《现代制造技术》PPT课件.ppt
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1、现代制造技术现代制造技术第第1 1章章 现代制造技术导论现代制造技术导论1.1 1.1 现代制造技术的内涵及特点现代制造技术的内涵及特点1制造技术概念制造技术概念制造技术概念制造技术概念制造技术,概括说:指实现设计技术原理的方法和手制造技术,概括说:指实现设计技术原理的方法和手制造技术,概括说:指实现设计技术原理的方法和手制造技术,概括说:指实现设计技术原理的方法和手段。在产品生产中,具体指使原材料转化为产品的过程段。在产品生产中,具体指使原材料转化为产品的过程段。在产品生产中,具体指使原材料转化为产品的过程段。在产品生产中,具体指使原材料转化为产品的过程中所施行的各种中所施行的各种中所施行的
2、各种中所施行的各种手段手段手段手段的总和。的总和。的总和。的总和。运用一定的知识、技能运用一定的知识、技能运用一定的知识、技能运用一定的知识、技能操纵可以利用的物质、工具操纵可以利用的物质、工具操纵可以利用的物质、工具操纵可以利用的物质、工具采取有效的方法采取有效的方法采取有效的方法采取有效的方法 手段手段手段手段包括包括包括包括 对于制造技术的理解也有对于制造技术的理解也有对于制造技术的理解也有对于制造技术的理解也有广义广义广义广义和和和和狭义狭义狭义狭义之分。广义理解之分。广义理解之分。广义理解之分。广义理解制造技术涉及生产活动的各个方面和生产的全过程,制造制造技术涉及生产活动的各个方面和
3、生产的全过程,制造制造技术涉及生产活动的各个方面和生产的全过程,制造制造技术涉及生产活动的各个方面和生产的全过程,制造技术被认为是一个从产品概念到最终产品的集成活动。技术被认为是一个从产品概念到最终产品的集成活动。技术被认为是一个从产品概念到最终产品的集成活动。技术被认为是一个从产品概念到最终产品的集成活动。狭狭义理解为机电产品的机械制造技术。广义的概念已为越来义理解为机电产品的机械制造技术。广义的概念已为越来越多的人所接受。越多的人所接受。1.1.1 制造技术的演进制造技术的演进21.1.1 制造技术的演进制造技术的演进 1717世纪世纪世纪世纪6060年代,瓦特改进蒸汽机,标志第一次工业革
4、命兴起,工业化年代,瓦特改进蒸汽机,标志第一次工业革命兴起,工业化年代,瓦特改进蒸汽机,标志第一次工业革命兴起,工业化年代,瓦特改进蒸汽机,标志第一次工业革命兴起,工业化 大生产从此开始;大生产从此开始;大生产从此开始;大生产从此开始;1818世纪中世纪中世纪中世纪中,麦克斯韦尔建立电磁场理论麦克斯韦尔建立电磁场理论麦克斯韦尔建立电磁场理论麦克斯韦尔建立电磁场理论,开启电气化时代;开启电气化时代;开启电气化时代;开启电气化时代;1919世纪机器在英国诞生,先后传入法国、德国和美国。用机器代替手世纪机器在英国诞生,先后传入法国、德国和美国。用机器代替手 工,从作坊形成工厂;工,从作坊形成工厂;2
5、020世纪初,福特汽车生产线、泰勒世纪初,福特汽车生产线、泰勒世纪初,福特汽车生产线、泰勒世纪初,福特汽车生产线、泰勒以劳动分工和计件工资制为基础的以劳动分工和计件工资制为基础的 科学管理方法,标志着自动化时代到来(以大量生产为特征科学管理方法,标志着自动化时代到来(以大量生产为特征科学管理方法,标志着自动化时代到来(以大量生产为特征科学管理方法,标志着自动化时代到来(以大量生产为特征Mass Mass Production Production););););二战后,随着计算机、微电子技术,信息技术二战后,随着计算机、微电子技术,信息技术二战后,随着计算机、微电子技术,信息技术二战后,随着计
6、算机、微电子技术,信息技术、自动控制技术的发展自动控制技术的发展自动控制技术的发展自动控制技术的发展 及市场需求的多样性趋势,出现了中小批量生产的自动化系统,并产生及市场需求的多样性趋势,出现了中小批量生产的自动化系统,并产生及市场需求的多样性趋势,出现了中小批量生产的自动化系统,并产生及市场需求的多样性趋势,出现了中小批量生产的自动化系统,并产生 了综合自动化和许多新的制造哲理与生产模式。了综合自动化和许多新的制造哲理与生产模式。了综合自动化和许多新的制造哲理与生产模式。了综合自动化和许多新的制造哲理与生产模式。例如:例如:NCNC、FMSFMS、CAD/CAMCAD/CAM等;等;进入进入
7、进入进入2121世纪,制造技术向世纪,制造技术向世纪,制造技术向世纪,制造技术向自动化、柔性化、集成化、智能化、精密化自动化、柔性化、集成化、智能化、精密化 和清洁化和清洁化的方向发展。的方向发展。的方向发展。的方向发展。制造技术的演进制造技术的演进制造技术的演进制造技术的演进31.1.2 制造业发展的教训制造业发展的教训上个世纪上个世纪7070年代年代,美国不重视制造业美国不重视制造业,把制造业称为把制造业称为“夕阳工业夕阳工业 ”,结果导致美国结果导致美国8080年代的经济衰退。年代的经济衰退。8080年代后期,美国的一些国会议员、政府要员纷纷要求政府年代后期,美国的一些国会议员、政府要员
8、纷纷要求政府 出面协调和支持制造产业的发展,出面协调和支持制造产业的发展,19911991年布什政府期间,美年布什政府期间,美 国白宫科学技术政策办公室发表了总数为国白宫科学技术政策办公室发表了总数为2222项的美国国家关项的美国国家关 键技术,其中制造技术占键技术,其中制造技术占4 4项,标志着美国科技政策的转变。项,标志着美国科技政策的转变。克林顿上台后,对制造业大力支持,他把现代制造技术列为克林顿上台后,对制造业大力支持,他把现代制造技术列为 六大国防关键技术之首。结果美国在机械工业、汽车工业、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,
9、使美国的经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 济连续济连续8 8年取得了年取得了2-3%2-3%的增长率,而且还同时保持低通胀率和的增长率,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。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。美国的教训美国的教训美国的教训美国的教训41.1.2 制造业发展的教训制造业发展的教训 在在上上个个世世纪纪70-8070-80年年代代,日日本本非非常常重重视视制制造造业业,特特别别大大抓抓了了汽汽车车制制造造和和微微电电子子制制造造,结结果果日日本本的的汽汽车车和和家家用用电电器器占占领领了了全全世世界
10、的市场,特别是大举进入了美国市场。界的市场,特别是大举进入了美国市场。日日本本的的微微电电子子芯芯片片成成为为美美国国高高技技术术产产品品的的关关键键元元件件。19911991年年海海湾湾战战争争结结束束后后,日日本本人人说说美美国国赢赢得得这这场场战战争争依依靠靠的的是是日日本本的的芯片,是芯片,是“日本的芯片打败了伊拉克的钢片日本的芯片打败了伊拉克的钢片”。日本的经验日本的经验日本的经验日本的经验51.1.2 制造业发展的教训制造业发展的教训19981998年年爆爆发发的的东东南南亚亚经经济济危危机机,从从另另一一个个侧侧面面反反映映了了一一个个国国家家发发展展制制造造业业的的重重要要。一
11、一个个国国家家,如如果果把把经经济济的的基基础础放放在在股股票票、旅旅游游、金金融融、房房地地产产、服服务务业业上上,而而无无自自己己的的制制造造业业,这这个个国国家家的的经经济济就就容容易易形形成成泡泡沫沫经经济济,一一有有风风吹吹草草动动就就会会产产生经济危机。生经济危机。新新加加坡坡、台台湾湾都都有有自自己己的的制制造造业业,因因此此受受经经济济危危机机的的影影响响小小一些。一些。东南亚经济危机的启示东南亚经济危机的启示东南亚经济危机的启示东南亚经济危机的启示61.1.2 制造业发展的教训制造业发展的教训 瑞士依靠什么使人均产值居世界第一?瑞士依靠什么使人均产值居世界第一?瑞瑞士士是是一
12、一个个仅仅700700万万人人口口的的小小国国,但但瑞瑞士士的的制制造造业业十十分分发发达达,瑞瑞士士的的精精密密机机械械产产品品的的出出口口量量是是我我国国的的8 8倍倍,瑞瑞士士的的手手表表世世界界第第一,连小小的军刀,也风靡全世界。一,连小小的军刀,也风靡全世界。瑞士的年人均国民生产总值达到瑞士的年人均国民生产总值达到4.34.3万美元以上万美元以上,居世界第一。居世界第一。71.1.3 制造业在国民经济中的地位制造业在国民经济中的地位 国国国国民民民民经经经经济济济济的的的的支支支支柱柱柱柱产产产产业业业业,国国国国民民民民经经经经济济济济总总总总收收收收入入入入的的的的60%以以以以
13、上上上上来来来来自自自自制制制制造造造造业业业业,世世世世界界界界发发发发达达达达国国国国家家家家无无无无不不不不具具具具有有有有强强强强大大大大的的的的制制制制造造造造业业业业。机机机机械械械械制制制制造造造造业是制造业的基础业是制造业的基础业是制造业的基础业是制造业的基础,是重中之重。是重中之重。是重中之重。是重中之重。美美美美国国国国:约约约约1/1/4 4人人人人口口口口直直直直接接接接从从从从事事事事制制制制造造造造业业业业,其其其其余余余余人人人人口口口口中中中中又又又又有有有有约约约约半半半半数人所做工作与制造业有关。数人所做工作与制造业有关。数人所做工作与制造业有关。数人所做工
14、作与制造业有关。日日日日本本本本由由由由于于于于重重重重视视视视制制制制造造造造业业业业,二二二二次次次次大大大大战战战战后后后后3030年年年年时时时时间间间间,发发发发展展展展成成成成为为为为世界经济强国。世界经济强国。世界经济强国。世界经济强国。与此相反,美国在一段相当长时间内忽视了制造技术的与此相反,美国在一段相当长时间内忽视了制造技术的与此相反,美国在一段相当长时间内忽视了制造技术的与此相反,美国在一段相当长时间内忽视了制造技术的发展,结果导致经济衰退,竞争力下降,出现了家电、汽发展,结果导致经济衰退,竞争力下降,出现了家电、汽发展,结果导致经济衰退,竞争力下降,出现了家电、汽发展,
15、结果导致经济衰退,竞争力下降,出现了家电、汽车等行业不敌日本的局面。直至上世纪车等行业不敌日本的局面。直至上世纪车等行业不敌日本的局面。直至上世纪车等行业不敌日本的局面。直至上世纪80808080年代初,美国才年代初,美国才年代初,美国才年代初,美国才开始清醒,重新关注制造业的发展,至开始清醒,重新关注制造业的发展,至开始清醒,重新关注制造业的发展,至开始清醒,重新关注制造业的发展,至1994199419941994年美国汽车产年美国汽车产年美国汽车产年美国汽车产量重新超过日本。量重新超过日本。量重新超过日本。量重新超过日本。81.2.3 制造业在国民经济中的地位制造业在国民经济中的地位 纺织
16、机械动力机械动力机械家用电器家用电器通讯设备通讯设备出版印刷出版印刷网络媒体网络媒体文化娱乐文化娱乐冶金机械冶金机械建筑机械建筑机械交通工具交通工具环保设备环保设备军事装备军事装备医疗设备医疗设备机器制造机器制造农业机械农业机械化工设备化工设备制制 造造 业业 下下下下图显示了当今制造业的社会功能。图显示了当今制造业的社会功能。91.1.4 我国制造业面临的机遇和挑战我国制造业面临的机遇和挑战我国制造业的现状我国制造业的现状我国制造业的现状我国制造业的现状 改革开放以来中国制造业改革开放以来中国制造业发展迅速,成绩瞩目发展迅速,成绩瞩目发展迅速,成绩瞩目发展迅速,成绩瞩目:(1 1)引进国外先
17、进技术)引进国外先进技术50005000多项。近几年发展的新产品,多项。近几年发展的新产品,50%50%达到或接达到或接 近世界先进水平。近世界先进水平。(2 2)一些重要产品的年生产能力已跃居世界前列,如汽车年产)一些重要产品的年生产能力已跃居世界前列,如汽车年产10001000万辆万辆 以上,数控机床年产以上,数控机床年产1515万台以上。万台以上。(3 3)我国已成为世界最大的服装纺织品出口国;与日本、马来西亚和韩)我国已成为世界最大的服装纺织品出口国;与日本、马来西亚和韩 国并称世界消费类电子产品四大生产国。国并称世界消费类电子产品四大生产国。(4 4)成功开发生产了多种运输机和新舟)
18、成功开发生产了多种运输机和新舟6060、AR21AR21等支线飞机,大飞机研等支线飞机,大飞机研 发正在进行;神州七号发射后,中国载人航天将转向第三部战略计发正在进行;神州七号发射后,中国载人航天将转向第三部战略计 划:发射自己的空间站。划:发射自己的空间站。(5 5)一些新产品的技术水平已达世界领先或先进水平,如沈阳机床集团)一些新产品的技术水平已达世界领先或先进水平,如沈阳机床集团 的电主轴高速卧式加工中,沈阳变压器厂的的电主轴高速卧式加工中,沈阳变压器厂的5050万伏超高压变压器,万伏超高压变压器,黎明航发集团的中国第一台拥有完全知识产权的航空发动机、燃气黎明航发集团的中国第一台拥有完全
19、知识产权的航空发动机、燃气 轮机,沈阳新松机器人自动化有限公司的轮机,沈阳新松机器人自动化有限公司的60006000米水下机器人,清华米水下机器人,清华 大学制造工程研究所研制开发的并联构型机床等产品。大学制造工程研究所研制开发的并联构型机床等产品。101.1.4 我国制造业面临的机遇和挑战我国制造业面临的机遇和挑战我国制造业与世界发达国家的差距我国制造业与世界发达国家的差距我国制造业与世界发达国家的差距我国制造业与世界发达国家的差距(1)1)1)1)总体规模仍然偏小,仅为美国的总体规模仍然偏小,仅为美国的总体规模仍然偏小,仅为美国的总体规模仍然偏小,仅为美国的1/51/51/51/5、日本的
20、、日本的、日本的、日本的1/41/41/41/4。(2)2)2)2)制造业的人均劳动生产率低,仅为美国的制造业的人均劳动生产率低,仅为美国的制造业的人均劳动生产率低,仅为美国的制造业的人均劳动生产率低,仅为美国的1/251/251/251/25、日本、日本、日本、日本 的的的的1/261/261/261/26、德国的、德国的、德国的、德国的1/201/201/201/20。(3)3)3)3)产业结构不合理,产品低端、利润微薄。表现在:产业结构不合理,产品低端、利润微薄。表现在:1 1)我国装备制造业占整个制造业的比重不到)我国装备制造业占整个制造业的比重不到3030,比发达,比发达 国家的平均
21、水平低以上,远低于美国的国家的平均水平低以上,远低于美国的41.941.9、日、日 本的本的43.643.6、德国的、德国的46.446.4。2 2)我国装备制造业至今依然处于国际产业链的低端,装备我国装备制造业至今依然处于国际产业链的低端,装备 制造业出口商品的制造业出口商品的80809090是贴牌加工。是贴牌加工。3 3)在成套设备生产中缺乏具有系统设计、系统成套等能力)在成套设备生产中缺乏具有系统设计、系统成套等能力 的制造企业,导致我国仅具备生产设备的部分零件能的制造企业,导致我国仅具备生产设备的部分零件能 力,使得企业在装备制造业只能赚力,使得企业在装备制造业只能赚“小头小头”。11
22、1.1.4 我国制造业面临的机遇和挑战我国制造业面临的机遇和挑战我国制造业与世界发达国家的差距(续)我国制造业与世界发达国家的差距(续)我国制造业与世界发达国家的差距(续)我国制造业与世界发达国家的差距(续)(4)4)4)4)技术创新能力和自主开发能力薄弱,突出表现为:技术创新能力和自主开发能力薄弱,突出表现为:技术创新能力和自主开发能力薄弱,突出表现为:技术创新能力和自主开发能力薄弱,突出表现为:1 1 1 1)进口的)进口的)进口的)进口的各种基础设备价值大致占我国进口总值的各种基础设备价值大致占我国进口总值的5050,其中光纤制造设备的其中光纤制造设备的100100,发电设备的,发电设备
23、的9090,集成电,集成电 路芯片制造设备的路芯片制造设备的8585,石油化工设备的,石油化工设备的8080,轿车工,轿车工 业设备、数控机床、纺织机械、胶印设备的业设备、数控机床、纺织机械、胶印设备的7070来自于来自于 进口产品。在大型飞机、大型医疗等领域,我国主要靠进口产品。在大型飞机、大型医疗等领域,我国主要靠 全盘进口。全盘进口。2 2 2 2)产品开发周期较长,企业对市场的快速反应能力差。我)产品开发周期较长,企业对市场的快速反应能力差。我)产品开发周期较长,企业对市场的快速反应能力差。我)产品开发周期较长,企业对市场的快速反应能力差。我 国机械新产品的平均开发周期为国机械新产品的
24、平均开发周期为国机械新产品的平均开发周期为国机械新产品的平均开发周期为18181818个月,而美国新产品个月,而美国新产品个月,而美国新产品个月,而美国新产品 设计周期为设计周期为设计周期为设计周期为3 3 3 3个星期个星期个星期个星期,试制周期,试制周期,试制周期,试制周期3 3 3 3个月。个月。个月。个月。3 3 3 3)先进制造技术在国内尚处于初级开发阶段,普及率较低,)先进制造技术在国内尚处于初级开发阶段,普及率较低,)先进制造技术在国内尚处于初级开发阶段,普及率较低,)先进制造技术在国内尚处于初级开发阶段,普及率较低,与发达国家存在着阶段性差距。与发达国家存在着阶段性差距。与发达
25、国家存在着阶段性差距。与发达国家存在着阶段性差距。中国是制造业大国中国是制造业大国-但不是制造业强国但不是制造业强国121.1.4 我国制造业面临的机遇和挑战我国制造业面临的机遇和挑战 困困困困难难难难:技技技技术术术术上上上上落落落落后后后后,资资资资金金金金不不不不足足足足,资资资资源源源源短短短短缺缺缺缺,管管管管理理理理体体体体制制制制、周边环境还存在诸多问题(地方保护,信用危机周边环境还存在诸多问题(地方保护,信用危机周边环境还存在诸多问题(地方保护,信用危机周边环境还存在诸多问题(地方保护,信用危机)机机机机遇遇遇遇:中中中中国国国国已已已已加加加加入入入入WTOWTO;制制制制造
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