先进制造技术第二章(北京理工大学)
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思考题第一章1.说明制造、制造系统与制造业概念,比较广义制造与狭义制造的区别。
答:制造(manufacturing)是人类按照市场需求,运用主观掌握的知识和技能,借助于手工或可以利用的客观物质工具,采用有效的工艺方法和必要的能源,将原材料转化为最终物质产品并投放市场的全过程。
制造系统是指由制造过程及其所涉及的硬件、软件和人员组成的一个具有特定功能的有机整体。
制造业是指以制造技术为主导技术进行产品制造的行业。
广义制造与狭义制造的区别:狭义的制造,是指生产车间内与物流有关的加工和装配过程;而广义的制造,则包含市场分析、产品设计、工艺设计、生产准备、加工装配、质量保证、生产过程管理、市场营销、售前售后服务,以及报废后的回收处理等整个产品生命周期内一系列相互联系的生产活动。
2.制造业在国民经济中的地位与作用如何?答:(1)人们的物质消费水平的提高,有赖于制造技术和制造业的发展。
(2)制造业是实现经济增长的物质保证。
(3)提高制造技术是影响发展对外贸易的关键因素。
(4)制造业是加强农业基础地位的物质保障,是支持服务业更快发展的重要条件。
(5)制造业是加快信息产业发展的物质基础。
(6)制造业是加快农业劳动力转移和就业的重要途径。
(7)制造业是加快发展科学技术和教育事业的重要物质支撑,它不仅为科技发展和教育发展提供经费支持,还为研究开发提供许多重要的研究方向与课题及先进的实验装备。
(8)制造业也是实现军事现代化和保障国家基本安全的基本条件。
3.先进制造技术是在什么样的背景之下产生与发展起来的。
答:1.社会经济发展背景近20多年来,市场环境发生了巨大的变化,一方面表现为消费者需求日趋主题化、个性化和多样化,消费行为更具有选择性,产品的生命周期缩短,产品的质量和性能至关重要;另一方面全球性产业结构调整步伐加快,制造商着眼于全球市场激烈竞争的同时,着力于实力与信誉基础上的合作和协作。
制造业的核心要素是质量、成本和生产率。
第1章制造业与先进制造技术1.1简述制造、制造系统与制造业概念。
制造:利用合适的工具,采用有效的工艺方法,将原材料转变产品并投放市场的过程。
狭义制造:将原材料转变为成品的加工和装配的生产过程。
广义制造:包含产品设计、加工装配、生产管理、市场营销等整个产品生命周期的全过程。
制造系统:为实现制造目的所构建的物理型系统,包括制造过程、硬件、软件和相关人员等组成部分。
制造业:是将制造资源转化为可供人们使用和消费产品的行业,是所有与制造有关的生产和服务型企业群体的总称。
1.2制造业在国民经济中的地位和作用如何?制造业地位:制造业是一个国家经济发展的支柱,是国民经济收入的重要来源,不仅为现代工业社会提供物质基础,也为信息与知识社会提供先进装备和技术平台。
制造业作用:1)提高人们物质消费水平;2)实现经济稳定增长的物质保证;3)担当国际商品贸易的重要角色;4)是加强农业基础、支持服务业更快发展的物质保障和重要条件;5)是加快信息产业发展的物质基础;6)是劳动力就业的重要平台;7)是加快发展科学技术和教育事业的重要物质支撑;8)是实现军事现代化和保障国家基本安全的基本保证。
1.3简述制造技术发展历程。
在生产方式方面:经历了从单件/小批量生产--大批量生产--多品种小批量定制生产过程;在制造技术方面:经历了机械化--单机自动化--刚性自动化--柔性自动化--综合自动化过程;在资源配置方面: 经历了劳动密集型--设备密集型--技术密集型过程。
1.4试分析我国机械制造业的发展和面临的挑战。
我国机械制造业的发展:目前我国机械制造业产值超过了德国、日本和美国,跃居为世界第一,成为全球第一的机械制造大国。
我国机械制造业面临如下方面的挑战:1)西方发达工业国家回归实体经济;2)国外跨国集团公司技术优势;3)国内生产要素成本提高。
4)当前我国制造业面临工业发达国高技术和发展中国家低成本优势的双向挤压。
1.5先进制造技术在怎样背景下推出的,其内涵与特点如何?先进制造技术提出背景:1)社会经济背景:主题化、个性化和多样化社会消费需求;全球市场形成,加剧商品市场竞争。
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。
5.先进制造基础技术的特点除了保证优质、高效、低耗外,还应包括无污染。
6.微细加工中的三束加工是指电子束,离子束,激光束。
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。
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。
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。
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。
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。
27.优化设计的三要素是:目标函数,设计变量,约束条件。
31.绿色设计的主要内容包括:绿色产品设计的材料选择与管理,产品的可拆卸性设计,可维修设计,产品的可回收性设计,绿色产品的成本分析,和绿色产品设计数据库。
绿色产品设计的材料选择与管理;产品的可拆卸性设计;产品的可回收性设计。
35.LIGA技术的工艺过程分为:(1)深层同步辐射X射线光刻;(2) 电铸成型;(3)模铸成型。
36.微细加工工艺方法主要有:三束加工技术,光刻加工,体刻蚀加工技术,面刻蚀加工技术,LIGA技术,牺牲层技术和外延生长技术。
37.工业机器人一般由机械系统,控制系统,驱动系统和智能系统等几个部分组成。
38.柔性制造系统的组成包括:加工系统,物流系统,信息控制系统和一套计算机控制系统。
39.MRP和MRPII分别是指物料需求计划和制造资源计划,而ERP是指企业资源计划,其核心思想是完全按用户需求制造。
第一章:1、制造的概念狭义:为机电产品的机械加工工艺过程广义:国际生产工程学会1990年:制造是涉及制造工业中产品设计、物料选择、生产计划、生产过程、质量保证、经营管理、市场销售和服务的一系列相关活动和工作的总称。
2、四次产业革命一、第一次产业革命:1733-18781)又称为:蒸汽革命。
2)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4)制造业和瓦特的发明推动了热力学理论的诞生。
二、第二次产业革命:1879-19451)又称为:电气革命。
2)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。
3)制造业肇始了电的应用,而后才有麦克斯韦电动力学理论的诞生。
4)麦克斯韦电动力学理论推动了20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、宇宙微波探测等技术的发展。
5)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。
三、第三次产业革命:1945-19721)又称为:电子(原子)革命。
2)产业革命的标志:原子弹(1945)、电子计算机(1946)、晶体管(1948)、集成电路、微电子技术等。
3)微电子制造技术开创了全新的信息时代。
四、第四次产业革命:1973-1)又称为:高新技术产业革命。
2)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。
3)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(CVD)、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顶峰。
3、先进制造技术的概念、体系结构、学科内容课本P12第二章:1、现代设计的概念▪现代设计:现代产品设计强调全生命周期设计,即产品设计是一个“设计-评价-再设计”的反复迭代过程。
在产品的整个生命周期中,设计定型并不意味着设计工作的结束,只要产品还在生产和销售,就必将反馈大量的用户信息和生产制造信息,并要求对产品不断进行修改。