第一节 工业系统、机械制造系统与集成概述 第二节 现代化制造的基本概念 第三节 工程素质训练课程的目的、内容与方法,绪 论,第一节 工业系统、机械制造系统与集成概述,一、工业系统,(一)工业系统分类,1.能源工业 2.冶金与材料工业 3.化学工业 4.机械工业 5.汽车工业 6.电子工业及信息产业 7.轻工业 8.建筑业,(二)工业系统简介,工业系统一直被称为国民经济的主导产业。中国的工业主要有基础工业部门为主。包括能源工业，钢铁工业等,二、机械制造系统的概念,制造业是将制造资源(物料、能源、设备工具、资金、技术、信息和人力等)，通过制造过程，转化为可供人们使用或利用的工业品，或生活消费品的行业。它涉及到国民经济的各个部门，是国民经济和综合国力的支柱产业。 制造系统是制造过程及其所涉及的硬件(物料、设备、工具和能源等)、软件(包括制造理论、制造工艺和制造信息等)和人员组成的一个将制造资源转变为产品(含半成品)的有机整体。,三、集成的概念与基本要求,1.集成的基本要求,1)应包括数控机床、自动化小车在内的各种加工设备，以及计算机等通信设备在内的部分或全部的硬件资源。 2)应包括系统软件、工具软件及应用软件在内的软件资源。 3)在软硬件及网络的基础上，建立一个良好的企业信息模型，做到信息共享。 4)企业各职能部门必须协调一致，使企业管理、技术和生产的三个主要职能紧密联系。 5)强调集成过程中人的地位和作用。,2.集成的方式,集成的方式有硬件集成，软件集成，数据和信息集成，管理、技术和生产等功能集成，以及人和组织机构的集成。其中，硬件集成指在计算机网络系统的支撑下实现计算机上层与工厂底层执行设备的集成。软件集成是指系统软件(如操作系统等)、工具软件及应用软件之间的集成，即软件的异构问题。如果没有软件的集成，硬件的集成就会变得毫无意义。软件集成的关键是选用的各类软件要尽可能符合国际统一标准和开放的要求。数据和信息集成作为系统集成的一个子集，它是对全企业的数据合理地进行规划和分布，避免不必要和有害的冗余数据。要做到信息共享，建立一个良好的信息模型是非常重要的。管理、技术和生产等功能集成是指工厂为完成战略目标，各职能部门统一协调一致地工作，作为管理、技术和生产的三个主要功能相互配合。而这些环节在未集成之前是彼此分离和相互脱节的。人和组织机构的集成是指充分提高人在企业中的地位。强调企业和供应商、顾客之间的良好合作，强调友好的人机界面和专家系统的引入。人是系统中最为重要和活跃的因素，已成为系统集成重点考虑的因素之一。,第二节 现代化制造的基本概念,一、自动控制 二、数控系统 三、 CADCAM技术 四、模拟技术 五、现代化制造的概念,一、自动控制,自动控制（automatic control）是指在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备或装置，使机器、设备或生产过程的某个工作状态或参数自动地按照预定的规律运行。 自动控制能自动调节、检测、加工的机器设备、仪表，按规定的程序或指令自动进行作业的技术措施。其目的在于增加产量、提高质量、降低成本和劳动强度、保障生产安全等。 自动控制是相对人工控制概念而言的。指的是在没人参与的情况下，利用控制装置使被控对象或过程自动地按预定规律运行。自动控制技术的研究有利于将人类从复杂、危险、繁琐的劳动环境中解放出来并大大提高控制效率。 自动控制是工程科学的一个分支。它涉及利用反馈原理的对动态系统的自动影响，以使得输出值接近我们想要的值。从方法的角度看，它以数学的系统理论为基础。我们今天称作自动控制的是二十世纪中叶产生的控制论的一个分支。 基础的结论是由诺伯特维纳，鲁道夫卡尔曼提出的,1-1 数控技术的基本概念与特点 一 数控技术的基本概念 数字控制（Numerical Control NC）是一种借助数字、字符或其它符号对某一工作过程（如加工、测量、装配等）进行可编程控制的自动化方法。 数控技术（Numerical Control Technology）采用数字控制的方法对某一工作过程实现自动控制的技术。数控技术就是利用数字化信号进行控制的技术 数控机床（Numerical Control Machine Tools） 是采用数字控制技术对机床的加工过程进行自动控制的一类机床。它数控技术典型应用的例子,二、数控系统,数控加工与传统加工的比较,工艺分析,数控加 工程序,工序卡,传统加工,数控加工,图2 传统加工与数控加工的比较图,数控技术的特点 提高加工精度 提高生产效率 改善工作条件 有利于生产管理 便于实现自动化 便于实现网络化 便于实现智能化,从产品的诞生过程理解CAD/CAM的概念,设计,生产准备,生产,概 念 设 计,详 细 设 计,工 艺 规 划,作 业 计 划,零 件 加 工,性 能 检 验,基 本 设 计 CAD,工 程 设 计 CAPP,装 配 CAM,CAD/CAM一体化,三、 CADCAM技术,从制造的概念理解CAD/CAM的概念 传统的制造概念：物料加工 现代制造的概念：人、技术、组织机构、装备集成,市场需求分析,产品概念设计,产品设计,生产准备,售后服务 产品生产 质量控制 销售,四、模拟技术,(1)数值模拟 所谓数值模拟，是指用一组代数或微分方程(或称为控制方程)来描述一个过程的基本参数的变化关系，利用数值方法求解以获得该过程定量的结果。 (2)物理模拟 物理模拟是指采用缩小或放大的比例，或简化的条件，或替代材料的试验模型来代替对原型的研究。 (3)专家系统(ES) 专家系统是一种计算机软件。,五、现代化制造的概念,传统的制造概念是一种视野狭小的观念，它只着眼于车间水平的生产活动。现代的制造概念是一种视野广阔的观念，它不仅重视将原材料(包括元器件)转变为产品的各种工艺过程及其设备，而且也非常重视市场分析、产品设计，以及原材料与元器件的产地、质量、供应状况等前期环节，同样也非常重视产品运输、销售、售后服务，以及收集用户意见等后期环节，并将上述所有环节及其相关部门组成一个信息共享、密切配合的系统,第三节 工程素质训练课程的目的、内容与方法,一、基本工程素质的概念 二、现代工程素质训练教程的教学目的 三、现代工程素质训练教程的教学内容 四、教学和学习的方法 五、工程素质培养中值得引起注意的问题,一、基本工程素质的概念,1)健康意识(躯体、心理和人际关系)。 2)质量意识(树立质量第一的观念)。 3)安全意识(树立安全第一的观念)。 4)群体意识(树立集体观念和团队精神)。 5)市场意识(树立在市场经济条件下，市场是企业龙头的观念)。 6)经济意识(逐步懂得经济对社会发展的巨大作用以及企业必须为国家创造利润)。 7)管理意识(树立管理出效益的观念)。 8)社会意识(懂得许多在建工程与未来工程是由社会需求演变而来)。 9)环保意识(懂得环境保护对国家的今天与明天的重要性)。,10)法律意识(初知与企业有关的企业法、合同法、税法、劳动法和专利法等)。,二、现代工程素质训练教程的教学目的,1)通过对机械制造一般过程的学习和实践，对典型工业产品的结构、设计、制造及过程管理有一个基本的、完整的体验和认识。 2)了解机械零件的常用加工方法、设备、工装及工艺技术，拓宽学生的工程知识背景。 3)初步掌握机械设备的操作技能和零件加工的手工制作技能。 4)了解工业企业中普遍应用的、工作和生活中常用的通用技术及现代企业管理技术的基本知识和制作技能等。 5)了解工业企业中的一些检测技术和方法。 6)培养劳动观点、创新精神和理论联系实际的科学作风，初步建立市场、信息、质量、成本、效益、安全、群体和环保等工程意识。,7)对工科学生还要求熟悉常用工程材料的种类、成分、组织、性能和改性方法，具有选用工程材料的初步能力，熟悉设备的拆、装方法和工艺，熟悉简单机械零件的加工方法，初步具有简单机械零件的毛坯制造方法选择和加工方法选择的能力。 8)对机械类学生还要求：在主要工种上应具有独立完成简单零件加工制造的实践能力；掌握常用工程材料的种类、成分、组织、性能和改性方法，具有选用工程材料的初步能力，掌握主要加工方法的基本原理和工艺特点，具有进行工艺分析及选择毛坯、零件加工方法的初步能力；具有综合运用工艺知识，分析零件结构工艺性的初步能力，了解与本课程有关的新材料、新工艺、新技术及其发展趋势。,三、现代工程素质训练教程的教学内容,(1)机械制造技术与装配技术 包括工程材料、热加工工艺基础、机械加工工艺和装配工艺。 (2)现代制造业中普遍应用的技术 包括控制技术、电子技术、电工技术、信息技术、网络技术。 (3)现代企业管理技术 主要包括现代企业中的生产管理、安全技术及管理、设备管理、技术标准及质量管理、项目管理及投标、环境保护、产品成本核算、产品开发及销售等内容。 (4)制造业中常用的控制检测技术,四、教学和学习的方法,本课程以实践教学为主，安排学生进行独立操作，对综合性、通识性的内容安排专题集中讲授，一般内容穿插在实习实验中讲授，小部分内容安排学生在实习中自学，部分内容还可安排项目训练，充分运用现场教学、参观、多媒体教学、电化教学、讨论、写小论文、写报告等多种方式和手段，有机地结合，丰富教学内容，使学生通过各种教学环节的感受与体验、经历与思考、矛盾与前进，了解知识的产生和创造过程，从而更加积极主动地获取知识与培养能力。,五、工程素质培养中值得引起注意的问题,1.工程实践以机械制造工程的实践为基本内容 2.正确认识常规设备和新技术、新工艺、新设备对培养学生的工程实践能力的作用,