7.1概述7.1.1先進(jìn)制造技術(shù)（AMT）產(chǎn)生背景

第三十一講1.社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展背景近20多年來(lái)，市場(chǎng)環(huán)境發(fā)生了巨大變化，一方面表現(xiàn)為消費(fèi)者需求日趨主題化、個(gè)性化和多樣化，另一方面全球性產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整步伐加快。第七章先進(jìn)制造技術(shù)簡(jiǎn)介2.科學(xué)技術(shù)發(fā)展背景計(jì)算機(jī)、微電子、信息、自動(dòng)化等技術(shù)的滲透、衍生和應(yīng)用，極大地促進(jìn)了制造技術(shù)在宏觀（制造系統(tǒng)的建立）和微觀（精密、超精密加工）兩個(gè)方向上的蓬勃發(fā)展，急劇地改變了現(xiàn)代制造業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)方式、生產(chǎn)工藝和設(shè)備及生產(chǎn)組織體系，使現(xiàn)代制造業(yè)成為發(fā)展速度快、技術(shù)創(chuàng)新能力強(qiáng)、技術(shù)密集甚至知識(shí)密集型產(chǎn)業(yè)。第三十一講3.可持續(xù)發(fā)發(fā)展戰(zhàn)略略聯(lián)合國(guó)42屆大會(huì)提提出的““可持續(xù)續(xù)發(fā)展””的思路路，其定定義是：：既滿足足當(dāng)代人人的需求求，又不不對(duì)子孫孫后代滿滿足其需需要之生生存環(huán)境境構(gòu)成危危害的發(fā)發(fā)展。即即建立極極少產(chǎn)生生廢料和和污染物物的工藝藝或技術(shù)術(shù)系統(tǒng)。。社會(huì)經(jīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展展模式應(yīng)應(yīng)由粗放放經(jīng)營(yíng)、、掠奪式式開(kāi)發(fā)向向集約型型、可持持續(xù)發(fā)展展轉(zhuǎn)變。。第七章先先進(jìn)制制造技術(shù)術(shù)簡(jiǎn)介4.AMT首先由美美國(guó)于20世紀(jì)80年代末提提出20世紀(jì)70年代，一一批美國(guó)國(guó)學(xué)者不不斷鼓吹吹美國(guó)已已進(jìn)入“后工業(yè)化化社會(huì)”，認(rèn)為制制造業(yè)是是“夕陽(yáng)工業(yè)業(yè)”，主張經(jīng)經(jīng)濟(jì)重心心由制造造業(yè)轉(zhuǎn)向向高科技技產(chǎn)業(yè)和和第三產(chǎn)產(chǎn)業(yè)。結(jié)果：導(dǎo)導(dǎo)致美國(guó)國(guó)在經(jīng)濟(jì)濟(jì)上競(jìng)爭(zhēng)爭(zhēng)力下降降，貿(mào)易易逆差巨巨增，日日本家電電、汽車(chē)車(chē)大量涌涌入并占占領(lǐng)了美美國(guó)市場(chǎng)場(chǎng)。（20世紀(jì)60年代美國(guó)國(guó)汽車(chē)產(chǎn)產(chǎn)量占世世界汽車(chē)車(chē)總產(chǎn)量量的2/3，而到了了80年代下降降到不足足1/3）第七章先先進(jìn)制制造技術(shù)術(shù)簡(jiǎn)介第三十一講20世紀(jì)80年代,美國(guó)政府府開(kāi)始認(rèn)認(rèn)識(shí)到問(wèn)問(wèn)題的嚴(yán)嚴(yán)重性白宮一份份報(bào)告稱(chēng)稱(chēng)“美國(guó)經(jīng)濟(jì)濟(jì)衰退已已威脅到到國(guó)家安安全”MIT的一份報(bào)報(bào)告寫(xiě)到到“經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)爭(zhēng)歸根結(jié)結(jié)底是制制造技術(shù)術(shù)和制造造能力的的競(jìng)爭(zhēng)”，“一個(gè)國(guó)家家要生活活好，必必須生產(chǎn)產(chǎn)好”，表明美美國(guó)知識(shí)識(shí)界與政政府之間間取得了了共識(shí)1988年,美國(guó)政府府投資進(jìn)進(jìn)行大規(guī)規(guī)模“21世紀(jì)制造造企業(yè)戰(zhàn)戰(zhàn)略”研究,并于其后后不久提提出了“先進(jìn)制造造技術(shù)”發(fā)展目標(biāo)標(biāo)，制定定并實(shí)施施了“先進(jìn)制造造技術(shù)計(jì)計(jì)劃（ATP）”和“制造技術(shù)術(shù)中心計(jì)計(jì)劃（MTC）”1991年，白宮宮科學(xué)技技術(shù)政策策辦公室室發(fā)表“美國(guó)國(guó)家家關(guān)鍵技技術(shù)”報(bào)告，重重新確立立了制造造業(yè)的地地位第三十一講第七章先先進(jìn)制制造技術(shù)術(shù)簡(jiǎn)介7.1..2AMT的內(nèi)涵涵和體系系結(jié)構(gòu)1.定義◆AMT是制造業(yè)業(yè)不斷吸吸收信息息技術(shù)和和現(xiàn)代管管理技術(shù)術(shù)的成果果，將其其綜合應(yīng)應(yīng)用于產(chǎn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)計(jì)、加工工、檢測(cè)測(cè)、管理理、銷(xiāo)售售、使用用、服務(wù)務(wù)乃至回回收的制制造全過(guò)過(guò)程，以以實(shí)現(xiàn)優(yōu)優(yōu)質(zhì)、高高效、低低耗、清清潔、靈靈活生產(chǎn)產(chǎn)，提高高對(duì)動(dòng)態(tài)態(tài)多變市市場(chǎng)的適適應(yīng)能力力和競(jìng)爭(zhēng)爭(zhēng)力的制制造技術(shù)術(shù)的總稱(chēng)稱(chēng)。◆要點(diǎn)：目標(biāo)提高高制造企企業(yè)對(duì)市市場(chǎng)的適適應(yīng)能力力和競(jìng)爭(zhēng)爭(zhēng)力強(qiáng)調(diào)信息息技術(shù)、、現(xiàn)代管管理技術(shù)術(shù)與制造造技術(shù)的的有機(jī)結(jié)結(jié)合信息技術(shù)術(shù)、現(xiàn)代代管理技技術(shù)在整整個(gè)制造造過(guò)程中中綜合應(yīng)應(yīng)用第三十一講第七章先先進(jìn)制制造技術(shù)術(shù)簡(jiǎn)介美國(guó)聯(lián)邦政府科學(xué)、工程和技術(shù)協(xié)調(diào)委員會(huì)（FCCSET）于1994年提出AMT的分類(lèi)目錄，指出“AMT是制造技術(shù)和現(xiàn)代高技術(shù)結(jié)合而產(chǎn)生的一個(gè)完整的技術(shù)群”。其結(jié)構(gòu)體系見(jiàn)圖7-1。主體技術(shù)群面向制造的設(shè)計(jì)技術(shù)群（產(chǎn)品和工藝設(shè)計(jì)技術(shù)群）制造工藝技術(shù)群（加工和裝配技術(shù)群）支撐技術(shù)群圖7-1AMT結(jié)構(gòu)體系制造技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施第三十一講第七章先先進(jìn)制制造技術(shù)術(shù)簡(jiǎn)介制造基礎(chǔ)設(shè)施①質(zhì)量管理②用戶/供應(yīng)商交互作用③工作人員培訓(xùn)和教育④全國(guó)監(jiān)督和基準(zhǔn)評(píng)測(cè)⑤技術(shù)獲取合理用設(shè)計(jì)技術(shù)群①產(chǎn)品、工藝設(shè)計(jì)CAD工藝過(guò)程建模和仿真工藝規(guī)程設(shè)計(jì)系統(tǒng)工程集成工作環(huán)境設(shè)計(jì)②快速成型技術(shù)③并行工程制造工藝技術(shù)群①材料生產(chǎn)工藝②加工工藝③聯(lián)接和裝配④測(cè)試和檢驗(yàn)⑤環(huán)保技術(shù)⑥維修技術(shù)⑦其他支撐技術(shù)群①信息技術(shù)·接口和通信·數(shù)據(jù)庫(kù)·集成框架·軟件工程·人工智能·決策支持②標(biāo)準(zhǔn)和框架·數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)·產(chǎn)品定義標(biāo)準(zhǔn)·工藝標(biāo)準(zhǔn)·檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)·接口框架③機(jī)床和工具技術(shù)④傳感器和控制技術(shù)主體技術(shù)術(shù)群第三十一講第七章先先進(jìn)制制造技術(shù)術(shù)簡(jiǎn)介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(chǎng)需求帶動(dòng)（重大裝備、高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)、社會(huì)協(xié)調(diào)發(fā)展）系統(tǒng)工程及管理科學(xué)信息技術(shù)圖7-3AMST提出的先進(jìn)制造技術(shù)體系圖

新材料技術(shù)新能源技術(shù)◆第一個(gè)層層次是優(yōu)優(yōu)質(zhì)、高高效、低低耗、清清潔基礎(chǔ)礎(chǔ)制造技技術(shù)。包包括精密密下料、、精密塑塑性成形形、精密密鑄造、、精密加加工、精精密測(cè)量量、毛坯坯強(qiáng)韌化化、精密密熱處理理、優(yōu)質(zhì)質(zhì)高效連連接技術(shù)術(shù)、功能能性防護(hù)護(hù)涂層及及各種與與設(shè)計(jì)有有關(guān)的基基礎(chǔ)技術(shù)術(shù)、各種種現(xiàn)代管管理技術(shù)術(shù)?！舻诙€(gè)層層次是新新型的制制造單元元技術(shù)。。如制造造業(yè)自動(dòng)動(dòng)化單元元技術(shù)、、極限加加工技術(shù)術(shù)、質(zhì)量量與可靠靠性技術(shù)術(shù)、系統(tǒng)統(tǒng)管理技技術(shù)、CAD／CAM、清潔生產(chǎn)產(chǎn)技術(shù)、、新材料料成形加加工技術(shù)術(shù)、激光光與高密密度能源源加工技技術(shù)、工工藝模擬擬及工藝藝設(shè)計(jì)優(yōu)優(yōu)化技術(shù)術(shù)等?！舻谌齻€(gè)層層次是先先進(jìn)制造造集成技技術(shù)。這這是應(yīng)用用信息技技術(shù)和系系統(tǒng)管理理技術(shù)，，通過(guò)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)與數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)對(duì)上述兩兩個(gè)層次次的技術(shù)術(shù)集成而而形成的的，如FMS、CIMS、IMS以及虛擬擬制造技技術(shù)等。。第三十一講第七章先先進(jìn)制制造技術(shù)術(shù)簡(jiǎn)介2.AMT特征◆AMT是一項(xiàng)綜綜合性技技術(shù)AMT不是一項(xiàng)項(xiàng)具體的的技術(shù)，，而是利利用系統(tǒng)統(tǒng)工程思思想和方方法將各各種相關(guān)關(guān)技術(shù)集集合成一一個(gè)整體體，它特特別強(qiáng)調(diào)調(diào)計(jì)算機(jī)機(jī)技術(shù)、、信息技技術(shù)和現(xiàn)現(xiàn)代管理理技術(shù)在在整個(gè)制制造過(guò)程程中的綜綜合應(yīng)用用，特別別強(qiáng)調(diào)人人的主體體作用，，強(qiáng)調(diào)人人、技術(shù)術(shù)、管理理的有機(jī)機(jī)結(jié)合。?！鬉MT是一項(xiàng)動(dòng)動(dòng)態(tài)技術(shù)術(shù)AMT沒(méi)有一個(gè)個(gè)固定的的模式，，它要與與企業(yè)的的具體情情況相結(jié)結(jié)合。同同時(shí)AMT也不是一一成不變變的，而而是動(dòng)態(tài)態(tài)發(fā)展的的，它要要不斷地地吸收和和利用各各種高新新技術(shù)成成果，并并將其滲滲透到制制造系統(tǒng)統(tǒng)的各個(gè)個(gè)部分和和整個(gè)過(guò)過(guò)程，使使其不斷斷趨于完完善。第三十一講第七章先先進(jìn)制制造技術(shù)術(shù)簡(jiǎn)介◆AMT是面向工工業(yè)應(yīng)用用的技術(shù)術(shù)AMT有明顯的的需求導(dǎo)導(dǎo)向特征征，不以以追求技技術(shù)高新新度為目目的，重重在實(shí)際際效果。?！鬉MT是面向全全球競(jìng)爭(zhēng)爭(zhēng)的技術(shù)術(shù)通過(guò)提高高企業(yè)綜綜合效益益和對(duì)市市場(chǎng)的快快速反應(yīng)應(yīng)能力，，達(dá)到提提高競(jìng)爭(zhēng)爭(zhēng)力的目目標(biāo)?！鬉MT是面向21世紀(jì)的技技術(shù)AMT是制造技技術(shù)發(fā)展展的新階階段，它它保留了了傳統(tǒng)制制造技術(shù)術(shù)中有效效要素，，吸收并并充分利利用了一一切高新新技術(shù)，，使其產(chǎn)產(chǎn)生了質(zhì)質(zhì)的飛躍躍。AMT強(qiáng)調(diào)環(huán)保保技術(shù)，，符合可可持續(xù)發(fā)發(fā)展的戰(zhàn)戰(zhàn)略。第三十一講第七章先先進(jìn)制制造技術(shù)術(shù)簡(jiǎn)介AMT發(fā)展趨勢(shì)

◆信息技術(shù)術(shù)對(duì)AMT發(fā)展起著著越來(lái)越越重要的的作用信息技術(shù)術(shù)是各種種先進(jìn)制制造技術(shù)術(shù)的重要要支撐，，信息技技術(shù)向制制造技術(shù)術(shù)的注入入與融合合，必將將促進(jìn)AMT的不斷發(fā)發(fā)展?！衄F(xiàn)代設(shè)計(jì)計(jì)技術(shù)將將迅速發(fā)發(fā)展和不不斷完善善包括CAD，CAE，DFX，健壯設(shè)計(jì)計(jì)，優(yōu)化化設(shè)計(jì)，，智能設(shè)設(shè)計(jì)，反反求工程程，面向向全生命命周期的的設(shè)計(jì)等等。◆材料成形形向精密密、低耗耗、清潔潔方向發(fā)發(fā)展材料成形形技術(shù)將將使毛坯坯從接近近零件形形狀向直直接制成成工件精精密成形形或稱(chēng)凈凈成形的的方向發(fā)發(fā)展。據(jù)據(jù)國(guó)際機(jī)機(jī)械加工工技術(shù)協(xié)協(xié)會(huì)預(yù)測(cè)測(cè)，本世世紀(jì)初，，塑性成成形與磨磨削加工工相結(jié)合合，將取取代大部部分中小小零件的的切削加加工。運(yùn)運(yùn)用改性性技術(shù)，，將獲得得各種特特殊性能能要求的的表面（（涂）層層，同時(shí)時(shí)減少能能耗并消消除污染染。第三十一講第七章先先進(jìn)制制造技術(shù)術(shù)簡(jiǎn)介◆加工技術(shù)術(shù)向超精精密、超超高速方方向發(fā)展展◆綠色制造造將成為為21世紀(jì)制造造業(yè)重要要特征包括：綠色產(chǎn)品品設(shè)計(jì)技技術(shù)（產(chǎn)品在在全生命命周期符符合環(huán)保保、人類(lèi)類(lèi)健康、、能耗低低、資源源利用率率高的要要求）；；綠色制造造技術(shù)（在整個(gè)個(gè)制造過(guò)過(guò)程，對(duì)對(duì)環(huán)境負(fù)負(fù)面影響響最小，，廢棄物物和有害害物質(zhì)的的排放最最小，資資源利用用效率最最高）；；產(chǎn)品的回回收和循循環(huán)再制制造（例如，，汽車(chē)等等產(chǎn)品的的拆卸和和回收技技術(shù)，以以及生態(tài)態(tài)工廠的的循環(huán)式式制造技技術(shù)等））。◆虛擬制造造將獲得得廣泛應(yīng)應(yīng)用首先在虛虛擬制造造環(huán)境中中生成軟軟產(chǎn)品原原型（SoftPrototype）代替?zhèn)鹘y(tǒng)統(tǒng)的硬樣樣品（HardPrototype）進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)，對(duì)其其性能和和可制造造性進(jìn)行行預(yù)測(cè)和和評(píng)價(jià)，，從而縮縮短產(chǎn)品品的設(shè)計(jì)計(jì)與制造造周期，，降低成成本，提提高系統(tǒng)統(tǒng)快速響響應(yīng)市場(chǎng)場(chǎng)變化的的能力。。7.2先進(jìn)制造造技術(shù)的的內(nèi)容7.2..1現(xiàn)現(xiàn)代設(shè)計(jì)計(jì)技術(shù)1）現(xiàn)代設(shè)設(shè)計(jì)方法法。包括括有模塊塊化設(shè)計(jì)計(jì)、系統(tǒng)統(tǒng)化設(shè)計(jì)計(jì)、價(jià)值值工程、、模糊設(shè)設(shè)計(jì)、面面向?qū)ο笙蟮脑O(shè)計(jì)計(jì)、反求求工程、、并行設(shè)設(shè)計(jì)、綠綠色設(shè)計(jì)計(jì)、工業(yè)業(yè)設(shè)計(jì)等等。第三十一講現(xiàn)代設(shè)計(jì)計(jì)技術(shù)是是根據(jù)產(chǎn)產(chǎn)品功能能要求，，應(yīng)用現(xiàn)現(xiàn)代技術(shù)術(shù)和科學(xué)學(xué)知識(shí)，，制定設(shè)設(shè)計(jì)方案案并使方方案付諸諸實(shí)施的的技術(shù)，，其重要要性在于于使產(chǎn)品品設(shè)計(jì)建建立在科科學(xué)的基基礎(chǔ)上，，促使產(chǎn)產(chǎn)品由低低級(jí)向高高級(jí)轉(zhuǎn)化化，促進(jìn)進(jìn)產(chǎn)品功功能不斷斷完善，，產(chǎn)品質(zhì)質(zhì)量不斷斷提高?！，F(xiàn)代設(shè)設(shè)計(jì)技術(shù)術(shù)包含如如下內(nèi)容容：第七章先先進(jìn)制制造技術(shù)術(shù)簡(jiǎn)介2）產(chǎn)品可可信性設(shè)設(shè)計(jì)。可可信性設(shè)設(shè)計(jì)包括括可靠性性設(shè)計(jì)、、安全性性設(shè)計(jì)、、動(dòng)態(tài)分分析與設(shè)設(shè)計(jì)、防防斷裂設(shè)設(shè)計(jì)、防防疲勞設(shè)設(shè)計(jì)、耐耐環(huán)境設(shè)設(shè)計(jì)、健健壯設(shè)計(jì)計(jì)、維修修設(shè)計(jì)和和維修保保障設(shè)計(jì)計(jì)等。先進(jìn)制造造工藝是是先進(jìn)制制造技術(shù)術(shù)的核心心和基礎(chǔ)礎(chǔ)，是使使各種原原材料、、半成品品成為產(chǎn)產(chǎn)品的方方法和過(guò)過(guò)程。先先進(jìn)制造造工藝包包括高效效精密成成形技術(shù)術(shù)、高精精度切削削加工工工藝、特特種加工工以及表表面改性性技術(shù)等等內(nèi)容。。第三十一講3）設(shè)計(jì)自自動(dòng)化技技術(shù)。是是指用計(jì)計(jì)算機(jī)軟軟硬件工工具輔助助完成設(shè)設(shè)計(jì)任務(wù)務(wù)和過(guò)程程的技術(shù)術(shù)，它包包括產(chǎn)品品的造型型設(shè)計(jì)、、工藝設(shè)設(shè)計(jì)、工工程圖生生成、有有限元分分析、優(yōu)優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)、模擬擬仿真虛虛擬設(shè)計(jì)計(jì)、工程程數(shù)據(jù)庫(kù)庫(kù)等內(nèi)容容。第七章先先進(jìn)制制造技術(shù)術(shù)簡(jiǎn)介7.2..2先先進(jìn)制造造工藝1）高效精精密成形形技術(shù)。。它是生生產(chǎn)局部部或全部部無(wú)余量量半成品品工藝的的統(tǒng)稱(chēng)，，包括精精密潔凈凈鑄造成成形工藝藝、精確確高效塑塑性成形形工藝、、優(yōu)質(zhì)高高效焊接接及切割割技術(shù)、、優(yōu)質(zhì)低低耗潔凈凈熱處理理技術(shù)、、快速成成形和制制造技術(shù)術(shù)等。制造自動(dòng)動(dòng)化是用用機(jī)電設(shè)設(shè)備工具具取代或或放大人人的體力力，甚至至取代和和延伸人人的部分分智力，，自動(dòng)完完成特定定的作業(yè)業(yè)，包括括物料的的存儲(chǔ)、、運(yùn)輸、、加工、、裝配和和檢驗(yàn)等等各個(gè)生生產(chǎn)環(huán)節(jié)節(jié)的自動(dòng)動(dòng)化。制制造過(guò)程程自動(dòng)化化技術(shù)涉涉及到數(shù)數(shù)控技術(shù)術(shù)、工業(yè)業(yè)機(jī)器人人技術(shù)、、柔性制制造技術(shù)術(shù)、傳感感技術(shù)、、自動(dòng)檢檢測(cè)技術(shù)術(shù)、信號(hào)號(hào)處理和和識(shí)別技技術(shù)等內(nèi)內(nèi)容。第三十一講第七章先先進(jìn)制制造技術(shù)術(shù)簡(jiǎn)介2）高效高高精度切切削加工工工藝。。包括有有精密和和超精密密加工、、高速切切削和磨磨削、復(fù)復(fù)雜型面面的數(shù)控控加工、、游離磨磨粒的高高效加工工等。3）現(xiàn)代特特種加工工工藝。。它是指指那些不不屬于常常規(guī)加工工范疇的的加工工工藝，如如高能束束加工（（電子束束、離子子束、激激光束））、電加加工（電電解和電電火花））、超聲聲波加工工、高壓壓水射流流加工、、多種能能源的復(fù)復(fù)合加工工、納米米技術(shù)及及微細(xì)加加工等。。7.2..3制制造自動(dòng)動(dòng)化技術(shù)術(shù)第三十一講第七章先先進(jìn)制制造技術(shù)術(shù)簡(jiǎn)介1）機(jī)床數(shù)數(shù)控技術(shù)術(shù)。數(shù)控技術(shù)術(shù)（NumericalControlTechnology）是指用數(shù)數(shù)字量及及字符發(fā)發(fā)出指令令并實(shí)現(xiàn)現(xiàn)自動(dòng)控控制的技技術(shù)，它它是制造造業(yè)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)自動(dòng)化化、柔性性化和集集成化生生產(chǎn)的基基礎(chǔ)技術(shù)術(shù)。由于于計(jì)算機(jī)機(jī)應(yīng)用技技術(shù)的成成熟，數(shù)數(shù)控系統(tǒng)統(tǒng)均采用用了計(jì)算算機(jī)數(shù)控控（ComputerNumericalControl），簡(jiǎn)稱(chēng)稱(chēng)CNC，以區(qū)別別于傳統(tǒng)統(tǒng)的NC。數(shù)控機(jī)床床（NumericalControlMachineTools）是用計(jì)計(jì)算機(jī)通通過(guò)數(shù)字字信息來(lái)來(lái)自動(dòng)控控制機(jī)械械加工的的機(jī)床。。它是集計(jì)計(jì)算機(jī)應(yīng)應(yīng)用技術(shù)術(shù)、自動(dòng)動(dòng)控制、、精密測(cè)測(cè)量、微微電子技技術(shù)、機(jī)機(jī)械加工工技術(shù)于于一體的的機(jī)一種種具有高高效率、、高精度度、高柔柔性和高高自動(dòng)化化的光機(jī)機(jī)電一體體化數(shù)控控設(shè)備。。

第三十一講第七章先先進(jìn)制制造技術(shù)術(shù)簡(jiǎn)介2）工業(yè)機(jī)機(jī)器人技技術(shù)機(jī)器人技技術(shù)是綜綜合了計(jì)計(jì)算機(jī)、、控制論論、機(jī)構(gòu)構(gòu)學(xué)、信信息和傳傳感技術(shù)術(shù)、人工工智能、、仿生學(xué)學(xué)等多學(xué)學(xué)科而形形成的高高新技術(shù)術(shù)。工業(yè)業(yè)機(jī)器人人由操作作機(jī)（機(jī)機(jī)械本體體）、控控制器、、伺服驅(qū)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)統(tǒng)和檢測(cè)測(cè)傳感裝裝置構(gòu)成成，是一一種仿人人操作、、自動(dòng)控控制、可可重復(fù)編編程、能能在三維維空間完完成各種種作業(yè)的的機(jī)電一一體化自自動(dòng)化生生產(chǎn)設(shè)備備。特別別適合于于多品種種、變批批量的柔柔性生產(chǎn)產(chǎn)。機(jī)器人并并不是在在簡(jiǎn)單意意義上代代替人工工的勞動(dòng)動(dòng)，而是是綜合了了人的特特長(zhǎng)和機(jī)機(jī)器特長(zhǎng)長(zhǎng)的一種種擬人的的電子機(jī)機(jī)械裝置置，既有有人對(duì)環(huán)環(huán)境狀態(tài)態(tài)的快速速反應(yīng)和和分析判判斷能力力，又有有機(jī)器可可長(zhǎng)時(shí)間間持續(xù)工工作、精精確度高高、抗惡惡劣環(huán)境境的能力力，從某某種意義義上說(shuō)它它也是機(jī)機(jī)器的進(jìn)進(jìn)化過(guò)程程產(chǎn)物，，它是工工業(yè)以及及非產(chǎn)業(yè)業(yè)界的重重要生產(chǎn)產(chǎn)和服務(wù)務(wù)性設(shè)備備，也是是先進(jìn)制制造技術(shù)術(shù)領(lǐng)域不不可缺少少的自動(dòng)動(dòng)化設(shè)備備。第三十一講第七章先先進(jìn)制制造技術(shù)術(shù)簡(jiǎn)介3）柔性制制造系統(tǒng)統(tǒng)（FMS）柔性制造造技術(shù)是是集數(shù)控控技術(shù)、、計(jì)算機(jī)機(jī)技術(shù)、、機(jī)器人人技術(shù)和和現(xiàn)代管管理技術(shù)術(shù)于一體體的先進(jìn)進(jìn)制造技技術(shù)。柔性制造造系統(tǒng)是是利用計(jì)計(jì)算機(jī)控控制系統(tǒng)統(tǒng)和物料料輸送系系統(tǒng)，把把若干臺(tái)臺(tái)設(shè)備聯(lián)聯(lián)系起來(lái)來(lái)，形成成沒(méi)有固固定加工工順序和和節(jié)拍的的自動(dòng)化化制造系系統(tǒng)。它它在加工工完一批批某種工工件后，，能在不不停機(jī)調(diào)調(diào)整的情情況下，，自動(dòng)地地向另一一種工件件轉(zhuǎn)換。。其主要要特征是是：（1）高柔性性（2）高效率率（3）高度自自動(dòng)化柔性制造造系統(tǒng)一一般可分分為柔性性制造單單元、柔柔性制造造系統(tǒng)和和柔性制制造生產(chǎn)產(chǎn)線三種種類(lèi)型。。第三十一講第七章先先進(jìn)制制造技術(shù)術(shù)簡(jiǎn)介FMS應(yīng)用品種圖7-4零件品種、批量與自動(dòng)化加工方式0101001000

批量10,000100010010FMLFMCFMS數(shù)控機(jī)床通用機(jī)床剛性線生產(chǎn)柔性產(chǎn)量第三十一講第七章先先進(jìn)制制造技術(shù)術(shù)簡(jiǎn)介7.2..4先先進(jìn)生產(chǎn)產(chǎn)管理技技術(shù)先進(jìn)生產(chǎn)產(chǎn)管理技技術(shù)是指指制造型型企業(yè)在在從市場(chǎng)場(chǎng)開(kāi)發(fā)、、產(chǎn)品設(shè)設(shè)計(jì)、生生產(chǎn)制造造、質(zhì)量量控制到到銷(xiāo)售服服務(wù)等一一系列的的生產(chǎn)經(jīng)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)動(dòng)中，為為了使制制造資源源（材料料、設(shè)備備、能源源、技術(shù)術(shù)、信息息以及人人力資源源）得到到總體配配置優(yōu)化化和充分分利用，，使企業(yè)業(yè)的綜合合效益（（質(zhì)量、、成本、、交貨期期）得到到提高而而采取的的各種計(jì)計(jì)劃、組組織、控控制及協(xié)協(xié)調(diào)的方方法和技技術(shù)的總總稱(chēng)。它它是先進(jìn)進(jìn)制造技技術(shù)體系系中的重重要組成成部分，，包括現(xiàn)現(xiàn)代管理理信息系系統(tǒng)、物物流系統(tǒng)統(tǒng)管理、、工作流流管理、、產(chǎn)品數(shù)數(shù)據(jù)管理理、質(zhì)量量保障體體系等。。7.3先進(jìn)制造造模式7.3..1概概述第三十一講制造模式(ManufacturingMode)是指企業(yè)業(yè)體制、、經(jīng)營(yíng)、、管理、、生產(chǎn)組組織和技技術(shù)系統(tǒng)統(tǒng)的形態(tài)態(tài)和運(yùn)作作的模式式。制造造模式可可以理解解為“制制造系統(tǒng)統(tǒng)實(shí)現(xiàn)生生產(chǎn)的典典型方式式”。先進(jìn)制造造模式(AMM)是應(yīng)用先先進(jìn)制造造技術(shù)的的生產(chǎn)組組織和技技術(shù)系統(tǒng)統(tǒng)的形態(tài)態(tài)與運(yùn)作作的方式式。它以以獲取生生產(chǎn)有效效性為首首要目標(biāo)標(biāo)，以制制造資源源快速有有效集成成為基本本原則，，以人一一組織一一技術(shù)相相互結(jié)合合為實(shí)旌旌途徑，，使制造造系統(tǒng)獲獲得精益益、敏捷捷、優(yōu)質(zhì)質(zhì)與高效效的特征征，以適適應(yīng)市場(chǎng)場(chǎng)變化對(duì)對(duì)時(shí)間、、質(zhì)量、、成本、、服務(wù)和和環(huán)境的的新要求求。第七章先先進(jìn)制制造技術(shù)術(shù)簡(jiǎn)介第三十一講第七章先先進(jìn)制制造技術(shù)術(shù)簡(jiǎn)介7.3..2計(jì)算機(jī)集集成制造造（CIM）CIM提出CIM一詞首先先由Dr.J.Harrington于1973年提出，其兩個(gè)基基本觀點(diǎn)點(diǎn)：1）企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)活動(dòng)的的各個(gè)環(huán)環(huán)節(jié)，從從市場(chǎng)分分析、產(chǎn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)計(jì)、加工工制造、、經(jīng)營(yíng)管管理到售售后服務(wù)務(wù)是一個(gè)個(gè)統(tǒng)一的的不可分分割的整整體。2）整個(gè)生產(chǎn)產(chǎn)過(guò)程可可以視為為一個(gè)數(shù)據(jù)采集集、傳遞遞和加工工處理的的過(guò)程，，最終產(chǎn)產(chǎn)品可視視為數(shù)據(jù)據(jù)的物化化表現(xiàn)。CIM概念提出出后，，，未被立立即接受受。直至至20世紀(jì)80年代初，，各項(xiàng)單單元技術(shù)術(shù)（CAD、CNC、CAPP、MIS、FMC、FMS…）得到充分分發(fā)展，，并形成成一個(gè)個(gè)個(gè)自動(dòng)化化“孤孤島”。。在這種種形勢(shì)下下，為取取得更大大的經(jīng)濟(jì)濟(jì)效果，，需要將將這些““孤島””集成起起來(lái)，CIM概念受到到重視并并被實(shí)施施。第三十一講第七章先先進(jìn)制制造技術(shù)術(shù)簡(jiǎn)介“自動(dòng)化化孤島””圖7-5串行與并并行方法法將“自動(dòng)動(dòng)化孤島島”集成成在一起起第七章先先進(jìn)制制造技術(shù)術(shù)簡(jiǎn)介第三十一講圖7-6串行與并并行方法法將“自動(dòng)動(dòng)化孤島島”集成成在一起起第七章先先進(jìn)制制造技術(shù)術(shù)簡(jiǎn)介第三十一講圖7-7串行與并并行方法法第三十一講第七章先先進(jìn)制制造技術(shù)術(shù)簡(jiǎn)介CIM定義CIM是將人及及其經(jīng)營(yíng)營(yíng)知識(shí)和和能力與與信息技技術(shù)和制制造技術(shù)術(shù)綜合應(yīng)應(yīng)用，以以提高制制造型企企業(yè)的生生產(chǎn)率和和響應(yīng)能能力。企企業(yè)所有有人員、、功能、、信息、、組織管管理等方方面都是是集成起起來(lái)的整整體的各各個(gè)部分分。CIM與與CIMS◆CIM是一種哲哲理、思思想、方方法；◆CIMS是CIM哲理的具具體體現(xiàn)現(xiàn)；◆CIMS是一個(gè)計(jì)計(jì)算機(jī)控控制的閉閉環(huán)反饋饋系統(tǒng)，，其輸入入是產(chǎn)品品的需求求和概念念，輸出出的是合合格的產(chǎn)產(chǎn)品。第三十一講第七章先先進(jìn)制制造技術(shù)術(shù)簡(jiǎn)介CIMS的體系結(jié)構(gòu)指以信息的觀點(diǎn)建立的企業(yè)模型框架（或功能模型）。CIMS功能模型通常由5個(gè)分系統(tǒng)組成（圖7-8）。NetworkDB市場(chǎng)信息生產(chǎn)過(guò)程信息技術(shù)信息原材料，能源產(chǎn)品MIS，BM，PMMM，LM，F(xiàn)M…EISCADCAECAPPNCPCATD∶QISCAICATCAQCCMM∶MASCNC,MC,FMC,FMS,ROBOT,AA…圖7-8CIMS功能模型第三十一講第七章先先進(jìn)制制造技術(shù)術(shù)簡(jiǎn)介7.3..3并行工程程（CE）并行工程（

ConcurrentEngineering——CE）定義并行工程程（CE）是對(duì)產(chǎn)品品及其相相關(guān)過(guò)程程（包括括制造過(guò)過(guò)程和支支持過(guò)程程）進(jìn)行行并行、、一體化化設(shè)計(jì)的的一種系系統(tǒng)化的的工作模模式。這種工作作模式力力圖使開(kāi)開(kāi)發(fā)者從從一開(kāi)始始就考慮慮到產(chǎn)品品全生命命周期（（從概念念形成到到產(chǎn)品報(bào)報(bào)廢）中中所有的的因素，，包括質(zhì)質(zhì)量、成成本、進(jìn)進(jìn)度與用用戶需求求。注：支持持過(guò)程——包括對(duì)制造過(guò)程程的支持（（原材料料的獲取,中間產(chǎn)品品的庫(kù)存存，工藝藝過(guò)程設(shè)設(shè)計(jì)，生生產(chǎn)計(jì)劃劃制定…）和使用過(guò)程程的支持（（產(chǎn)品銷(xiāo)銷(xiāo)售，使使用維護(hù)護(hù)，售后后服務(wù)，，產(chǎn)品報(bào)報(bào)廢后的的處理…）第三十一講第七章先先進(jìn)制制造技術(shù)術(shù)簡(jiǎn)介◆當(dāng)新產(chǎn)品品開(kāi)發(fā)成成為贏得得競(jìng)爭(zhēng)的的主要手手段后，，單純集集成已不不夠。按按順序方方法開(kāi)發(fā)發(fā)產(chǎn)品常常需要多多次反復(fù)復(fù)，不僅僅延誤了了時(shí)間，，而且在在資金上上也造成成巨大浪浪費(fèi)。圖7-9順序方法開(kāi)發(fā)產(chǎn)品的弊端產(chǎn)品設(shè)計(jì)工藝規(guī)劃加工裝配市場(chǎng)需求無(wú)法加工裝配困難第三十一講第七章先先進(jìn)制制造技術(shù)術(shù)簡(jiǎn)介順序方法與并行方法（圖7-10）需求分析產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程設(shè)計(jì)原型產(chǎn)品a）串行方法需求分析產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程設(shè)計(jì)原型產(chǎn)品b）并行方法圖7-10串行與并并行方法法第三十一講第七章先先進(jìn)制制造技術(shù)術(shù)簡(jiǎn)介CE基本方法與效益◆CE的核心是是產(chǎn)品及及其相關(guān)關(guān)過(guò)程（（加工工工藝、裝裝配、檢檢測(cè)、質(zhì)質(zhì)量控制制、銷(xiāo)售售、售后后服務(wù)…）設(shè)計(jì)的的集成。。◆CE依賴(lài)于產(chǎn)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)發(fā)中各學(xué)學(xué)科、各各職能部部門(mén)人員員相互合合作，相相互信任任和共享享信息，，通過(guò)彼彼此間有有效地通通訊和交交流，盡盡早考慮慮產(chǎn)品全全生命周周期中的的各種因因素，盡盡早發(fā)現(xiàn)現(xiàn)和解決決問(wèn)題，，以達(dá)到到各項(xiàng)工工作協(xié)調(diào)調(diào)一致。?！鬋E方法有別別于傳統(tǒng)統(tǒng)的強(qiáng)調(diào)調(diào)“分工”的管理方方式，是是一種在在更深層層次上的的集成（（人、技技術(shù)、管管理的集集成；產(chǎn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)計(jì)及其相相關(guān)過(guò)程程設(shè)計(jì)的的集成））。◆CE效益——縮短新產(chǎn)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)發(fā)周期40～60%；提高設(shè)設(shè)計(jì)質(zhì)量量（早期期生產(chǎn)中中工程變變更次數(shù)數(shù)減小一一半以上上，產(chǎn)品品報(bào)廢及及反復(fù)工工作減小小75%）；制造造成本下下降30～40%第三十一講第七章先先進(jìn)制制造技術(shù)術(shù)簡(jiǎn)介7.3..4精良生產(chǎn)產(chǎn)（LP）MIT國(guó)際汽車(chē)車(chē)項(xiàng)目組組的JamesWomack等三名經(jīng)經(jīng)理在“TheMachineThatChangedtheWorld”一書(shū)中，，對(duì)日本本豐田汽汽車(chē)公司司生產(chǎn)方方式的描描述。MP（MassProduction）是舊時(shí)代代工業(yè)化化的象征征——代表了高高效率、、低成本本、高質(zhì)質(zhì)量。LP是新時(shí)代代工業(yè)化化的標(biāo)志志——只只需一半半人的努努力，一一半生產(chǎn)產(chǎn)空間，，一半投投資，一一半設(shè)計(jì)計(jì)、工藝藝編制時(shí)時(shí)間，一一半開(kāi)發(fā)發(fā)新產(chǎn)品品時(shí)間和和少的多多的庫(kù)存存。LP的精髓在在于“Lean”——“沒(méi)有冗余余”“精打細(xì)算算”，沒(méi)有一一個(gè)多余余的人，，沒(méi)有一一樣多余余的東西西，沒(méi)有有一點(diǎn)多多余的時(shí)時(shí)間；崗崗位設(shè)置置必須是是增值的的，不增增值崗位位一律撤撤除；工工人要求求是多面面手，可可以互相相頂替。。第三十一講第七章先先進(jìn)制制造技術(shù)術(shù)簡(jiǎn)介豐田公司司精良生生產(chǎn)要點(diǎn)點(diǎn)組織管理理權(quán)力下放放，以TeamWork形式分段段負(fù)責(zé)，，把大量量工作責(zé)責(zé)任轉(zhuǎn)移移到生產(chǎn)產(chǎn)線工人人身上，，建立一一個(gè)能夠夠迅速追追查出全全部缺陷陷并找出出其最終終原因的的檢測(cè)系系統(tǒng)。產(chǎn)品設(shè)計(jì)計(jì)強(qiáng)調(diào)負(fù)責(zé)責(zé)人的權(quán)權(quán)力與責(zé)責(zé)任，由由項(xiàng)目負(fù)負(fù)責(zé)人組組織多個(gè)個(gè)TeamWork并行工作作。市場(chǎng)用戶戶“需求驅(qū)驅(qū)動(dòng)”與與“主動(dòng)動(dòng)銷(xiāo)售””；貫徹全全面質(zhì)量量管理（（TQC），使顧客完完全滿意意（TCS）。與協(xié)作廠廠關(guān)系“利益共享享，風(fēng)險(xiǎn)險(xiǎn)共擔(dān)”。第三十一講第七章先先進(jìn)制制造技術(shù)術(shù)簡(jiǎn)介準(zhǔn)時(shí)制生生產(chǎn)（JustInTime———JIT）準(zhǔn)時(shí)制的的核心及時(shí)和準(zhǔn)準(zhǔn)確。在在制造過(guò)過(guò)程中，，要求按按正確的的時(shí)間、、正確的的地點(diǎn)，，提供正正確數(shù)量量的合格格物品，以期達(dá)達(dá)到接近近零庫(kù)存存、無(wú)缺缺陷和低低成本的的目標(biāo)?；咀龇ǚ?）每月月公司根根據(jù)市場(chǎng)場(chǎng)情況和和用戶訂訂貨，按按型號(hào)和和規(guī)格擬擬定本月月生產(chǎn)各各種汽車(chē)車(chē)的數(shù)量量，經(jīng)審審查后下下達(dá)生產(chǎn)產(chǎn)任務(wù)。。2）工廠廠的裝配配車(chē)間將將月生產(chǎn)產(chǎn)汽車(chē)任任務(wù)除以以本月有有效工作作日，得得出日平平均產(chǎn)量量，據(jù)此此按日安安排生產(chǎn)產(chǎn)。3）裝配配車(chē)間開(kāi)開(kāi)始生產(chǎn)產(chǎn)后，按按后序向向前序提提取零部部件的規(guī)規(guī)定，把把生產(chǎn)過(guò)過(guò)程的各各個(gè)部分分有機(jī)地地組織起起來(lái)。4）寧肯肯中斷生產(chǎn)產(chǎn)，也不不積壓儲(chǔ)儲(chǔ)備。第三十一講第七章先先進(jìn)制制造技術(shù)術(shù)簡(jiǎn)介“看板”（Canban）管理出發(fā)點(diǎn)——后序驅(qū)動(dòng)動(dòng)示意圖圖7-11“看板”管理n乙n工序n-1乙n-1工序n甲n-1甲n-1工序n工序傳件看板生產(chǎn)看板第三十一講第七章先先進(jìn)制制造技術(shù)術(shù)簡(jiǎn)介表7-1LP與MP比較比較項(xiàng)目大量生產(chǎn)精良生產(chǎn)追求目標(biāo)高效率、高質(zhì)量、低成本完善生產(chǎn)，消除一切浪費(fèi)工作方式專(zhuān)業(yè)分工，相互封閉責(zé)、權(quán)、利統(tǒng)一的工作小組，協(xié)同工作，團(tuán)隊(duì)精神組織管理寶塔式，組織機(jī)構(gòu)龐大權(quán)利下放，扁平式組織結(jié)構(gòu)產(chǎn)品特征標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品面向用戶的多樣化產(chǎn)品設(shè)計(jì)方式串行模式并行模式生產(chǎn)特征大批量、高效率生產(chǎn)變批量、柔性化生產(chǎn)供貨方式大庫(kù)存緩沖JIT方式，接近0庫(kù)存質(zhì)量保證靠機(jī)床設(shè)備，事后把關(guān)靠生產(chǎn)人員保證，追求零缺陷雇員關(guān)系雇傭關(guān)系，合同約束終身雇用，風(fēng)雨同舟用戶關(guān)系靠產(chǎn)品質(zhì)量、成本取勝用戶滿意，需求驅(qū)動(dòng)，主動(dòng)銷(xiāo)售供應(yīng)商合同關(guān)系，短期行為長(zhǎng)期合作，利益共享，風(fēng)險(xiǎn)共擔(dān)第三十一講第七章先先進(jìn)制制造技術(shù)術(shù)簡(jiǎn)介