先进制造技术

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。

一、增材制造AdditivManufacturing专业人士和爱好者都可用上，普遍称为3D打印的增材制造已经成为新一轮工业革命的旗帜。

明显不同于以往。

但增材制造不过是未来几年有望给很多东西的制造方式带来重大变革的一系列新兴技术之一。

甚至增材制造也非仅限于3D打印。

由于速度很高，一项刚刚崭露头角的工艺名叫“冷喷涂”就是通过喷嘴喷射金属颗粒。

这些颗粒会相互结合、组成形状。

通过精确控制喷嘴，机器操作员就可以像利用3D打印机打印一样制造出齿轮之类的三维金属物体。

物体就像是通过喷绘画出来的一样，哪怕是用钛之类的不常见金属，也都是可以完成的二、传感、测量和过程控制AdvancSensMeasurandProcessControl那些捕捉并记录数据的东西才如此重要，几乎所有先进制造技术都有一个共通的东西：都由处理巨量数据的电脑驱动。

正因如此。

如监测湿度的传感器、确定位置的GPS跟踪器、测量材料厚度的卡尺等。

这些设备不仅越来越多地用于智能手机的智能化，还使得智能、灵活、可靠、高效的制造技术成为可能。

传感器不仅有助于引导日益灵敏的机器，一座现代化的工厂里面。

还提供管理整个工厂的运营所需要的信息。

产品从诞生到送达都可以跟踪，某些情况下还可以跟踪到送达之后。

这个过程中，一旦有问题出现，比如在喷漆室的湿度不适宜喷涂的时候，传感器就会侦测出来，向机器操作者发送警报信号，甚至是向工厂管理者的手机发送警报信号。

三、材料设计、合成与加工AdvancMateriDesignSynthesiandProcessing新材料将使新式机器的制造成为可能。

随着将材料细分到原子或分子层级、几乎不需要经过漫长的实验室步骤就可以进行操纵的进展出现，新机器将需要新材料。

涂层、复合材料和其他材料的开发正在加快。

能源部等美国政府机构去年发起成立了材料基因组计划(MateriGenomIniti其目标是将确定新材料、把新材料推向市场所需要的时间缩短一半。

先进生产模式之智能制造一、先进制造技术的提出背景先进制造技术（Advanced Manufacturing Technology, AMT）首先是由美国于22世纪80年代末提出的。

以前，美国政府只对基础研究，卫生健康、国防技术等给予经费支持，而对产业技术不予支持，主张产业技术通过市场竞争，有企业自主发展。

其结果导致了美国在经济上竞争力下降，贸易逆差剧增，日本家电、汽车大量涌入并占领了美国市场。

20世纪80年代，美国政府开始认识到问题的严重性，于1988年开始投资进行大规模“21世纪制造企业战略”研究。

其后不久提出了先进制造技术发展目标，制定并实施了先进制造技术计划和制造技术中心计划。

1992年克林顿政府上台后，又提出先进制造技术为国家关键技术，在1994年财政年度预算中拨款14亿美元支持先进制造技术。

“先进制造技术”这个名词一经提出，立即获得欧洲各国、日本及亚洲新兴工业化国家的响应。

例如：日本与1995年1月正式启动为期19年，总投资40亿美元的智能制造系统。

先进制造技术是为了适应时代要求提高竞争能力，对制造技术不断优化及推陈出新而形成的。

它是一个相对的、动态的概念。

二，先进制造技术的内涵和特点先进制造技术是在传统制造技术的基础上不断地吸收机械、电子、信息、材料、能源、以及现代管理技术的成果，将其综合应用于产品设计、加工装配、检验测试、经营管理、售后服务乃至回收的制造全过程，以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活的生产，提高对动态多变的产品市场的适应能力和竞争能力的制造技术的总称。

先进制造技术的核心是优质、高效、低耗、清洁生产的基础制造技术，其目的是满足用户个体化、多样化的市场需求，提高制造业的综合经济效益，赢得激烈的市场竞争。

为此，先进制造技术比传统的制造技术更加重视技术与管理的结合，重视制造过程组织和管理体制的简化及合理化。

与传统的制造技术比较，先进制造技术具有以下的特征。

(1)系统性由于计算机技术、信息技术、传感技术、自动化技术和先进管理的技术的引入，并与传统技术的结合，使先进制造技术成为一个能驾驭生产过程中的物质流、信息流和能量流的系统工程；而传统制造技术一般只能驾驭成产过程中的物质流和能量流。

名词解释： 广义制造:包括市场分析、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序列相互联系的生产活动。

狭义制造:是指生产车间内与物流有关的加工和装配过程. 先进制造技术(AMT ）：是指在传统制造技术基础上不断吸收机械、电子、信息、材料、能源以及现代管理技术的成果，将其综合应用于产品设计、加工装配、检验测试、经营管理、售后服务乃至回收的制造全过程，以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活的生产，提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力的制造技术的总称。

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。

工业机器人：工业机器人是一种可重复编程的多自由度的自动控制操作机,是涉及机械学、控制技术、传感技术、人工智能、计算机科学等多学科技术为一体的现代制造业的基础设备; 柔性制造技术：是集数控技术、计算机技术、机器人技术以及现代管理技术为一体的现代制造技术。

柔性制造系统(FMS ）：由若干台数控加工设备、物料运储系统和计算机控制的信息系统组成的,通过改变软件程序适应多品种、中小批量生产的自动化制造系统。

绿色产品（GP ）：绿色产品是指在产品全生命周期内，能节约资源和能源,对生态环境无危害或少危害，且对生产者及使用者具有良好保护性的产品。

高速加工技术：是指采用超硬材料的刀具和磨具，能可靠地实现高速运动的自动化制造设备，极大地提高材料的切除率，并保证加工精度和加工质量的现代制造加工技术. 制造业:是指将制造资源，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们使用和消费的产品的行业。

计算机集成制造(CIM ）:借助于以计算机为核心的信息技术，将企业中各种与制造有关的技术系统集成起来,使企业内的各类功能得到整体优化。

计算机集成制造系统(CIMS ）：CIMS 是在自动化技术、信息技术和制造技术的基础上，通过计算机及其软件,将制造工厂全部生产活动所需的各种分散的自动化系统有机地集成，是适合多品种、中小批量生产的系统. 广义制造自动化：产品设计、企业管理、加工过程、质量控制等产品制造全过程及各个环节综合集成自动化。

对“先进制造技术”的认识先进制造技术(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[1]。

1先进制造技术简介1.1 先进制造技术的特点先进的制造技术是企业能够立足于国际竞争的必要条件，是计算机广泛应用于制造行业所带来的必然结果。

随着计算机技术的不断发展，将其融入制造技术中，对制造业来说要有一个新的理念，改变企业的思维模式，将传统的制造业带入一个全新时代。

因此，应该充分了解先进机械制造技术的特点。

1.1.1 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。

1.1.2先进制造技术具有需求导向性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）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，是注重产生最好的实践效果，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。

1.1.3先进制造技术的主体应具有世界水平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。

先进制造技术有哪些先进制造技术是指应用新材料、新工艺和新装备等先进技术手段，改进传统制造过程，提高产品质量和生产效率的方法和技术。

随着科技的发展和创新的推动，先进制造技术不断涌现并得到应用，为制造业的提升和发展起到了重要作用。

本文将介绍其中几种主要的先进制造技术。

1. 3D打印技术3D打印技术，又称为增材制造技术，是一种通过逐层堆积材料构造物体三维模型的制造技术。

它通过计算机辅助设计(CAD)软件将物体切片成多层的二维图形，然后通过3D打印机逐层打印并堆叠材料，最终形成一个完整的物体。

3D打印技术具有成本低、生产周期短、个性化定制等优点，被广泛应用于医疗、航空航天、汽车制造等领域。

2. 精密加工技术精密加工技术是一种通过精密的工艺控制和高精度的设备加工制造产品的技术。

它包括精密切削加工、精密成型加工、精密模具加工等多种加工方法。

精密加工技术可以实现对产品尺寸、表面粗糙度和形状等要求的高度控制，提高产品的加工精度和质量。

目前，精密加工技术被广泛应用于光学、半导体、电子等工业领域。

3. 智能制造技术智能制造技术是指通过集成先进传感器、机器人、自动化控制系统和信息技术等手段，实现生产无人化、智能化和自动化的制造技术。

智能制造技术可以提高生产效率和产品质量，实现生产过程的可追溯性和灵活性。

例如，工厂中的机器人可以自动完成危险、重复和繁琐的任务，提高生产效率和工作环境安全性。

4. 柔性制造技术柔性制造技术是一种通过灵活调整生产工艺和生产线布局，快速响应市场需求和客户定制的制造技术。

柔性制造技术可以根据市场需求的变化，快速调整生产线的工艺流程和设备配置，实现快速转换和批量定制生产。

柔性制造技术可以有效提高生产效率和降低生产成本。

5. 网络化制造技术网络化制造技术是一种通过网络和信息技术实现制造生产过程中各个环节的信息共享、协同和优化的技术。

它可以实现企业内部各个生产环节的信息流通和协同；同时，还可以通过供应链和价值链的整合，实现企业之间的信息共享和合作。

先进制造技术有哪些先进制造技术是指应用先进的科学技术手段，推动制造业实现高效、智能、绿色、可持续发展的技术。

具体来说，先进制造技术包括了一系列先进的制造方法、工艺和设备。

下面将从不同的角度探讨一些常见的先进制造技术。

一、先进工艺1. 激光加工技术：激光加工技术是利用激光器产生的高能激光束对工件进行加工的一种方法。

它具有非接触加工、高精度、高效率等特点，在3D打印、金属切割、焊接等领域得到了广泛应用。

2. 精密铸造技术：精密铸造是一种通过模具将熔融金属注入到模具中，然后冷却凝固得到所需形状的方法。

它能够生产出高精度、复杂形状的零件，被广泛应用于航天、汽车等领域。

3. 精密加工技术：精密加工技术是指能够处理毫米级以下精度的加工方法。

包括五轴联动加工、电火花加工、刻蚀加工等技术，用于加工精密部件。

二、先进设备1. 数控机床：数控机床是一种能够通过程序控制实现自动加工的机床。

它具有高精度、高效率和灵活性强等特点，被广泛应用于各类零部件的加工。

2. 机器人技术：机器人是指能够模拟和替代人类完成某些工作的自动化装置。

它具有高度的柔性和智能性，被应用于装配、喷涂、焊接等工艺中。

3. 先进材料先进材料指的是具有高强度、轻质、高温耐受性、耐腐蚀等特点的新型材料。

例如高分子复合材料、纳米材料等，被广泛应用于航空航天、汽车、电子等领域。

三、先进制造方法1. 3D打印技术：3D打印技术是一种通过将材料逐层堆叠并粘结在一起，构建出所需形状的制造方法。

它能够实现快速、个性化、可定制化生产，被应用于零部件制造、医疗器械等领域。

2. 智能制造技术：智能制造技术是指借助先进的信息技术，实现制造过程自动化、数字化和智能化的技术。

例如物联网、云计算等技术，能够提高制造过程的高效性和可追溯性。

3. 协同制造技术：协同制造是一种通过各个环节之间的信息共享和协调，实现整个制造过程高效协同的技术。

它能够提高生产效率，减少资源浪费。

四、先进制造技术的应用先进制造技术在各个领域都有广泛的应用。

先进制造技术的概念
先进制造技术是指应用先进的科学、工程和信息技术方法来改进制造过程和增强产品质量、生产效率和创新能力的一系列技术和方法。

它涵盖了从产品设计、工艺规划、材料选择到生产组织、控制和优化等各个环节，旨在通过引入新的工具、技术和方法，实现制造业的转型和升级。

先进制造技术的概念是不断发展的，它包括以下一些重要方面：1.数字化制造：利用先进的信息技术和数字化工具，将制造过程中
的数据进行集成、分析和优化，实现生产过程的数字化管理和控制，提高生产效率和质量。

2.自动化和机器人技术：通过引入自动化和机器人技术，实现生产
过程的自动化操作和控制，减少人工干预，提高生产效率和精度，降低生产成本。

3.3D打印技术：利用三维打印技术，将数字模型直接转化为实体
产品，实现快速、定制化和可持续的制造，减少原材料的浪费，提高产品设计的自由度和复杂性。

4.物联网技术：通过将传感器、设备和系统连接起来，实现制造设
备和产品的互联互通，实时监测和控制制造过程，提高生产的灵活性、可靠性和可追溯性。

5.虚拟现实和增强现实技术：利用虚拟现实和增强现实技术，提供
虚拟的制造环境和实时的工艺指导，帮助操作员进行培训、设计和维修，提高操作效率和产品质量。

6.智能制造系统：通过集成先进的传感器、控制系统和数据分析技
术，实现制造过程的智能化管理和优化，实时监测和预测生产状态，提高生产效率、灵活性和可持续性。

先进制造技术及其应用摘要：世界各国间的经济竞争，主要体现在机械制造技术为代表的竞争上。

面对激烈的市场变化和技术竞争，经济发达国家都把制造业作为本国的经济支柱，不断调整其发展战略和政策方针。

先进制造技术正是制造业适应时代要求提高竞争力，对制造技术不断优化推陈出新形成的。

一、先进制造技术及其内涵先进制造技术（A TM）这一概念是美国上世纪80年代末期提出来的，很快日本、西欧各国及亚洲新兴工业国家就相继做出响应，纷纷将先进制造技术的研究和开发作为国家的高新技术和优先发展项目。

1.先进制造技术定义先进制造技术是制造业不断吸取机械、电子、信息、材料、能源，以及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、服务等生产制造的全过程，实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产，以及取得理想技术经济效果的制造技术的总称。

在不同的国家、不同的发展阶段，先进制造技术有不同的内容及组成。

我国目前属于先进制造技术范畴的技术是一个三层次的技术群（见下图），三层次都是先进制造技术组成部分，但其中每一个层次都不等于先进制造技术全部。

2.先进制造技术的分类根据先进制造技术的功能和研究对象，可将其技术归纳为以下五个大类。

(1)现代设计技术现代设计技术包含：①现代设计方法。

包括有模块化设计、系统化设计、价值工程、模糊设计、面向对象的设计、反求工程、并行设计、绿色设计、工业设计等。

②产品可信性设计。

可信性设计包括可靠性设计、安全性设计、动态分析与设计、防断裂设计、防疲劳设计、耐环境设计、健壮设计、维修设计和维修保障设计等。

③设计自动化技术。

包括产品的造型设计、工艺设计、工程图生成、有限元分析、优化设计、模拟仿真、虚拟设计、工程数据库等内容。

(2)先进制造工艺先进制造工艺是先进制造技术的核心和基础，是使各种原材料、半成品成为产品的方法和过程。

先进制造工艺包括高效精密成形技术、高精度切削加工工艺、特种加工,以及表面改性技术等内容。

1-1 论述先进制造技术及其主要特点。

先进制造技术是制造业不断吸收机械、电子、信息(计算机与通信、控制理论、人工智能等)、能源及现代系统管理等方面的成果，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、灵活生产，提高对动态多变的产品市场的适应能力和竞争能力并取得理想经济效果的制造技术总称。

”特点：1. 系统性2. 集成性 3. 广泛性 4. 高精度 5. 实现优质、高效、低耗、清洁、灵活的生产1-2 叙述先进制造技术的分类及主要技术。

分类：1. 现代设计技术：(1) 现代设计方法。

(2) 设计自动化技术。

(3) 工业设计技术。

2. 先进制造工艺：(1) 精密和超精密加工技术。

(2) 精密成型技术。

(3) 特种加工技术。

(4) 表面改性、制膜和涂层技术。

3. 自动化技术：数控技术、工业机器人技术、柔性制造技术、计算机集成制造技术、传感技术、自动检测及信号识别技术和过程设备工况监测与控制技术等4. 系统管理技术：工程管理、质量管理、集成化的管理技术1-3 描述我国机械制造业的发展目标。

(1) 2000年，产品设计、精密和超精密加工、激光加工、表面改性、制膜和涂层、制造业和过程工业综合自动化以及系统管理技术，总体上达到工业先进国家20世纪80年代末90年代初的水平。

(2) 我国的优质、高效、低耗、少或无污染的现代制造技术普及率在2000年由目前的不足10%提高到20%，预计在2010年提高到50%。

(3) 形成一批高科技产业：四个加工产业（精密成型加工、精密加工、激光加工、表面处理加工）；三个自动化硬件产业(数控系统、工业机器人、传感器和测试设备）；三个软件产业(CAD、CAM、MIS）。

到2000年，大型企业普遍采用CAD技术和计算机辅助管理技术；预计到2010年，大、中型企业普遍采用CAD，25%的大、中型企业采用CAM，大、中型企业主要产品的关键工序实现柔性化生产。

先进制造技术的内涵及特点
一、先进制造技术的内涵
先进制造技术（Advanced Manufacturing Technology，AMT），是指
集成制造系统（Integrated Manufacturing System，IMS）、自动化控制
技术、信息技术、集成电路技术、机器人技术、微机技术、自动测量技术
等先进的制造技术的统称。

二、先进制造技术的特点
1、自动化程度高：自动化是先进制造技术的基础，通过控制系统、
传感器、机器人等组成的自动化生产线，可实现智能制造，实现自动化生产，提高了制造的灵活性。

2、整体化设计：先进制造技术结合系统工程理论，采用整体化的设
计方法，将工艺流程、设备、材料、技术、财务等各方面综合考虑，以系
统的思维去面对制造问题，整体性地解决问题。

3、集成技术：集成就是把多种功能的设备、技术技术等集中一体化，比如用先进的产品设计技术实现产品设计、把自动控制技术和计算机网络
技术结合，实现制造系统的集成。

4、智能化：利用现代计算机技术，利用机器人技术等，实现自动检
测和自学习，实现自动制造。

智能控制技术能够自动控制机器人的动作，
实现复杂工作的自动化，提高制造效率，实现更高的工作精度。

5、数字化：将制造生产中的各个环节进行数字化计算和处理。