先进制造技术
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先进制造技术(AMT):是指在制造过程和制造系统中融合电子、信息和管理技术,以及新工艺、新材料等现代科学技术,使材料转换成产品的过程更有效、成本更低、更及时满足市场需求的先进的工程技术的总称。
广义制造:不仅包括具体的工艺过程,还包括市场分析、产品设计、质量控制、生产过程管理、营销、售后服务直至产品报废处理等在内的整个产品寿命周期的全过程。
狭义制造:是指生产车间内与物流有关的加工和装配过程。
制造系统:是指由制造过程及其设计的硬件、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。
制造业的核心要素是质量、成本和生产率。
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。
制造技术的五个发展时期:工场式生产时期、工业化规模生产时期、刚性自动化发展时期、柔性自动化发展时期、综合自动化发展时期。
先进制造技术的发展趋势:数字化是发展的核心、精密化是关键、极端化是焦点、自动化是条件、集成化是方法、网络化是道路、智能化是前景、绿色化是必然先进制造技术:是在传统制造技术基础上不断吸收机械、电子、信息、材料、能源和现代管理技术等方面的成果,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,提高对动态多变市场的适应能力和竞争力的制造技术的总称。
先进制造技术的三个层次:基础技术、新型单元技术、集成技术先进制造技术的五个特征:系统性、广泛性、集成性、动态性、实用性电火花成型加工原理:是基于电火花腐蚀原理,即在工具电极与零件互相靠近时,极间电压将在正负极间使电介质电介液电离而形成火花放电,并在火花通道中瞬时产生大量热能,足以使金属局部熔化甚至气化,而将金属腐蚀掉,从而形成所要求的形状。
达到成型加工目的。
电火花技工的5种放电状态:开路(空载脉冲)、火花放电(工作脉冲)、过度电弧放电(不稳定电弧放电)、电弧放电(稳定电弧放电)、短路(短路放电)。
第一次作业1.先进制造技术的构成有哪些?答:(1) 主技术群:①设计技术群;②制造工艺技术群;(2) 支撑技术群: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;(3) 制造基础技术:①质量管理②用户/供应商交互作用③工作人员培训和教育④监督和评测⑤技术获取合理用2.狭义的制造和广义的制造的概念是什么?答: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;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。
3.制造系统的结构、功能和过程是什么?答:结构:是制造过程所涉及的硬件、软件、人员所组成的具有特定功能的有机整体。
功能:输入制造系统的资源通过制造过程输出产品过程:制造生产的运行过程,包括市场分析、产品设计、工艺规划、制造装配、检验出厂、产品销售、售后服务、报废、回收、再利用等。
4.现代设计技术内涵是什么?答:现代设计技术是以满足应市产品的质量、性能、时间、成本、价格综合效益最优为目的,以计算机辅助设计技术为主体,以知识为依托,以多种科学方法及技术为手段,研究、改进、创造产品活动过程所用到的技术群体的总称。
5.现代设计技术的体系结构是什么?答:(1) 基础技术:是指传统的设计理论与方法。
(2) 主体技术:计算机科学与设计技术结合产生技术(3) 支撑技术:指现代设计方法学、可信性设计技术、试验设计技术。
(4) 应用技术:是针对实用目的解决各类具体产品设计领域的技术6. CAE技术的基本概念是什么?答:CAE仿真技术是以数学理论、相似原理、计算方法、评估理论为基本理论,以计算机技术、信息技术、图形图像技术、系统工程技术以及与仿真应用领域有关的专业技术为基础,以计算机和各种物理效能设备为工具,利用系统模型对实际的或设想的系统进行动态试验研究的一门多学科综合性交叉技术。
先进制造技术有哪些第一篇:先进制造技术篇随着科技的不断进步,人类的制造技术也在不断发展和改进。
现代制造业发展的趋势是高效、节能、智能、安全和环保。
以下是一些先进制造技术的介绍:1. 3D打印技术:3D打印技术是一种先进的增材制造技术,它使用计算机辅助设计(CAD)来创建数字模型,然后通过逐层堆积打印材料(例如塑料、金属等)来制造出三维实物。
3D 打印技术有许多优点,如制造周期短、机器成本低、生产灵活、设计自由度高等,可以被广泛应用于制造各种零部件、工具和器件等。
2. 数字化制造技术:数字化制造技术是一种集成先进计算机技术、数字化管理技术、高效能制造设备、自动控制技术、精密测量与检验技术和现代管理理念为一体的先进制造技术。
数字化制造技术可以提高制造过程的精度和效率,降低成本,提高产品品质,为制造业转型升级提供了新的技术支持和保障。
3. 人工智能制造系统:人工智能制造系统是应用人工智能技术开发的智能化、自主化、智能化的制造系统。
它可以智能地组织生产资源,合理地安排生产计划,自动调整生产过程,实时检测生产质量等,使得制造过程更加高效精确。
4. 机器视觉检测技术:机器视觉检测技术是指通过高速图像采集系统,通过图像处理技术来实现对产品的检测和质量控制。
机器视觉检测技术可以实现快速准确的测量、自动化高效的检测和智能化的判别等,已经广泛应用于汽车、电子、机械等制造领域。
5. 先进材料技术:先进材料技术是一种在先进制造技术中占有重要地位的技术。
先进材料技术可以通过改变材料的性质来满足不同的工程需求,使得制造出的产品性能更加优良、寿命更长、使用效果更好。
如碳纤维、高强度钢材、陶瓷材料等都是先进材料技术的代表。
总之,随着科技的不断发展和日新月异,先进制造技术将不断涌现出来,有助于提高制造业的创新能力、核心竞争力和发展水平。
第二篇:先进制造技术分享先进制造技术是现代化制造业的重要标志和核心竞争力之一。
在先进制造技术中,有很多新型技术和新思路,这些都为创新提供了更好的平台和更好的跳板。
先进制造技术随着科技的不断进步和全球经济的发展,先进制造技术在工业领域中扮演着越来越重要的角色。
先进制造技术旨在提高制造业的效率、质量和创新能力,从而推动经济增长并满足消费者的需求。
本文将探讨先进制造技术的定义、应用领域以及对经济和社会发展的重要性。
一、先进制造技术的定义先进制造技术是指一系列高度自动化、数字化和智能化的技术和方法,用于优化和改进产品生产制造过程。
这些技术包括计算机辅助设计和制造(CAD/CAM)、机器人技术、互联网物联网(IoT)以及人工智能等。
通过将科技融入到制造过程中,先进制造技术能够提高产品质量、减少生产成本,并缩短生产周期。
二、先进制造技术的应用领域1. 3D打印技术3D打印技术是一种以数字模型为基础,通过逐层添加材料来制造三维实物的先进制造技术。
它已经广泛应用于汽车、航空航天、医疗器械等行业。
3D打印技术不仅能够减少生产成本和材料浪费,还能够实现定制化生产,满足个性化需求。
2. 自动化生产线自动化生产线利用机器人技术和自动化控制系统,实现产品的自动化制造。
它不仅能够提高生产线的效率和安全性,还能够提高产品的一致性和质量稳定性。
自动化生产线被广泛应用于汽车制造、电子制造等行业。
3. 大数据分析大数据分析通过收集和分析大量的生产数据,提供了对生产过程进行优化和改进的基础。
通过大数据分析,企业可以更好地了解市场需求、生产效率和产品质量,并基于这些数据做出决策,提高整体运营效率。
4. 智能工厂智能工厂利用物联网、人工智能和自动化技术,实现整个生产过程的数字化和智能化。
通过智能工厂,生产过程可以实现实时监控、快速反应和灵活调整,提高生产效率和产品质量,并降低生产成本。
三、先进制造技术对经济和社会发展的重要性1. 提高产能和效率先进制造技术能够优化生产过程,提高产能和效率。
通过自动化和智能化的生产线,企业可以实现生产过程的高度自动化和优化配置,从而提高产品的产能和制造效率,降低劳动力成本和生产周期。
1、先进制造技术基本定义特点与传统制造区别基本定义:先进制造技术(Advanced Manufacturing Technology,简称为AMT)是指微电子技术、自动化技术、信息技术等先进技术给传统制造技术带来的种种变化与新型系统。
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。
AMT是制造业企业取得竞争优势的必要条件之一,但并非充分条件,其优势还有赖于能充分发挥技术威力的组织管理,有赖于技术、管理和人力资源的有机协调和融合。
特点:⑴先进制造技术是制造技术的最新发展阶段,是面向21世纪的技术,制造业是社会物质文明的保证,是与人类社会一起动态发展的,因此,制造技术必然也将随着科技进步而不断更新。
先进制造技术是制造技术的最新发展阶段,是由传统的制造技术发展而来,保持了过去制造技术中的有效要素;但随着高新技术的渗入和制造环境的变化,已经产生了质的变化,先进制造技术是制造技术与现代高新技术结合而产生的一个完整的技术群,是一类具有明确范畴的新的技术领域,是面向21世纪的技术。
⑵先进制造技术是面向工业应用的技术,先进制造技术应能适合于在工业企业推广并可取得很好的经济效益,先进制造技术的发展往往是针对某一具体的制造业(如汽车工业、电子工业)的需求而发展起来的适用的先进制造技术,有明显的需求导向的特征。
先进制造技术不是以追求技术的高新度为目的,而是注重产生最好的实践效果,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。
⑶先进制造技术是面向全球竞争的目前每一国家都处于全球化市场中。
一个国家的先进制造技术是支持该国制造业在全球范围市场的竞争力。
因此,先进制造技术的主体应具有世界水平。
但是,每个国家的国情也将影响到从现有的制造技术水平向先进制造技术的过渡战略和措施。
中国正在以前所未有的速度进入全球化的国际市场,开发和应用适合国情的先进制造技术势在必行。
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:1143322017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寻位(如Localization)等方面,存在C-空间(配置空间Configuration Space)的几何计算和几何推理问题;在物体操作(夹持、抓取和装配等)描述和机器人多指抓取规划、装配运动规划和操作规划方面则需要在旋量空间(Screw Space)进行几何推理。
制造过程中物理和力学现象的几何化研究形成了制造科学中几何计算和几何推理等多方面的研究课题,其理论有待进一步突破,当前一门新学科--计算机几何正在受到日益广泛和深入的研究。
(3)在现代制造过程中,信息不仅已成为主宰制造产业的决定性因素,而且还是最活跃的驱动因素。
(4)各种人工智能工具和计算智能方法在制造中的广泛应用促进了制造智能的发展。
一类基于生物进化算法的计算智能工具,在包括调度问题在内的组合优化求解技术领域中,受到越来越普遍的关注,有望在制造中完成组合优化问题时的求解速度和求解精度方面双双突破问题规模的制约。
制造智能还表现在:智能调度、智能设计、智能加工、机器人学、智能控制、智能工艺规划、智能诊断等多方面。
这些问题是当前产品创新的关键理论问题,也是制造由一门技艺上升为一门科学的重要基础性问题。
这些问题的重点突破,可以形成产品创新的基础研究体系。
2 现代机械工程的前沿科学不同科学之间的交叉融合将产生新的科学聚集,经济的发展和社会的进步对科学技术产生了新的要求和期望,从而形成前沿科学。
前沿科学也就是已解决的和未解决的科学问题之间的界域。
前沿科学具有明显的时域、领域和动态特性。
工程前沿科学区别于一般基础科学的重要特征是它涵盖了工程实际中出现的关键科学技术问题。
超声电机、超高速切削、绿色设计与制造等领域,国内外已经做了大量的研究工作,但创新的关键是机械科学问题还不明朗。
大型复杂机械系统的性能优化设计和产品创新设计、智能结构和系统、智能机器人及其动力学、纳米摩擦学、制造过程的三维数值模拟和物理模拟、超精度和微细加工关键工艺基础、大型和超大型精密仪器装备的设计和制造基础、虚拟制造和虚拟仪器、纳米测量及仪器、并联轴机床、微型机电系统等领域国内外虽然已做了不少研究,但仍有许多关键科学技术问题有待解决。
信息科学、纳米科学、材料科学、生命科学、管理科学和制造科学将是改变21世纪的主流科学,由此产生的高新技术及其产业将改变世界的面貌。
因此,与以上领域相交叉发展的制造系统和制造信息学、纳米机械和纳米制造科学、仿生机械和仿生制造学、制造管理科学和可重构制造系统等会是21世纪机械工程科学的重要前沿科学。
2.1 制造科学与信息科学的交叉--制造信息科学机电产品是信息在原材料上的物化。
许多现代产品的价值增值主要体现在信息上。
因此制造过程中信息的获取和应用十分重要。
信息化是制造科学技术走向全球化和现代化的重要标志。
人们一方面对制造技术开始探索产品设计和制造过程中的信息本质,另一方面对制造技术本身加以改造,以使得其适应新的信息化制造环境。
随着对制造过程和制造系统认识的加深,研究者们正试图以全新的概念和方式对其加以描述和表达,以进一步达到实现控制和优化的目的。
与制造有关的信息主要有产品信息、工艺信息和管理信息,这一领域有如下主要研究方向和内容:(1) 制造信息的获取、处理、存储、传递和应用,大量制造信息向知识和决策转化。
(2) 非符号信息的表达、制造信息的保真传递、制造信息的管理、非完整制造信息状态下的生产决策、虚拟管理制造、基于网络环境下的设计和制造、制造过程和制造系统中的控制科学问题。
这些内容是制造科学和信息科学基础融合的产物,构成了制造科学中的新分支--制造信息学。
2.2 微机械及其制造技术研究微型电子机械系统(MEMS),是指集微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路、接口电路、通信和电源于一体的完整微型机电系统。
MEMS技术的目标是通过系统的微型化、集成化来探索具有新原理、新功能的元件和系统。
MEMS的发展将极大地促进各类产品的袖珍化、微型化,成数量级的提高器件与系统的功能密度、信息密度与互联密度,大幅度地节能、节材。
它不仅可以降低机电系统的成本,而且还可以完成许多大尺寸机电系统无法完成的任务。
微机械是机械技术与电子技术在纳米尺度上相融合的产物。
早在1959年就有科学家提出微型机械的设想,1962年第一个硅微型压力传感器问世。
1987年美国加州大学伯克利分校研制出转子直径为60~120μm 的硅微型静电电动机,显示出利用硅微加工工艺制作微小可动结构并与集成电路兼容制造微小系统的潜力。
微机械技术有可能像20世纪的微电子技术那样,在21世纪对世界科技、经济发展和国防建设产生巨大的影响。
近10年来,微机械的发展令人瞩目。
其特点如下:相当数量的微型元器件(微型结构、微型传感器和微型执行器等)和微系统研究成功,体现了其现实的和潜在的应用价值;多种微型制造技术的发展,特别是半导体微细加工等技术已成为微系统的支撑技术;微型机电系统的研究需要多学科交叉的研究队伍,微型机电系统技术是在微电子工艺的基础上发展的多学科交叉的前沿研究领域,涉及电子工程、机械工程、材料工程、物理学、化学以及生物医学等多种工程技术和科学。
目前对微观条件下的机械系统的运动规律,微小构件的物理特性和载荷作用下的力学行为等尚缺乏充分的认识,还没有形成基于一定理论基础之上的微系统设计理论与方法,因此只能凭经验和试探的方法进行研究。
微型机械系统研究中存在的关键科学问题有微系统的尺度效应、物理特性和生化特性等。
微系统的研究正处于突破的前夜,是亟待深入研究的领域。
2.3 材料制备/零件制造一体化和加工新技术基础材料是人类进步的里程碑,是制造业和高技术发展的基础。
每一种重要新材料的成功制备和应用,都会推进物质文明,促进国家经济实力和军事实力的增强。
21世纪中,世界将由资源消耗型的工业经济向知识经济转变,要求材料和零件具有高的性能以及功能化、智能化的特性;要求材料和零件的设计实现定量化、数字化;要求材料和零件的制备快速、高效并实现二者一体化、集成化。
材料和零件的数字化设计与拟实仿真优化是实现材料与零件的高效优质制备/制造及二者一体化、集成化制造的关键。
一方面,通过计算机完成拟实仿真优化后可以减少材料制备与零件制造过程中的实验性环节,获得最佳的工艺方案,实现材料与零件的高效优质制备/制造;另一方面,根据不同材料性能的要求,如弹性模量、热膨胀系数、电磁性能等,研究材料和零件的设计形式。
进而结合传统的去除材料式制造技术、增加材料式覆层技术等,研究多种材料组分的复合成形工艺技术。
形成材料与零件的数字化制造理论、技术和方法,如快速成形技术采用材料逐渐增长的原理,突破了传统的去材法和变形法机械加工的许多限制,加工过程不需要工具或模具,能迅速制造出任意复杂形状又具有一定功能的三维实体模型或零件。
2.4 机械仿生制造21世纪将是生命科学的世纪,机械科学和生命科学的深度融合将产生全新概念的产品(如智能仿生结构),开发出新工艺(如生长成形工艺)和开辟一系列的新产业,并为解决产品设计、制造过程和系统中一系列难题提供新的解决方法。
这是一个极富创新和挑战的前沿领域。
地球上的生物在漫长的进化中所积累的优良品性为解决人类制造活动中的各种难题提供了范例和指南。
从生命现象中学习组织与运行复杂系统的方法和技巧,是今后解决目前制造业所面临许多难题的一条有效出路。
仿生制造指的是模仿生物器官的自组织、自愈合、自增长与自进化等功能结构和运行模式的一种制造系统与制造过程。
如果说制造过程的机械化、自动化延伸了人类的体力,智能化延伸了人类的智力,那么,"仿生制造"则可以说延伸了人类自身的组织结构和进化过程。
仿生制造所涉及的科学问题是生物的"自组织"机制及其在制造系统中的应用问题。
所谓"自组织"是指一个系统在其内在机制的驱动下,在组织结构和运行模式上不断自我完善、从而提高对于环境适应能力的过程。
仿生制造的"自组织"机制为自下而上的产品并行设计、制造工艺规程的自动生成、生产系统的动态重组以及产品和制造系统的自动趋优提供了理论基础和实现条件。
仿生制造属于制造科学和生命科学的"远缘杂交",它将对21世纪的制造业产生巨大的影响。
仿生制造的研究内容目前有两个方面:2.4.1 面向生命的仿生制造研究生命现象的一般规律和模型,例如人工生命、细胞自动机、生物的信息处理技巧、生物智能、生物型的组织结构和运行模式以及生物的进化和趋优机制等;2.4.2 面向制造的仿生制造研究仿生制造系统的自组织机制与方法,例如:基于充分信息共享的仿生设计原理,基于多自律单元协同的分布式控制和基于进化机制的寻优策略;研究仿生制造的概念体系及其基础,例如:仿生空间的形式化描述及其信息映射关系,仿生系统及其演化过程的复杂度计量方法。