先进制造概论.pptx
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1、先进制造技术的特征在于:先进制造技术的特征在于:先进制造技术不是一项具体的技术,而是一项综合系统的技术;先进制造技术的先进性是建立在不断地汲取其他相关领域新技术的基础上的,是动态的、相对的;创新是先进制造技术的灵魂,并贯穿于制造全过程(产品创新、生产工艺过程创新、生产手段创新、管理创新、组织创新及市场创新);技术与管理的结合是先进制造技术的一个突破,新的制造模式的层出不穷是人类生产活动的一大进步;市场和工业界的需求是先进制造技术的出发点与归宿,是先进制造技术的动力和目标。先进制造技术成果的成败取决于市场检验,企业是先进制造技术的创新主体。先进制造技术的范畴一般包括以下五个部分:先进制造技术的范
2、畴一般包括以下五个部分:现代设计技术;现代设计技术;先进制造工艺技术;先进制造工艺技术;制造自动化技术;制造自动化技术;现代生产管理技术现代生产管理技术;先进生产制造模式。先进生产制造模式。第一章 制造业与先进制造技术1.1 制造业的发展与挑战1.2 先进制造技术的提出和进展1.3 先进制造技术的内涵和体系结构包括市场分析、产品设计、加工装配、质量保证、生产管理、市场营销全过程1.1.1制造与制造业原材料产品工艺 能源知识 技能工具制造与物流有关的加工和装配过程狭义制造广义制造制造系统具有特定功能的有机整体制造过程硬件制造过程软件硬件人员经营规划、开发研制、加工制造和控制管理等过程生产设备、工
3、具和材料、能源以及各种辅助装置软件制造理论、制造工艺和方法、各种制造信息等制造业可供人们使用和消费的产品行业,是所有与制造有关的企业群体类别构成比例类别构成比例类别构成比例金属制品3.395食品工业15.335化 工15.586一般机械8.625纺 织7.193建 材7.299运输机械6.424服 装5.018黑色冶金6.908电器设备5.125家 具1.542有色冶金2.120电子设备4.588文教用品4.292其他制造1.681仪器仪表0.998油 加 工3.870我国制造分类和构成1 1)用机器代替手工,从作坊形成工厂)用机器代替手工,从作坊形成工厂 1919世纪机器在英国诞生,先后传入
4、法国、德国和美国。世纪机器在英国诞生,先后传入法国、德国和美国。2 2)从单件生产方式发展成大量生产方式)从单件生产方式发展成大量生产方式 泰勒:以劳动分工和计件工资制为基础的科学管理。泰勒:以劳动分工和计件工资制为基础的科学管理。福特:零件互换技术,福特:零件互换技术,19131913年建立了具有划时代意义的年建立了具有划时代意义的汽车装配生产线。汽车装配生产线。3 3)柔性化、集成化、智能化和网络化的现代)柔性化、集成化、智能化和网络化的现代制造技术制造技术 柔性制造系统、计算机集成制造系统、网络化制造、智柔性制造系统、计算机集成制造系统、网络化制造、智能制造系统、及时生产、精良生产、敏捷
5、制造能制造系统、及时生产、精良生产、敏捷制造制造业发展的历程制造业发展的历程1.1.2制造业的地位和作用三大产业农林牧业,工业,服务业工业(52%)制造业(45%)、建筑业、采掘业以及电力、煤气、水的生产供应业农林牧业农业、林业、蓄禽业、水产业服务业商业、金融、房地产、经贸等一个国家经济发展的支柱支柱国民经济收入的重要来源重要来源工业经济年代经济增长的“发动机发动机”一个国家经济强大、经济腾飞的重要基础重要基础制造业制造业地位地位提供人们衣、食、住、行物质消费决定全社会的长远效益和经济的持续增长国际商品贸易的保证(美国78%,日本96%,我国81%-1995年)农业基础地位的物质保障,服务业发
6、展的重要条件信息产业发展的物质基础;农业劳动力转移和就业的重要途径为科技和教育发展提供经费支持和实验装备实现军事现代化和国家安全的保障制造业的作用制造业的作用制造业是产业革命的主力军制造业是产业革命的主力军一、一、第一次产业革命:第一次产业革命:1733-18781)又称为:蒸汽革命。)又称为:蒸汽革命。2)产业革命的标志:瓦特发明的蒸汽机。)产业革命的标志:瓦特发明的蒸汽机。3)英国的制造业孕育和实现了瓦特的发明)英国的制造业孕育和实现了瓦特的发明4)制造业和瓦特的发明推动了热力学理论)制造业和瓦特的发明推动了热力学理论 的诞生。的诞生。制造业是产业革命的主力军制造业是产业革命的主力军二、第
7、二次产业革命:二、第二次产业革命:1879-19451 1)又称为:电气革命。)又称为:电气革命。2 2)产业革命的标志:电灯(爱迪生)、电话(贝尔)、电)产业革命的标志:电灯(爱迪生)、电话(贝尔)、电机(西门子)等电气化产品。机(西门子)等电气化产品。3 3)制造业促使了电的应用,而后才有麦克斯韦电动力学理)制造业促使了电的应用,而后才有麦克斯韦电动力学理论的诞生。论的诞生。4 4)麦克斯韦电动力学理论推动了)麦克斯韦电动力学理论推动了2020世纪初开始的无线电、世纪初开始的无线电、微波、雷达、合成孔径、微波成像、卫星通信、宇宙微微波、雷达、合成孔径、微波成像、卫星通信、宇宙微波探测等技术
8、的发展。波探测等技术的发展。5 5)牛顿力学和电动力学又为量子力学的发展指引了道路,)牛顿力学和电动力学又为量子力学的发展指引了道路,导致了量子场论的创立。导致了量子场论的创立。制造业是产业革命的主力军制造业是产业革命的主力军三、第三次产业革命:三、第三次产业革命:1945-19721 1)又称为:电子(原子)革命。)又称为:电子(原子)革命。2 2)产业革命的标志:原子弹()产业革命的标志:原子弹(19451945)、电子计算机)、电子计算机(19461946)、晶体管()、晶体管(19481948)、集成电路、微电子)、集成电路、微电子技术等。技术等。3 3)微电子制造技术开创了全新的信息
9、时代。)微电子制造技术开创了全新的信息时代。制造业是产业革命的主力军制造业是产业革命的主力军四、第四次产业革命:四、第四次产业革命:1973-1 1)又称为:高新技术产业革命。)又称为:高新技术产业革命。2 2)产业革命的标志:众多高新技术产品,如微电子产品、电)产业革命的标志:众多高新技术产品,如微电子产品、电脑、新一代通信产品、新一代汽车、磁悬浮列车、新一代脑、新一代通信产品、新一代汽车、磁悬浮列车、新一代飞机、机器人、生物工程产品、新一代药物、绿色食品、飞机、机器人、生物工程产品、新一代药物、绿色食品、转基因产品等等。转基因产品等等。3 3)微器件制造工艺,如拉单晶、掺杂、扩散、离子注入
10、、外)微器件制造工艺,如拉单晶、掺杂、扩散、离子注入、外延、溅射、化学沉积(延、溅射、化学沉积(CVDCVD)、光刻、表面贴装、自动化组)、光刻、表面贴装、自动化组装、进而到纳米器件制造工艺将把高新技术产业革命推向装、进而到纳米器件制造工艺将把高新技术产业革命推向顶峰。顶峰。从科学发现到技术发明从科学发现到技术发明科学发明科学发明年份年份技术发明技术发明年份年份孕育过程孕育过程(年)年)电磁感应原理电磁感应原理1831发电机发电机187241内燃机原理内燃机原理1862汽油内燃机汽油内燃机188321电磁波通讯原理电磁波通讯原理1895公众广播电台公众广播电台192126喷气推进原理喷气推进原
11、理1906喷气发动机喷气发动机193529雷达原理雷达原理1925制出雷达制出雷达193510青霉素原理青霉素原理1928制出青霉素制出青霉素194315铀核裂变铀核裂变1938制出原子弹制出原子弹19457发现半导体发现半导体1948半导体收音机半导体收音机19546集成电路设计思想集成电路设计思想1952单片集成电路单片集成电路19597光纤通信原理光纤通信原理1966光纤电缆光纤电缆19704无线移动通信设想无线移动通信设想1974蜂窝移动电话蜂窝移动电话19784多媒体设想多媒体设想1987多媒体电脑多媒体电脑19914新一代设计芯片新一代设计芯片90年代新一代芯片新一代芯片90年代1
12、.53 3、二十一世纪科学技术发展的总趋势、二十一世纪科学技术发展的总趋势2020世纪改变世界的重要机电产品世纪改变世界的重要机电产品序序产品产品发明时间(年)发明时间(年)发明者发明者1 1汽车汽车1885/19031885/1903德国奔驰德国奔驰/美国福特美国福特2 2飞机飞机19031903美国莱特兄弟美国莱特兄弟3 3火箭火箭19031903俄国齐奥尔科夫斯基俄国齐奥尔科夫斯基4 4电冰箱电冰箱19171917美国美国5 5电影机电影机1919/361919/36德国福格特德国福格特6 6电视机电视机1927/401927/40美国贝尔美国贝尔7 7喷气发动机喷气发动机1937193
13、7英国惠特尔英国惠特尔8 8原子弹原子弹19451945美国美国 日本日本9 9计算机计算机19461946美国美国 莫切利埃克特莫切利埃克特1010晶体管晶体管19481948美国肖克利美国肖克利1111核电站核电站19511951美国美国1212数控机床数控机床19511951美国美国MITMIT1313氢弹氢弹19521952美国特勒美国特勒3 3、二十一世纪科学技术发展的总趋势、二十一世纪科学技术发展的总趋势2020世纪改变世界的重要机电产品世纪改变世界的重要机电产品序序产品产品发明时间(年)发明时间(年)发明者发明者1414机器人机器人19541954美国戴沃尔美国戴沃尔1515人造
14、卫星人造卫星19571957苏联苏联1616宇宙飞船宇宙飞船19611961苏联加加林苏联加加林1717飞船登月飞船登月19691969美国阿波罗美国阿波罗1818载人航天飞机载人航天飞机19771977美国美国1919磁悬浮列车磁悬浮列车19651965日本日本 时速时速400400500500公里公里/时时2020光纤通信设备光纤通信设备19681968美国美国2121芯片芯片1971/19991971/1999美国美国intel 950intel 950万晶体管万晶体管/片片2222扫描隧道显微镜扫描隧道显微镜19861986日本工业技术院日本工业技术院2323掌上电脑掌上电脑19921
15、992美国美国APPLE newton APPLE newton 2424手机手机9090年代初年代初美国美国2525信息高速公路信息高速公路19931993美国美国 national information national information infrastruture infrastruture(NiiNii)3 3、二十一世纪科学技术发展的总趋势、二十一世纪科学技术发展的总趋势第二节 先进制造技术的提出和进展 1.2.1 制造技术的进步和发展 1.2.2 先进制造技术产生背景 1.2.3 各国对先进制造技术的响应 及其发展计划先进制造技术计划:1994年预算14亿美元,围绕“智能制
16、造系统”、“集成工具”、“基础设施建设”三个重点领域开展研究;制造技术中心计划:在一个地区设立一个制造技术中心,建立技术拥有者与需要者之间的桥梁,为中小企业展示新制造技术和装备、组织培训、帮助企业了解和选用最新技术和装备。1.2.3 1.2.3 各国先进制造技术的发展各国先进制造技术的发展美美 国国1990年提出了智能制造计划,由美国、欧共体、加拿大、澳大利亚等国参加,投资10亿美元实施智能制造计划目的:通过国际共同研究,使制造业在接受订货、开发、设计、生产、物流直至经营管理的全过程中,做到生产设备自律化生产设备自律化:能够根据环境变化自主判断并及时决策变更作业过程 日日 本本尤里卡计划(ER
17、EKA):1988年用5亿美元资助16个欧洲国家、600家公司的165个合作性高科技研究开发项目。欧洲信息技术研究发展战略计划(ESPRIT):在13个成员国向5500名研究人员提供了资助,明确设计原理、工厂自动化、生产过程管理三大课题。欧洲工业技术基础研究计划(BRITE):重点资助材料、制造加工、设计以及工厂系统运作方式等研究。欧欧 共共 体体第三节 先进制造技术的内涵和体系结构 1.3.1先进制造技术的内涵和特点 1.3.2先进制造技术的体系结构及其分类1 1、定义、定义:在传统制造技术基础上不断吸收机械在传统制造技术基础上不断吸收机械.电子电子.信息信息.材料材料.能源和现代管理等方面
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