机械工程科学前沿与发展朱剑英教授南京航空航天大学.ppt

面向21世纪的先进制造系统与技术朱 剑 英 教 授南 京 航 空 航 天 大 学 目录 1.制造业与制造技术的重大意义 2.以微见著 ——精密化是机械制造发展的核心 3.以综见著 ——自动化是机械制造发展的途径 4.以网见著 ——信息化是机械制造发展的急需 5.以智见著 ——智能化是机械制造发展的方向 6.制造业与制造技术的创新 7.从制造大国走向制造强国 制造业与制造技术的重大意义 制造业创造了人类 1）人从猿进化而来, 人猿分离, 是由于人学会双足行走和 用手制造并使用工具。 2）中国的元谋人（170万年前的南方古猿）、非洲人早 在160万年前即开始用火，石料开采和加工，形成了 原始制造业。饮食改善促进了脑的发展。200万年前 的猿人 脑容量约为700毫升，100万年前的直立人脑 容量约为1000毫升，50万年前增加到1200毫升，1929 年发现的57万年前的北京（直立）猿人为1050毫升， 而现代人的脑容量平均为1450毫升，现代人的大脑皮 层褶皱面积为 1700-2200平方厘米，是黑猩猩的3倍。 3）恩格斯指出：“直立和劳动创造了人类，而劳动是从 制造工具开始的。” 制造业不是夕阳工业(1) 1.美国的教训 1)上个世纪70年代,美国不重视制造业,把制造业称为“夕阳工业”, 结果导致美国80年代的经济衰退。 2)80年代后期，美国的一些国会议员、政府要员纷纷要求政府出 面，协调和支持制造产业的发展，1991年，布什政府期间，美 国白宫科学技术政策办公室发表了总数为22项的美国国家关键 技术，其中制造技术占4项，标志着美国科技政策的转变。 3)克林顿上台后，对制造业大力支持，他把先进制造技术列为六 大国防关键技术之首。结果美国在机械工业、汽车工业、航空 工业及信息产业等方面取得了明显的进展，使美国的经济连续 8年取得了2-3%的增长率，而且还同时保持低通胀率和低失业 率。这就是克林顿虽发生丑闻而未被弹劾的主要原因。 制造业不是夕阳工业(2) 2.日本的经验 1）在上个世纪70-80年代，日本非常重视制造业， 特别大抓了汽车制造和微电子制造，结果日 本的汽车和家用电器占领了全世界的市场， 特别是大举进入了美国市场。 2）日本的微电子芯片成为美国高技术产品的关 键元件。1991年海湾战争结束后，日本人说 美国赢得这场战争是依靠的日本的芯片，是 “日本的芯片打败了伊拉克的钢片”。 制造业不是夕阳工业(3) 3.东南亚经济危机的启示 1）1998年爆发的动南亚经济危机，从另一个侧 面反映了一个国家发展制造业的重要。一个 国家，如果把经济的基础放在股票、旅游、 金融、房地产、服务业上，而无自己的制造 业，这个国家的经济就容易形成泡沫经济， 一有风吹草动就会产生经济危机。 2）新加坡、台湾都有自己的制造业，因此受经 济危机的影响小一些。 制造业不是夕阳工业(4) 4.瑞士依靠什么使人均产值 居世界第一？ 1）瑞士是一个仅700万人口的小国，但瑞士的制 造业十分发达，瑞士的精密机械产品的出口 量是我国的8倍，瑞士的手表世界第一，连小 小的军刀，也风靡全世界。 2）现在瑞士的年人均国民生产总值达到4.3万美 元以上,居世界第一。 制造业是产业革命的主力军（1） 第一次产业革命：1733-1878 1）又称为：蒸汽革命。 2）产业革命的标志：瓦特发明的蒸汽机。 3）英国的制造业孕育和实现了瓦特的发明 4）制造业和瓦特的发明推动了热力学理论 的诞生。 制造业是产业革命的主力军（2） 第二次产业革命：1879-1945 1）又称为：电气革命。 2）产业革命的标志：电灯（爱迪生）、电话（贝尔）、 电机（西门子）等电气化产品。 3）制造业肇始了电的应用，而后才有麦克 斯韦电动力学 理论的诞生。 4）麦克斯韦电动力学理论推动了20世纪初开始的无线电、 微波、雷达、合成孔径、微波成像、卫星通信、宇宙 微波探测等技术的发展。 5）牛顿力学和电动力学又为量子力学的发展指引了道路， 导致了量子场论的创立。 制造业是产业革命的主力军（3） 第三次产业革命：1945-1972 1）又称为：电子（原子）革命。 2）产业革命的标志：原子弹（1945）、 电子计算机（1946）、晶体管 （1948）、集成电路、微电子技术