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先进制造系统

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先进制造技术课件

先进制造技术课件

工业机器人编程与操作实践
工业机器人概述
工业机器人是一种能够自动执 行工作任务的机器装置，具有 高度的灵活性、精确性和可靠 性，广泛应用于焊接、装配、 搬运、喷涂等领域。
工业机器人编程技 术
工业机器人编程是实现机器人 自动化作业的关键技术，包括 示教编程、离线编程和自主编 程等方式，通过编程实现对机 器人运动轨迹、作业顺序和作 业参数等控制。
05 精益生产与持续改进方法
精益生产理念及实施步骤
精益生产理念
追求卓越、消除浪费、持续改进、 全员参与。
实施步骤
明确目标、识别价值流、消除浪费、 持续改进。
关键成功因素
领导层的支持、员工的参与、持续 改进的文化。
价值流图分析和改善措施
价值流图分析
识别生产过程中的价值流和非价值流，找出浪费和瓶颈。
发展历程
从手工制造到机械制造，再到数字化、 智能化制造，先进制造技术经历了多 个发展阶段，不断推动着制造业的转 型升级。
特点及优势分析
特点
高精度、高效率、高柔性、集成化、 智能化等。
优势分析
先进制造技术能够显著提高生产效率 、降低生产成本、提高产品质量和一 致性，同时能够满足个性化、定制化 生产需求，提升企业竞争力。
循环经济模式
以资源节约和循环利用为特征， 通过废弃物回收、再生利用等手 段，将经济活动组织成一个“资 源-产品-再生资源”的反馈式流 程。
清洁生产技术与循环 经济的关系
清洁生产是实现循环经济的基础 和手段，而循环经济则为清洁生 产提供了更广阔的应用空间和政 策支持。
企业实施绿色制造战略路径选择
加强绿色技术创新
增材制造的应用领域
增材制造技术广泛应用于航空、医疗、汽车等领域，如制造飞机发动机零件、人体植入物 、汽车轻量化零件等。

先进制造技术—第四讲,CIMS

先进制造技术—第四讲,CIMS
先进制造技术—第四讲 ,CIMS
2020/11/5
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
先进制造技术—第四讲,CIMS
• 6、柔性制造系统（Flexable Manufacturing system—FMS）
• 7、计算机集成制造系统 （Computer Integrated Manufacturing System—CIMS）
• 8、智能制造系统（Intelligent Manufacturing System—IMS）
• 1）企业生产的各个环节，即从市场分析、产 品设计、加工制造、经营管理到售后服务的 全部生产活动，是一个不可分割的整体，要 紧密连接、统一考虑。
• 2）整个生产过程实质上是一个数据采集、传 递和加工处理的过程。最终形成的产品，可 以看作数据的物质表现。
先进制造技术—第四讲,CIMS
• 从这两个观点可以看，CIM是一种新的 制造思想和技术形态，是信息技术与制 造过程相结合的自动化技术与科学，是 未来工厂的模式。
先进制造技术—第四讲,CIMS
• CIMS是现代制造企业的一种生产、经营和管 理模式。
• 它以计算机网络和数据库为基础，利用信息 技术（包括计算机技术、自动化技术、通信 和现代管理技术)将制造企业的经营、管理、 计划、产品设计、加工制造、销售及服务等 全部生产活动集成起来，将各种局部自动化 系统集成起来，将各种资源集成起来，将人、 机系统集成起来，实现整个企业的信息集成， 达到实现企业全局优化、提高企业综合效益 和提高市场竞争能力的目的。
•
先进制造技术—第四讲,CIMS
CIMS的基本特点
• 在CIMS中主要包含四个要素及两个特征。 • 四个要素如下： • 1）CIMS适用于各种中、小批量的离散生产

先进制造技术的发展及体系结构

先进制造技术的发展及体系结构

- - -先进制造技术的开展及体系构造目录摘要1关键词11 知识经济条件下制造业的开展11.1 制造系统的定义和涵11.2 制造业的开展21.3 制造业的变革及挑战22 先进制造技术的技术构成及特点22.1 先进制造技术的定义22.2 先进制造技术的技术构成22.3 先进制造技术的特点33 先进制造技术的分类34 先进制造技术在国外的开展34.1 兴旺国家制造业的开展34.2先进制造技术在我国的开展45 先进制造技术的开展趋势及技术前沿45.1 先进制造技术的开展趋势45.2 先进制造技术的技术前沿46总结5参考文献5先进制造技术的开展及体系构造摘要：介绍了什么是先进制造技术，阐述了在当今社会条件下先进制造技术的重要作用，综述了国外先进制造技术的开展，讨论了先进制造技术的涵、特点、体系构造及分类，指出我国先进制造技术的优先开展方向。

关键词：制造业；制造系统；先进制造技术1 知识经济条件下制造业的开展1.1 制造系统的定义和涵制造系统是制造业的根本组成实体。

制造过程及其涉及的硬件、软件和人员组成的一个将制造资源转变成产品的有机整体，称为制造系统。

制造系统从构造、功能、过程三个方面又有各自不同的定义。

制造技术是完成制造活动所需的一切手段的总和。

1.2 制造业的开展在知识经济条件下，制造业正在发生质的飞跃，制造业成为参与市场竞争的主体，是国民经济的支柱产业。

知识经济对制造工业的影响表现在对产品和消费观念的改变，产品设计和制造过程的数字化和智能化，以及经营和制造活动的全球化等。

越来越多的人认识到一个没有工业根底和制造业的城市是没有根基的城市。

1.3 制造业的变革及挑战科学技术的开展和市场需求的不断变化，促进制造业生产规模沿着"小批量"少品种大批量"多品种变批量〞方向开展，资源配置沿着"劳动密集-设备密集-信息密集-知识密集〞的方向开展，生产方式沿着"手工-机械化-刚性流水自动化-柔性自动化-智能自动化〞方向开展。

智能制造

智能制造

智能制造是先进制造技术的最新的制造模式之一，智能制造系统是一个信息处理系统，它的原料、能量和信息都是开放的，因此智能制造系统是一个开放的信息系统。

智能制造技术是制造技术、自动化技术、系统工程与人工智能等学科互相渗透、互相交织而形成的一门综合技术。

智能制造是新世纪制造业的发展方向。

由于其实施方案可以在整个制造的大系统(产品的全生命周期)进行，也可以在单元技术(例如模具设计专家系统、数控机床诊断专家系统、智能机器人等)上逐步推进，从经济性、实用性讲，也是我国实现制造业跨越发展的必经之路。

引言智能制造「‘」(工M:Intelligent Manufacturing)是一种由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化智能系统，它在制造过程中能进行智能活动，诸如分析、推理、判断、构思和决策等。

通过人与智能机器的合作共事，去扩大、延伸和部分地取代人类专家在制造过程中的脑力劳动。

并对人类专家的制造智能进行收集、存储、完善、共享、继承和发展。

1.1智能制造系统概述智能制造系统「2」就是要通过集成知识工程、制造软件系统、机器人视觉与机器人控制等来对制造技术的技能与专家知识进行模拟，使智能机器在没有人工干预情况下进行生产。

智能制造系统就是要把人的智力活动变为制造机器的智能活动。

智能制造系统的物理基础是智能机器，它包括具有各种程序的智能加工机床，工具和材料传送装置，检测和试验装置，以及装配装置等。

1.2智能化制造的特点川智能化制造技术以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产，提高产品对动态多变市场的适应能力和竞争力为目标。

(2)智能化制造技术不局限于制造工艺，而是覆盖了市场分析、生产管理、加工和装配、销售、维修、服务，以及回收再生的全过程。

(3)智能化制造强调技术、人、管理和信息的四维集成，不仅涉及到物质流和能量流，还涉及到信息流和知识流，即四维集成和四流交汇是智能化制造技术的重要特点:(4)智能化制造技术更加重视制造过程组成和管理的合理化以及革新，它是硬件、软件、智能(人)与组织的系统集成。

先进制造技术发展及体系结构

先进制造技术发展及体系结构
先进制造技术
2011.3
第一章 先进制造技术的发展及体系结构
1.1 知识经济条件下制造业的发展 1.2 制造业的变革及挑战 1.3 先进制造技术的提出及工业化国家制造业的发展战略 1.4 先进制造技术的内涵、技术构成及特点 1.5 先进制造技术的体系结构及分类 1.6 先进制造技术发展趋势 1.7 先进制造技术的技术前沿
9、工艺模拟技术得到迅速发展
10、技术创新将成为21世纪企业竞争的焦点 上海海洋大学工程学院
1.7 先进制造技术的技术前沿
1. 可重组制造系统
2. 无浪费工艺
3. 新的材料工艺
4. 生物制造技术
5. 企业建模和仿真
6. 信息技术
7. 满足多层次用户需求的产品及工艺设计方法
8 增强型人-机界面
9. 劳动力教育和培训
上海海洋大学工程学院
东南亚经济危机的启示
1）1998年爆发的东南亚经济 危机，从另一个侧面反映 了一个国家发展制造业的 重要。一个国家，如果把 经济的基础放在股票、旅 游、金融、房地产、服务 业上，而无自己的制造业， 这个国家的经济就容易形 成泡沫经济，一有风吹草 动就会产生经济危机。
2）新加坡、台湾都有自己的 制造业，因此受经济危机 的影响小一些。
5、加工制造技术向着超精密、超高速以及发展新一代制造装备的方向发展 （1）超精密加工技术 （2）超高速切削 （3）新一代制造装备的发展
上海海洋大学工程学院
1.6 先进制造技术发展趋势
Ultrasonic bonding head CNT
S
D
Substrate (G)
CNT
S
D
Substrate (G)
3）竞争优势创建技术：快速响应设计，智能设计，仿真与虚拟设计， 工业设计，价值工程设计，模块设计

先进制造技术FMS_CIMS

先进制造技术FMS_CIMS
二、加工制造系统 CNC FMC FMS PLC RC（Robot Controller)：机器人控制器 CAT（Computer Automated Testing）：自动测试
三、经营管理系统
MIS（Management Information System）：管理信息系统 MRP（Manufacturing Resource Planning）：制造资源计划 PM(Production Management)：生产管理 FM(Financial Management)：财务管理 BM(Business Management)：经营计划管理 MP(Man Power Resources Management)：人力资源管理 QC(Quality Control)：质量管理
——MRPⅡ 、ERP 、 PDM
MRPⅡ: 制造资源计划，实现企业的生产计划和供应计划的管理，能更详 细的编制能力需求计划和物流需求计划，并可方便地对几种计划 方案进行测试和评价。（完成对企业有效的管理）
ERP（Enterprise Resource Planning)：企业资源计划，在MRP的基础上 扩展了管理范围，把企业内部的制造活动与客户需求以及供应商的 制造资源整合在一起，体现了完全按用户需求制造的思想——面向 企业物资资源，侧重于有形资产管理、整合。
1、FMC（Flexible Manufacturing Cell) 一台数控机床或加工中心MC（Maching Center)装上自动
装卸工件的装置AWC(Automated Workpiece Changer)及自动 交换装置APC(Automated Pallet Changer)构成。
2、FMC按构成形式可分为 1）（随行）托盘Paller搬运式——箱体件或大件 2）机器人Robot搬运式——小件或回转体

先进制造技术的发展及体系结构

先进制造技术的发展及体系结构目录摘要 (3)关键词 (3)1 知识经济条件下制造业的发展 (3)1.1 制造系统的定义和内涵 (3)1.2 制造业的发展 (3)1.3 制造业的变革及挑战 (3)2 先进制造技术的技术构成及特点 (4)2.1 先进制造技术的定义 (4)2.2 先进制造技术的技术构成 (4)2.3 先进制造技术的特点 (4)3 先进制造技术的分类 (5)4 先进制造技术在国内外的发展 (5)4.1 发达国家制造业的发展 (5)4.2先进制造技术在我国的发展 (5)5 先进制造技术的发展趋势及技术前沿 (6)5.1 先进制造技术的发展趋势 (6)5.2 先进制造技术的技术前沿 (6)6总结 (6)参考文献 (7)先进制造技术的发展及体系结构摘要：介绍了什么是先进制造技术，阐述了在当今社会条件下先进制造技术的重要作用，综述了国内外先进制造技术的发展，讨论了先进制造技术的内涵、特点、体系结构及分类，指出我国先进制造技术的优先发展方向。

关键词：制造业；制造系统；先进制造技术1 知识经济条件下制造业的发展1.1 制造系统的定义和内涵制造系统是制造业的基本组成实体。

制造过程及其涉及的硬件、软件和人员组成的一个将制造资源转变成产品的有机整体，称为制造系统。

制造系统从结构、功能、过程三个方面又有各自不同的定义。

制造技术是完成制造活动所需的一切手段的总和。

1.2 制造业的发展在知识经济条件下，制造业正在发生质的飞跃，制造业成为参与市场竞争的主体，是国民经济的支柱产业。

知识经济对制造工业的影响表现在对产品和消费观念的改变，产品设计和制造过程的数字化和智能化，以及经营和制造活动的全球化等。

越来越多的人认识到一个没有工业基础和制造业的城市是没有根基的城市。

1.3 制造业的变革及挑战科学技术的发展和市场需求的不断变化，促进制造业生产规模沿着“小批量"少品种大批量"多品种变批量”方向发展，资源配置沿着“劳动密集-设备密集-信息密集-知识密集”的方向发展，生产方式沿着“手工-机械化-刚性流水自动化-柔性自动化-智能自动化”方向发展。

先进生产模式与自动化制造系统的发展趋势概述ppt(57张)

CIMS是以系统工程理论为指导，强调信 息集成和适度自动化，以过程重组和机构 精简为手段，在企业信息系统的支持下， 将制造企业的全部要素和全部经营活动集 成为一个有机的整体，实现以人为中心的 柔性化生产，使企业在新产品开发、产品 质量、产品成本、相关服务、交货期和环 境保护等方面均取得整体最佳效果。
第九章 先进生产模式与自动化制造系 统的发展趋势
第一节 计算机集成制造系统CIMS 第二节 精益生产LP 第三节 敏捷制造 AM 第四节 智能制造系统的基本概念 第五节 网络化制造 第六节 可重构制造系统 第七节 快速原型制造技术 第八节 自动化制造系统的发展趋势
第一节 计算机集成制造系统
一、CIM与CIMS的基本概念
单元
单元
1
N
产品
二、计算机集成制造系统的组成
• CIMS由四个应用分系统和两个支撑分系统组成
1.管理信息系统
经营管理、物料管理、生产管理、人力资源管理
2.工程设计自动化系统 工程设计、分析和制造
管理信息系统
➢ 基本功能： ①面向产品生命周期的建模
工程设 数据库 质量保 计系统 计算机网络 证系统
②实现CAD/CAE/CAPP/CAM的集成 ➢ 主要功能模块
三、精益生产的特征：
①重视客户需求 ②重视人的作用 ③精简一切生产中不创造价值的工作 ④精益求精、持续不断地改进生产，降低 成本，追求零废品、零库存和产品品种多样 化。
第三节 敏捷制造AM
一、敏捷制造的基本概念
• 敏捷制造的基本原理：
采用标准化和专业化的计算机网络和信息集成基础结构，以分布 结构连接各类企业，构造虚拟制造环境；以竞争合作为原则，在虚拟 制造环境内动态选择成员，组成面向任务的虚拟公司进行快速生产； 系统运行的最大目标是满足客户的要求。

先进制造工艺技术-微纳制造技术


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∨8
1.3 纳米加工技术
4）超微机械加工和电火花线切割加工
用小型精密金属切削机床及电火花、线切割等加 工方法，制作毫米级尺寸左右的微机械零件，是一种 三维实体加工技术，加工材料广泛，但多是单件加工、 单件装配，费用较高。
先进制造系统 之 先进制造工艺技术
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∨9
1.3 纳米加工技术
5）键合技术
键合技术是一种把两个固体部件在一定的温度与电 压下直接键合在一起的封装技术，其间不用任何粘接 剂，在键合过程中始终处于固相状态。
先进制造系统 之 先进制造工艺技术
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∨4
1.3 纳米加工技术
纳米加工技术主要有5个方面：
①采用微化的定形整体刀具或非定形磨料工具进行机 械加工：如车削、钻削、铣削和磨削。
②采用电加工或在其基础上的复合加工，如微细电火 花加工、线放电磨削加工、线电化磨削、电化加工等。
③采用光、声等能量加工法，如微细激光束加工、微 细超声加工。
先进制造系统 之 先进制造工艺技术
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1.4 微纳制造应用案例
8. 原子操纵术
将一顆一顆的铁原子團,在Cu(111) 将一顆一顆的一氧化碳原子團，在
表面上排列成“原子”二字。
Pt(111)表面上排列成人的形狀。
先进制造系统 之 先进制造工艺技术
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1.4 微纳制造应用案例
9. 纳米材料的莲花效应
此外，科学家利用苯甲基与C60的键结形成分子齿轮的雏型。 因此，我们设想若能将多个分子以准确的位置键结至纳米碳管上， 这样所形成的分子齿轮，将成为组成纳米机器非常有用的组件。
先进制造系统 之 先进制造工艺技术
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∨ 20

第三章1 先进制造的理念和模式-柔性制造系统


2020/4/5
10
4. FMF柔性制造工厂
FMF是FMS扩大达到全厂范围内的生产管理过程。机械加工过程和物 料储运过程全盘自动化。它的主要特点是：
（1）分布式多级计算机系统，生产计划、日生产进度计划的生产管理 的主计算机，它与CAD/CAM系统相联，以取得自动编制加工用的数 控程序数据。
（2）FMF全部的日程计划进度和作业可以由主计算机和各级计算机 通过在线控制系统进行调整，并可以进行无人化加工。
制造自动化技术是先进制造技术的重要组成部分，其发 展将是以其柔性化、集成化、敏捷化、智能化、虚拟化、 全球化的特征来满足市场快速变化的要求。
制造自动化技术主要是指制造系统开放式智能体系结构 优化与调度理论、生产过程和设备自动化技术以及产品 研究与开发过程自动化技术等。
2020/4/5
3
柔性制造技术
它的自动化程度略低于FMS,但其投资比FMS少得多，而经 济效益相接近。这是中小型企业优先发展的机型,当生产规 模扩大时,FMC可以重组和扩展,以适应生产规模的需求。
2020/4/5
8
2.FMS柔性制造系统
通常包括四台或更多台全自动数控机床，由集中的控制 系统及物料搬运系统连接起来，可在不停机的情况下实现 多品种、中小批量的加工及管理。
用于切削加工的FMS主要由以下几部分组成：
2020/4/5
9
或少品种大批量非柔性自动
线与中小批量多品种FMS之间的生产线。其加工
设备可以是通用的加工中心、CNC机床，也可以
采用专用的机床或NC专用机床，对物料搬用系
统柔性的要求低于FMS，但生产效率更高。其特
点是实现生产线柔性化及自动化，其技术已日臻
成熟，目前已进入实用阶段。
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