先进制造系统习题答案机械工业出版社文档格式.docx

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1、资源和环境的约束；

2、缺乏自主知识产权的技术和品牌以及面向全球市场的销售渠道；

3、原材料和劳动力价格的上涨，使得中国制造业的成本急剧上升；

4、人民币汇率大幅升值，导致外贸出口成本上涨。

7、什么是系统？

制造系统有哪些组成要素？

系统的定义是：

具有特定功能的、由若干互相联系的要素组成的一个整体。

制造系统是由制造过程所涉及的人员、硬件和软件等构成的。

8、先进制造系统（AMS）的定义是什么？

先进制造系统是指在时间、质量、成本、服务和环境诸方面，能够很好地满足市场需求，采用了先进制造模式和先进制造技术，协调运行，获取系统资源投入的最大增值，具有良好社会效益，达到整体最优的制造系统。

9、先进制造系统的特点。

时间第一；

满意质量；

分集并存；

以人为本；

扁平组织；

柔性更高；

模块拼合；

关注环境。

10、什么是制造模式？

它与制造技术有何关系。

制造模式是指企业体制、经营、管理、生产组织和技术系统的形态和运作的模式。

制造模式与制造哲理构成了制造技术发现的软环境。

11、制造模式的影响因素。

先进制造模式的共性是什么？

影响因素：

1、社会生产力水平；

2、先进制造技术的应用；

3、市场需求的变化；

4、社会需要的变化。

把AMM分为3层：

1、技术和方法层；

2.系统方法层；

3.哲理层

12、什么是先进制造技术（AMT）?

先进制造技术是制造技术与信息技术、管理技术等有关科学技术交融而形成的新型技术。

他是以人为主体、以计算机技术为支柱、综合的制造技术群。

13、先进制造技术包括那些技术？

1.按AMT的功能分：

主体技术群；

支撑技术群。

2.按AMT的性质分：

基础技术；

新型单元技术；

系统集成技术。

3.按制造业技术系统的构成要素分：

先进设计技术；

制造自动化技术；

先进制造工艺技术；

材料技术；

工业工程技术。

第二章基本原理

1、比较推动式生产与拉动式生产方式有何区别？

推动式生产：

在推进式生产中，每一工序都根据在推进式生产中，每一工序都根据生产计划，尽其所能地生产，尽快完成生产任务，不管下一工序当时是否需要。

拉动式生产：

相对于过去的推动式生产，拉动式生产是前一作业将零件生产出来“推给”后一作业加工，在拉式生产中，是后一作业根据需要加工多少产品，要求前一作业制造正好需要的零件。

2、制造系统的结构在层次上可分为哪几级？

（1）单元级制造系统；

（2）车间级制造系统；

（3）企业级制造系统；

（4）全球制造系统；

（5）制造系统的大小

3、何为结构系统？

何为过程系统？

结构是指制造系统在空间上所具有的结构形态，过程是指制造系统在产品全生命周期中随时间变化的序列。

4、制造系统有哪些基本要素？

输入；

输出（产品，服务，创造客户，社会责任）；

转换；

机制；

约束和反馈。

5、企业制造系统的制造过程有哪几种运动流？

四种运动流：

物料流、信息流、资金流和劳务流。

6、制造系统的特性有哪些？

转换性；

分解性；

集成性；

动态性；

进化性；

开放性；

随机性；

复杂性。

7、解释：

制造能力、生产能力、集成度、柔性。

制造能力：

企业或工厂在时间上、技术上和物理上的限制。

生产能力：

指某一层次的AMS在合理的条件下单位时间能够生产产品的最大数量。

集成度：

指AMS的子系统之间功能交互、信息共享及数据传递畅通的程度。

柔性：

指AMS适应环境和过程改变的能力。

8、制造系统的决策属性有哪些？

在AMS的规划与设计中，通常影响决策的属性因素有五个，即时间（Time）、质量（Quality）、服务（Service）、成本（Cost）和环境（Environment）。

9、何为制造系统的生命周期？

是从提出建立或改进制造系统开始，到它脱离运行并被新系统代替而结束所经历的时间。

10、制造系统生命周期的各阶段有哪几种效应？

导入阶段——鸟尾效应；

生成阶段——斜升效应；

成熟和饱和阶段——随机效应；

老化和衰亡阶段——劣化效应；

在各阶段还存在突变效应。

11、何谓产品生命周期成本？

LCC是从计划、设计、生产和使用直到报废的整个生命周期内所花费用的总和。

12、什么是顾客满意度？

如何提高？

顾客满意度是顾客满意状况的测评指标，是组织质量管理体系的最主要业绩。

为了提高顾客满意度，应该做到完整掌握顾客信息，准确把握顾客需求，快速相应个性化需求，提供便捷的购买渠道、良好的售后服务与经常性的顾客关系等。

13、科学发展观的内涵。

全面发展。

协调发展，可持续发展

14、目前制造系统常用的控制方式。

集中式控制；

递阶式控制；

分布式控制。

16、何谓信息化制造？

其基本内容是什么？

信息化制造是指在制造企业的生产、经营、管理的各个环节和产品生命周期的全过程，应用先进的计算机、通信、互联网和软件等信息技术和产品，并充分整合、广泛利用企业内外信息资源，提高企业生产、经营和管理水平，增强企业竞争力的过程。

信息化制造的内容可以分成四个方面：

1）生产作业层的信息化；

2）管理办公层的信息化；

3）战略决策层的信息化；

4）协作商务层的信息化。

17、信息化制造对企业有何作用？

（1）有利于企业适应国际化竞争；

（2）实现企业快速发展的前提条件；

（3）有助于实现传统经营方式的转变；

（4）可以节约营运成本；

（5）可以提高工作效率；

（6）可以提高企业的顾客满意度。

18、AMS开发的步骤。

（1）可行性论证；

（2）初步设计；

（3）详细设计；

（4）实施和测试；

（5）运行和维护。

第3章先进制造模式

1、刚性制造模式与柔性制造模式的主要区别是什么？

刚性制造模式：

它一般采用自动流水线，包括物流设备和相对固定的加工工艺，适应与大批量、少品种的情况。

其特征是：

实现从设计、加工到管理的标准化和专业化生产；

采用移动式的装配线和高效的专用设备，工序分散，节拍固定；

实行厂内自制管理，纵向一体化组织结构；

劳动分工很细；

对市场和用户需求的应变能力较低。

柔性制造模式：

工序相对集中，没有固定的节拍，物料的非顺序输送；

将高效率和高柔性融于一体，生产成本低；

具有较强的灵活性和适应性。

2、拉动式生产和推动式生产的主要优点和缺点是什么？

拉动式生产是“准时生产（JustInTime）”得以实现的技术承载。

相对于过去的推动式生产，前一作业将零件生产出来“推给”后一作业加工，在拉式生产中，是后一作业根据需要加工多少产品，要求前一作业制造正好需要的零件。

与拉动式生产相对应的是推动式生产。

在推动式生产中，每一工序都根据生产计划，尽其所能地生产，尽快完成生产任务，不管下一工序当时是否需要。

传统的生产系统一般为推动式生产，推动式生产将造成物品的堆积。

3、制造模式在制造系统中有何作用？

作用：

1）制造模式增强制造系统的竞争力；

2）制造模式提高制造技术的有效性；

3）制造模式拓宽企业资源增值的途径。

4、敏捷制造的含义？

它包括哪两个主要层面？

含义：

AM意指制造企业采用现代通信手段，通过快速配置各种资源（包括技术、管理和人），以有效和协调的方式响应用户需求，实现制造的敏捷性。

包括的两个主要层面：

1）第一层面是侧重从企业组织、结构和管理、营销策略的角度研究AM的实现；

2）第二层面是侧重从技术的角度研究AM的实现方法和关键使用技术。

5、实施敏捷制造的动力来源、关键技术？

实施AM模式的动力来源包括七个方面：

1）信息爆炸的压力；

2）技术进步加快；

3）高新技术的使用范围日益变宽；

4）市场竞争的全球化；

5）劳务市场的国际化；

6）可持续发展的要求；

7）日益增长的客户期望。

关键技术：

具体涉及四个方面，1）跨企业、跨行业、跨地域的信息技术框架；

2）集成化产品工艺设计的模型和工作流控制系统；

3）企业资源管理系统和供应链管理系统；

4）设备、工艺过程和车间调度的敏捷化。

6、最具代表性的敏捷制造实施途径是什么？

何谓敏捷虚拟企业？

最具代表性的敏捷制造实施途径有两种：

1）敏捷虚拟企业组织形式；

2）虚拟制造开发手段。

敏捷虚拟企业：

企业依据市场需求和具体任务大小，为了迅速完成既定目标，就需要按照资源、技术和人员的最优配置原则，通过信息技术和网络技术，将一个公司内部的一些相关部门或者同一地域的一些相关公司或者不同地域且拥有不同资源与优势的若干相关企业联系在一起，快速组成一个统一指挥的生产与经营动态组织或临时性联合企业。

7、并行工程的含义、目的、主要特点？

并行工程的含义：

并行工程是对产品及其相关过程进行并行、一体化设计的一种系统化工作模式。

目的：

CE的目标是提高质量、降低成本、缩短产品开发周期和产品上市时间。

主要特重构点：

1）设计人员的团队化；

2）设计过程的并行性；

3）设计过程的系统性；

4）设计过程的快速“短”反馈。

8、并行工程的关键技术主要包括哪些方面？

1.产品开发的过程建模、分析与集成技术；

2.多功能集成产品开发团队；

3.协同工作环境；

4.数字化产品建模

9、可重构制造系统（RMS）的定义是什么？

试给出可重构制造模式的定义。

可重构制造系统的定义：

它是一种为响应市场或客户需求的突然变化，快速调整在一个零件族内的生产能力和生产功能，在最初就设计成为可快速改变结构、由硬件与软件的构成组成的制造系统。

可重构制造模式的定义：

它是一种指导和管理制造系统进行重构的制造模式，它使制造系统通过自身内部变化来快速响应外部的市场环境变化。

10、可重构制造系统的特点

可重构性；

模块性；

可集成性；

可定制型；

可转换型；

可诊断性；

可重用性。

11、RMS的关键技术。

设计原理；

开放式控制系统；

硬件模块化设计；

软件模块化设计；

可重构设备设计；

可重构生产线设计。

12、何谓大量定制（MC）？

大量定制（MC）是一种在系统整体优化的思想指导下，集企业、顾客、供应商和环境与一体，充分利用企业已有的各种资源，根据顾客的个性化需求，以大量生产的低成本、高质量和高效率提供定制产品和服务的生产模式。

13、大量定制有哪些定制方法？

MC的定制方法根据不同的标准可以进行不同的分类。

（1）按对产品功能及其附加属性设计的不同影响，可分为4种类型：

1）合作定制；

2）透明定制；

3）装饰定制；

4）适应定制。

（2）按顾客需求对企业生产活动影响程度不同分，可分为4种类型：

1）按订单销售；

2）按订单装配；

3）按订单制造；

4）按订单设计。

14、MC的关键技术。

MC的管理技术是实现大量生产的关键技术。

主要包括：

MC的企业资源管理技术；

MC的业务过程重组技术；

MC的过程管理技术；

各种顾客需求获取技术、MC的知识管理和企业文化等。

20、采用推拉两种供应链整合的定制模式有哪些优势？

推拉两种供应链整合的定制模式，将整个生产流程分为推动阶段和拉动阶段。

推动阶段是第一阶段，为确保实施该模型的效果，对产品流程设计借助于标准化、模块化、通用化等技术，在产品到达延迟边界前，尽量减少产品构造的差异性，延长通用化过程，形成规模经济。

拉动阶段是第二阶段，根据确实掌握的订单信息，可以快速灵活地执行，保证产品高质量与精确度，实现定制化服务，满足用户个性化需求。

21、如何定义成组技术？

成组技术（GT）是在多品种的生产活动中，研究和利用有关事物的相似性，将相似的问题分类成组，寻求解决这一组问题的相对统一的最有方案，以取得期望的经济效益的一门生产技术科学。

22、何谓精益生产？

精益生产是指以整体优化的观点，以社会需求为依据，以发挥人的因素为根本，有效配置和合理使用企业资源，最大限度地为企业谋求利益的一种新型生产方式。

23、精益生产模式主要由哪几个方面构成？

该模式主要由以下5个方面构成：

（1）准时生产；

1）拉动式生产；

2）平准化。

（2）人员自主化；

（3）并行工程；

（4）成组流水线；

（5）全面质量管理。

24、叙述CIMS的组成及各部分的主要功能。

CIMS的组成及各个部分的功能如下：

（1）管理信息系统；

功能：

它是CIMS的神经中枢，用于收集、整理及分析各种管理数据，向企业和组织的管理人员提供所需要的各种管理及决策信息，必要时还可以提供决策支持。

（2）工程分析与设计系统。

它是CIMS中的主要信息源，根据根据管理信息系统下达的产品开发要求，通过计算机技术来完成产品的概念设计、工程与结构分析、详细设计、工艺设计以及数控编程等一系列工作，并通过工程数据库和产品数据库PDM实现内外部的信息集成。

（3）制造自动化系统。

它是CIMS中信息流于物流的结合点，是CIMS最终产生经济效益的所在。

（4）质量信息系统。

其功能包括质量计划、质量检测、质量评价、质量控制和质量信息综合管理。

（5）计算机网络系统。

它是CIMS各个分系统重要的信息集成工具。

（6）数据库管理系统。

它是CIMS信息集成的关键之一，用于存储和管理企业生产经营活动的各种信息和数据，通常采用集成和分布相结合的体系结构来保证数据存储的准确性、及时性、安全性、完整性，以及使用和维护的方便性。

25、CIMS的关键技术

信息集成；

过程集成；

企业集成。

26、虚拟制造（VM）的体系结构ＶＭ的建模与仿真工具；

虚拟企业；

系统集成。

27、vm的分类

以设计为中心的虚拟制造；

以生产中心的虚拟制造；

以控制为中心的虚拟制造

28、VM的关键技术

虚拟现实；

建模技术；

仿真技术；

可制造型评价

29、网络化制造（NM）的特点

敏捷化、分散化、动态化、协作化、集成化数字化和网络化

30、NM的关键技术

综合技术、使能技术、基础技术和支撑技术

31、智能制造（IM）的特征

自组织能力、自律能力、自学习能力、自适应能力、整个制造环境的智能集成

32、智能制造系统（IMS）的关键技术

人工智能技术、并行技术、虚拟制造技术、信息网络技术、自律能力构筑、人机一体化、自组织与超柔性

第5章先进制造装备及技术

１1.什么是数控机床，他有哪部分组成，各部分基本功能是什么？

数控机床是指采用数字控制技术对机床的加工过程进行自动控制的一类机床，是一种典型的光机电一体化的加工设备。

他一般由控制介质，数控装置，伺服系统和机床本体组成。

控制介质：

控制介质上存储着加工零件所需要的全部操作信息和刀具相对工件的移动信息。

数控装置：

数控装置用来接受并处理输入介质的信息，并将代码加以识别存储运算并输出相应的命令脉冲，经过功率放大驱动伺服系统，使机床完成规定要求动作。

伺服系统：

伺服系统把数控装置输出的脉冲信号通过放大和驱动元件使机床移动部件运动或使执行机构动作以加工出符合要求零件。

机床本体：

2.与普通机床相比，数控机床有什么特点？

高精度，高效率，高柔性，高自动化，高效益。

加工中心与一般数控机床相比主要区别是什么？

加工中心与一般数控机床显著区别是对零件具有多工序加工的能力，有一套自动换刀装置，包括刀库和换刀机械手等。

3.工业机器人有那几部分组成各有什么作用？

执行机构：

具有和人手臂相似的动作功能，可在空间抓放物体或执行其他操作

驱动系统：

按照控制系统发出的的控制指令将信号放大，驱动执行机构运动。

控制系统：

控制工业机器人按规定要求动作

检测装置：

通过辐射的多种传感器检测机器人的运动位置和工作状态，并随时反馈给执行系统以使执行机构按要求达到指定位置。

支撑系统：

通常包括机身和机座，机身可支持机器人手臂并扩大手臂活动范围，机座承受相应的载荷，确定或改变机器人位置。

4.工业机器人的工作范围指的是什么，在实际应用中如何考虑

工作范围是指工业机器人手臂末端或手腕中心所能到达的所有点的集合，也称为工作区域

在实际应用中应考虑是否会因为存在手部不能到达的作业死区而完不成任务并采用适当手段进行检验。

5.在面向自动化装配的产品设计中应遵循哪些原则？

1，针对零件自动化输送过程，零件的设计应避免零件在输送过程中发生缠结搭叠相互套入等影响装配问题，2，尽量采用自定位零件，对于需要在两个以上方向上使零件精确定位的装配过程中，零件上应设计有相应的定位辅助面3，保证零件和子装配在装配中便于抓取而且不易受损。

4，设计中应考虑零件插装方向，路径对装配难度的影响。

6、自动导向车（AGV）的常用导向技术主要有哪几种？

电磁导向，（分为单频制导向，多频制导向），光学导向，激光导向，视觉导向。

7、试述柔性制造系统（FMS）的定义？

FMS是由数控加工系统，物料储运系统以及计算机控制系统组成的并能根据制造任务和生产品种变化而迅速调整的自动化制造系统

8、什么是FMC，它与FMS有何联系与区别？

FMC通常由1至3台具有零件缓冲区，刀具换刀，及托盘自动更换装置的数控机床或加工中心以及工件储存，运输装置组成。

它是在加工中心的基础上发展起来，具有FMS部分特点的一种制造单元。

它具有适应加工品种（几十种）产品的灵活性和柔性，可以作为FMS中的基本单元，也可将其视为一个小规模的FMS。

FMC的自动化程度随略低于FMS但其投资比FMS少得多而经济效益接近。

１7.FMS通常有哪几部分组成，各部分主要功能是什么？

FMS通常包括三部分多工位数控加工系统，自动化物料系统，计算机控制的信息系统

加工系统：

以任意顺序自动加工各种工件并能自动的更换工件和刀具。

流系统：

可以实现工件在机床之间，加工单元之间，自动仓库与机床或加工单元之间以及托盘存放站与机床之间的　输送和搬运。

信息系统：

通过主控计算机或分布式计算机系统来实现系统的主要控制功能

8.简述FMS的工作原理？

可变制造系统接到上一级控制系统的有关生产计划信息和技术信息后，由其信息流系统（可编程控制系统）进行数据信息的处理，分配，并按照所给的程序对物流系统进行控制。

9.FMS单元控制系统是一个分层递阶控制系统，简述各级的作用？

A设备控制器：

将工作站控制其命理把那个转换成可操作做的有次序的简单任务并通过各种那个传感器监控这些任务的执行。

B工作站控制器：

负责指挥协调车间内一个设备小组的活动处理有物料储运系统叫来的零件托盘并通过控制工件调整零件加紧切削加工，切削清除加工过程中检验，卸下工件以及清洗工件等功能对设备级各子系统进行调整。

C单元控制器：

作为制造单元最高一级控制器是FMS全部生产活动的总体控制系统。

10.FMS单元控制系统的基本任务是什么？

1，单元内各加工设备的任务管理与调度其中包括指定单元作业计划，加工的管理与调度，运行状态的登录与上报，2，单元内物流系统的管理与调度，3，刀具系统的管理，包括向车间控制器和刀具预调仪提出刀具请求将刀具发至需要的机床等。

第6章先进制造工艺技术

11.物体成型方法有哪几种？

并举例说明

受迫成型，去除成型，添加成型

何谓先进制造工艺技术,其主要内容是什么？

先进制造工艺技术是指研究与物料处理工程和物料直接相关的各项技术，要求市县优质高效低耗清洁和灵活。

主要内容：

精密超精密加工技术，精密成型制造技术，特种加工技术，表面工程技术。

12.简述RPM的基本过程？

1，由CAD软件设计出所需零件的计算机三维曲面和实体模型2，根据工艺要求，将三维模型按一定方向离散成一系列有序的二维层片3，根据每层轮廓信息，进行工艺规划，选择加工参数，自动生成刀具移动轨迹和数控加工代码4，对对加工过程进行仿真，确认数控代码的正确性5，成型机制造一系列层片并自动将他们联系起来，得到三维物理实体。

13.简述SLA法的工艺原理及特点？

SLA法是基于液态光敏树脂的光聚合原理工作的。

这种液态材料在一定波长和强度的紫外激光的照射下能迅速发生光聚合反应，分子量急剧增大，材料也就从液态转变为固态。

特点：

成形的零件精度较高，需要支撑，树脂收缩导致精度下降光敏树脂有一定的毒性。

14.简述LOM法的工艺原理及特点？

LOM工艺采用薄片材料。

片材表面事先涂覆上一层热熔胶。

加工时，热压滚热压片材，使之与下面已成型的工件粘结；

用二氧化碳激光器，在刚粘结的新层上切割出零件界面轮廓和工件外框，并在截面轮廓与外框之间的多与区域内切割出上下对齐的网格；

激光切割完成后，工作台带动已成型的工件下降，与带状片材分离；

供料机构转动收料轴和供料轴带动料带移动，使新层移到加工区域；

工作台上升到加工平面；

热压辊热压，工件的层数增加一层高度增加一个料厚；

再在新层上切割出界面轮廓。

如此反复直至零件的所有截面粘结，切割完得到分层制造的实体零件。

　　　　　　　　　　　　　　特点：

LOM法只需在片材上切割出零件截面的轮廓不用扫描整个截面因此成形厚壁零件的速度较快易于制造大型零件，工艺过程中不存在材料相变因此不宜引起翘曲变形，零件精度较高小鱼0.15mm工件外框与界面轮廓之间的多与材料在加工中起到支撑作用所以LOM工艺无需加支撑。

15.简述SLS法的工艺原理及特点?

原理：

是利用粉末状材料成型的。

将材料粉末铺洒在已成型零件的上表面，并刮平，用高强度的二氧化碳激光器在刚铺的新层上扫描出零件截面，材料粉末在高强度的激光照射下被烧接在一起，得到零件的截面，并与下面已成型的部分连接，当一层截面烧结完后铺上新的一层材料粉末，有选择的烧结下层截面。

材料适应面广，不仅能制造塑料零件还能制造陶瓷蜡等材料的零件特别是可以制造金属零件，SLS法无需加支撑因为没有烧结的粉末起到了支撑作用。

16.简述FDM法的工艺原理及特点

材料在喷头内被加热熔化，喷头沿零件截面轮廓和填充轨迹运动，同时将融化的材料挤出，材料迅速凝固，并与周围材料凝结。

不用激光器件使用维护简单成本低

17.简述激光加工技术的原理与应用

当激光照射到工件表面，光能被工件吸收并迅速转换成热能，光斑区域的温度可达10000℃以上，使材料熔化甚至汽化，随着激光能量的不断吸收，材料凹坑内的金属蒸汽迅速膨胀压力突然增大并产生很强的冲击波，是被融化物质爆炸式的喷溅来实现材料的去除。

应用：

激光表面改性，激光焊接，激光切割，激光打孔，激光打标，激光雕刻。

18.简述电子束加工技术的原理与应用

利用阴极发射电子，经加速，聚焦，成离子束，直接射到放置于真空室中的工件上，其能量密度集中在5-10μm的斑点内，在0.2-0.3s