现代制造技术第一章
第一章 CIMS概述
生产组织模式的转变
小而全——大而全——全球协作化生产 传统制造模式（橄榄型） 现代制造模式（哑铃型）
CIMS三要素
CIMS三要素
三要素之间的关系
利用计算机、自动化技术、 制造技术及信息技术等来达 到预期的经营目标
市场被迅速分割，产品的生命周期缩短 市场全球化，竞争国际化 客户要求多样化 计算机技术和网络技术的迅速发展
CIMS产生的背景和基础
CIMS产生的背景和基础
20世纪末制造业的重大变化
市场全球化，竞争空前加剧 微电子为基础的信息技术高速发展 竞争要求制造业：
加快新产品开发和上市时间 提高质量 降低成本 完善售前/售后服务 有益于环境
CAM子系统
经营管理分系统
以MRPII为核心，从制造资源出发，考虑了 企业进行决策的战略层、中短期生产计划编 制的战术层以及车间作业计划与生产活动控 制的操作层。
其功能覆盖：市场销售，物料供应，各级生 产计划与控制，财务管理，成本、库存管理 等部分的活动，是以经营生产计划、主生产 计划、物料需求计划、能力需求计划、车间 作业计划、车间调度与控制为主题形成的闭 环系统。
是CIMS的中枢，指挥和控制各部门有条不紊 地工作。
经营管理分系统
制造自动化分系统
制造自动化系统是在计算机的控制与调度下， 按照NC代码将一个毛坯加工成合格的零件， 在装配成部件以至产品，并将制造现场信息 实时地反馈到相应部门。
生成：
车间作业计划，进行优化调度与控制，生成工件、 刀具、夹具需求计划，进行系统状态监控和故障 诊断处理，完成数据采集及评估等。
现代制造系统分析-第一章 制造系统工程基础-罗振壁
第一章 制造系统工程基础
第一节 制造 第二节 制造系统及其发展 第三节 制造系统的柔性自动化及自动化制造系统的技术分析 第四节 计算机集成制造CIM系统 第五节 集成制造系统分析和功能模型IDEFO
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第一节 制 造
一、制造及其发展 二、我国制造业面对的挑战 三、应对未来挑战的战略与关键技术
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一、制造及其发展
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(二)制造企业面对的形势
1.传统制造面对的困境 2.新兴工业化国家必须走可持续发展的道路 3.传统制造业的投资效益下滑 4.产品的寿命周期迅速缩短
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1.传统制造面对的困境
(1)现有产品饱和，现存的制造生产能力大量闲置。 (2)产业与研究开发R＆D的转移迫使发达国家的低中技术产品、基础产业与 部分研究开发向发展中国家与地区转移。 (3)制造企业的职业吸引力迅速下滑，一流的工程技术、管理人才和技术工 人后继乏人。 (4)由于过去工业化过程中资源的滥用，已经引发了人类的生存危机。
(1)国家工业化的程度决定了社会发展的特征、国力、防务能力与人民物质 文化生活的水平。 (2)制造是国家经济发动机运转的强大支柱。 (3)制造是增强国家综合实力、防务能力和提高人民物质文化生活水平的保 证。 (4)在实现国家工业化和现代化的过程中，制造业具有独特而不可替代的作 用，必须重视与振兴它。 (5)制造业市场是世界最大的产品与服务市场，也是世界各国许多实业公司 和跨国公司的最大竞争角斗场。 (6)制造业的改造、革新与创造都不应该也不可能“靠买进来”或“照搬照 抄”。
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3.制造是国家经济发动机的强大支柱
建立一个强大、先进、有竞争力的现代制造业是我国不容轻视的长期 战略任务。
历史经验和现实告诫我们，中国的防务能力、经济发展、国家防务与 经济的安全、人民的幸福只能依赖不断发展的经济和国家防务能力， 中国必须为此而发展中国制造，把中国建成世界制造大国与强国。
第一章 制造工艺基本概念.
是指在生产过程中,改变原材料的形状尺寸、性质和相 互位置关系,使之成为成品或半成品的过程。如:毛坯 的制造,机械加工等。
• 机械加工工艺过程概念
在工艺过程中,采用机械加工的方法,按照一定的顺序,逐
步改变毛坯的尺寸、形状、性质及表面质量,使之成
为合格零件的过程。
备的设计制造,材料与工时定额的制订,生产资料的 准备,生产组织的调整等； • 3. 毛坯的制造 如:铸,锻,冲压,焊接等； • 4. 零件加工,机械加工,热处理及其他表面热处理等；
• 5.部件和产品的装配； 包括:装配、调整、检验、试验、油漆、包装、出厂。
为便于组织生产，机械制造业采用专业化生产，即一种产品的生产是分散在若干个专 业化工厂进行的，最后集中在一个工厂制成完整的机械产品。
确定工件在机床上或夹具中有正确位置的过程为定位；
定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变 的操作为夹紧；
将工件在机床上或夹具中定位、夹紧的过程称为装夹。
• 工件在加工中应尽量减少装夹次数，因为多一次装夹， 就会增加装夹的时间，还会增加装夹误差。
3. 工位
在一次安装过程中,工件在机床上每占据一 个工作位置,称为工位。在大批大量生产中,为 了提高生产率,往往采用多工位加工。
减少了装夹次数,缩短了辅助时间,不单提高 了生产率，也有利于保证加工精度。常采用各 种回转工作台、回转夹具或移动夹具，使工件 在一次装夹中，先后处于几个不同的位置进行 加工。
• 4. 工步
在一个工序中,加工表面,刀具，机床转速及进给量都不变,所完 成的那部分工序（工艺过程）。
构成工步的任一因素改变后,一般均变为另一工步。
在工件一次安装中,连续进行若干相同工步,为简化工艺文件,可 视为一个复合工步。
先进制造技术概论
先进制造技术
一. 基本概念
制造业的作用
• • • • • • • • 提供人们衣、食、住、行物质消费 决定全社会的长远效益和经济的持续增长 国际商品贸易的保证（美国78%，日本96%，我国81%-1995年） 农业基础地位的物质保障，服务业发展的重要条件 信息产业发展的物质基础； 农业劳动力转移和就业的重要途径 为科技和教育发展提供经费支持和实验装备 实现军事现代化和国家安全的保障
பைடு நூலகம்
三. 先进制造技术产生背景
(1) 社会经济发展背景
消费需求：主题化、个性化和多样化，产品寿命周期缩短 全球性产业结构调整：制造商之间既有激烈竞争，又有基于实力 的合作。 快速响应市场：满足已有和潜在顾客需求，主动适应市场，引导
市场，是赢得竞争，获取最大利润的关键
先进制造技术
三. 先进制造技术产生背景
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文教体育用品制造业
石油加工、炼焦及核燃料加工业 化学原料及化学制品制造业 医药制造业
通信设备、计算机及其它电子设备制造业
仪器仪表及文化、办公用机械制造业 工艺品及其它制造业 废弃资源和废旧材料回收加工业
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先进制造技术
一. 基本概念
一个国家经济发展的支柱 制造业 地位 国民经济收入的重要来源 工业经济年代经济增长的“发动机” 一个国家经济强大、经济腾飞的重要基础
货、支持用户到产品报废等）各个环节智能化，实现生产过程（包
括组织、管理、计划、调度、控制等）各个环节的智能化，并实现 人与制造系统的融合及人的智能的充分发挥。
先进制造技术
四. 先进制造的关键技术
《现代制造技术》授课计划
《现代制造技术》授课计划一、课程目标本课程旨在帮助学生了解现代制造技术的概念、原理和方法，掌握现代制造技术的基本技能，培养学生的创新能力和实践能力。
二、授课内容1. 现代制造技术概述介绍现代制造技术的概念、发展历程、应用领域和特点。
2. 数控机床技术讲解数控机床的工作原理、分类、特点和应用。
介绍数控机床的编程和操作技巧。
3. 3D打印技术介绍3D打印的基本原理、设备类型、应用领域和发展趋势。
通过案例分析，让学生了解3D打印在制造领域的应用。
4. 机器人制造技术讲解机器人的工作原理、分类、应用和发展趋势。
通过案例分析，让学生了解机器人制造技术在制造业中的应用。
5. 智能制造技术介绍智能制造的基本概念、关键技术、应用领域和发展趋势。
通过案例分析，让学生了解智能制造在制造业中的实际应用。
6. 制造系统与自动化讲解制造系统的组成、工作原理、发展趋势和自动化技术的应用。
通过案例分析，让学生了解制造系统的运行和管理。
三、授课方式1. 理论授课：通过PPT、视频、图片等形式，向学生介绍现代制造技术的概念、原理和方法。
2. 实践操作：组织学生进行数控机床、3D打印机、机器人等设备的操作和实训，培养学生的实践能力和创新精神。
3. 小组讨论：鼓励学生分组讨论现代制造技术在不同领域的应用，提高学生的问题解决能力和团队协作能力。
4. 案例分析：结合实际案例，分析现代制造技术在不同行业的应用和发展趋势，提高学生的分析和解决问题的能力。
四、授课评估1. 平时成绩：根据学生的出勤率、课堂表现和作业完成情况，给出平时成绩。
2. 期末考试：组织学生进行期末考试，以试卷形式考查学生对现代制造技术的掌握情况。
3. 问卷调查：通过问卷调查的方式，了解学生对本课程的意见和建议，以便改进教学方法和内容。
五、课程时间安排本课程共48学时，分为6次课，每次课4学时。
前5次课以理论授课为主，第6次课进行实践操作和小组讨论。
每次课后预留一定时间让学生提问和讨论。
现代汽车制造工艺学习题集
现代汽车制造工艺学习题集第一部分习题第一章现代制造工艺学基本概念一、判断题1．现代汽车制造技术正进入刚性自动化阶段。
2．生产过程是将原材料转变为产品的过程。
3．产品依次通过的全部加工内容称为工艺路线。
4．工位是指工件在一次安装内，工件连同夹具在机床上所占有的相对位置。
5．工序是机械加工工艺过程的基本组成部分。
6. 在切削加工时，如果同时用几把刀具加工零件的几个表面，则这种工步称作复合工步。
7．成形法是依靠刀具运动轨迹来获得工件形状的一种方法。
8．加工的经济精度指以最有利的时间消耗能达到的加工精度。
9．生产纲领就是生产计划。
10. 大量生产中自动化程度较高，要求工人的技术水平也高。
11．一道工序只能有一次安装。
12．机械加工工艺过程主要改变零件形状及尺寸。
13. 运用多工位夹具，可减少工件安装次数，缩短工序时间，提高生产率。
14. 调整法就是不断调整刀具的位置。
15. 主动测量法需要使用精密的仪器。
16. 成形法中加工表面是由刀刃包络而成的。
17. 在生产加工中，能达到的精度越高越好。
二、选择题1．《汽车制造工艺学》研究的对象主要是汽车加工中的三大问题，即（）A. 质量，生产力，经济性B. 产量，生产率，经济性C. 质量，生产率，经济性D. 质量，生产率，经济精度2．工艺过程是（）A. 在生产过程前改变原材料的尺寸，形状，相互位置和性质的过程。
B. 在生产过程后改变原材料的尺寸，形状，相互位置和性质的过程。
C. 在生产过程中改变原材料的尺寸，形状，相互位置和性质的过程。
D. 在任何时候改变原材料的尺寸，形状，相互位置和性质的过程。
3．工艺规程是（）A. 文件形式的工艺路线。
B. 各种工艺的规划。
C. 工艺的规范化程度。
D. 工艺路线的一部分。
4．以下哪一项不属于工艺过程（）A. 工序B. 工程C. 工位D. 工步5. 在某机床上加工某零件时，先加工零件的一端，然后调头再夹紧零件加工另一端，这应该是( ) 个工序( ) 次安装。
现代制造技术综合实践说明书
1.2
1.2.1
（一）金属结构厂打磨技术领域的效率较低
第二章
2.1
通过小车沿轨道在X方向上移动,找到相应的打磨位置，手轮转动螺杆实现Z轴方向上的进给，通过轨道在支架上沿Y轴移动和绕x轴的转动实现打磨运动。如图2-1原理图。
该打磨机由打磨系统和行走系统两部分组成。打磨系统安装在机体上，可在机体上上下移动，机体安装在行走轮上。行走轮移动至预定位置。打磨头经传送带系统和汽油机驱动，打磨头与钢轨相对接触位置的调节和锁定由竖直方向和轨距方向的螺旋调节机构进行。底盘轮轴上装配可调间隙的圆柱滚子轴承使打磨机通过时其曲线具有随轨自适性。该打磨机的执行动作为，将打磨机推至工作区间，放下接触轮，然后预调打磨头与钢轨的接触位置。根据钢轨病害诊断结果(由专门设备完成)，确定分次打磨的实际切深，再细调并锁定，最后开机至一定转速，合上带传动系统，开始打磨。打磨机由人力推动进给，打磨效果用专门的检验设备检验。
目前，大部分金属结构行业加工能力有限，对于焊缝的处理还处于低级水平，导致成本投入高、生产效率低和工作环境差。本次设计针对打磨设备机型小和机械化程度不高的特点，设计焊缝自动打磨机，目的在于解决实际生产焊缝的处理问题。与传统小型打磨相比，本次设计的打磨机的主要特点是自动和环保。通过发动机应用代替人力实现自动。设计了砂带罩，用于阻挡切屑和灰尘，实现环保。结合模具的特点，设计了小车。通过小车在工字钢导轨内的移动实现X向的运动，实现Y向的移动，最终实现平面上点的运动。在设计过程中，根据打磨时砂带受摩擦力的作用，对内燃式钢轨仿形砂带打磨机主要零部件进行设计和计算。该设备可对钢轨模具的上表面焊缝进行实际打磨处理，实现劳动力的解放和生产效率的提高。最终提高企业在同行业领域竞争力。
《现代制造技术》课程标准
《现代制造技术》课程标准一、课程基本信息1. 课程名称：现代制造技术2. 授课对象：机械工程、机电一体化、数控技术等专业学生二、课程目标1. 掌握现代制造技术的基本概念、原理和方法；2. 了解现代制造技术的最新发展动态和技术趋势；3. 具备现代制造技术的应用能力和创新能力；4. 培养团队协作精神和自主学习能力。
三、教学内容与要求1. 教学内容：（1）制造系统与自动化：了解制造系统的基本组成和自动化技术；（2）数控机床与加工中心：掌握数控机床和加工中心的基本原理、操作和维护；（3）3D打印技术：了解3D打印技术的原理、工艺和应用；（4）机器人制造技术：掌握工业机器人的基本原理、应用和编程；（5）智能制造系统：了解智能制造系统的概念、特点和实现方式。
2. 要求：（1）掌握现代制造技术的基本理论和操作技能；（2）能够应用现代制造技术解决实际工程问题；（3）具备自主学习和团队协作的能力。
四、教学方法与手段1. 采用多媒体教学、案例分析、现场教学等多种方式，增强学生的感性认识；2. 邀请企业专家进行授课和指导，加强实践教学；3. 鼓励学生参与实验室和实践基地的建设，提高实际操作能力。
五、教学评价方法1. 平时成绩：包括出勤率、作业完成情况、课堂表现等，占比30%；2. 实验成绩：根据实验报告、操作熟练程度和团队协作等，占比30%；3. 考试成绩：期末考试成绩，占比40%。
六、课程资源1. 教材：《现代制造技术》教材及相关参考书籍；2. 教学PPT：教师根据授课内容制作的教学PPT；3. 网络资源：提供相关视频、案例和论文等网络资源，供学生自主学习；4. 实验室和实践基地：提供数控机床、加工中心、3D打印机、机器人等实验设备，供学生实践操作。
七、课程评估与改进1. 定期进行教学效果评估，及时调整教学内容和方法；2. 鼓励学生提出意见和建议，不断改进教学质量；3. 定期对教师进行培训和交流，提高教师教学水平。
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第一章
1.现代制造技术的定义？
答：现代制造技术是制造业不断地吸收机械工程技术、电子信息技术、自动化技术生产设备、材料、能源及现代管理等方面的成果，并将其综合应用于产品设备、制造、检测、管理和售后服务以及对报废产品的回收处理这样一个制造全过程，实现优质、高效、低耗、清洁和灵活生产，并取得高效效益的制造技术的总称。
2.现代制造技术有哪些技术群？现代制造技术的分类？
答：
序号技术群名称研究内容
1系统总体技术群柔性制造、计算机集成制造、敏捷制
造、智能制造等先进制造技术的设计
规划、集成等总体技术
2管理技术群研究与制造企业的生产经营和组织管
理相关的各种技术，如计算机辅助生
产管理、物料需求计划/制造资源计
划/企业资源计划、供应链管理、全
面质量管理、准时生产、精良生产、
企业管理过程重构等技术
3设计制造一体化技
术群研究与产品设计、制造、直到检测等全过程相关的各种技术。
如并行工程、计算机辅助设计、计算机辅助制造、拟实制造、可靠性设计、智能优化设计、质量功能配置、数控技术、物料储运、自动控制、检测监控、以及质量保证等技术
4制造工艺与装备技
术群研究与制造工艺及装备相关的各种技术。
如材料生产工艺及装备（冶炼、轧钢等）常规热加工工艺及装备（锻造、铸造、焊接、热处理等）、少无切削加工工艺及装备、高速/超高速加工工艺及装备、精密、超精密与纳米加工工艺及装备、特种加工工艺及装备（激光、电子束等）
5支撑技术群以上技术群赖以生存并不断取得进步
的相关技术。
如标准化技术、计算机
技术、软件工程、数据库技术、多媒
体技术、网络通信技术、人工智能、
虚拟现实技术、材料科学、人员教育
和培训、人机工程学、环境科学等
分类：
（1）现代制造系统设计技术
这类技术中包括现代设计理论与设计方法学、计算机辅助设
计CAD、计算机辅助工程分析CAEA、计算机辅助工艺规程设
计CAPP、设计过程管理与设计数据库、面向“X”的设计DFX、
可靠性设计、优化设计、反求工程技术、价值工程设计、并
行工程CE设计、仿真与虚拟设计、绿色设计等。
（2）现代制造系统工艺及自动化技术
这类技术中包括精密铸造、精密锻压、精密焊接、优质低耗
热处理、精密切割、超精密加工、微米/纳米加工技术、复杂
型面数据加工、特种加工工艺、快速原型制造、少无污染制
造、报废产品的可拆卸重组技术、拟实制造与装配技术、工
业机器人、柔性制造系统、计算机集成制造技术、检测自动
化及在线质量控制、绿色制造技术等。
（3）现代制造系统管理技术
这类技术包括工程管理、质量管理、管理信息系统等，以及
现代制造模式（如精益生产、CIMS、敏捷制造、智能制造
等）、集成化的管理技术、企业组织结构与虚拟公司等生产
组织方法。
3.现代制造技术的特点？
现代制造技术的最大特点是电子、信息、管理等科学与机械
科学的交叉融合。
它具有六个显著的特性：a.现代制造技术
具有实用性。
b.现代制造技术的应用具有广泛性。
C.现代制
造技术具有动态特征。
d.现代制造技术具有集成性。
e.现代
制造技术具有系统性。
f.现代制造技术强调的是实现优质、
高效、低耗、清洁、灵活的生产方式。
与传统制造技术相比，有以下特点。
（1）现代制造技术的基础是优质、高效、低
耗、无污染或少污染的加工工艺，在此基
础上形成了新的先进加工工艺与技术。
（2）研究范围更广泛。
（3）传统制造技术一般只能驾驭生产过程中的
物质和能量流，随着信息技术的加入，现
代制造技术已成为能驾驭生产过程中的物
质流、能量流和信息流的系统工程。
（4）制造向超微细领域扩展。
（5）制造过程多学科、多技术交叉及系统优化
集成。
（6）制造领域全球化。
（7）制造技术与制造科学融合。
（8）制造技术与生产管理的统一。
（9）现代制造技术特别强调人的主体作用，强
调人、技术与管理三者的有机结合。
（10）现代制造技术具有鲜明的时代特征，是一
个动态技术，在不同时期有不同的技术内
涵和组成。
第二部分
1. 何谓现代设计？主要特点是？
指把整个工程产品的开发过程看作成从市场/客户需求出发，形成产品设计规范，对预定的目标通过设计人员的创造性思维，经过一系列规划，分析和决策，产生载有相应的文字、数据、图形等信息的技术文件，以取得最满意的社会与经济效益这样一系列的过程。
特点：
（1）社会性与环保性
（2）并行化与设计、制造一体化
（3）计算机化与智能化
（4）动态化与最优化
（5）系统性与综合性
（6）宜人性
（7）质量控制
2. 什么是功能分析法？举2种不同功能的挖掘机。
功能分析法是产品设计过程中探寻功能原理方案的主要方法。
这种方
法将复杂系统的总功能通过功能分析化为简单的功能元，对于每个功能元求得相应能够实现该功能的可行方案，然后再进行组合，得到系统多种总方案，再对得到的总方案进行分析、比较、评价和决策，最后得到最佳功能原理方案。
3. 简述“黑箱法”的原理。
一般地说当设计人员接到一项新产品的设计任务后，待设计的产品是什么样子是不清楚的，因此将待求的产品设计系统看作是一个具有未知数内容的“黑箱”。
该黑箱的输入和输出可从设计任务书中找到。
黑箱的输入一般有三种形式，即物质流M、能量流E和信息流S。
这些输入经过产品设计系统处理后，传递、转换为系统的输出流Mʹ、Eʹ、S ʹ。
分析比较黑箱的输入和输出的能量流、物质流和信息流，其性质或状态上的差别和关系就反映了所需设计产品的总功能。
因此，可以从输入和输出的差别和关系的比较中找出实现功能的原理方案，从而揭开了黑箱，使之成为白箱，并确定产品的结构。