何为现代制造工艺？现代制造设备是什么？现代制造自动化的概念又是什么？……本书系统地介绍了现代制造工艺、装备以及现代制造系统的组织与管理的基本概念、原理和应用,一一回答了我们的疑问。本书内容简明扼要、取材新颖,可作为高等院校机械工程及自动化专业本科生的教材或参考书，也可供研究生和从事现代制造技术的工程技术人员与现代化企业管理人员参考。

本书系统介绍了现代制造工艺、装备以及现代制造系统的组织与管理的基本概念、原理和应用，内容包括现代制造工艺、现代制造装备、规代制造自动化、现代生产与控制、现代制造物流与控制、现代质量管理以及现代制造模式与管理，并结合最新研究成果，用现代制造系统的观点分析现代制造业，使读者能较全面地认识和了解现代制造技术与装备的应用与发展。本书内容简明扼要、取材新颖。  本书可作为高等院校机械工程及自动化专业本科生的教材或参考书，也可供研究生和从事现代制造技术的工程技术人员与现代化企业管理人员参考。

第1章 绪论……………………………………1

 1．1制造业及其发展趋势………………………1

 1．2制造技术和现代制造技术…………………2

 1．3现代制造技术的内涵………………………3

 1．4装备制造业的现状与发展…………………6

 1．5本课程的主要内容…………………………7

 1．6设置本课程的目的意义和学习要求………7

 思考题与习题……………………………………8

第2章现代制造工艺…………………………9

 2．1高速与超高速加工…………………………9

2．1．1概述……………………………………9

2．1．2高速与超高速加工技术………………9

2．1．3高速与超高速加工关键技术…………11

2．1．4超高速加工中心………………………15

2．1．5高速与超高速加工技术的发展与

应用……………………………………19

2．1．6高速磨削加工…………………………21

 2．2高能速与射流加工………………………23

2．2．1电子束加工……………………………23

2．2．2离子束加工……………………………29

2．2．3激光加工………………………………36

2．2．4高压水射流加工………………………44

 2．3干切削加工………………………………46

2．3．1干切削加工技术………………………47

2．3．2干切削加工技术的应用………………49

2．3．3准干切削………………………………50

2．3．4成熟的干切削工艺方法………………50

2．3．5干切削加工技术的发展………………51

 2．4电化学加工………………………………52

2．4．1 电化学加工的基本原理、分类及

特点…………………………………53

2．4．2电解加工………………………………54

2．4．3电铸加工………………………………58

 2．5精密与超精密加工………………………64

2．5．1精密与超精密加工基本概念…………64

2．5．2精密和超精密切削加工………………66

2．5．3精密磨料加工…………………………67

2．5．4微细加工技术…………………………69

2．6快速原型制造……………………………72

2．6．1快速原型制造技术产生的背景………72

2．6．2快速原型制造技术的原理……………72

2．6．3快速原型制造技术的主要方法………73

思考题与习题……………………………………76

第3章现代制造装备………………………78

3．1现代制造装备概述………………………78

3．1．1数控技术与制造装备的发展…………78

3．1．2现代制造装备的发展特点……………79

3．1．3现代制造装备的发展趋势……………79

3．2自动化加工设备…………………………84

 3．2．1数控机床的分类………………………84

 3．2．2数控机床的组成与结构特点…………86

 3．2．3伺服系统与检测元件…………………89

 3．3典型的数控机床…………………………92

3．3．1数控车床………………………………92

3．3．2数控铣床………………………………93

3．3．3数控坐标钻床…………………………93

3．3．4龙门五面数控铣镗床…………………94

3．3．5数控磨床………………………………95

3．3．6数控电加工机床………………………96

 3．4加工中心………·………………………97

3．4．1加工中心的定义………………………97

3．4．2加工中心的工作原理…………………97

3．4．3加工中心的组成与分类…………98

3．4．4 ACE—HM500型卧式加工中心…102

 3．5 工具系统…………………………………106

3．5．1刀具系统……………………………106

3．5．2夹具系统……………………………113

3．5．3三坐标测量机………………………114

3．6虚拟轴机床………………………………117

 3．6．1虚拟轴机床的产生与发展…………118

 3．6．2虚拟轴机床技术……………………119

 3．6．3虚拟轴机床应用前景……………122

3．7工业机器人………………………………123

 3．7．1工业机器人概述……………………123

 3．7．2工业机器人技术……………………126

 3．7．3工业机器人驱动与控制系统………131

 思考题与习题…………………………………138

第4章现代制造自动化………………139

 4．1 CAD／CAE／CAPP／CAM……………………139

4．1．1计算机辅助设计……………………139

4．1．2计算机辅助工程分析………………143

4．1．3计算机辅助工艺规程设计…………145

4．1．4计算机辅助制造……………………150

 4．2柔性制造系统……………………………154

4．2．1概述…………………………………154

4．2．2柔性制造系统的加工系统…………156

4．2．3柔性制造系统的物流系统…………158

4．2．4柔性制造系统的控制与管理

系统…………………………………161

4．2．5柔性制造系统的发展趋势…………162

 4．3计算机集成制造系统……………………163

4．3．1计算机集成制造和计算机集成

制造系统的概念……………………163

4．3．2计算机集成制造系统的组成………165

4．3．3计算机集成制造系统递阶控制

结构…………………………………168

4．3．4现代集成制造系统…………………170

 4．4虚拟制造…………………………………172

4．4．1虚拟制造的概念……………………172

4．4．2虚拟制造系统………………………173

4．4．3虚拟制造的研究与应用……………175

 4．5网络化制造………………………………177

4．5．1 网络化制造的概念…………………177

4．5．2动态网络联盟………………………178

4．5．3基于Internet的产品制造技术………180

 思考题与习题…………………………………181

5．1企业生产管理概述………………………182

 5．1．1企业生产计划………………………182

 5．1．2现代企业生产计划管理……………184

5．2经营规划和生产规划…………………185

5．3主生产计划………………………………186

 5．3．1主生产计划的基本概念……………186

 5．3．2主生产计划的编制…………………188

5．4物料需求计划……………………………189

 5．4．1物料需求计划的产生………………189

 5．4．2物料需求计划的基本理论…………190

 5．4．3能力需求计划………………………193

 5．4．4闭环MRP……………………………194

5．5制造资源计划……………………………196

 5．5．1制造资源计划的基本概念…………196

 5．5．2制造资源计划的系统流程与组成…197

 5．5．3制造资源计划思想的局限性………200

5．6企业资源计划……………………………200

 5．6．1企业资源计划概述…………………200

 5．6．2企业资源计划的发展趋势…………203

5．7制造执行系统……………………………203

 5．7．1制造执行系统概述…………………203

 5．7．2制造执行系统的功能………………204

思考题与习题…………………………………206

第6章现代制造物流与控制…………207

6．1现代制造物流慨述………………………207

6．1．1现代制造物流的产生与发展………207

6．1．2现代制造物流的定义………………208

6．1．3现代制造物流的战略………………210

 6．2现代制造物流系统………………………211

6．2．1现代制造物流系统分析……………211

6．2．2现代制造物流系统设计……………212

6．2．3现代制造物流的组织、计划与

控制…………………………………214

6．2．4仓库系统的设计……………………218

 6．3物料搬运与存储设备……………………220

6．3．1物料搬运方式………………………220

6．3．2物料搬运设备………………………221

6．3．3物料存储设备………………………223

 6．4供应链管理………………………………225

6．4．1供应链管理概述……………………225

6．4．2供应链管理实现……………………23l

 6．4．3供应链管理在我国企业中的

实现…………………………………233

思考题与习题…………………………………234

第7章现代质量管理………………………236

7．1 概述……………………………………236

 7．1．1产品质量……………………………237

 7．1．2质量管理……………………………238

7．2全面质量管理……………………………241

 7．2．1全面质量管理的概念、内容及

新特点………………………………241

 7．2．2全面质量管理的实施过程…………244

 7．2．3全面质量管理的七种工具…………247

 7．2．4全面质量管理的经济观念与质

量成本………………………………255

7．3质量保证体系……………………………256

 7．3．1质量保证体系的基本概念…………256

 7．3．2质量保证体系的建立………………257

 7．3．3质量管理的发展与改进……………259

7．4 ISO 9000系列标准和国际质量认证

体系……………一………………………265

 7．4．1 ISO 9000系列标准产生的背景……265

 7．4．2 ISO 9000族标准的基本原理………265

 7．4．4 ISO 9000系列标准在我国贯彻

实施的情况…………………………266

思考题与习题…………………………………267

第8章现代制造模式与管理…………268

 8．1现代制造企业和现代制造技术…………268

 8．1．1现代制造企业………………………268

 8．1．2现代制造技术的特点………………269

 8．1．3我国推广现代制造技术应做的

工作…………………………………269

 8．2现代制造技术与先进制造模式…………270

 8．3现代制造模式的新发展…………………272

8．3．1精益生产……………………………272

8．3．2敏捷制造……………………………276

8．3．3并行工程……………………………281

8．3．4产品数据管理………………………285

8．3．5客户关系管理………………………292

8．3．6业务流程再造………………………296

 思考题与习题…………………………………301

参考文献…………………………………………302

  制造业是国民经济的基础产业，制造业的最终目的是创造全新的物质文明和精神文明，它的发展水平反映了一个国家的生产力水平和综合国力。从国际范围来看，制造业遵循着"劳动密集、设备密集、信息密集、知识密集"的轨迹，正在经历着从信息集成走向知识集成的新的发展阶段，对市场的响应时间将成为2l世纪制造业赢得竞争优势的最主要因素。

现代制造技术，正是以现代制造业特别是机械制造企业所面临的严峻生存环境为背景而发展起来的。面对激烈的市场竞争、迅速发展的科学技术、不断变化的多产品变批量，企业无法沿用传统的制造技术和制造模式去面对上述严峻生存环境的挑战。因此，人们必须研究和探索新的制造技术和新的制造模式。现代制造技术与装备涵盖的内容较多，本书主要包括：①先进的制造工艺。②先进的制造装备。③先进的生产组织与管理。1．1制造业及其发展趋势

制造业是紧随着人类社会的产生与发展而产生和发展的，经历了原始制造、手工作坊、机器生产、机械化生产、流水线生产、自动生产线并发展到当今的柔性制造、智能制造等模式。在这个过程中制造业的内涵也在不断地丰富。

制造业在社会发展中所起的作用和担任的角色随着人类社会发展的需求的重点而不断转移。在工业化初期，制造业的主要使命是进行需求产品的制造，以满足基本的物质生活的需要。随着技术进步与社会的发展，经济的因素起着越来越重要的作用，大规模生产制造大大丰富了物质产品，生存不再是主要矛盾，经济竞争成为焦点。经济全球化使制造业成为21世纪各国经济竞争的主要内容。通过制造业创造极大的物质财富，即形成了当今发达国家的经济面貌。在经济竞争的高潮中，制造业正经历新的价值观的转变，更加追求速度和效率。制造理念从规模生产和延长产品寿命到小批量、快速反应、短产品寿命周期，这是一种历史性的突破。

但是，在片面追求经济发展的同时，制造业的发展也被动地受到经济因素的刺激，表现出急于求成的发展态势，从产业的生态角度看，远离了平衡态。其后果是资源的无节制消耗，环境的破坏和污染，地球生态系统在人类经济的发展中面临着前所未有的危机和厄运。今天的制造业必须突破被动需求驱动的角色，而成为维护整个生态系统平衡，实现可持续发展的主动角色，这是人类社会发展到较高级阶段的初期，这个阶段将再次出现制造业的大繁荣。这不仅是因为制造业要代替和补偿前一阶段不平衡发展所造成的对需求的低质量的满足，而且其本身的发展将导致更多更高要求的需求，产生人类社会发展的更高级阶段。在这个历史阶段，制造业的发展空间将大大扩展，其内涵将得到极大的拓延。21世纪，制造业将可能突破当前我们对制造业范畴的认识，从更长远的角度看，制造业完全有可能突破传统的无机物、无生命制造对象的限制和目前人类生存空间范围的限制，制造业可能将进一步在能源制造业、农业制造业、生物医学制造业、仿生制造业、宇宙空间制造业等领域发展。（P1-2）

现代制造技术是以现代制造业特别是机械制造企业所面临的严峻生存环境为背景而发展起来的。面对激烈的市场竞争、迅速发展的科学技术、不断变化的多产品变批量，企业无法沿用传统的制造技术和制造模式去面对上述严峻生存环境的挑战。因此，人们必须研究和探索新的制造技术和新的制造模式。《现代制造技术与装备》是我们根据机械工程及自动化专业的教学改革需要而编写的把设计、制造与生产管理综合于一体的专业课教材，本书也是根据21世纪机械类课程系列教材建设的要求而编写的。

制造业是国民经济的基础产业，制造业的最终目的是创造全新的物质文明和精神文明，它的发展水平反映了一个国家的生产力水平和综合国力。从国际范围来看，制造业遵循着"劳动密集、设备密集、信息密集、知识密集"的轨迹，正在经历着从信息集成走向知识集成的新的发展阶段，对市场的响应时间将成为21世纪制造业赢得竞争优势的最主要因素。本书将先进的制造工艺与装备、制造过程的柔性自动化以及先进的生产组织与管理进行有机整合，目的是使学生能掌握现代制造技术的基本理论和先进的管理理念，培养分析和解决实际生产问题的能力。书中简明扼要地将目前较成熟且有发展前景的现代制造技术的理念、模式与实施效果作了介绍，以求启发学生的创新思维，对现代制造技术的发展前沿有所了解。

本书由吉卫喜任主编，任乃飞任副主编。全书共分8章，第1、6章由吉卫喜编写，第2章由花国然、任乃飞编写，第3章由吉卫喜、苏桂生、花国然编写，第4章由苏桂生编写，第5章由恽国兴、苏桂生编写，第7章由任乃飞编写，第8章由花国然编写。全书由江苏大学蔡兰教授审阅。

在本书的编写过程中得到了有关院校和工厂的大力支持，张秋菊教授等对教材的编写提出了许多宝贵意见，在此表示衷心感谢。

本书力求结构体系清晰，取材新颖，便于学用，但科学技术发展迅猛，知识更新速度不断加快，加之编者水平有限，对内容的取舍以及繁筒深浅的把握难以准确，缺点错误在所难免，恳请广大师生、读者多提宝贵意见。

编 者

2004年8月