二、知识经济条件下制造业面临的机遇和挑战
1.传统制造业特点
（1）建立在规模经济基础上，靠企业规模、生产批量、产品结构和重复性来获得竞争优势。
（2）强调资源的有效利用，以低成本获得高质量和高效率。
（3）生产赢利是靠机器取代人力、复杂的专业加工取代人的技能来获取。
（4）机器的非柔性、要求标准的产品设计以获得高产出。
（5）难以满足市场对产品花色品种和交货期的要求。
2.制造业面临的发展机遇和严峻挑战：
(1)产品生命周期缩短
现代科技以日新月异的速度发展，新产品层出不穷。产品的生命周期(一个产品从开
发设计到被市场淘汰所经历的时间)大大缩短。
(2)用户需求多样化
用户追求多样化和个性化已逐渐成为世界的潮流。
(3)大市场和大竞争
世界市场的开放程度越来越大。计算机通信技术和信息高速公路，使全球集成制造有可能实现。使资源更充分地利用，原料和产品的运输距离显著地缩短，交货期进一步缩短，产业分工的国际化已成为发展潮流。
(4)交货期成为竞争的第一要素
根据客户对产品需求的变化，要求迅速作出反应，已经成为压倒一切的竞争要素。
(5)信息化和智能化
随着计算机技术广泛的应用，企业的控制进一步信息化和智能化，企业的工作内容、对象和方法发生根本的改变。
(6)人的知识、素质和需求的变化
企业职工的知识、素质有较大提高，对工作内容和环境有更高要求。
(7)环境保护意识的增强与可持续发展
人类发展与环境的矛盾日益加深和尖锐。人类经济活动反思重大成果: 1992年确立了《21世纪议程》，一致提出要遵循可持续发展模式。
第三节 21世纪制造业的主要特点
一、背景
市场竞争是推动制造业不断采用先进制造技术和制造模式的因素二十多年来，世界制造业已进入了一个巨大变革时期，这一变革主要特点是：
1、生产能力(包括资本、信息)在世界范围内迅速提高和扩散，已形成全球市场激烈竞争格局。
2、先进生产技术的出现正在急剧地改变着现代制造业的产品结构和生产过程。
3、传统的管理、劳动方式、组织结构和决策准则都在经历新的变化。
?这些既为制造业带来了市场竞争的压力，同时也带来了机遇。
二、21世纪制造业的主要特点是
1、产品生命周期缩短，产品更新加快
美国制造业的经营策略变革示意图
2、具备赢得竞争，提高市场占有率的四种基本能力：
（1）时间竞争能力，产品上市快、生产周期短、交货及时；
（2）质量竞争能力，产品不仅可靠性高，而且使用户在各方面都满意；
（3）价格竞争能力，产品生成成本低，销售价格适中；
（4）创新竞争能力。
四种能力中最重要的是创新竞争能力，
3、制造全球化和贸易自由化
随着世界自由贸易体制的完善、全球交通运输体系和通信网络建立，国际经济合作和交往日趋紧密，世界正在成为一个统一的大市场。制造产业、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，并使得经济竞争在国际范围内愈演愈烈。
4、人类正迈向信息社会
?迅猛发展微电子、信息、新材料、为代表的新一代科学与技术，在制造领域中广泛渗透、应用和衍生，
拓展制造活动的深度和广度。
?现代制造业的设计方法、产品结构、生产方式、生产工艺和设备以及生产组织结构已经改变。?产生了一大批新的制造技术和制造模式。
?现代制造业已成为发展速度快、技术创新能力强、技术密集甚至是知识密集的部门。许多产品的技术含量和附加值增大，进入了高技术产品的行列。
5、环境保护意识的增强与可持续发展。
?可持续发展(Sustainable Development)思想在深入
?制造业及其产品受到的环境方面制约：
社会压力(整个社会和每一个公民都不会容忍浪费资源和污染环境的行为)。
国家政策或立法以及经济手段：
如安全标准、对废弃物的排放标准、能源使用、劳动者和公共健康保护、“绿色”产品标志许可制度、废物污染记帐制度等等。
?企业的环境适应性决定其竞争能力、应变能力、生存能力。
?生态安全型和资源节约型制造技术是制造领域亟待解决的一个重要课题。
第四节 21世纪对制造业的挑战
?人类进入21世纪，社会与政治环境、市场需求、技术创新预示着制造业将发生巨大变化。
?美国国家科学研究委员会工程技术委员会、制造与工程设计院"制造业挑战展望委员会”，对2020年制造业所面临的形势提出了如下六大挑战或基本目标：
一、快速响应市场竞争的挑战——实现制造环节并行
?效果1：并行制造将显著缩短产品从概念到实现的时间。
?效果2：在合作企业中，各外围企业不同区段的核心能力和知识将动态组合，通过精确估算、优化以及对产品成本利润的跟踪，将大大减小投资风险。
?挑战性：在通信和数据处理方面需要重要的新技术，需要制造企业有新的社会与文化氛围。
二．全球化竞争的挑战——技术资源的集成
?制造企业必须具有敏捷性，以承受巨大的全球竞争压力。
?制造企业必须保持对时间和技术的控制，把时间和技术视为对生产率的挑战，
?具有强大竞争力的制造企业将需要集成系统和自动运动的功能。
三．信息时代的挑战——信息向知识的转变
?制造业依赖于信息技术，并更趋强烈。
?按计算机和信息技术(硬件和软件)目前的指数增长速率，到2020年将能满足制造业的需求。
?两个挑战：
①及时”捕获“、贮存数据和信息，转化为有用的知识；
②在任何地点、时间需要时, 用户能用熟悉的语言和格式“及时”得到有用的知识。
?要点：从各种资源中，将信息及时地转变为有用的知识，作出有效决策是21世纪的重大挑战。
四.环境保护压力的挑战——可持续发展
?2020年世界人口将从今天的56亿增至80亿。
?人口增长及技术不断开发，全球生态系统将受到严重的制约。
?挑战：把生产废弃物及产品对环境的影响减少到“接受于零”。即
开发不受影响环境、成本低有竞争力的产品和工艺，尽可能利用回收材料作原料，在能源、材料或人才资源各方面不造成大的浪费。
五．制造全球化和贸易自由化的挑战——可重组工程
?随着世界自由贸易体制的进一步完善及全球通信网络的建立，国际经济技术合作交往日趋紧密。?全球产业界进入了结构大调整的重要时期，世界正在形成一个统一的大市场。
?全球范围内基于柔性、临时合作模式的格局正在逐步形成。
六．技术创新的挑战——全新制造工艺及产品的开发
?这一挑战采用制造单元工艺这一全新的概念，它将导致生产能力的急剧变化。
?由于设计和制造的产品的尺寸愈来愈小(最终可达分子级和原子级的水平)，制造工艺可能取得巨大的进步。
?2020年，技术创新的单元将在以下诸方面发挥巨大的能力：
1、多单元工艺技术集成为单一工艺将显著减少投资、检验时间、搬运和加工时间。
2、全部可编程的、不需要硬工装的工艺，将使产品的制造迅速转产成为可能。
3、自我导引工艺的创建将简化工装和编程的要求，并提供更大的加工柔性。
4、对分子或原子级的处理将导致新材料的产生，取消分散件联接与装配操作，允许在一个零件中材料成
分产生变化。
这些创新工艺的发展能够制造出新的产品，例如
由分子级的元器件组成的生物计算机；
能在分子或细胞级上进行手术且只有分子大小的外科工具；
高效且便宜的太阳能收集器等等。
第五节先进制造技术的基本内容与体系结构
?先进制造技术是：
信息时代工业规模生产的技术支柱；
世界高科技竞争在制造领域的最新体现；
制造技术的最新发展动向。
一、先进制造技术的定义
?先进制造技术是在传统制造技术基础上不断吸收机械、电子、信息、材料、能源和现代管理等方面的成果，并将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务的制造全过程，以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活的生产，提高对动态多变的市场的适应能力和竞争能力的制造技术的总称，也是取得理想技术经济效果的制造技术的总称。
二、先进制造技术体系结构
?1994年初，美国联邦科学、工程和技术协调委员会(FCCSET)下属的工业和技术委员会先进制造技术工作组提出将先进制造技术分为三个技术群：
①主体技术，包括面向制造的设计技术群和制造工艺技术群；
②支撑技术群；
③制造基础设施(制造技术环境)。FCCSET先进制造技术的系统结构及主要内容如图3所示。
三、先进制造技术的学科内容
?先进制造技术不是单指加工过程的工艺方法，而是横跨多个学科，包含了从产品设计、加工制造到产品销售、用户服务等整个产品生命周期全过程的所有相关技术，涉及到设计、工艺、加工自动化、管理以及特种加工等多个领域。
?根据先进制造技术的功能和研究对象，可将先进制造技术归纳如下几个学科方面：1．先进设计技术
产品设计是制造业的灵魂。先进设计技术的主要内容和发展趋势是：
(1)设计方法现代化
设计方法包括:
产品动态分析和设计，
产品可靠性、可维护性及安全设计，
产品优化设计，快速响应设计，创新设计，
智能设计，仿真与虚拟设计，
价值工程设计，模块化设计等。
?新的设计思想和方法不断出现，如
并行设计、
面向“X”的设计(Design For X，DFX)、
健壮设计(Robust Design)、
优化设计(Optimal Design)、
反求工程技术(Reverse Engineering)等。
(2)设计手段计算机化。表现在：
广泛应用有限元法、优化设计、计算机辅助设计、反求工程技术、CAD／CAM一体化技术、工程数据库。?当前突出反映在：
数值仿真或虚拟现实技术在设计中的应用。
现代产品建模理论发展，向智能化设计方向发展。
(3)向全寿命周期设计发展
?传统的设计只限于产品设计
?全寿命周期设计则由简单的、具体的、细节的设计发展为复杂的总体设计和决策，通盘考虑包括：
设计、制造、检测、销售、使用、维修、报废等阶段的产品的整个生命周期。
(4)由单纯考虑技术因素转向
技术
综合考虑经济因素
社会
注意考虑：市场、价格、安全、美学、资源、环境等方面的影响。
2．先进制造工艺技术
?先进制造工艺技术包括精密和超精密加工、精密成形与特种加工技术等几个方面。
(1)精密、超精密加工技术。
?含义：指去除工件表面材料，使工件的尺寸、表面性能达到产品要求的技术措施。
?三个档次：
①精密加工，精度为 3—0．3μm，
表面粗糙度值为：
Ra0．3—0．03μm；
②超精密加工
精度为 0．3—0．03μ m，
表面粗糙度值为 Ra0．3 — 0．005μm，
又称亚微米加工；（1微米=0.001mm）
③纳米加工
精度高于 0．03 μ m，
表面粗糙度值小于 Ra 0.005μ m。
由此可见，人类已进入纳米级加工时代，超精加工材料由金属扩大到非金属。
(2)精密成形制造技术
?指从制造工件的毛坯、从接近零件形状(Near Net Shape Process)向：
直接制成工件即精密成形或称净成形(N用Shape Process)的方向发展
?国际机械加工技术协会预测：
到21世纪初，塑性成形与磨削加工相结合，将取代大部分中小零件的切削加工。
(3)特种加工技术
指那些不属于常规加工范畴的加工，如
?高能束流(电子束、离子束、激光束)加工、
?电加工(电解和电火花加工)
?超声波加工
?高压水加工
?及多种能源的组合加工。
?先进制造工艺技术的一个重要发展趋势是：工艺设计由经验判断走向定量分析，加工工艺由技艺发展为工程科学。
3．制造自动化技术
?制造自动化是指
用机电设备工具取代或放大人的体力，甚至取代和延伸人的部分智力，自动完成特定的作业，包括物料的存储、运输、加工、装配和检验等各个生产环节的自动化。
?制造自动化涉及技术：
数控技术、
工业机器人技术
柔性制造技术，
制造自动化涉及技术是机械制造业最重要的基础技术之一。
(1)数控技术
包括数控装置，进给系统和主轴系统，数控机床的程序编制。
(2)工业机器人
包括机器人操作机，机器人控制系统，机器人传感器，机器人生产线总体控制。
(3)柔性制造系统(FMS)
包括FMS的加工系统，FMS的物流系统，FMS的调度与控制，FMS的故障诊断。
(4)自动检测及信号识别技术
包括自动检测CAT，信号识别系统，数据获取，数据处理，特征提取，识别。
(5)过程设备工况监测与控制
包括过程监视控制系统，在线反馈质量控制。
4．先进生产制造模式和制造系统
?先进生产制造模式和制造系统是
面向企业生产全过程，将现代信息技术与生产技术相结合的一种新思想、新哲理。
功能覆盖
企业的预测、产品设计
加工制造、信息与资源管理
产品销售和售后服务等各项活动，是制造业的综合自动化的新模式。
(1)先进制造生产模式。包括
现代集成制造系统(CIMS)
敏捷制造系统（AMS)
智能制造系统(1MS)
精良生产(LP)
并行工程(CE)等先进的生产组织管理和控制方法。
（2)集成管理技术。包括
并行工程
MRP与JIT的集成一生产组织方法
成本管理(ABC)
现代质量保障体系
现代管理信息系统
（3)生产组织方法。包括
虚拟公司理论与组织
企业组织结构的变革
以人为本的团队建设
企业重组工程
第六节先进制造技术的发展趋势
?新世纪新动态：
电子、信息等高新技术的迅猛发展
市场需求个性化与多样化
?先进制造技术“8化” 发展：
精密化、柔性化、网络化、虚拟化、
智能化、清洁化、集成化、全球化。
?当前先进制造技术的发展趋势大致有以下几个方面：
一．集多学科成果成一个完整的制造体系
?先进制造技术是传统制造技术、信息技术、自动化技术与先进的管理科学的结合。
?它不是若干独立学科的先进技术的简单组合和累加，而是按照新生产组织和管理哲理建立起的体系。?该体系保证：
正确的信息或物料在正确的时间, 以正确的方式流向正确的地点，通过正确的人或设备对信息或物料进行正确地处理或决策。
?先进制造体系依靠
先进的信息技术
自动化技术实现自身的先进性，
先进的管理科学
保证：
“时、空、人、物、信息、处理及决策”的正确性。
?结果：
必须将这些技术和科学应用于制造工程之中，形成一个有机的完整体系。
二．先进制造技术的动态发展过程
?先进制造技术本身是在针对一定的应用目标，不断地吸收各种高新技术逐渐形成，不断发展的新技术，因而其内涵不是绝对的和一成不变的。
?反映在不同的时期，先进制造技术有其自身的特点。
?反映在不同的国家和地区，先进制造技术也有其本身重点发展的目标和内容。
?通过重点内容的发展以实现这个国家和地区制造技术的跨越式发展。
三．信息技术对先进制造技术的发展起着越来越重要的作用
?信息化是当今社会发展的趋势，信息技术正在以人们想象不到的速度向前发展。
?信息技术正在向制造技术注入和融合，促进着制造技术的不断发展。
?信息技术应用于先进制造技术，提高了制造技术的技术含量，使传统制造技术发生质的变化。
?信息技术对制造技术发展，起第一促进作用。在21世纪对先进制造技术的各方面发展将起着更重要的作用。
具体地说
?信息技术促进着
设计技术的现代化；
加工制造的精密化、快速化；
自动化技术的柔性化、智能化；
整个制造过程的网络化、全球化。
?各种先进生产模式的发展，如CIMS、并行工程、敏捷制造、虚拟企业与虚拟制造，也以信息技术的发展为支撑。
四．先进制造技术向超精微细领域扩展
微型机械
纳米量测发展
微米／纳米加工制造
使制造工程科学的内容和范围进一步扩大
必须用更新、更广的知识来解决这一领域的新课题。
五．制造过程的集成化
?产品的加工、检测、物流、装配过程走向一体化。例如
?CAD、CAE、CAM使设计、制造成为一体；
?精密成形技术的发展，使热加工零件接近最终形状、尺寸，它与磨削加工相结合，将覆盖大部分零件的加工，淡化了冷热加工的界限；
?机器人加工工作站及FMS，使加工过程、检测过程、物流过程融为一体；
?现代制造系统使得自动化技术与传统工艺密不可分；
?很多新型材料的配制与成形是同时完成的，很难划清材料应用与制造技术的界限。
?在生产上专业车间的概念逐渐淡化，将多种不同专业的技术集成在：
一台设备
一条生产线
一个工段或车间里的生产方式逐渐增多。
六．制造科学与制造技术、生产管理的融合
?制造科学——是对制造系统和制造过程知识的系统描述。
?制造科学包括制造系统和制造过程的
数学描述
仿真和优化
设计理论与方法
相关的机构运动学和动力学
结构强度
摩擦学等。
?制造科学是从制造工艺、技术发展而来的，是以信息为代表的现代科技与制造结合的产物。
?制造科学是支撑制造技术理论体系的外在表现。
?制造技术包含在制造科学之中，制造科学体现在制造技术里。
七．绿色制造将成为21世纪制造业的重要特征
?绿色制造业显得越来越重要，是21世纪制造业的重要特征。
?绿色制造技术将获得快速的发展。主要体现在：
?(1)绿色产品设计技术
使产品在生命周期符合环保、人类健康、能耗低、资源利用率高的要求。
? (2)绿色制造技术
制造过程对环境负面影响最小，废弃物和有害物质的排放最小，资源利用效率最高。
(3)产品的回收和循环再制造
例如：汽车等产品的拆卸和回收技术，以及生态工厂的循环式制造技术。它主要包括：生产系统工厂————致力于产品设计和材料处理、加工及装配等阶段；
恢复系统工厂————主要对产品(材料使用)生命周期结束时的材料处理循环。
八．虚拟现实技术在制造业中越来越多的应用
?虚拟现实技术(Virtual Reality Technology)主要包括虚拟制造技术和虚拟企业两个部分。
?虚拟制造技术将从根本上改变了设计、试制、修改设计、组织生产的传统制造模式。
?做法：在产品真正制出之前，首先在虚拟制造环境中生成软产品原型（Soft Prototype)代替传统的硬样品(Hard Prototype)进行试验，对其性能和可制造性进行预测和评价。
?效果：缩短产品的设计与制造周期，降低产品的开发成本，提高系统快速响应市场变化的能力。
虚拟企业含义：
虚拟企业是为了快速响应某一市场需求，通过信息高速公路，将产品涉及到的不同企业临时组建成为一个没有围墙、超越空间约束、靠计算机网络联系、统一指挥的合作经济实体。
?虚拟企业的特点：
企业的功能上的不完整、地域上的分散性和组织结构上的非永久性，即功能的虚拟化、组织的虚拟化、地域的虚拟化。
九．制造全球化(Manufacturing Globalization)
?先进制造技术的竞争正在导致制造业在全球范围内的重新分布和组合。
新的制造模式将不断出现，更强调实现优质、高效、低耗、清洁、灵活的生产。
制造产品、市场的国际化及全球通信网络的建立，形成国际竞争与协作氛围，21世纪制造国际化是发展的必然趋势。它包含：
制造企业在世界范围内的重组与集成，如
虚拟公司；
制造技术信息和知识的协调、合作与共享；
全球制造的体系结构；
制造产品及市场的分布及协调等。
先进制造技术的内涵及特 点 This manuscript was revised on November 28, 2020
先进制造技术的内涵及特点 1．先进制造技术的内涵 目前对先进制造技术尚没有一个明确的、一致公认的定义，经过近年来对发展先进制造技术方面开展的工作，通过对其特征的分析研究，可以认为：先进制造技术是制造业不断吸收信息技术和现代管理技术的成果，并将其综合应用于产品设计、加工、检测、管理、销售、使用、服务乃至回收的制造全过程，以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产，提高对动态多变的市场的适应能力和竞争能力的制造技术的总称。 2．先进制造技术的特点 （1）先进制造技术的实用性先进制造技术最重要的特点在于，它首先是一项面向工业应用，具有很强实用性的新技术。从先进制造技术的发展过程，从其应用于制造全过程的范围，特别是达到的目标与效果，无不反映这是一项应用于制造业，对制造业、对国民经济的发展可以起重大作用的实用技术。先进制造技术的发展往往是针对某一具体的制造业（如汽车制造、电子工业）的需求而发展起来的先进、适用的制造技术，有明确的需求导向的特征；先进制造技术不是以追求技术的高新为目的，而是注重产生最好的实践效果，以提高效益为中心，以提高企业的竞争力和促进国家经济增长和综合实力为目标。 （2）先进制造技术应用的广泛性先进制造技术相对传统制造技术在应用范围上的一个很大不同点在于，传统制造技术通常只是指各种将原材料变成成品的加工工艺，而先进制造技术虽然仍大量应用于加工和装配过程，但由于其组成中包括了设计技术、自动化技术、系统管理技术，因而则将其综合应用于制造的全过程，覆盖了产品设计、生产准备、加工与装配、销售使用、维修服务甚至回收再生的整个过程。 （3）先进制造技术的动态特征由于先进制造技术本身是在针对一定的应用目标，不断地吸收各种高新技术逐渐形成、不断发展的新技术，因而其内涵不是绝对的和一成不变的。反映在不同的时期，先进制造技术有其自身的特点；也反映在不同的国家和地区，先进制造技术有其本身重点发展的目标和内容，通过重点内容的发展以实现这个国家和地区制造技术的跨越式发展。 （4）先进制造技术的集成性传统制造技术的学科、专业单一独立，相互间的界限分明；先进制造技术由于专业和学科间的不断渗透、交叉、融合，界线逐渐淡化甚至消失，技术趋于系统化、集成化、已发展成为集机械、电子、信息、材料和管理技术为一体的新型交叉学科。因此可以称其为“制造工程”。 （5）先进制造技术的系统性传统制造技术一般只能驾驭生产过程中的物质流和能量流。随着微电子、信息技术的引入，使先进制造技术还能驾驭信息生成、采集、传递、反馈、调整的信息流动过程。先进制造技术是可以驾驭生产过程的物质流、能量流和信息流的系统工程。一项先进制造技术的产生往往要系统地考虑到制造的全过程，如并行工程就是集成地并行地设计产品及其零部件和相关各种过程的一种系统方法。这种方法要求产品开发人员与其他人员一起共同工作，在设计的开始就考虑产品整个生命周期中从概念形成到产品报废处理等所有因素，包括质量、成本、进度计划和用户要求等。一种先进的制造模式除了考虑产品的设计、制造全过程外，还需要更好地考虑到整个的制造组织。 （6）先进制造技术强调的是实现优质、高效、低耗、清洁、灵活的生产先进制造技术的核心是优质、高效、低耗、清洁等基础制造技术，它是从传统的制造工艺发展起来的，并与新技术实现了局部或系统集成，其重要的特征是实现优质、高效、低耗、清
概述第一章先进制造技术的特点：先进性、广泛性、实用性、集成性、系统性、动态性。1、先进制造技术分为三个技术群：主体技术群、支撑技术群、制造技术环境。2、主体技术：面向制造的设计技术群（1）产品、工艺设计、 3 （2）快速成形技术（3）并行工程 制造工艺技术群：（1）材料生产工艺（2）加工工艺（3）连接与装配 （4）测试和检测（5）环保技术（6）维修技术（7）其他 支撑技术：（1）信息技术（2）标准和框架（3）机床和工具技术 （4）传感器和控制技术 4、先进制造技术研究的四大领域： （1）现代设计技术 （2）先进制造工艺技术 （3）制造自动化技术 （4）系统管理技术 4、美国的先进制造技术发展概况P10 美国先进制造技术发展概况：美国政府在20 世纪90 年代初提出了一系列制造业的振兴计划，其中包括“先进制造技术计划”和“制造技术中心计划”。
先进制造技术计划 美国的发展目标： 1、为美国人创造更过高技术、高工资的就业机会，促进美国经济增长。 不断提高能源效益，减少污染，创造更加清洁的环境。、2． 3、使美国的私人制造业在世界市场上更具有竞争力，保持美国的竞争地位。 4、使教育系统对每位学生进行更有挑战性的教育。 5、鼓励科技界把确保国家安全以及提高全民生活质量作为核心目标 三个重点领域的研究： 1、成为下一代的“智能”制造系统 2、为产品、工艺过程和整个企业的设计提供集成的工具 3、基础设施建设 第二章柔性制造系统（FMS）技术 1、柔性制造系统（FMS）的特点： （1）主要特点：柔性和自动化 （2）设备利用率高，占地面积小 （3）减少直接劳动工人数 （4）产品质量高而稳定
第2课古代手工业的进步 整体设计 本课概述 我国古代手工业取得了许多辉煌的成就，在许多行业和领域都处于世界领先地位。本课分三小目描述了我国古代手工业辉煌的发展历程和基本特征。第一目“素称发达的官营手工业”，讲述了官营手工业的发展及其在冶金、制瓷、丝织等诸行业保持世界领先地位；第二目“艰难经营的民间手工业”，阐述了作为小农经济的重要组成部分，民间手工业与人民的生活密切相关；第三目“中国古代手工业享誉世界”，概述了我国古代瓷器、丝绸远销国外的概况。教材还配有大量的图片和材料，对一些主要手工业品进行了详细介绍，这能加深学生对手工业品的形象认识。在教学中，要以一些图片为突破口，形象而又生动地向学生描述古代手工业品的艺术性和实用性。 思路设计 ●教学重点 我国古代冶金业、制瓷业和丝织业领域重要的生产技术；民间手工业的发展；丝绸之路；“瓷器大国”。 ●教学难点 古代中国手工业发展的特征。 ●教学方法 由于本课涉及手工业部门较多，教学中结合多媒体课件，通过资料引入、情境设置、问题设计、课堂讨论和教师总结几个环节，引导
学生参与到教学活动中，促进学生自主学习，发挥学生的主体作用。因势利导，从学生感兴趣的陶瓷、丝织品着手，引导学生了解中国古代辉煌的手工业成就，从而培养和提高学生的学习兴趣和历史思维能力。 三维目标 知识与能力 （1）了解我国古代冶金、陶瓷、纺织业发展的基本情况。 （2）了解中国古代手工业享誉世界的史实，培养学生的民族自信心。 过程与方法 （1）通过大量的历史图片，指导学生欣赏一些精湛的手工业艺术品，并注意归纳鉴赏方法，提高学生探究古代手工业的兴趣。 （2）运用历史材料引导学生归纳古代手工业产品的基本特征。 情感态度与价值观 通过本课教学，使学生充分地感受到我国古代人民的聪明与才智，认识到古代许多手工业品具有极高的艺术价值，以及在世界上的领先地位和对世界文明的影响，增强民族自豪感。 教学设计 导入设计 图片导入
概述第一章 先进制造技术的特点：先进性、广泛性、实用性、集成性、系统性、动态性。、1先进制造技术分为三个技术群：主体技术群、支撑技术群、制造技术环境。、23、主体技术：面向制造的设计技术群（1）产品、工艺设计 （2）快速成形技术（3）并行工程 制造工艺技术群：（1）材料生产工艺（2）加工工艺（3）连接与装配 （4）测试和检测（5）环保技术（6）维修技术（7）其他 支撑技术：（1）信息技术（2）标准和框架（3）机床和工具技术 （4）传感器和控制技术 4、先进制造技术研究的四大领域： （1）现代设计技术 （2）先进制造工艺技术 （3）制造自动化技术 （4）系统管理技术 4、美国的先进制造技术发展概况P10 美国先进制造技术发展概况：美国政府在20 世纪90 年代初提出了一系列制造业的振兴计划，其中包括“先进制造技术计划”和“制造技术中心计划”。 先进制造技术计划 美国的发展目标： 1、为美国人创造更过高技术、高工资的就业机会，促进美国经济增长。 2、不断提高能源效益，减少污染，创造更加清洁的环境。 3、使美国的私人制造业在世界市场上更具有竞争力，保持美国的竞争地位。 4、使教育系统对每位学生进行更有挑战性的教育。 5、鼓励科技界把确保国家安全以及提高全民生活质量作为核心目标 三个重点领域的研究： 1、成为下一代的“智能”制造系统 2、为产品、工艺过程和整个企业的设计提供集成的工具 3、基础设施建设
第二章柔性制造系统（FMS）技术 1、柔性制造系统（FMS）的特点： （1）主要特点：柔性和自动化 （2）设备利用率高，占地面积小 （3）减少直接劳动工人数 （4）产品质量高而稳定 （5）减少在制品库存量 （6）投资高、风险大，开发周期长，管理水平要求高 2、FMS与传统的单一品种自动生产线（即刚性自动生产线，其物流设备和加工工艺是相对 固定的，只能加工一个零件，或加工几个相互类似的零件） 缺点：改变加工产品的品种，刚性自动线做较大改动，投资和时间方面耗资大，难以男足市场要求。（不适应变化，维修成本高） 优点：刚性自动线设备利用率高，生产率高． 3、FMS的组成： （1）加工系统：加工系统的功能是以任意顺序自动加工各种元件，并能自动地更换工件和刀具。 （2）运输系统：包含传送带、有轨小车、无轨小车、搬运机器人、上下料托盘、交换工作台等机构，能对刀具、工件和原材料等物料进行自动装卸和运输。 （3）计算机控制系统：能够实现对FMS 的运行控制、刀具管理。质量控制，以及FMS 的数据管理和网络通信。 4、自动导向小车AGV的类型（工作原理、适用范围）： （1）线导小车：线导小车是利用电磁感应制导原理进行导向的，小车除有驱动系统以外，在前部还装有一对扫描线圈。当埋入地沟内的导线通以低频率变电流时，在导线周围便形成一个环形磁场。当导线从小车前部两个扫描 线圈中间通过时，两个扫描线圈中的感应电势相等。当小车偏离轨道时，扫描线圈就会产生感应电动势差，其中势差经过放大后给转向制导电机，使AGV 朝向减少误差的方向偏转，直至电动势差消除为止，从而保证小车始终沿着导线方向进行。 （2）光导小车：光导小车是采用光电制导原理进行导向的。沿小车预定路径在地面上粘贴易反光的反光带，还安装有发光器和受光器。发出的光经反光带反射后由受光器接收，并将该光信号转换成电信号控制小车的舵轮。 （3）遥控制导小车：这种小车没有传送信息的电缆，而是使用无线电或激光发送和接收设备来传送控制命令和信息。小车的顶部装有一个可沿360°按一定频率发射激光的装置，同时在小车运行范围的四周一些固定位置上放置反射镜片。当小车运行时，不断接受到从已知位置反射来的激光束，经过运算后确定小车的位置，从而实现导航引导。 第三章计算机集成制造系统（CIMS）技术 1、CIMS系统包括人、经营、技术三要素。 2、CIMS技术的发展从系统集成优化发展的角度来划分为三个阶段：信息集成、过程集成、 企业集成。 3、CIMS的主要功能分系统及各部分作用： （1）管理信息系统：管理信息系统是CIMS 的神经中枢，指挥与控制着其他各部分有条不紊地工作。
必修2第2课《古代手工业的进步》练习 题
必修2第2课《古代手工业的进步》练习题 一、选择题 1、古代手工业品中质量最好的是：（） A、家庭手工业 B、民营手工业 C、私营手工业 D、官营手工业 2．以下为商代出土的青铜器（） 戈母已簋（食器）角（酒器）耜犁 上图所包含的信息有①商代青铜铸造业发达②青铜器具涉及社会生活的多个方面③人类进入金石并用时代④青铜农具广泛应用 A．①②④ B．①③④ C．②③④ D．①②③ 3．下列器物按其出现的先后顺序排列，正确的是 ①青铜器②铜器③铁器④钢剑（） A．①②③④ B．①③②④ C．②①③④ D．②③④① 4． 2007年12月，宋代沉船“南海一号”的打捞吸引了全球的目光。考古工作者已经从南海一号上整理出大量珍贵的文物。以下文物不可能从该船发现的是 A．丝绸 B．白瓷 C．铜钱 D．珐琅瓷瓶 5．中国古代官营手工业代表生产技艺的最高水平的主要原因是
A．统治者的重视 B．工匠积极性高 C．中央集权的作用 D．市场需求 6．关于中国古代官营手工业生产说法不正确的是 A．历史悠久政府经营 B．产品精美享誉世界 C．其产品是不计成本的 D．清代出现资本主义萌芽 7．在我国南海某处打捞起来的古代沉船中，发现了大量白瓷、青花瓷、珐琅彩等瓷器。请推断，这一沉船事件可能发生在 A．唐朝 B．宋朝 C．明朝 D．清朝 8．明朝时，浙江一带“商贾从旁郡贩棉花列肆吾土，小民以纺织所成，或纱或布，清晨入市，易棉花而归，纺织之，明旦复持以易”。这种生产方式的新特点在于 A．商品经济渗透到社会下层 B．大量的棉纺织品投入市场 C．物物交换成为市场交换的主要形式 D．小生产者开始丧失生产独立性 9．明清时期中国瓷器外传的最重要路径是（） A．丝绸之路 B．海上丝绸之路 C．阿拉伯商人 D．波斯商人 10．据（苏州府风俗考》记载，明朝苏州“郡城之东，皆习机业，工匠各有专能。匠有常主，计日受值。无主者，黎明立桥以待。……房工作减，比辈衣食无所矣。”材料中反映的情况有①工匠技术水平②出现劳务市场③存在失业现象④实行计日工资
1 先进制造技术的概念与特点 一般认为：先进制造技术是指制造业(传统制造技术)不断吸收机械工程技术、电子信息技术(包括微电子、光电子、计算机软硬件、现代通信技术)、自动化控制理论技术(自动化技术生产设备)、材料科学、能源技术、生命科学及现代管理科学等方面的成果;并将其综合应用于制造业中产品设计、制造、管理(检测)、销售、使用、服务(售后服务)以及对报废产品的回收处理这样一个制造全过程，实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产，提高对动态多变的产品市场的适应、竞争能力，取得(具有市场竞争能力的)理想经济技术综合效果的制造技术的总称。 由以上先进制造技术的概念可以看出先进制造技术有如下特点： 1)先进制造技术不是一成不变的，而是一个动态过程，要不断吸取各种高新技术成果，并将其渗透到产品的设计、制造、生产管理及市场营销的所有领域及全部过程，并实现优质、高效、低耗、清洁的生产。 2)先进制造技术是面向新世纪技术系统，它的目的是提高制造业的综合效益，赢得国际市场竞争。 3)先进制造技术是不仅限于制造过程本身，它涉及到产品从市场调研、产品设计、工艺设计、加工制造、售后服务等产品寿命周期的所有内容。 4)先进制造技术是特别强调计算机技术、信息技术和现代系统管理技术，在产品设计、制造和生产管理等方面的应用。 5)先进制造技术是强调各专业学科之间的相互渗透、融合和淡化，并最终消除它们之间的界限。 6)先进制造技术是特别强调环境保护，要求产品是所谓的“绿色产品，要求生产过程是环保型的。2.先进制造技术在机械制造业中的应用 如前所述，先进制造技术是一个庞大的技术群。在机械制造的整个过程中，无论是在产品的设计开发、还是在产品生产制造或是经营管理中都能充分利用先进制造技术。近几年，机械制造业发生了一系列重大变化，主要表现在以下几个方面。 1)企业生产方式发生重大变革。由于先进制造技术的应用，现代机械制造企业逐步改变了传统观念，在生产组织方式上发生了五个转变：从传统的顺序工作方式向并行工作方式转变;从金字塔式的多层次生产管理结构向扁平的网络结构转变;从按功能划分部门的固定组织形式向动态、自主管理的小组工作组织形式转变;从质量第一的竞争策略向快速响应市场的竞争策略转变;从以技术为中心向以人为中心转变。 2)机械制造业的先进制造工艺以及自动化技术的形成和发展。在整个机械制造的过程中，工艺过程是最主要的过程。由于机械制造业本身的需要，形成和发展了许多先进的制造工艺及自动化技术。从而充实、发展了整个先进制造技术群，带动了其他制造业的发展。这些先进制造工艺及自动化技术主要包括以下几个方面。(1)毛坯制造工艺。毛坯制造是机械制造工艺的基础和前提。近几年，出现了许多先进的制造工艺及技术。铸造方面出现了一套精密洁净铸造成形工艺，例如，外热风冲天炉熔炼、处理、保护成套技术;钢液精炼与保护技术;高效金属型铸造工艺及设备;气化模铸造工艺与设备等。锻压方面出现了精确高效
先进制造技术(第三版)知识点总结
第一章概述 1、先进制造技术的特点：先进性、广泛性、实用性、集成性、系统性、动态性。 2、先进制造技术分为三个技术群：主体技术群、支撑技术群、制造技术环境。 3、主体技术：面向制造的设计技术群（1）产品、工艺设计 （2）快速成形技术（3）并行工程 制造工艺技术群：（1）材料生产工艺（2）加工工艺（3）连接与装配 （4）测试和检测（5）环保技术（6）维修技术（7）其他 支撑技术：（1）信息技术（2）标准和框架（3）机床和工具技术 （4）传感器和控制技术 4、先进制造技术研究的四大领域： （1）现代设计技术 （2）先进制造工艺技术 （3）制造自动化技术 （4）系统管理技术 4、美国的先进制造技术发展概况 P10
美国先进制造技术发展概况：美国政府在20 世纪 90 年代初提出了一系列制造业的振兴计划，其中包括“先进制造技术计划”和“制造技术中心计划”。 先进制造技术计划 美国的发展目标： 1、为美国人创造更过高技术、高工资的就业机会，促进美国经济增长。 2、不断提高能源效益，减少污染，创造更加清洁的环境。 3、使美国的私人制造业在世界市场上更具有竞争力，保持美国的竞争地位。 4、使教育系统对每位学生进行更有挑战性的教育。 5、鼓励科技界把确保国家安全以及提高全民生活质量作为核心目标 三个重点领域的研究： 1、成为下一代的“智能”制造系统 2、为产品、工艺过程和整个企业的设计提供集成的工具 3、基础设施建设
小车、搬运机器人、上下料托盘、交换工作台等机构，能对刀具、工件和原材料等物料进行自动装卸和运输。 （3）计算机控制系统：能够实现对 FMS 的运行控制、刀具管理。质量控制，以及 FMS 的数据管理和网络通信。 4、自动导向小车AGV的类型（工作原理、适用范围）： （1）线导小车：线导小车是利用电磁感应制导原理进行导向的，小车除有驱动系统以外，在前部还装有一对扫描线圈。当埋入地沟内的导线通以低频率变电流时，在导线周围便形成一个环形磁场。当导线从小车前部两个扫描 线圈中间通过时，两个扫描线圈中的感应电势相等。当小车偏离轨道时，扫描线圈就会产生感应电动势差，其中势差经过放大后给转向制导电机，使 AGV 朝向减少误差的方向偏转，直至电动势差消除为止，从而保证小车始终沿着导线方向进行。 （2）光导小车：光导小车是采用光电制导原理进行导向的。沿小车预定路径在地面上粘贴易反光的反光带，还安装有发光器和受光器。
《先进制造技术》试题 考试说明： 1.首先下载试题及《标准答卷模版》，完成答题后，答卷从网上提交。 2.答卷电子稿命名原则：学号.doc。如：11031020512002.doc。 3.网上提交起止时间：2016年5月16日8：00—6月16日18：00。 试题： 一、简述先进制造技术的特点有哪些？（15分） 二、车削中心应具有哪些特征，其工艺范围是什么？（15分） 三、什么是智能制造系统？为什么说智能制造是影响未来经济发展过程的制造业的重要生产模式。（15分） 四、试阐述立体光刻技术的具体实现方法。（20分） 五、钢铁行业环保问题已经越来越成为被注重和研究的热点，查阅相关文献，撰写一篇主题为“绿色制造 在钢铁工业中如何应用”的短文，要求字数不少于500字。（35分）
《先进制造技术》答卷 一、简述先进制造技术的特点有哪些？ 1.先进制造技术涉及到产品从市场调研、产品开发及工艺设计、生产准备、加工制造、售后服务等产品寿命周期的所有内容，它的目的是提高制造业的综合经济效益和社会效益，是面向工业应用的技术。 2.先进制造技术强调计算机技术、信息技术、传感技术、自动化技术、新材料技术和现代系统管理技术在产品设计、制造和生产组织管理、销售及售后服务等方面的应用。它驾驭生产过程的物质流、能量流和信息流，是生产过程的系统工程。 3.80年代以来，随着全球市场竞争越来越激烈，先进制造技术要求具有世界先进水平，它的竞争已经从提高劳动生产率转变为以时间为核心的时间、成本和质量的三要素的竞争，因此它是面向全球竞争的技术。 4.先进制造技术的最新发展阶段保持了过去制造技术的有效要素，同时吸收各种高新技术成果，渗透到产品生产的所有领域及其全部过程，从而形成了一个完整的技术群，具有面向21世纪新的技术领域。 总之，成形技术和加工技术日趋精密化，制造工艺、设备和工厂的柔性与可重性将成为制造业的显著特点，虚拟制造技术和网络制造技术将广泛应用，智能化、数字化是先进制造的发展方向，提高对市场快速反应能力的制造技术将超速发展和应用，信息技术在先进制造领域发挥越来越重要的作用。 二、车削中心应具有哪些特征，其工艺范围是什么？ 车削中心是在数控车床的基础上，配置刀库和机械手，使之可选择使用的刀具数量大大增加。车削中心比较全能,可以车,铣,钻等多种功能,刀库容量大,轴也多,速度也比数控车床快得多,车削中心分立式,卧式还有立卧式加工中心,加工大批量而且复杂零件时一般采用加工中心。车削中心也是一种多工序加工机床，它是数控车床在扩大工艺范围方面的发展。不少回转体零件上常常还需要进行钻孔、铣削等工序，例如钻油孔、钻横向孔、铣键槽、铣偏方及铣油槽等。在这种情况下，所有工序最好能在一次装夹下完成。这对降低成本、缩短加工周期、保证加工精度等都具有重要意义，特别是对重型机床，更能显示其优点，因为其加工的重型零件吊装不易。 车削中心主要以车削为主，还可以进行铣、钻、扩、铰、攻螺纹等加工。其加工对象主要有：复杂零件的锥面、复杂曲线为母线的回转体。在车削中心上还能进行钻径向孔、铣键槽、铣凸轮槽和螺旋槽、锥螺纹和变螺距螺纹等加工。回转体表面及端面、沟槽、螺纹、成形面和切断等。具体如下：车端面、车锥体、钻中心孔、车特型面、车外园、用成型刀车特性面、 钻孔、车螺纹、镗孔、滚花、绞孔、切断。车削中心一般还具有以下两种先进功能。 1)动力刀具功能即刀架上某些刀位或所有的刀位可以使用回转刀具(如铣刀、钻头)通过刀架内的动力使这些刀具回转。
先进制造技术答案完整 版 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】
先进制造技术复习题 一、填空题 1．先进制造技术包含主体技术群、支撑技术群和制造技术环境三个技术群。 2．制造系统是由制造过程及其所涉及硬件、软件和人员组成的一个有机整体。 3．系统的可靠性预测要根据系统的组成形式分别按串联系统，并联系统 和混联系统可靠度进行计算。 4．根据产品的信息来源，反求工程可分为实物反求，软件反求和影像反求。 5．先进制造工艺技术的特点除了保证优质、高效、低耗外，还应包括清洁 和灵活生产。 6．微细加工中的三束加工是指电子束，离子束，激光束。 7．超精密机床的关键部件包括：主轴，导轨，床身，其中机床的床身多采用天然花岗石制造。 8. 绿色制造技术是指在保证产品的功能、质量、成本的前提下，综合考虑环境影响 和资源效率的现代制造模式。 9.及时制生产追求的目标为零缺点，零库存，零整备时间，零前置时间。最终目标是排除一切可能浪费。 10．扫描隧道显微镜的两种工作模式为恒（直）电流工作模式，恒高度工作模式。
11.超高速机床主轴的结构常采用交流伺服电动机内置式集成结构，这种主轴通常被称 为空气轴承主轴。 12.快速原型制造常用的工艺方法光固化成形，叠层实体制造， 选择性激光烧结，熔融沉积制造。 13.精益生产的体系结构中三大支柱是GIT及时生产制，GT成组技术和 T QC全面质量管理14.敏捷制造的基本思想就是在“竞争—合同—协同”机制下，实现对市场需求作出快速反应的一种生产制造新模式。 15.虚拟制造技术是以信息技术、仿真技术、虚拟现实技术为支持，在产品设计或制造系统的物理实现之前，就能使人体会或感受到未来产品的性能或者制造系统的状态，从而可以作出前瞻性的决策与优化实施方案。 16.并行工程的特征为并行特性，整体特性，协同特性，约束特性。 17.大规模集成电路的微细制作方法有外延生长，氧化，光刻，选择扩散，真空镀膜。 18.优化设计的两个前提条件以数学规划为理论基础，以计算机为基础。 19.常用的看板有生产看板，运送看板两种。 20.快速原型制造技术的熔丝沉积成形法通常采用的原材料是热塑性材料。 21.精密与超精密加工有色金属时，常用的刀具材料为金刚石。 的机床配置形式通常有柔性制造单元，柔性制造系统和柔性制造生产线。23.超精密机床导轨的主要形式有：立式，滚珠丝杠式和 R-θ式
题目：人工智能先进制造技术论文 学院：机械工程 专业：机械设计制造及其自动化班级： 122 学号： 1208030366 学生姓名：杨瑞 指导教师：贺福强 2015 年 12 月 26 日
目录 一、概述 二、人工智能技术的国内外发展现状与趋势 三、人工智能技术的主要研究内容与核心技术难题 四、人工智能技术的评价与认识 五、结论 六、参考文献
概述 先进制造技术(advanced manufacturing technique，缩写AMT，具体地说，就是指集机械工程技术、电子技术、自动化技术、信息技术等多种技术为一体所产生的技术、设备和系统的总称。主要包括：计算机辅助设计、计算机辅助制造、集成制造系统等。 先进制造技术不是一般单指加工过程的工艺方法，而是横跨多个学科、包含了从产品设计、加工制造、到产品销售、用户服务等整个产品生命周期全过程的所有相关技术，涉及到设计、工艺、加工自动化、管理以及特种加工等多个领域，并逐步融合与集成。而先进制造技术主要包括以下三个技术群: （1）主体技术群：是制造技术的核心,它包括两个基本部分:有关产品设计技术和工艺技术。 （2）支撑技术群：a.信息技术:接口和通信、数据库技术、集成框架、软件工程人工智能、专家系统和神经网络、决策支持系统。b.标准和框架：数据标准、产品定义标准、工艺标准、检验标准、接口框架。c.机床和工具技术。d.传感器和控制技术：单机加工单元和过程的控制、执行机构、传感器和传感器组合、生产作业计划。e.其它; (3)制造技术基础设施.要素包括了车间工人、工程技术人员和管理人员在各种先进生产技术和方案方面的培训和教育等。 先进制造技术是在传统制造的基础上，不断吸收机械、电子、信息、材料、能源和现代管理技术等方面的成果，将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务的制造全过程，以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产，提高对动态多变的市场的适应能力和竞争能力的制造技术的总称，也是取得理想技术经济效益的制造技术的总称。先进制造技术不是一般单指加工过程的工艺方法，而是横跨多个学科、包含了从产品设计、加工制造、到产品销售、用户服务等整个产品生命周期全过程的所有相关技术，涉及到设计、工艺、加工自动化、管理以及特种加工等多个领域，并逐步融合与集成。 先进制造技术是当今国际间科技竞争的焦点，随着社会的发展，市场需求的个性化与多元化，人们对产品的要求也日益多元化，市场竞争日趋激烈，企业要在日趋激烈的市场竞争中生存发展，就必须采用先进的制造技术。
先进制造技术试题 一、填空题（每空2分，共30分） 1、典型FMS的三个子系统是：加工系统、运储系统、计算机控制系统。 2、先进制造技术的特点：先进性、规范性、实用性、集成性、系统性、动态性。 3、 CIMS系统的三要素：丄、经营、技术。 4、FMS中央管理计算机肩负的任务：控制、监控、监视。 二、名词解释（共15分，每题3分） 1、DFC Design For Cost 的意思是面向成本的设计，它最早出现于九十年代初期，属于并行工程中的DFX（Design For X ）技术的一个分支。面向成本的设计是指在满足用户需求的前提下，尽可能地降低成本，通过分析和研究产品制造过程及其相关的销售、使用、维 修、回收、报废等产品全生命周期中的各个部分的成本组成情况，并进行评价后，对原设计中影响产品成本的过高费用部分进行修改，以达到降低成本的设计方法。DFC将成本作为设计的一个关键参数，并为设计者提供分析、评价成本的支持工具。 2、AM敏捷制造（Agile Manufacturing ）敏捷制造是在具有创新精神的组织和管理结构、先进制造技术（以信息技术和柔性智能技术为主导）、有技术有知识的管理人员三大类资源支柱支撑下得以实施的，也就是将柔性生产技术、有技术有知识的劳动力与能够促进企业内部和企业之间合作的灵活管理集中在一起，通过所建立的共同基础结构，对迅速改变的市场需求和市场进度作出快速响应。敏捷制造比起其它制造方式具有更灵敏、更快捷的反应能力。 3、CE并行工程即concurrent engineering，简称CE，是集成地、并行地设计产品及其零部件和相关各种过程（包括制造过程和相关过程）的一种系统方法。换句话说，就是融合公司的一切资源，在设计新产品时，就前瞻性地考虑和设计与产品的全生命周期有关的过程。在设计阶段就预见到产品的制造、装配、质量检测、可靠性、成本等各种因素。 4、 CIM Computer Integrated Manu-facturing,简称CIM。20年来，CIM概念不断得以丰富和发展。CIM在世界各工业国的推动下，历经了 百家争鸣的概念演变而进入蓬勃发展时期。80年代初，美国和日本关于 CIM的定交基本上都是紧密围绕制造和产品开发这一范围。德国自 80年代初期开始注意探讨 CIM这一主题，出现了各种不同的概念定义，直到1985年（联邦）德车经济和平委员会（AWFA）提出了 CIM的推荐 性定义，取得了一定程度上的统一。 5、FMS柔性制造系统是由统一的信息控制系统、物料储运系统和一组数字控制加工设备组成，能适应加工对象变换的自动化机械制造系 统，英文缩写为FMS。FMS的工艺基础是成组技术，它按照成组的加工对象确定工艺过程，选择相适应的数控加工设备和工件、工具等物 料的储运系统，并由计算机进行控制，故能自动调整并实现一定范围内多种工件的成批高效生产（即具有柔性”）并能及时地改变产品以满 足市场需求。 三、简答题（共15分，每题5分） 1、先进制造技术的内涵 目前对先进制造技术尚没有一个明确的、一致公认的定义，经过近年来对发展先进制造技术方面开展的工作，通过对其特征的分析研究，可以认为：先进制造技术是制造业不断吸收信息技术和现代管理技术的成果，并将其综合应用于产品设计、加工、检测、管理、销售、使用、服务乃至回收的制造全过程，以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产，提高对动态多变的市场的适应能力和竞争能力的制造技术的总称。 2、数据库系统在 CIMS中的作用和地位 数据库分系统是支持 CIMS各个分系统、覆盖企业全部信息的数据存储和管理系统。它是逻辑上统一、物理上分布的全局数据库管理系统，可以实现企业数据和信息集成。数据库系统提供了定义数据结构和方便地对数据进行操纵的功能；具有安全控制功能，保证了 数据安全性；提供完整性控制，保证数据正确性和一致性；提供并发控制，保证多个用户操作数据库数据的正确性。所以数据库技术是管理数据、实现共享的最通用的方法。 在CIMS中还有一个专用的工程数据库系统，用来处理大量的工程数据，如图形、工艺规程、NC代码等。工程数据库系统中的数据与生产管理、经营管理数据按一定的规范进行交换，从而达到全CIMS的信息集成和共享。 3、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，从而快速堆积制作岀产品实体模型。 1.FMS由哪几部分组成 2简单说明扫描隧道显微镜工作原理。 3简要说明快速原型制造技术实现零件的成型过程。 4 ISO全面质量管理的内涵是什么？全面质量管理的内容由哪四个方面？问题补充：
2016—2017学年第一学期期末考试 先进制造技术试卷A 姓名_______ 学号____ __ 成绩_________ 一、填空题（40分，每空2分） 1、先进制造技术的四个基本特征是柔性化、集成化、智能化、网络化。 2.虚拟制造技术是以信息技术、仿真技术、虚拟现实技术为支持，在产品设计或制造系统的物理实现之前，就能使人体会或感受到未来产品的性能或者制造系统的状态，从而可以作出前瞻性的决策与优化实施方案。 3、CIMS分成五个层次，即工厂级、车间级、单元级、工作站级和设备级。 4、工业机器人的按系统功能分：1) 专用机器人2) 通用机器人 3)示教再现机器人4)智能机器人。 5、先进制造技术的特点是先进性、广泛性、实用性、系统集成性、动态性。
二、判断题（20分，每题2分） 1. 制造系统是一个将生产要素转变成离散型产品的输入输出系统。( √ ) 2. 现代机械制造技术是传统机械制造技术与高新技术相结合的产物( √ ) 3. 柔性制造系统按固定的生产节拍运行。(× ) 4. 中小企业不宜采用先进制造技术。( × ) 5. 制造技术基础设施要求采用最先进的设备和工具。( × ) 6.超精密加工又称为纳米加工。( √ ) 7.虚拟制造的类别有：以设计为中心的虚拟制造、以生产为中心的虚拟制造和以控制为中心的虚拟制造。（×） 8、表面粗糙度值越小，加工表面的微观几何形状精度就越高。（√） 9、车削时，工件的转速很高，切削速度就一定很大。（×） 10.超高速切削加工有色金属时，通常采用金刚石砂轮进行磨削。（√）
三、问答题（40分） 1、简述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 2、CIMS是指什么?从功能角度看，它的基本部分有那些？ 答：（1）CIMS就是计算机集成制造系统，是在计算机技术、信息处理技术、自动控制技术、现代管理技术、柔性制造技术基础上，将企业的全部生产、经营活动所需的各种分散的自动化系统，经过新的生产管理模式，把企业全部生产过程中的有关人、技术、经营管理三要素及其信息流与物料流有机地集成起来，以获得适用于多品种、中小批量生产的高效益、高柔性、高质量的制造系统。 （2）CIMS由管理信息系统(MIS)、工程设计自动化系统(CAD/CAM)、制造自动化系统（或柔性自动化系统）(FMS)、质量保证系统(CAQ)
先进制造技术 交卷时间：2016-12-19 19:15:31 一、单选题 1. (4分) 机床进给伺服系统常用的检测角位移的原件是（）? A. 感应同步器 ? B. 光栅 ? C. 容栅 ? D. 脉冲编码器 得分： 0 知识点：先进制造技术作业题 展开解析 答案 D 解析 2. (4分)
不同的材料高速切削速度范围是不同的，其中铝合金和钛的高速切削速度范围是（） ? A. 1000～5000m/min ;1000～3000m/min ? B. 500～2000m/min ; 800～3000m/min ? C. 1000～7000m/min ; 100～1000m/min 得分： 0 知识点：先进制造技术作业题 展开解析 答案 C 解析 3. (4分) 衡量机器人技术水平的主要指标是（） ? A. 自由度 ? B. 工作空间 ? C. 提取重力 ? D. 运动速度 得分： 0 知识点：先进制造技术作业题 展开解析
答案 A 解析 4. (4分) 应力—强度概率密度分布曲线可知，两曲线有相互搭接的区域(阴影部分)，就是零件可能出现失效的区域，称之为干涉区。干涉区的面积越小，零件的可靠性就越（） ? A. 低 ? B. 不变 ? C. 高 ? D. 不确定 得分： 0 知识点：先进制造技术作业题 展开解析 答案 C 解析 5. (4分) 硅微体刻蚀加工和硅微面刻蚀加工的区别在于（）
? A. 体刻蚀加工对基体材料进行加工，而面刻蚀加工不对衬底材料进行加工 ? B. 体刻蚀加工不对基体材料进行加工，而面刻蚀加工对衬底材料进行加工 ? C. 体刻蚀加工可获得高纵横比的结构，而面刻蚀加工只能获得较低纵横比的结构 得分： 0 知识点：先进制造技术作业题 展开解析 答案 C 解析 6. (4分) 反求工程中形体几何参数坐标测量时采用的破坏性测量方法是（）? A. 干涉测量法 ? B. 坐标测量机测量 ? C. 图像分析法 ? D. 自动断层扫描 得分： 0 知识点：先进制造技术作业题
毕业设计 题目：先进制造技术 学生姓名：王伟 学号：11433228 专业：机械制造与自动化 班级：114332 2017年10月20号
先进制造技术的发展状况 摘要：本文介绍了当今制造技术面临的问题，论述了先进制造的前沿科学，并展望了先进制造技术的发展前景。 关键词：问题；先进制造技术；前沿科学；应用前景 论文 制造业是现代国民经济和综合国力的重要支柱，其生产总值一般占一个国家国内生产总值的20%~55%。在一个国家的企业生产力构成中，制造技术的作用一般占60%左右。专家认为，世界上各个国家经济的竞争，主要是制造技术的竞争。其竞争能力最终体现在所生产的产品的市场占有率上。随着经济技术的高速发展以及顾客需求和市场环境的不断变化，这种竞争日趋激烈，因而各国政府都非常重视对先进制造技术的研究。 1 当前制造科学要解决的问题 当前制造科学要解决的问题主要集中在以下几方面： （1）制造系统是一个复杂的大系统，
为满足制造系统敏捷性、快速响应和快速重组的能力，必须借鉴信息科学、生命科学和社会科学等多学科的研究成果，探索制造系统新的体系结构、制造模式和制造系统有效的运行机制。 制造系统优化的组织结构和良好的运行状况是制造系统建模、仿真和优化的主要目标。制造系统新的体系结构不仅对制造企业的敏捷性和对需求的响应能力及可重组能力有重要意义，而且对制造企业底层生产设备的柔性和可动态重组能力提出了更高的要求。生物制造观越来越多地被引入制造系统，以满足制造系统新的要求。 （2）为支持快速敏捷制造，几何知识的共享已成为制约现代制造技术中产品开发和制造的关键问题。 例如在计算机辅助设计与制造(CAD ／CAM)集成、坐标测量(CMM)和机器人学等方面，在三维现实空间(3-Real Space)中，都存在大量的几何算法设计和分析等问题，特别是其中的几何表示、几何计算和几何推理问题；在测量和机器人路径规划及零件的
一、单选题 1．明朝中叶以后，纺织、制瓷、矿冶等行业中，民营手工业甚至超过官营手工业，占据全社会手工业的主导地位。这主要是因为（） A. 商品经济的发展 B. 官营作坊产品有限 C. 民营作坊工人增加 D. 资本主义萌芽的出现 2．汉乐府“孔雀东南飞”中焦仲卿妻“十三能织素，鸡鸣入机织，夜夜不得息”。她身上装扮是“妾有绣腰襦，葳蕤自生光”。她床上装饰是“红罗复斗帐，四角垂香囊。箱帘六七十，绿碧青丝绳”。这些描述主要反映了（） A. 汉代家庭手工业在手工业生产中占据主导地位 B. 汉代丝织业生产的普及和发达程度 C. 中国古代男尊女卑思想，女子备受压迫，日夜劳作 D. 汉代吏治腐败，焦仲卿一普通小吏，家中竟布置得如此富丽堂皇 3．明清之际，原为稻米之乡的松江嘉定一带棉织业发展迅速，导致该地区“县不产米，仰食四方。夏麦方熟，秋禾既登，商人载米而来者，舳舻相衔也。”材料表明该地区（） A. 经济结构有所变动 B. 资本主义萌芽出现 C. 水陆交通十分发达 D. 海外贸易逐渐兴起 4．明朝中后期，在江南的一些手工业部门开始出现了资本主义萌芽，其基本特征是（） A. 男耕女织 B. “机户出资，机工出力” C. 自给自足 D. 一家一户 5．康熙年间，废除了“织机不得逾百张”的限制。这项决定有利于（） A. 解决政府财政困难 B. 实行推广植棉的措施 C. 扩大棉纺织品的出口 D. 资本主义萌芽的发展 6．有学者指出，商周时期“私田仅指产出归个人所有”。这一观点与下列说法一致的是（） ①工商食官②开阡陌封疆 ③富者田连阡陌，贫者亡立锥之地④普天之下，莫非王土 A. ②③④ B. ①③④ C. ①④ D. ①③
CAD/CAM部分 1．CAD/CAM：CAD/CAM的涵义（P35） CAD: Computer Aided Design CAM：Computer Aided Manufacturing using computers in the design and manufacturing processes CAD/CAM：指产品设计和制造技术人员在计算机系统的支持下，根据产品设计和制造流程进行设计与制造的一项技术。 Computer graphics(CG) 计算机图形学 Computer-aided engineering(CAE) 计算机辅助工程分析Computer-aided process planning(CAPP) 计算机辅助工艺规程设计Computer-aided design and drafting(CADD) 2．CAD的系统组成部分：科学计算、图形系统和工程数据库等组成。现代的CAD系统是以交互式计算机图形学Interactive computer graphics （ICG）作为基础. CAM典型的CAM技术包括：计算机数控制造和编程、工艺过程设计、计算机控制的机器人制造和装配、柔性制造系统生产管理等。广义的CAM是利用计算机辅助完成从毛坯到产品整个制造过程中的直接和间接活动。 CAD/CAM 由人(the human designer )、硬件(hardware)和软件(software)组成的CAD／CAM系统将实现设计和制造各功能模块之间的信息传输和交换，并对各功能模块的运行进行统一管理和控制。 CAD/CAM基本原理 优点：Increased productivity提高的生产率Better quality 更好的质量 Better communication 更方便的通讯Common database 有与制造相关的公用数据库 Reduced prototype costs 降低原型制作费用Faster response to customers 对客户的更快速的反应CAD的四个阶段：Design Modeling 设计建模 Design Analysis 设计分析Design Review设计审核 Design Documentation设计存档设计建模三种显示形式two-dimensional or 2-D two-and-a-half-dimensional or 2.5-D three-dimensional or 3D 2维的表达Orthographic representation正交（平面）投影表达 3维造型的两种形式：线框造型(Wireframe Modelling) 实体造型(Solid Modelling) 设计分析具体要做什么？ ADAMS 、DADS主要用来分析所设计的装配体的运动学、动力学及大位移响应；NASTRAN、 ANSYS用于分析承受集中载荷和热应力机械构件的应力和温度分布情况。当构件受动载荷作用时也可进行振动分析。大型通用有限元分析软件ANSYS是美国ANASYS公司研制，该软件融合了结构、热、流体、电磁、声学于一体. 有限元法(Finite Element Method)基本思想：将结构离散化，用有限个容易分析的单元来表示，单元之间通过有限个节点相互连接，然后根据变形协调条件综合求解。有限元法基本思想是“一分一合”，分是为了进行单元分析，合则是为了对整体结构进行综合分析。即用有限数量的未知量去逼近无限未知量的真实系统。由于单元的数目是有限的，节点的数目也是有限的，所以称为有限元法。 设计审核常借助的功能模块：semiautomatic dimensioning尺寸驱动、layering图层分层、interference checking.干涉检查、Zoom放大CAD/CAM 的硬件：cpu 输入设备、输出设备 (CPU,中央处理单元), various output devices such as plotters（绘图仪） and printers （打印机）,a secondary storage capability (辅助存储设备) ,a graphics terminal （图形终端）, and various input devices. CAD/CAM 的软件的五大功能1) Producing graphic images 产生图像文件Manipulation of graphic images 对图像进行操作Controlling the terminal display 控制终端显示Performing editing functions 完成编辑功能Performing input functions 输入数据3D实体建模的两种基本方法：Constructive solid geometry (CSG, 构造实体几何法) 构造实体几何法:是采用基本的体素经过集合运算(交、并、差)构造出复杂的形体。基本体素常定义为长方体、圆柱体等由平面、二次曲面构成的有界实体。 Boundary representation (B-rep, 边界表示法) 边界表示法:着重物体的外表面描述。在边界表示法中，一个物体被看作是由有界的平面或曲面子集构成的，每个面又通过它的边界边和顶点来组成，经过各种几何运算和操作，达到构成物体的目的。 数控部分 数控加工与传统加工的比较优点： More accurate than manually operated machines Producing parts more uniformly More faster than the manual operation More lower cost of the long-run tooling 数控机床的组成部分：主机、数控装置、驱动装置、辅助装置 数控的三种模式：direct numerical control (DNC)直接式数控 distributed numerical control（DNC）分布式数控 computer