《先进制造技术》教案 第1课 绪论.docx

教案课时分配表章序课程内容课时备注1绪论22现代设计技术83先进制造工艺技术（一）84先进制造工艺技术（二）85制造自动化技术86现代生产管理技术67先进制造模式8酎48课题第一课绪论课时2课时(90min)教学目标知识技能目标：(I)简要了解制造业的定义和分类(2)了解先进制造技术的内涵和特点(3)熟悉先进制造技术的体系结构和分类(4)初步了解先进制造技术的关键技术(5)了解先进制造技术的发展趋势素质目标：培养作为一名机械专业技术人员必须具备的刻苦专研和锲而不舍的学习精神，严谨的科学态度和积极向上的价值观，为未来的专业深造和工作奠定坚实的基础教学重难点教学重点：制造业的定义和分类，先进制造技术的内涵和特点，先进制造技术的体系结构和分类，先进制造技术的关键技术教学难点：对先进制造技术的现状和发展趋势形成初步的认识教学方法案例分析法、问答法、讨论法、讲授法教学用具电脑、投影仪、多媒体课件、教材教学过程主要教学内容及步骤考勤【教师】使用APP进行签到【学生】按照老师要求签到新课预热【教师】自我介绍，与学生简单互动，介绍课程内容、考核标准等【学生】聆听、互动【教师】讲一些先进制造技术的案例【学生】聆听、记录、理解问迤导入【教师】提出以下问题：你知道什么是先进制造技术吗？我们为什么要学习先进制毂术这本课程？【学生】聆听、思考、举手回答传授新知【教师】通过大家的发言，引入新的知识点，讲解先进制造技术及其主要特点，先进制造技术的体系结构及分类，先进制造技术的应用及发展趋势等知识1.1 先进制造技术及其主要特点1.1.1 制造与制造业制造是指利用制造资源(设计方法、工艺、设备和人力等)将材料“转变”为最终物品的过程，是涉及制造工业中产品设计、物料选择、生产计划、生产过程、质量保证、经营管理、市场销售和服务等一系列相关活动和工作的总称。按其是否连续，制造可分为连续制造(如化工产品的制造)和离散制造(如家电产品的制造)；按行业不同，制造可分为机械制造、食品制造、化工制造、IT产品制造等。制造业是茴各可用资源(包括能源)通过制造过程，转化为可供人们使用和利用的ZDlk品或生尚肖费品的产业。它涉及国民经济的许多行业，如机械、电子、化工、食品、军工等0我国制造业大致可分为三块：第一块是轻工业、纺织工业和日用品制造；第二块主要是资源加工，包括石油化工，橡胶，非金属、金属加工等；第三块是机械、电子【教师】利用多媒体展示“我国制造业分类”图表，并进行讲解根据国际通行的产业分类原则和我国的具体国情，2011年中国国家统计局公布的国民经济行业分类将我国制造业划分为31个行业。这只是大的行业分类，制造业小的行业类别有300多个,如果再细分的话,制造业包括的细小行业超过IOoO个。表1-1我国制造业分类编号行业名称编号行业名称编号行业名称01农副食品加工业12文教、工美、体育和娱乐用品制造业23专用设备制造业02食品制造业13石油加工、炼焦和斗加:DIk24汽车制造业03酒、饮料和精制茶制造业14化学原料和化学制品制造业25铁路、船舶、航空航天和其他运输设备制造业04烟草制品业15医药制造业26电气机械和器材制造业05纺织业16偿纤维制IMk27计算机、通信和其他电子设备制造业06纺缴艮装、服饰业17橡胶和塑料制品业28仪器仪表制造业07皮革、毛皮、羽毛及其制品和制鞋业18非金属矿物制品业29其他制造业08木材加工和木、竹、藤、棕、草制品业19黑色金属冶炼和压延加W30废弃资源综合利用业09家具制造业20有色金属冶炼和压延加工业31金属制品、机械和设备修理业10造纸和纸制品业21金属制品业11印刷和记录媒介复制业22通用设备制造业按生产驱动方式不同，制造业可大致分为MTS（MaketoSlock,面向库存生产），MTO（MaketoOrder,面向订单生产），ATO（AssembletoOrder,面向订单装配），ETO（EngineertoOrder,根据订单设计）.按生产批量不同，制造业可分为单品种小批量生产和大量重复生产。按生产形态不同，制造业可分为离散生产和连续生产。中国经济于20世纪70年代末开始起飞，一直以建立强大的并且能够给为数众多的农业人口提供就业的工业部门为主要经济发展战略。目前，中国的GDP排名已经上升到世界第二，其中制造业贡献过半。【教师】利用多媒体展示“中国过去46年（1966-2011）制造业增加值的年增长率”图片，并进行讲解该图显示，中国制造业增加值的年增长率自改革开放至今，从未出现过负增长，波动性也较过去明显减弱。2000年后表现更加稳定，年增长率始终稳定在8.6%到16.6%的狭窄区间内。2010年和2011年，中国制造业增加值的年增长率都在9%左右。目前，虽然中国在制造业贸易中占有一定的优势地位，但是中国制造业占全球制造业的份额仅为5%左右，并且以劳动密集型的加工、组装为主，在产业结构与市场集中度、核心技术与国际竞争力、占全球的比重与地位等方面，与先进的工业国家相比差距很大，发展道路还很漫长。1.1.2 先进制造技术的定义20世纪80年代，美国政府为扭转其在国际竞争中逐渐处于劣势的局面，批准了由联邦科学、工程和技术协调委员会主持实施的先进制造技术（AdvancedManufacturingTechnology,简称AMT）计划。随后，日本和欧洲各国纷纷先进制造技术是在传统制造技术的基础上不断吸收机械、电子、信息(计算机与通信、控制理论、人工智能等)、能源及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、萱理、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，提高对动态多变的产品市场的适应能力和竞争能力，并取得理想经济效果的技术总称。具体地说，先进制造技术就是集机械工程技术、电子技术、自动化技术、信息技术等多种技术为一体所产生的技术、设备和系统的总称，主要包括计算机辅助设计、计算机辅助制造、集成制造系统等。1.1.3 先进制造技术的特点与传统制造技术相比，先进制造技术有以下特点。(1)系统性传统制造技术一般只能驾驭生产过程中的物质流和能量流；而先进制造技术由于引入了计算机技术、信息技术、传感技术、自动化技术和先进管理技术等，并与传统制造技术相结合，已成为了一个能够驾驭生产过程中的物质流、信息流能量流的系统工程技术。例如，柔性制造系统(FMS)和准时生产(JIT)就是先进制造技术全过程控制物质流、信息流和能量流的应用典型。(2)集成性传统制造技术的学科专业单一、独立、界限分明；而先进制造技术由于各专业、学科间不断交叉、渗透、融合，其界限逐渐淡化甚至消失，技术趋于系统化、集成化，已经发展成为集机械、电子、信息、材料和管理技术为一体的新兴交叉学科一制造系统工程。(3)广泛性传统制造技术一般单指加工制造过程的工艺方法；而先进制造技术则贯穿了从产品设计、加工制造到产品销售及用户服务的整个过程，成为“市场一产品设计开发一加工制造一市场”的大系统。(4)高精度现代制造对产品、零件的要求越来越高，例如，在飞机、潜艇等军事设施中使用的精密陀螺仪、大型的天文望远镜及大规模集成电路的硅片等高新技术产品都需要超精密加工技术的支持。这些需求促使激光加工、电子束加工、离子束加工、纳米制造、微机械制造等新方法迅速发展。(5)实用性先进制造技术是针对某一具体的工业应用需求而发展起来的先进、实用技术，有着明确的需求导向。先进制造技术不以追求技术的高新度为目的，而注重产生最好的实践效果，从而促进国家经济的快速增长和企业综合竞争力的提高。1.2先进制造技术的体系结构及分类1.2.1 先进制造技术的体系结构先进制造技术是一个多学科的体系，其自身具有复杂的体系结构，因此，对先进制造技术体系结构的认识也不统一。目前，对于先进制造技术的体系结构的认识主要有以下两种观点。1 .AMST多层次先进制造技术体系【教师】利用多媒体展示“AMST多层次先进制造技术体系”图片,并进行讲解美国机械科学研究院(AMST)提出，先进制造技术是一个多层次的技术群,从内层向外层依次为基础制造技术、新型单元技术、集成技术，下面将分别论述。(1)基础制造技术第一层次是优质、高效、低耗、清洁的基础制造技术。铸造、锻压、焊接、热处理、表面保护、机械加工等基础工艺至今仍是生产中大量采用、经济适用的技术，这些基础工艺经过优化而形成的基础制造技术是先进制造技术的核心及重要组成部分。基础制造技术主要包括精密下料、精密成型、精密加工、精密测量、毛坯强韧化、无氧化热处理、气体保护焊、埋弧焊及功能性防护涂层等。(2)新型单元技术第二个层次是新型的先进制造单元技术。它是在市场需求及新兴产业的带动下，制造技术与电子、信息、新材料、新能源、环境科学、系统工程、现代管理等高新技术结合而形成的崭新的制造技术，如先进技术基础、极限加工技术、工艺模拟与设计优化技术、制造业自动化单元技术、新材料成型与加工技术、激光等特种加工技术、质量与可靠性技术、系统管理技术、清洁生产技术等.(3)集成技术第三个层次是先进制造集成技术。它是应用信息、计算机和系统管理技术对上述两个层次的技术或系统集成而形成的先进制造技术的高级阶段，如FMS,CIMS(计算机集成制造系统)，IMS(集成制造系统)等。2 .FCCSET先进制造技术体系【教师】利用多媒体展示“FCCSET先进制造技术体系结构”图片，并进行讲解美国联邦科学、工程和技术协调委员会将先进制造技术分为三个技术群，即主体技术群、支撑技术群和管理技术群。国内学者在此基础上进行了改进和充实，将其分为三大主体技术群和一个支撑技术群。【教师】利用多媒体展示“先进制造技术体系结构”图片，并进行讲解(1)现代制造工程设计技术群现代制造工程设计技术群包括所有与产品和工艺设计有关的技术，如CAX技术、DFX技术、可靠性设计、动态设计、疲劳设计、智能优化设计、反求工程、系统建模与仿真、系统集成、并行设计、快速原型制造等。(2)制造系统管理技术群制造系统管理技术群包括与企业管理有关的各种技术，强调信息集成，企业生产模式的创新，人、技术和管理的集成等，如成组技术、全面质量管理、制造资源计划、准时生产、计算机集成制造、并行工程、精益生产、敏捷制造等。(3)物料处理和设备技术群物料处理和设备技术群是研究物料处理过程和与物流直接相关的各项技术，如材料生产工艺及设备、加工工艺及设备、少无切削加工、精密工程技术、超高速加工技术、特种加工技术、加工设备及其监控、质量控制技术等。(4)支撑技术群支撑技术群是制造工程科学的理论基础，是三大主体技术群赖以生存并不断取得进步的相关技术，包括计算机技术、微电子技术、信息技术、自动化技术、系统工程、管理科学、材料科学等。1.2.2先进制造技术的分类根据先进制造技术的功能和研究对象，本教材将先进制造技术归纳为以下几个大类。它们横跨多个学科，并组成一个有机整体。1.现代设计技术现代设计技术是根据产品功能要求，应用现代技术和科学知识，制定方案并使方案付诸实施的技术。它是一门多学科、多专业相互交叉的综合性很强的基础技术，其重要性在于使产品设计建立在科学的基础上，促使产品由低级向高级转化，促进产品功能不断完善，产品质量不断提高。现代设计技术包含的内容如下。(I)现代设计方法现代设计方法包括模块化设计、系统化设计、价值工程、模糊设计、面向对象的设计、反求工程、并行设计、绿色设计、工业设计等。(2)产品可信性设计产品的可信性是产品质量的重要内涵，是产品的可用性、可靠性和维修保障性的综合。可信性设计包括可靠性设计、安全性设计、动态分析与设计、防断裂设计、防疲劳设计、耐环境设计、健坡计、维修设计和维修保障设计等。(3)设计自动化技术设计自动化技术是指用计算机软硬件工具辅助完成设计任务和过程的技术，它包括产品的造型设计、工艺设计、工程图生成、有限元分析、优化设计、模拟仿真、虚拟设计、工程数据库等内容。:DIk设计技术是指开展机械产品色彩设计和中国民族特色与世界流派相结合的造型设计技术。广义的工业设计是指为了达到某一特定目的，从构思到建立一个切实可行的实施方案，并且用明确手段表示出来的一系列行为，它包括了一切使用现代化手段进行生产和服务的设计过程.狭义的工业设计单指产品设计，其核心是使产品对使用者的身心具有良好的亲和性与匹配性。2 .先进制造工艺先进制造工艺是先进制造技术的核心和基础,是使各种原材料、半成品成为产品的方法和过程。先进制造工艺包括高效粉度切削加工工艺，高效精密成型技术，特种加工技术，表面改性、制膜和涂层技术等。（1）高效高精度切削加工工艺高效高精度切削加工工艺包括精密和超精密加工、高速切削和磨削、复杂形面的数控加工、游离磨粒的高效加工等。（2）高效精密成型技术高效精密成型技术是生产局部或全部无余量或少余量半成品的工艺方法的统称，它包括精密凝聚成型技术、精密塑性加工技术、粉末材料构件加工技术、精密焊接技术及复合成型技术等。它可使成型的制品达到或接近成品形状的尺寸，从而实现提高质量、缩短制造周期和降彳氐成本的目的，其发展方向是精密化、高效化、强韧化和轻量化。（3）特种加工技术特种加工技术是指那些不属于常规加工范畴的加工工艺，如高能束流（电子束、离子束、激光束）加工、电加工（电蹄口电火花加工）、超声波加工、高压水射流加工、多种能源的组合加工、纳米技术及微细加工等。由于其具有的独特性能，特种加工技术在机械、电子、化工、轻工、航空、建筑、国防等行业，以及材料、能源和信息等领域得到了广泛的应用。（4）表面改性、制膜和涂层技术表面改性、制月期口涂层技术是采用物理、化学、金属学、高分子化学、电学、光学和机械学等技术及其组合对产品表面进行改性、制膜和涂层，赋予产品表面耐磨、耐蚀、耐（隔）热、抗疲劳、耐辐射以及光、热、磁、电等特殊功能，从而达到提高产品质量、延长使用寿命、赋予产品新性能的新技术的统称，是表面工程的重要组成部分，包括化学镀、非晶态合金技术、节能表面涂装技术、表面强化处理技术、热喷涂技术、激光表面熔覆处理技术、等离子化学气相添时支术等。3 .加工自动化技术加工自动化技术是用机电设备工具取代或放大人的体力，甚至取代和延伸人的部分智力，自动完成特定的作业，包括物料的存储、运输、加工、装配和检验等各个生产环节的自动化。加工过程自动化涉及数控技术、工业机器人技术、柔性制造技术、传感技术、自动检测技术、信号处理和识别技术等内容。其目的在于减轻操作者的劳动强度，提高生产效率，减少在制品数量，减少能源消耗及解牲产成本。4 .先进生产制造模式先进生产制造模式包括计算机集成制造（CIMS）、并行工程（CE）.敏捷制造（AM）x智能制造（IM）、精益生产（LP）等先进的生产组织管理模式和控制方法,它是面向企业生产全过程，将先进的信息技术与生产技术相结合的一种新思想和新模式，其功能薄盖企业的生产预测、产品设计开发、加工装配、信息与资源管理直至产品营销和售后服务的各项生产活动，是制造业综合化自动化的新模式。5 .现代生产管理技术现代生产管理技术是指制造型企业在从市场开发、产品设计、生产制造、质量控制到销售服务等一系列的生产经营活动中，为了使制造资源（材料、设备、能源、技术、信息以及人力资源）得到总体配置优化和充分利用，使企业的综合效益（质量、成本、交货期）得到提高而采取的各种计划、组织、控制及协调的方法和技术的总称。它是先进制造技术体系中的重要组成部分，对企业最终效益的提高起着重要作用。现代管理技术包括工程管理、质量管理、信息管理，以及先进制造技术集成化管理等。6 .2.3先进制造技术的关键技术你知道目前先进制造技术有哪些关键技术吗？【学生】聆听、思考、举手回答【教师】总结学生的回答，并讲解新知(I)集成化技术过去的制造系统中仅强调信息的集成，这是不够的。现在更强调技术、人和管理的集成，开发制造系统时强调“多集成”的概念，即包括信息集成、智能集成、串并行工作机制集成、资源集成、过程集成及人员集成。(2)智能化技术应用人工智能技术实现产品生命周期及生产过程各个环节的智能化，并实现人与制造系统的融合及人智能的充分发挥。(3)虚拟制造技术虚拟制造技术以虚拟现实技术、多媒体技术及计算机仿真技术为基础，是实际制造在虚拟环境下的映射，即在虚拟条件下模拟产品设计、产品制造、产品测试、产品营销的全过程，并对有关技术数据和性能指标作出预测和评价，从而增强各级决策和控制能力，达到缩短产品开发周期、优化制造的目的。(4)人.机.环境一体化技术人-机-环境一体化技术将人、机器和环境作为一个系统来研究，以发挥系统的最佳效益。其研究的重点是：人机环境的体系结构及集成技术、人在系统中的作用及发挥、人机柔性交互技术、人机智能接口技术、清洁制造等。这些关键技术体现了先进制造技术对CAD/CAM集成发展的引导方向.(5)多学科、多功能综合产品开发技术机电产品的开发要进行多目标、全性能的优化设计，以实现机电产品动静特性、效率、精度、使用寿命、可靠性、制造成本与制造周期的最佳组合.其开发设计不仅涉及机械科学的理论与知识，而且还涉及电磁学、光学、控制理论等学科。(6)网络技术网络技术包括硬件及软件的实现、各种通信协议及制造自动化协议、信息通信接口、系统操作控制策略等，是实现各种制造系统自动化的基础。(7)纳米制造技术纳米技术是加工精度或尺寸为O.1100nm数量级的技术。纳米制造是纳米技术与制造技术相融合的产物，它包括超精加工、精密加工、超微细加工和微细加工，具有广阔的应用前景。例如，将由此技术制成的微机器人注入人体血管，可以进行健康检直或疏通脑血管栓塞、消除心脏动脉脂肪沉积物等。(8)绿色制造技术绿色制造是一个综合考虑环境影响和资源消耗的现代制造模式，其目标是使产品在从设计、制造、包装、运输、使用到报废的整个生命周期中，对环境的负面影响极小，资源利用率极高，并协调优化企业的经济效益和社会效益。1.3先进制造技术的应用及发展趋势1.3.1 先进制造技术在机械制造中的应用在机械制造的整个过程中，无论是产品的设计开发，还是产品的生产制造或经营管理，都能充分利用先进制造技术，使其技术理论得以具体应用和实现,从而推动机械制造业的迅猛发展；同时，在机械生产的过程中还会不断涌现各种新工艺、新技术，它们反过来会丰富和发展先进制造技术的理论。(1)企业生产方式发生了重大变革由于先进制造技术的应用，现代机械制造企业逐步改变了传统观念，在生产组织方式上发生了如下转变：从传统的顺序工作方式向并行工作方式转变；从金字塔式的多层次生产管理结构向扁平的网络结构转变；从按功能划分部门的固定形态向动态、自主管理的小组工作组织形式转变；从质量第一的竞争策略向快速响应市场的竞争策略转变；从以技术为中心向以人为中心转变。(2 )在产品的设计开发中应用了现代设计技术在机械制造过程中，机械产品的设计、开发已应用了现代设计的思想和方法。从设计内容上来说，传统的机械产品设计将设计过程分为方案设计、技术设计和工艺设计，设计内容过于狭窄；而现代设计的内容包括产品的规划、制造、检验、营销、维护、报废和回收等.从设计方法上来说，传统设计往往是依靠经验的累积、单一的知识、落后的工具来进行的；而现代设计以计算机辅助设计为主体，以多种学科及技术为手段，实现设计过程的并行化、最优化、精确化。先进制造技术中的绿色设计、并行工程、计算机辅助设计、可靠性设计、模糊设计及虚拟技术等现代方法和技术，从根本上改变了传统设计的思想和方法。(3)在产品的制造过程中涌现出大量的新工艺、新技术机械制造工艺是将原材料、半成品加工成机械产品的方法和过程，是整个机械制造过程的主要部分。在这个过程中，由于先进制造技术的渗透，结合生产实际的需要，已涌现出了大量的新工艺、新技术。近几年，在毛坯制造方面，出现了钢液精炼与保护成套技术、高效金属型铸造工艺及设备、新型焊接电源及控制技术、激光焊接与切割技术等高新技术；在机械加工方面，出现了精密加工及超精密加工技术、高速切削与高速磨削技术、难加工材料的切削技术、复杂形面的数控加工技术等；在热处理方面，出现了工业机器人、真空热处理、激光表面合金化等先进技术；在自动化方面，已广泛应用机床数控技术、自动检测及信号识别技术等。这些应用技术不仅满足了机械制造本身的需要，同时也支撑了先进制造技术的体系。1.3.2 先进制造技术的发展概况【教师】提出问题：你了解当前世界先进制造技术的发展状况吗？【学生】聆听、思考、举手回答【教师】总结学生的回答，并讲解新知先进制造技术作为一门高新技术，其产生不仅仅是科学技术的发展结果，同时也是人类文明和历史发展的必然结果。目前，世界各国都已经认识到了先进制造技术的重要性。为了提高本国的竞争力和振兴国家经济，先进制造技术都被放在了战略的高度。制造业是一个国家经济发展的基石，也是增强国家竞争力的重要手段。世界上不同国家和地区的制造业发展历程也不相同，如美国、欧盟、日本、韩国和中国等，其先进制造都经历了各自不同的发展之路。(1)美国美国是世界上的超级大国,同时也是制造业的头号强国。然而在20世纪70到80年代，美国在，,第三次浪潮'的影响下，将制造业视为“夕阳产业”，而热衷于把科研的重点放在高新技术和军用技术上，注重发明的数量、获得诺贝尔奖的多少，轻视科研成果在民用方面的转化与应用。这使得美国陷入经济衰退的困境，其制造业的世界领先地位已被动摇.到20世纪8()年代末，美国政府逐渐意识到面临的危机，认识到制造业是创造财富、提供就业机会和促进创新的重要生产部门。为了加强其制造业的竞争能力，重新树立美国制造业在世界范围内的领导地位，美国人开始把雄心勃勃的“星球大战.'计划转移到发展先进制造技术的应用和推广上来。通过一系列的举措，美国依然是世界上的制造大国和强国。目前，制造业在美国经济社会发展中仍占有重要地位，其主要表现为：制造业在国内生产总值中占的比重较大，对其他行业也有较大的推动作用，如销售业和服务业等；美国制造业的全球化程度远高于其他行业，其出口产品中，计算机电子设备、化工产品、机械、汽车和飞机等占一半以上。(2)欧盟欧盟各国的制造业强烈地感受到来自美国和日本的压力，并清楚地认识到：如果欧盟各国保持各自分散的市场，就无法同美日相抗衡。正如德国前总理科尔所说：“毋可一个欧洲国家都不可能仅靠自身力量有效地对付美国和日本的技术挑战，欧洲只有把财力和人力集中起来，才能保持自己在未来世界上的经济地位二为此，欧盟各国政府与企业界共同制定了一系列的发展计划。尤里卡计划（EuREKA）：1988年，在该项计划中，欧共体用5亿美元自主设计了16个欧洲国家60（）家公司的165个合作性高科技研究开发项目。欧洲信息技术研究发展战略计划（ESPRIT）:该计划将CIM中信息集成技术的研究列为五大重点项目之一，重点抓好CIM的设计原理、工厂自动化所需的先进微电子系统以及实时显示系统进行生产管理的三大课题。欧洲工业技术基础研究计划（BRITE）：重点资助材料、制造加工、设计，以及工厂系统运作方式等方面的研究。（3）日本日本是继英、美之后的又一个依靠制造业崛起的国家，在第二次世界大战后短短几十年的时间里，日本已经跻身世界经济强国之列，在数控机床、机器人、精密制造、微电子工艺领域取得了世界领先的地位，在产业政策上逐步从重视应用研究转向加强基础研究，走出了一条“技术引进T自主开发T加强基础研究''的技术发展道路。进入21世纪以来，日本进一步大力调整制造业内部结构，国内主要保留附加价值和技术含量高的部分，而附加值低和技术含量不高的产品生产则向国外转移。日本为了摆脱,美国出创新概念,日本出创新产品,.的不利局面，提出了以信息化带动制造业的智能制造技术（IntelligentManufacturingSystem,IMS）国际合作计划，并约请美国、欧共体、加拿大、澳大利亚等国参与研究，形成了一个大型国际共同研究项目，由日本投资10亿美元保证计划的实施。该计划旨在发展本国技术。智能制造计划的研究目的是通过各发达国家的共同研究，使制造业在接受订货、开发、设计、生产、物流直至经营管理的全过程中，使各个装备和生产线实现自律化，自律化的装备和生产线在整体上能够做到协调和集成，由此来适应和迎接当今制造业全球化的发展趋势，减少庞大的重复投资，并通过实施先进、灵活的制造过程来解决制造系统中的人为因素。这里所谓的,自律化”，是指能够根据周围环境以及生产作业状况自主地进行判断并时决策、变更作业工程，也就是说，给予装备和生产线一定的决策智能。（4）韩国韩国政府一直将科学技术进步视为经济发展的主要动力，注重制定与经济发展计划紧密配合的技术进步政策。韩国制造业经历了劳动密集型、资本密集型到知识密集型的转变,其生产方式经历了由传统的生产方式到先进制造模式，并最终实现循环经济发展模式。韩国在20世纪60年代建立了以轻工业为中心的制造业体系；在20世纪70年代,建立了以重工业和化学工业为中心的制造业结构。在20世纪80年代，与日本相似，韩国的制造业处于结构调整和优化阶段.20世纪末，受到金融危机的影响，韩国的制造业进入了相对下降和震荡的阶段。为了应对金融危机的影响，韩国政府提出了先进技术国家计划（简称G7计划），由韩国科技部、工商部、能源部和交通部联合实施。这一计划包括先进制造系统、新能源、电气车辆、人机接口技术等七大项目，主要可分为三个部分：共性基础技术（开发集成化的开放式系统、标准化技术以及系统性能评价方法）；下一代加工系统（开发下一代加工设备、机械技术与生产工艺技术）；电子产品的装配和检验技术（开发下一代印刷电路板装酉营口检验技术、高性能装配机构和制造系统、系统操作集成技术和智能技术等）。（5）中国1995年，中共中央关于加速科技进步的决定中指出：为提高工业增长的质量和效益，要重点开发推广电子信息技术、先进制造技术、节能降耗技术、清洁生产和环保技术。2001年中国工程院组织25位院士和4（）多位专家对我国制造业的现状、作用及发展趋势和对策进行了调杳研究，向国务院及有关部委提交了新世纪如何提高和发展我国的制造业的研究报告。在七五、，I五、九五期间，国家科学技术部的，,国家科技攻关计划”、“国家高新技术研究发展计划”、“国家基础研究重大项目计划”、“国家技术创新计划”都将先进制造技术作为重要内容投入了实施，其中的“计算机集成制造系统”和“智能机器人,.主题经过10多年的研究和开发，取得了众多令人瞩目的成果，不少关键技术取得了重大进展和突破。自1986年国家自然科学基金委员会成立以来，我国开始采用科学基金来支持基础性研究.国家自然科学基金对制造技术基础和应用基础研究给予了很大的支持，并取得了一批可喜的成果。近年来，国家自然科学基金加大了对先进制造技术基础性研究的投入，以加强发展先进制造技术的后劲。1.3.3 先进制造技术的发展趋势在21世纪，随着电子、信息等高新技术的不断发展，市场需求越来越个性化与多样化，未来先进制造技术发展 的总趋势是向全球化、网络化、虚拟化、自动化、绿色化、智能化、精密化、极端化、集成化、数字化、柔性化等方向发展。(1)全球化全球化是先进制造技术发展的必然要求和趋势。一方面，国际和国内市场上的竞争越来越激烈，例如，在机械制造行业中，国内外已经有不少企业，甚至是知名度很高的企业，在这种无情的竞争中纷纷落败，有的倒闭，有的被兼并，不少企业迫于压力不得不扩展新的市场；另一方面，网络技术的快速发展推动着企业向既竞争又合作的方向发展，这种发展进一步加剧了市场的竞争。这两个因素相互作用，成为制造业全球化发展的动力。(2)网络化制造业全球化的第一个技术基础是网络化，网络通信技术使制造业的全球化得以实现。网络通信技术的迅速发展和普及，给企业的生产和经营活动带来了革命性的变革，产品设计、物料选择、零件制造、市场开拓与产品销售等都可以异地甚至跨越国界进行。此外，网络通信技术的快速发展，加速了技术信息的交流，加强了产品开发的合作和经营管理的学习，推动了企业向着既竞争又合作的方向发展。(3)虚拟化制造过程的虚拟技术是指面向产品生产过程的模拟和检验.虚拟化是以优化产品的制造工艺，保证产品质量、生产周期和最低成本为目标，进行生产过程计划、组织管理、车间调度、供应链和物流设计的建模和仿真，通过仿真软件来模拟真实系统，以保证产品设i杯口产品工艺的合理性，确保产品制造的成功。(4)自动化自动化是为了减轻、强化、延伸、取代人的有关劳动的技术或手段。自动化是先进制造技术的前提条件，目前它的研究主要表现在制造系统中的集成技术和系统技术、人机一体化制造系统、制造单元技术、制造过程的计划和调度、柔性制造技术和适应现代化生产模式的制造环境等方面。(5)绿色化绿色制造是通过绿色生产过程、绿色设计、绿色材料、绿色设备、绿色工艺、绿色包装、绿色管理等生产出绿色产品，产品使用完后再通过绿色处理后加以回收利用。采用绿色制造能最大限度地减少生产制造对环境的负面影响，同时使原材料和能源的利用率达到最高。(6)智能化与传统制造相比，智能制造系统具有以下的特点：人机一体化、自律能力、自组织与超柔性、学习能力与自我维护能力，在未来具有更高级的人类思维能力。可以说，智能制造是一种模式，是集自动化、集成化和智能化于一身，并具有不断向纵深发展的高技术含量的先进制造系统，也是一种由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化系统。智能化制造模式的基础是智能制造系统，它既是智能和技术集成的应用环境，也是智能制造模式的载体。(7)精密化精密加工制造不仅需要机床的精度、稳定性以及刀具、夹具的精度来保证，同时也需要精密量具仪器来检验、测量。以电力行业为例，发电设备中一些关键零部件，如汽轮机叶片、转子轮槽以及汽轮发电机转子嵌线槽等的加工和检测，在一定程度上可代表一个国家先进切削技术、雌刀具技术、数字化测量技术的最新成果和水平。(8)极端化极端制造是指在极端条件下工作，制造极端尺度或极端功能的器件或有极端要求的产品，如在高温、高压、高湿、强腐蚀等条件下工作的,或具有高硬度、大弹性要求的，或在几何形体上极大、极小、极厚、极薄的产品。(9)集成化目前，集成化主要包括三个方面：现代技术的集成，如机电一体化；加工技术的集成，如快速原型制造、激光加工、高能束加工和电加工等；企业集成，即管理集成、全生命周期过程的集成，如并行工程、敏捷制造、精益生产和计算机集成制造系统等.(10)数字化数字化制造是指制造领域的数字化，它是制造技术、计算机技术、网络技术与管理科学交叉、发展、应用的结果。它主要包含三大部分：数字化设计、数字化控制、数字化管理。数字化制造让CADCAMCAECAPP的一体化得以实>»*(11)柔性化制造自动化系统从刚性自动化发展到可编程自动化，再发展到综合自动化，系统柔性程度越来越高。模块化技术是提高制造自动化系统柔性的重要策略和方法。硬件和软件的模块化设计，不仅可以有效地降牲产成本，而且可以大大提高自动化系统的柔性。【学生】聆听、思考、举手回答课堂讨论【教师】对学生进行分组，每组46人，并选出一名组长，然后组织学生以小组为单位讨论以下问题：我们应该如何做才能顺应先进制造技术的发展趋势，使中国成为制造业的强国？【学生】聆听、分组、思考、小蛆讨论，由小组代表上台发表讨论结果【教师】与同学一起评价各组的发言，并进行总结课堂小结【教师】简要总结本节课的要点(1)先进制造技术的定义(2)先进制造技术的特点(3)先进制造技术的体系结构及分类(4)科制造技术的关键技术(5)先进制造技术的发展趋势【学生】总结回顾知识点作业布置【教师】布置课后作业(1)复习本节课所学知识，培养对先进制造技术的兴趣(2)搜集一些先进制造技术的案例(3)完成绪论的"思考与练习"【学生】完成课后任务教学反思现，使得产品向无图纸制造方向发展。