先進(jìn)制造技術(shù)概述清華大學(xué)制造工程研究所郁鼎文先進(jìn)制造技術(shù)—概述21世紀(jì)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的總趨勢(shì)中國(guó)制造業(yè)成就及其重大意義2134制造業(yè)面臨的競(jìng)爭(zhēng)和挑戰(zhàn)制造技術(shù)的發(fā)展制造的概念5先進(jìn)制造技術(shù)61.1概念

制造（Manufacturing):是人類所有經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的基石，是人類歷史發(fā)展和文明進(jìn)步的動(dòng)力。狹義：為機(jī)電產(chǎn)品的機(jī)械加工工藝過(guò)程廣義：國(guó)際生產(chǎn)工程學(xué)會(huì)1990年：制造是涉及制造工業(yè)中產(chǎn)品設(shè)計(jì)、物料選擇、生產(chǎn)計(jì)劃、生產(chǎn)過(guò)程、質(zhì)量保證、經(jīng)營(yíng)管理、市場(chǎng)銷售和服務(wù)的一系列相關(guān)活動(dòng)和工作的總稱。(Manufacturingisseriesofinterrelatedactivitiesandoperationsinvolvingthedesign，planning，production，qualityassurance，managementandmarketingoftheproductsofthemanufacturingindustries。)1、制造的概念制造技術(shù)（ManufacturingTechnology)按照人們所需的目的，運(yùn)用知識(shí)和技能，利用客觀物資工具，將原材料物化為人類所需產(chǎn)品的工程技術(shù)。即：使原材料成為產(chǎn)品而使用的一系列技術(shù)的總稱制造過(guò)程產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、使用、維修、報(bào)廢、回收等的全過(guò)程，也稱為產(chǎn)品生命周期。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(guò)制造過(guò)程，轉(zhuǎn)化為供人們使用或利用的工業(yè)品或生活消費(fèi)品的行業(yè)。1、制造的概念1.2制造系統(tǒng)

制造系統(tǒng)是制造業(yè)的基本組成實(shí)體。結(jié)構(gòu)：是制造過(guò)程所涉及的硬件（物料、設(shè)備、工具、能源等）、軟件（制造理論、工藝、信息等）、人員所組成的具有特定功能的有機(jī)整體。

功能：輸入制造系統(tǒng)的資源（原材料、能源、信息、人力...）通過(guò)制造過(guò)程輸出產(chǎn)品過(guò)程：制造生產(chǎn)的運(yùn)行過(guò)程，包括市場(chǎng)分析、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝規(guī)劃、制造裝配、檢驗(yàn)出廠、產(chǎn)品銷售、售后服務(wù)、報(bào)廢、回收、再利用等。1、制造的概念2.1制造創(chuàng)造了人類2.2制造業(yè)發(fā)展歷程2.3制造業(yè)發(fā)展的教訓(xùn)2.4制造業(yè)產(chǎn)業(yè)革命的生力軍2、制造技術(shù)的發(fā)展1）人從猿進(jìn)化而來(lái),人猿分離,是由于人學(xué)會(huì)雙足行走和用手制造并使用工具。2）中國(guó)的元謀人（170萬(wàn)年前的南方古猿）、非洲人早在160萬(wàn)年前即開(kāi)始用火，石料開(kāi)采和加工，形成了原始制造業(yè)。飲食改善促進(jìn)了腦的發(fā)展。200萬(wàn)年前的猿人腦容量約為700毫升，100萬(wàn)年前的直立人腦容量約為1000毫升，50萬(wàn)年前增加到1200毫升，1929年發(fā)現(xiàn)的57萬(wàn)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(dòng)創(chuàng)造了人類，而勞動(dòng)是從制造工具開(kāi)始的。動(dòng)物所做到的最多是收集,而人則從事生產(chǎn)?！?.1制造業(yè)創(chuàng)造了人類1）用機(jī)器代替手工，從作坊形成工廠19世紀(jì)機(jī)器在英國(guó)誕生，先后傳人法國(guó)、德國(guó)和美國(guó)。2）從單件生產(chǎn)方式發(fā)展成大量生產(chǎn)方式泰勒：以勞動(dòng)分工和計(jì)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(shí)代意義的汽車裝配生產(chǎn)線3）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(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)化制造、智能制造系統(tǒng)、及時(shí)生產(chǎn)、精良生產(chǎn)、敏捷制造……2.2制造業(yè)發(fā)展的歷程一、美國(guó)的教訓(xùn)1)上個(gè)世紀(jì)70年代,美國(guó)不重視制造業(yè),把制造業(yè)稱為“夕陽(yáng)工業(yè)”,結(jié)果導(dǎo)致美國(guó)80年代的經(jīng)濟(jì)衰退。2)80年代后期，美國(guó)的一些國(guó)會(huì)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(guó)白宮科學(xué)技術(shù)政策辦公室發(fā)表了總數(shù)為22項(xiàng)的美國(guó)國(guó)家關(guān)鍵技術(shù)，其中制造技術(shù)占4項(xiàng)，標(biāo)志著美國(guó)科技政策的轉(zhuǎn)變。3)克林頓上臺(tái)后，對(duì)制造業(yè)大力支持，他把先進(jìn)制造技術(shù)列為六大國(guó)防關(guān)鍵技術(shù)之首。結(jié)果美國(guó)在機(jī)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(jìn)展，使美國(guó)的經(jīng)濟(jì)連續(xù)8年取得了2-3%的增長(zhǎng)率，而且還同時(shí)保持低通脹率和低失業(yè)率。這就是克林頓雖發(fā)生丑聞而未被彈劾的主要原因。2.3制造業(yè)發(fā)展的教訓(xùn)二、日本的經(jīng)驗(yàn)1）在上個(gè)世紀(jì)70-80年代，日本非常重視制業(yè)，特別大抓了汽車制造和微電子制造，結(jié)果日本的汽車和家用電器占領(lǐng)了全世界的市場(chǎng)，特別是大舉進(jìn)入了美國(guó)市場(chǎng)。2）日本的微電子芯片成為美國(guó)高技術(shù)產(chǎn)品的關(guān)鍵元件。1991年海灣戰(zhàn)爭(zhēng)結(jié)束后，日本人說(shuō)美國(guó)贏得這場(chǎng)戰(zhàn)爭(zhēng)是依靠的日本的芯片，是“日本的芯片打敗了伊拉克的鋼片”。2.3制造業(yè)發(fā)展的教訓(xùn)三、東南南亞經(jīng)濟(jì)濟(jì)危機(jī)的的啟示1）1998年年爆發(fā)的的東南亞亞經(jīng)濟(jì)危危機(jī)，從從另一個(gè)個(gè)側(cè)面反反映了一一個(gè)國(guó)家家發(fā)展制制造業(yè)的的重要。。一個(gè)國(guó)國(guó)家，如如果把經(jīng)經(jīng)濟(jì)的基基礎(chǔ)放在在股票、、旅游、、金融、、房地產(chǎn)產(chǎn)、服務(wù)務(wù)業(yè)上，，而無(wú)自自己的制制造業(yè)，，這個(gè)國(guó)國(guó)家的經(jīng)經(jīng)濟(jì)就容容易形成成泡沫經(jīng)經(jīng)濟(jì)，一一有風(fēng)吹吹草動(dòng)就就會(huì)產(chǎn)生生經(jīng)濟(jì)危危機(jī)。2）新加加坡、臺(tái)臺(tái)灣都有有自己的的制造業(yè)業(yè)，因此此受經(jīng)濟(jì)濟(jì)危機(jī)的的影響小小一些。。2.3制制造業(yè)業(yè)發(fā)展的的教訓(xùn)四、瑞瑞士依靠靠什么使使人均產(chǎn)產(chǎn)值居世世界第一一？1）瑞士是一一個(gè)僅700萬(wàn)人口的小小國(guó)，但瑞士士的制造業(yè)十十分發(fā)達(dá)，瑞瑞士的精密機(jī)機(jī)械產(chǎn)品的出出口量是我國(guó)國(guó)的8倍，瑞瑞士的手表世世界第一，連連小小的軍刀刀，也風(fēng)靡全全世界。2）現(xiàn)在瑞士士的年人均國(guó)國(guó)民生產(chǎn)總值值達(dá)到4.3萬(wàn)美元以上上,居世界第第一。2.3制造造業(yè)發(fā)展的教教訓(xùn)2.4制造造業(yè)是產(chǎn)業(yè)革革命的主力軍軍一、第一次次產(chǎn)業(yè)革命：：1733-18781）又稱為：：蒸汽革命。。2）產(chǎn)業(yè)革命命的標(biāo)志：瓦瓦特發(fā)明的蒸蒸汽機(jī)。3）英國(guó)的制制造業(yè)孕育和和實(shí)現(xiàn)了瓦特特的發(fā)明4）制造業(yè)和和瓦特的發(fā)明明推動(dòng)了熱力力學(xué)理論的誕生。2.4制造造業(yè)是產(chǎn)業(yè)革革命的主力軍軍二、第二次產(chǎn)產(chǎn)業(yè)革命：1879-19451）又稱為：：電氣革命。。2）產(chǎn)業(yè)革命命的標(biāo)志：電電燈（愛(ài)迪生生）、電話（（貝爾）、電電機(jī)（西門子子）等電氣化化產(chǎn)品。3）制造業(yè)肇肇始了電的應(yīng)應(yīng)用，而后才才有麥克斯韋韋電動(dòng)力學(xué)理理論的誕生。。4）麥克斯韋韋電動(dòng)力學(xué)理理論推動(dòng)了20世紀(jì)初開(kāi)開(kāi)始的無(wú)線電電、微波、雷雷達(dá)、合成孔孔徑、微波成成像、衛(wèi)星通通信、宇宙微微波探測(cè)等技技術(shù)的發(fā)展。。5）牛頓力學(xué)學(xué)和電動(dòng)力學(xué)學(xué)又為量子力力學(xué)的發(fā)展指指引了道路，，導(dǎo)致了量子子場(chǎng)論的創(chuàng)立立。2.4制造造業(yè)是產(chǎn)業(yè)革革命的主力軍軍三、第三次產(chǎn)產(chǎn)業(yè)革命：1945-19721）又稱為：：電子（原子子）革命。2）產(chǎn)業(yè)革命命的標(biāo)志：原原子彈（1945）、電電子計(jì)算機(jī)（（1946））、晶體管（（1948））、集成電路路、微電子技技術(shù)等。3）微電子制制造技術(shù)開(kāi)創(chuàng)創(chuàng)了全新的信信息時(shí)代。2.4制造造業(yè)是產(chǎn)業(yè)革革命的主力軍軍四、第四次產(chǎn)產(chǎn)業(yè)革命：1973-1）又稱為：：高新技術(shù)產(chǎn)產(chǎn)業(yè)革命。2）產(chǎn)業(yè)革命命的標(biāo)志：眾眾多高新技術(shù)術(shù)產(chǎn)品，如微微電子產(chǎn)品、、電腦、新一一代通信產(chǎn)品品、新一代汽汽車、磁懸浮浮列車、新一一代飛機(jī)、機(jī)機(jī)器人、生物物工程產(chǎn)品、、新一代藥物物、綠色食品品、轉(zhuǎn)基因產(chǎn)產(chǎn)品等等。3）微器件制制造工藝，如如拉單晶、摻摻雜、擴(kuò)散、、離子注入、、外延、濺射射、化學(xué)沉積積（CVD））、光刻、表表面貼裝、自自動(dòng)化組裝、、進(jìn)而到納米米器件制造工工藝將把高新新技術(shù)產(chǎn)業(yè)革革命推向頂峰峰。3、二十一世世紀(jì)科學(xué)技術(shù)術(shù)發(fā)展的總趨趨勢(shì)3.1中心心科學(xué)技術(shù)的的轉(zhuǎn)移1）信息科學(xué)學(xué)技術(shù)目前是發(fā)展高高峰期，預(yù)計(jì)計(jì)其中心科學(xué)學(xué)技術(shù)的地位位還可持續(xù)四四十年。2）生命科學(xué)學(xué)技術(shù)現(xiàn)在已開(kāi)始注注重其發(fā)展與與應(yīng)用，預(yù)計(jì)計(jì)21世紀(jì)30年代開(kāi)始始逐步轉(zhuǎn)變?yōu)闉橹行目茖W(xué)技技術(shù)。3）認(rèn)知科學(xué)學(xué)技術(shù)智能化趨勢(shì)現(xiàn)現(xiàn)已顯露，預(yù)預(yù)計(jì)21世紀(jì)紀(jì)70年代開(kāi)開(kāi)始將成為科科學(xué)技術(shù)發(fā)展展的中心3、二十一世世紀(jì)科學(xué)技術(shù)術(shù)發(fā)展的總趨趨勢(shì)3.2世界界科技中心（（地區(qū)或國(guó)家家）的轉(zhuǎn)移中國(guó)（公元3世紀(jì)紀(jì)—公元13世紀(jì))→意大利（1540年年—1610年）→英國(guó)（1660年年—1730年）→法國(guó)（1770年年—1830年）→德國(guó)（1810年年—1920年）→美國(guó)（1920年年—））→可能轉(zhuǎn)向東方方（日本、中中國(guó)）3.3高技技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)業(yè)領(lǐng)域(1)信息科學(xué)技術(shù)術(shù)（包括微電電子、光電子子科學(xué)技術(shù)））(2)生物科科學(xué)技術(shù)（包包括生命科學(xué)學(xué)技術(shù)）(3)新能源源科學(xué)技術(shù)（（包括核能科科學(xué)技術(shù)）(4)新材料料科學(xué)技術(shù)（（包括納米科科學(xué)技術(shù)）(5)環(huán)境科科學(xué)技術(shù)（包包括地球科學(xué)學(xué)技術(shù)）(6)航空航天科學(xué)學(xué)技術(shù)（包括括軍事科學(xué)技技術(shù)）(7)海洋科科學(xué)技術(shù)（包包括地球科學(xué)學(xué)技術(shù)）(8)先進(jìn)制造科學(xué)學(xué)技術(shù)（包括括微機(jī)電系統(tǒng)統(tǒng)科學(xué)技術(shù)））(9)管理科科學(xué)技術(shù)（包包括軟科學(xué)技技術(shù)）(10)認(rèn)知知科學(xué)技術(shù)（（包括人腦和和智能系統(tǒng)科科學(xué)技術(shù)）3、二十一世世紀(jì)科學(xué)技術(shù)術(shù)發(fā)展的總趨趨勢(shì)3、二十一世世紀(jì)科學(xué)技術(shù)術(shù)發(fā)展的總趨趨勢(shì)科學(xué)物質(zhì)科學(xué)生命科學(xué)技術(shù)信息技術(shù)生物技術(shù)納米技術(shù)3.4二十十一世紀(jì)改變變?nèi)祟惖目茖W(xué)學(xué)與技術(shù)從科學(xué)發(fā)現(xiàn)到到技術(shù)發(fā)明科學(xué)發(fā)明年份技術(shù)發(fā)明年份孕育過(guò)程(年）電磁感應(yīng)原理1831發(fā)電機(jī)187241內(nèi)燃機(jī)原理1862汽油內(nèi)燃機(jī)188321電磁波通訊原理1895公眾廣播電臺(tái)192126噴氣推進(jìn)原理1906噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)193529雷達(dá)原理1925制出雷達(dá)193510青霉素原理1928制出青霉素194315鈾核裂變1938制出原子彈19457發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體1948半導(dǎo)體收音機(jī)19546集成電路設(shè)計(jì)思想1952單片集成電路19597光纖通信原理1966光纖電纜19704無(wú)線移動(dòng)通信設(shè)想1974蜂窩移動(dòng)電話19784多媒體設(shè)想1987多媒體電腦19914新一代設(shè)計(jì)芯片90年代新一代芯片90年代1.53、二十一世世紀(jì)科學(xué)技術(shù)術(shù)發(fā)展的總趨趨勢(shì)20世紀(jì)改變變世界的重要要機(jī)電產(chǎn)品序產(chǎn)品發(fā)明時(shí)間（年）發(fā)明者1汽車1885/1903德國(guó)奔馳/美國(guó)福特2飛機(jī)1903美國(guó)萊特兄弟3火箭1903俄國(guó)齊奧爾科夫斯基4電冰箱1917美國(guó)5電影機(jī)1919/36德國(guó)福格特6電視機(jī)1927/40美國(guó)貝爾7噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)1937英國(guó)惠特爾8原子彈1945美國(guó)日本9計(jì)算機(jī)1946美國(guó)莫切利?？颂?0晶體管1948美國(guó)肖克利11核電站1951美國(guó)12數(shù)控機(jī)床1951美國(guó)MIT13氫彈1952美國(guó)特勒3、二十一世世紀(jì)科學(xué)技術(shù)術(shù)發(fā)展的總趨趨勢(shì)20世紀(jì)改變變世界的重要要機(jī)電產(chǎn)品序產(chǎn)品發(fā)明時(shí)間（年）發(fā)明者14機(jī)器人1954美國(guó)戴沃爾15人造衛(wèi)星1957蘇聯(lián)16宇宙飛船1961蘇聯(lián)加加林17飛船登月1969美國(guó)阿波羅18載人航天飛機(jī)1977美國(guó)19磁懸浮列車1965日本時(shí)速400～500公里/時(shí)20光纖通信設(shè)備1968美國(guó)21芯片1971/1999美國(guó)intel950萬(wàn)晶體管/片22掃描隧道顯微鏡1986日本工業(yè)技術(shù)院23掌上電腦1992美國(guó)APPLEnewton24手機(jī)90年代初美國(guó)25信息高速公路1993美國(guó)nationalinformationinfrastruture（Nii）3、二十一世世紀(jì)科學(xué)技術(shù)術(shù)發(fā)展的總趨趨勢(shì)4、中國(guó)制造造業(yè)的成就及及其重大意義義4.12001年中中國(guó)工程院的的調(diào)查結(jié)論:1）中國(guó)制造造業(yè)占國(guó)民生生產(chǎn)總值的1/32）占整個(gè)工工業(yè)生產(chǎn)的4/53）為國(guó)家財(cái)財(cái)政提供1/3以上的收收入4）貢獻(xiàn)出口口總額的90%5）就業(yè)人員員8043萬(wàn)萬(wàn)4.2改改革開(kāi)放20年來(lái)中國(guó)制制造業(yè)的進(jìn)步步：1）引進(jìn)國(guó)外外先進(jìn)技術(shù)2500多項(xiàng)項(xiàng)，占全國(guó)的的1/3以上上。近幾年發(fā)發(fā)展的新產(chǎn)品品，50%達(dá)達(dá)到80年代代中后期的世世界水平。2）一些重要要產(chǎn)品的年生生產(chǎn)能力已躍躍居世界前列列，如汽車280萬(wàn)輛以以上（其中轎轎車120萬(wàn)萬(wàn)輛以上），，大中型發(fā)電電設(shè)備1200萬(wàn)千瓦以以上（火電1000萬(wàn)千千瓦，水電200萬(wàn)千瓦瓦），大中型型拖拉機(jī)11萬(wàn)臺(tái)以上，，金切機(jī)床10萬(wàn)臺(tái)以上上。3）我國(guó)已成成為世界最大大的服裝紡織織品出口國(guó)；；與日本、馬馬來(lái)西亞和韓韓國(guó)并稱世界界消費(fèi)類電子子產(chǎn)品四大生生產(chǎn)國(guó)。4）成功開(kāi)發(fā)發(fā)生產(chǎn)了運(yùn)七七、運(yùn)八、新新舟60等支支線飛機(jī)。5）一些新產(chǎn)產(chǎn)品的技術(shù)水水平已達(dá)世界界領(lǐng)先或先進(jìn)進(jìn)水平，如沈沈陽(yáng)機(jī)床集團(tuán)團(tuán)的電主軸高高速臥式加工工中心、激光光切割機(jī)床，，沈陽(yáng)變壓器器廠的50萬(wàn)萬(wàn)伏超高壓變變壓器，黎明明航發(fā)集團(tuán)的的中國(guó)第一臺(tái)臺(tái)擁有完全知知識(shí)產(chǎn)權(quán)的航航空發(fā)動(dòng)機(jī)、、燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)，沈陽(yáng)新松松機(jī)器人自動(dòng)動(dòng)化有限公司司的6000米水下機(jī)器器人等產(chǎn)品，，清華大學(xué)制制造工程研究究所研制開(kāi)發(fā)發(fā)的并聯(lián)構(gòu)型型機(jī)床。4、中國(guó)制造造業(yè)的成就及及其重大意義義4.3制造造業(yè)的重大意意義1）在發(fā)達(dá)國(guó)國(guó)家中,制造造業(yè)創(chuàng)造了約約60%的社社會(huì)財(cái)富、約約45%的的國(guó)民經(jīng)濟(jì)收收入。2）據(jù)統(tǒng)計(jì)，，美國(guó)68%的社會(huì)財(cái)富富來(lái)自于制造造業(yè)。3）CIRP在1999年的報(bào)告中中指出：在國(guó)國(guó)家生產(chǎn)力的的構(gòu)成中，制制造技術(shù)的作作用一般占55%-65%。4）在許多國(guó)國(guó)家的科技發(fā)發(fā)展計(jì)劃中，，先進(jìn)制造技技術(shù)都被列為為優(yōu)先發(fā)展的的科技。4、中國(guó)制造造業(yè)的成就及及其重大意義義“十五”規(guī)劃劃中確定的八八個(gè)最具戰(zhàn)略略影響的領(lǐng)域域:1)信息技技術(shù)2)生物技技術(shù)3)新材料料技術(shù)4)先進(jìn)制制造與自動(dòng)化化技術(shù)5)資源環(huán)環(huán)境技術(shù)6)航空航航天技術(shù)7)能源技技術(shù)8)先進(jìn)防防御技術(shù)，其中，先進(jìn)制制造與自動(dòng)化化技術(shù)又是實(shí)實(shí)現(xiàn)各種高新新技術(shù)的保障障技術(shù)。4、中國(guó)制造造業(yè)的成就及及其重大意義義4、中國(guó)制造造業(yè)的成就及及其重大意義義人大常委會(huì)副副委員長(zhǎng)宋健健指出：“制造業(yè)是實(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化工工業(yè)的水之源源、木之本，，是實(shí)現(xiàn)工業(yè)業(yè)化的保障和和原動(dòng)力，是是國(guó)家實(shí)力的的脊梁，是支支持共和國(guó)大大廈的基石。。沒(méi)有強(qiáng)大制制造能力的國(guó)國(guó)家永遠(yuǎn)成不不了經(jīng)濟(jì)強(qiáng)國(guó)國(guó)?！?、中國(guó)制造造業(yè)的成就及及其重大意義義5、制造業(yè)面面臨的競(jìng)爭(zhēng)和和挑戰(zhàn)5.1國(guó)際際形勢(shì)的變化化90年代以來(lái)來(lái)，世界出現(xiàn)現(xiàn)了多級(jí)化的的新格局；政治冷戰(zhàn)→經(jīng)經(jīng)濟(jì)熱戰(zhàn)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)和對(duì)對(duì)抗的焦點(diǎn)由由軍備競(jìng)賽轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向全球范圍圍內(nèi)的以科技技為先導(dǎo)，經(jīng)經(jīng)濟(jì)為基礎(chǔ)、、軍事為后盾盾的綜合國(guó)力力的較量；5、制造業(yè)面面臨的競(jìng)爭(zhēng)和和挑戰(zhàn)5.1國(guó)際際形勢(shì)的變化化產(chǎn)業(yè)技術(shù)和經(jīng)經(jīng)濟(jì)實(shí)力成為為政治對(duì)抗的的重要資本；；不計(jì)生產(chǎn)成本本和代價(jià)的軍軍品生產(chǎn)模式式不適于新形形勢(shì)下的生產(chǎn)產(chǎn)；“戰(zhàn)略伙伴””關(guān)系中經(jīng)濟(jì)濟(jì)色彩突出提高制造業(yè)產(chǎn)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)能力力，發(fā)展高技技術(shù)，尤其是是獨(dú)具知識(shí)產(chǎn)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)業(yè)技技術(shù)成為未來(lái)來(lái)?yè)屨冀?jīng)濟(jì)制制高點(diǎn)、振興興國(guó)家經(jīng)濟(jì)的的焦點(diǎn)5、制造業(yè)面面臨的競(jìng)爭(zhēng)和和挑戰(zhàn)5.2制造造業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)爭(zhēng)的新特點(diǎn)來(lái)源:Bullinger7880828486889092

94962時(shí)間46810平均產(chǎn)品壽命TL平均開(kāi)發(fā)時(shí)間TDTD>TL年數(shù)1）知識(shí)－技術(shù)－產(chǎn)品更新的周期更短5、制造業(yè)面面臨的競(jìng)爭(zhēng)和和挑戰(zhàn)20世紀(jì)90年代制造業(yè)業(yè)的標(biāo)志性進(jìn)進(jìn)展波音777的的設(shè)計(jì)和制造造全數(shù)字化定義義——無(wú)紙生生產(chǎn)數(shù)字化預(yù)裝配配——無(wú)金屬屬樣機(jī)的生產(chǎn)產(chǎn)（虛擬制造的的一部分）廣域網(wǎng)上的異異地設(shè)計(jì)、異異地制造基于STEP的數(shù)據(jù)交換換協(xié)同工作小組組Teamwork238個(gè)→設(shè)計(jì)制造周周期大大縮短短：4年（而波音757、767約9-10年）更大的利潤(rùn)，，每架777，$1.4億基于分布式CAD/CAM系統(tǒng)在8臺(tái)IBM大大型計(jì)算機(jī)ES/9000和IBM5080～5086圖形終終端，發(fā)現(xiàn)零件干涉涉2500處處，減少工程更改50％以上設(shè)計(jì)、工藝、、制造、供應(yīng)應(yīng)商、潛在用戶的工工作小組，7000人參加，采用并并行工程的模模式。Internet將發(fā)動(dòng)動(dòng)機(jī)供應(yīng)商GE、HP和諾依斯斯羅斯聯(lián)在一一起。63M長(zhǎng)的波波音777，，裝配準(zhǔn)誤差差僅0.58mm.5、制造業(yè)面面臨的競(jìng)爭(zhēng)和和挑戰(zhàn)研制周期交付周期研制周期01234567891070772773774775776777751596263727290年57646871828194.5(年)波音各種機(jī)型型研制交付周周期比較5、制造業(yè)面面臨的競(jìng)爭(zhēng)和和挑戰(zhàn)2）產(chǎn)品批量量更??；汽車生產(chǎn)：大大批量生產(chǎn)→→大批量定制制生產(chǎn)；3）顧客對(duì)產(chǎn)產(chǎn)品功能、性性能、質(zhì)量的的要求更高；4）能參與全全球競(jìng)爭(zhēng)的企企業(yè)更多；5）跨國(guó)公司司的壟斷性更明顯；6）企業(yè)的兼兼并重組更激烈、更動(dòng)動(dòng)蕩；7）一般水平平的產(chǎn)品及制制造能力嚴(yán)重過(guò)剩；8）人口老齡齡化更嚴(yán)重；9）環(huán)保意識(shí)識(shí)、綠色制造造呼聲更強(qiáng)。5、制造業(yè)面面臨的競(jìng)爭(zhēng)和和挑戰(zhàn)2、制造業(yè)市市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的新新特點(diǎn)5、制造業(yè)面面臨的競(jìng)爭(zhēng)和和挑戰(zhàn)0255075100低高擾動(dòng)程度80年代90年代54503027252236546045382836554651415363535251633964644154627640555674///質(zhì)量意識(shí)價(jià)格意識(shí)服務(wù)水平對(duì)替代品的脆弱性產(chǎn)品生命周期經(jīng)濟(jì)循環(huán)依賴水平流行時(shí)尚意識(shí)競(jìng)爭(zhēng)強(qiáng)度消費(fèi)者需求及欲望的變化程度購(gòu)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(fèi)者欲望的確定性必需品奢侈品價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品的差異性市場(chǎng)影響因素素的變化Pine和B.JosephII““MassCustomization,TheNewFrontierinBusinessCompetition.”Boston:HarvardBusinessSchoolPress,5、制造業(yè)面面臨的競(jìng)爭(zhēng)和和挑戰(zhàn)“中心”的變變化以產(chǎn)品為中心心以顧客為中心以市場(chǎng)為中心心5、制造業(yè)面面臨的競(jìng)爭(zhēng)和和挑戰(zhàn)消費(fèi)觀念的變變化消費(fèi)者的行為為更具選擇性性顧客化產(chǎn)品：：批量生產(chǎn)的的產(chǎn)品逐步被被個(gè)性化、多多樣化產(chǎn)品所所代替制造業(yè)“服務(wù)務(wù)”：產(chǎn)品生生產(chǎn)與產(chǎn)品服服務(wù)的界限越越來(lái)越模糊、、不滿足感增增加：“新三三年、舊三年年、縫縫補(bǔ)補(bǔ)補(bǔ)又三年”的的觀念逐步消消失對(duì)生產(chǎn)及產(chǎn)品品的影響產(chǎn)品訂貨批量量下降，單件件、小批產(chǎn)品壽命周期期減短：5-10年-3-5年甚至至更短產(chǎn)品生產(chǎn)周期期縮短5、制造業(yè)面面臨的競(jìng)爭(zhēng)和和挑戰(zhàn)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)優(yōu)勢(shì)競(jìng)爭(zhēng)核心產(chǎn)品發(fā)展戰(zhàn)略技術(shù)方面的重點(diǎn)過(guò)程方面的重點(diǎn)組織方面的重點(diǎn)利潤(rùn)市場(chǎng)份額有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的產(chǎn)品的市場(chǎng)規(guī)模產(chǎn)品上市時(shí)間產(chǎn)品創(chuàng)新較低的成本生產(chǎn)力數(shù)據(jù)共享知識(shí)管理串行的設(shè)計(jì)過(guò)程并行工程企業(yè)間合作面向部門面向過(guò)程虛擬企業(yè)Source:GartnerGroup5、制造業(yè)面面臨的競(jìng)爭(zhēng)和和挑戰(zhàn)5.3制造造全球化和貿(mào)貿(mào)易自由化原因：世界自由貿(mào)易易體制進(jìn)一步步完善全球交通運(yùn)輸輸進(jìn)一步完善善全球通訊網(wǎng)絡(luò)絡(luò)建立國(guó)際經(jīng)濟(jì)合作作與交往日益益緊密導(dǎo)致：全球產(chǎn)業(yè)界結(jié)結(jié)構(gòu)大調(diào)整世界逐步形成成一個(gè)統(tǒng)一的的大市場(chǎng)使得：供應(yīng)與需求國(guó)國(guó)家化、國(guó)際際化，不同時(shí)時(shí)間、地區(qū)、、國(guó)家，市場(chǎng)場(chǎng)需求有波動(dòng)動(dòng)對(duì)于同一用戶戶、同一產(chǎn)品品，可供選擇擇的市場(chǎng)國(guó)際際化、競(jìng)爭(zhēng)國(guó)國(guó)際化任何國(guó)家、地地區(qū)，不論實(shí)實(shí)行怎樣的社社會(huì)制度，不不可能離開(kāi)世世界市場(chǎng)而獨(dú)獨(dú)立謀求發(fā)展展;制造業(yè)發(fā)發(fā)展應(yīng)該進(jìn)入入國(guó)家目標(biāo)層層次，才能促促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)長(zhǎng)5、制造業(yè)面面臨的競(jìng)爭(zhēng)和和挑戰(zhàn)跨國(guó)公司的生產(chǎn)總值占工業(yè)化國(guó)家生產(chǎn)總值的跨國(guó)公司的貿(mào)易占世界貿(mào)易總值的跨國(guó)公司的工業(yè)研制費(fèi)占世界總值的跨國(guó)公司操縱了世界技術(shù)轉(zhuǎn)讓的跨國(guó)公司操縱了對(duì)發(fā)展中國(guó)家技術(shù)貿(mào)易的40%50%80%75%90%5、制造業(yè)面面臨的競(jìng)爭(zhēng)和和挑戰(zhàn)5.4、科技技進(jìn)步與信息息社會(huì)從微電子、信信息（計(jì)算機(jī)機(jī)與通信、控控制理論、人人工智能等））、新材料、、系統(tǒng)科學(xué)所所代表的新一一代工程科學(xué)學(xué)與技術(shù)的迅迅猛發(fā)展在制制造領(lǐng)域中的的廣泛滲透、、應(yīng)用、衍生生，極大的拓拓展了制造活活動(dòng)的深度和和廣度，急劇劇的改變了現(xiàn)現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法法、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)構(gòu)、生產(chǎn)方式式、生產(chǎn)工藝藝、設(shè)備以及及生產(chǎn)組織結(jié)結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生了了一大批新的的制造技術(shù)和和制造模式。。高新技術(shù)的綜綜合作用促進(jìn)進(jìn)了制造技術(shù)術(shù)在宏觀(制造系統(tǒng)集集成）和微觀（精密、超精精密、微納米米加工檢測(cè)））兩個(gè)方向上上的蓬勃發(fā)展展，成為一門門涵蓋整個(gè)生生產(chǎn)過(guò)程的各各個(gè)環(huán)節(jié)（市市場(chǎng)分析、產(chǎn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工工藝規(guī)劃、加加工準(zhǔn)備、制制造裝配、監(jiān)監(jiān)控檢測(cè)、質(zhì)質(zhì)量保證、生生產(chǎn)管理、售售后服務(wù)、回回收再利用等等）、包括人人、機(jī)器、能能量、信息等等多種資源的的組織、控制制與管理，橫橫跨多個(gè)學(xué)學(xué)科的集成技技術(shù)。5、制造業(yè)面面臨的競(jìng)爭(zhēng)和和挑戰(zhàn)5.5環(huán)境保護(hù)意識(shí)識(shí)的增強(qiáng)與可可持續(xù)發(fā)展環(huán)境問(wèn)題：大量消耗資源源和破壞環(huán)境境的傳統(tǒng)工業(yè)業(yè)發(fā)展模式與與工藝技術(shù)系系統(tǒng)引起了嚴(yán)嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)問(wèn)題可持續(xù)發(fā)展思思想：重視環(huán)境方面面對(duì)制造業(yè)及及其產(chǎn)品的制制約社會(huì)壓力力國(guó)家政策與與立法經(jīng)濟(jì)手手段結(jié)論:面向可持續(xù)發(fā)發(fā)展的生態(tài)安安全型和資源源節(jié)約型的制制造技術(shù)將是是制造領(lǐng)域中中亟待解決的的一個(gè)重要問(wèn)問(wèn)題.6.1先進(jìn)進(jìn)制造技術(shù)的的定義及體系系結(jié)構(gòu)6.2先進(jìn)進(jìn)制造技術(shù)的的學(xué)科內(nèi)容6.3先進(jìn)進(jìn)制造技術(shù)的的發(fā)展趨勢(shì)6、先進(jìn)制造造技術(shù)1、定義:在傳統(tǒng)制造技技術(shù)基礎(chǔ)上不不斷吸收機(jī)械械.電子.信信息.材料.能源和現(xiàn)代代管理等方面面的成果,并并將其綜合應(yīng)應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)設(shè)計(jì).制造.檢測(cè).管理理.銷售.使使用.服務(wù)的的制造全過(guò)程程,以實(shí)現(xiàn)優(yōu)優(yōu)質(zhì).高效.低耗.清潔潔.靈活的生生產(chǎn),提高對(duì)對(duì)動(dòng)態(tài)多變的的市場(chǎng)的適應(yīng)應(yīng)能力和競(jìng)爭(zhēng)爭(zhēng)能力的制造造技術(shù)總稱,也是取得理理想技術(shù)經(jīng)濟(jì)濟(jì)效果的制造造技術(shù)的總稱稱.6.1先進(jìn)進(jìn)制造技術(shù)的的定義與體系系結(jié)構(gòu)6.1先進(jìn)進(jìn)制造技術(shù)的的定義與體系系結(jié)構(gòu)面向制造的設(shè)設(shè)計(jì)技術(shù)群產(chǎn)品/工藝設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)設(shè)計(jì)工藝過(guò)程建模模和仿真工藝規(guī)程設(shè)計(jì)計(jì)系統(tǒng)工程基礎(chǔ)礎(chǔ)快速成型技術(shù)術(shù)并行工程制造工藝技術(shù)術(shù)群材料生產(chǎn)工藝藝加工工藝聯(lián)接與裝配測(cè)試和檢測(cè)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(kù)軟件工程決策支持標(biāo)準(zhǔn)和框架數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)工藝標(biāo)準(zhǔn)接口框架產(chǎn)品定義和標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)床和工具技技術(shù)傳感器和控制制技術(shù)質(zhì)量管理用戶/供應(yīng)商商交互作用工作人員培訓(xùn)訓(xùn)和教育全國(guó)監(jiān)督和基基準(zhǔn)評(píng)測(cè)技術(shù)獲取和利利用主體技術(shù)群支撐技術(shù)群制造基礎(chǔ)設(shè)施環(huán)境2、體系結(jié)構(gòu)構(gòu)1、先進(jìn)設(shè)計(jì)計(jì)技術(shù)設(shè)計(jì)方法現(xiàn)代代化產(chǎn)品動(dòng)態(tài)分析析和設(shè)計(jì)產(chǎn)品可靠性可維護(hù)性及安安全設(shè)計(jì)產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)快速響應(yīng)設(shè)計(jì)計(jì)創(chuàng)新設(shè)計(jì)智能設(shè)計(jì)仿真與虛擬設(shè)設(shè)計(jì)價(jià)值工程設(shè)計(jì)計(jì)模塊化設(shè)計(jì)6.2先進(jìn)進(jìn)制造技術(shù)的的學(xué)科內(nèi)容設(shè)計(jì)手段計(jì)算算機(jī)化有限元法優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)設(shè)計(jì)反求工程技術(shù)術(shù)CAD/CAM一體化技技術(shù)工程數(shù)據(jù)庫(kù)向全壽命周期期設(shè)計(jì)發(fā)展由單純考慮技技術(shù)因素轉(zhuǎn)向向綜合考慮技技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和和社會(huì)因素2、先進(jìn)制造造工藝技術(shù)精密、超精密密加工技術(shù)精密加工：精精度為3～0.3μmRa0.3～0.03μμm超精密加工：：精度為0.3～0.03μmRa0.3～～0.005μm納米加工：精精度高于0.03μmRa小于0.3～0.005μμm6.2先進(jìn)進(jìn)制造技術(shù)的的學(xué)科內(nèi)容精密成型制造造技術(shù)從制造工件的的毛坯、從接接近零件形狀狀向直接制成成工件的方向向發(fā)展特種加工技術(shù)術(shù)高能束流加工工（電子束、、離子束、激激光束）電加工（電解解和電火花)超聲波加工高亞水加工多種能源的的組合加工工3、制造自自動(dòng)化技術(shù)術(shù)數(shù)控技術(shù)數(shù)控裝置進(jìn)給系統(tǒng)主軸系統(tǒng)NC程序編編制工業(yè)機(jī)器人人機(jī)器人操作作機(jī)控制系統(tǒng)傳感器生產(chǎn)線總線線控制6.2先先進(jìn)制造技技術(shù)的學(xué)科科內(nèi)容柔性制造系系統(tǒng)加工系統(tǒng)物流系統(tǒng)調(diào)度與控制制