先进机械设计与制造理论

　1、先进设计技术是以满足市场产品的质量、性能、时间、成本、价格等综合效益为目的，以计算机辅助设计为主体，以知识为依托，以各种科学方法为手段，研究、改进、创造产品活动过程多用到的技术群体的总称。其特点为：设计范畴的扩展化；设计手段的计算机化；设计过程的并行化；设计过程智能化；设计手段的拟实化；分析手段的精确化；各种手段综合应用；强调设计的逻辑性与系统性；多动态变量优化；强调产品的环保性；强调产品的宜人性；强调用户参与；强调设计阶段的质量控制；设计和制造的一体化；强调产品全寿命周期的最优化。
CAD是计算机科学与工程设计学科相结合形成的新兴技术，是计算机在工程中最优影响的应用技术之一。无论是军事工业还是民用工业，均离不开CAD技术。CAD已经成为决定企业市场竞争力的主要因素，在重大工程招标中，没有CAD完成的方案图与标书文件，就没有资格投标。CAD是任何现金制造系统不可跨越的核心技术。因此，CAD技术是先进设计技术的主体。
2、先进制造工艺技术就是机械制造工艺不断变化和发展后所形成的制造工艺技术，包括常规工艺经优化后的工艺，以及不断出现和发展的新型加工方法。其主要技术体系由先进成形加工技术、现代表面工程技术等技术构成及先进制造加工技术。
特点：加工精度不断提高；加工速度得到提高；材料科学促进制造工艺变革；重大技术装备促进加工制造技术的发展；优质清洁表面工程技术获得进一步发展；精密成形技术取得较大进展；热成形过程的计算机模拟技术研究有一定发展。从总体发展趋势看，优质、高效、低耗、灵捷、洁净是机械制造业永恒的追求目标，也是先进制造工艺技术的发展目标。
3、绿色制造是一个综合考虑环境影响和资源效率的现代制造模式，其目标是使产品从设计、生产、包装、运输、使用到报废后的回收和处理的整个产品生命周期中对环境的不利影响最小，资源利用效率最高。
其内涵为：生产设计时要考虑产品对环境的影响，在产品的生产过程中也要考虑它对环境的影响。绿色生产对环境无污染或少污染，达到清洁化生产。不应在污染物产生以后去治理，而应在产生的源头上加以控制，使污染物在产生之前即被消灭。绿色生产积极地预防污染的产生，它是高质量生产的需要，也是可持的必然要求。
绿色设计的主要内容：绿色产品设计的材料选择与管理；产品的可回收性设计；产品的可拆卸性设计；绿色产品的成本分析；绿色产品设计数据库。
4、柔性制造系统中加工系统的功能要求为：（1）以成组技术为核心的对零件分析编组的功能。（2）以微型计算机为核心的编排作业计划的智能功能。（3）以加工中心为核心，自动换刀、换工件的加工功能。（4）以托盘和运输系统为核心的工件存放与运输功能。（5）以各种自动检测装置为核心的自动测量、定位与保护功能。
互替式特点：机床是一种并联关系，功能可互相替代，工件可随机输送到任何一台加工。系统可维持正常的工作。互补式特点：功能是互相补充的，各自完成特定的加工任务。生产率高，可靠性低。
5、当前，我国企业面临的竞争越来越激烈，创新已成为企业竞争策略的重点，新生产模式越来越重视知识。国企业在经济全球化背景下有其发展空间，制造业是中国经济的强项、出口的主要支柱，制造业必然是中国经济崛起的杠杆。21世纪的大制造的概念，其内涵不只局限于金属加工、芯片蚀刻、计算机装配、生物反应器的控制、还要包括有关的商务事物，制造将是拓展的社会企业的完整部分、将推动经济全球化的发展。随着我国制造业的的不断发展，先进制造技术得到越来越广泛的应用。
在传统制造技术逐步向现代高新技术发展、渗透、交汇和演变的过程中，形成了先进制造技术的同时，出现了一系列先进制造模式。具体内容为：柔性制造系统（FMS）；计算机集成制造系统（CIMS）；精益生产模式（LP）；清洁生产模式（CP）；高效快速重组生产系统；虚拟制造模式（VM）等。目前，正在开发下一代制造和生产模式，如：并行工程和协同制造（HM）、生物制造（BM）、网络化制造和下一代制造系统（NGMS）等。我国制造业面临的竞争越来越激烈，创新已成为企业竞争策略的重点，新生产模式越来越重视知识，必须采用先进制造技术来改造传统产业。但在我国，制造业应用先进制造技术和发展先进生产模式必须依据我国国情，在跟踪、消化国外先进生产模式的基础上，结合国情，博采众长来发展我国的制造业先进生产模式，推广现代先进制造技术。
6、制造业信息化是将信息技术、自动化技术、现代管理技术与制造技术相结合，带动产品设计方法和工具的创新，企业管理模式的创新，企业间协作关系的创新，实现产品设计和企业管理的信息化，生产过程控制的智能化，制造装备的数控化，咨询服务的网络化，全面提升我国制造业企业的竞争力。
科研生产的信息化核心软件成为科研生产信息化的坚实基础。对于传统产业的改造包括三个方面：
一是深入开展数字化单项技术应用，提升型号研制水平。加强数字化样机、数字化仿真及验证、数字化分析等各种单项技术在型号工程研制中的深入应用。
二是强化基础核心软件支撑，提高数字化集成能力。以产品的数字化定义为对象，以设计、制造、试验、管理等全生命周期为主线，实现信息共享、流程协同和软件工具集成的支撑软件。
三是强化系统集成，构建网络化协同工作环境。实现设计与制造的协同，构建跨越异地系统以及产品设计与制造之间的数据共享。