《先进制造技术》课件(全套)PPT文档格式.pptx

1、制造业是所 有与制造有关的企业群体的总称。,1.1.1制造与制造技术,6,表1.1 我国制造业的分类,业,第一产业,表1.2 第一、二、三产业的划分第二产业第三产业,1.1.1制造与制造技术,7,制造技术在产品生产中，使原材料转化为产品过程所施行的 各种手段的总和，称为制造技术。运用一定的知识、技能操纵可以利用的物质、工具,采取有效的方法,手段包括,8,与大、小制造概念相对应，对于制造技术的理解也 有广义和狭义之分。广义理解制造技术涉及生产活动的 各个方面和生产的全过程，制造技术被认为是一个从产 品概念到最终产品的集成活动，是一个功能体系和信息 处理系统。,1.1.1制造与制造技术,制造系统结

2、构,图1-2制造系统功能结构,经营管理信息流 生产管理信息流 技术信息流物质流,用户、市 场 与 外 部 环 境,市场与销售,研究与开发,资源管理,经营管理财务,生产管理,工程设计,采购,车间制造（加工、装配、检验、输送、存储）,质量控制,1.1.2制造系统,9,软件,图1-3 制造系统结构特性,制造系统特性结构特性制造系统可视为若干硬件的集合体。为使硬件充分 发挥效能，必须有软件支持。硬件,1.1.2制造系统,10,转变特性主要从技术角度出发，如何使转变过程更有效进行。,获取阶段,转变阶段,分配阶段,图1-4 制造系统的物质流,原材料 供应者,原材料 库存,零件 加工,零件 库存,装配,成品

3、 库存,最终 用户,1.1.2制造系统,11,压力加工,油漆,车身装配,内部装饰,驱动桥装配,变速箱装配,轮胎装配,底盘装配,车身安装 最后试验,发动机装配,发动机试验,机械加工,热处理,锻造,熔化,造型,浇铸,压铸,自动线,油漆机械加工 热处理,图1-5汽车生产物流示意图,1.1.2制造系统,12,需求 订货 信息,生产 计划 信息,进度 计划 信息,作业 计划 信息,生产 结果 数据,生产 控制 信息,生产 技术 信息,产品 设计 信息,综合 生产 计划,生产 进度 计划,作业 计划,生产 实施,生产 控制,产品 设计,工艺 过程 计划,工艺 过程 信息,控制阶段,计划阶段实施阶段图1-6

4、 制造系统的程序特性,程序特性程序 一系列按时间和逻辑安排的步骤制造系统可视为生产离散型产品的工作程序（图1-6）,研究制造系统程序特性，主要从管理角度出发如何使生 产活动达到最佳化。,13,1.1.2制造系统,误差流 物流,资金流,控制,制造系统的物质流与信息流需求,规划信息流,实施（车间或现场）,14,原材料,产品与服务,能源,能 量 流,图1-7 制造系统的五种流,1.1.2制造系统,第1章概述Introduction,1.2制造技术的发展及其 在国民经济中的地位Development of Manufacturing Industry and its Position in Natio

5、nal Economy,15,河南省精品课程“先进制造技术”,1.2.1制造技术的发展,制造技术的进步和发展制造技术是制造业所使用的一切生产技术的总称，是将 原材料和其他生产要素经济合理地转化为可直接使用的具有 较高附加值的成品/半成品和技术服务的技术群。影响其发展 的最主要因素是技术的推动和市场的牵引。人类科学技术的 每次革命必然引起制造技术的不断发展，因而也推动了制造 业的不断发展和进步。近百年来，在市场需求不断变化的驱动下，制造业的生 产规模沿着“小批量少品种大批量多品种变批量”的方 向发展。在科学技术高速发展的推动下，制造业的资源配置 沿着“劳动密集设备密集信息密集知识密集”的方向 发

6、展。与之相适应，制造技术的生产方式沿着“手工机械 化单机自动化刚性流水自动化柔性自动化智能自动 化”的方向发展。,16,1.2.1制造技术的发展,制造技术发展的五个时期工场式生产时期18世纪七十年代，以蒸汽机和纺纱机的 诞生，引发第一次工业革命，从手工业作坊式生产到以机 械加工和分工原则为中心的工厂生产，机器代替手工。工业化规模生产时期19世纪电气技术得到发展，由于电 气技术与其他制造技术的融合，开辟了崭新的电气化新时 代，制造业得到了飞速发展，制造技术实现了批量生产、工业化规范生产的新局面。与此同时，互换性原理和公差 制度应运而生。,17,刚性自动化发展时期20世纪初，内燃机的发明，引起了

7、制造业的革命，流水生产线和泰勒式工作制及其科学管理方 法得到了应用。特别是第二次世界大战期间，以大批量生产 为模式，以降低成本为目的的刚性自动化制造技术和科学管 理方式得到了很大发展。福特汽车制造公司用大规模刚性生 产线代替手工作业，使汽车的价格在几年内降低到原价格的 1/8，促进了汽车进入家庭。柔性自动化发展时期20世纪中期，计算机、微电子、信 息和自动化技术有了迅速的发展，逐步形成了数控技术（NC）、计算机数控（CNC）、柔性制造单元（FMC）、柔性制 造系统（FMS）、计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）等先进 的制造单元技术和全面质量管理（TQM）、准时生产（JIT）等科学的管理理念

8、和方法，为单一产品大批量刚性自动化生 产向多品种小批量柔性自动化生产方向发展提供了技术基础。,18,1.2.1制造技术的发展,综合自动化发展时期 自20世纪80年代以来，设计、制造 和管理在内的单元自动化技术逐渐成熟和完善，如计算机 辅助设计与制造（CAD/CAM）、计算机辅助工艺规划（CAPP）、计算机辅助工程（CAE）、计算机辅助检测（CAT）；在经营管理领域内的物流需求规划（MRP）、制造资源规划（MRP）、企业资源规划（ERP）；在加 工制造领域内的直接或分布式数控（DNC）、工业机器人（ROBOT）等。以计算机为中心的集成制造技术从根本 上改变了制造技术的面貌和水平，体现新的制造模式

9、的计 算机集成制造系统（CIMS）、并行工程（CE）以及精良 生产（LP）得到实践、应用和推广。此外，精密成形技术 与装备、快速成形技术与系统、少无切削技术与装备、激 光加工技术与装备等进入了一个空前发展的阶段。,19,1.2.1制造技术的发展,1.2.2制造业在国民经济中的地位,制造业是国民经济的支柱产业和经济增长的发动机美国：68%的财富来源于制造业；日本：49%的国民生产总值（GNP）来源于制造业；中国：2001年制造业增加值：37613.1 亿元占国民生产总 值的 39.21%，占工业生产总值的 77.61%。上交税金4398.17 亿元，占国家税收总额的30%和财政收入的27%。制造

10、业是高技术产业化的载体和实现现代化的重基石20世纪兴起的核技术、空间技术、信息技术、生物医学技 术等高新技术无一不是通过制造业的发展而产生并转化为规 模生产力的。其直接结果是导致诸如集成电路、计算机、提 动通信设备、国际互联网、机器人、核电站、航天飞机等产 品相继问世，并由此形成了制造业中的高新技术产业。,20,1.2.2制造业在国民经济中的地位,21,图1-8 当今制造业的社会功能,图1-8显示了当今制造业的社会功能。冶金机械动力机械纺织机械建筑机械家用电器交通工具通讯设备,1.2.2制造业在国民经济中的地位,制造业是吸纳劳动就业和扩大出口的关键产业美国：约1/4人口直接从事制造业，其余人口

11、中又有约半数 人所做工作与制造业有关。2001年制造业全部从业人员 8083 万人，约占全国工 业从业人员总数的 90.13%，全国全部从业人口的11.1%。2001年制造业出口创汇2398亿元。占全国外贸出口 总额90%。制造业是国家安全的重要保障美国在一段相当长时间内忽视了制造技术的发展，结果 导致经济衰退，竞争力下降，出现在家电、汽车等行业不 敌日本的局面。20世纪80年代，发生了轰动一时的“东芝 事件”。美国重新关注制造业的发展，至1994年美国汽 车产量重新超过日本。,22,1963年1983年,美日1两.2.2国汽制造车业产在量国在民世经界济市中场的地所位占份额,图1-9 美日两国

12、汽车产量变化,23,1.2.2制造业在国民经济中的地位,东芝事件图1-10 多轴数控机床改进核潜艇性能,24,典型案例,案例1半导体、晶体管是美国发明的，由此兴起的微 电子工业也可以说纯粹是美国的首创工业。然而 在7080年代间不到十年的时间里，其半导体的市 场份额由60%降到了40%，消费电子产品则几乎全 军覆没。电视机仅有15%的国内市场，其余全部 被日本占领。,25,典型案例,案例2汽车的大批大量生产方式出自美国，汽车工业也成为 美国的最大工业。1955年：美国进口汽车仅占1%；1987年：美国进口汽车上升到31%；1989年：美国汽车世界市场占有率从75%下降到25%；案例3在机床行业

13、：美国：1980年NC机床自给率80%，19811987年，机床企业从1400家减少到500家，进口率达50%；1988年机床产值居世界首位，占世界总量1/4；,26,第1章概述Introduction,1.3 先进制造技术的特点和发展趋势Characteristics of Advanced Manufacturing Technology AndIts Developing Trend,27,河南省精品课程“先进制造技术”,1.3.1先进制造技术产生的背景,28,消费观念的变革和市场竞争日益激烈自20世纪60年代以来，世界市场的特征由传统的相对稳 定逐渐演变成为动态多变，由过去的局部竞争演

14、变成全球 范围内的竞争；行业之间的相互渗透、相互竞争日益激烈。在六、七十年代，市场主要是卖方市场，企业制造战略 由追求生产规模转向降低生产成本。20世纪80年代，由于 产品供过于求，市场转变为买方市场，企业向提高产品质 量的制造战略转变。20世纪90年代以来，消费者需求日趋 主题化、个性化和多样化，产品的生产和服务界限越来越 不明显，市场变化周期越来越短，而其具有不确定性。这 就要求制造企业不仅要降低生产成本、提高产品质量、及 时响应市场变化，还要追求创新和新颖。,1.3.1先进制造技术产生的背景,29,制造全球化和贸易自由化制造业、制造产品和制造技术走向国际化，导致制造业格 局在全球的重新分布和组合，并使得经济竞争在全球范围内 愈演愈烈。随着世界自由贸易体制进一步完善，以及全球交 通运输体系和通信网络的建立，全球采购与制造一体化的格 局已初步形成，国际经济合作与交往日趋紧密。科学技术与制造技术的相互制约和促进计算机、微电子、信息、自动化等技术的相互渗透、融合 和衍生，极大地促进了制造技术在宏观（制造系统的建立）和微观（精密、超精密加工）两个方向上的蓬勃发展，急剧 地改变了现代制造业的产品结构、生产方式、生产工艺和设 备以及生产组织