面向21世纪的“先进制造与管理模式”

一、填空1．制造系统是由制造所涉及（硬件）、（软件）和（制造信息）组成的一个有机整体。

2．从系统的观点，生产可以定义为将（生产要素）转变成(生产财富)并创造效益的输入输出系统3．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4．GT技术原理是将多种零件按其（相似性）分类成组，人为扩大生产批量5．成组工艺过程设计包括（综合零件法）和（流程分析法）两种方法。

6．可靠性设计的常用评价指标主要包括()()和（)等。

7．反求工程的主要影响因素有（）（）(）8．先进制造技术旨在实现(优质，高效，低耗,清洁,灵活）的生产,提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力。

9．高能束加工通常包括（电子束加工、离子束加工、激光束加工）。

10．准时制生产的核心是（六种管理方法和一种管理体制）。

11．CAPP系统可分为（派生式）和(创成式)（半创成式)等几种系统12．派生式CAPP 系统工作分为（准备阶段）（使用阶段）两个阶段.13．超精密加工机床设备应该具有（高精度）（高稳定度）和高自动化的要求。

14．绿色产品是指以（安全)和(节能)为核心而设计生产的,可以拆卸和分解的产品，其零部件经过翻新处理后可以重新利用。

15．物流配送流程包括（进货验收）（物资储备、保管、保养）(分拣与配货）(加工与配装）（配送运输）（送达交接）等多个作业环节。

16．高速机床主轴的轴承有（深沟球轴承）（角接触轴承）（圆柱滚子轴承）（圆锥滚子轴承)等形式.17．快速原型制造常用的工艺方法包括（光固化成形)（叠层实体制造)(选择性激光烧结）(熔融沉积制造)。

18．在精益生产的体系结构中，其目标支柱是(准时生产）(成组技术）（全面质量管理) 19．敏捷制造企业采用现代通信技术，以(技术）（管理）（人员）的形式，组织新产品的开发。

20．虚拟制造技术旨在用（最短的产品开发周期）(最优质的产品质量）（最低廉的制造成本和最好的技术支持与售后服务）去赢得竞争。

第一章制造业与先进制造技术1-1 叙述制造、制造系统、制造业、制造技术等概念，比较广义制造与狭义制造的概念。

制造：把原材料加工成适用的产品。

制造系统：制造过程及其所涉及的硬件、软件和人员组成的一个将制造资源转变为产品（含半成品）的有机整体，称为制造系统。

制造系统还有以下三方面的定义：制造系统的结构定义；制造系统的功能定义；制造系统的过程定义。

制造业：是将制造资源（物料、能源、设备、工具、资金、技术、信息和人力等），通过制造过程，转化为可供人们使用与利用的工业品与生活消费品的行业。

它涉及到国民经济的许多部门，是国民经济和综合国力的支柱产业。

制造技术：是完成制造活动所需的一切手段的总和，制造技术已成为一个涵盖整个生产过程、跨多个学科、高度集成的高新技术。

狭义制造是产品的机械工艺过程或机械加工过程。

广义制造与狭义制造相比，制造的概念和内涵在范围和过程两方面大大拓展。

在范围方面，制造涉及的工业领域远非局限于机械制造，而是涉及机械、电子、化工、轻工、食品、军工等国民经济的大量行业。

在过程发面，广义制造不仅指集体的工艺过程，而是指包括市场分析、产品设计、计划控制、生产工艺过程、装配检验、销售服务和管理等产品整个生命周期的全过程。

1-2 试简述制造技术的发展历程。

制造技术的发展是由社会、政治、经济等多方面因素决定的。

纵观近两百年制造业的发展历程，影响其发展最主要的因素是技术的推动及市场的牵引。

人类科学技术的每次革命，必然引起制造技术的不断发展，也推动了制造业的发展。

另一方面，随着人类的不断进步，人类的需求不断变化，因而从另一方面推动了制造业的不断发展，促进了制造技术的不断进步。

两百年来，在市场需求不断变化的驱动下，制造业的生产规模沿着“少品种大批量的规模生产——多品种小批量生产——个性化弹性批量生产；在科技高速发展的推动下，制造业的资源配置沿着“劳动密集——设备与资金密集——信息密集——知识密集”的方向发展，与之相适应，制造业的资源配置沿着“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。

先进制造技术的主要内容摘要：在世界经济一体化的进程中，制造技术不断汲取、渗透和融合计算机、信息、自动化、材料、生物及现代管理等方面的成果，使传统意义上的制造技术有了质的飞跃，形成了现代先进制造技术的新体系，并使产品技术、制造、检测、管理和市场开发、销售、使用、服务乃至回收等全生命周期各个环节的活动纳入先进制造范畴，以便从整体和全局上提升制造企业对动态和不可预测市场环境的适应能力和竞争能力，实现优质、高效、低耗、敏捷和绿色制造，取得更大的社会和经济效益。

关键词：现代设计技术先进制造工艺与装备柔性自动化制造技术与装备现代制造管理技术与系统正文：先进制造技术在传统制造技术基础上不断吸收机械，电子，信息技术，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，乃至回收的全过程,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总称。

也是取得理想技术经济效果的制造技术的总称。

日本率先采用新的制造技术及管理理念，使其制造业成为公认的世界之最。

20世纪80年代初期，美国一批有识之士在对美国的制造业的衰退进行了深刻反省后，提出了发展先进制造技术，以促进美国的制造业得竞争力和国民经济快速发展。

先进制造技术这一全新概念的提出，立即受到世界各国政府、企业界和学术界的高度重视，并将其称之为面向21世纪的技术。

因为先进制造技术的主要特征是强调实用性，它以提高企业综合经济效益为目的，所以被认为是提高制造业竞争能力的主要手段，对促进整个国民经济的发展有着不可估量的影响。

随着个性化与全球化市场的形成，信息、微电子、生物等高新技术在不断发展，世界制造科技四大发展趋势是绿色制造、高新技术、信息化和极端制造。

因此，目前先进制造技术的研究与实践领域主要涉及现代设计技术、先进制造工艺与装备、柔性自动化制造技术与装备、现代制造管理技术与系统等四大部分。

一、现代设计技术产品设计是制造业发展的灵魂，是产品全生命周期的前期工序，设计质量和水平直接关系到产品的功能、性能、环保性、可制造性、质量、竞争力、经济性和社会效益。

先进制造技术与高端制造的结合一、先进制造技术先进制造技术(AMT)是以人为主体，以计算机技术为支柱，以提高综合效益为目的，是传统制造业不断地吸收机械、信息、材料、能源、环保等高新技术及现代系统管理技术等方面最新的成果，并将其综合应用于产品开发与设计、制造、检测、管理及售后服务的制造全过程，实现优质、高效、低耗、清洁、敏捷制造，并取得理想技术经济效果的前沿制造技术的总称。

二、高端制造“高端制造”即处于制造业价值链的高端环节，具有技术含量高、资本投入高、附加值高、信息密集度高，以及产业控制力较高、带动力较强的特点。

发展高端制造业，重点是装备制造业，制造业中的高新技术与先进管理模式基本体现在装备制造业，制造业中利润空间最大的部分也是装备制造业。

装备制造业代表着整个制造业的走向，决定着整个制造业的水平。

其中包括重型机械、船舶、飞机、发电设备、大型锅炉、冶金机械、矿山机械、专用设备等大型装备生产厂家。

三、高端制造与先进制造技术的结合由于“高端制造”处于制造业价值链的高端环节，涉及到新能源、新材料、节能环保、生物医药、信息网络都与先进制造技术存在相辅相成的关系。

例如，风机装备、核电装备、冶金设备、环保装备、电子设备都属于高端制造的范畴，而这些设备的设计和制造都离不开先进制造技术。

高端制造业的高端部分离不先进的制造技术，先进制造技术是各项工业技术、信息技术及各类新兴技术进步的前提，它的发展直接关系到各个行业的产业升级、生产能力提高。

高端制造与先进制造技术的结合要从两个方面入手：一、高端制造与先进制造主体技术群的完美结合，由于新产品开发生产费用、产品质量以及新产品上市时间与产品设计技术和工艺技术密切相关，所以新产品研发过程中可以采用一系列先进的制造技术，包括制造工程设计技术、物料处理方法和设备技术、现代制造系统管理技术和提供理论基础的支撑技术。

主要由三方面构成：(1)计算机辅助产品开发与设计。

例如计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助工程(CAE)、计算机辅助工艺设计(CAPP)、并行工程(CE)等；(2)计算机辅助制造与各种计算机集成制造系统。

教案讲稿第三节先进制造技术的体系结构一、先进制造技术（AMT）定义和特征无明确的和一致公认的定义,通过对其特征的分析和多年的实践,可以认为：先进制造技术AMT：是制造业不断吸收信息技术和现代管理技术的成果，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，提高对市场的适应能力和竞争力的制造技术的总称.要点：目标提高制造企业对市场的适应能力和竞争力；强调信息技术、现代管理技术与制造技术的有机结合；信息技术、现代管理技术在整个制造过程中综合应用。

AMT 特征：AMT 是一项综合性技术：AMT不是一项具体的技术，而是将各种相关技术集合成一个整体,它特别强调计算机技术、信息技术和现代管理技术在整个制造过程中的综合应用,特别强调人的主体作用，强调人、技术、管理的有机结合。

AMT是一项动态技术：AMT也不是一成不变的，而是动态发展的,它要不断地吸收和利用各种高新技术成果，并将其渗透到制造系统的各个部分和整个过程,使其不断趋于完善.AMT是面向工业应用的技术：AMT 是针对某一具体的制造需求而发展起来的先进、实用的技术，有明显的需求导向。

不以追求技术高新度为目的，重在实际效果.AMT 是面向全球竞争的技术:通过提高企业综合效益和对市场的快速反应能力，达到提高竞争力的目标。

AMT 是面向21世纪的技术：AMT是制造技术发展的新阶段，它保留了传统制造技术中有效要跃。

二、先进制造技术的体系结构、分类和发展趋势1。

先进制造技术的体系结构美国联邦政府科学、工程和技术协调委员会（FCCSET）于1994年提出AMT的分类目录，指出“AMT 是制造技术和现代高技术结合而产生的一个完整的技术群”。

（1)主体技术群之一:设计技术群产品、工艺设计,包括:计算机辅助设计（CAD）；适于加工和装配的设计（DFM，DFA）工艺过程建模和仿真；计算机辅助工艺过程设计（CAPP）；工作环境设计；符合环保的设计★并行工程; ★其它计算机辅助设计CAD—Computer Aided Design；计算机辅助制造CAM—Computer Aided Manufacturing；计算机辅助工艺规程设计CAPP—Computer Aided Precess Planning （2）主体技术群之二:制造工艺技术群★材料生产工艺；★加工工艺，包括: 切削加工; 材料热处理；表面涂层与改性；复合材料工艺；铸、锻、压力加工；电子工艺（光刻/沉积、离子注入等微细加工）★连接与装配; ★测试与检验；★环保技术；★维修技术；★其它（3)支撑技术群: 指支持设计和制造工艺两方面取得进步的基础性核心技术,包括：信息技术：接口和通信；数据库技术；软件工程；决策支持系统；集成框架；人工智能、专家系统、神经网络。

面向21世纪的“先进制造与管理模式”绿色制造1.技术产生的背景 (3)1.1环境污染与制造业 (3)1.2绿色制造 (3)1.3几个假设和前提 (4)2.绿色制造(GM)的概念 (5)1.1定义 (5)1.2理论基础 (6)3.绿色制造的关键技术 (6)2.1.绿色制造的理论框架 (6)2.2绿色产品生命周期设计技术 (7)2.3绿色制造的评估标准和方法 (7)2.4绿色制造的集成技术 (7)4.绿色制造的采用原因和面临的挑战 (8)4.1采用原因 (8)4.2面临的挑战 (9)5.绿色制造在3M公司的应用实例 (11)6.结语 (11)1.技术产生的背景1.1环境污染与制造业由于全球经济以前所未有的高速度持续发展，给环境带来了严重的污染，结果带来了全球变暖、臭氧层破坏，酸雨、空气污染、水源污染、土地严重沙化等恶果。

据统计，造成环境污染的排放物有70%以上来自制造业，它们每年约产生出55亿吨无害废物和7亿吨有害废物。

这早就引起人们对环境治理的重视，但传统的环境治理方法是末端治理，不能从根本上实现对环境的保护，必须从源头上进行治理。

1.2绿色制造1.2.1绿色制造得以实施的背景全面质量管理(TQM)和即时生产（JIT）:在某种程度上说，绿色制造逐步被人们接受还TQM和JIT的被接受和成功应用有关。

这两者创造了一种新的方式看待制造过程及对其效率和效益的评估。

通过TQM，管理者们认识到提高质量、降低成本同提高利润率之间的关系。

TQM的许多工具、框架和方法可以直接运用于绿色制造。

这种关系导致人们称绿色制造为全面质量环境管理。

另一方面，JIT加强了人们的废物意识。

这种意识使得很多管理者将环境废物和污染看作是另一种形式的废物。

TQM和JIT两者的发展使制造业的管理者更加开放和易于接受绿色制造的原理、目标、系统和工具1.2.2绿色制造所要解决的实际问题对制造业来说，就是要考虑产品整个生命周期对环境的影响，最大限度地利用原材料、能源、减少有害废物和固体、液体、气体的排放物，改进操作安全，减轻对环境的污染。

名词解释制造业：制造业是将制造资源，包括物料、设备、工具、资金、技术、信息和人力等，通过制造过程转化为可供人和社会使用和利用的工业产品或生活消费品的行业。

制造业是所有与制造有关的企业群体的总称。

先进制造技术：先进制造技术是以提高综合效益为目的，以人为主体，以计算机技术为支柱，综合应用系统技术、自动化技术、信息、材料与工艺技术、能源与环保等高新技术以及现代系统管理技术，研究并改造制造过程作用于产品整个寿命周期的所有适用技术的总称。

并行设计：（CD）是集成的、并行的产品设计方法，强调在产品开发的初始阶段就必须全面考虑产品生命周期中的各个阶段对产品设计的综合影响，从而实现产品全生命周期的优化设计。

模块化设计：在对产品进行市场预测、功能分析的基础上，划分并设计出一系列通用的功能模块；根据用户的要求，对这些模块进行选择和组合，就可以构成不同功能、或功能相同但性能不同、规格不同的产品。

这种设计方法称为模块化设计。

全寿命周期设计：产品的规划、设计、制造、销售、使用、维修直至报废、回收处理的全过程，进行系统的设计。

面向制造的设计DFM：是全生命周期设计的重要研究内容，也是产品设计与后继加工制造过过程并行设计的方法。

在设计阶段尽早考虑与制造有关的约束，全面评价和及时改进产品设计，可以得到综合目标较优的设计方案，并可争取产品设计合制造一次成功，以达到降低成本、提高质量、缩短产品开发周期的目的。

绿色产品：在其生命过程（设计、制造、使用和销毁过程）中，符合特定的环境保护和人类健康的要求，对生态环境无害或危害极少，资源利用率最高，能源消耗最低的产品。

消失模铸造工艺：将用泡沫塑料制作的模样浸涂耐火涂层后，直接放入可抽真空的砂箱内，填入不含粘结剂和水分的砂子，将泡沫塑料膜填埋振实，然后用塑料薄膜盖砂箱抽真空，砂子紧固成铸型。

金属液浇入铸型后，泡沫塑料模与高温金属液接触，迅速气化，所产生的气化物被及时抽走，直至金属液完全取代泡沫塑料模，冷却形成铸件。

21世纪的先进制造模式———服务型制造孙林岩1　李　刚1　江志斌2　郑　力3　何　哲11.西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室,西安,7100492.上海交通大学,上海,2000303.清华大学,北京,100084摘要:分析了世界制造业变革的新趋势,提出了适应制造和服务相融合趋势的先进制造模式———服务型制造。

相比于传统制造模式,服务型制造模式具有整合、增值和创新等新特点。

在分析中国制造业发展面临的问题基础上,提出发展服务型制造有助于提高中国制造企业的竞争力,促进制造业结构升级和区域经济的均衡发展。

最后,指出了服务型制造研究中亟待解决的新问题。

关键词:制造战略;制造管理;服务型制造;先进制造模式中图分类号:T H16 文章编号:1004—132X (2007)19—2307—06Service -Embedded Manufacturing :Advanced Manufacturing P aradigm in 21st CenturySun Linyan 1　Li Gang 1　Jiang Zhibin 2　Zheng Li 3　He Zhe 11.The State Key Laboratory for Manufact uring Systems Engineering ,Xi ’an Jiaotong University ,Xi ’an ,7100492.Shanghai Jiao Tong University ,Shanghai ,2000303.Tsinghua U niversity ,Beijing ,100084Abstract :The service -embedded manufact uring paradigm ,which was a new advanced manufac 2t uring paradigm ,was p roposed.In t he 21st cent ury ,t he merge and interaction of t he manufact ure and services t rigger t he emergence of t he service -embedded manufact uring paradigm.This new paradigm is different from traditional manufact uring paradigms.It can integrate dispersed manufact uring and service resources more efficiently ,create more value for enterp rises and customers ,and better innova 2tive technology.Based on t he analysis of main p roblems of China ’s manufact uring indust ries ,t his pa 2per p roposed t hat t he implementation of service -embedded manufact uring paradigm can enhance t he competence for enterp rises and manufact uring indust ries ,foster t he up grade of manufact uring indus 2t ries and facilitate t he balanced develop ment of different regions in China.Finally ,research opport uni 2ties of service -embedded manufact uring paradigm were p roposed.K ey w ords :manufact uring st rategy ;manufact uring management ;service -embedded manufact ur 2ing ;advanced manufact uring paradigm收稿日期:2007—04—25基金项目:国家自然科学基金资助重点项目(70433003)0　引言在全球经济正在从产品经济向服务经济过渡,创新和服务逐渐成为整个经济的价值核心的背景下,制造业正发生着深刻的变革:①传统的制造价值链不断扩展和延长,其覆盖范围逐渐从加工制造领域延伸到了服务领域,制造和服务之间的界限越来越模糊,制造和服务逐渐相互融合,服务在企业产值和利润中的比重越来越高。

中央广播电视大学开放教育机械设计制造及其自动化（机电方向）（本科）11秋《信息时代的生产技术》形考作业1结合先进制造技术的产生背景、阐述先进制造技术的发展趋势。

随着科学技术的飞速发展和市场竞争日益激烈，越来越多的制造企业开始将大量的人力、财力和物力投入到先进的制造技术和先进的制造模式的研究和实施策略之中。

改革开放20年，我国制造科学技术有日新月异的变化和发展，确立了社会主义市场经济体制，但与先进的国家相比仍有一定差距，为了迎接21世纪的挑战，必须认清制造技术的发展趋势，缩短与先进国家的差距，使我国的产品上质量、上效率、上品种和上水平，因此，对机械制造趋势、制造技术及制造模式的研究和实施是摆在我们面前刻不容缓的重要任务，以实现我国机械制造业跨入世界先进行列。

l、机械制造业的发展趋势先进的制造业是将物料、能源、设备、资金、技术、信息和人力等制造资源通过先进的制造技术、先进的管理技术和先进的制造过程转变成人类需求产品的行业。

行业追求的目标是：高质量、高效率、高柔性、低成本、低劳动力、低消耗、品种多和规格全的产品，因此，面向21世纪的机械制造技术的发展趋势体现在以下几个方面［1］：1.1 精密化精密加工、超精密加工技术、微型机械是现代化机械制造技术发展的方向之一。

精密和超精密加工技术包括精密和超精密切削加工、磨削加工、研磨加工以及特种加工和复合加工(如机械化学研磨、超声磨削和电解抛光等)三大领域。

超精密加工技术己向纳米(l nm=10-3μm)技术发展。

纳米技术己在纳米机械学、纳米电子学和纳米材料技术得到了应用。

因此，它促进了机械科学、光学科学、测量科学和电子科学的发展。

美国1997年首次制造出直径仅为60 μm的静电微型电机，以及几十微米的微型齿轮、弹簧及微型机构。

武汉大学研制成纳米级超微电极，将其插入活体细胞后首次测出细胞内部神经递质的动态信息。

目前各国科学家正在进行微型机器人的研究，微型机器人可以潜入人体血管、脏器去疏通血管、诊治疾病［2］。

我国先进制造技术发展现状和发展趋势简述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。

我国正处于经济发展的关键时期，制造技术是我们的薄弱环节。

只有跟上先进制造技术的世界潮流，将其放在战略优先地位，并以足够的力度予以实施，才能尽快缩小与发达国家的差距，才能在激烈的市场竞争中立于不败之地机械制造业是国民经济的基础产业，是国民经济发展的支柱产业，而国民经济的迅速发展，很大程度上取决于机械制造技术水平的高低和发展速度。

近年来随着我国社会经济水平的发展，人们对产品的要求多样化、个性化、快捷化，促使先进的制造技术在我国得到了快速发展，但与发达国家相比，我国的制造技术无论是在管理、设计，还是在制造工艺、自动化技术等方面均与国外发达国家存在阶段性差距。

为缩短与先进国家的差距，提高我国产品的加工质量和效率，丰富加工品种种类，增强产品在市场的竞争力，必须要大力发展先进制造技术。

一、先进制造技术的特点1.1 是面向21世纪的技术由传统的制造技术发展起来的，既保持了过去制造技术中的有效要素，又要不断吸收各种高新技术成果，并渗透到产品生产的所有领域及其全部过程。

先进制造技术与现代高新技术相结合而产生了一个完整的技术群，它是具有明确范畴的新的技术领域，是面向21世纪的技术。

1.2 是面向工业应用的技术先进制造技术并不限于制造过程本身，它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，并将它们结合成一个有机的整体。

先进制造技术的应用特别注意产生最好的实际效果，其目标是为了提高企业竞争和促进国家经济和综合实力的增长。