7、可靠性设计
产品的可靠性：
在规定的条件和规定的时间内，完成规定功能的能力。
可靠度：
在规定条件和规定时间内完成规定功能的概率R（t），可靠度愈大，工作愈可靠，0≤R（t）≤1；
失效率：
表示产品工作到某一时刻后，在单位时间内发生故障的概率λ（t），失效率愈低，产品愈可靠。
串联系统的可靠度RS：
并联系统可靠度计算：
8、价值工程
产品价值V是产品功能F与产品成本C的综合反映。
价值（V）--“合算不合算”或“值得不值得”
功能（F）--为功用、作用、效能、用途、目的等；
成本（C）--是指实现功能所支付的全部费用。
三者关系为：
V=F/C
价值工程设计过程：
是要求解答如下7个提问：
①它是什么？
②它是干什么用的？
③它的成本是多少,价值多少？
④该方案能满足要求吗？
⑤有没有实现同样功能的新方案？
⑥新的方案成本是多少？
⑦新的方案能满足要求吗？
最终获取满意的设计方案。
提高产品价值有以下五种途径：
1）功能不变，降低成本
2）成本不变，提高功能
3）功能提高，成本降低
4）成本略有提高，功能有更大的提高
5）功能略有下降，成本有更大的下降。
第三章
1、先进制造工艺发展与特点
先进制造工艺技术就是机械制造工艺不断变化和发展后所形成的制造工艺技术，包括了常规工艺经优化后的工艺，以及不断出现和发展的新型加工方法。
其主要技术体系由先进成形加工技术、现代表面工程技术等技术构成及先进制造加工技术。
特点：
加工精度不断提高；加工速度得到提高；材料科学促进制造工艺变革；重大技术装备促进加工制造技术的发展；优质清洁表面工程技术获得进一步发展；精密成形技术取得较大进展；热成形过程的计算机模拟技术研究有一定发展。
从总体发展趋势看，优质、高效、低耗、灵捷、洁净是机械制造业永恒的追求目标，也是先进制造工艺技术的发展目标。
2、现代成形学的观点三类零件成形方法、这些成形方法各自工艺内容
依据现代成形学的观点从物质的组织方式上，可把成形方式分为如下三类：
去除成形、受迫成形、堆积成形。
工艺内容如下：
去除成形：
它是运用分离的办法，把一部分材料（裕量材料）有序地从基体中分离出去而成形的办法，如：
车、铣、刨、磨。
受迫成形：
它是利用材料的可成形性（如塑性等），在特定外围约束（边界约束或外力约束）下成形的方法，如：
铸造、锻造。
堆积成形：
它是运用合并与连接的办法，把材料（气、液、固相）有序地合并堆积起来的成形方法；如：
焊接、快速原形制造。
3、高速加工技术
指采用超硬材料的刀具和磨具，能可靠地实现高速运动的自动化制造设备，极大地提高材料的切除率，并保证加工精度和加工质量的现代制造加工技术。
4、高速加工理论、优越性、应用关键技术、刀具材料
1）高速切削理论：
一定的工件材料对应有一个临界切削速度，再该切削速度下切削温度最高。
2）高速加工的优点：
切削力低、热变形小、材料切除率高、高精度、减少工序。
3）应用：
汽车工业大批生产、难加工材料、超精密微细切削、复杂曲面加工、航空工业。
4）关键技术：
高速主轴、快速进给系统、高性能的CNC控制系统、先进的机床机构、高速切削的刀具系统。
5）刀具材料：
硬质合金涂层刀具、陶瓷刀具、聚晶金刚石刀具、立方氮化硼刀具。
5、对超精密加工有那些主要要求（机床设备、刀具、支撑环境）
A:
超精密加工机床应具有高精度、高刚度、高加工稳定性和高度自动化的要求。
B:
环境要求：
净化的空气环境、恒定的温度环境、较好的抗振动干扰环境
C:
超精密切削对刀具的要求：
1）极高的硬度、耐用度和弹性模量，以保证刀具的寿命和耐用度
2）刃口能磨的极其锋锐，刃口半径值极小，能实现超薄的切削厚度
3）刀刃无缺陷
4）与工件材料的抗粘结性好、化学亲和性小、摩擦因数低，能得到极好的加工表面完整性。
6、精密超精密加工技术的现状和发展趋势
基于超精密及纳米加工技术的重要性，国内外对该技术的研究和开发都投入了大量的人力和财力。
超精密加工技术在国际上处于领先地位的国家有美国、英国和日本，目前这些国家的超精密加工技术正向纳米精度发展。
以精密和超精密机床为标志，目前世界各国的超精密机床已发展到了极高的水平。
在测量技术方面，广泛采用激光干涉仪、电容式测微仪、莫尔条纹光学尺甚至扫描隧道显微镜等技术实现精密超精密测量。
我国的超精密加工技术研究始于60年代末，在80年代生产液体静压轴承主轴的超精密车床和空气轴承主轴的磁盘车床，80年代中后期，我国已具有世界先进水平的超精密加工机床及机床部件，并向专业化批量生产发展。
当前，超精密及纳米加工技术的发展趋势主要表现在以下一些方面：
1）.向高精度方向发展，向加工精度的极限冲刺，由现阶段的亚微米级向纳米级进军，其最终目标是做到“移动原子”，实现原子级精度的加工。
2）．向大型化方向发展，研制各种大型超精密加工设备，以满足航空航天、电子通信等领域的需要。
3）.向微型化方向发展，以适应微型机械、集成电路的发展。
4）.向超精结构、多功能、光机电一体化、加工检测一体化方向发展，并广泛采用各种测量、控制技术实时补偿误差。
5）.不断出现许多新工艺和复合加工技术，被加工的材料范围不断扩大。
6）.在作业环境建造方面诸如高性能的基础隔振技术、净化技术与环境温控技术将有更大发展。
7、快速原型技术的基本过程
快速原型技术是用离散分层的原理制作产品原型的总称，其原理为：
产品三维CAD模型→分层离散→按离散后的平面几何信息逐层加工堆积原材料→生成实体模型。
该技术集计算机技术、激光加工技术、新型材料技术于一体，依靠CAD软件，在计算机中建立三维实体模型，并将其切分成一系列平面几何信息，以此控制激光束的扫描方向和速度，采用粘结、熔结、聚合或化学反应等手段逐层有选择地加工原材料，从而快速堆积制作出产品实体模型。
8、微机械特征
体积小，精度高，重量轻、性能稳定，可靠性高、能耗低，灵敏度和工作效率高、多功能和智能化、适用于大批量生产，制造成本低。
9、微机械研究中的关键问题
1）、微型传感器与控制技术研究
2）、材料科学方面
3）、基础科学方面
4）、驱动技术
5）、研究将电能转变为大变形能的固体材料或复合材料
6）、微型机构
7）、微型加工和装配技术
10、特种加工技术
特种加工技术：
是采用非常规的切削加工手段，利用电、磁、声、光、热等物理及化学能量直接加于被加工工件部位，达到材料去除、变形以及改变性能等目的的加工方法。
方法：
激光加工、超声波加工、电火花加工、电解加工、水射流切割加工。
11、特种加工的产生背景、分类及应用领域。
产生背景：
特种加工是将电、磁、声、光、热等物理能量及化学能量或其组合乃至于机械能组合直接施加在被加工的部位上，从而使材料被去除、变形记改变性能等。
分类：
一般按能量形式和作用原理进行划分：
1）电能与热能作用方式：
电火花成形与穿孔技术、电火花线切割加工技术、电子束加工和等离子体加工。
2）电能与化学能作用方式：
电解加工、电铸加工和刷镀加工。
3）电化学能与机械能作用方式：
电解磨削、电解珩磨。
4）声能与机械能作用方式：
超声波加工。
5）光能与机械能作用方式：
激光加工。
6）电能与机械能作用方式：
离子束加工。
7）液流能与机械能作用方式：
水射流切割、磨料水喷射加工和挤压珩磨。
应用领域：
解决各种难切削材料的加工问题；解决各种复杂零件表面的加工问题；解决各种精密的、有特殊要求的零件加工问题。
12、激光加工的工作原理、特点及应用范围
工作原理：
利用激光的高能量密度（或称亮度）和高方向性（发散极小）可以对所有固体材料进行精细表面加工、雕刻与切割。
激光所到之处，固体迅速熔化、气化，而周围材料则几乎不受影响。
特点：
1）.激光加工不需要工具，故不存在工具损耗、更换调整工具等问题，因此适于自动化连续操作；
2）.不受切削力的影响，易于保证加工精度；
3）.几乎能加工所有的金属和非金属材料；
4）.加工速度快，效率高，热影响小；
5）.能进行微细加工；
6）.可透过玻璃等透明介质对工件进行加工；
7）.无加工污染，在大气中无能量损失。
应用范围：
激光加工已成功用于切割、焊接、表面处理、打孔、微机械加工及弯曲成形等方面。
在工业发达国家中已被大量用于电子、汽车、钢铁、机械、航空等工业部门。
第四章
1、制造自动化技术的内涵及技术地位
制造自动化是人类在长期的生产活动中不断追求的主要目标，直走自动化技术是先进制造技术中的重要组成部分，也是当今制造工程领域中涉及面广、研究十分活跃的技术。
制造自动化是在“大制造概念（广义）”的制造过程的所有环节采用自动化技术，实现制造全过程的自动化。
制造自动化得任务就是研究对制造过程的规划、管理、组织、控制与协调优化等的自动化，一是产品制造过程实现高效、优质、低耗、及时和洁净的目标。
就制造自动化技术的技术地位而言，制造自动化代表着先进技术的水平，促进制造业逐渐由劳动密集型产业转变为技术密集想和知识密集型产业，是制造业发展的重要表现和重要标志。
制造自动化技术也体现了一个国家的科技水平。
采用制造自动化技术可以有效改善劳动条件，显著提高劳动生产率，大幅度提高产品质量，显著降低制造成本，有效缩短生产周期，大大提高企业的市场竞争能力。
2、制造自动化技术的发展与趋势
阶段划分：
刚性自动化、柔性自动化和综合自动化
发展趋势为：
敏捷化、网络化、虚拟化、只能化、全球化和制造绿色化。
3、广义制造自动化、特点
包含产品制造全过程以及各个环节综合集成自动化，以使产品制造过程实现高效、优质、低耗、及时、洁净的目标。
特点：
提高劳动生产率、提高产品质量、降低制造成本、提高经济效益、改善劳动条件、有利于产品更新、提高企业的市场竞争力
4、机床数控系统的组成和工作过程
数控系统组成部分：
1）零件的图样，作为数控装置工作的原始数据。
2）为程序编制部分。
3）控制介质，也称为信息载体，通常用穿孔纸带、磁带、软磁盘或光盘作为记载控制指令的机制。
控制介质上粗村的加工零件所需要的全部操作信息，是数控系统用来指挥和控制设备进行加工运动动的唯一指令信息。
4）数控系统，他是数控机床的核心环节。
数控系统的作用是按接收介质输入信息，经处理运算后去控制机床运动。
5）伺服驱动系统，它包括伺服驱动电路和私服电动机等驱动执行机构。
6）坐标轴或执行机构的测量装置;
7）辅助单元，用于控制其他部件的工作如主轴的起停、道具交换等；
8）坐标轴，工作台轴。
工作过程：
1）输入：
零件加工程序一般通过DNC从上一级计算机输入而来。
2）译码：
译码程序将零件加工程序翻译成计算机内部能识别的语言。
3）数据处理：
包括刀具半径补偿、速度计算以及辅助功能的处理。
4）插补：
是在已知一条曲线的种类、起点、终点以及进给速度后，在起点和终点之间进行数据点的密化。
5）伺服输出：
伺服控制程序的功能是完成本次插补周期的位置伺服计算，并将结果发送到伺服驱动接口中去。
5、工业机器人技术发展趋势
1）、机器人的智能化
2）、机器人的多机协调化
3）、机器人的标准化
4）、机器人的模块化
5）、机器人的微型化
6、工业机器人的组成、分类（按结构），大脑
1）、执行机构
2）、控制系统
3）、驱动系统
4）、位置检测装置
按结构形式分：
直角坐标机器人、圆柱坐标机器人、球坐标机器人、关节机器人
关节机器人具有两个旋转轴和一个平移轴
直角坐标机器人由三个相互正交的平移坐标轴组成
圆柱坐标机器人由立柱和一个安装在立柱上的水平臂组成
球坐标机器人由回转机座、俯仰铰链和伸缩臂组成
工业机器人的大脑：
控制系统，控制和支配机器人、存储信息
7、柔性制造系统（FMS）及基本组成和主要功能
由若干台数控加工设备、物料运储装置和计算机控制系统（信息控制系统）组成，并能根据制造任务或生产品种的变化迅速进行调整，以适应多品种、中小批量生产的自动化控制系统。
FMS基本组成：
加工系统、工件储运、刀具储运、一套计算机控制系统。
常见的FMS一般具有以下功能：
1）自动制造功能，在柔性制造系统中，由数控机床这类设备承担制造任务；
2）自动交换工件和刀具的功能；
3）自动输送工件和刀具的功能；
4）自动保管毛坯、工件、半成品、工夹具、模具的功能；
5）自动监视功能（即刀具磨损、破损的监测），自动补偿，自诊断等；
6）作业计划与调度。
8、FMS特点和使用范围
其特点是：
高效率、高质量和高柔性。
使用范围：
随着科学技术的发展，人类社会对产品的功能与质量的要求越来越高，产品更新换代的周期越来越短，产品的复杂程度也随之增高，传统的大批量生产方式受到了挑战。
这种挑战不仅对中小企业形成了威胁，而且也困扰着国有大中型企业。
因为，在大批量生产方式中，柔性和生产率是相互矛盾的。
众所周知，只有品种单一、批量大、设备专用、工艺稳定、效率高，才能构成规模经济效益；反之，多品种、小批量生产，设备的专用性低，在加工形式相似的情况下，频繁的调整工夹具，工艺稳定难度增大，生产效率势必受到影响。
为了同时提高制造工业的柔性和生产效率，使之在保证产品质量的前提下，缩短产品生产周期，降低产品成本，是终使中小批量生产能与大批量生产抗衡，柔性自动化系统便应运而生。
第五章
1、制造业生产方式及其相应的生产管理技术的发展进程
人类制造业的生产方式的发展大致经历了四个主要阶段：
1）手工与单件生产方式，其特点有：
（1）采用手动操作的通用机床，按用户要求进行生产，生产的产品可靠性和一致性步能得到保证；
（2）生产效率低，生产成本低；（3）生产者是正太机器的作坊业主；（4）工厂组织结构松散，管理层次简单；
2）大批量生产方式，其特点有：
（1）实行从产品设计、加工制造到管理的标准化合专业化生产；
（2）采用移动式的装配线和高效的专用设备；（3）实行纵向一体化管理。
吧一切与最后总产品相关的工作都归并到场内自制。
3）柔性自动化生产方式，其特点有工序相对集中，没有固定的节拍，无聊的非顺序输送；将告效率和高荣幸溶于一体，生产成本低；具有较强的灵活性和适应性。
4）高效、敏捷与集成经营生产方式，其特点有：
（1）以技术为中心向以人为中心转变，技术的发展更加符合人类社会发展的需要；
（2）企业的组织结构将从金字塔式的多层次生产管理结构向分布式扁平的网络结构转变；（3）从传统的顺序工作方式向并行工作方式转变；（4）制造系统的策略集中在灵活组织社会资源，企业从按功能划分部门的固定组织形式向动态的、自主管理的小组工作组织形式转变；（5）质量是企业尊严和品牌价值的起点，快速响应市场的竞争策略是制胜的法宝；（6）企业从单纯竞争走向既有竞争、又有结盟之路；（7）技术创新将成为21世界企业竞争的焦点。
2.先进管理技术的特点
（1）以人为本的思想
（2）重视发挥信息的特点
（3）强调柔性化生产
（4）强调技术，组织与管理的集成
（5）强调简化组织结构
3、PDM产生背景、内涵、主要功能及其结构组成
背景：
在20世纪的60、70年代，企业在其设计和生产过程中开始使用CAD、CAM等技术，新技术的应用在促进生产力发展的同时也带来了新的挑战。
对于制造企业而言，虽然各单元的计算机辅助技术已经日益成熟，但都自成体系，彼此之间缺少有效的信息共享和利用，形成所谓的“信息孤岛”。
在这种情况下，许多企业已经意识到：
实现信息的有序管理将成为在未来的竞争中保持领先的关键因素。
产品数据管理（ProductDataManagement简称PDM）正是在这一背景下运行而生的一项新的管理思想和技术。
内涵：
以软件技术为基础，以产品为核心，实现对产品相关的数据、过程、资源一体化集成管理的技术。
主要功能：
电子仓库管理；文档管理；产品结构管理；产品配置管理；项目管理；用户与组织团队管理；工作流与过程管理；系统集成；系统安全与权限管理；系统管理。
结构组成：
分为五层，即底层平台层、PDM核心服务层、PDM应用组件层、应用工具层和实施理念层。
4、分析PDM与ERP之间的区别与联系
PDM是一门用来管理所有与产品相关信息（包括零件信息、配置、文档、CAD文件、结构、权限信息等）和所有与产品相关过程（包括过程定义和管理）的技术。
ERP企业资源计划把客户的需求和企业内部的制造活动，以及供应商的制造资源整合在一起，体现了完全按用户需求制造的思想。
ERP的基本思想是将制造业企业的制造流程看做是一个紧密连接的供应链，其中包括供应商、制造工厂、分销网络和客户等；将企业内部划分成几个相互协同作业的支持子系统，如财务、市场营销、生产制造、质量控制、服务维护、工程技术等，还包括对竞争对手的监视管理。
PDM与ERP之间的区别如下：
比较内容
ＰＤＭ
ＥＲＰ
管理对象
描述产品本身状态的信息和信息之间逻辑关系
参与生产制造资源和制造资源利用的生产过程
管理过程
产品逻辑形成相关过程，过程产物是描述产品状态信息。
产品物理形成相关过程，过程产物是产品或零部件实体
管理对象关系
从概念角度描述产品的几何拓扑信息
从物流配置对生产安排的一些资源信息
PDM和ERP在管理内容
升级会员 