先進制造技術教案(已修改)

　

【正文】 先進制造技術教案 課程名稱 先進制造技術 授課班級 班 任課教師 ： 教學環節教 學 內 容備 注組織教學提問導言小結作業檢查學生出勤中國制造業的現狀？任務一 制造業的發展歷史　制造業直接體現了一個國家的生產力水平，是區別發展中國家和發達國家的重要因素，制造業在世界發達國家（developed countries）的國民經濟中占有重要份額。 　　根據在生產中使用的物質形態，制造業可劃分為離散制造業和流程制造業。制造業包括：產品制造、設計、原料采購、倉儲運輸、訂單處理、批發經營、零售。在主要從事產品制造的企業（單位）中，為產品銷售而進行的機械與設備的組裝與安裝活動，按其主要活動歸類包括： 一、現狀　　2008年，我國工業增加值129112億元，%。%，%；%，%，%；%。分輕重工業看，%，%。 2008年規模以上工業中，%，%，%，%，%，%，%，通信設備、%，%，%。%，其中，%，%，%，%，%，%。%。 　　2008年，我國建筑業實現增加值17071億元，%。全國具有資質等級的總承包和專業承包建筑業企業實現利潤1756億元，%，其中國有及國有控股企業509億元，%；上繳稅金2058億元，%，其中國有及國有控股企業771億元，%。 　　利用外資方面，一直以來制造業均居于主導地位。2008年，制造業利用外資項目個數達到11568個，%，%；，占全部實際利用外資額的54%，%。 二、優勢及劣勢優勢　　（1）我國勞動力成本低，在勞動密集型產業、產品領域占優勢，競爭力強。而且中國的勞動力素質也比較高，比如，在廣東、浙江一帶的勞動力都是農村出來的高中生，這些人的素質相當不錯； 　　（2）我國潛在消費市場大，能夠容納這些產品，促進這些產品很快地形成規模經濟。通常，一個國家的產品首先要在國內銷售，取得了一定的經驗，達到一定的產量規模以后，再走向國際市場。中國這么大的國內消費市場為產品的開發、發展創造了基本條件； 　　（3）制造業基礎比較完善。改革開放20多年來，我國制造業的發展取得了舉世矚目的成就，作為國民經濟的主體和支柱性產業，制造業為今后我國國民經濟的發展奠定了堅實的基礎。進入二十一世紀，我國制造業的發展面臨的國際和國內環境發生了深刻變化，加入世貿組織，使我國的經濟體制改革和對外開放進入到一個更加廣闊和深層次的階段； 　　（4）制造業生產比較集中，大部分分布在相關資源較為豐富的地區。國家十分重視制造業相關產業的發展，因此我國好多大型制造業的生產資源基礎比較好，并且在經濟調控中的市場導向作用也很有利于制造業的發展。 劣勢　　（1）技術開發與技術創新能力薄弱； 　　（2）企業缺乏活力； 　　（3）管理機制、管理思想落后，阻礙了生產力的發展； 　　（4）市場機制不完善，競爭不完全；我們不具備市場經濟所需的基本的法律； 　　（5）重制造，輕研發；我們許多產品產量都居世界第一位，做得雖然很大，但是研發很多都是從國外引進來的。比如彩色電視機，我們的顯像管都是買進的，雖然對買進的技術作了改進，不會在知識產權方面產生糾紛，但是我們沒有原創技術； 　　（6）產品缺乏世界品牌； 　　（7）機械化程度不高，效率低下。 三、國內外的差距結構不合理　　我國裝備制造業普通產品總量過剩，而體現競爭力的重大技術裝備卻不能滿足要求。機械產品進出口逆差逐年加大,長期以來缺乏具有工程設計、系統成套和工程總承包能力的工程公司，致使大量附加值較高的成套裝備市場不得不讓給外商。 　　我們現在很多單體設備做得不錯，但缺乏成套設備，系統設計不行。比如在寶鋼，設備都是國內生產的，但整個系統卻標著SMS（德國西馬克）。這種整個系統的成套所攝取的附加值一般是20%以上，也就是說，我們有20%以上的這種高附加值都被國外的公司白白拿走了。這就是結構問題，單體設備做得很好，但成套能力差，這就是真實的差距。 生產效率低　　我國制造業產品技術、生產技術和管理技術的研究、應用與工業發達國家相比有較大差距，特別是在勞動生產率、工業增加值率、能源消耗等方面的差距更大。2000年，% 、% 、%；%。自動化和生產率的提高和就業率沒有關系。　技術創新薄弱已成為制約我國由世界加工基地轉變為世界制造基地的關鍵因素。主要表現在兩個方面： 　　第一，大部分技術依賴從國外引進。 　　主要機械產品的大部分技術依靠從國外引進，原創性產品和技術極少；而企業又不能處理好引進、消化、吸收和自主創新的關系，缺乏消化吸收及創新的資金和優秀人才，基本停留在仿制、實現國產化的低層次階段，尚未形成自主開發的良性循環，有些技術經過一段時間后還要重復引進。 　　第二，裝備制造業發展嚴重滯后。 　　裝備制造業是制造業的核心，制造業技術水平的提高很大程度上取決于裝備的現代化。我國裝備制造業占制造業的比重明顯偏低，發展嚴重滯后，已帶來嚴重后果。其嚴重滯后有兩個突出的表現： 　　（1）國民經濟和高技術產業發展所需要的裝備已形成依賴進口的局面。2001年，全國進口裝備制造業產品額1100億美元左右，占全國外貿進口總額的48%左右，出口為1000億美元左右，占全國外貿出口總額的38%左右，進出口逆差為100億美元左右。2001年當年進口用匯折合人民幣9130億元左右，加上各種費用可達10000億元左右，而當年全國固定資產投資中設備、工具、器具購置費只有8834億元。雖然進口設備不完全用于固定資產投資，但進口設備仍占國家建設投資中的很大部分。據統計，光纖制造裝備的100%、集成電路芯片制造裝備的85%、大型成套石油化工裝備的80%、轎車工業裝備、數控機床、紡織機械和膠印設備的70%由進口產品占領。 　　（2）系統設計，成套能力薄弱。成套能力和成套水平是裝備制造技術水平最直觀、最集中的表現。改革開放20年來，通過引進技術、合作設計、合作生產、自主開發等多條途徑，已能生產大批高水平、高質量的單機產品，但由于對工藝流程研究不夠，沒有掌握系統成套技術，缺乏一批具有系統設計、系統成套和工程總承包能力的供應商，大量的成套設備市場不得不拱手讓給外商。常常是大部分，甚至90%的單機由國內企業制造，但大部分利潤卻被外商拿走。就中國制造業的現狀，你有什么想法？舉例導入舉例分析說明結合實例分析討論法分析結合實際舉例舉例分析提問學生總結教學環節教 學 內 容備 注組織教學提問導言檢查學生出勤同學們，你們了解的先進制造技術有哪些？任務二 先進制造技術的內涵與特征　先進制造技術(Advanced Manufacturing Technology，簡稱為AMT）是指微電子技術、自動化技術、信息技術等先進技術給傳統制造技術帶來的種種變化與新型系統。具體地說，就是指集機械工程技術、電子技術、自動化技術、信息技術等多種技術為一體所產生的技術、設備和系統的總稱。主要包括：計算機輔助設計、計算機輔助制造、集成制造系統等。AMT是制造業企業取得競爭優勢的必要條件之一，但并非充分條件，其優勢還有賴于能充分發揮技術威力的組織管理，有賴于技術、管理和人力資源的有機協調和融合。一、什么是先進制造技術(AMT)　　先進制造技術(Advanced Manufacturing Technology),人們往往用AMT來概括由于微電子技術、自動化技術、信息技術等給傳統制造技術帶來的種種變化與新型系統。具體地說，就是指集機械工程技術、電子技術、自動化技術、信息技術等多種技術為一體所產生的技術、設備和系統的總稱。主要包括：計算機輔助設計、計算機輔助制造、集成制造系統等。AMT是制造業企業取得競爭優勢的必要條件之一，但并非充分條件，其優勢還有賴于能充分發揮技術威力的組管理，有賴于技術、管理和人力資源的有機協調和融合。 二、主體技術群　　它包括兩個基本部分:有關產品設計技術和工藝技術。 (1)面向制造的設計技術群　　面向制造的設計技術群系指用于生產準備(制造準備)的工具群和技術群。設計技術對新產品開發生產費用、產品質量以及新產品上市時間都有很大影響。產品和制造工藝的設計可以采用一系列工具,例如計算機輔助設計(CAD)以及工藝過程建模和仿真等,生產設施、裝備和工具,甚至整個制造企業都可以采用先進技術更有效地進行設計。近幾年發展起來的產品和工藝的并行設計具有雙重目的,一是縮短新產品上市的周期,二是可以將生產過程中產生的廢物減少到最低程度,使最終產品成為可回收、可再利用的,因此對實現面向保護環境的制造而言是必不可少的。 (2)制造工藝技術群(加工和裝配技術群)　　制造工藝技術群是指用于物質產品(物理實體產品)生產的過程及設備。例如,模塑成形、鑄造、沖壓、磨削等。隨著高新技術的不斷滲入,傳統的制造工藝和裝備正在產生質的變化。制造工藝技術群是有關加工和裝配的技術,也是制造技術或稱生產技術的傳統領域。 　　先進制造技術(Advanced Manufacturing Technique，縮寫AMT)，AMT是中國1995年列入為提高工業質量及效益的重點開發推廣項目，該技術廣涉信息、機械、電子、材料、能源、管理等方面的知識。因此，該技術的發展對推動國民經濟的發展有著重要的作用。就目前世界的經濟發展來看，以美國、日本、西歐為代表的工業化國家在AMT上都有雄厚的實力。 　　AMT發展歷程: 　　人類漫長的歷史發展中，使用工具、制造工具進行產品制造是基本生產活動之一。直到18世紀中葉產業革命以前，制造都是手工作業和作坊式生產。 　　產業革命中誕生的能源機器（蒸汽機）、作業機器（織機）和工具機器（機床），為制造活動提供了能源和技術，并開拓了新的產品市場。 　　經過100多年的技術積累和市場開拓，到19世紀末制造業已初步形成。其主要生產方式是機械化加電氣化的批量生產。 　　20世紀上半葉，以機械技術和機電自動化技術為基礎的制造業的生產空前發展。以大批量生產為主的機械制造業成為制造活動的主體。 　　20世紀中葉（1946年）電子計算機問世。 　　在計算機誕生2年后，由于飛機制造（飛機蒙皮壁板、梁架）的需要，在美國發明了數字控制（NC）機床。不久計算機又開始用于輔助編制NC機床的加工程序，推出了自動編程工具APT語言（Automatically Programmed tools），此后CNC、DNC、FMC、FMS、CAX、MIS、MRP、MRPII、ERP、PDM、WebM等數字化制造技術相繼問世和應用。 　　先進制造技術是一門綜合性、交叉性前沿學科和技術，學科跨度大，內容廣泛，涉及制造業生產與技術、經營管理、設計、制造、市場各個方面。先進制造技術就是在傳統制造技術的基礎上，利用計算機技術、網絡技術、控制技術、傳感技術與機、光、電一體化技術等方面的最新進展，不斷發展完善。 三、支撐技術群　　支撐技術群是指支持設計和制造工藝兩方面取得進步的基礎性的核心技術。基本的生產過程需要一系列的支撐技術,諸如:測試和檢驗、物料搬運、生產(作業)計劃的控制以及包裝等。它們也是用于保證和改善主體技術的協調運行所需的技術,是工具、手段和系統集成的基礎技術。支撐技術群包括: 　　(1)信息技術:接口和通信、數據庫技術、集成框架、軟件工程人工智能、專家系統和神經網絡、決策支持系統。 　　(2)標準和框架：數據標準、產品定義標準、工藝標準、檢驗標準、接口框架。 　　(3)機床和工具技術。 　　(4)傳感器和控制技術：單機加工單元和過程的控制、執行機構、傳感器和傳感器組合、生產作業計劃。 　　(5)其它 四、制造技術基礎設施　　制造技術基礎設施是指為了管理好各種適當的技術群的開發并鼓勵這些技術在整個國家工業(基地)內推廣應用而采取的各種方案和機制。由于技術只有應用適當地會產生效用,所以其技術基礎設施的各要素和基本技術本身同樣重要。這些要素包括了車間工人、工程技術人員和管理人員在各種先進生產技術和方案方面的培訓和教育,這些技術和方案將提高企業的生產競爭力。可以說,制造技術的基礎設施是使制造技術適應具體企業應用環境充分發揮其功能、取得最佳效益的一系列措施,是使先進的制造技術與企業組織管理體制和使用技術的人員協調工作的系統工程,是先進制造技術生長和壯大的土壤,因而是其不可分割的一個組成部分。先進制造技術是促進科技和經濟發展的基礎。