先進制造技術(shù)

AdvancedManufacturingTechnology機械工程學(xué)院周憶2010.11先進制造技術(shù)

AdvancedManufacturing課程介紹

先進制造技術(shù)概論先進制造技術(shù)的提出、構(gòu)成、特點等

先進制造加工技術(shù)精密與超精密加工技術(shù)超高速加工技術(shù)制造自動化技術(shù)微機械及其微細加工技術(shù)

先進制造新概念先進制造模式、制造理念課程介紹先進制造技術(shù)概論學(xué)習(xí)方式課堂講授——講授重點、難點自學(xué)——課程內(nèi)容50％自學(xué)實踐環(huán)節(jié)——收集資料并自選題目演講、討論考核方法考試或小論文課程介紹學(xué)習(xí)方式課程介紹教材和參考文獻參考教材王潤孝主編.先進制造技術(shù)導(dǎo)論.科學(xué)出版社，2004年參考文獻[1]張根保等.先進制造技術(shù).重慶大學(xué)出版社，1996[2]

MikellP.Groover.FundamentalsofModernManufacturing.JOHNWILEY&SONS,INC.2002[3]屈賢民主編.先進制造技術(shù).機械工業(yè)出版社，2000[4]其它有關(guān)先進制造技術(shù)的文獻資料教材和參考文獻參考教材第一章緒論1.1有關(guān)制造的幾個基本概念1.2制造業(yè)的發(fā)展及其在國民經(jīng)濟中的地位1.3先進制造技術(shù)的內(nèi)涵和特點第一章緒論1.1有關(guān)制造的幾個基本概念

狹義：生產(chǎn)過程中從原材料→成品直接起作用的那部分工作內(nèi)容，包括毛坯制造、零件加工、產(chǎn)品裝配、檢驗、包裝等具體操作（物質(zhì)流）。

廣義：制造=生產(chǎn)CIRP（國際生產(chǎn)工程學(xué)會1990年）定義：制造是涉及制造工業(yè)中產(chǎn)品設(shè)計、物料選擇、生產(chǎn)計劃、生產(chǎn)過程、質(zhì)量保證、經(jīng)營管理、市場銷售和服務(wù)的一系列相關(guān)活動和工作的總稱。生產(chǎn)與制造制造：人類所有經(jīng)濟活動的基石，人類歷史發(fā)展和文明進步的動力。1.1有關(guān)制造的幾個基本概念狹義：生產(chǎn)過程中從原材料→成品直接起作用的那部分工作內(nèi)容，生產(chǎn)的定義輸入輸出+-生產(chǎn)過程效益

生產(chǎn)財富有形（產(chǎn)品）無形（服務(wù)）轉(zhuǎn)變效率：生產(chǎn)率

=

輸出/輸入生產(chǎn)要素生產(chǎn)對象（原材料）生產(chǎn)資料（直接、間接）能源勞動力信息（知識、技能、情報…）資金從系統(tǒng)的觀點，生產(chǎn)可以定義為將生產(chǎn)要素轉(zhuǎn)變成生產(chǎn)財富并創(chuàng)造效益的輸入輸出系統(tǒng)。生產(chǎn)的定義輸入輸出+-生產(chǎn)過程效益制造技術(shù)

在產(chǎn)品生產(chǎn)中，使原材料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品過程所施行的各種手段的總和，稱為制造技術(shù)。運用一定的知識、技能操縱可以利用的物質(zhì)、工具采取有效的方法……

手段包括制造技術(shù)在產(chǎn)品生產(chǎn)中，使原材料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品過程所施行的各種手

制造業(yè)和制造系統(tǒng)制造業(yè)：將制造資源（物料、能源、設(shè)備、工具、資金、信息、人力等）利用制造技術(shù)，通過制造過程，轉(zhuǎn)化為供人們使用或利用的工業(yè)品或生活消費品的行業(yè)。如機械、電子、輕工、紡織、冶金、化工等制造系統(tǒng)是制造業(yè)的基本組成實體制造業(yè)和制造系統(tǒng)制造業(yè)：將制造資源（物料、能源、設(shè)備、工具第一、二、三產(chǎn)業(yè)的劃分第一產(chǎn)業(yè)農(nóng)業(yè)林業(yè)漁業(yè)畜牧業(yè)礦業(yè)采石業(yè)石油業(yè)第二產(chǎn)業(yè)航天航空紡織、服裝汽車、裝備、重型機械冶金、鋼鐵、金屬制品食品、飲料化工、石油精煉計算機、半導(dǎo)體、電器建筑、建材日用消費品玻璃、陶瓷、造紙制藥橡膠、塑料制品能源、電力出版第三產(chǎn)業(yè)銀行、金融服務(wù)、保險通訊、資訊教育、醫(yī)療、保健娛樂、旅館、餐飲、旅游政府法律機構(gòu)房地產(chǎn)修理與維護商業(yè)（零售、批發(fā)）交通、運輸

第一、二、三產(chǎn)業(yè)的劃分第一產(chǎn)業(yè)農(nóng)業(yè)第二產(chǎn)業(yè)航天航空第三產(chǎn)業(yè)銀制造系統(tǒng)結(jié)構(gòu)經(jīng)營管理信息流生產(chǎn)管理信息流技術(shù)信息流物質(zhì)流用戶、市場與外部環(huán)境經(jīng)營管理市場與銷售研究與開發(fā)資源管理財務(wù)生產(chǎn)管理工程設(shè)計采購車間制造（加工、裝配、檢驗、輸送、存儲…

）質(zhì)量控制制造系統(tǒng)結(jié)構(gòu)經(jīng)營管理信息流生產(chǎn)管理信息流技術(shù)信息流物質(zhì)流用戶制造系統(tǒng)特性軟件硬件

結(jié)構(gòu)特性制造系統(tǒng)可視為若干硬件的集合體。為使硬件充分發(fā)揮效能，必須有軟件支持。制造系統(tǒng)特性軟件硬件結(jié)構(gòu)特性

轉(zhuǎn)變特性研究制造系統(tǒng)轉(zhuǎn)變特性，主要從技術(shù)角度出發(fā)，如何使轉(zhuǎn)變過程更有效進行。獲取階段轉(zhuǎn)變階段分配階段原材料供應(yīng)者原材料庫存零件加工零件庫存裝配成品庫存最終用戶制造系統(tǒng)特性轉(zhuǎn)變特性研究制造系統(tǒng)轉(zhuǎn)變特性，主要從技術(shù)角度出發(fā)，如何使轉(zhuǎn)壓力加工油漆車身裝配內(nèi)部裝飾驅(qū)動橋裝配變速箱裝配輪胎裝配底盤裝配

車身安裝最后試驗發(fā)動機裝配發(fā)動機試驗機械加工熱處理鍛造熔化造型澆鑄壓鑄油漆機械加工自動線熱處理汽車生產(chǎn)物流示意圖壓力加工油漆車身裝配內(nèi)部裝飾驅(qū)動橋裝配變速箱裝配輪胎裝配底盤需求訂貨信息生產(chǎn)計劃信息進度計劃信息作業(yè)計劃信息生產(chǎn)結(jié)果數(shù)據(jù)生產(chǎn)控制信息生產(chǎn)技術(shù)信息產(chǎn)品設(shè)計信息綜合生產(chǎn)計劃生產(chǎn)進度計劃作業(yè)計劃生產(chǎn)實施生產(chǎn)控制產(chǎn)品設(shè)計工藝過程計劃工藝過程信息計劃階段實施階段控制階段

程序特性

程序

——

一系列按時間和邏輯安排的步驟研究制造系統(tǒng)程序特性，主要從管理角度出發(fā)如何使生產(chǎn)活動達到最佳化。制造系統(tǒng)特性需求訂貨信息生產(chǎn)計劃信息進度計劃信息作業(yè)計劃信息生產(chǎn)結(jié)果數(shù)據(jù)制造系統(tǒng)的物質(zhì)流與信息流誤差流物流資金流規(guī)劃控制需求信息流實施（車間或現(xiàn)場）原材料產(chǎn)品與服務(wù)能源能量流制造系統(tǒng)的五種流制造系統(tǒng)的物質(zhì)流與信息流誤差流物流資金流規(guī)劃控制需求信息流實制造業(yè)創(chuàng)造了人類1）人從猿進化而來,人猿分離,是由于人學(xué)會雙足行走和用手制造并使用工具。2）中國的元謀人（170萬年前的南方古猿）、非洲人早在160萬年前即開始用火，石料開采和加工，形成了原始制造業(yè)。飲食改善促進了腦的發(fā)展。200萬年前的猿人腦容量約為700毫升，100萬年前的直立人腦容量約為1000毫升，50萬年前增加到1200毫升，1929年發(fā)現(xiàn)的57萬年前的北京（直立）猿人為1050毫升，而現(xiàn)代人的腦容量平均為1450毫升，現(xiàn)代人的大腦皮層褶皺面積為1700-2200平方厘米，是黑猩猩的3倍。3）恩格斯指出：“直立和勞動創(chuàng)造了人類，而勞動是從制造工具開始的。動物所做到的最多是收集,而人則從事生產(chǎn)?！?.2制造業(yè)的發(fā)展及其在國民經(jīng)濟中的地位制造業(yè)創(chuàng)造了人類1）人從猿進化而來,人猿分離,是由于人學(xué)用機器代替手工，從作坊形成工廠

19世紀機器在英國誕生，先后傳人法國、德國和美國。從單件生產(chǎn)方式發(fā)展成大量生產(chǎn)方式泰勒：以勞動分工和計件工資制為基礎(chǔ)的科學(xué)管理。福特：零件互換技術(shù)，1913年建立了具有劃時代意義的汽車裝配生產(chǎn)線柔性化、集成化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化的現(xiàn)代制造技術(shù)柔性制造系統(tǒng)、計算機集成制造系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)化制造、智能制造系統(tǒng)、及時生產(chǎn)、精良生產(chǎn)、敏捷制造……制造業(yè)發(fā)展的歷史用機器代替手工，從作坊形成工廠制造業(yè)發(fā)展的歷史制造業(yè)在國民經(jīng)濟中的地位

制造業(yè)是產(chǎn)業(yè)革命的主力軍

第一次產(chǎn)業(yè)革命：1733-18781）又稱為：蒸汽革命。2）產(chǎn)業(yè)革命的標志：瓦特發(fā)明的蒸汽機。3）英國的制造業(yè)孕育和實現(xiàn)了瓦特的發(fā)明4）制造業(yè)和瓦特的發(fā)明推動了熱力學(xué)理論的誕生。制造業(yè)在國民經(jīng)濟中的地位制造業(yè)是產(chǎn)業(yè)革命的主力軍第二次產(chǎn)業(yè)革命：1879-19451）又稱為：電氣革命。2）產(chǎn)業(yè)革命的標志：電燈（愛迪生）、電話（貝爾）、電機（西門子）等電氣化產(chǎn)品。3）制造業(yè)肇始了電的應(yīng)用，而后才有麥克斯韋電動力學(xué)理論的誕生。4）麥克斯韋電動力學(xué)理論推動了20世紀初開始的無線電、微波、雷達、合成孔徑、微波成像、衛(wèi)星通信、宇宙微波探測等技術(shù)的發(fā)展。5）牛頓力學(xué)和電動力學(xué)又為量子力學(xué)的發(fā)展指引了道路，導(dǎo)致了量子場論的創(chuàng)立。制造業(yè)在國民經(jīng)濟中的地位

制造業(yè)是產(chǎn)業(yè)革命的主力軍

第二次產(chǎn)業(yè)革命：1879-1945制造業(yè)在國民經(jīng)濟中的地位第三次產(chǎn)業(yè)革命：1945-19721）又稱為：電子（原子）革命。2）產(chǎn)業(yè)革命的標志：原子彈（1945）、電子計算機（1946）、晶體管（1948）、集成電路、微電子技術(shù)等。3）微電子制造技術(shù)開創(chuàng)了全新的信息時代。制造業(yè)在國民經(jīng)濟中的地位

制造業(yè)是產(chǎn)業(yè)革命的主力軍

1946年2月15日，世界上第一臺通用電子數(shù)字計算機“埃尼阿克”（ENIAC）研制成功。由美國工程師莫奇負責(zé)?！鞍Ｄ岚⒖恕惫彩褂昧?8000個電子管，另加1500個繼電器以及其它器件，其總體積約90立方米，重達30噸，占地170平方米。第三次產(chǎn)業(yè)革命：1945-1972制造業(yè)在國民經(jīng)濟中的地位第四次產(chǎn)業(yè)革命：1973-1）又稱為：高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)革命。2）產(chǎn)業(yè)革命的標志：眾多高新技術(shù)產(chǎn)品，如微電子產(chǎn)品、電腦、新一代通信產(chǎn)品、新一代汽車、磁懸浮列車、新一代飛機、機器人、生物工程產(chǎn)品、新一代藥物、綠色食品、轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品等等。3）微器件制造工藝，如拉單晶、摻雜、擴散、離子注入、外延、濺射、化學(xué)沉積（CVD）、光刻、表面貼裝、自動化組裝、進而到納米器件制造工藝將把高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)革命推向頂峰。制造業(yè)在國民經(jīng)濟中的地位

制造業(yè)是產(chǎn)業(yè)革命的主力軍

第四次產(chǎn)業(yè)革命：1973-制造業(yè)在國民經(jīng)濟中的地位制造業(yè)

制造業(yè)是國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)國民經(jīng)濟總收入的60%以上來自制造業(yè)，世界發(fā)達國家無不具有強大的制造業(yè)。2001年中國工程院的調(diào)查:1）中國制造業(yè)占國民生產(chǎn)總值的1/32）占整個工業(yè)生產(chǎn)的4/53）為國家財政提供1/3以上的收入4）貢獻出口總額的90%5）就業(yè)人員8043萬制造業(yè)在國民經(jīng)濟中的地位2007年世界制造業(yè)增加值（MVA）份額（注：按2000年不變價格估算）制造業(yè)是國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)2001年中國工程院的調(diào)查:制造制造業(yè)是國民經(jīng)濟各部門的裝備部制造業(yè)在國民經(jīng)濟中的地位紡織機械動力機械家用電器通訊設(shè)備出版印刷網(wǎng)絡(luò)媒體文化娛樂冶金機械建筑機械交通工具環(huán)保設(shè)備軍事裝備醫(yī)療設(shè)備機器制造農(nóng)業(yè)機械化工設(shè)備制造業(yè)制造業(yè)是國民經(jīng)濟各部門的裝備部制造業(yè)在國民經(jīng)濟中的地位紡制造業(yè)面臨的競爭和挑戰(zhàn)來源:Bullinger7880828486889092

94962時間46810平均產(chǎn)品壽命TL平均開發(fā)時間TDTD>TL年數(shù)

知識-技術(shù)-產(chǎn)品更新的周期更短制造業(yè)面臨的競爭和挑戰(zhàn)來源:Bullinger78研制周期交付周期研制周期01234567891070772773774775776777751596263727290年57646871828194.5(年)波音各種機型研制交付周期比較制造業(yè)面臨的競爭和挑戰(zhàn)研制周期交付周期研制周期012345678910707727產(chǎn)品批量更小

汽車生產(chǎn)：大批量生產(chǎn)→大批量定制生產(chǎn)；顧客對產(chǎn)品功能、性能、質(zhì)量的要求更高能參與全球競爭的企業(yè)

更多跨國公司的壟斷性

更明顯企業(yè)的兼并重組

更激烈、更動蕩一般水平的產(chǎn)品及制造能力

嚴重過剩人口老齡化 更嚴重環(huán)保意識、綠色制造呼聲

更強制造業(yè)面臨的競爭和挑戰(zhàn)產(chǎn)品批量生產(chǎn)批量的變化單件訂做價格高工業(yè)革命小批量生產(chǎn)價格高19001950大批量生產(chǎn)價格較低19501990中小批量生產(chǎn)價格中1990后單件訂做小批、動態(tài)生產(chǎn)價格低制造業(yè)面臨的競爭和挑戰(zhàn)生產(chǎn)批量的變化單件價格高工業(yè)革命小批量價格高1900195制造業(yè)市場競爭的新特點“要素”的變化制造業(yè)市場競爭的新特點“要素”的變化“中心”的變化以產(chǎn)品為中心以顧客為中心以市場為中心制造業(yè)市場競爭的新特點“中心”的變化以產(chǎn)品為中心以顧客為中心以市場為中心制造業(yè)市場“市場影響因素”的變化Pine和B.JosephII“MassCustomization,TheNewFrontierinBusinessCompetition.”Boston:HarvardBusinessSchoolPress,0255075100低高擾動程度80年代90年代54503027252236546045382836554651415363535251633964644154627640555674///質(zhì)量意識價格意識服務(wù)水平對替代品的脆弱性產(chǎn)品生命周期經(jīng)濟循環(huán)依賴水平流行時尚意識競爭強度消費者需求及欲望的變化程度購買者能力技術(shù)變化率飽和水平愿望的一致程度需求水平穩(wěn)定性需求及消費者欲望的確定性必需品奢侈品價格競爭產(chǎn)品的差異性制造業(yè)市場競爭的新特點“市場影響因素”的變化Pine和B.Joseph先進制造技術(shù)的產(chǎn)生背景

先進制造技術(shù)首先由美國于20世紀80年代末提出20世紀70年代，一批美國學(xué)者不斷鼓吹美國已進入“后工業(yè)化社會”，認為制造業(yè)是“夕陽工業(yè)”，主張經(jīng)濟重心由制造業(yè)轉(zhuǎn)向高科技產(chǎn)業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)

結(jié)果：導(dǎo)致美國在經(jīng)濟上競爭力下降，貿(mào)易逆差巨增，日本家電、汽車大量涌入并占領(lǐng)了美國市場。（20世紀60年代美國汽車產(chǎn)量占世界汽車總產(chǎn)量的2/3，而到了80年代下降到不足1/3）1.3先進制造技術(shù)的內(nèi)涵和特點先進制造技術(shù)的產(chǎn)生背景先進制造技術(shù)首先由美國于20世紀81963年1983年美日兩國汽車產(chǎn)量在世界市場所占份額多軸數(shù)控機床改進核潛艇性能先進制造技術(shù)的產(chǎn)生背景

1963年1983年美日兩國汽車產(chǎn)量在世界市場所占份額多軸數(shù)

80年代后期，美國的一些國會議員、政府要員紛紛要求政府出面，協(xié)調(diào)和支持制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，1991年，布什政府期間，美國白宮科學(xué)技術(shù)政策辦公室發(fā)表了總數(shù)為22項的美國國家關(guān)鍵技術(shù)，其中制造技術(shù)占4項，標志著美國科技政策的轉(zhuǎn)變。

1988年，美國政府投資進行大規(guī)?！?1世紀制造企業(yè)戰(zhàn)略”研究,并于其后不久提出了“先進制造技術(shù)”發(fā)展目標，制定并實施了“先進制造技術(shù)計劃（ATP）”和“制造技術(shù)中心計劃（MTC）”克林頓上臺后，對制造業(yè)大力支持，他把先進制造技術(shù)列為六大國防關(guān)鍵技術(shù)之首。結(jié)果美國在機械工業(yè)、汽車工業(yè)、航空工業(yè)及信息產(chǎn)業(yè)等方面取得了明顯的進展，使美國的經(jīng)濟連續(xù)8年取得了2-3%的增長率，而且還同時保持低通脹率和低失業(yè)率。先進制造技術(shù)的產(chǎn)生背景

80年代后期，美國的一些國會議員、政府要員紛紛

先進制造技術(shù)計劃（ATP）

由美國聯(lián)邦政府科學(xué)、工程和技術(shù)協(xié)調(diào)委員會（FCCSET）提出，1994年度預(yù)算為14億美元ATP目標:為美國人提供更多高技術(shù)、高工資就業(yè)機會，促進美國經(jīng)濟增長；提高能源效益，減少污染，創(chuàng)造更加清潔的環(huán)境；使美國私人制造業(yè)在世界市場上更具有競爭力，保持美國的競爭地位；使教育系統(tǒng)對每個學(xué)生進行更富有挑戰(zhàn)性的教育；鼓勵科技界把確保國家安全和提高全民生活質(zhì)量作為核心目標。先進制造技術(shù)的產(chǎn)生背景

先進制造技術(shù)計劃（ATP）由美國聯(lián)邦政府科學(xué)、工

又稱“合作伙伴計劃”，由美國國家標準與技術(shù)研究院（NIST）牽頭

目標：面向35萬家中小企業(yè)(他們不像大企業(yè)有自己的開發(fā)能力，且資金不足)，在技術(shù)擁有者（通常為政府的研究機構(gòu)、國家實驗室、大學(xué)）與需要這些技術(shù)的中小企業(yè)之間建立合作的橋梁，使中小企業(yè)掌握先進制造技術(shù)，或使他們具有識別、選擇適用于自己企業(yè)的先進制造技術(shù)的能力

方法：一個地區(qū)設(shè)立一個中心（至95年已建立了30個中心），為中小企業(yè)展示新的制造技術(shù)和設(shè)備，并進行培訓(xùn)，幫助他們選用

經(jīng)費：國會撥款制造技術(shù)中心計劃（MTC）先進制造技術(shù)的產(chǎn)生背景

又稱“合作伙伴計劃”，由美國國家標準與技術(shù)研究院（

汽車2mm工程，使轎車車身精度達到豐田水平1994年，美國汽車產(chǎn)量重新超過日本，重新占領(lǐng)歐、美市場美國Inter公司成為世界最大的芯片制造商（在此之前芯片生產(chǎn)也不敵日本，包括海灣戰(zhàn)爭中大出風(fēng)頭的“愛國者”導(dǎo)彈上使用的芯片也是日本制造的）20世紀90年代，經(jīng)濟持續(xù)增長，失業(yè)率降低到歷史最低水平提出了一系列先進制造技術(shù)的新理論、新思想。

如：CE，LP，AM，…ATP&MTC效果顯著先進制造技術(shù)的產(chǎn)生背景

汽車2mm工程，使轎車車身精度達到豐田水平A

◆

AMT是制造業(yè)不斷吸收信息技術(shù)和現(xiàn)代管理技術(shù)的成果，將其綜合應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計、加工、檢測、管理、銷售、使用、服務(wù)乃至回收的制造全過程，以實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活生產(chǎn)，提高對動態(tài)多變市場的適應(yīng)能力和競爭力的制造技術(shù)的總稱?！粢c：

目標是提高制造企業(yè)對市場的適應(yīng)能力和競爭力強調(diào)信息技術(shù)、現(xiàn)代管理技術(shù)與制造技術(shù)的有機結(jié)合信息技術(shù)、現(xiàn)代管理技術(shù)在整個制造過程中綜合應(yīng)用先進制造技術(shù)的定義先進制造技術(shù)的定義和體系結(jié)構(gòu)

◆AMT是制造業(yè)不斷吸收信息技術(shù)和現(xiàn)代管理技術(shù)的成

面向制造的設(shè)計技術(shù)群

產(chǎn)品/工藝設(shè)計

計算機輔助設(shè)計工藝過程建模和仿真工藝規(guī)程設(shè)計系統(tǒng)工程基礎(chǔ)

快速成型技術(shù)并行工程制造工藝技術(shù)群

材料生產(chǎn)工藝加工工藝聯(lián)接與裝配測試和檢測環(huán)保技術(shù)維修技術(shù)其他

信息技術(shù)

接口技術(shù)集成技術(shù)人工智能數(shù)據(jù)庫軟件工程決策支持

標準和框架

數(shù)據(jù)標準

工藝標準接口框架產(chǎn)品定義和標準檢驗標準

機床和工具技術(shù)傳感器和控制技術(shù)

質(zhì)量管理用戶/供應(yīng)商交互作用工作人員培訓(xùn)和教育

全國監(jiān)督和基準評測技術(shù)獲取和利用主體技術(shù)群支撐技術(shù)群制造基礎(chǔ)設(shè)施環(huán)境先進制造技術(shù)的定義和體系結(jié)構(gòu)

面向制造的設(shè)計技術(shù)群制造工藝技術(shù)群信息技術(shù)標準和1.3.2AMT定義和體系結(jié)構(gòu)

AMST提出的AMT輪圖

TQCSE基礎(chǔ)制造技術(shù)CADCAMNC技術(shù)ROBOTFMC清潔生產(chǎn)技術(shù)質(zhì)量與可靠性CE系統(tǒng)管理技術(shù)MRPⅡCIMSIMSAM集成技術(shù)新型產(chǎn)業(yè)及市場需求帶動（重大裝備、高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)、社會協(xié)調(diào)發(fā)展）系統(tǒng)工程及管理科學(xué)信息技術(shù)AMST提出的先進制造技術(shù)體系圖

新材料技術(shù)新能源技術(shù)◆第二個層次是新型的制造單元技術(shù)。如制造業(yè)自動化單元技術(shù)、極限加工技術(shù)、質(zhì)量與可靠性技術(shù)、系統(tǒng)管理技術(shù)、CAD／CAM、清潔生產(chǎn)技術(shù)、新材料成形加工技術(shù)、激光與高密度能源加工技術(shù)、工藝模擬及工藝設(shè)計優(yōu)化技術(shù)等。◆第一個層次是優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔基礎(chǔ)制造技術(shù)。包括精密下料、精密塑性成形、精密鑄造、精密加工、精密測量、毛坯強韌化、精密熱處理、優(yōu)質(zhì)高效連接技術(shù)、功能性防護涂層及各種與設(shè)計有關(guān)的基礎(chǔ)技術(shù)、各種現(xiàn)代管理技術(shù)?！舻谌齻€層次是先進制造集成技術(shù)。這是應(yīng)用信息技術(shù)和系統(tǒng)管理技術(shù)，通過網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)庫對上述兩個層次的技術(shù)集成而形成的，如FMS、CIMS、IMS以及虛擬制造技術(shù)等。1.3.2AMT定義和體系結(jié)構(gòu)AMST提出的AMT

設(shè)計手段計算機化有限元法優(yōu)化設(shè)計計算機輔助設(shè)計反求工程技術(shù)CAD/CAM一體化技術(shù)工程數(shù)據(jù)庫向全壽命周期設(shè)計發(fā)展由單純考慮技術(shù)因素轉(zhuǎn)向綜合考慮技術(shù)、經(jīng)濟和社會因素先進設(shè)計技術(shù)設(shè)計方法現(xiàn)代化產(chǎn)品動態(tài)分析和設(shè)計產(chǎn)品可靠性可維護性及安全設(shè)計產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計快速響應(yīng)設(shè)計創(chuàng)新設(shè)計智能設(shè)計仿真與虛擬設(shè)計價值工程設(shè)計模塊化設(shè)計先進制造技術(shù)的學(xué)科內(nèi)容先進設(shè)計技術(shù)先進制造技術(shù)的學(xué)科內(nèi)容

先進制造工藝技術(shù)精密、超精密加工技術(shù)精密加工：精度為3～0.3μmRa0.3～0.03μm超精密加工：精度為0.3～0.03μmRa0.3～0.005μm納米加工：精度高于0.03μmRa小于0.3～0.005μm精密成型制造技術(shù)從制造工件的毛坯、從接近零件形狀向直接制成工件的方向發(fā)展特種加工技術(shù)高能束流加工（電子束、離子束、激光束）電加工（電解和電火花)超聲波加工高壓水加工多種能源的組合加工先進制造技術(shù)的學(xué)科內(nèi)容先進制造工藝技術(shù)先進制造技術(shù)的學(xué)科內(nèi)容

制造自動化技術(shù)數(shù)控技術(shù)數(shù)控裝置進給系統(tǒng)主軸系統(tǒng)NC程序編制工業(yè)機器人機器人操作機控制系統(tǒng)傳感器生產(chǎn)線總線控制柔性制造系統(tǒng)加工系統(tǒng)物流系統(tǒng)調(diào)度與控制故障診斷自動檢測與信號識別技術(shù)信號識別數(shù)據(jù)獲取數(shù)據(jù)處理特征提取與識別過程設(shè)備工況監(jiān)測與控制過程監(jiān)視系統(tǒng)在線反饋質(zhì)量控制先進制造技術(shù)的學(xué)科內(nèi)容制造自動化技術(shù)柔性制造系統(tǒng)先進制造技術(shù)的學(xué)科內(nèi)容

先進制造系統(tǒng)先進制造生產(chǎn)模式計算機集成制造系統(tǒng)CIMS敏捷制造系統(tǒng)AMS智能制造系統(tǒng)IMS精良生產(chǎn)LP并行工程CE集成管理技術(shù)企業(yè)資源管理ERP基于作業(yè)的成本管理ABC現(xiàn)代質(zhì)量保障體系生產(chǎn)率工程制造資源快速有效集成生產(chǎn)組織方法虛擬公司理論與組織企業(yè)組織結(jié)構(gòu)的變革以人為本的團隊建設(shè)企業(yè)重組工程先進制造技術(shù)的學(xué)科內(nèi)容先進制造系統(tǒng)生產(chǎn)組織方法先進制造技術(shù)的學(xué)科內(nèi)容

◆

AMT是一項綜合性技術(shù)

AMT不是一項具體的技術(shù)，而是利用系統(tǒng)工程思想和方法將各種相關(guān)技術(shù)集合成一個整體，它特別強調(diào)計算機技術(shù)、信息技術(shù)和現(xiàn)代管理技術(shù)在整個制造過程中的綜合應(yīng)用，特別強調(diào)人的主體作用，強調(diào)人、技術(shù)、管理的有機結(jié)合。◆

AMT

是一項動態(tài)技術(shù)

AMT沒有一個固定的模式，它要與企業(yè)的具體情況相結(jié)合。同時AMT

也不是一成不變的，而是動態(tài)發(fā)展的，它要不斷地吸收和利用各種高新技術(shù)成果，并將其滲透到制造系統(tǒng)的各個部分和整個過程，使其不斷趨于完善。AMT特征先進制造技術(shù)的特征和發(fā)展趨勢◆AMT是一項綜合性技術(shù)◆AMT是一項動態(tài)技

1、集合多學(xué)科成果形成一個完整的制造體系傳統(tǒng)制造技術(shù)、信息技術(shù)、計算機技術(shù)、自動化技術(shù)、先進的管理科學(xué)2、先進制造技術(shù)的動態(tài)發(fā)展過程不斷地吸收各種高新技術(shù)逐漸形成，不同時期、不同區(qū)域有各自的重點和內(nèi)容。3、信息技術(shù)對先進制造技術(shù)的發(fā)展作用越來越重要。CIMS、CE、AM、虛擬企業(yè)、虛擬制造；4、向超精微細領(lǐng)域擴展微型機械，納米測量、微米/納米加工制造；精密化柔性化網(wǎng)絡(luò)化虛擬化智能化清潔化集成化全球化先進制造技術(shù)的特征和發(fā)展趨勢1、集合多學(xué)科成果形成一個完整的制造體系先進制造技術(shù)5、制造過程集成化產(chǎn)品的設(shè)計、加工、檢測、物流、裝配過程一體化。

CAD/CAE/CAPP/CAM/PDM/ERP集成精密成形工藝

6、制造科學(xué)與制造技術(shù)、生產(chǎn)管理的融合制造科學(xué)是制造系統(tǒng)和制造過程知識的系統(tǒng)描述。數(shù)字描述、仿真、優(yōu)化、設(shè)計理論和方法、運動學(xué)、動力學(xué)、結(jié)構(gòu)強度、摩擦學(xué)制造技術(shù)包含在制造科學(xué)之中，制造科學(xué)體現(xiàn)在制造技術(shù)里，技術(shù)和管理由生產(chǎn)模式結(jié)合在一起。精密化柔性化網(wǎng)絡(luò)化虛擬化智能化清潔化集成化全球化先進制造技術(shù)的特征和發(fā)展趨勢5、制造過程集成化先進制造技術(shù)的特征和發(fā)展趨勢

7、綠色制造綠色產(chǎn)品設(shè)計技術(shù)。綠色制造技術(shù)產(chǎn)品的回收和循環(huán)再制造

8、虛擬現(xiàn)實技術(shù)虛擬制造技術(shù)；虛擬企業(yè)。

9、制造全球化制造企業(yè)在世界范圍內(nèi)的重組與集成制造技術(shù)信息和知識的協(xié)調(diào)、合作和共享全球制造的體系結(jié)構(gòu)、制造產(chǎn)品及市場的分布及協(xié)調(diào)。精密化柔性化網(wǎng)絡(luò)化虛擬化智能化清潔化集成化全球化先進制造技術(shù)的特征和發(fā)展趨勢7、綠色制造先進制造技術(shù)的特征和發(fā)展趨勢我國機械制造業(yè)面臨的機遇和挑戰(zhàn)改革開放30年來我國制造業(yè)的進步1）引進國外先進技術(shù)2500多項，占全國的1/3以上。近幾年發(fā)展的新產(chǎn)品，50%達到80年代中后期的世界水平。2）一些重要產(chǎn)品的年生產(chǎn)能力已躍居世界前列，如汽車達千萬輛以上（2009年）。3）我國已成為世界最大的服裝紡織品出口國；與日本、馬來西亞和韓國并稱世界消費類電子產(chǎn)品四大生產(chǎn)國。4）成功開發(fā)生產(chǎn)了運七、運八、新舟60等支線飛機。5）一些新產(chǎn)品的技術(shù)水平已達世界領(lǐng)先或先進水平。如沈陽機床集團的電主軸高速臥式加工中心、激光切割機床，沈陽變壓器廠的50萬伏超高壓變壓器，黎明航發(fā)集團的中國第一臺擁有完全知識產(chǎn)權(quán)的航空發(fā)動機、燃氣輪機，沈陽新松機器人自動化有限公司的6000米水下機器人等產(chǎn)品。我國機械制造業(yè)面臨的機遇和挑戰(zhàn)改革開放30年來我國制造業(yè)的進我國機械制造業(yè)與世界發(fā)達國家的差距產(chǎn)品質(zhì)量和水平不高技術(shù)開發(fā)能力不強基礎(chǔ)元器件和基礎(chǔ)工藝不過關(guān)生產(chǎn)率低科技投入嚴重不足機械制造業(yè)人均產(chǎn)值低我國機械制造業(yè)面臨的機遇和挑戰(zhàn)讓我們一起努力！我國機械制造業(yè)與世界發(fā)達國家的差距產(chǎn)品質(zhì)量和水平不高我國先進制造技術(shù)

AdvancedManufacturingTechnology機械工程學(xué)院周憶2010.11先進制造技術(shù)

AdvancedManufacturing課程介紹

先進制造技術(shù)概論先進制造技術(shù)的提出、構(gòu)成、特點等

先進制造加工技術(shù)精密與超精密加工技術(shù)超高速加工技術(shù)制造自動化技術(shù)微機械及其微細加工技術(shù)

先進制造新概念先進制造模式、制造理念課程介紹先進制造技術(shù)概論學(xué)習(xí)方式課堂講授——講授重點、難點自學(xué)——課程內(nèi)容50％自學(xué)實踐環(huán)節(jié)——收集資料并自選題目演講、討論考核方法考試或小論文課程介紹學(xué)習(xí)方式課程介紹教材和參考文獻參考教材王潤孝主編.先進制造技術(shù)導(dǎo)論.科學(xué)出版社，2004年參考文獻[1]張根保等.先進制造技術(shù).重慶大學(xué)出版社，1996[2]

MikellP.Groover.FundamentalsofModernManufacturing.JOHNWILEY&SONS,INC.2002[3]屈賢民主編.先進制造技術(shù).機械工業(yè)出版社，2000[4]其它有關(guān)先進制造技術(shù)的文獻資料教材和參考文獻參考教材第一章緒論1.1有關(guān)制造的幾個基本概念1.2制造業(yè)的發(fā)展及其在國民經(jīng)濟中的地位1.3先進制造技術(shù)的內(nèi)涵和特點第一章緒論1.1有關(guān)制造的幾個基本概念

狹義：生產(chǎn)過程中從原材料→成品直接起作用的那部分工作內(nèi)容，包括毛坯制造、零件加工、產(chǎn)品裝配、檢驗、包裝等具體操作（物質(zhì)流）。

廣義：制造=生產(chǎn)CIRP（國際生產(chǎn)工程學(xué)會1990年）定義：制造是涉及制造工業(yè)中產(chǎn)品設(shè)計、物料選擇、生產(chǎn)計劃、生產(chǎn)過程、質(zhì)量保證、經(jīng)營管理、市場銷售和服務(wù)的一系列相關(guān)活動和工作的總稱。生產(chǎn)與制造制造：人類所有經(jīng)濟活動的基石，人類歷史發(fā)展和文明進步的動力。1.1有關(guān)制造的幾個基本概念狹義：生產(chǎn)過程中從原材料→成品直接起作用的那部分工作內(nèi)容，生產(chǎn)的定義輸入輸出+-生產(chǎn)過程效益

生產(chǎn)財富有形（產(chǎn)品）無形（服務(wù)）轉(zhuǎn)變效率：生產(chǎn)率

=

輸出/輸入生產(chǎn)要素生產(chǎn)對象（原材料）生產(chǎn)資料（直接、間接）能源勞動力信息（知識、技能、情報…）資金從系統(tǒng)的觀點，生產(chǎn)可以定義為將生產(chǎn)要素轉(zhuǎn)變成生產(chǎn)財富并創(chuàng)造效益的輸入輸出系統(tǒng)。生產(chǎn)的定義輸入輸出+-生產(chǎn)過程效益制造技術(shù)

在產(chǎn)品生產(chǎn)中，使原材料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品過程所施行的各種手段的總和，稱為制造技術(shù)。運用一定的知識、技能操縱可以利用的物質(zhì)、工具采取有效的方法……

手段包括制造技術(shù)在產(chǎn)品生產(chǎn)中，使原材料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品過程所施行的各種手

制造業(yè)和制造系統(tǒng)制造業(yè)：將制造資源（物料、能源、設(shè)備、工具、資金、信息、人力等）利用制造技術(shù)，通過制造過程，轉(zhuǎn)化為供人們使用或利用的工業(yè)品或生活消費品的行業(yè)。如機械、電子、輕工、紡織、冶金、化工等制造系統(tǒng)是制造業(yè)的基本組成實體制造業(yè)和制造系統(tǒng)制造業(yè)：將制造資源（物料、能源、設(shè)備、工具第一、二、三產(chǎn)業(yè)的劃分第一產(chǎn)業(yè)農(nóng)業(yè)林業(yè)漁業(yè)畜牧業(yè)礦業(yè)采石業(yè)石油業(yè)第二產(chǎn)業(yè)航天航空紡織、服裝汽車、裝備、重型機械冶金、鋼鐵、金屬制品食品、飲料化工、石油精煉計算機、半導(dǎo)體、電器建筑、建材日用消費品玻璃、陶瓷、造紙制藥橡膠、塑料制品能源、電力出版第三產(chǎn)業(yè)銀行、金融服務(wù)、保險通訊、資訊教育、醫(yī)療、保健娛樂、旅館、餐飲、旅游政府法律機構(gòu)房地產(chǎn)修理與維護商業(yè)（零售、批發(fā)）交通、運輸

第一、二、三產(chǎn)業(yè)的劃分第一產(chǎn)業(yè)農(nóng)業(yè)第二產(chǎn)業(yè)航天航空第三產(chǎn)業(yè)銀制造系統(tǒng)結(jié)構(gòu)經(jīng)營管理信息流生產(chǎn)管理信息流技術(shù)信息流物質(zhì)流用戶、市場與外部環(huán)境經(jīng)營管理市場與銷售研究與開發(fā)資源管理財務(wù)生產(chǎn)管理工程設(shè)計采購車間制造（加工、裝配、檢驗、輸送、存儲…

）質(zhì)量控制制造系統(tǒng)結(jié)構(gòu)經(jīng)營管理信息流生產(chǎn)管理信息流技術(shù)信息流物質(zhì)流用戶制造系統(tǒng)特性軟件硬件

結(jié)構(gòu)特性制造系統(tǒng)可視為若干硬件的集合體。為使硬件充分發(fā)揮效能，必須有軟件支持。制造系統(tǒng)特性軟件硬件結(jié)構(gòu)特性

轉(zhuǎn)變特性研究制造系統(tǒng)轉(zhuǎn)變特性，主要從技術(shù)角度出發(fā)，如何使轉(zhuǎn)變過程更有效進行。獲取階段轉(zhuǎn)變階段分配階段原材料供應(yīng)者原材料庫存零件加工零件庫存裝配成品庫存最終用戶制造系統(tǒng)特性轉(zhuǎn)變特性研究制造系統(tǒng)轉(zhuǎn)變特性，主要從技術(shù)角度出發(fā)，如何使轉(zhuǎn)壓力加工油漆車身裝配內(nèi)部裝飾驅(qū)動橋裝配變速箱裝配輪胎裝配底盤裝配

車身安裝最后試驗發(fā)動機裝配發(fā)動機試驗機械加工熱處理鍛造熔化造型澆鑄壓鑄油漆機械加工自動線熱處理汽車生產(chǎn)物流示意圖壓力加工油漆車身裝配內(nèi)部裝飾驅(qū)動橋裝配變速箱裝配輪胎裝配底盤需求訂貨信息生產(chǎn)計劃信息進度計劃信息作業(yè)計劃信息生產(chǎn)結(jié)果數(shù)據(jù)生產(chǎn)控制信息生產(chǎn)技術(shù)信息產(chǎn)品設(shè)計信息綜合生產(chǎn)計劃生產(chǎn)進度計劃作業(yè)計劃生產(chǎn)實施生產(chǎn)控制產(chǎn)品設(shè)計工藝過程計劃工藝過程信息計劃階段實施階段控制階段

程序特性

程序

——

一系列按時間和邏輯安排的步驟研究制造系統(tǒng)程序特性，主要從管理角度出發(fā)如何使生產(chǎn)活動達到最佳化。制造系統(tǒng)特性需求訂貨信息生產(chǎn)計劃信息進度計劃信息作業(yè)計劃信息生產(chǎn)結(jié)果數(shù)據(jù)制造系統(tǒng)的物質(zhì)流與信息流誤差流物流資金流規(guī)劃控制需求信息流實施（車間或現(xiàn)場）原材料產(chǎn)品與服務(wù)能源能量流制造系統(tǒng)的五種流制造系統(tǒng)的物質(zhì)流與信息流誤差流物流資金流規(guī)劃控制需求信息流實制造業(yè)創(chuàng)造了人類1）人從猿進化而來,人猿分離,是由于人學(xué)會雙足行走和用手制造并使用工具。2）中國的元謀人（170萬年前的南方古猿）、非洲人早在160萬年前即開始用火，石料開采和加工，形成了原始制造業(yè)。飲食改善促進了腦的發(fā)展。200萬年前的猿人腦容量約為700毫升，100萬年前的直立人腦容量約為1000毫升，50萬年前增加到1200毫升，1929年發(fā)現(xiàn)的57萬年前的北京（直立）猿人為1050毫升，而現(xiàn)代人的腦容量平均為1450毫升，現(xiàn)代人的大腦皮層褶皺面積為1700-2200平方厘米，是黑猩猩的3倍。3）恩格斯指出：“直立和勞動創(chuàng)造了人類，而勞動是從制造工具開始的。動物所做到的最多是收集,而人則從事生產(chǎn)。”1.2制造業(yè)的發(fā)展及其在國民經(jīng)濟中的地位制造業(yè)創(chuàng)造了人類1）人從猿進化而來,人猿分離,是由于人學(xué)用機器代替手工，從作坊形成工廠

19世紀機器在英國誕生，先后傳人法國、德國和美國。從單件生產(chǎn)方式發(fā)展成大量生產(chǎn)方式泰勒：以勞動分工和計件工資制為基礎(chǔ)的科學(xué)管理。福特：零件互換技術(shù)，1913年建立了具有劃時代意義的汽車裝配生產(chǎn)線柔性化、集成化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化的現(xiàn)代制造技術(shù)柔性制造系統(tǒng)、計算機集成制造系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)化制造、智能制造系統(tǒng)、及時生產(chǎn)、精良生產(chǎn)、敏捷制造……制造業(yè)發(fā)展的歷史用機器代替手工，從作坊形成工廠制造業(yè)發(fā)展的歷史制造業(yè)在國民經(jīng)濟中的地位

制造業(yè)是產(chǎn)業(yè)革命的主力軍

第一次產(chǎn)業(yè)革命：1733-18781）又稱為：蒸汽革命。2）產(chǎn)業(yè)革命的標志：瓦特發(fā)明的蒸汽機。3）英國的制造業(yè)孕育和實現(xiàn)了瓦特的發(fā)明4）制造業(yè)和瓦特的發(fā)明推動了熱力學(xué)理論的誕生。制造業(yè)在國民經(jīng)濟中的地位制造業(yè)是產(chǎn)業(yè)革命的主力軍第二次產(chǎn)業(yè)革命：1879-19451）又稱為：電氣革命。2）產(chǎn)業(yè)革命的標志：電燈（愛迪生）、電話（貝爾）、電機（西門子）等電氣化產(chǎn)品。3）制造業(yè)肇始了電的應(yīng)用，而后才有麥克斯韋電動力學(xué)理論的誕生。4）麥克斯韋電動力學(xué)理論推動了20世紀初開始的無線電、微波、雷達、合成孔徑、微波成像、衛(wèi)星通信、宇宙微波探測等技術(shù)的發(fā)展。5）牛頓力學(xué)和電動力學(xué)又為量子力學(xué)的發(fā)展指引了道路，導(dǎo)致了量子場論的創(chuàng)立。制造業(yè)在國民經(jīng)濟中的地位

制造業(yè)是產(chǎn)業(yè)革命的主力軍

第二次產(chǎn)業(yè)革命：1879-1945制造業(yè)在國民經(jīng)濟中的地位第三次產(chǎn)業(yè)革命：1945-19721）又稱為：電子（原子）革命。2）產(chǎn)業(yè)革命的標志：原子彈（1945）、電子計算機（1946）、晶體管（1948）、集成電路、微電子技術(shù)等。3）微電子制造技術(shù)開創(chuàng)了全新的信息時代。制造業(yè)在國民經(jīng)濟中的地位

制造業(yè)是產(chǎn)業(yè)革命的主力軍

1946年2月15日，世界上第一臺通用電子數(shù)字計算機“埃尼阿克”（ENIAC）研制成功。由美國工程師莫奇負責(zé)?！鞍Ｄ岚⒖恕惫彩褂昧?8000個電子管，另加1500個繼電器以及其它器件，其總體積約90立方米，重達30噸，占地170平方米。第三次產(chǎn)業(yè)革命：1945-1972制造業(yè)在國民經(jīng)濟中的地位第四次產(chǎn)業(yè)革命：1973-1）又稱為：高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)革命。2）產(chǎn)業(yè)革命的標志：眾多高新技術(shù)產(chǎn)品，如微電子產(chǎn)品、電腦、新一代通信產(chǎn)品、新一代汽車、磁懸浮列車、新一代飛機、機器人、生物工程產(chǎn)品、新一代藥物、綠色食品、轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品等等。3）微器件制造工藝，如拉單晶、摻雜、擴散、離子注入、外延、濺射、化學(xué)沉積（CVD）、光刻、表面貼裝、自動化組裝、進而到納米器件制造工藝將把高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)革命推向頂峰。制造業(yè)在國民經(jīng)濟中的地位

制造業(yè)是產(chǎn)業(yè)革命的主力軍

第四次產(chǎn)業(yè)革命：1973-制造業(yè)在國民經(jīng)濟中的地位制造業(yè)

制造業(yè)是國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)國民經(jīng)濟總收入的60%以上來自制造業(yè)，世界發(fā)達國家無不具有強大的制造業(yè)。2001年中國工程院的調(diào)查:1）中國制造業(yè)占國民生產(chǎn)總值的1/32）占整個工業(yè)生產(chǎn)的4/53）為國家財政提供1/3以上的收入4）貢獻出口總額的90%5）就業(yè)人員8043萬制造業(yè)在國民經(jīng)濟中的地位2007年世界制造業(yè)增加值（MVA）份額（注：按2000年不變價格估算）制造業(yè)是國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)2001年中國工程院的調(diào)查:制造制造業(yè)是國民經(jīng)濟各部門的裝備部制造業(yè)在國民經(jīng)濟中的地位紡織機械動力機械家用電器通訊設(shè)備出版印刷網(wǎng)絡(luò)媒體文化娛樂冶金機械建筑機械交通工具環(huán)保設(shè)備軍事裝備醫(yī)療設(shè)備機器制造農(nóng)業(yè)機械化工設(shè)備制造業(yè)制造業(yè)是國民經(jīng)濟各部門的裝備部制造業(yè)在國民經(jīng)濟中的地位紡制造業(yè)面臨的競爭和挑戰(zhàn)來源:Bullinger7880828486889092

94962時間46810平均產(chǎn)品壽命TL平均開發(fā)時間TDTD>TL年數(shù)

知識-技術(shù)-產(chǎn)品更新的周期更短制造業(yè)面臨的競爭和挑戰(zhàn)來源:Bullinger78研制周期交付周期研制周期01234567891070772773774775776777751596263727290年57646871828194.5(年)波音各種機型研制交付周期比較制造業(yè)面臨的競爭和挑戰(zhàn)研制周期交付周期研制周期012345678910707727產(chǎn)品批量更小

汽車生產(chǎn)：大批量生產(chǎn)→大批量定制生產(chǎn)；顧客對產(chǎn)品功能、性能、質(zhì)量的要求更高能參與全球競爭的企業(yè)

更多跨國公司的壟斷性

更明顯企業(yè)的兼并重組

更激烈、更動蕩一般水平的產(chǎn)品及制造能力

嚴重過剩人口老齡化 更嚴重環(huán)保意識、綠色制造呼聲

更強制造業(yè)面臨的競爭和挑戰(zhàn)產(chǎn)品批量生產(chǎn)批量的變化單件訂做價格高工業(yè)革命小批量生產(chǎn)價格高19001950大批量生產(chǎn)價格較低19501990中小批量生產(chǎn)價格中1990后單件訂做小批、動態(tài)生產(chǎn)價格低制造業(yè)面臨的競爭和挑戰(zhàn)生產(chǎn)批量的變化單件價格高工業(yè)革命小批量價格高1900195制造業(yè)市場競爭的新特點“要素”的變化制造業(yè)市場競爭的新特點“要素”的變化“中心”的變化以產(chǎn)品為中心以顧客為中心以市場為中心制造業(yè)市場競爭的新特點“中心”的變化以產(chǎn)品為中心以顧客為中心以市場為中心制造業(yè)市場“市場影響因素”的變化Pine和B.JosephII“MassCustomization,TheNewFrontierinBusinessCompetition.”Boston:HarvardBusinessSchoolPress,0255075100低高擾動程度80年代90年代54503027252236546045382836554651415363535251633964644154627640555674///質(zhì)量意識價格意識服務(wù)水平對替代品的脆弱性產(chǎn)品生命周期經(jīng)濟循環(huán)依賴水平流行時尚意識競爭強度消費者需求及欲望的變化程度購買者能力技術(shù)變化率飽和水平愿望的一致程度需求水平穩(wěn)定性需求及消費者欲望的確定性必需品奢侈品價格競爭產(chǎn)品的差異性制造業(yè)市場競爭的新特點“市場影響因素”的變化Pine和B.Joseph先進制造技術(shù)的產(chǎn)生背景

先進制造技術(shù)首先由美國于20世紀80年代末提出20世紀70年代，一批美國學(xué)者不斷鼓吹美國已進入“后工業(yè)化社會”，認為制造業(yè)是“夕陽工業(yè)”，主張經(jīng)濟重心由制造業(yè)轉(zhuǎn)向高科技產(chǎn)業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)

結(jié)果：導(dǎo)致美國在經(jīng)濟上競爭力下降，貿(mào)易逆差巨增，日本家電、汽車大量涌入并占領(lǐng)了美國市場。（20世紀60年代美國汽車產(chǎn)量占世界汽車總產(chǎn)量的2/3，而到了80年代下降到不足1/3）1.3先進制造技術(shù)的內(nèi)涵和特點先進制造技術(shù)的產(chǎn)生背景先進制造技術(shù)首先由美國于20世紀81963年1983年美日兩國汽車產(chǎn)量在世界市場所占份額多軸數(shù)控機床改進核潛艇性能先進制造技術(shù)的產(chǎn)生背景

1963年1983年美日兩國汽車產(chǎn)量在世界市場所占份額多軸數(shù)

80年代后期，美國的一些國會議員、政府要員紛紛要求政府出面，協(xié)調(diào)和支持制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，1991年，布什政府期間，美國白宮科學(xué)技術(shù)政策辦公室發(fā)表了總數(shù)為22項的美國國家關(guān)鍵技術(shù)，其中制造技術(shù)占4項，標志著美國科技政策的轉(zhuǎn)變。

1988年，美國政府投資進行大規(guī)模“21世紀制造企業(yè)戰(zhàn)略”研究,并于其后不久提出了“先進制造技術(shù)”發(fā)展目標，制定并實施了“先進制造技術(shù)計劃（ATP）”和“制造技術(shù)中心計劃（MTC）”克林頓上臺后，對制造業(yè)大力支持，他把先進制造技術(shù)列為六大國防關(guān)鍵技術(shù)之首。結(jié)果美國在機械工業(yè)、汽車工業(yè)、航空工業(yè)及信息產(chǎn)業(yè)等方面取得了明顯的進展，使美國的經(jīng)濟連續(xù)8年取得了2-3%的增長率，而且還同時保持低通脹率和低失業(yè)率。先進制造技術(shù)的產(chǎn)生背景

80年代后期，美國的一些國會議員、政府要員紛紛

先進制造技術(shù)計劃（ATP）

由美國聯(lián)邦政府科學(xué)、工程和技術(shù)協(xié)調(diào)委員會（FCCSET）提出，1994年度預(yù)算為14億美元ATP目標:為美國人提供更多高技術(shù)、高工資就業(yè)機會，促進美國經(jīng)濟增長；提高能源效益，減少污染，創(chuàng)造更加清潔的環(huán)境；使美國私人制造業(yè)在世界市場上更具有競爭力，保持美國的競爭地位；使教育系統(tǒng)對每個學(xué)生進行更富有挑戰(zhàn)性的教育；鼓勵科技界把確保國家安全和提高全民生活質(zhì)量作為核心目標。先進制造技術(shù)的產(chǎn)生背景

先進制造技術(shù)計劃（ATP）由美國聯(lián)邦政府科學(xué)、工

又稱“合作伙伴計劃”，由美國國家標準與技術(shù)研究院（NIST）牽頭

目標：面向35萬家中小企業(yè)(他們不像大企業(yè)有自己的開發(fā)能力，且資金不足)，在技術(shù)擁有者（通常為政府的研究機構(gòu)、國家實驗室、大學(xué)）與需要這些技術(shù)的中小企業(yè)之間建立合作的橋梁，使中小企業(yè)掌握先進制造技術(shù)，或使他們具有識別、選擇適用于自己企業(yè)的先進制造技術(shù)的能力

方法：一個地區(qū)設(shè)立一個中心（至95年已建立了30個中心），為中小企業(yè)展示新的制造技術(shù)和設(shè)備，并進行培訓(xùn)，幫助他們選用

經(jīng)費：國會撥款制造技術(shù)中心計劃（MTC）先進制造技術(shù)的產(chǎn)生背景

又稱“合作伙伴計劃”，由美國國家標準與技術(shù)研究院（

汽車2mm工程，使轎車車身精度達到豐田水平1994年，美國汽車產(chǎn)量重新超過日本，重新占領(lǐng)歐、美市場美國Inter公司成為世界最大的芯片制造商（在此之前芯片生產(chǎn)也不敵日本，包括海灣戰(zhàn)爭中大出風(fēng)頭的“愛國者”導(dǎo)彈上使用的芯片也是日本制造的）20世紀90年代，經(jīng)濟持續(xù)增長，失業(yè)率降低到歷史最低水平提出了一系列先進制造技術(shù)的新理論、新思想。

如：CE，LP，AM，…ATP&MTC效果顯著先進制造技術(shù)的產(chǎn)生背景

汽車2mm工程，使轎車車身精度達到豐田水平A

◆

AMT是制造業(yè)不斷吸收信息技術(shù)和現(xiàn)代管理技術(shù)的成果，將其綜合應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計、加工、檢測、管理、銷售、使用、服務(wù)乃至回收的制造全過程，以實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活生產(chǎn)，提高對動態(tài)多變市場的適應(yīng)能力和競爭力的制造技術(shù)的總稱?！粢c：

目標是提高制造企業(yè)對市場的適應(yīng)能力和競爭力強調(diào)信息技術(shù)、現(xiàn)代管理技術(shù)與制造技術(shù)的有機結(jié)合信息技術(shù)、現(xiàn)代管理技術(shù)在整個制造過程中綜合應(yīng)用先進制造技術(shù)的定義先進制造技術(shù)的定義和體系結(jié)構(gòu)

◆AMT是制造業(yè)不斷吸收信息技術(shù)和現(xiàn)代管理技術(shù)的成

面向制造的設(shè)計技術(shù)群

產(chǎn)品/工藝設(shè)計

計算機輔助設(shè)計工藝過程建模和仿真工藝規(guī)程設(shè)計系統(tǒng)工程基礎(chǔ)

快速成型技術(shù)并行工程制造工藝技術(shù)群

材料生產(chǎn)工藝加工工藝聯(lián)接與裝配測試和檢測環(huán)保技術(shù)維修技術(shù)其他

信息技術(shù)

接口技術(shù)集成技術(shù)人工智能數(shù)據(jù)庫軟件工程決策支持

標準和框架

數(shù)據(jù)標準

工藝標準接口框架產(chǎn)品定義和標準檢驗標準

機床和工具技術(shù)傳感器和控制技術(shù)

質(zhì)量管理用戶/供應(yīng)商交互作用工作人員培訓(xùn)和教育

全國監(jiān)督和基準評測技術(shù)獲取和利用主體技術(shù)群支撐技術(shù)群制造基礎(chǔ)設(shè)施環(huán)境先進制造技術(shù)的定義和體系結(jié)構(gòu)

面向制造的設(shè)計技術(shù)群制造工藝技術(shù)群信息技術(shù)標準和1.3.2AMT定義和體系結(jié)構(gòu)

AMST提出的AMT輪圖

TQCSE基礎(chǔ)制造技術(shù)CADCAMNC技術(shù)ROBOTFMC清潔生產(chǎn)技術(shù)質(zhì)量與可靠性CE系統(tǒng)管理技術(shù)MRPⅡCIMSIMSAM集成技術(shù)新型產(chǎn)業(yè)及市場需求帶動（重大裝備、高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)、社會協(xié)調(diào)發(fā)展）系統(tǒng)工程及管理科學(xué)信息技術(shù)AMST提出的先進制造技術(shù)體系圖

新材料技術(shù)新能源技術(shù)◆第二個層次是新型的制造單元技術(shù)。如制造業(yè)自動化單元技術(shù)、極限加工技術(shù)、質(zhì)量與可靠性技術(shù)、系統(tǒng)管理技術(shù)、CAD／CAM、清潔生產(chǎn)技術(shù)、新材料成形加工技術(shù)、激光與高密度能源加工技術(shù)、工藝模擬及工藝設(shè)計優(yōu)化技術(shù)等?！舻谝粋€層次是優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔基礎(chǔ)制造技術(shù)。包括精密下料、精密塑性成形、精密鑄造、精密加工、精密測量、毛坯強韌化、精密熱處理、優(yōu)質(zhì)高效連接技術(shù)、功能性防護涂層及各種與設(shè)計有關(guān)的基礎(chǔ)技術(shù)、各種現(xiàn)代管理技術(shù)。◆第三個層次是先進制造集成技術(shù)。這是應(yīng)用信息技術(shù)和系統(tǒng)管理技術(shù)，通過網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)庫對上述兩個層次的技術(shù)集成而形成的，如FMS、CIMS、IMS以及虛擬制造技術(shù)等。1.3.2AMT定義和體系結(jié)構(gòu)AMST提出的AMT

設(shè)計手段計算機化有限元法優(yōu)化設(shè)計計算機輔助設(shè)計反求工程技術(shù)CAD/CAM一體化技術(shù)工程數(shù)據(jù)庫向全壽命周期設(shè)計發(fā)展由單純考慮技術(shù)因素轉(zhuǎn)向綜合考慮技術(shù)、經(jīng)濟和社會因素先進設(shè)計技術(shù)設(shè)計方法現(xiàn)代化產(chǎn)品動態(tài)分析和設(shè)計產(chǎn)品可靠性可維護性及安全設(shè)計產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計快速響應(yīng)設(shè)計創(chuàng)新設(shè)計智能設(shè)計仿真與虛擬設(shè)計價值工程設(shè)計模塊化設(shè)計先進制造技術(shù)的學(xué)科內(nèi)容先進設(shè)計技術(shù)先進制造技術(shù)的學(xué)科內(nèi)容

先進制造工藝技術(shù)精密、超精密加工技術(shù)精密加工：精度為3～0.3μmRa0.3～0.03μm超精密加工：精度為0.3～0