面向21世纪的先进制造系统与技术
先进制造技术论文
先进制造技术先进制造技术AMT(Advanced Manufacturing Tecnology)是在传统制造的基础上，不断吸收机械、电子、信息、材料、能源和现代管理技术等方面的成果，将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务的制造全过程，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，也是取得理想技术经济效益的制造技术的总称。
随着经济技术的高速发展以及顾客需求和市场环境的不断变化，越来越多的制造企业开始将大量的人力、财力和物力投入到先进的制造技术和先进的制造模式的研究和实施策略之中。
改革开放以来，我国制造科学技术有日新月异的变化和发展，确立了社会主义市场经济体制，但与先进的国家相比仍有一定差距，为了迎接新的挑战，对先进制造技术及制造模式的研究和实施是摆在我们面前刻不容缓的重要任务，必须认清制造技术的发展趋势，缩短与先进国家的差距，使我国的产品上质量、上效率、上品种和上水平，以增强市场竞争力，实现我国机械制造业跨入世界先进行列之梦想。
一、先进制造技术的体系结构及分类先进制造技术是系统的工程技术，可以划分为三个层次和四个大类。
三个层次：一是优质、高效、低耗、清洁的基础制造技术。
二是新型的制造单元技术。
三是先进制造的集成技术。
四个大类：一是现代设计技术二是先进制造工艺技术三是制造自动化技术四是系统管理技术。
1、现代设计技术现代设计技术是先进制造技术的一个组成部分，是制造技术的第一个环节。
根据德国工程师协会文件VDI2225 的调查分析，产品设计成本约占产品成本的5% 7%，但却决定了产品制造成本的75%- 80%。
为此，世界各国都非常重视产品的设计问题。
而现代设计技术在机械设计技术中的地位同样重要。
机械设计是根据使用要求对机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式、各个零件的材料和形状尺寸、润滑方法等进行构思、分析和计算，并将其转化为具体的描述以人为制造依据的工作过程。
3C电子产品智能制造的关键技术装备及系统
3C电子产品智能制造的关键技术装备及系统摘要：进入21世纪，是我们国家经济发展最迅速、也是最困难的时期。
现在，随着信息网络的发展，人们的生活和工作都有了极大的改变，同时也带动了行业的发展。
在现代社会中，创意设计拥有着很好的经济效益和文化价值。
除此之外，创新设计还是一个国家和一个企业实力的重要组成部分。
要想让我们国家继续前进，要不断的开发新的技术，就必须要通过创新设计找到一个更好的发展方向。
随着时代的发展，创新设计、电子信息产品和智能制造都发生了很大的变化，本文探讨了面向创新设计的电子信息产品智能制造创新模式。
关键词：创新设计；电子信息产品；智能制造；创新模式引言伴随着网络技术的快速发展，制造系统的各个方面都发生了巨大的变化，智能系统能够有效地收集到各种人员的数据，它既方便又快速，而且消耗的成本也非常低，通过智能系统对数据进行整理和分析，能够提高制造生产的效率。
1创新设计的定义和我国智能制造发展的现状随着人们生活品质的提高，对于精神层面的需求也越来越多。
伴随着人们精神生活的不断发展，许多设计活动应运而生。
21世纪是全球科技走向融合的大好时期，一股新的科技革命正在酝酿之中。
创新设计是对传统以及现代设计的继承和发扬，它具有智能、绿色等特征，它是以当今发达的信息科技、文化以及服务为基础的。
我国在20世纪80年代首次提出智能制造，经过数十年的稳步发展，目前已有较大的进步，取得了一定的成绩。
21世纪以来，我国的智能制造技术发展迅速，在许多重大工程（如感知和控制技术）中发挥着举足轻重的作用。
尽管我国的智能制造产业已经取得了长足的进展，但是仍然存在着许多问题，例如，与智能制造技术有关的理论并没有得到很好的发展，这就是由于基础研究与快速发展的现实技术脱节，所以不能有效地将先进的技术吸收进去。
目前，大部分的智能制造关键部件仍然依靠进口。
2智能制造的标准以及意见在此基础上，提出了一系列的智能制造标准。
从有关的调查中可以看出，我国对智能制造十分重视，所以，要构建健全的智能制造标准体系，使我国的智能制造变得更有标准、更规范。
先进制造复习题及答案
一、填空1．制造系统是由制造所涉及（硬件）、（软件）和（制造信息）组成的一个有机整体。
2．从系统的观点，生产可以定义为将（生产要素）转变成(生产财富)并创造效益的输入输出系统3．研究制造系统程序特性，主要从（管理角度)出发如何使生产活动达到最佳化4．GT技术原理是将多种零件按其（相似性）分类成组，人为扩大生产批量5．成组工艺过程设计包括（综合零件法）和（流程分析法）两种方法。
6．可靠性设计的常用评价指标主要包括()()和（)等。
7．反求工程的主要影响因素有（）（）(）8．先进制造技术旨在实现(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。
9．高能束加工通常包括（电子束加工、离子束加工、激光束加工）。
10．准时制生产的核心是（六种管理方法和一种管理体制）。
11．CAPP系统可分为（派生式）和(创成式)（半创成式)等几种系统12．派生式CAPP 系统工作分为（准备阶段）（使用阶段）两个阶段.13．超精密加工机床设备应该具有（高精度）（高稳定度）和高自动化的要求。
14．绿色产品是指以（安全)和(节能)为核心而设计生产的,可以拆卸和分解的产品，其零部件经过翻新处理后可以重新利用。
15．物流配送流程包括（进货验收）（物资储备、保管、保养）(分拣与配货）(加工与配装）（配送运输）（送达交接）等多个作业环节。
16．高速机床主轴的轴承有（深沟球轴承）（角接触轴承）（圆柱滚子轴承）（圆锥滚子轴承)等形式.17．快速原型制造常用的工艺方法包括（光固化成形)（叠层实体制造)(选择性激光烧结）(熔融沉积制造)。
18．在精益生产的体系结构中，其目标支柱是(准时生产）(成组技术）（全面质量管理) 19．敏捷制造企业采用现代通信技术，以(技术）（管理）（人员）的形式，组织新产品的开发。
20．虚拟制造技术旨在用（最短的产品开发周期）(最优质的产品质量）（最低廉的制造成本和最好的技术支持与售后服务）去赢得竞争。
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。
(完整版)先进制造技术习题答案
第一章制造业与先进制造技术1-1 叙述制造、制造系统、制造业、制造技术等概念，比较广义制造与狭义制造的概念。
制造：把原材料加工成适用的产品。
制造系统：制造过程及其所涉及的硬件、软件和人员组成的一个将制造资源转变为产品（含半成品）的有机整体，称为制造系统。
制造系统还有以下三方面的定义：制造系统的结构定义；制造系统的功能定义；制造系统的过程定义。
制造业：是将制造资源（物料、能源、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与利用的工业品与生活消费品的行业。
它涉及到国民经济的许多部门，是国民经济和综合国力的支柱产业。
制造技术：是完成制造活动所需的一切手段的总和，制造技术已成为一个涵盖整个生产过程、跨多个学科、高度集成的高新技术。
狭义制造是产品的机械工艺过程或机械加工过程。
广义制造与狭义制造相比，制造的概念和内涵在范围和过程两方面大大拓展。
在范围方面，制造涉及的工业领域远非局限于机械制造，而是涉及机械、电子、化工、轻工、食品、军工等国民经济的大量行业。
在过程发面，广义制造不仅指集体的工艺过程，而是指包括市场分析、产品设计、计划控制、生产工艺过程、装配检验、销售服务和管理等产品整个生命周期的全过程。
1-2 试简述制造技术的发展历程。
制造技术的发展是由社会、政治、经济等多方面因素决定的。
纵观近两百年制造业的发展历程，影响其发展最主要的因素是技术的推动及市场的牵引。
人类科学技术的每次革命，必然引起制造技术的不断发展，也推动了制造业的发展。
另一方面，随着人类的不断进步，人类的需求不断变化，因而从另一方面推动了制造业的不断发展，促进了制造技术的不断进步。
两百年来，在市场需求不断变化的驱动下，制造业的生产规模沿着“少品种大批量的规模生产——多品种小批量生产——个性化弹性批量生产；在科技高速发展的推动下，制造业的资源配置沿着“劳动密集——设备与资金密集——信息密集——知识密集”的方向发展，与之相适应，制造业的资源配置沿着“手工——机械化——单机自动化——刚性流水自动化——柔性自动化——智能自动化”的方向发展。
先进制造技术的主要内容
先进制造技术的主要内容摘要：在世界经济一体化的进程中，制造技术不断汲取、渗透和融合计算机、信息、自动化、材料、生物及现代管理等方面的成果，使传统意义上的制造技术有了质的飞跃，形成了现代先进制造技术的新体系，并使产品技术、制造、检测、管理和市场开发、销售、使用、服务乃至回收等全生命周期各个环节的活动纳入先进制造范畴，以便从整体和全局上提升制造企业对动态和不可预测市场环境的适应能力和竞争能力，实现优质、高效、低耗、敏捷和绿色制造，取得更大的社会和经济效益。
关键词：现代设计技术先进制造工艺与装备柔性自动化制造技术与装备现代制造管理技术与系统正文：先进制造技术在传统制造技术基础上不断吸收机械，电子，信息技术，材料，能源和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，乃至回收的全过程,以实现优质，高效，低耗，清洁，灵活的生产,提高对动态多变的市场的适应能力和竞争能力的制造技术总称。
也是取得理想技术经济效果的制造技术的总称。
日本率先采用新的制造技术及管理理念，使其制造业成为公认的世界之最。
20世纪80年代初期，美国一批有识之士在对美国的制造业的衰退进行了深刻反省后，提出了发展先进制造技术，以促进美国的制造业得竞争力和国民经济快速发展。
先进制造技术这一全新概念的提出，立即受到世界各国政府、企业界和学术界的高度重视，并将其称之为面向21世纪的技术。
因为先进制造技术的主要特征是强调实用性，它以提高企业综合经济效益为目的，所以被认为是提高制造业竞争能力的主要手段，对促进整个国民经济的发展有着不可估量的影响。
随着个性化与全球化市场的形成，信息、微电子、生物等高新技术在不断发展，世界制造科技四大发展趋势是绿色制造、高新技术、信息化和极端制造。
因此，目前先进制造技术的研究与实践领域主要涉及现代设计技术、先进制造工艺与装备、柔性自动化制造技术与装备、现代制造管理技术与系统等四大部分。
一、现代设计技术产品设计是制造业发展的灵魂，是产品全生命周期的前期工序，设计质量和水平直接关系到产品的功能、性能、环保性、可制造性、质量、竞争力、经济性和社会效益。
中国制造业发展面临的主要问题及对策
中国制造业发展面临的主要问题及对策摘要：本文旨在分析当前中国制造业整体发展面临的主要问题，指出中国制造业在人均劳动生产力、技术创新能力和产业组织等方面所处的明显劣势，以及形成这些问题的原因，并提出相关对策。
关键词：制造业；技术创新；建议对策。
一、当前中国制造业整体发展面临的问题。
改革开放以来，中国制造业相对于国内其他产业发展较快，成为国民经济增长的主要源泉，但目前中国制造业的发展遇到了新的挑战，发展面临着以下几个问题：1.制造业人均增加值低。
虽然中国制造业目前发展迅速，但其增加值的总量及人均占有量仍旧与制造业强国有很大距离。
联合国工业发展组织发布最新报告指出，按2000年美元的固定价格计算，2009年中国占世界制造业增加值（MVA）的15.6％，而日本占15.4％，美国仍保持19％的份额名列第一。
这三个国家的总产值占世界制造业产出的一半。
但在人均制造增加值方面，中日的差距仍然悬殊，2008年，日本人均制造增加值接近9000美元为世界最高，而中国仅约为700美元，是中国人均制造增加值的13倍，说明中国制造业的获利能力不强，制造业技术水平较低。
2.技术创新能力十分薄弱，缺乏核心技术。
缺乏自主知识产权的技术和品牌，一直是阻碍我国制造业提高发展水平，国际竞争力和比较经济效益的一个重要因素。
目前，中国多数行业的核心技术与装备基本依赖国外，大部分产品没有自主知识产权，基本停留在仿制的低层次阶段；绝大部分制造业企业技术开发能力和创新能力薄弱，缺乏技术创新的机制和优秀人才，尚未成为技术创新的主体，原创性技术和产品甚少，自主开发能力薄弱。
3.竞争优势的层次低下。
目前中国制造业大多集中在低水平层次上，增值能力有限，附加值较低，以劳动密集型产业居多，高技术产业严重不足。
在我同外贸领域取得领先竞争优势的行业80％以上均为劳动密集型产业，在高技术领域中，计算机集成制造技术、材料技术、航空航天技术、电子技术的竞争力指数均非常低，“世界制造工厂”实际上是世界低端产品及零部件的廉价供应商。
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。
先进制造技术与高端制造
先进制造技术与高端制造的结合一、先进制造技术先进制造技术(AMT)是以人为主体，以计算机技术为支柱，以提高综合效益为目的，是传统制造业不断地吸收机械、信息、材料、能源、环保等高新技术及现代系统管理技术等方面最新的成果，并将其综合应用于产品开发与设计、制造、检测、管理及售后服务的制造全过程，实现优质、高效、低耗、清洁、敏捷制造，并取得理想技术经济效果的前沿制造技术的总称。
二、高端制造“高端制造”即处于制造业价值链的高端环节，具有技术含量高、资本投入高、附加值高、信息密集度高，以及产业控制力较高、带动力较强的特点。
发展高端制造业，重点是装备制造业，制造业中的高新技术与先进管理模式基本体现在装备制造业，制造业中利润空间最大的部分也是装备制造业。
装备制造业代表着整个制造业的走向，决定着整个制造业的水平。
其中包括重型机械、船舶、飞机、发电设备、大型锅炉、冶金机械、矿山机械、专用设备等大型装备生产厂家。
三、高端制造与先进制造技术的结合由于“高端制造”处于制造业价值链的高端环节，涉及到新能源、新材料、节能环保、生物医药、信息网络都与先进制造技术存在相辅相成的关系。
例如，风机装备、核电装备、冶金设备、环保装备、电子设备都属于高端制造的范畴，而这些设备的设计和制造都离不开先进制造技术。
高端制造业的高端部分离不先进的制造技术，先进制造技术是各项工业技术、信息技术及各类新兴技术进步的前提，它的发展直接关系到各个行业的产业升级、生产能力提高。
高端制造与先进制造技术的结合要从两个方面入手：一、高端制造与先进制造主体技术群的完美结合，由于新产品开发生产费用、产品质量以及新产品上市时间与产品设计技术和工艺技术密切相关，所以新产品研发过程中可以采用一系列先进的制造技术，包括制造工程设计技术、物料处理方法和设备技术、现代制造系统管理技术和提供理论基础的支撑技术。
主要由三方面构成：(1)计算机辅助产品开发与设计。
例如计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助工程(CAE)、计算机辅助工艺设计(CAPP)、并行工程(CE)等；(2)计算机辅助制造与各种计算机集成制造系统。
先进制造技术必考题整理答案
名词解释制造业：制造业是将制造资源，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和社会使用和利用的工业产品或生活消费品的行业。
制造业是所有与制造有关的企业群体的总称。
先进制造技术：先进制造技术是以提高综合效益为目的，以人为主体，以计算机技术为支柱，综合应用系统技术、自动化技术、信息、材料与工艺技术、能源与环保等高新技术以及现代系统管理技术，研究并改造制造过程作用于产品整个寿命周期的所有适用技术的总称。
并行设计：（CD）是集成的、并行的产品设计方法，强调在产品开发的初始阶段就必须全面考虑产品生命周期中的各个阶段对产品设计的综合影响，从而实现产品全生命周期的优化设计。
模块化设计：在对产品进行市场预测、功能分析的基础上，划分并设计出一系列通用的功能模块；根据用户的要求，对这些模块进行选择和组合，就可以构成不同功能、或功能相同但性能不同、规格不同的产品。
这种设计方法称为模块化设计。
全寿命周期设计：产品的规划、设计、制造、销售、使用、维修直至报废、回收处理的全过程，进行系统的设计。
面向制造的设计DFM：是全生命周期设计的重要研究内容，也是产品设计与后继加工制造过过程并行设计的方法。
在设计阶段尽早考虑与制造有关的约束，全面评价和及时改进产品设计，可以得到综合目标较优的设计方案，并可争取产品设计合制造一次成功，以达到降低成本、提高质量、缩短产品开发周期的目的。
绿色产品：在其生命过程（设计、制造、使用和销毁过程）中，符合特定的环境保护和人类健康的要求，对生态环境无害或危害极少，资源利用率最高，能源消耗最低的产品。
消失模铸造工艺：将用泡沫塑料制作的模样浸涂耐火涂层后，直接放入可抽真空的砂箱内，填入不含粘结剂和水分的砂子，将泡沫塑料膜填埋振实，然后用塑料薄膜盖砂箱抽真空，砂子紧固成铸型。
金属液浇入铸型后，泡沫塑料模与高温金属液接触，迅速气化，所产生的气化物被及时抽走，直至金属液完全取代泡沫塑料模，冷却形成铸件。
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20世纪的三个重大科学成就 都是“以微见著”(1)
1.量子力学
1900年，普朗克依据黑体辐射实验而提出量子假说，后与玻尔、 薛定谔等人于1925年建立量子力学。解决了波粒二重性问题：在 原子尺度下，粒子的能量与波动的频率成正比，动量与波长成反 比。
2.相对论
)狭义相对论：1905年，爱因斯坦在迈克尔逊测量光速的基础上， 提出了狭义相对论，预示了原子能的巨大潜力： E=mc2 E – 能量，m – 质量，c – 光速 2)广义相对论：1915年提出广义相对论，揭示了时间、空间、物质 和运动的普遍规律。 2013-7-27 31
第四次产业革命：19731）又称为：高新技术产业革命。 2）产业革命的标志：众多高新技术产品，如微电子产 品、电脑、新一代通信产品、新一代汽车、磁悬浮 列车、新一代飞机、机器人、生物工程产品、新一 代药物、绿色食品、转基因产品等等。 3）微器件制造工艺，如拉单晶、掺杂、扩散、离子注 入、外延、溅射、化学沉积（CVD）、光刻、表面 贴装、自动化组装、进而到纳米器件制造工艺将把 2013-7-27 高新技术产业革命推向顶峰。
1
20世纪的三个重大科学成就 都是“以微见著”(2)
3.DNA（脱氧核糖核酸）双螺旋结构
1)1953年沃森和克里克发现生物大分子是由DNA组成， 其结构是双螺旋结构，遗传密码存在于DNA中（称为 基因）。 2)1973年美国的科恩和博耶演示了世界上第一例DNA分 子重组，打开了理解生命奥秘的大门，1973年成为人 类进入信息时代的标志。 3)1997年英国成功地用体细胞克隆技术培养出羊“多 莉”，第一次实现了生命的复制。
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从科学发现到技术发明
科学发现 电磁感应原理 内燃机原理 电磁波通信原 理 喷气推进原理 雷达原理 青霉素原理 铀核裂变 发现半导体 集成电路设计 思想 光纤通信原理 无线移动通信 设想 多媒体设想 新一代设计芯 2013-7-27 片 年份 1831 1862 1895 1906 1925 1928 1938 1948 1952 1966 1974 1987 90 年 代 技术发明 发电机 汽油内燃机 第一个公众广播 电台 涡轮喷气发动机 制出雷达 制出青霉素 制出原子弹 半导体收音机 第一个单片集成 电路 光纤电缆 蜂窝移动电话 多媒体电脑 新一代芯片实现 年份 1872 1883 1921 1935 1935 1943 1945 1954 1959 1970 1978 1991 90 年代 孕育过程 41 年 21 年 26 年 29 年 10 年 15 年 7 年 6 年 7 年 4 年 4 年 4 年 18 个月 （莫乐定 17 律）
制造业不是夕阳工业(1)
1.美国的教训
1)上个世纪70年代,美国不重视制造业,把制造业称为“夕阳工 业”, 结果导致美国80年代的经济衰退。 2)80年代后期，美国的一些国会议员、政府要员纷纷要求政府出 面，协调和支持制造产业的发展，1991年，布什政府期间，美 国白宫科学技术政策办公室发表了总数为22项的美国国家关键 技术，其中制造技术占4项，标志着美国科技政策的转变。 3)克林顿上台后，对制造业大力支持，他把先进制造技术列为六 大国防关键技术之首。结果美国在机械工业、汽车工业、航空 工业及信息产业等方面取得了明显的进展，使美国的经济连续 2013-7-27 8年取得了2-3%的增长率，而且还同时保持低通胀率和低失业 率。这就是克林顿虽发生丑闻而未被弹劾的主要原因。
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制造业不是夕阳工业(2)
2.日本的经验
1）在上个世纪70-80年代，日本非常重视制造业， 特别大抓了汽车制造和微电子制造，结果日 本的汽车和家用电器占领了全世界的市场， 特别是大举进入了美国市场。 2）日本的微电子芯片成为美国高技术产品的关 键元件。1991年海湾战争结束后，日本人说 美国赢得这场战争是依靠的日本的芯片，是 2013-7-27 6 “日本的芯片打败了伊拉克的钢片”。
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1999 22 23 24 扫描隧道 显微镜 掌上电脑 手机 信息高 速公路 1986 1992 90 年代初
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中国制造业的成就(1)
2001年,中国工程院的调查结论:
1）中国制造业占国民生产总值的1/3 2）占整个工业生产的4/5 3）为国家财政提供1/3以上的收入 4）贡献出口总额的90% 5）就业人员8043万
制造业不是夕阳工业(3)
3.东南亚经济危机的启示
1）1998年爆发的动南亚经济危机，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 2013-7-27 济危机的影响小一些。
面向21世纪的 先进制造系统与技术
朱剑英 教授 南京航空航天大学
2013-7-27
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目录
1.制造业与制造技术的重大意义
2013-7-27
2.以微见著 ——精密化是机械制造发展的核心 3.以综见著 ——自动化是机械制造发展的途径 4.以网见著 ——信息化是机械制造发展的急需 5.以智见著 ——智能化是机械制造发展的方向 6.制造业与制造技术的创新 7.从制造大国走向制造强国
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现代超精密机械对精度的要求
序 1 超精密机械 导弹 、飞机的惯性 导航 系统 中的气浮陀及 其马 达轴承 人造卫星仪表轴承 精度要求 尺 寸 精 度、 圆度 、 圆 柱 度 要 求达 到亚 微 米 级 Ra 达到 1 表面粗糙度 纳 米 ， 圆度 、圆 柱 度 达纳米级 Ra 表 面 粗 糙度 达纳 米 ， 平 面 度 达 0.05 微米 精 度 达 纳米 级， 若 其 陀 螺 转 子轴 线 偏 离 nm 0. 5 ,就会引起 100 米左右射程误差 精度达 100 纳米 刻 线 宽 度在 50 纳 米 以下 移 动 距 离在 纳米 级 ， 移动精度在 0. 1 纳米 33 (原子尺度)
12 2013-7-27 数控机床
美国麻省理工学院 美国特勒
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机器人 人造卫星 宇宙飞船 飞船登月 载人航 天飞机 磁悬浮列车 光纤通信 设备 芯片
1954 1957 1961 1969.7 1977 1965 1968 1971
美国戴沃尔获第一个 工业机器人专利 苏 联 苏联加加林 美国阿波罗 11 美国海斯富勒顿 日本 时速 400--500 公 里 美国 美国 Intel 公司微处理 器 4004 Intel 的奔腾III芯片, 已达 950 万晶体管/片 日本工业技术院 美国 Apple 公司推出 Newton 系列 美国 美国政府提出 National Information Infrastructure 19 ---(NII) 计划
制造业是产业革命的主力军（3）
第三次产业革命：1945-1972 1）又称为：电子（原子）革命。 2）产业革命的标志：原子弹（1945）、 电子计算机（1946）、晶体管 （1948）、集成电路、微电子技术 等。 3）微电子制造技术开创了全新的信息 2013-7-27 时代。 11
制造业是产业革命的主力军（4）
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制造业与制造技术 的重大意义
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制造业创造了人类
1）人从猿进化而来, 人猿分离, 是由于人学会双足行走和 用手制造并使用工具。 2）中国的元谋人（170万年前的南方古猿）、非洲人早 在160万年前即开始用火，石料开采和加工，形成了 原始制造业。饮食改善促进了脑的发展。200万年前 的猿人 脑容量约为700毫升，100万年前的直立人脑 容量约为1000毫升，50万年前增加到1200毫升，1929 年发现的57万年前的北京（直立）猿人为1050毫升， 而现代人的脑容量平均为1450毫升，现代人的大脑皮 层褶皱面积为 1700-2200平方厘米，是黑猩猩的3倍。 3）恩格斯指出：“直立和劳动创造了人类，而劳动是从 2013-7-27 4 制造工具开始的。”
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细微与纳米加工技术可达的水平
序 1 2 加工方法 精密电火花加工 金刚石刀具 超精切削
Ra (0.02 ~ 0.002 ) m
可达水平 约 1 微米
的 镜 面 , 可 切 削 nm 的 切 屑 1
Ra (0.01 ~ 0.002 ) m
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精密研磨、抛光 电子束刻蚀 离子束加工 紫外线光刻 LIGA 技术(光刻、 电 铸 复 合 采 用 深 同步 X 射线光刻)
制造业是产业革命的主力军（1）
第一次产业革命：1733-1878 1）又称为：蒸汽革命。 2）产业革命的标志：瓦特发明的蒸汽机。 3）英国的制造业孕育和实现了瓦特的发明 4）制造业和瓦特的发明推动了热力学理论 的诞生。
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制造业是产业革命的主力军（2）
第二次产业革命：1879-1945
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激光陀螺反光镜
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精确制导仪表零件
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计算机硬盘驱动器、光 盘、复印机的精密零件 微电子芯片刻线机 基因操作机械
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加工精度及其发展
1—车、铣 2—磨 3—CNC机床 4—研磨、工具磨 5—光学磨、金刚石车、磨 6—金刚石超精车、磨、 电解 加工 7—衍射光栅刻线机 8—电子束、离子束、X射线 9—分子束生长、离子注 10 — 扫描隧道技术
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制造业的重大意义(1)
1）在发达国家中,制造业创造了约60%的 社会财富、约 45%的国民经 济收入。 2）据统计，美国68%的社会财富来自于制 造业。 3）CIRP在1999年的报告中指出：在国家 生产力的构成中，制造技术的作用一般 占55%~65%。 4）在许多国家的科技发展计划中，先进制 2013-7-27 23 造技术都被列为优先发展的科技。