先進(jìn)制造技術(shù) FG{45/0We  
1 制造技術(shù)及其發(fā)展特征 BIn7<.&  
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　　制造技術(shù)是使原材料成為人們所需產(chǎn)品而使用的一系列技術(shù)和裝備的總稱，是涵蓋整個生產(chǎn)制造過程的各種技術(shù)的集成。從廣義來講，它包括設(shè)計(jì)技術(shù)、加工制造技術(shù)、管理技術(shù)等三大類。其中設(shè)計(jì)技術(shù)是指開發(fā)、設(shè)計(jì)產(chǎn)品的方法；加工制造技術(shù)是指將原材料加工成所設(shè)計(jì)產(chǎn)品而采用的生產(chǎn)設(shè)備及方法；管理技術(shù)是指如何將產(chǎn)品生產(chǎn)制造所需的物料、設(shè)備、人力、資金、能源、信息等資源有效地組織起來，達(dá)到生產(chǎn)目的的方法。家具作為人類維持正常生活、從事工作學(xué)習(xí)和開展社會活動必不可少的、供人科坐、臥、躺、或支承與貯存物品的一類產(chǎn)品，在其生產(chǎn)制造過程中，也同樣需要采用上述的一三類制造技術(shù)。 *B0 7-  
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　　從社會發(fā)展的角度來看,人類社會已經(jīng)經(jīng)歷了農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)時代和工業(yè)經(jīng)濟(jì)時代,正在進(jìn)入信息經(jīng)濟(jì)時代（也稱后工業(yè)經(jīng)濟(jì)社會或工業(yè)信息化時代）。在農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)時代,產(chǎn)品的制造主要是家庭作坊式的手工技藝,是依靠人類本身的器官和力氣來完成的；蒸汽機(jī)的出現(xiàn)和應(yīng)用使人類進(jìn)入了工業(yè)經(jīng)濟(jì)時代,機(jī)器開始代替人做各種工作，把人類從繁重的重復(fù)性勞動中解放出來,而且機(jī)械化和自動化技術(shù)使社會生產(chǎn)力得到了迅速發(fā)展,現(xiàn)代化大工業(yè)也迅速成長起來,實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的專業(yè)化和大批量生產(chǎn)；隨著人類社會進(jìn)入信息經(jīng)濟(jì)時代,信息日益成為最重要的戰(zhàn)略資源和決定性生產(chǎn)力、競爭力及經(jīng)濟(jì)增長的關(guān)鍵因素，產(chǎn)品的價(jià)值主要來源于產(chǎn)品中科學(xué)技術(shù)知識的信息含量,以計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)為基礎(chǔ)的現(xiàn)代先進(jìn)制造技術(shù)已逐步發(fā)展起來。上述三個不同經(jīng)濟(jì)時代的制造過程和制造技術(shù)的主要特征可歸納為表1。 9`| ^cL*6  
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　　2 先進(jìn)制造技術(shù)及其內(nèi)涵 ?>}&,:U}  
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　　現(xiàn)在，人們在各種媒體上，經(jīng)常可以看到或聽到“先進(jìn)制造技術(shù)”這一詞。所謂先進(jìn)制造技術(shù)，是指集機(jī)械工程技術(shù)、電子技術(shù)、自動化技術(shù)、信息技術(shù)等多種技術(shù)為一體,用于制造產(chǎn)品的技術(shù)、設(shè)備和系統(tǒng)的總稱。 :OC(93d)0  
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　　從廣義上來說,先進(jìn)制造技術(shù)包括 UPr8Q^wm  
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　�。�1）計(jì)算機(jī)輔助產(chǎn)品開發(fā)與設(shè)計(jì)（如計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAD、計(jì)算機(jī)輔助工程CAE、計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)CAPP、并行工程CE等）； -6yFE- X/  
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　�。�2）計(jì)算機(jī)輔助制造與各種計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（如計(jì)算機(jī)輔助制造CAM、計(jì)算機(jī)輔助檢測CAI、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)CIMS、數(shù)控技術(shù)NCCNC、直接數(shù)控技術(shù)DNC、柔性制造系統(tǒng)FMS、成組技術(shù)GT、準(zhǔn)時化生產(chǎn)JIT、精益生產(chǎn)LP、敏捷制造AM、虛擬制造VM、綠色制造GM等)； s4kkzTnXE3  
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　�。�3）利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)任務(wù)和各種制造資源合理組織與調(diào)配的各種管理技術(shù)(如管理信息系統(tǒng)MIS、物料需求計(jì)劃MRP、制造資源計(jì)劃MRPII、企業(yè)資源計(jì)劃ERP、工業(yè)工程IE、辦公自動化OA、條形碼技術(shù)BCT、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理PDM、產(chǎn)品全生命周期管理PLM、全面質(zhì)量管理TQM、電子商務(wù)EC、客戶關(guān)系管理CRM、SCM供應(yīng)鏈管理等)。 :WM[[LOaC  
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　　從狹義上來說,它是指各種計(jì)算機(jī)輔助制造設(shè)備和計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)。如果說機(jī)械化和自動化技術(shù)代替了人的四肢和體力的話,那么以計(jì)算機(jī)輔助制造技術(shù)和信息技術(shù)為中心的先進(jìn)技術(shù),則在某種程度和某些部分代替了人的大腦而進(jìn)行有效的思維與判斷,它對傳統(tǒng)制造業(yè)所引起的是一場新的技術(shù)變革。上述先進(jìn)制造技術(shù)所包含的各種技術(shù),目前在我國家具制造業(yè)中,已經(jīng)或正在實(shí)施應(yīng)用,預(yù)計(jì)在不久的將來,在我國將會廣泛采用這些先進(jìn)制造技術(shù)來改造和提升傳統(tǒng)的家具業(yè)。為了使我們家具行業(yè)的有關(guān)人員進(jìn)一步了解上述相關(guān)技術(shù)及其理念,現(xiàn)逐一簡要敘述如下 /)LI1\o  
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　　2.1計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD) ]4 q6N
 
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　　在設(shè)計(jì)過程中,利用計(jì)算機(jī)作為工具,幫助設(shè)計(jì)師進(jìn)行設(shè)計(jì)的一切實(shí)用技術(shù)的總和稱為計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(Computer Aided Design，CAD)。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)包括的內(nèi)容很多,如概念設(shè)計(jì)、優(yōu)化設(shè)計(jì)、有限元分析、計(jì)算機(jī)仿真、計(jì)算機(jī)輔助繪圖、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)過程管理、幾何建模等。其中,計(jì)算機(jī)輔助繪圖是CAD中計(jì)算機(jī)應(yīng)用最成熟的領(lǐng)域。而幾何建模技術(shù)是CAD系統(tǒng)的核心技術(shù),因?yàn)閹缀谓�模是從人們的想象出發(fā),根據(jù)現(xiàn)實(shí)世界中的物體,利用交互的方式將物體的想象模型輸入計(jì)算機(jī)后以一定的方式將模型存儲起來的過程,它是分析計(jì)算的基礎(chǔ),也是實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助制造的基本手段。 E#^?M#C  
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　　在設(shè)計(jì)中，一般包括兩種內(nèi)容：帶有創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)（方案的構(gòu)思、工作原理的擬定等）和非創(chuàng)造性的工作，如繪圖、設(shè)計(jì)計(jì)算等。創(chuàng)造性的創(chuàng)造出以前不存在的設(shè)計(jì)方案，這項(xiàng)工作一般應(yīng)由人來完成。非創(chuàng)造性的工作是一般應(yīng)由人來完成。非創(chuàng)造性的工作是一些繁瑣行重復(fù)性的計(jì)算分析和信息檢索，完全可以借助來完成。一個好的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)能充分發(fā)揮人的高速分析計(jì)算能力即要找到人和計(jì)算機(jī)的最佳結(jié)合點(diǎn)。早期的CAD技術(shù)只能進(jìn)行一些分析，計(jì)算和文件編寫工作，后來發(fā)展到計(jì)算機(jī)輔助繪圖和設(shè)計(jì)結(jié)果模擬，目前的CAD技術(shù)正朝著人工智能和知識工程方向發(fā)展，即所謂的ICAD（Intelligent CAD）。另外，設(shè)計(jì)和制造一體化技術(shù)即CADCAM技術(shù)以及CAD作為一個主要單元技術(shù)的CIMS技術(shù)都是CAD技術(shù)發(fā)展的重要方向。 n| [RXpAp3  

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　　2.2計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE） kA/V=xO<  
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　　長期以來，產(chǎn)品的力學(xué)強(qiáng)度分析與計(jì)算一直沿用材料力學(xué)、理論力學(xué)和彈性力學(xué)所提供的公式來進(jìn)行。由于有許多的簡化條件，因而計(jì)算精度很低。為了保證產(chǎn)品的強(qiáng)度和質(zhì)量，常采用加大安全系數(shù)的方法。結(jié)果使結(jié)構(gòu)尺寸加大，浪費(fèi)材料，有時還會造成結(jié)構(gòu)性能的降低�，F(xiàn)代產(chǎn)品正朝著高效、高速、高精度、低成本、節(jié)省資源、高性能等方面發(fā)展，傳統(tǒng)的計(jì)算分析方法遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足要求。近20年來，伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了計(jì)算機(jī)輔助工作分析（Computer Aided Engineering，CAE）這一新興技術(shù)。采用CAE技術(shù)以及有限元分析法（Finite Element Method，F(xiàn)EM），可實(shí)現(xiàn)對質(zhì)量、體積、慣性力矩、強(qiáng)度等計(jì)算分析；對產(chǎn)品的運(yùn)動精度，動、靜態(tài)特征等的性能分析；對產(chǎn)品的應(yīng)力、變形等的結(jié)構(gòu)分析。即使在進(jìn)行復(fù)雜的產(chǎn)品和工程分析時也無須作很多簡化，并且計(jì)算速度快、精度高。 |h{#r7H0  
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　　2.3計(jì)算機(jī)輔助工藝過程設(shè)計(jì)（CAPP） TxDzG
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　　CAD的結(jié)果能否有效地應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐，數(shù)控機(jī)床NC能否充分發(fā)揮效益，CAD與CAM能否真正實(shí)現(xiàn)集成，都與工藝設(shè)計(jì)的自動化有著密切的關(guān)系，于是，計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)程設(shè)計(jì)（Computer Aided Process Planning，CAPP）就應(yīng)運(yùn)而生，并且受到愈來愈廣泛的重視。工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的難度極大，因?yàn)橐�處理的信息量大，各種信息之間的關(guān)系雙極為錯綜復(fù)雜，以前主要靠工藝師多年工作實(shí)踐總結(jié)出來的經(jīng)驗(yàn)來進(jìn)行。因此，工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)質(zhì)量完全取決于工藝人員的技術(shù)水平和經(jīng)驗(yàn)。這樣編制出來的工藝規(guī)格一致性差，也不可能得到最佳方案。另一方面熟練的工藝人員日益短缺，而年輕的工藝人員則需要時間來積累經(jīng)驗(yàn)，再加上老工藝人員退休時無法將他們的“經(jīng)驗(yàn)知識”留下來，這一切原因都使得工藝設(shè)計(jì)成為家具制造過程中的薄弱環(huán)節(jié)。CAPP技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展使利用計(jì)算機(jī)輔助編制工藝規(guī)程成為可能。 c.JMeh  
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　　一個完善的CAPP系統(tǒng)一般應(yīng)具有以下功能：檢索標(biāo)準(zhǔn)工藝文件；選擇加工方法；安排路線；選擇機(jī)床、刀具、量具、夾具等；選擇裝夾方式和半夜夾表面；優(yōu)化選擇切削用量；計(jì)算加工時間和加工費(fèi)用；確定工序尺寸和公差及選擇毛坯；繪制工序圖及編寫工序卡。有的CAPP系統(tǒng)還具有計(jì)算刀具軌跡，自動進(jìn)行NC編程和進(jìn)行加工過程模擬等CAM的功能范疇。CAPP系統(tǒng)其工作原理來分，有檢索式、派生式、創(chuàng)成式、半成式、廣義綜合式、柔性化開發(fā)平臺式、智能式等7種類型的CAPP系統(tǒng)。 c_
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　　CAPP工藝過程設(shè)計(jì)是連接產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造的橋梁，是整個制造系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié)，對產(chǎn)品質(zhì)量和制成成本具有極為重要的影響。同時企業(yè)為了在增強(qiáng)市場競爭力和快速響應(yīng)市場的變化而采用多種　技術(shù)的環(huán)境下，改革傳統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)手段，采用以計(jì)算機(jī)為工具的現(xiàn)代化工藝設(shè)計(jì)和管理方式是企業(yè)上水平、上臺階的關(guān)鍵之一，也是企業(yè)發(fā)展的必由之路。應(yīng)用CAPP技術(shù)，可以使工藝人員從繁瑣重復(fù)的事務(wù)性工作中解脫出來，迅速編制出完整而詳細(xì)的工藝文件，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備擊周期，提高產(chǎn)品制造質(zhì)量，進(jìn)而縮短整個產(chǎn)品的開發(fā)周期。 B 4my  
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　　2.4并行工程（CEO） 8Z1pQx-P2C  
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　　長期以來，新產(chǎn)品的已經(jīng)形成一套固定的模式，即市場調(diào)研、產(chǎn)品計(jì)劃、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、試制樣機(jī)、修改設(shè)計(jì)、工藝準(zhǔn)備、正式投產(chǎn)。在這咱開發(fā)模式中，在產(chǎn)品計(jì)劃和產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段，盡管設(shè)計(jì)人員也考慮到產(chǎn)品的制造問題。但這種考慮是零碎的、不系統(tǒng)的。設(shè)計(jì)人員考慮的主要是如何滿足產(chǎn)品的功能問題。盡管實(shí)踐證明；對于指較大、市場壽命較長的產(chǎn)品而言，這是一種行之有效的開發(fā)模式。但對于指不大，更新?lián)Q代又快的產(chǎn)品，這種模式就遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足要求了。在今天，產(chǎn)品的指愈來愈多，而市場生命周期愈來愈短。在這種形式下，傳統(tǒng)的產(chǎn)品開發(fā)方式已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足要求了。于是，出現(xiàn)了并行工程（Concurrent Engineering ，CE）的概念。 J[7|Ul1 <  
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　　所謂并行工程，就是集成地、工行地設(shè)計(jì)產(chǎn)品及其部件和相關(guān)各種過程的一種系統(tǒng)工作模式。這種模式要求產(chǎn)品開發(fā)人員與其他人員一起共同工作，在設(shè)計(jì)一開始就考慮產(chǎn)品報(bào)廢處理的所有因素，包括質(zhì)量、成本、進(jìn)度計(jì)劃和用戶的要求。并行工程有時稱為并行設(shè)計(jì)，它是指在新產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段，就引進(jìn)生產(chǎn)準(zhǔn)備工作，并行地進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝和生產(chǎn)準(zhǔn)備（也可以包括后續(xù)過程）。并行工程是伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)發(fā)展起來的一門新技術(shù)、它側(cè)重于管理方面，具有強(qiáng)調(diào)團(tuán)隊(duì)工作（Team work）、強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)過程的并行性、強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)過程的系統(tǒng)性、強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)過程的快速反饋等特點(diǎn)。目前，普遍認(rèn)為，并行工程技術(shù)是面向21世紀(jì)的技術(shù)，是企業(yè)贏得市場競爭的有利武器。采用并行　工程技術(shù)可以大大縮短產(chǎn)品投放市場的時間、降低成本、提高質(zhì)量、減少廢品率、保證了功能的實(shí)用性，從而增強(qiáng)企業(yè)的市場競爭能力。2.5計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM） ^N2N>^'&1.  
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　　計(jì)算機(jī)輔助制造（Computer Aided Manufacturing，CAM）的狹義概念指的是從產(chǎn)品設(shè)計(jì)到加工制造之間的一切生產(chǎn)準(zhǔn)備活動，它包括CAPP、NC編程、工時定額的計(jì)算、生產(chǎn)計(jì)劃的制訂、資源需求計(jì)劃的制訂等。這是最初CAM系統(tǒng)的狹義概念。到今天，CAM的狹義概念甚至更進(jìn)一步縮小為NC編程的同義詞。CAPP已被作為一個專門的子系統(tǒng)，而工時定額的計(jì)算、生產(chǎn)計(jì)劃的制訂、資源需求的制訂則劃分給PMRR　IIERP系統(tǒng)來完成。CAM的廣義概念包括的內(nèi)容則多得多，除了上述CAM狹義內(nèi)容外，它還包括制造活動中與物流有關(guān)的所有過程（加工、裝配、檢驗(yàn)、存貯、輸送）的監(jiān)視、控制和管理。 jn/ J-X=  
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　　在實(shí)際應(yīng)用中，一般意義上的CAM主要是指利用計(jì)算機(jī)直接進(jìn)行加工制造、生產(chǎn)過程控制的技術(shù)系統(tǒng)，其主體是由數(shù)控機(jī)床（NCCNCNDC）、機(jī)器人（Robot）、自動物料儲運(yùn)系統(tǒng)[運(yùn)輸設(shè)計(jì)AGV（Automated Guide Vehicle）+存儲系統(tǒng)ASRS（Automated Storage & Retrieval System）]等設(shè)計(jì)而構(gòu)成。其中，數(shù)控機(jī)床（Numerical Control，NC）是一種能夠根據(jù)預(yù)先編好的一系列指令，實(shí)現(xiàn)對各種尺寸或各種形狀的復(fù)雜工件進(jìn)行鋸、銑、刨、磨、鉆、車等多種不同加工方式的大型機(jī)床。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，NC已經(jīng)從識讀器時代進(jìn)入了計(jì)算機(jī)數(shù)控（Computer Numerical Control，CNC），它是一臺獨(dú)立的微型計(jì)算機(jī)來控制其運(yùn)行，又稱加工中心（Machining Center, MC）；另一種是直接數(shù)控（Direct Numerical Control，DNC），它是一臺中心計(jì)算機(jī)對臺數(shù)控機(jī)床同時控制，控制各臺機(jī)床的加工程序都編入一個中央數(shù)據(jù)庫內(nèi)，通過中心計(jì)算機(jī)傳送到各個機(jī)床，而每臺機(jī)床的加工情況，又通過附屬控制器反饋到中心計(jì)算機(jī)。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，DNC的含義由簡單的直接數(shù)字控制發(fā)展到分布式數(shù)字控制（Distributed Numerical Control），它不但具有直接數(shù)字控制的所有功能，而且有系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)視以及系統(tǒng)控制等功能；它開著眼于車間的信息集成，針對車間生產(chǎn)計(jì)劃，技術(shù)準(zhǔn)備，加工操作等基本作業(yè)進(jìn)行集中監(jiān)控與分散控制，把生產(chǎn)任通過局域網(wǎng)分配給各個加工單元，并使之信息相互交換。而對物流等系統(tǒng)可以在條件成熟時再擴(kuò)充既適用于現(xiàn)有的生產(chǎn)環(huán)境，提高生產(chǎn)率，又節(jié)省了成本。所以說現(xiàn)代意義上的DNC，不僅指單個機(jī)床的控制而且在某種意義上是車間級通訊風(fēng)格的代名詞。DNC已演變成生產(chǎn)準(zhǔn)備和制造過程中設(shè)備信息互連的一種技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)CADCAPCAM一種技術(shù)最關(guān)鍵的紐帶，是現(xiàn)代化制造車間實(shí)現(xiàn)CIMS信息集成和設(shè)備集成的有效途徑。

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