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第八章 现代制造模式与管理
1、什么是精益生产**？p301精益生产模式的特点是什么**？
精益生产：适时适量地制造，通过持续不断地改进，消除生产过程中的一切浪费，以达到质量零缺陷，产品零库存的目标的一种生产方式。
特点：(1)准时生产（JIT） 准时生产是以市场为龙头在合适的时间、生产合适的数量和高质量的产品。它是精益生产的支柱。 它需要以拉动式生产为基础，以平准化（Leveling System）为条件。
（2）人员自主化。人员自主化是人员与机械设备的有机配合行为。它也是精益生产的支柱。 3）并行工程（ CE ）。是精益生产的基础。
（4）成组流水线。是精益生产的集中体现。其特点是制造对象多样化，但仍保持着大量生产的速度，而生产线则由刚性变成了柔性。 （5）全面质量管理（TQM）。是实现精益生产的重要保证，强调全员参与和关心质量工作。 2、什么是及时生产**？它的目的及做法如何**？ 及时生产：在必要的时候生产必要数量的必要产品，
目的：是在正确的时间、正确的地点完成正确的事情，以期达到零库存、无缺陷、低成本的理想化的生产；
做法：以拉动式生产为基础以平准化为条件：以看板管理为手段，采用“取料制”，即后道工序根据“市场”需要进行生产，对本工序在制品短缺的量从前道工序取相同的在制品量，从而形成全过程的拉动控制系统，绝不多生产一件产品。（网上） 3、什么是敏捷制造**？敏捷制造企业的主要特征有哪些？
概念：指制造企业采用现代通信手段，通过快速配置各种资源（包括技术、管理和人），以有效和协调的方式响应用户需求，实现制造的敏捷性。（以达到实施并行工程、制造商的动态组合、缩短设计生产周期、提高产品质量等目的<读秀>） 特征：（1）、具有能抓住瞬息即逝的机遇，快速开发高性能、高可靠性及顾客可接受价格的新产品的能力。
（2）、具有发展通过编程可重组的、模块化的加工单元的能力，以实现快速生产新产品及各种各样的变形产品，从而使生产小批量、高性能产品能达到大批量生产同样效益，以期达到同一类产品的价格和生产批量无关。
(3)、具有按订单生产，以合适的价格满足顾客定制产品或顾客个性产品要求的能力。（4）、应具有企业间动态合作的能力。 （5）、具有持续创新的能力。 （6）、在敏捷制造企业中，由于组织和设备都是可重组的，借助企业间动态联盟，生产设备及生产能力几乎不受限制，而受限制的主要是人。（7）、敏捷制造企业要求和用户建立一种完全崭新的“战略”依存关系。 4、何谓并行工程**？实施并行工程有哪些关键技术？
并行工程：是对产品及其相关过程（包括制造过程和支持过程）进行并行、一体化设计的一种系统化工作模式
关键技术：1、产品建模技术2、产品数据管理3、产品数据交换4、并行工程应用工具5、与CIM有关的各种技术
5、业务流程再造的基本内涵是什么？如何实施业务流程再造？
基本内涵：以企业长期发展战略需要为出发点，以价值增值流程的再设计为中心，强调打破传统的职能部门界限，提倡组织改进、员工授权、顾客导向及正确地运用信息技术，建立合理的业务流程，以达到企业动态适应竞争加剧和环境变化目的的一系列管理活动。 实施步骤：确定流程再造的目标；成立权威机构，全权负责流程再造的顺利实施；分析企业现状，确定需要进行再造的业务流程，并对其进行重新设计；做好流程再造实施中的人员配备工作；应用信息技术实施BPR方案；实施组织结构重建；再造后的持续性改进。
练习题
一、填空题
1、制造系统是由制造所涉及 信息 、 物质 和 能量 组成的一个有机整体。
2、可靠性设计的常用评价指标主要包括 产品的无故障性， 耐久性 和 维修性 等。 3、反求工程的主要影响因素有 ， 和 。
4、先进制造技术旨在实现 优质 、 高效 、 低耗 、 清洁 和 灵活 的生产，提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力。 5、高能束加工通常包括 电子束加工 ， 离子束加工 ， 激光加工 。
6、超精密加工机床设备应该具有 高精度 ， 高刚度 ， 高稳定性 和高自动化的要求。
7、绿色产品是指以 环境 和 资源保护 为核心而设计生产的，可以拆卸和分解的产品，其零部件经过翻新处理后可以重新利用。 8、物流配送流程包括 备货 ， 储存 ，分拣及配货， 配装， 配送运输， 送达服务 等多个作业环节。 9、原子力显微镜的两种力模式为 摩擦力 ， 磁力 。
10、高速机床主轴的轴承有 滚动轴承，气浮轴承，液体静压轴承， 磁悬浮轴承 等形式。
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11、快速原型制造常用的工艺方法 立体光刻(SLA)，分层实体制造 (LOM)，选择性激光烧结 (SLS)，熔融沉积成型 (FDM) 。 12、在精益生产的大厦体系结构中，其目标支柱是 ， 和 。 13、敏捷制造企业采用现代通信技术，以 敏捷 ， 动态 ， 优化 的形式，组织新产品的开发。 14、虚拟制造技术旨在用 最优的组合 、最快的速度 、 最新的技术 去赢得竞争。
15、并行工程的特征为 设计人员的团队化 ， 设计过程的并行性， 设计过程的系统性， 设计过程的快速“短”反馈 。 16、大规模集成电路的制作工艺过程主要包括 ， ， ， ， 。
17、光敏液相固化法(SLA)通常采用的原材料是 光敏树脂 。 18、超精密加工软金属时，常用的刀具材料为 金刚石 。
19、FMS的机床配置形式通常有 互替形式（并联） 、互补形式（串联） 和 混合形式（并串联） 20、先进制造技术包含 精密、超精密加工技术 、 精密成型制造技术 和 特种加工技术 三个技术群。
21、系统的可靠性预测要根据系统的组成形式分别按 串联系统 ， 并联系统 和 混联系统 可靠度进行计算。 22、根据产品的信息来源，反求工程可分为 实物逆向 ， 软件逆向 和 影像逆向 。 23、先进制造工艺技术的特点除了保证优质、高效、低耗外，还应包括 清洁 和 灵活 。 24、微细加工中的三束加工是指 电子束 ， 离子束 ， 激光 。
25、超精密加工机床设备的关键部件主要有 主轴系统 ， 直线导轨 ， 进给与微量进给系统 。
26、绿色制造技术是指在保证产品的功能、质量、成本的前提下，综合考虑 环境影响 和 资源利用 的现代制造模式。 27、及时制生产追求的目标为零 库存 ， 零 废品 ，零 故障 ，零 准备时间 。 28、扫描隧道显微镜的两种工作模式为 恒电流模式 ， 恒高度模式 。
29、先进制造技术的四个实验名称为 ， ， ， 。 30、超高速机床主轴的结构常采用交流伺服电动机内置式集成结构，这种主轴通常被称为 电主轴 。
31、快速原型制造常用的工艺方法：立体光刻(SLA)，分层实体制造 (LOM)，选择性激光烧结 (SLS)，熔融沉积成型 (FDM) 。 32、精益生产的体系结构中三大支柱是 准时生产 ， 人员自主化 和 全面质量管理 。
33、敏捷制造的基本思想就是在“竞争—合同—协同”机制下，实现对市场需求作出 灵活快速 反映的一种生产制造新模式。 34、虚拟制造技术是以 信息技术 、 仿真技术 、 虚拟现实技术 为支持，在产品设计或制造系统的物理实现之前，就能使人体会或感受到未来产品的性能或者制造系统的状态，从而可以作出前瞻性的决策与优化实施方案。 35、超精密加工机床设备应该具有 高精度 ， 高刚度 ， 高稳定性 和高自动化的要求。
36、大规模集成电路的微细制作方法有 采用微细化的定形整体刀具或非定形磨料工具进行机械加工， 采用电加工或在其基础上的复合加工 ， 采用光、声等能量法加工 ， 采用光化学掩膜法加工 ， 采用层积增生法加工 。 37、快速原型制造技术的熔丝沉积成形法通常采用的原材料是 聚碳酸酯 。 38、精密与超精密加工有色金属时，常用的刀具材料为 金刚石 。 39、快速原型制造中，应将工件精度高的轮廓放在 。
40、PDM的体系结构共有4层组成，第一层是系统支持层、第二层是 对象管理层 、第三层是 功能模块层 第四层是 用户界面层 。 41、物流配送流程包括 筹集货源，订货或购货，进货和相关质量检查 ，款项结算 ，单据交接 等多个作业环节。 42、并行工程的特征有 设计人员的团队化 ， 设计过程的并行性， 设计过程的系统性， 设计过程的快速“短”反馈 。 43、全面质量管理中的PDCA分别代表 计划 、 实施 、 检查 和 总结 。 44、看板根据所传递的信息不同可分为 生产看板 和 取货看板 。 二、问答题
1、先进制造技术的概念：指传统制造技术不断吸收机械、电子、信息、材料、能源及现代管理等技术成果将其应用于产品设计、制造、检测、管理、售后服务等机械制造全过程，实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产，取得理想技术经济效果的制造技术的总称 2、机械制造技术的发展方向主要表现为那几个方面？ 答：1、制造业模式变化 2、角色的变化 3 、内涵的变化
3、多年来制造业的生产规模、资源配置、生产方式都经历了怎样的发展过程？
答：生产规模上，它从单件小批量—少品种大批量—多品种变批量发展；生产方式上，从劳动密集型—设备密集型—信息密集型—知识密集型变化；资源配置上，
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4、简单说明扫描隧道显微镜工作原理。
利用电子隧道现象，将样品本身作为一具电极，另一个电极是一根非常尖锐的探针。把探针移近样品，并在两者之间加上电压，当探针和样品表面相距只有数十埃时，由于隧道效应在探针与样品表面之间就会产生隧穿电流，并保持不变。若表面有微小起伏，那怕只有原子大小的起伏，也将使穿电流发生成千上万倍的变化。这些信息输入电子计算机，经过处理即可在荧光屏上显示出一幅物体的三维图像。扫描隧道显微镜一般用于导体和半导体表面的测定
5、未来先进制造技术发展的总趋势怎样？先进制造技术的产生和发展主要依赖哪几个方面？
趋势：1、集合多学科成果形成一个完整的制造体系——整体化；2、信息技术对先进制造技术的发展影响深远——信息化和数字化；3、向超精微细领域扩展——精密化；4、制造科学与制造技术、生产管理的融合——集成化；5、需求的多样化、多变性——柔性化；6、虚拟现实技术——虚拟化、智能化；7、制造全球化——全球化；8、绿色制造的兴起——绿色化。
6、为什么说先进制造技术在制造业中占有相当重要的地位，其结果表现为以下哪几个方面？在先进制造技术领域，人们通常从哪几个方面进行深入地研究？
答：因为先进制造技术是制造业为了提高竞争力以适应时代的发展要求而形成的一个高新技术群。
表现：（1）先进制造技术的实用性（2）先进制造技术应用的广泛性（3）先进制造技术的动态特征（4）先进制造技术的集成性（5）先进制造技术的系统性（6）先进制造技术强调的是实现优质、高效、低耗、清洁、灵活的生产（7）先进制造技术最终的目标是要提高对动态多变的产品市场的适应能力和竞争能力
研究：（1）现代设计技术。包括计算机辅助设计技术、性能优良设计基础技术、竞争优势创建技术、全寿命周期设计、可持续发展产品设计、设计实验技术。（2）先进制造工艺。包括精密捷径铸造成型技术、精确高效塑性成形技术、优质高效焊接及切割技术、优质低耗洁净热处理技术、高效高精密机械加工工艺、现代特种加工工艺、新型材料成型与加工工艺、优质洁净表面工程新技术、快速模具制造技术、模拟制造成型加工技术。（3）自动化技术。包括数控技术、工业机器人、柔性制造系统、计算机集成制造系统、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。（4）系统管理技术。包括先进制造生产模式、集成管理模式、生产组织方式。
7、先进制造技术有怎样的技术构成？特点有哪些？具有怎样的的体系结构？ 答：技术构成：基础制造技术、新型的制造单元技术、先进制造集成技术
特点：先进性、广泛性、实用性、系统性、动态性、集成性；技术与管理的更紧密结合；先进制造技术强调的是实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产。
体系结构：主体技术群: 面向制造的设计技术群 产品/工艺设计、计算机辅助设计、工艺过程建模和仿真、工艺规程设计、系统工程基础、快速成型技术、并行工程；制造工艺技术群 材料生产工艺、加工工艺、联接与装配、测试和检测 环保技术、维修技术、其他 8、简要说明快速原型制造技术实现零件的成形过程。
快速原型制造技术采用离散/堆积成形原理，首先将电脑设计出来的三维实体模型数据分为层片模型数据。快速原型成型机根据这些数据，利用特定的材料，一个薄层一个薄层地创建出实体，每一个薄层都贴合粘结到前一个薄层上，直至完成整个实体的创建。 9、精密磨削、精密与超精密砂带磨削机理。
精密磨削主要靠对砂轮的精细修整，使用金刚石修整工具以极小而又均匀的微进给(10—15mm／Inin)，获得众多的很好的等高微刃，加工表面磨削的痕迹微细，最后采用无火花光磨，由于微叨削、滑挤、摩擦等综合作用，达到低表面粗糙度和高精度要求，精密磨削主要靠精密磨床的精度保证。
精密与超精密砂带磨削机理：1弹性磨削2冷态磨削3高效磨削
10、超精密机床部件有什么特点，超精密机床的进给机构通常采用什么样装置？精密与超精密加工对环境有哪些要求？ 特点：1）高精度；2）高刚度； 3）高稳定性； 4）高自动化。 装置：卧式主轴、空气轴承 要求：恒温、净化和防震隔振。
11、微型机械的特点有哪些？微细加工与一般尺寸加工是不同点在哪几个方面？
答；特点：（1）体积小(特征尺寸范围为：1μm-10mm)、重量轻、耗能低、性能稳定;有利于大批量生产,降低生产成本;惯性小、谐振频率高、响应时间短;集约高技术成果,附加值高。
不同：（2）精度表示方法不同，加工原理不同，加工特征不同。
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12、微细加工和超微细加工是怎样界定的，分为那三大类？
答；（百度的）微细切削加工主要是指对零件尺寸在1mm以下、加工精度为0.01～0.001mm的微细尺寸零件的加工；超微细加工是指对尺寸在1μm以下的超微细零件的加工。分为光制作技术，腐蚀技术，微机械加工技术 13、画图说明试述大规模集成电路的制作过程
14、简述电子束、离子束、激光束加工技术的工
作原理和适用的加工范围？各具有哪些特点？ 答；电子束的加工技术的工作原理，适用范围及特点
原理；电子束加工是在真空条件下，利用聚焦后能量密度极高（106~109W/cm2）的电子束，以极高的速度冲击到工件表面极小的面积上，在极短的时间（几分之一微秒）内，其能量的大部分转变为热能，使被冲击部分的工件材料达到几千摄氏度以上的高温，从而使材料的局部熔化和气化，被真空系统抽走。
适用范围；可用于打孔、切割、蚀刻、焊接、热处理和光刻加工等。例如在0.1mm厚的不锈钢板上加工直径为0.2mm的孔，速度为每秒3000个孔。
特点； 1）速斑极小；2）能量密度高；3）生产效率高；4）可控制性能好；5）无污染；6)费用高（课本p21） 离子束的加工技术的工作原理，适用范围及特点
原理；当离子束打击到材料表面上，会产生所谓撞击效应、溅射效应和注入效应，从而达到不同的加工目的。 适用范围；㈠刻蚀加工；㈡镀膜加工；㈢离子注入加工
特点；（1）加工精度高，易精确控制（2）污染少（3）加工应力、变形极少（4）设备的成本高且加工效率低 激光束的加工技术的工作原理，适用范围及特点：
原理；激光是一束相同频率、相同方向和严格位相关系的高强度平行单色光。由于光束的发散角通常不超过0.1°，因此在理论上可聚焦到直径为光波波长尺寸相近的焦点上，焦点处的能量密度可达108～1010W/cm2，温度可高达摄氏1万度，从而使任何材料均在瞬时（＜10－3s ）被急剧熔化乃至汽化，并产生强烈的冲击波被喷发出去，从而达到切除材料的目的。 适用范围；㈠激光打孔；㈡激光切割；㈢激光焊接；㈢激光热处理；㈣激光存储。 特点；㈠一机多能 同一机床可切割、打孔、焊接、表面处理； ㈡适应性强 由于激光加工的功率密度高，几乎可以加工任何材料；
㈢加工精度高 激光束可调焦到微米级，其输出功率可以调节，因此，激光可用于精细加工；
㈣加工质量好 激光属非接触式加工，无明显机械切削力，因而具有无工具损耗、加工速度快、热影响区小、热变形和加工变形小，易实现自动化等优点；能透过透视窗孔对隔离室或真空室内的零件进行加工； ㈤加工效率高；（六）节能和省材，经济效益好。 （八）无公害和污染
15、试述光刻加工和LIGA（光刻Lithographie，电铸成形Galvanoformung和注塑Abformung三个词的缩写）技术的主要工艺过程？
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答：光刻加工：1涂胶2曝光3显影与烘片4刻蚀5去胶。；liga技术主要包括X光深度同步辐射光刻，电铸制模和注塑成型三个工艺步骤
16、快速原型制造技术的概念和优势？是由那些技术集成的？
答：快速原型制造技术（RPM）是指综合应用各种现代技术，直接快速地将电脑设计数据转化为实物的技术。
优势：（1）从设计和工程的角度出发，可以设计更加复杂的零件（2）从制造角度出发，减少设计、加工、检查的工具（3）从市场和用户角度出发，减少风险，可实时地根据市场需求低成本地改变产品。
快速原型制造技术的主要方法:(1)立体光刻(SLA) ;(2)分层实体制造(LOM) ;(3)选择性激光烧结(SLS) ;(4)熔融沉积成型(FDM) ;(5)立体喷墨印刷。
17、画图说明快速原型制造技术的技术原理？
18、解释反求工程的含义，分为哪几个方面？应用领域有哪些？
反求工程,也称逆向工程、反向工程,是指用一定的测量手段对实物或模型进行测量,根据测量数据通过三维几何建模方法重构实物的CAD模型,进而对实物进行分析、修改、检验和制造的过程。是一个从样品生成产品数字化信息模型,并在此基础上进行产品设计开发及生产的全过程。
分为下面几个方面 第一步: 零件原形的数字化；第二部: 从测量数据中提取零件原形的几何特征；第三部: 零件原形CAD模型的重建； 第四部: 重建CAD模型的检验与修正；
应用领域：主要用于已有零件的复制、损坏或磨损零件的还原、模型精度的提高及数字化模型检测等 19、画框图说明快速原型制造技术产品的生产过程？p71
20、说明SLA、LOM、SLS三种快速原型制造工艺方法的工作原理？
答；SLA；用特定波长与强度的激光聚焦到光固化材料表面,使之由点到线,由线到面顺序凝固,完成一个层面的绘图作业,然后升降台在垂直方向移动一个层片的高度,再固化另一个层面.这样层层叠加构成一个三维实体.
LOM；首先切割出工艺边框和原型的边缘轮廓线，而后将不属于原型的材料切割成网格状。通过升降平台的移动和箔材的送给，可以切割出新的层片，并将其与已有的层片黏接在一起，这样层层叠加后得到一个块状物；最后将不属于原型的材料小块剥除，就获得所需的三维实体。
SLS; 采用激光束对粉末状的成形材料进行分层扫描，受到激光束照射的粉末被烧结(熔化后再固化)。当一个层被扫描烧结完毕后，
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