发展趋势09-AA.ppt

机械工程学科发 展 趋 势 发展趋势 “数”是发展的核心 “精”是发展的关键 “极”是发展的焦点 “自”是发展的条件 “网”是发展的道路 “集”是发展的方法 “智”是发展的前景 “绿”是发展的必然 “数”是发展的核心——数字化 数字制造是制造技术与信息技术（包含计算机技术、网络技术）等交叉、发展与应用的结果； 数字化设计、数字化控制、数字化制造以及贯穿始终的“虚拟”技术； 数字制造技术是先进制造技术发展的核心。 数控机床 “精”是发展的关键——精密化 加工精度精密化 人造卫星的仪表轴承，其圆度、园柱度、表面粗糙度等均达纳米级； 加工尺度细微化 基因操作机械，其移动距离为纳米级； 控制要求纳米化 机器人 高温、高压、高湿、强磁场、强腐蚀条件； 有高硬度、大弹性等要求； 在几何形体上极大、极小、极厚、极薄、极复杂； MEMS技术和产品是典型极端、极限技术和产品。 微型飞行器 航天飞机 “自”是发展的条件——自动化 自动化是强化、延伸甚至取代人劳动的技术或手段。自动化是先进制造技术发展的前提条件； 自动控制、自动调节、自动补偿、自动辨识等发展到自学习、自组织、自维护、自修复等更高水平的自动化。 自动控制 “网”是发展的道路——网络化 现代新型制造模式实施的基础设施，现代制造企业生产活动必不可少运行环境； 网络化既是制造企业信息化、集成化的基础，又是企业信息化、集成化的进一步发展； 网络化将制造业走向全球化、整体化、有序化。 网络化 网络化 “集”是发展的方法——集成化 技术集成、管理集成、技术与管理集成； 本质：知识和信息集成，集成也包含了“交叉”； 现代制造科学技术的发展离不开“集成”和“交叉”。 技术集成、管理集成、技术与管理集成 技术集成、管理集成、技术与管理集成 技术集成、管理集成、技术与管理集成 注塑设备的集成化 “智”是发展的前景——智能化 智能——企业、制造系统、制造单元（装备）适应环境变化的能力、海量信息和不完整信息处理能力、主动地协调和协同能力； 自律性——制造系统、单元（装备）主动适应制造、加工环境的变化的控制方式； 柔性化——企业组织结构扁平化，组织体系开放性、可伸缩性，管理控制方式分布化，生产资源、过程可重构； 敏捷化——使制造企业（组织）具有对动态快速多变、不可预测的市场变化的应变能力； 运作的柔性、响应的快速性和结构的可重组性是现代企业智能化运行的典型特征。 防暴车 机器人——仿人智能行走机器人 “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” 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展的重要条件。 可分解材料的产品 可降解塑料制成的汽车部件 科研人员日前开发出一种由天然纤维和生物可降解塑料制成的复合材料，新材料的强度是玻璃纤维强化塑料的1.5倍，今后有望代替后者应用于汽车和飞机上。 这种新复合材料原料是生产衣服用的天然苎麻纤维和以玉米为原料生产的生物可降解塑料。制作过程是，首先使用高浓度碱性溶液浸泡苎麻，接着把苎麻和生物可降解塑料按6比4的比例混合加压并逐渐加热，从而制成复合材料。 ?科研人员使用2毫米厚的薄膜状新材料进行耐冲击测试，结果表明新材料能耐受高达13.4焦耳的冲击能量。而如果不经过特殊处理，用苎麻纤维和生物可降解塑料简单混合制成的材料只能耐受最高6.3焦耳的冲击能量。 综合测试显示，新材料的强度是玻璃纤维强化塑料的1.5倍。 * * 华中科技大学 杨家军 2009.10 “极”是发展的焦点——极端、极限 智能化 这款汽车是由一系列的可降解材料制造而成，包括由单片式棕榈树种子制作而成的生物可降解车身夹层面板。 非常环保和自然，外观看起来也足够新款，但是你拥有它的代价则是只能使用五年，因为五年之后这款汽车几乎就开始降解然后消失了。 *