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序：先进制造技术○1是传统制造技术、信息技术、计算机技术、自动化技术与管理科学等多学科先进技术的综合。○2向精密化、柔性化、网络化、虚拟化、智能化、清洁化、集成化、全球化的方向发展。○3在以知识为基础、以创新为动力的新经济体系中，制造业面临严峻的挑战与机遇。制造狭义：指生产车间内与物流有关的加工和装配过程。广义：包括市场分析、产品设计、工艺设计、生产准备、加工装配、质量保证、生产过程管理、市场营销、售前售后服务，以及报废后的回收处理等整个产品生命周期内的一系列相互关联的活动。（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。）制造业○1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。○2制造业是所有与制造企业有关的企业群体的总称。制造业一方面创造价值，生产物质财富和新的知识；○3另一方面为国民经济各个部门包括国防和科学技术的进步与发展提供先进的手段和装备。○4制造业是国家发展的支柱，是国民经济收入的重要来源。制造业为工业经济年代一个国家经济增长的“发动机”。制造技术的发展历程○1直立和劳动创造了人类○2手工作坊式制造○3第一次产业革命-蒸汽革命○4第二次产业革命-电气革命。以汽车为代表的大批量生产的时代（流水生产线、自动机床）以劳动分工和计件工资为基础的科学管理理论和零件可互换的标准化技术从手工作坊到机械工厂：劳动分工/互换性原理。○5第三次产业革命-电子（原子）革命○6第四次产业革命-高新技术产业革命。△1标志：微电子产品、电脑、新一代通信产品、新一代汽车、磁悬浮列车、新一代飞机、机器人、生物工程产品、新一代药物、绿色食品、转基因产品等等。△2制造理念、制造技术和制造装备：制造资源规划（MRPⅡ）、企业资源规划（ERP）、计算机集成制造系统（CIMS）、并行工程（PE）、精益生产（LP）△3先进制造系统模式：敏捷制造、虚拟制造、智能制造及绿色制造第二章现代设计技术：现代设计技术的内涵一个好的产品首先是被设计出来的，其次才是被制造出来的。一个产品是否能够满足预想的要求，满足的程度如何，即产品所达到的质量、性能、价格/成本、寿命等综合指标如何，主要是由设计阶段决定的。设计阶段决定了产品制造成本的75%~80%，而且也极大地影响着产品的运行、维修费用。通常有三种类型的设计：开发性设计、适应性设计、变型设计。现代设计技术的定义：以满足应市产品的质量、性能、时间、成本/价格综合效益最优为目的，以计算机辅助设计技术为主体，以知识为依托，以多种科学方法及技术为手段，研究、改进、创造产品活动过程所用到的技术群体的总称。现代设计技术的特点：○1现代设计技术是多学科交叉融合的产物。○2现代设计技术是传统设计技术的继承、延伸和发展○3设计手段的精确化、计算机化、自动化与虚拟化。○4并行化、最优化和智能化的设计过程○5面向产品寿命周期全过程的可信性设计○6多种设计试验技术的综合运用。现代设计技术的体系：○1基础技术—传统的设计理论与方法○2主体技术—计算机辅助技术○3支撑技术-○A现代设计方法学，包括并行设计、系统设计、功能设计、模块化设计、价值工程、反求工程、绿色设计、模糊设计、面向对象的设计、工业造型设计等○B可信性设计技术，包括可靠性与安全性设计、动态分析设计、防断裂设计、疲劳设计、耐腐蚀设计、疲劳设计、减摩和耐磨性设计、健壮设计、耐环境设计、维修性设计、人机工程设计等。○C试验设计技术，包括产品性能试验、可靠性试验、环保性能试验与控制、数字仿真试验和虚拟试验等。○4应用技术——解决各类具体产品设计领域的技术.如机床、汽车、工程机械、精密机械、电子设计、流体传动与控制等具体领域的现代设计技术。技术系统的组成和处理对象:系统一般包括以下四个组成部分：系统单元、系统结构、边界条件、输入和输出的要素。○1系统单元是完成某种功能而无须进一步划分的单元，即系统相互联系和作用的基本组成要素。○2系统结构反映着系统内部各个单元之间的关系，即相互联系和作用的联结形成。○3边界条件是系统与外部环境的作用界面，通过这种界面可以明确分析设计对象的范围。○4系统的行为通常表现为它与其外部环境的相互联系和作用，可以用该系统的输入和输出来表征。系统分析设计方法:系统开发应包括:系统设计、系统制造和系统运行三个环节。系统分析设计法的讨论将仅限于系统或产品设计的范围之内。产品规划:□A市场需求分析.○1消费者对产品功能、性能、质量和数量等的具体要求；○2现有类似产品的销售情况和销售趋势；○3竞争对手在技术、经济方面的优缺点及发展趋向；○4主要原料、配件和半成品的现状;○5价格及变化趋势等。□B可行性分析:○1技术分析○2经济分析○3社会分析□C设计要求的拟定:○1包括:根据产品功能和性能提出设计参数和相关的指标，如可靠性、生产率、性能价格比等指标；○2列出制造、使用等方面的限制条件，如工艺方面(加工、装配、检验等)的限制条件和操作、安全、维修、外观造型等使用方面的具体要求等。□D方案设计:功能分析和原理方案拟定○1原理方案拟定一般是从功能分析入手，利用创造性构思拟出多种方案，通过分析一综合一评价，求得最佳方案。○2原理方案拟定的功能分析，首先是总功能分析。分析系统的总功能常采用黑箱法。一般工程系统都比较复杂，难以直接求得满足总功能的系统解。因此，应按系统分解的方法进行功能分解，再针对各分功能采用黑箱方法选择适合的功能元求得局部解答。功能元类型常用的功能元类型有:物理功能元，逻辑功能元和数学功能元三类。○1数学功能元是实现加、减、乘、除、开方、乘方以及微分、积分运算功能的机械、电子、电器等组件。如机械中的行星轮系就可以实现加、减和除法运算。○2物理功能元主要是反映系统或设备中能量、物料、信号变化的基本物理作用的.常用的基本物理功能元有:功能转换类、功能缩放类;功能联结类；功能传导及离合类;功能存贮类。○3逻辑功能元主要用于逻辑运算和控制，它通常是以“与”“或”“非”门，通过逻辑方法进行组合以实现相应的功能。可以采用机械(如开锁就是“与”，凸轮杠杆可实现“或”和“非”功能)、电子、电气、液压、气动等元件组成。功能元求解参考有关资料、专利或产品求解；利用各种创造性方法以开阔思想来探寻解法；利用设计目录求解。设计目录是把能实现某种功能的各种原理和结构综合在一起的一种表格或分类资料。把各种功能元的局部解合理地予以组合，就可以得到多个系统原理解。可以采用形态综合法或相关表和相关网法进行组合。求系统原理解的功能综合法功能综合法是把系统功能元和局部解分别作为纵横坐标，列出“功能求解综合表”，从每个功能元取出一种局部解进行有机组合，构成一个系统解的方法。并行工程：并行工程作为一种崭新的设计“哲理”，是以缩短产品开发周期、降低成本、提高产品质量和提高产品设计一次成功率为目标，把先进的管理思想和先进的自动化技术结合起来，采用集成化和并行化的思想设计产品及其相关工程。○2并行工程是对产品及其相关过程进行集成地并行地设计的系统化工作模式。○3使开发人员从设计一开始就考虑到产品全生命周期中的各种因素，包括质量、成本、进度及用户需求。○4在产品的设计阶段，实时并行地模拟产品在制造过程中各个环节的运作；○5在决定产品结构的同时能模拟产品在实际工作中的运转情况，预测产品的性能、产品的可制造性（可装配性）及其对结构的影响，评价制造过程的可行性及资源分配的合理性；○6对可能取得的效益及所承担的风险评估等进行模拟运作。并行工程的技术特征：产品开发过程的并行重组。支持并行设计的群组工作方式。统一的产品信息模型。具有人工智能处理不完备、不确定信息的功能。基于时间的决策。分布式的软硬件环境。开发式的系统界面。并行工程中的关键技术：产品并行开发过程建模与优化。支持并行设计的计算机信息系统。模拟仿真技术。。产品性能综合评价和决策系统。并行设计中的管理技术反向工程：○1正向工程——从市场需求出发，历经产品的概念设计、结构设计、加工制造、装配检验等产品开发的过程。正向过程是从概念设计到图样，再制造出产品。○2反求工程——以已有产品为基础，进行消化、吸收并进行创新改进，使之成为产品的开发模式。反求工程是根据零件（或原型）生成图样，再制造产品。反求工程也被称为逆向工程、反向工程等。反求工程是一种以先进产品设备的实物、样件、软件（包括图样、程序、技术文件等）或影像（图像、图片等）作为研究对象，应用现代设计方法学、生产过程学、材料学和有关专业知识进行系统分析和研究，探索掌握其关键技术，进而开发出同类的更为先进的产品的技术，是针对消化吸收先进技术采取的一系列分析方法和应用技术的结合。反求工程的研究对象：实物类、软件类、影像类。反求对象分析和研究的内容：反求对象设计的指导思想、功能原理方案分析。材料的分析。工艺、装配分析。精度的分析。造型的分析。系列化、模块化分析。模块化设计模块化产品的构成模式：新产品(系统)=通用模块(不变部分)+专用模块(变动部分)。模块化设计的两个对象：有特定功能的模块。有使用功能的产品。模块化设计的三个层次：模块化系统总体设计。模块系统设计。模块化产品设计。模块：一组具有同一功能和接合要素（指连接部位的形状、尺寸、联接件间的配合或啮合等），但性能、规格或结构不同却能互换的单元。接口：系统各组成部分之间可传递功能的共享界面称为接口。物质、能量、信息通过接口进行传递，模块通过接口组成系统。接口系统：系统中能有效地实现模块间功能传递所必须的一套独立于模块功能而不随模块而异的接口要素称为接口系统。机械接口、电气接口、机电接口、其他物理量与电量的接口、软件接口、人—机—环境接口。模块化设计的基本概念：在对产品进行市场预测、功能分析的基础上，划分并设计出一系列通用的功能模块；根据用户的要求，对这些模块进行选择和组合，就可以构成不同功能、或功能相同但性能不同、规格不同的产品。模块化设计的主要方式：○1横系列模块化设计：不改变产品的主参数，利用模块发展变型产品。○2纵系列模块化设计：在同一类型中对不同规格的基型产品进行设计。○3横系列和跨系列模块化设计：在发展横系列产品的基础上，改变某些模块得到其他系列的产品。○4全系列模块化设计：将横系列和纵系列模块化设计结合起来的设计方法。○5全系列和跨系列模块化设计：在全系列的基础上用于结构比较类似的跨系列产品的模块化设计。按系统中模块的使用情况划分：纯模块化系统：完全由模块组合而成的模块化系统。混合系统：由模块和非模块组合而成的模块化系统。按系统中模块组合可能性划分：闭式系统：有限种模块组合成有限种结构型式。开式系统：有限种模块组合成相当多的结构型式。模块标准化：模块结构标准化，模块接口标准化。模块的划分：力求以少数模块组成尽可能多的产品。模块结构尽量简单、规范，模块间的联系尽可能简单。模块化设计的技术经济价值：简化设计，实现技术和资源共享。提高生产率，缩短供货周期。有利于发展产品品种和引进新技术，取得市场竞争的主动权。有利于提高产品质量和可靠性。良好的可维修性。良好的效费比。有利于推动科技进步和实现科技成果产业化。价值工程：价值工程是一门管理及设计技术，它以产品的功能分析为核心，以科学的方法为工具，寻求功能与成本的最佳组合以获得最佳的产品价值。在价值工程中，价值的定义为:v=f/c.式中V—产品的价值(实用价值)；F—产品具有的功能；C—取得该功能所耗费的成本。从上述可以看出:所谓价值就是某一功能与实现这一功能所需成本之间的比例。提高产品的价值可以从以下三个方面着手：功能分析:从用户需要出发，保证产品的必要功能，去除多余功能，调整过剩功能，必要时增加功能；性能分析:研究一定功能下提高产品性能的措施；成本分析:分析成本的构成，从各方面探求降低成本的途径。功能分析的目的：从功能分析着手进行产品设计可以启发创造性；从功能分析着手可全面掌握对产品各方面的要求，不致遗漏；从功能分析着手可以避免设计的盲目性