现代制造系统复习资料
1. 制造业发展三阶段：
（1）用机器代替手工，由作坊形成工厂，19世纪，英法，德美；
（2）从单件生产发展成为大批量生产，泰勒：劳动分工，计件工资制；
（3）当代先进制造技术：柔性化，集成化，智能化，全球化，网络化。
2. 制造系统的发展历史：（1）刚性自动化（2）数控加工（3）柔性制造（4）计算机集成制造系统（5）智能制造系统。
3. 制造系统（AMT ）定义：制造系统是包含从原材料供给到销售服务的所有制造过程及其所涉及的硬件和有关软件所组成的具有特定功能的一个有机整体。其中，硬件包含人员、生产设备、材料、能源和各种辅助装置；软件包括制造理论、制造技术和制造信息等。
4. 制造系统体系结构主要包含：先进制造工艺技术、制造自动化系统、先进制造模式等。
5. 制造系统的发展趋势：（P12）近年来，制造自动化技术的研究发展迅速，其发展趋势可用“六化”简要描述，及制造全球化、制造敏捷化、制造网络化、制造虚拟化、制造智能化和制造绿色化。
6. 超高速加工技术：是指采用超硬材料刀具和磨具，利用能可靠地实现高速运动的搞精度、高自动化和高柔性的制造设备，以提高切削速度来达到提高材料切除率、加工精度和加工质量的先进加工技术。不同的工件材料、不同的加工方式有着不同的切削速度范围。
7. 形成理论（P76）图3-2，Salomon 曲线
8. 超高速切削加工技术：通常把切削速度比常规高5~10倍以上的切削叫做超高速切削。高速切削加工技术与常规切削加工相比，在提高生产率，减低生产成本，减少热变形和切削力以及实现高精度、高质量零件加工等方面有明显优势。
特点：加工效率高、切削力小、热变形小、加工精度高、加工过程稳定、减少后续加工工序、良好的技术经济效益。
9. 超高速切削刀具材料：
涂层刀具、金属陶瓷刀具、立方氮化硼、聚晶金刚石。
10. 防护措施：机床防护罩，工件的加紧
11. 电火花加工技术：（弟一种被发明）
可加工材料、不可加工材料、优缺点
12. 超声波加工：概念、加工材料、材料
13. 激光加工：是一种利用材料在激光聚集照射下瞬时急剧熔化和气化，并产生很强的冲击波，是被熔化的物质爆炸式地 喷溅来实现材料去除的加工技术。
与其他加工相比，激光加工具有以下特点：适应性强、加工精度高、加工质量好、加工速度快、效率高、容易实现自动化加工、通用性强、节能和节省材料和经济性好等
应用：激光切割、打孔、焊接、动平衡去重、电阻微调、表面处理和改性等。
14. （P104~105）电子束加工：电子带负电，质量小。
离子束加工：（阶段加工精度最高的）离子带正电，质量大。
能量比电子束加工大。
15. 柔性制造系统（FMS ）出现的基础：计算机硬件技术的空前成就，成组技术的应用，数控技术与系统的实用化，特别是计算机数字控制（CNC ）机床的广泛应用，物料传输与装卸自动化技术的发展及它们的集成组合。FMS 仍是主要的生产自动化制造系统。
背景：对于大批量，少品种的情况，一般采用自动流水线，是一种刚性自动线。刚性自动线成本高，加工品种少，只能加工一个零件或者几个类似的零件。优点是生产率很高。对于小批量、多品种的情况，一般可采用单台CNC 机床，课编程制造。上述缺点是：机床利用率低；中间缓冲库存大，刀具利用率低；车间空间利用率低。FMS 可用于中、小批量的生产。
16. 柔性制造系统（FMS ）定义：
《中华人民共和或国家军用标准》：是由数控加工设备、物料运储装置和计算机控制系统组成的自动化制造系统，它包括多个柔性制造单元，能过根据制造任务或生产环境的变化迅速进行调整，适用于多品种、中小批量生产。
17.FMS 特点（了解一下）
（1）保证系统具有一定柔性的同时，还具有较高的设备利用率。
（2）减少设备投资。
（3）较少直接工时费用。
（4）减少了工序中在制品量，缩短了生产准备时间。
（5）对加工对象具有快速应变能力。
（6）维持生产能力强。
（7）产品质量高、稳定性好。
（8）运行的灵活性。
（9）产品的灵活性。
（10）便于实现工厂自动化。
（11）投资高、风险大、管理水平要求高。
18. 柔性制造单元（FMC ）构成可分为两大类：
（1）加工中心与托盘交换系统（2）数控机床与工业机器人组合式。
19.FMC 的功能：（1）有自动化加工功能（2）有物料传输、存储功能（3）有完成自动加工与检测的控制功能(4)有自动检验、监视功能。
20. 工业机器人的定义（美国机器人工业协会RIA ）：是一种可编程的、多功能操作手，用以搬运物料、零件和工具，或通过可变的程序编制可完成多种任务的专用装备。
21. 机器人的分类（P197）：
(1)按技术级别分：第一代机器人、第二代机器人、第三代机器人
（2）按坐标分：笛卡儿坐标型、极坐标型、圆柱坐标型、多关节型、SCARA 型。
（3）按运动控制特征分：点位控制、连续控制。
（4）按传动类型分：气动、液压传动、电气传动、复合传动。
22. 计算机集成制造（CIMS ）：由美国约瑟夫哈林顿提出两个要点：
（1）从功能上，CIM 包含一个制造企业的全部生产和经营管理活动，从市场预测、产品设计、制造装配、经营管理到售后服务是一个整体。
（2）从信息上，整个生产过程实质上是一个数据采集、传送和处理决策的过程，最终形成的产品可以看作是数据的物质表现。
23.863/CIMS专家提出的CIMS 概念：CIM 是一种组织、管理与运行企业生产的哲理，它借助计算机硬件及软件，综合运用现代管理技术、制造技术、信息技术、自动化技术、系统工程技术，将企业生产全过程（市场分析、经营管理、工程设计、加工制造、装配、物料管理、售前服务、产品报废处理）中有关的人/组织、技术、经营管理三要素与其信息流、物流有机地集成并优化运行，实现企业整体优化，以达到产品高质、低耗、上市快、服务好，从而
使企业赢得市场竞争。CIMS 基于CIM 哲理构成的系统。
24.CIMS 发展三阶段：以信息集成为特征的CIMS 、以过程集成为特征的CIMS 、以企业集成为特征的CIMS 。
25.CIMS 例子（P30~31）
26.CIMS 四个功能：管理信息分系统、工程设计自动化分系统、制造自动化分系统、质量保证分系统。
两个支撑：计算机通信网络分系统、数据库分系统。
27. 并行工程：是集成地、并行地设计产品及其相关的各种过程的系统方法。这种方法要求产品开发人员从设计一开始就考虑产品整个生命周期中从概念形成到产品报废处理的所有因素，包括质量、成本、进度计划和用户的要求。
根据这定义，并行工程是组织跨部门、多学科的开发小组，在一起并行协同工作，对产品设计、工艺、制造等上下游各方面进行同时考虑和并行交叉设计，及时地交流信息，使各种问题尽早暴露，并共同加以解决。
28. 并行工程的特点：
（1）强调团队工作，团队精神和工作方式。
（2）强调设计过程的并行性。
（3）强调设计过程的系统性。
（4）强调设计过程的快速反馈。
（5）在现今制造技术中具有承上启下的作用。
（6）强调信息技术的充分应用。
29. 并行工程带来的效益：
（1）缩短产品投放市场的时间（2）降低成本（3）提高质量（4）保证了功能的实用性（5）增强市场竞争能力。
30. 敏捷制造概念六个方面：
（1）是一种组织模式和战略计划，是一种制造系统工程方法和现代制造模式。
（2）敏捷制造思想的出发点是基于对未来产品和市场发展的分析，认为未来产品市场总的
发展趋势是多元化和个人化，因此对制造技术的要求应尽可能做到产品成本及产品类型与产品数量无关。
（3）强调高素质的员工，即要造就一支高度灵活、训练有素、能力强且具有高度责任感的员工队伍，并充分发挥其作用。
（4）敏捷制造的实现需要多个相关企业的协同工作，最终目标是使企业能在无法预测、持续变化的市场环境中保持并不断提高其竞争能力。
（5）敏捷制造通过动态联盟或称虚拟企业来实现。
（6）实现敏捷制造的一种手段和工具是虚拟制造，虚拟制造指在计算机上完成该产品从概念设计到最终实现的整个过程。
31. 绿色制造的概念：绿色制造技术是指在保证超频的功能、质量、成本的前提下，综合考虑环境影响和资源效率的现代制造模式。它使产品从设计、制造、使用到报废整个产品生命周期中不产生环境污染或环境污染最小化，符合环境保护要求，对生态环境无害或危害极少，节约资源和能源，使资源利用率最高，能源消耗最低。
32. 绿色制造的内涵：
（1）涉及的问题领域包括三部分：制造问题，包括产品生命周期全过程；环境影响问题；资源优化问题。
（2）绿色制造中的“制造”涉及产品整个生命周期，是一个“大制造”概念，同计算机集成制造、敏捷“制造”等概念中的制造一样。
（3）围绕制造过程中的环境问题提出了许多与绿色制造相关或相类似的制造概念。
（4）当前人类社会高度关注在全球化过程中的可持续发展主题，绿色制造实质上是人类社会可持续发展战略在现代制造业的体现。