)處變化率3點(diǎn)處變化率4點(diǎn)處變化率根部圓半徑/m99.7710.86104.2215.897.288.0999.1110.12輪齒的齒側(cè)厚/m94.4787.2989.3584.98齒輪根部圓半徑的變化率在10左右，分析其原因主要是由于加工過程中，刻蝕掉了部分材料造成。因此，當(dāng)利用生物刻蝕方法加工零件時(shí)，需要預(yù)先考慮加工裕量。30微小齒輪齒廓分析利用生物刻蝕方法加工出的微小齒輪結(jié)構(gòu)非常清晰，齒輪結(jié)構(gòu)平面與齒廓的垂直方向加工清晰，未見有明顯的傾斜的側(cè)蝕現(xiàn)象，說明經(jīng)過誘變選育培養(yǎng)的T.f菌種在一