国外先进制造模式及管理研究与发展讲义
先进制造技术的研究与发展
先进制造技术的研究与发展随着科技的不断进步和社会的不断变革，现代先进制造技术成为推动经济发展的重要因素，日益受到全球范围内各行业的重视。
充分利用先进制造技术可以提高生产效率、降低成本、保障质量和提高产品竞争力。
本文将对先进制造技术的研究和发展进行探讨。
一、先进制造技术的概述先进制造技术是结合现代科技和制造工艺专门研发出可应用的制造技术，是承载着高新技术的生产力手段，是制造业高质量和高效率发展的重要保障。
其目的是不断优化制造过程，加速新品研发周期，提高产品质量和生产效率，降低可能产生的成本，进而实现制造业的可持续发展。
先进制造技术可以划分为智能化制造技术、数字化制造技术、无损检测技术、微加工技术、3D打印技术、机器人技术等领域。
智能制造技术是现代的一种高度集成和高度自动化的制造技术，开启了全面自动化的生产模式。
数字化制造技术是把传统的制造技术转变为现代可持续的制造方式，采用设计、计算、制造、检测等数字技术为基础，形成一个综合智能化设备网络。
微加工技术则是一种对细小零件进行可控加工的高精密技术，多应用于微机械学电子学、制造等知识领域。
二、先进制造技术的应用先进制造技术在多个领域被广泛应用。
在航空制造中，3D打印技术减少了零部件的自身重量，加强了空气动力学的优化表现，提高了航空结构件的整体性能。
在汽车制造领域，数字化制造技术可实现车身模型的三维打印、电脑辅助设计，从而提高汽车的整体品质和精度。
当前机器人技术亦被越来越多的应用于柔性制造领域，它们可以实现对在制品的自动化搬运、物流管理和品质监测。
另一方面，先进制造技术还有望在生物医药、环保等领域发挥越来越重要的作用。
近年来，3D打印技术被广泛应用到人体器官制造，同时施工时大大降低了手术风险。
环境方面，先进制造技术可有效协助环保建设，将制造过程所产生的废气等污染减到最低，实现“绿色制造”。
三、先进制造技术的发展趋势先进制造技术在不断发展，目前存在许多可持续性的跟进研究，例如，制造工艺的数字化升级、3D打印技术的高精度化、机器人技术的智能化提高等。
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。
先进制造技术第五章课件
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现代生产管理阶段 时间段: 20世纪70年代至今。
主要管理技术: 物料需求计划MRP用于生产计划与控制； 在MRP基础上发展成为集采购、库存、生产、销售、财 务等为一体的制造资源计划MRPII管理方法； 为适应全球经济发展，在MRPII的基础上又出现了以供 应链为核心的企业资源计划ERP管理模式。
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3, 4, 6, 7, 8, 9周需求量为零, 而5, 10周需求量为90和30。所以这种需求不 连续是离散的, 并且各周消耗量又不同, 库存消耗是不稳定的。在这种情 况下, 第3,4, 6, 7, 8, 9周虽然没有需求, 库存甚至可以为零, 但实际上, 库 存仍然保持为100。显然, 库存产生了积压现象。因此, 离散需求物料运 用订货点方法是不合适的, 它将使库存量增大, 库存资金大量积压。所以 对于物料管理来说, 订货点方法只是其中一种技术而已, 不能将其用于所 有的物料管理
• 技术创新成为企业竞争的焦点。
12
第二节 现代生产管理信息系统
5.2.1 物料需求计划(MRP) 5.2.2 闭环MRP 5.2.3 制造资源计划(MRPII) 5.2.4 企业资源计划(ERP）
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制造业管理面临的问题 企业可能拥有卓越的销售人员推销产品, 但是生产线上的工人却没有办法如 期交货 。 仓库库位饱和, 资金周转很慢 。 生产上所需要的原材料不能准时供应或供应不足 零部件生产不配套、积压严重 市场和客户需求多变和快速, 使企业的经营和计划系统难以适应 ……
安全库存［Safety Stock (62S）］: 20； 订货数量(Order Quantity): 90； 需求(Demand）: 15／周； 现有库存(On Hand）: 40； 计划收到(Scheduled Receipts): 第二周90。 求: (1)订货点OP。 (2)订货时间 (3)订货数量
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。
先进制造模式
本章内容
制造模式的概念 计算机集成制造 并行工程
精益生产 敏捷制造 智能制造 绿色制造
• 英文单词
– CIM： Computer Integrated Manufacturing ， 计算机集成制造 – CE：Concurrent Engineering ，并行工程 – LP：Lean Production ，精益生产 – AM：Agile Manufacturing ，敏捷制造 – IM ：Intelligent Manufacturing ，智能制造 – GM：Green Manufacturing ，绿色制造
制造模式的演化
更新制造模式主要是为了改善制造系统的柔性和生产 率这两个特性。
制造模式的发展过程
5.1.2 先进制造模式的定义和类型
定义
先进制造模式(Advanced Manufacturing Mode，AMM)是 应用先进制造技术的生产组织和技术系统的形态与运作的方 式。它以获取生产有效性为首要目标，以制造资源快速有效 集成为基本原则，以人一组织一技术相互结合为实施途径， 使制造系统获得精益、敏捷、优质与高效的特征，以适应市 场变化对时间、质量、成本、服务和环境的新要求。
5.2.1 概述
◆ SME的“制造企业轮图” 也强调以人为本。
资源 资源
共享知识
顾客 组织
系统 制造
责任
CASA/SME的“制造企业轮图”
5.2.1 概述
◆ 限定“制造型企业” 。 ◆ CIM 往往和人们经常提到的“三无工厂”（无图纸、无 库存、无人化), “3J”（Just in time，Just in case，Just in supply）等概念相联系。
方式，通过计算机模拟专家的智能活动，进行分析、判断、推理、构思和决 策，以便取代或延伸制造过程中人的部分脑力劳动，并对人类专家的制造智 能进行了完善、继承和发展。
论述先进制造技术的形成和发展特点
论述先进制造技术的形成和发展特点论述先进制造技术的形成和发展特点机械制造及其⾃动化1 先进制造技术的提出背景科学技术进步和社会需求个性化、多样化的发展，使现代制造业市场出现了前所未有的买⽅化、国际化的⼤趋势，传统的制造技术和制造模式已⽆法适应现代制造环境的严峻挑战。
20世纪70年代，美国许多学者提出美国已进⼈“后⼯业化”社会，⼒图把经济发展的重⼼从制造业转向服务业等第三产业，导致了美国科技优势和经济竞争⼒的衰退。
在某些⼯业领域诸如家电、汽车和机器⼈等产品⽅⾯的市场竞争⼒⼀度明显下降，并有相对落后于⽇本和德国等国家的危险趋势。
20世纪90年代初开始，克林顿政府发起了振兴美国经济计划，突出了现代装备制造业的⽀撑作⽤，强调了技术创新及其成果转化，提出了增强产品市场竞争⼒的关键是发展“先进制造技术”(Advanced Manufacturing Technology，简称AMT)的新观点和新概念。
之后，⽩宫科技政策办公室发表的国家关键技术报告中有四项涉及先进制造技术领域，即柔性计算机集成制造、智能加⼯设备、毫纳⽶级制造、系统管理技术。
⾯对21世纪国际经济竞争⽇益激烈的形势，美国、⽇本、西欧、新加坡等发达国家和地区以及部分新兴⼯业国都把需投⼊⼤量资⾦的先进制造技术及其系统的开发列为国家的重点发展领域[1]。
2 先进制造技术的形成制造业是现代国民经济和综合国⼒的重要⽀柱[2]，其创造了国民⽣产总值的1/3,⼯业⽣产总值的4/5,提供了国家财政收⼊的1/3。
由此可见,制造技术的⽔平将对⼀个国家的经济实⼒和科技发展的⽔平产⽣重要的影响。
制造技术尤其是先进制造技术将主宰⼀个国家的命运，因⽽，各国政府都⾮常重视先进制造技术的研究和发展。
美国提出先进制造技术提出后，同时,以计算机为中⼼的新⼀代信息技术的发展，推动了制造技术的飞跃发展，逐步形成了先进制造技术的概念。
先进制造技术在现代制造战略的指导下，不断吸取计算机、信息、⾃动化、新材料和现在传统管理技术，将其综合应⽤于产品的研究与开发、设计、⽣产、管理和市场开发、售后服务，同时能取得社会经济效益的综合技术。
先进制造技术的提出和发展(PPT 32张)
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1.1 先进制造技术的提出和发展
源自这些措施收到了良好的效果,如美国汽车制造水平大幅度提高,产量重新 超过日本;总结并提出了一系列先进制造技术的新理论,如并行工程、精 益生产、敏捷制造等。自从美国提出先进制造技术这一概念以来,日本、 西欧各国以及亚洲各新兴工业国家也相继做出了响应,纷纷将先进制造技 术列为国家的高新技术和优先发展项目。 1.1.2 先进制造技术的发展概况 1. 美国 在促进AMT的发展方面,美国走在世界的前面。20世纪90年代以来,其制 定和实施了一系列发展AMT的科技政策、战略和规划。 (1)六点行动
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1.1 先进制造技术的提出和发展
该计划共资助了21所日本著名国立大学的实验室,这些实验室的研究领 域以微型机械制造、虚拟现实硬件与软件技术、毫微米技术 等为主。 (4)促进创新性工业技术研究开发计划 1995年,日本通产省新能源与工业技术开发组织(NEDO)发起促进创新性 工业技术研究开发计划(NewIndustryCreativeTypeTechnologyR & DPromotionProgram)。 4. 英国 英国政府在支持工程和技术规划 (EngineeringandTechnologyProgramme)及制造系统工程 (ManufacturingSystemEngineering)研究方面开展了如下先进制造技 术研究:
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1.1 先进制造技术的提出和发展
美国20世纪90年代科技政策的特点是:重视产业技术的发展,以制造业为 中心,注重技术推广,强调产业整体技术水平和市场竞争能力的提高。美 国总统克林顿关于发展先进制造技术提出六点行动: ① 对先进制造技术的研究开发提供更多的资助,开发新汽车和新建筑技 术; ② 支持敏捷制造; ③ 建立全国制造技术推广中心网; ④ 促进本地区建立技术联盟; ⑤ 促进制造工程教育的发展; ⑥ 促进考虑环境的制造技术的发展。 (2)先进制造技术计划
21世纪的先进制造模式服务型制造
21世纪的先进制造模式服务型制造一、本文概述随着全球化和信息技术的快速发展，制造业正经历着前所未有的变革。
在21世纪，服务型制造作为一种新型的先进制造模式，正在逐步改变着传统的生产方式和商业模式。
本文旨在深入探讨服务型制造的内涵、特点和发展趋势，并分析其对中国乃至全球制造业的影响和启示。
服务型制造是一种将服务元素融入产品制造全过程的先进制造模式，它强调在产品设计、生产、销售等各个环节中融入服务思维，以满足客户个性化、多样化的需求。
本文首先将对服务型制造的概念进行界定，阐述其与传统制造模式的区别和联系。
接下来，本文将分析服务型制造的主要特点，包括服务化、网络化、智能化等方面。
在此基础上，进一步探讨服务型制造的发展趋势，如数字化制造、智能制造、绿色制造等。
还将结合具体案例，分析服务型制造在不同行业中的应用及其取得的成效。
本文将对服务型制造对中国制造业的影响和启示进行总结，提出推动中国制造业向服务型制造转型的对策建议。
通过本文的研究，旨在为中国制造业的转型升级提供理论支持和实践指导，推动中国制造业在全球竞争中取得更大优势。
二、服务型制造的核心要素服务型制造，作为21世纪先进的制造模式，其核心要素体现在以下几个方面：服务型制造强调从传统的产品制造向提供整体解决方案转变。
这种商业模式创新要求企业不仅仅关注产品的生产，更要关注产品的全生命周期管理，包括产品的设计、生产、销售、维修、回收等各个环节。
服务型制造将服务与制造活动紧密融合，通过服务来增强产品的竞争力。
这意味着企业需要在产品设计阶段就考虑服务的需求，同时在制造过程中嵌入服务要素，确保产品与服务的高度集成。
随着消费者需求的多样化，服务型制造要求企业具备快速响应市场变化的能力，能够提供个性化和定制化的产品与服务。
这要求企业拥有灵活的制造系统和强大的信息服务支持。
智能制造是服务型制造的重要支撑。
通过引入物联网、大数据、人工智能等先进技术，实现制造过程的智能化、自动化和精益化，从而提高制造效率和服务质量。
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制造模式的分类研究
分层研究的出发点：
w由于模式的综合趋势很难依具体的方式
方法来区分各种先进制造模式，各种模 式、方法和技术之间已经趋于相互包容 。
w哲理、系统方法与技术方法之间的关系
是多对多的关系。
w模式的核心在于它的哲理，模式之间的
关系从哲理上分析最能揭示本质。
制造模式造模式的三层分类结构：
技术方法层(Method and Technology Level) 系统方法层(Systematic Method Level) 哲理层(Philosophic Level)。
制造模式的分类研究
各层的属性：
技术方法层：一些相对独立的技术方法 系统方法层：强调方法和技术的综合集成 哲理层：强调的是一种思想，一种理念
快速产品创新 满足个性爱好
柔性制造设备
生产方式变革
单品种大批量
标准产品 实用耐久
生产规模
价格低廉
职能分工
大量生产
规模经济
(专业分工、低成本 、低价格)
大型综合企业
顾客定制
范围经济
(产品组合多元化、核 心能力、对顾客增值)
网络企业、虚 拟企业
制造企业策略的变迁
知识经济 21世纪 技术创新
90年代 响应速度
制造模式的分类研究
（3）管理技术
按照生产管理的功能模块，针对于不同的管理职 能有不同的具体管理技术和方法
在生产计划和控制中的管理技术有：看板系统
(Kanban System)，物料需求计划（MRP），鼓绳子-缓冲方法（Drum- Line-Buffer）。在产品 设计开发管理中，有成组技术(GT)，质量功能 部署（QFD）等
先进制造模式
w Lean Production (LP) w Agile Manufacturing w Bionic Manufacturing w Intelligence Manufacturing w Fractal Manufacturing w Flexible Manufacturing w Clean (Green) Manufacturing w Disperse Network Manufacturing
w 各种先进制造技术。加工自动化及设备，材料加工
工艺技术，少无切削加工技术，超精密加工技术， 超高速加工技术，特种加工技术，可装配性工艺及 装配自动化，检测自动化及在线质量控制，物流系 统及辅助过程自动化。
制造模式的分类研究
（2）设计技术
w 针对于生产系统的工程设计技术，有：计算机辅
助设计(Computer Aided Design, 简称CAD)，计算 机辅助工程 (Computer Aided Engineering, 简称 CAE)，计算机辅助工艺设计(Computer Aided Process Planning, 简称CAPP)，面向X设计(Design For “X”, 简称DFx), 可靠性设计，健壮设计，优 化设计，精度设计，反求工程技术，快速原型设 计，疲劳设计等等。
国外先进制造模式及管 理研究与发展讲义
2020年4月23日星期四
讲座内容
w知识经济对制造业的影响 w制造企业生产方式的变迁 w先进制造技术、先进制造模式及支撑环
境
w先进制造的运作模式 w具体管理技术的研究
知识经济对制造业的影响
知识经济对制造的影响
w 信息技术改变了人类的生活 w 需求呈现个性化、多样化 需求
制造模式的分类研究
w 组织管理中技术有：
n 小组工作(Teamwork)，授权(Empowerment)。
n 在企业集成与建模上有：GRAI/GIM方法、KADS方法、 IFIP方法、CIMOSA方法、IDEF方法、ARIS体系结构、 PERA方法与TOVE方法、工作流建模技术、面向对象的 建模方法。
w 市场多变、快变 w 全球经济一体化，必须参与世界竞争 竞争
w 异地制造、合作制造、24小时不间断制造成为
可能
w 企业生存关键--核心能力、快速响应能力
w 合作与竞争并存成为趋势
w 知识成为重要的制造资源
资源
知识经济时代的制造
➢必须快速生产出市场需要的产品 ➢生产的瓶颈是快速产品创新（设计、生产、销售、服务） ➢决定产品成本和利润的主要因素是新产品中所含知识及创 新的价值 ➢新的资源利用方式－－异地资源利用 ➢新的企业－－学习型企业 ➢新的竞争方式－－培养核心能力、合作 ➢新的生产方式、新的技术
制造模式的分类研究
（1）制造系统 在制造系统上，已经成型的先进制造系统主要有如 下几种：
n 在质量管理上有：质量功能环（Quality ISO9000系列，统计质量控制等。
Circle），
n 在信息交流上，各种计算机通讯技术，电子资料交换技 术(Electronic Data Interchange, 简称EDI)，产品代码识别 技术等。
制造模式的分类研究
2.系统方法层
各种独立的技术和方法经过充分发展后，可以形 成一套系统技术。我们仍然可以将它们分为制造 系统和生产管理系统。
解决方案：先进制造技术+先进制造模式
制造企业生产方式的转变
制造方式的演变
w作坊式生产 w批量生产(早期工业化生产) w大规模流水线生产(刚性自动化) w柔性自动化(FMS,CIMS) w先进制造方式
多层次递阶控制结构、固定组织 扁平网络结构、自主管理动态团队组织
多品种小批量
并行工作方式 快速相应市场
先进制造技术和先进制造模式是两个不同 的概念。但在实际中它们经常被混淆。在 这里我们列出典型的先进制造技术并对它 们进行了分类。在研究对象上，先进制造 技术主要包括如下三类：
制造模式的分类研究
（1）制造技术 w 先进加工工序中的物流技术。包括工业智能技术、
数字化制造技术和产品、精密制造技术、绿色制造 技术、虚拟制造与网络制造技术、快速响应制造技 术。
80年代 产品质量
资源经济
70年代 生产成本 60年代 生产规模
先进制造技术、先进制造模 式及支撑环境
先进制造技术
w现代设计（并行、反求、CAD/CAM等） w精密成型（Net shape） w高速切削、超精加工、特种加工（水、激光
）
w快速原型 w拟实加工 w自动化技术、检测技术 w集成制造技术