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机工版高职教材1(内容简介 章节目录)

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图书信息1

作者：郁鼎文，陈恳 编著ISBN：10位[7302133328] 13位[9787302133322]

出版社：清华大学出版社

出版日期：2006-8-1

定价：￥38.00 元

内容提要

本书为高等院校“现代制造技术”课程教材。它以制造信息为主线，较全面地论述了现代制造技术的基础理论、方法和支持技术，制造信息化、自动化和现代生产管理技术等，荟萃了现代制造技术有关的科研成果和发展方向，体现了制造学科领域当今的发展。

全书共分8章，包括绪论、基础理论与方法、现代制造支持技术、制造信息化技术、制造自动化技术、现代生产管理技术、现代制造生产模式和现代制造技术应用。

本书可作为高等学校机械制造及其自动化专业的专业课教材，也可供相关专业的本科生、研究生以及工程技术人员参考。

目录

1 绪论

1.1 制造与制造技术

1.2 制造技术的发展历程

1.3 现代制造技术概述

1.4 现代制造技术的特点及发展趋势

2 基础理论与方法

2.1 现代制造系统

2.2 制造系统广义模型化方法

2.3 功能建模方法IDEF0

2.4 信息建模方法IDEF1X

2.5 过程建模方法IDEF3

2.6 Petri网建模方法

2.7 排队论方法

3 现代制造支持技术

3.1 数据标准和接口技术

3.2 数据库技术

3.3 网络技术

4 制造信息化技术

4.1 制造信息化的特点与要求

4.2 制造信息

4.3 计算机辅助工艺规划

4.4 制造信息系统集成

5 制造自动化技术

5.1 概述

5.2 制造自动化基础技术

5.3 制造自动化系统技术

5.4 制造过程自动化技术

6 现代生产管理技术

6.1 概述

6.2 物料需求计划和制造资源计划

6.3 车间生产计划调度与控制

6.4 制造质量管理技术

7 现代制造生产模式

7.1 敏捷制造

7.2 精益生产

7.3 并行工程

7.4 绿色制造

7.5 虚拟制造

8 现代制造技术应用

8.1 制造系统的实施

8.2 制造信息系统实例分析

8.3 制造自动化系统实例分析

参考文献

图书信息2

书名：现代制造技术（第2版）

书号：9787302247142

作者：卢小平

定价：25元

出版日期：2011-3-3

出版社：清华大学出版社

内容简介

本书较为全面地介绍了现代制造技术的主要相关内容。全书共分6章。第1章介绍了现代制造技术的发展历程、基本组成、主要特点以及发展趋势等； 第2章介绍现代设计方法，包括计算机辅助设计、计算机辅助工艺规划、面向产品全生命周期的设计、绿色设计以及反求工程技术等； 第3章介绍现代加工技术，包括超高速加工技术、超精密加工技术、现代特种加工技术、微型机械加工技术以及快速原型制造技术等； 第4章介绍制造自动化技术，包括数控加工技术、工业机器人技术、柔性制造技术、计算机集成制造技术以及CAD/CAM集成技术等； 第5章从现代制造管理的角度，介绍了全面质量管理、成组技术、即时生产、制造资源规划、企业资源规划等； 第6章介绍先进制造技术，主要包括并行工程、敏捷制造、虚拟制造、绿色制造以及智能制造等。

本书可作为高职高专院校机械工程、制造自动化、机电一体化等专业的专业课教材，也可用作企业培训及工程技术人员的参考书。

前言

制

造业是支撑现代社会经济的最为重要的产业之一，制造技术是与制造业和制造系统相关的一系列技术的总和，它所涉及的领域非常广泛，所包含的内容也非常丰富。

现代制造技术是在传统机械制造技术的基础上发展起来的，两者的分界线大体上可以划在20世纪中叶，其主要特征表现为主流制造模式向着精密化、柔性化、集成化、智能化以及绿色化方向发展，并取得了累累硕果。

为了满足高职高专院校的机械工程、制造自动化、机电工程、管理工程等专业开设现代制造技术课程的需要，我们编写了这本教材。教材从现代设计技术、现代加工技术、制造自动化技术、现代制造管理以及先进制造技术等方面，介绍了现代制造技术的总体概貌，基本涉及现代制造技术的主要相关内容。全书共分6章，第1章绪论，主要介绍现代制造技术的发展历程、基本组成、主要特点以及发展趋势等； 第2章现代设计技术，主要介绍计算机辅助设计、计算机辅助工艺规划、面向产品全生命周期的设计、绿色设计和反求工程技术等； 第3章现代加工技术，主要介绍超高速加工技术、超精密加工技术、现代特种加工技术、微型机械加工技术以及快速原型制造技术等； 第4章制造自动化技术，主要介绍数控加工技术、工业机器人技术、柔性制造技术、计算机集成制造技术以及CAD/CAM集成技术等； 第5章现代制造管理，主要介绍全面质量管理、成组技术、即时生产、制造资源规划以及企业资源规划等； 第6章先进制造技术，主要介绍并行工程、敏捷制造、虚拟制造、绿色制造以及智能制造等。

本教材第1版于2003年出版。承蒙广大读者的厚爱以及清华大学出版社的大力支持，现对教材进行修订，主要围绕近年来先进制造技术的最新进展，增加了包括基于泛在网络制造技术等内容，并对原书中存在的某些错误和纰漏进行了更正和修改。

本教材由北京信息职业技术学院卢小平担任主编，卢小平、吴为、李亚平、王本岩等承担各章节的编写任务。由于编者水平有限，书中难免存在缺点和错误，殷切希望广大读者批评指正。

编者2010年12月

目录

第1章绪论

1.1制造业与制造技术

1.1.1制造业是国民经济的重要领域

1.1.2制造及制造技术的概念

1.2制造技术的发展历程

1.2.1传统制造技术的发展历程

1.2.2现代制造技术的发展历程

1.3现代制造技术的主要领域及分类

1.3.1现代制造技术的主要领域

1.3.2现代制造技术的分类

1.4现代制造技术的特点及发展趋势

1.4.1现代制造技术的特点

1.4.2现代制造技术的发展趋势

习题

第2章现代设计技术

2.1概述

2.1.1现代设计技术的概念

2.1.2现代设计技术的发展及其意义

2.1.3现代设计技术的方法

2.2计算机辅助设计

2.2.1概述

2.2.2常规设计中的CAD

2.2.3概念设计CAD

2.2.4几何建模

2.2.5CAD的数据管理

2.2.6CAD技术的发展

2.3计算机辅助工艺规划

2.3.1CAPP的主要功能

2.3.2CAPP系统的类型

2.3.3CAPP系统的应用

2.4面向全生命周期的设计

2.4.1概述

2.4.2并行设计

2.4.3面向应用领域的设计评价技术

2.4.4产品数据交换技术

2.4.5产品数据管理

2.5绿色设计

2.5.1概述

2.5.2绿色设计的主要内容

2.5.3绿色设计的关键技术

2.6反求工程技术

2.6.1概述

2.6.2反求设计的对象类型

2.6.3计算机辅助反求设计

习题

第3章现代加工技术

3.1概述

3.1.1现代加工技术的内涵

3.1.2现代加工技术的特点

3.1.3现代加工技术的发展趋势

3.2超高速加工技术

3.2.1概述

3.2.2超高速加工机理

3.2.3超高速加工单元制造技术

3.2.4超高速加工用刀具与磨具

3.3超精密加工技术

3.3.1概述

3.3.2超精密切削加工

3.3.3超精密磨削和磨料加工

3.3.4超精密特种加工

3.3.5超精密加工技术的发展趋势

3.4现代特种加工技术

3.4.1概述

3.4.2电火花加工技术

3.4.3高能束加工技术

3.4.4超声波加工技术

3.5微型机械加工技术

3.5.1概述

3.5.2微型机械的微细加工工艺

3.5.3微型机械加工技术的相关技术

3.6快速原型制造技术

3.6.1快速原型技术的概念

3.6.2快速原型制造工艺

3.6.3快速原型技术的特点及其应用

习题

第4章制造自动化技术

4.1概述

4.1.1制造自动化的内涵

4.1.2制造自动化技术的发展历程

4.1.3制造自动化技术的发展趋势

4.2数控加工技术

4.2.1数控技术

4.2.2数控机床

4.2.3数控加工编程

4.3工业机器人技术

4.3.1概述

4.3.2工业机器人的结构

4.3.3工业机器人的运动轴系和自由度

4.3.4工业机器人驱动与控制

4.3.5工业机器人的应用

4.4柔性制造技术

4.4.1概述

4.4.2柔性制造系统的组成

4.4.3柔性制造系统的控制

4.4.4柔性制造系统的发展

4.5计算机集成制造技术

4.5.1概述

4.5.2CIMS的发展过程

4.5.3CIMS的系统结构

4.5.4CIMS的特点及发展

4.6CAD/CAM集成技术

4.6.1CAD/CAM系统的组成

4.6.2CAD/CAM系统的集成方式

4.6.3CAD/CAM系统的关键技术

习题

第5章现代制造管理

5.1概述

5.1.1制造管理技术的发展过程

5.1.2现代制造管理技术的基本特点

5.2产品质量管理

5.2.1产品质量与质量管理

5.2.2全面质量管理

5.2.3质量认证体系

5.3成组技术

5.3.1成组技术的概念

5.3.2零件分组方法

5.3.3JLBM?1零件分类编码系统

5.3.4成组生产系统管理

5.4即时生产

5.4.1即时生产的概念

5.4.2看板管理

5.4.3JIT的实施

5.5企业资源规划

5.5.1物料需求规划

5.5.2制造资源规划

5.5.3企业资源规划系统

习题

第6章先进制造技术

6.1概述

6.2并行工程

6.2.1概述

6.2.2并行工程的关键技术

6.2.3并行工程集成框架

6.3敏捷制造

6.3.1概述

6.3.2敏捷制造的概念

6.3.3敏捷制造的关键技术

6.4虚拟制造

6.4.1虚拟制造的概念

6.4.2虚拟制造的分类

6.4.3虚拟制造的研究领域

6.4.4虚拟制造与其他技术的关系

6.4.5虚拟制造的技术体系

6.4.6虚拟制造的体系结构

6.5绿色制造

6.5.1概述

6.5.2绿色制造的内涵

6.5.3ISO 14000认证体系

6.5.4绿色制造的发展趋势

6.6智能制造

6.6.1泛在网络

6.6.2泛在信息制造概述

6.6.3泛在信息制造的关键技术

习题

参考文献

部分章节

1.1制造业与制造技术1.1.1制造业是国民经济的重要领域从全球范围来看，制造业无疑是支撑现代社会经济的最为重要的产业。事实上，制造业是一个非常宽泛的概念，其领域既包括机械装备制造和电子产品制造，也包括非金属制品制造、成衣制造、玩具制造等。一般而言，制造业是将有关的制造资源，例如原材料、设备、工具、能源、资金、人力、技术以及信息等，转化为有价值的、可供人们利用和消费的产品与服务的行业。制造业是创造社会财富的支柱产业，也是科学技术的基本载体。制造业的水平反映了一个国家和地区的经济实力、科技水平和生活水准，也就是说，制造业发展水平的高低是判断一个国家综合国力的重要依据。有关的统计资料显示，制造业为工业化国家创造了60%～80%的社会财富，制造业在国际贸易总额中占有75%的份额。因此，无论对于发达国家还是发展中国家，制造业都是国民经济的重要战略组成部分。改革开放以来，我国的制造业得到了快速发展。特别是近20年里发展迅猛。2005年，美国的制造业增加值为17382亿美元，日本的制造业增加值为9752亿美元，我国的制造业增加值为7596亿美元，位列全球第三。1990—2005年，美国、日本制造业增加值的年增长率分别为2.1%和0.65%，而我国制造业增加值的年增长率为7.79%。这些数据表明，我国已经进入制造大国的行列。1.1.2制造及制造技术的概念关于制造（manufacturing）的概念，可以说是一个不断发展的概念。早期的“制造”，指的是产品的机械工艺过程或机械加工过程。发展到今天，制造的内涵更为广泛，它不仅指具体的工艺过程，而且包括市场分析、产品设计、生产工艺过程、装配检验、计划管理、质量控制、销售服务等产品生命周期的全过程。制造涉及的工业领域也不再局限于机械制造，而是涉及机械、电子、化工、轻工、食品、军工等国民经济的诸多行业。这里引用国际生产工程学会（CIRP）给出的定义： 制造是制造企业中所涉及产品设计、物料选择、生产计划、生产、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。制造过程及其涉及的相应硬件和软件就构成了制造系统（manufacturing system）。关于制造系统的定义，国际上一些组织或学者也有不同的见解。例如，美国麻省理工学院（MIT）教授Chryssolouris将制造系统定义为由人、机器和装备以及物料流和信息流构成的一个组合体； 日本京都大学教授人见胜人则认为制造系统可从3个方面定义： 一是制造系统的结构，它是一个包括人员、生产设施、物料加工设备和其他附属装置等各种硬件的统一整体； 二是制造系统的转变特性，它是生产要素的转变过程，特别是将原材料以最大生产率转变为产品； 三是制造系统的过程，它是生产的运行过程，包括计划、实施和控制等。综合各种意见，一般可以认为，制造系统就是由制造过程及其所涉及的硬件（包括人员、生产设备、材料、能源和各种辅助装置），以及有关软件（包括制造理论、制造技术和制造信息等）组成的一个有机整体。制造技术（manufacturing technology）是与制造业和制造系统相关的一系列技术的总和。可见，制造技术包含的内容非常丰富，涉及的领域非常广泛。现代制造技术是在传统机械制造技术的基础上发展起来的，其分界线大体上可以划在20世纪50年代，主要标志包括先后诞生的电子计算机、数控机床、工业机器人等。在随后的时间里，现代科技的迅猛发展，特别是以微电子技术、计算机技术等为代表的信息技术的飞速发展，对现代制造技术的发展产生了深刻的影响。1.2制造技术的发展历程1.2.1传统制造技术的发展历程人类最早的制造活动可以追溯到新石器时代，当时，人们利用石器作为劳动工具，制作生活和生产用品，制造处于一种萌芽阶段； 到了青铜器和铁器时代，为了满足以农业为主的自然经济的需要，出现了诸如纺织、冶炼和锻造等较为原始的制造活动。制造业发展的历史性转折点是18世纪中叶蒸汽机的发明。随着蒸汽机的大量使用，机械技术与蒸汽动力技术相结合，出现了以动力驱动为特征的制造方式，产生了第一次工业革命。而后，随着发电机和电动机的发明，电气化时代终于来临，电作为新的动力能源大大改变了机器结构和生产效率。这个阶段的制造业发展的一个标志就是开始使用机械加工机床。19世纪末，内燃机的发明引发了制造业的又一次革命。20世纪初，制造业进入了以汽车制造为代表的批量生产时代，随后出现了流水生产线和自动机床。在制造管理思想方面，劳动分工制度和标准化技术相继问世。推动这种根本性变革的是两位美国人——泰勒（Taylor）和福特（Ford）。泰勒首先提出了以劳动分工和计件工资为基础的科学管理理论，而福特则率先推行零件可互换的标准化技术，1931年建立了具有划时代意义的汽车装配生产线，实现了以刚性自动化为特征的大批量生产方式。以大规模生产方式为主要特征的制造技术，在20世纪50年代逐渐进入其鼎盛时期，制造业通过降低生产成本（主要是降低劳动力成本）和提高生产效率，形成了“规模效益”的工业化生产理念。大规模生产方式作为现代工业生产的一个重要特征，对人类社会的经济发展、社会结构、文化教育以及生活方式等，产生了深刻的影响。1.2.2现代制造技术的发展历程20世纪中叶，随着市场竞争的加剧，大规模生产方式面临新的挑战。20世纪60—70年代，制造企业的生产方式开始向多品种、中小批量生产方式转变。与此同时，以大规模集成电路为代表的微电子技术，以及以微型计算机为代表的计算机技术的迅速发展，极大地促进了制造业的工艺与装备技术的进步，为制造企业实现多品种、中小批量的生产方式创造了有利条件。这个阶段诞生的制造技术与制造装备主要有计算机辅助设计（computer aided design，CAD）、计算机辅助工艺规划（computer aided process planning，CAPP）、计算机辅助工程（computer aided engineering，CAE）、计算机辅助制造（computer aided manufacturing，CAM）、现代数控机床、柔性制造系统（flexible manufacturing system，FMS）、即时生产（just in time，JIT）等。20世纪80年代，一方面，市场环境发生了新的变化，消费者的需求日趋多样化和个性化，市场竞争日趋激烈； 另一方面，科学技术的发展也进入了一个日新月异的时代，电子信息技术和自动化技术发展迅猛。制造理念、制造技术和制造装备也发生了重大变化，出现了计算机集成制造系统（computer integrated manufacturing systems，CIMS）、图1?1制造技术的发展阶段并行工程（concurrent engineering，CE）、精益生产（lean production，LP）等。20世纪90年代，伴随信息科技的飞速发展，制造技术迎来了新的发展时期。经济全球化进程也打破了传统的地域经济发展模式，市场变得更加广阔。在这种时代背景下，提高制造企业的快速响应能力以适应瞬息万变的市场需求，成为制造企业赢得市场竞争的关键。围绕这一目标，出现了许多先进制造系统模式，如敏捷制造（agile manufacturing，AM）、虚拟制造（virtual manufacturing，VM）等。进入21世纪，知识经济方兴未艾，以信息科技为代表的高新技术发展迅猛，全球化进程不断加速，这一切正在引发全球经济格局的巨大变革，同时带动制造技术向着智能化、绿色化的方向发展。图1?1简要概括了制造技术的主要发展阶段。1.3现代制造技术的主要领域及分类1.3.1现代制造技术的主要领域现代制造技术所涉及的领域和内容非常广泛，国际上通常采用“技术群”的概念来描述现代制造技术的基本体系结构，一般认为，现代制造技术主要包含5大技术群： （1） 系统总体技术群。主要包括柔性制造、计算机集成制造、敏捷制造、智能制造等先进制造技术。（2） 设计制造一体化技术群。主要包括计算机辅助设计/计算机辅助制造/计算机辅助工程、数控技术、自动化工厂、并行工程、虚拟制造等。（3） 制造工艺与装备技术群。主要包括材料生产工艺及装备、常规热加工工艺及装备、高速/超高速工艺及装备、精密/超精密与纳米加工工艺及装备、特种加工工艺及装备等。（4） 管理技术群。主要包括计算机辅助生产管理、物料需求规划/制造资源规划/企业资源规划、供应链管理、全面质量管理、即时生产、精益生产、企业业务流程再造等。（5） 支撑技术群。主要包括标准化技术、计算机技术、软件工程、数据库技术、多媒体技术、通信技术、人工智能、虚拟现实技术、人机工程学、环境科学等。美国机械科学研究院（AMST）提出了一种多层次技术群构成的体系，如图1?2所示。它强调现代制造技术从基础制造技术、新型制造单元技术到现代制造集成技术的发展阶段。图1?2现代制造技术的多层次技术群结构第1层次为优质、高效、低耗、清洁的基础制造技术。铸造、锻造、焊接、热处理、表面保护、机械加工等传统基础加工工艺仍然是生产中大量采用的经济适用的技术。从基础加工工艺中优化而成的优质、高效、低耗、清洁的基础制造技术，是现代制造技术的核心及重要组成部分。第2层次为新型制造单元技术。这是在市场需求及新兴产业带动下，制造技术与电子、信息、新材料、新能源、环境科学、系统工程、现代管理等技术结合而成的新型制造技术层。第3层次为现代制造集成技术。这是计算机技术、信息技术和管理技术与制造技术相互融合，对上述两个层次的技术集成而形成的。1.3.2现代制造技术的分类图1?2实际上已经从技术群的角度对现代制造技术做了一个分类，可以看出，现代制造技术是一个涉及范围非常广泛、技术领域非常繁多的复杂系统。为便于学生学习与掌握制造技术的基本体系和主要内容，本书从制造技术的功能性角度，将现代制造技术简明地分为5大类型，并以此基本顺序，对现代制造技术的主要内容分别进行介绍。1. 现代设计技术现代设计技术是现代制造技术的基础。随着以微电子技术、信息技术、材料科学、系统科学、设计与制造科学、优化理论、人机工程等为代表的新一代科学技术的迅猛发展，现代设计技术也可谓日新月异，新的设计理念不断涌现，新的设计方法不断诞生，现代设计技术的深度和广度都得到了空前的拓展。先后出现了优化设计、有限元分析方法、计算机辅助设计、计算机辅助工艺规划、计算机辅助装配工艺设计、计算机辅助夹具设计、反求工程、面向产品全生命周期的设计、基于网络技术的异地设计、智能设计、虚拟设计、绿色设计等。2. 现代加工技术现代制造技术的发展也包含了机械制造工艺的变革与发展，因为制造工艺与加工方法是制造技术的核心和基础。现代加工技术主要涉及先进切削加工技术、成形加工技术、变形加工技术、表面工程技术以及特种加工技术等。随着机械制造工艺技术水平的提高，加工制造精度在不断提高，目前工业发达国家在加工精度方面已达到纳米级； 由于超高速切削、超高速磨削技术的实际应用，以及车、铣、镗、钻、磨等不同工序与粗/精加工的不同工序的集成，极大地提高了机械加工的效率； 制造材料如超硬材料、超塑材料、高分子材料、复合材料、工程陶瓷、非晶微晶合金、功能材料等不断推陈出新，扩展了加工对象，同时促进了崭新加工技术的出现； 新的制造工艺理念的突破，也使得快速原型等新型加工模式层出不穷。3. 自动化技术制造自动化可以说是制造技术最显著的特征。制造自动化技术经历了一个长期的发展过程，从早期的刚性自动化、数控加工等阶段，发展到柔性制造、计算机集成制造等阶段。其中最为重要的内容，包括数控加工技术、工业机器人技术、柔性制造技术和计算机集成制造技术等。数控技术是自动化技术的基础及关键单元技术，又是精密、高效、高可靠性加工技术的支撑； 机器人是一种高度柔性化的自动化设备，未来的典型制造工厂将是计算机网络控制的包含多个机器人加工单元的分布式自主制造系统； 柔性制造适应于多品种、中小批量的生产，主要涉及柔性制造单元、柔性制造系统、柔性加工线、制造过程监控技术等； 计算机集成制造的特征是强调制造全过程的系统性和集成性，它涉及的学科技术非常广泛，包括现代制造技术、管理技术、计算机技术、信息技术、自动化技术和系统工程技术等。4. 制造管理技术广义地讲，制造系统是由加工对象、制造装备以及人员组织等构成的一个有机整体，其中，企业的战略决策、组织架构、人力资源、信息流、物流等的管理与控制，也是非常重要的方面。纵观制造技术的发展历程，可以发现，在制造技术不断发展的同时，也伴随着制造管理技术的同步发展。20世纪初期，出现了大批量生产方式以及“流水生产线”管理技术； 20世纪中叶至20世纪末，在制造领域先后出现了成组技术（group technology，GT）、全面质量管理（total quality management，TQM）、物料需求规划（material requirement planning,MRP）、即时生产、精益生产、企业资源规划等科学的管理思想和管理方法； 近10年来，在并行工程、敏捷制造、虚拟制造、绿色制造等先进制造技术中，更是蕴藏了丰富的管理科学理念和新型管理模式。5. 先进制造技术为了迎接知识经济时代的到来以及经济全球化的挑战，以信息技术为代表的高新技术被广泛应用于制造业，美国、日本及欧洲国家对先进制造技术进行了大量研究，提出了许多制造技术新概念、新思想和新模式，先后诞生了计算机集成制造系统、并行工程、精益生产、敏捷制造、虚拟制造、智能制造（intelligent manufacturing，IM）、绿色制造（green manufacturing，GM）等先进制造技术。通常将这些制造技术和制造模式称为先进制造技术（advanced manufacturing technology，AMT）。AMT是制造技术、计算机技术、通信技术、自动化技术以及管理科学等多学科技术综合运用于制造工程而形成的一个学科体系。进入21世纪，AMT正在向着柔性化、集成化、网络化、虚拟化、清洁化、智能化等方向发展。1.4现代制造技术的特点及发展趋势1.4.1现代制造技术的特点现代制造技术的最大特点是计算机技术、信息技术、管理等科学与制造科学的交叉融合。与传统制造技术相比，现代制造技术具有以下特点： （1） 研究范围更加广泛。传统制造技术一般是指加工制造过程的工艺方法，而现代制造技术则覆盖了从产品设计、加工制造到产品销售、使用、维修和回收的整个生命周期。（2） 现代制造过程呈多学科、多技术交叉及系统优化集成的发展态势。传统制造技术的学科单一，界限分明，而现代制造技术的学科交叉、技术融合，形成了集成化的新技术。（3） 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。（4） 从单一目标向多元目标转变，强调优化制造系统的T（time，产品上市时间）、Q（quality，质量）、C（cost，成本）、S（service，服务）、E（environment，环保）等要素，以满足日益激烈的市场竞争的要求。（5） 正在从以物质流和能源流为要素的传统制造观向着以信息流、物质流及能源流为要素的现代制造观转变，信息流在制造系统中的地位已经超越了物质流和能源流。（6） 特别强调以人为本，强调组织、技术与管理的集成，制造技术与生产管理相互融合、相互促进，制造技术的改进带动了管理模式的提高，而先进的管理模式又推动了制造技术的应用。1.4.2现代制造技术的发展趋势进入21世纪，制造业面临新的挑战和机遇，现代制造技术正处在不断变化与完善之中。为了适应经济全球化的需要、适应高新技术发展的需求、适应愈加激烈的市场竞争的需要，现代制造技术将向着精密化、柔性化、集成化、绿色化、智能化的方向发展。1. 现代设计技术不断现代化产品设计是制造业的灵魂，现代制造的设计方法和手段更加现代化，突出反映在新的设计思想、新的设计理念不断涌现，新的设计方法不断诞生，现代设计技术的深度和广度都得到了空前的拓展。现代设计技术由单一目标规划向多目标规划转变； 现代设计由简单的、具体的、细节的设计转向复杂的总体设计和决策，要全面考虑包括设计、制造、检测、销售、使用、维修、报废等阶段的整个产品生命周期； 现代设计由单纯考虑技术因素转向综合考虑技术、经济和社会因素，设计不是单纯追求某项性能指标的先进和高低，而注意考虑市场、价格、安全、美学、资源、环境等方面的影响； 设计开发已经突破了时空的限制，实现了异地网络化设计； 现代设计开发还在积极探求可持续发展的绿色设计之路。2. 现代加工技术不断发展成形制造技术正在向精密成形或净成形的方向发展，主要包括精密铸造技术、精密塑性成形技术和精密连接技术等。在超精密加工方面，目前的尺寸精度、形状精度和表面粗糙度均为纳米级，进入了纳米加工时代，细微加工、纳米加工技术可以达到0.1nm。在超高速加工方面，目前的主轴速度最高可达100000r/min，进给速度可达100m/min，同时在加工对象方面也发展到一些难以加工的材料上。随着激光、电子束、离子束、分子束、等离子体、微波、超声波、电磁等新能源或能源载体的引入，形成了多种崭新的特种加工及高密度能束切割、焊接、熔炼、锻压、热处理、表面保护等加工工艺； 随着超硬材料、高分子材料、复合材料、工程陶瓷、功能材料等新型材料的应用，扩展了加工对象，导致了某些新型加工技术的产生，例如超塑成形、等温锻造、扩散焊接等，再如超硬材料的高能束加工，陶瓷材料的热等静压、粉浆浇注、注射成形等。3. 柔性化程度不断提高柔性化是制造企业对市场需求多样化的快速响应能力，也即制造系统能够根据顾客的需求快速生产多样化的产品。制造系统的柔性化正在从计算机数控（computer numerical control，CNC）和FMS等底层加工系统柔性化向上层柔性化转变，随着并行工程和大量定制生产（mass customization，MC）的出现，为制造系统柔性化提供了新的发展空间。特别是大量定制生产模式，它可以根据每个用户的特殊需求，以大批量生产方式进行加工，实现了用户的个性化与生产规模化的有机结合。随着协作产品商务（collaborative product commerce，CPC）的出现，用户可以非常方便地通过Internet参与产品的开发设计、加工制造、营销服务等产品生命周期的活动（见图1?3）。柔性化生产模式正在引发制造业的一场变革。图1?3柔性化与用户参与程度4. 集成化成为现代制造系统的重要特征集成化是现代制造技术的一个显著特征。自20世纪后期以来，集成化问题一直是制造技术的研究重点。目前，制造系统集成化正在向深度和广度发展： 从企业内部的信息集成、功能集成，发展为可实现整个产品生命周期的过程集成； 从传统的“工厂集成”转向“虚拟工厂”，进一步发展到企业间的动态集成。信息集成用于实现自动化孤岛的联结，实现制造系统中的信息交换与共享； 功能集成可实现企业要素诸如人员、技术及管理的集成； 过程集成通过并行工程等实现产品开发过程、企业经营过程的优化； 企业间的动态集成通过敏捷制造模式，建立虚拟企业（动态联盟），达到提升市场竞争力的目的，如图1?4所示。图1?4制造集成化发展趋势5. 现代制造管理模式发生重大变化随着制造技术从传统的福特生产模式向精益生产、并行工程、敏捷制造、虚拟制造等新型生产模式转变，同时伴随着新的制造管理模式的变革。制造管理技术的发展，其根本点将从以技术为中心向以人为中心转变； 管理的价值观从注重资金、生产设备、能源和原材料等物力资本向注重教育、培训等人力资本建设转变； 企业的组织架构将从金字塔式的科层结构向扁平的网络结构转变，从分工严密的固定组织形式向动态的、自主管理的小组工作组织形式转变； 管理的权限从传统的中央集权模式向分权管理模式转变； 管理活动的时空从传统的顺序工作方式向并行工作方式转变，强化快速响应的竞争策略。6. 绿色制造成为未来制造业的必然选择绿色制造被认为是21世纪制造技术的必然选择和发展趋势。绿色制造有时也被称为环境意识制造，或者面向环境的制造。20世纪中叶以来，全球的工业化进程加速，但伴随而来的工业污染以及对环境的破坏也达到了前所未有的程度，使得世界面临资源匮乏、生态系统失衡、环境恶化的全球性危机。绿色制造的出现，是人类社会可持续发展战略在现代制造业的体现。绿色制造是一种综合考虑影响环境和资源效率的现代制造模式，它的目标是使产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废的整个生命周期中，对环境的负面影响最小，资源的效率最高。绿色制造的内涵涉及产品生命周期全过程中的制造问题、环境影响问题、资源优化问题等，它的实施将带来21世纪制造技术的一系列重要变革。7. 基于泛在信息的智能制造前景广阔进入21世纪，先进制造技术迎来了新的发展阶段，在智能制造领域，基于泛在信息的智能制造技术被认为是未来制造技术的主要发展方向。泛在信息制造技术是以泛在网络为基础、以泛在感知为核心、以泛在服务为目的、以泛在智能拓展和提升为目标的智能制造技术。随着工业以太网、传感器网络、无线射频识别、微电子机械系统等技术的成熟，智能制造技术进入了一个新的发展阶段。未来的制造环境建立在一个集成了感知、计算和控制等功能的泛在网络，通过网络化分布式智能设备的协同作用，极大地提升制造系统的智能化水平。泛在信息制造技术与传统制造技术的根本区别在于，对物理世界的感知能力得到根本性的提升，同时，沿着向下的感知延伸、向上的信息传播延伸两个方向展开，促使企业组织、制造流程、运作模式等方面产生深刻的变化，为未来先进制造技术的发展提供了广阔前景。习题1.1简述制造技术的发展历程。1.2现代制造技术有哪些技术群？各自包含哪些主要内容？1.3简述现代制造技术的一般分类及其内涵。1.4现代制造技术有什么特点？1.5现代制造技术的发展趋势如何?2.1概述2.1.1现代设计技术的概念现代设计技术是根据产品功能要求及市场竞争要素如质量、成本、服务、环保等方面的要求，综合运用现代科学技术，通过设计开发人员科学、规范以及创造性的工作，产生载有相应的文字、数据、图形等信息的技术文件，制定用于产品制造的设计方案。现代设计技术使产品设计开发建立在现代科学技术的基础之上。随着以微电子技术、信息技术、材料科学、系统科学等为代表的新一代科学技术的迅猛发展，现代设计技术也可谓日新月异，新的设计理念不断涌现，新的设计方法不断诞生，现代设计技术的深度和广度都得到了空前的拓展。从设计的目标看，现代设计技术已经从单一目标规划向多目标规划转变； 从设计的手段看，现代设计技术已经从传统的手工设计向计算机辅助设计过渡； 从设计的组织方式看，现代设计技术已经从传统的顺序设计方式过渡到并行设计方式； 从设计的环节看，现代设计技术已经从单纯的产品设计拓展为全生命周期设计； 从设计的地域看，现代设计技术已经应用计算机网络技术实现了异地设计； 从设计的功能看，现代设计技术已经开始探求可持续发展的绿色设计之路。2.1.2现代设计技术的发展及其意义经济全球化进程使世界正在变成一个统一的市场，Internet将世界连接成一个整体，社会经济和科学技术的发展日新月异，它们对现代设计技术的走向产生了深刻的影响。具体体现在以下几方面： （1） 社会需求呈多样化和个性化趋势，人们对产品的要求不再局限于物质功能的需求，而是附加了其他如文化、艺术、个人体验等方面的需求。（2） 可持续发展的理念深入人心。由于对生态环境的关注，使人们在生产过程和消费过程中更加注意产品与生态环境的相容性和友善性。（3） 人们对劳动的意义以及自身价值的要求不断提高，希望逐步摆脱在生产过程中的被动地位，在创造性工作中享受乐趣。（4） 现代科技的迅猛发展，使产品的概念、结构等都发生了深刻的变化，对相关产品设计提出了全新的要求。

机工版高职教材1

书 名: 现代制造技术

层次：高职高专

作　者：李伟光

出版社： 机械工业出版社

出版时间： 2010-07-15

ISBN: 7-111-08529-9

开本： 16开

定价: 13.00元

内容简介

本书是为适应机电类专业、管理类专业教学体系改革的需要，对现代制造技术的主本内容进行综合提炼，简明扼要地介绍了现代制造工程设计技术、现代制造加工与自动化技术、现代制造系统的生产模式与工程管理技术。全书共五章，主要内容包括：产品创新设计、智能设计、网络化异地设计、反求设计、虚拟设计、绿色设计，数控机床、加工中心、工业机器人、超高速超精密加工、柔性制造等现代制造工程加工技术，以及制造资源计划、准时生产、并行工程、精益生产。集成制造系统、敏捷制造、虚拟企业、智能制造、绿色制造等生产模式与工程管理技术等。本书可供高等职业技术教育机电工程类学生作为教材，也可作为机械制造、机电工程、管理工程等专业本科生的专业课教材或参考书籍，以及作为相关专业高层技术管理人员的参考读物。

章节目录

?序

前言

第一章 概论

第一节 概述

第二节 制造技术的发展历程

第三节 现代制造技术群与技术分类

一、现代制造技术群

二、现代制造技术的分类

第四节 现代制造技术的特点

第五节 现代制造技术体系结构

习题

第二章 现代制造工程设计技术

第一节 现代制造工程设计技术特点

第二节 设计方法学

一、工程设计的内容

二、功能分析法

第三节 产品创新设计

一、常规设计与创新设计

二、创新设计的特征与一般过程

三、创新思维

四、创新技法

第四节 智能设计

一、智能设计的概念

二、智能设计的发展阶段

三、人机智能化设计系统的特点

第五节 计算机辅助工艺规程设计

一、CAPP系统的功能

二、CAPP系统的分类

第六节 计算机辅助装配工艺设计

一、计算机辅助装配工艺设计的内容

二、零部件装配顺序的确定

第七节 计算机辅助夹具设计

一、夹具CAD系统的组成

二、面向对象的夹具CAD系统

第八节 网络化异地设计

一、计算机网络与网络化异地设计

二、计算机网络系统的组成

三、异地设计网络系统

四、异地设计网络系统的作用和特点

第九节 反求工程技术

一、反求工程技术的研究内容

二、反求工程的设计程序

三、实物反求设计法

第十节 虚拟设计

一、虚拟设计的概念

二、虚拟设计系统的分类

三、虚拟设计在机械产品开发中的应用

第十一节 绿色设计

一、绿色设计的概念及特点

二、绿色设计体系结构

第十二节 微机电系统设计基础

一、微机电系统设计的意义

二、微机电系统的定义

二、微机电系统的产品设计

习题

第三章 现代制造工程加工技术

第一节 计算机辅助制造

第二节 数控加工技术

一、数控机床

二、加工中心

三、数控激光雕刻技术

第三节 快速成形技术

第四节 超高速加工技术

一、超高速加工的概念及其特点

二、超高速加工技术的国内外现状

三、超高速加工技术的发展趋势

第五节 超精密与纳米加工技术

一、超精密加工技术

二、微细加工技术

三、纳米加工技术

第六节 工业机器人及其应用

一、工业机器人的概念

二、工业机器人的应用

第七节 柔性制造系统FMS

第八节 制造过程中的测试技术

一、基本概念

二、检测系统的组成

三、检测系统主要元件的性能与选用

四、三坐标测量机及其应用

五、测量误差与数据处理

第九节 再制造工程

一、再制造工程技术对制造业的影响

二、再制造工程技术的应用

习题

第四章 现代制造系统的生产模式与工程管理技术

第一节 制造模式的演变与工程管理技术特点

一、制造模式的演变

二、现代制造系统生产模式中的管理技术特点

第二节 全面质量管理与管理信息系统

一、产品质量的形成

二、全面质量管理

三、ISO9000系列标准简介

四、管理信息系统的概念与特征

五、管理信息系统的结构和层次

六、MIS的开发步骤

七、MIS应用实例

八、MIS对企业的影响

第三节 成组技术

一、成组技术的概念

二、零件的分组方法

三、成组生产系统的管理

第四节 制造资源计划（MRPⅡ）模式

一、概述

二、MRPⅡ的结构及功能

三、MRPⅡ管理模式的特点

四、企业资源计划ERP

第五节 准时生产模式

一、准时生产的概念

二、JIT生产方式的基本思想

三、看板管理

四、JIT与MRPⅡ的异同点

第六节 并行工程

一、并行工程的提出

二、并行工程的定义及特权

三、并行工程的关键技术

四、并行工程在先进制造技术中的地位与作用

第七节 精益生产模式

一、丰田生产系统

二、精益生产方式

第八节 计算机集成制造系统（CIMS）

一、CIM概念的发展

二、CIMS的结构体系

三、CIMS的特点

四、现代集成制造技术的发展趋势

第九节 敏捷制造模式

一、敏捷制造的提出

二、实施敏捷制造的动力来源

三、敏捷制造需解决的主要问题

四、实施敏捷制造的技术

五、实施敏捷制造的主要步骤

第十节 虚拟制造模式

一、虚拟制造的基本思想及定义

二、虚拟制造的特点及技术分类

三、虚拟制造技术的主要研究内容

四、虚拟制造体系中的虚拟企业

第十一节 智能制造模式

一、智能制造系统的产生

二、智能制造的含义与特点

三、智能制造系统的研究层次与内容

四、基于代理（Agent）的智能制造系统

第十二节 绿色制造模式

一、绿色制造的内涵

二、绿色制造现状及国内外发展趋势

三、绿色制造的主要研究内容

四、绿色制造工艺

习题

第五章 现代制造技术展望

第一节 现代制造技术的发展趋势

第二节 基于知识、产品创新的现代制造技术的基础研究

第三节 当前制造科学要解决的问题

第四节 现代机械工程的前沿科学

参考文献

机工版高职教材2

书 名: 现代制造技术

层次：高职高专

配套：电子课件

作　者：山颖

出版社： 机械工业出版社

出版时间： 2012-3-1

ISBN: 9787111371496

开本： 16开

定价: 20元

内容简介

本书较系统全面地介绍了现代制造技术的基本内容、体系结构和最新进展，在力求保证现代制造技术理论系统性和完整性的基础上，着重介绍了一些先进、实用、较成熟的现代制造技术。

全书共11章，内容包括：现代制造技术概述；CAD、CAE、CAPP与CAM；数控技术；柔性制造；虚拟制造；快速原型制造；敏捷制造；现代集成制造系统；智能制造与网络制造；激光技术；绿色制造。每章后均附有思考题。

目录

第1章　现代制造技术概述

第一节　制造技术的基本概述与发展概况

一、制造系统与制造技术

二、传统制造业及其技术的发展

三、现代制造及其技术的发展

四、制造业发展过程中竞争的焦点和策略

五、现代制造技术与制造模式的发展历程

第二节　面向知识经济的制造业

一、知识经济的特征及对制造业的影响

二、知识经济条件下制造业面临的机遇和挑战

第三节　21世纪制造业的主要特点和面临的挑战

一、21世纪制造业的主要特点

二、21世纪制造业面临的挑战

第四节　现代制造技术的内涵及体系结构

一、现代制造技术的内涵及技术构成

二、现代制造技术的体系结构

三、现代制造技术的学科内容

第五节　制造业信息化的进展

一、信息化、知识化的制造

二、制造业信息化的定义

三、制造业信息化的成效

四、企业信息化系统的内容

五、制造业信息化的意义

第六节　现代制造技术的发展趋势

思考题

第2章　CAD、CAE、CAPP与CAM

第一节　CAD技术的发展历程及展望

一、CAD技术的发展历程

二、CAD技术研究开发的热点

三、CAD技术的发展趋势

第二节　CAE仿真的并行实现

一、CAE仿真的并行方法

二、CAE未来的发展方向

第三节　特征造型与CAE有限元分析的集成化研究

一、特征造型与有限元分析集成框架

二、设计特征向有限元分析特征的转换

三、基于特征的有限元后处理

第四节　CAPP系统概述

一、CAPP的概念及系统结构组成

二、CAPP的发展历史及作用

三、CAPP系统的类型及应用

四、CAPP系统未来的发展方向

第五节　CAD/CAM集成技术

一、CAD/CAM技术应用概况

二、CAD/CAM系统集成

三、CAD/CAM系统的软件

第六节　新一代CAM即将兴起

一、新一代CAM产生的必然性与创新方向

二、新一代CAM系统的主要特征预测

思考题

第3章　数控技术

第一节　我国数控产业的现状与发展举措

一、我国数控产业的现状

二、数控产业发展面临的问题

三、数控产业的发展思路与发展战略

第二节　开放式智能化数控技术

一、技术概述

二、开放式数控技术发展趋势

三、数控系统研究目标及内容

第三节　数控技术的现状及发展趋势

一、数控技术国内外现状

二、数控技术的发展趋势

三、我国数控产业发展的思考

第四节　加强数控技术教学，培养高素质现代数控人才

一、手工编程，校验程序

二、知识融合，确定工艺

三、生成轨迹，动态仿真

四、生成代码，数据通信，控制加工

思考题

第4章　柔性制造

第一节　柔性制造系统

一、概述

二、选择应用的依据

第二节　柔性制造系统的组成和工作原理

一、FMS的一般组成

二、FMS的工作原理

第三节　柔性制造的类型和发展状况

一、柔性制造的类型

二、柔性制造的发展状况

第四节　21世纪的柔性制造技术

一、面向21世纪FMT的应用及发展趋势

二、发展柔性制造，迎接时代的挑战

思考题

第5章　虚拟制造

第一节　虚拟制造及其在制造业中的应用

一、虚拟制造概述

二、VM在制造业中应用

第二节　虚拟网络技术及其对我国的制造业的影响

一、虚拟网络技术概述

二、虚拟网络技术对我国制造业的影响

思考题

第6章　快速原型制造

第一节　快速原型技术

一、概述

二、技术路线

第二节　快速原型制造的基本知识

一、概述

二、快速原型制造的原理

三、快速原型制造工艺

第三节　我国快速成形制造技术的发展与展望

一、我国RPM技术的发展回顾

二、我国RPM技术的未来展望

思考题

第7章　敏捷制造

第一节　国外敏捷制造的发展

一、敏捷制造提出的背景、内涵和发展现状

二、敏捷制造的发展趋势

第二节　敏捷制造的总体技术研究

一、敏捷制造的总体技术

二、敏捷制造方法论

三、敏捷制造的综合基础

四、敏捷制造的实施方法

第三节　敏捷制造的一个典型模式

一、新舟60飞机传统生产模式及存在的主要问题

二、新舟60飞机敏捷制造生产模式

三、新旧生产模式实施效果的比较

思考题

第8章　现代集成制造系统

第一节　现代集成制造系统概述

一、现代集成制造系统的定位

二、现代集成制造系统的技术构成

三、我国现代集成制造系统的发展策略

第二节　现代集成制造系统的内涵

一、现代集成制造系统的基本含义

二、CIM与CIMS的区别与联系

三、CIMS的体系结构及组成

四、实现CIMS的关键技术

第三节　CIMS的发展现状及趋势

一、CIMS国内外发展现状

二、CIMS的发展趋势

思考题

第9章　智能制造与网络制造

第一节　智能制造技术研究综述

一、智能制造技术概述

二、研究成果与特色

三、科学意义与应用前景

四、分布式网络化IMS原型系统

第二节　智能制造环境下的信息集成技术

一、制造系统中的信息构成

二、智能化对信息的要求

三、信息集成方式

四、信息集成关键技术

第三节　网络化制造技术

一、技术概述

二、现状及国内外发展趋势

三、研究目标及主要内容

四、网络制造

思考题

第10章　激光技术

第一节　激光技术基础

一、激光原理及产生过程

二、激光器的结构和种类

第二节　激光加工技术及其应用

一、激光加工技术简介

二、激光加工技术的应用

三、激光技术在农业机械制造中的应用

第三节　激光技术的发展和我国激光技术应用及创新

一、激光技术从无用到无尽可能

二、我国激光技术和产业的应用与创新

思考题

第11章　绿色制造

第一节　概述

一、绿色制造的内涵要点

二、绿色制造研究的科学价值和应用前景

第二节　绿色产品设计现状及其发展趋势

一、环境污染对产品设计的挑战

二、绿色产品设计理论国内外研究状况

三、绿色产品设计的研究内容及关键技术

四、绿色产品设计对机械制造业的影响

第三节　绿色制造的内涵、技术体系和发展趋势

一、绿色制造的概念和内涵

二、绿色制造的技术体系

三、绿色制造的发展趋势

思考题