先进制造技术试题及答案

2013年第二学习阶段
中南大学网络教育课程考试
《先进制造技术》答卷
本人承诺：本试卷确为本人独立完成，若有违反愿意接受处理。

签名XXX 学号XXXXXXXXXXXXX 专业机械设计制造及其自动化学习中心XXXXXXX
一、为什么说先进制造技术是具有很强实用性的新技术？（15分）
答：先进制造技术的内涵：先进制造技术是制造业不断吸收信息技术和现代管理技术的成果，并将其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，提高对动态多变的市场的适应能力和竞争能力的制造技术的总称。

先进制造技术的特点：1.实用性。

先进制造技术是一项面向工业应用，具有很强实用性的新技术。

从先进制造技术的发展过程，从其应用于制造全过程的范围，特别是达到的目标与效果，都反映这是一项应用于制造业，对制造业、对国民经济的发展可以起重大作用的实用技术。

先进制造技术的发展有明确的需求导向的特征；先进制造技术不是以追求技术的高新为目的，而是注重产生最好的实践效果，以提高效益为中心，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。

2.综合性技术。

先进制造技术由于专业和学科间的不断渗透、交叉、融合，界线逐渐淡化甚至消失，技术趋于系统化、集成化、已发展成为集机械、电子、信息、材料和管理技术为一体的新型交叉学科。

3.系统性。

一项先进制造技术的产生往往要系统地考虑到制造的全过程，从全局出发、系统地考虑问题。

4.动态发展的技术。

由于先进制造技术本身是在针对一定的应用目标，不断地吸收各种高新技术逐渐形成、不断发展的新技术，因而其内涵不是绝对的和一成不变的。

反映在不同的时期，先进制造技术有其自身的特点和内容。

5.面向全球竞争。

随着世界自由贸易体制的进一步完善，以及全球交通运输体系和通信网络的建立，制造
业将形成全球化与一体化的格局，新的先进制造技术也必将是全球化的模式。

所以说，说先进制造技术是具有很强实用性的新技术。

二、FMS由哪几部分组成？各子系统的功能特征是什么？（15分）
答：FMS主要由下列三部分组成:加工系统、物流系统、控制与管理系统。

各子系统的功能特征：（1）加工系统：FMS 的基本制造单元，由CNC 机床、柔性制造单元（FMC）及工具等组成。

（2）物流系统：包括自动化仓库、中央刀具库、无人运输小车、输送带及搬运机器人等。

（3）控制与管理系统：包含过程控制及过程监控两个子系统，进行加工系统及物流系统的自动控制，以及在线状态数据自动采集和处理。

三个子系统的有机结合，构成了一个制造系统的能量流（通过制造工艺改变工件的形状和尺寸）、物料流（主要指工件流和刀具流）和信息流（制造过程的信息和数据处理）。

三、为什么说CIM/CIMS不是企业的目标，而是达到企业目标的手段之一？（15分）
CIM是一种组织、管理与运行企业的哲理。

它将传统的制造技术与现代信息技术、管理技术、自动化技术、系统工程技术等有机结合，借助计算机（硬、软件），使企业产品全生命周期——市场需求分析、产品定义、研究开发、设计、制造、支持（包括质量、销售、采购、发送、服务）以及产品最后报废、环境处理等各阶段活动中有关人/组织、经营管理和技术三要素及其信息流、物流和价值流有机集成并优化运行，实现企业制造活动的计算机化、信息化、智能化、集成优化，以达到产品上市快、高质、低耗、服务好、环境清洁，进而提高企业的柔性、健壮性、敏捷性，使企业赢得市场竞争。

CIMS是一种基于CIM哲理构成的计算机化、信息化、智能化、集成优化的制造系统。

CIM是一种组织、管理与运行企业的哲理。

其目的是使企业达到产品上市快、高质、低耗、服务好、环境清洁，进而提高企业的柔性、健壮性、敏捷性，使企业赢得市场竞争。

因此，CIM/CIMS不是企业的目标，而是达到企业目标的手段之一。

四、什么是现代管理信息系统？它与传统的管理信息系统有什么差别？（20分）
从字面上看，现代管理信息系统采用的是现代的设计思想、技术和手段，实现或辅助现代的管理；从内涵上看，现代管理信息系统是以Intranet（企业内部网）作为信息基础设施构架，以信息广泛共享（同
构信息和异构信息）为目标，以数据仓库为数据组织和处理的形式，强调数据挖掘和多维数据分析，提供内（Intranet）外（Internet）部的信息撷取的方法和途径，追求管理信息系统与管理的融合。

一般地，现代管理信息系统所依附的网络是纵横连接的，局域网（Local Area Network---LAN）部分是宽带的，其应用模式是一种高效的网络中心计算模式（Web模式或Web机制），系统具有良好的可伸缩性（Scalability）。

而传统的管理信息系统是一种基于单机或局域网的封闭系统，数据组织单一，信息共享弱，数据挖掘缺乏方法和手段，数据源严重不足，系统可伸缩性差，难以适应变化的管理需求。

现代管理信息系统依附于现代信息基础设施（Information Infrastructure），其应用开发基于网络中心计算，实现现代管理思想，指导、影响或作用于现代管理行为。

五、模具是制造业必不可少的手段，但传统的模具制造方法耗时耗钱，查阅相关文献，撰写一篇主题为“快速成形技术在模具快速制造中的应用”的短文，要求字数不少于500字。

（35分）
快速成形技术在模具快速制造中的应用
随着社会经济的飞速发展，模具制造在不断改善产品性能与质量的前提下应快速地适应市场的需求。

快速模具技术是以快速成型技术为基础，将传统制模技术与快速成型技术的相结合，使模具的设计和制造周期缩短，具有广阔的发展和应用前景。

一、快速成型技术概论
快速成型技术(又称RP 技术) 诞生于80 年代后期, 是基于材料累加法的一种高新制造技术。

快速成型技术将计算机辅助设计(CAD)、辅助制造(CAM )、计算机辅助控制(CNC)、精密伺服驱动和新材料等先进技术集于一体, 依据计算机上构成的产品三维设计模型, 对其进行分层切片, 得到各层截面的轮廓, 激
光选择性的切割一层层的纸(或固化一层层的液态树脂、或烧结一层层的粉末材料、或热喷头选择快速地熔覆一层层的塑料或选择性地向粉末材料喷射粘结剂等) 形成各截面轮廓并逐步叠加成三维产品。

虽然快速成型技术问世不长, 但由于它对制造业带来的巨大效益使得这一技术的应用日益广泛。

快速原型制造按成形材料及技术不同发展了立体光刻造型法(SL ) , 粉末烧结法(SLS) , 熔化凝结法(FDM ) , 薄层材料制造法(LOM ) , 三维印刷法(3DP) , 逐层固化法(SGC)等成型方法。

二、快速成型技术有如下几个特点：
(1) 制造原型所用的材料不限，各种金属和非金属材料均可使用；
(2) 原型的复制性、互换性高；
(3) 制造工艺与制造原型的几何形状无关，在加工复杂曲面时更显优越；
(4) 加工周期短，成本低，成本与产品复杂程度无关，一般制造费用降低50%，加工周期节约70%以上；
(5) 高度技术集成，可实现了设计制造一体化；
三、快速成型技术的主要应用各行业的应用状况如下
汽车、摩托车：外形及内饰件的设计、改型、装配试验，发动机、汽缸头试制。

家电：各种家电产品的外形与结构设计，装配试验与功能验证，市场宣传，模具制造。

通讯产品：产品外形与结构设计，装配试验，功能验证，模具制造。

航空、航天：特殊零件的直接制造，叶轮、涡轮、叶片的试制，发动机的试制、装配试验。

轻工业：各种产品的设计、验证、装配，市场宣传，玩具、鞋类模具的快速制造。

医疗：医疗器械的设计、试产、试用，CT扫描信息的实物化，手术模拟，人体骨关节的配制。

国防：各种武器零部件的设计、装配、试制，特殊零件的直接制作，遥感信息的模型制作。

四、快速成型技术的发展方向
从目前RP技术的研究和应用现状来看，快速成型技术的进一步研究和开发工作主要有以下几个方面：
(1)开发性能好的快速成型材料，如成本低、易成形、变形小、强度高、耐久及无污染的成形材料。

(2)提高RP系统的加工速度和开拓并行制造的工艺方法。

(3)改善快速成形系统的可靠性，提高其生产率和制作大件能力，优化设备结构，尤其是提高成形件的精度、表面质量、力学和物理性能，为进一步进行模具加工和功能实验提供基础。

(4)开发快速成形的高性能RPM软件。

提高数据处理速度和精度，研究开发利用CAD原始数据直接切片的方法，减少由STL格式转换和切片处理过程所产生精度损失。

(5)开发新的成形能源。

(6)快速成形方法和工艺的改进和创新。

直接金属成形技术将会成为今后研究与应用的又—个热点。

(7)进行快速成形技术与CAD、CAE、RT、CAPP、CAM以及高精度自动测量、逆向工程的集成研究。

(8)提高网络化服务的研究力度，实现远程控制。

快速成型技术的应用已从原型制造发展到模具制造,使传统的模具制造技术焕发出新的活力,同时快速成型技术在快速模具制造领域的成功应用无疑会给快速成型技术的进一步发展注入新的生命力。

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