电子制造中
高精度：控制趋于纳米级 加工趋于亚纳米级
超微细：芯片线宽＜100nm 运动副间隙＜12nm
高加速度：封装运动＞12g 高可靠章先进制造技术绪论49
•发展趋势 ——制造产品：“精”“极”“文”
超精密加工
• 20世纪初：
10微米
• 30年代：
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第一章先进制造技术绪论49
二、 先进制造技术的分类 现代设计技术 先进制造工艺 自动化技术 系统管理技术
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第一章先进制造技术绪论49
现代设计技术
现代设计方法 设计自动化技术 工业设计技术
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第一章先进制造技术绪论49
先进制造工艺
精密和超精密加工技术 精密成型技术 特种加工技术 表面改性、制膜和涂层技术
第一章先进制造技术绪论49
发展现状 制造科学已成为多学科交叉的学科
制造技艺→制造技术→制造科学；
制造活动的社会性、制造系统的开放性→制造科学综 合性；
制造科学已不可能在孤立、封闭的状态下发展，必然 走兼采百家之长、交叉融合的道路；
现代物理、数学、化学、生命、信息、材料、管理和 系统等科学的发展，为制造科学不断提供新的推动力， 也不断丰富着现代制造科学的内涵和外延。
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第一章先进制造技术绪论49
先进制造领域的关键技术
集成化技术； 智能化技术； 网络技术； 分布式并行处理技术； 多学科、多功能综合产品开发技术； 虚拟现实技术； 人——机——环境系统技术。
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第一章先进制造技术绪论49
第三节 先进制造技术的现状及发展趋势
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第一章先进制造技术绪论49
世界制造业的现状：
先进制造技术是工业发达国家的国家级关键技 术和优先发展领域
国别/地区
美国
日本 欧共体
德国 韩国
科技计划
先进制造技术计划 关键技术(制造)计划 敏捷制造使能技术计划 智能制造技术国际合作计划 尤里卡计划 信息技术研究发展战略计划 制造2000年计划 高级先进技术国家计划(G-7)
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第一章先进制造技术绪论49
•发展趋势 ——制造过程：“绿”“快”“省”“效”
“绿”是发展的必然——绿色
“天人合一” 与 “无为”； “保护环境，就是保护生产力；改善环境，就是发展生产
力” —— 江泽民 制造各阶段都必须充分计及环境保护：自然环境，社会环境、
生产环境、生产者的身心健康； 制造必然要走向“绿色”制造，这是实现国民经济可持续发
1微米
• 50年代：
0.1微米
• 70-80年代：
0.01微米
• 目前：
0.001微米
•
（纳米加工）
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第一章先进制造技术绪论49
•发展趋势 ——制造产品：“精”“极”“文”
“极”是发展的焦点——极端、极限
❖ 几何形体上，极大、极小、极厚、极薄、极平、极柔、极圆、极方、 奇形怪状；
❖ 在物理性能上，极高硬度、极高塑性、极大弹性、极大脆性、极强 磁性、极强辐射性、极强腐蚀性，奇性怪能；
过程，也称为产品生命周期。
• 制造业 将制造资源（物料、能源、设备、工具、资金、信息
、人力等）利用制造技术，通过制造过程，转化为供人 们使用或利用的工业品或生活消费品的行业。
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第一章先进制造技术绪论49
1、制造的概念
1.2 制造系统 制造系统是制造业的基本组成实体。
结构：是制造过程所涉及的硬件（物料、设备、工具、 能源等）、软件（制造理论、工艺、信息等）、人员所 组成的具有特定功能的有机整体。
19世纪机器在英国诞生，先后传人法国、德国和美国。
2）从单件生产方式发展成大量生产方式
泰勒：以劳动分工和计件工资制为基础的科学管理。 福特：零件互换技术，1913年建立了具有划时代意义的 汽车装配生产线
3）柔性化、集成化、智能化和网络化的现代制造技术
柔性制造系统、计算机集成制造系统、网络化制造、智能 制造系统、及时生产、精良生产、敏捷制造……
（1）超净：尘埃颗粒直径<0.1微米 颗粒数<0.1个/立方英尺空气
（2）超纯：有害杂质含量达到ppb（十亿分之一） （3）超精加工：钠米级
我国的“龙芯”。 日本日立公司（2006）报导：集成电路小如尘粒：
长、宽150μm，厚7.5μm
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第一章先进制造技术绪论49
•发展趋势 ——制造产品：“精”“极”“文”
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第一章先进制造技术绪论49
三、先进制造技术的特点
系统性 集成性 广泛性 高精度 实现优质、高效、低耗、清洁、
灵活的生产
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第一章先进制造技术绪论49
第二节 先进制造技术的构成及分类
先进制造技术的构成 （我国）
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第一章先进制造技术绪论49
现代制造技术体系结构（美国）
制造、智能制造等） 集成化的管理技术、企业组织结构与虚拟公
司等生产组织方法。
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第一章先进制造技术绪论49
先进制造技术的特点
产品开发周期短、上市时间快； 提高市场竞争力； 柔性化（快速重组）； 质量保证； 组织形式：跨地区、跨国家的虚拟公司、动态联盟； 生产过程精良； 人员素质提高； 智能化； 环保； 分布、并行、集成并存。
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第一章先进制造技术绪论49
世界制造业的现状：
数控NC 计算机数控CNC 直接数控DNC 柔性制造单元FMC 柔性制造系统FMS 计算机辅助设计与制造CAD/CAM
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第一章先进制造技术绪论49
世界制造业的现状：
计算机集成制造系统CIMS 准时JIT生产 制造资源规划MRPⅡ 精良生产LP 敏捷制造AM
2002年
原子级纳米“晶体管”（电极相距1nm）
2003年
世界最小的电动机——纳米电动机（直径500nm）
量子计算机基本电路（1/500mm，近°K 工作）
2004年
能停或暂停的分子马达
用核磁共振观测到单个电子
2005年
超大容量纳米级信息存储材料
2006年
世界最小的发电机——纳米发电机
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第一章先进制造技术绪论49
1、制造的概念
• 制造技术（Manufacturing Technology) 按照人们所需的目的，运用知识和技能，利用客观物
资工具，将原材料物化为人类所需产品的工程技术。即： 使原材料成为产品而使用的一系列技术的总称
• 制造过程 产品从设计、生产、使用、维修、报废、回收等的全
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第一章先进制造技术绪论49
自动化技术
数控技术 工业机器人技术 柔性制造技术 计算机集成制造技术 传感技术 自动检测及信号识别技术 过程设备工况监测与控制技术等
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第一章先进制造技术绪论49
系统管理技术
工程管理 质量管理 管理信息系统 现代制造模式（如精益生产、CIMS、敏捷
01第一章先进制造技术 绪论49
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2020/11/27
第一章先进制造技术绪论49
第一章 绪论
第一节 先进制造技术及其主要特点 第二节 先进制造技术的构成及分类 第三节 先进制造技术的应用及发展趋势
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第一章先进制造技术绪论49
第一节 先进制造技术及其主要特点
1、制造的概念
“精”是发展的关键——精确化
加工精度精密化
人造卫星的仪表轴承，其圆度、圆柱度、表面粗糙度等均达纳米级；
操作尺度细微化
基因操作机械，移动距离为纳米级，移动精度为0.1纳米级
物理性能精确化
＿物理性能、力学性能、化学性能、生化性能等等
控制要求纳米化
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第一章先进制造技术绪论49
•发展趋势 ——制造产品：“精”“极”“文”
1.1 概念 制造（Manufacturing): 是人类所有经济活动的基石，是人类历史发展和文明进
步的动力。 狭义：为机电产品的机械加工工艺过程 广义：国际生产工程学会1990年：
制造是涉及制造工业中产品设计、物料选择、生产计 划、生产过程、质量保证、经营管理、市场销售和服务 的一系列相关活动和工作的总称。
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第一章先进制造技术绪论49
发展趋势（1）
先进制造技术
制造技术+信息技术+管理科学+有关科学技术
先进制造技术发展的总趋势
制造产品：“精”“极”“文” 制造过程：“绿”“快”“省”“效” 制造方法：“数”“自”“集”“网”“智”
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第一章先进制造技术绪论49
发展趋势（2）
❖ MEMS（Micro-Electro-Mechanical_System)技术和产品是典型极 端、极限技术和产品。
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第一章先进制造技术绪论49
•发展趋势 ——制造产品： “精”“极”“文”
关于微电子芯片制造 1. 巨大的投资
建一座生产1000兆位存储器的芯片制造厂，需要投资150亿美元 2. 当前的芯片制造设备
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第一章先进制造技术绪论49
工业的概念
工业 由制造业、采掘业以及电力、燃气、 和水的生产供应业构成，制造指第二产业中 除采掘业、电力、燃气及其生产和供应业、 建筑业以外的所有行业。
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第一章先进制造技术绪论49
先进制造技术定义
制造业不断吸收机械、电子、信息、能源及现代系统管 理等方面的成果，并综合应用于产品设计、制造、检测、 管理、销售、使用、服务乃至回收的全过程，以实现优 质、高效、低耗、清洁、灵活生产，提高对动态多变的 产品市场的适应能力和竞争能力并取得理想经济效果的 制造技术总称。