第六章先進制造技術第六章先進制造技術16。1制造技術的新發展

6。1。1超精密加工

精密與超精密加工和制造自動化是先進制造技術的兩大領域，精密與超精密加工要靠自動化技術的支持，而制造自動化有賴于精密加工才能得以實現。精密與超精密是相對而言的，在不同的時期有各不同的理解，這與科學技術水平有關。加工精度在0.1~1μm，加工表面粗糙度Ra在0.02~0.1μm之間的加工方法稱為精密加工;而將加工精度高于0.1μm，加工表面粗糙度Ra小于0.01μm的加工方法稱為超精密加工。6。1制造技術的新發展6。1。1超精密加2

3

現代機械工業之所以要致力于提高加工精度其主要原因：提高產品的性能和質量，提高其穩定性和可靠性，促進產品的小型化，增加零件的互換性，提高裝配生產率，并促進自動化裝配。

超精密加工是尖端技術產品發展中不可缺少的關鍵加工手段。飛行高度----磁頭與磁盤之間的距離。超精密加工擔負著支持最新科學技術進步的重要使命。各國政府和軍方對超精密加工技術都十分重視，并投入大量的資金和人力來開發這項技術。現代機械工業之所以要致力于提高加工精度其主要原因4

一。超精密加工的領域

1。超精密切削

2。精密和超精密磨削研磨

3。精密特種加工

二。超精密加工的難點

1。工具和工件表面微觀的彈性變形和塑性變形是隨機的，精度難以控制。

2。工藝系統的剛度和熱變形對加工精度有很大影響。

3。去除層越薄，被加工表面所受的切削應力越大，材料就越不容易被去除。一。超精密加工的領域5

三。超精密加工的方法

1。切削加工

2。磨料加工(分固結磨料和游離磨料加工)

3。特種加工

4。復合加工三。超精密加工的方法6先進制造技術概述7先進制造技術概述8

刀具切削加工傳統加工固結磨料加工游離磨料加工非傳統加工：利用電能、磁能、聲能、光能、化學能、核能等對材料進行加工和處理。復合加工：多種加工方法的復合。超精密加工

9

四。超精密加工的實現條件

1)超精密加工的機理與工藝方法

2)超精密加工工藝裝備

3)超精密加工工具4)超精密加工中的工件材料5)精密測量與誤差補償技術

6)超精密加工工作環境、條件等

在超精密加工的實施過程中，必須綜合考慮上述因素，才能取得滿意的效果。四。超精密加工的實現條件10

五。超精密加工的典型工藝

1。金剛石鏡面切削金剛石具有無與倫比的硬度，是最佳的切削工具材料，金剛石結晶原子間的結合力非常堅固，最強結晶位置是111面。

2。精密超精密鏡面磨削鏡面磨削比研磨拋光的生產率高，形狀精度高，特別是對脆硬材料的鏡面磨削，具有精度高特點。

3。研磨與拋光利用研磨劑使工件與研具進行單純的對研而獲得高質量、高精度的加工方法。五。超精密加工的典型工藝11先進制造技術概述12

在實現超精密切削加工中刀具、磨具是十分重要的。理想的刀具材料是天然金剛石。采用金剛石刀具切削有色金屬材料，并使用適宜的切削液，則可以不產生刀痕。砂輪的材質十分重要，要求砂輪銳利、耐磨、顆粒大小均勻、結合均勻。

研具材料可用鑄鐵、錫、工程塑料和玻璃等材料。鑄鐵研具用于金屬零件的加工，瀝青研具用于光學加工，玻璃研具用于高平面度平晶加工中。在實現超精密切削加工中刀具、磨具是十分重要的。理13

超精密加工機床是超精密加工中最重要、最基本的加工設備。在結構原理、精度要求、熱平衡及抗振性能方面與普通機床相比有許多特殊要求：

1)高精度

2)高剛度

3)高穩定性

4)高自動化超精密加工機床是超精密加工中最重要、最基本的加工設146。1。2微機械制造

在機械裝置的小型化過程中出現兩類機械，即小型機械和微型機械。劃分如下：

10~1mm為小型機械，用精密加工方法可以制造出來;1mm~1μm為微型機械，需要用硅微加工技術或LIGA技術等微細加工方法才能制造出來;1μm~1nm為納米機械，是分子級的零件，需采用生物工程的方法制造。小型機械是傳統機械的小型化，在工作原理、材料結構和設計理論等方面可以借鑒傳統機械學。6。1。2微機械制造在機械裝置的小型化過程中15

微型機械在尺寸、構造、材料、制造方法和工作原理等方面，都與傳統機械截然不同，其學科基礎、研究手段和研究內容也與傳統機械學不同。微型機械不是傳統機械的簡單微型化，而是指集微型機構、微型傳動器以及信號處理和控制電路，甚至外圍接口電路、通信電路和電源等于一體的微型機電系統。微型機械遠遠超出了傳統機械的概念和范疇，是基于現代科學技術，用嶄新的思維方法指導的產物。微型機械在尺寸、構造、材料、制造方法和工作原理等方16

特點：

1)體積小、精度高、重量輕

2)性能穩定，可靠性高

3)能耗低、靈敏性和工作效率高

4)多功能和智能化

5)適于大批量生產，制造成本低廉

具有一般機械所不能及的優勢：

1)表現在活動空間上、操作對象和工作環境上

2)與一般機械相比，微型機械所表現出來的智能化程度更高，實現的功能更趨于多樣化。特點：176。1。3超高速切削

超高速切削----比常規高5~10倍以上的切削。切削溫度通常隨切削速度升高而升高，但超過一定溫度后，切削溫度反而隨切削速度的升高而下降。6。1。3超高速切削超高速切削----比常規18

超高速切削可以提高加工質量和生產率，節約能耗，是一項有綜合效益的機械加工技術。超高速切削目前主要用于飛機、汽車及模具工業。超高速切削希望刀具強度高，耐熱性能好。刀具材料一般根據工件材料來選擇。常用的刀具材料有：帶涂層的硬質合金刀具、陶瓷刀具、立方氮化硼或聚晶金剛石刀具。在同等情況下，其壽命往往比常規速度下的刀具壽命還要長。超高速切削可以提高加工質量和生產率，節約能耗，19

超高速切削對機床的主要要求：

1)要有一個適應于超高速運轉的主軸部件及其驅動系統。

2)要有一個快速反應的數控伺服系統和進給部件。超高速機床必須是精密的數控機床。

3)高壓大流量噴射冷卻系統。

4)要有一個“三剛”(靜剛度、動剛度、熱剛度)特性都很好的機床支承件。超高速切削對機床的主要要求：20

超高速加工技術的發展趨勢：

前提：刀具技術關鍵設備：數控機床、加工中心

1)有必要實現干切削或準干切削狀態的綠色超高速加工。

2)有必要在重切削工藝中引入超高速切削加工

3)有必要開發和完善各種超高速加工工藝方法

4)如何有效地采用超高速加工機床來加工難加工材料，是一個有待解決的問題。

5)有必要監控加工工況。監控內容主要有加工質量、加工過程穩定性和安全性。

超高速加工技術的發展趨勢：216。2制造哲理與生產模式

6。2。1制造哲理在大批量制造模式下，提高工序效率可以顯著提高生產率，制造技術的許多研究都致力于切削速度的提高。在大批量生產情況下，生產準備終結時間占的比例很少，加工輔助時間也經過精確的設計，因而基本時間占的比例較大。提高切削速度，加大吃刀量，這些單工序優化措施取得了良好的效率。近年來在歐、美、日的制造業中，產品的70%~75%己按多品種、小批量的生產方式組織。

6。2制造哲理與生產模式6。2。122

二十世紀初葉至中期，以Ford生產方式為代表的典型大批量生產模式占主導地位。由HenryFord在汽車生產中開創了機械自動流水線生產之先河，出現了“少品種大批量生產”的模式(又稱為底特律式自動化)，成為各國紛紛仿效的制造生產模式。在這種生產模式中，專用設備、剛性生產線、以互換性和質量統計分析為主的質量保證體系代表了其結構特征，大大提高了生產效率，從而降低了產品的成本。但這是以損失產品的多樣性為代價的。然而在多品種、小批量生產類型中，Ford生產方式中所采取的措施就不再是那么顯著，因為輔助時間占了較大的比重，如何縮短輔助時間才是至關重要的。二十世紀初葉至中期，以Ford生產方式為代表的典23

管理專家注意兩個現象：

1)企業的在制品相當多，在制品放在機床上進行切削加工的時間占全部通過時間(從購進材料到產品銷售)的比少于5%。

2)機床開動加工的時間利用率也僅占5%~10%

在制品通過時間，直接影響企業流動資金的利用率，而設備利用率則關系到固定資產的利用率。

在分析在制品滯留時間，發現存在如下問題：

1)批量制造中，為防止質量事故、設備故障等因素的超量投料。

2)工序進度不平衡，設備有閑置時間。管理專家注意兩個現象：24

3)生產準備時間長。如消化圖樣、準備工裝卡具、編制及輸入數控程序、對刀等。

4)工件裝夾時間

5)工件在機床工序間的運輸時間

6)工件檢測時間。采用計算機數控機床(CNC)，可以減少對刀及消化圖樣時間。采用加工中心，實行工序集中，可以減少生產準備時間。采用柔性制造系統在統一調度、物流控制及CNC程序的存儲與輸入等項均有節省，取得效益。3)生產準備時間長。如消化圖樣、準備工裝卡25

柔性制造系統的另一個優勢是，一次投資，長期受益。擴大了設備對市場變化的適應性。計算機集成制造系統(CIMS)更是將制造中的信息(技術、管理、控制等)集成，保證了統一的計劃與調度，進一步縮短了在制品通過時間和設備利用率。統計表明：制造業采用CIMS的實際效益與期望值尚有距離。CIMS實際上是快速按定單生產的自動化系統，其硬件設備的柔性是有限的，它只能針對某一類型的產品才保持柔性。產品市場一旦疲軟，其巨額投資則可能成為企業的包袱。柔性制造系統的另一個優勢是，一次投資，長期受益266。2。2生產模式

一。準時生產

1。準時生產的概念

準時生產JIT(JustinTime)是二十世紀七十年代由日本豐田汽車制造公司創立并實施的一種現代企業生產管理模式。

宗旨：使用最少量的設備、裝置、物料和人力資源，在規定的時間、地點，提供必要數量的零部件，達到以最低的成本、最高的效益、最好的質量、零庫存進行生產和完成交貨的目的。準時生產方式在最初引起人們的注意時曾被稱為“豐田生產”方式，后來隨著這種生產方式的獨特性以及有效性而被人們廣泛地認識、研究和應用，特別是引起西方國家的廣泛注意以后，人們開始把它稱為JIT生產方式。6。2。2生產模式一。準時生產27先進制造技術概述28

2。準時生產的目標傳統的生產管理方式一般是上一道工序向下一道工序供應零部件，采取增加在制品的儲備量以應付生產中的失調或事故導致的需求變化。準時生產方式認為：傳統的生產管理方式掩蓋了生產中的矛盾，久而久之，那些不能用或不再用的在制品積壓量會越來越大，導致在制品的過剩和積壓，占用過多的資金，不利于降低成本，影響產品的竟爭力，最終影響企業的經營效果。

目標：盡量減少庫存或實現零庫存生產。強調：只在必要的時侯，按必要的數量，生產必要的產品(零件、部件、成品)。使生產現場實物流通處于最佳狀態，做到“準時領取”，“準時運送”和“準時生產”。2。準時生產的目標29

3。準時生產的基本思想

1)由后工序向前工序領取零部件：整個生產過程的聯系方式是以裝配為起點，下道工序向上道工序提取零部件，而上道工序向更上道工序提取同樣的在制品進行加工，以補充被下道工序提走的零部件，如此層層向上推動，把各道工序連結起來，形成一個準時生產的加工系統。

2)按件傳送在制品：各車間與各道工序一般都避免成批生產或成批搬運，盡可能做到必要時只生產一件，只傳送一件，只儲備一件，任何工序不準額外多生產，把在制品減至最低限度。3。準時生產的基本思想30

3)均衡生產：即平均制造產品，使物流在各作業之間、生產線之間、工序之間，工廠之間平穩、均衡地流動。均衡化生產是杜絕浪費的前提。

4)質量保證：在傳統的生產系統中，都規定了可接受的廢品百分數，用在制品庫存來彌補不合格品和機器故障所引起的問題，以保證穩定生產。JIT生產方式認為，這不是揭露問題的本質和解決問題的方法，是治標不治本上的方法。

JIT方式中強調全面質量控制(TQC)，將質量管理貫穿每一工序之中，目標是消除不合格品，消除可能引起不合格品的根源，并想辦法解決問題。其做法是：3)均衡生產：即平均制造產品，使物流在各作業之31

(1)使設備或生產線能夠自動檢測出不良產品，當不合格產品或不正常情況發生時，能自動停機或停線。

(2)生產第一線的設備操作人員發現產品或設備的問題時，有權自行停止生產。這樣可迫使人們重視問題，調查問題的原因，進行改正活動，防止類似異常情況再發生，杜絕類似的不良產品的再產生，這與在最后一道工序對產品進行檢測的質量保證方法不同。

5)彈性配置作業人數：根據生產量的變動，彈性地增減各生產線的作業人數，盡量用較少的人力完成較多的生產，它與歷來生產系統中的“定員制”完全不同，是一種全新的人員配置方法。(1)使設備或生產線能夠自動檢測出不良32

6)用最后的裝配工序調整和平衡全部生產過程：準時生產是以最后的裝配工序作為組織生產的起點，因而裝配工序實際上起著調節和平衡全部生產的作用。實現準時生產方式的具體手段是看板管理。

4。看板管理準時生產是按市場的要求安排生產，生產的產品應能馬上銷售掉，強調準時。反之，如果沒有確定的需要就不生產。

把后工序看成用戶，只有后工序提出要求時，前工序才允許生產，看板充當傳遞生產指令的角色。

6)用最后的裝配工序調整和平衡全部生33

在生產中由看板來嚴格控制零部件的制造和領取，以防止過量生產和降低庫存。

1)看板形式

看板實際上就是一種記載著生產信息的卡片。傳送看板(即取貨看板)

看板生產看板(即定貨看板)

傳送看板標明后一道工序向前一道工序拿取工件的種類和數量，起著取貨指令的作用，生產人員接到“取貨看板”后，就應該按看板上的零件種類及數量立及發貨。在生產中由看板來嚴格控制零部件的制造和領取，34

生產看板則標明前一道工序應生產的工件的種類和數量，起著生產指令的作用。當前工序接到后工序發來的“生產看板”后，就立即生產卡片上規定數量的零件。

生產看板則標明前一道工序應生產的工件的35

2)看板使用方式

2)看板使用方式36

這是一種“拉動式”的生產，即以銷售(面向訂貨單位)為整個企業工作的起點，從后道工序拉動前道工序，一環一環地“拉動”各個環節，以市場需要的產品品種、數量、時間和質量來組織生產，從而消除生產過程中的一切松馳點，實現產品“無多余庫存”以至零庫存，從而最大限度地提高生產過程的有效性。

JIT生產中還有一些其它的看板，如用于工廠和工廠之間的“外協看板”;用于標明生產批量的“信號看板”;用于零部件短缺場合的“快捷看板”;用于發現次品或機器故障等突發事件的“緊急看板”等。這是一種“拉動式”的生產，即以銷售(面向訂貨單37

二。敏捷制造

1。敏捷制造的概念敏捷制造最初是由美國里海大學(LehighUniversity)在《21世紀制造企業戰略》的報告中提出的。該報告有兩個最重要的結論：①影響企業生存發展的共性問題是：目前競爭環境的變化太快，而制造企業自我調整與之適應的速度跟不上。②依靠對現有大規模生產模式和系統的逐步改進和完善，不能實現重振美國制造業雄風的目標。報告建議綜合利用計算機技術、信息集成技術和通信技術來構造一個全新的競爭系統，即一種新的制造模式----敏捷制造，并描繪了巳經開始出現的敏捷制造的未來全景，指出要在下世紀初以前，通過采用敏捷制造奪回美國制造工業在世界上的領先地位。二。敏捷制造38

敏捷制造是將柔性的先進制造技術、熟練掌握生產技能有知識的勞動力、以及促進企業內部和企業之間的靈活管理三者集成在一起，對千變萬化的消費者的市場時機作出快速響應。敏捷制造包含了許多新思想，新概念。

1)可重構的和不斷改變的生產系統;

2)以信息為主和批量無關的制造系統;

3)充分調動人的積極因素和發揮人的創造性;

4)向基層下放權力，簡化領導層次和組織結構;

5)虛擬公司和插件兼容式的企業;

6)利用信息高速公路，建立全國工廠網絡;

7)模塊化的、柔性的、分布式的制造單元;

8)并行工作方式和快速產品開發等。敏捷制造是將柔性的先進制造技術、熟39

美國USM汽車公司是一家以國防部為主要用戶的汽車公司，它向用戶承諾：

(1)每輛USM汽車都按用戶要求制造

(2)每輛USM汽車從訂貨起三天內交貨

(3)在整個壽命周期內，有責任使用戶滿意。這種車能夠重新改造，使用壽命長。盡管USM公司的每年產量不超過18萬輛，它還是成功的，它成功的關鍵因素是，設計與制造能力相匹配。在該公司，產品設計和工藝設計是并行進行的，借助計算機對全車的設計和制造過程進行仿真。美國USM汽車公司是一家以國防部為主要用戶的汽車40

敏捷性首先是以產品模塊化的形式引入，隨著成組技術的普及程度逐步成長，成為整個分布式、網絡化制造企業的一種特征，因此它不會導致很大的額外投資。最重要的問題是：急需開發具有迅速響應能力的管理系統，從而將企業經營管理從那種緩慢而古老的批量生產的思想桎梏中解放出來，實現經營管理的重組。這種新的生產模式將改變許多觀念，包括生產機器的認識。過去在設計一臺機器時，主要考慮的是機器本身，其次才考慮與控制部分怎樣連接。而今天，與控制部分的連接，是機器設計中的首要因素。敏捷性首先是以產品模塊化的形式引入，隨著成組技術的41

2。敏捷制造企業的特點

1)企業能夠迅速推出全新的產品，積極消化吸收外單位的經驗和技術成果，不斷改進它的產品。

2)將一些可重新編寫、可重新組合、可不斷更新的生產系統結合成新的、信息密集的制造系統，使生產成本與批量無關。

3)企業的制造是按照定單進行生產的，產品在質量上也有明顯的提高。敏捷制造企業是一種高度集成的組織，信息在制造工程、市場、采購、財務、倉儲、銷售、研究等部門之間連續地流動，各項工作是同時進行的，而不是按順序進行的。

2。敏捷制造企業的特點42先進制造技術概述43

開發新產品，編制生產工藝規程，進行產品銷售是同時進行的。設計工作不僅屬于技術部門，也不只是工程與制造的結合，從用原材料制造產品到最終報廢的整個產品生命周期內，每一個階段的代表都要參與產品的設計，信息不僅要在敏捷制造企業與其用戶之間連續的流動，而且也要在敏捷制造企業與供應廠家之間連續地流動。在敏捷制造中，用戶和配件供應廠家在產品設計和開發中都起積極作用，每一產品的生產都可能要使用具有高度交互性的計算機網絡，與在技術上分散，在組織上分離的企業內部成員彼此合作，并且也可以與其它企業的成員合作。

職業道德是以合作為基礎的相互信賴，把合作視為解決問題與項目所有合作者共享信息的首要途徑。開發新產品，編制生產工藝規程，進行產品銷售是同時44

三。虛擬企業VE(VirtualEnterprise)

新產品投放市場的速度是重要的競爭優勢，推出新產品最快的辦法是利用不同企業的資源，把它們綜合成一種沒有圍墻的、超越空間約束的、靠電子手段聯系的、統一的經營實體----虛擬企業。分布在不同企業內的人力資源和某些物質能夠互換，即能把它們組織起來去完成特定的任務，就有可能通過信息聯網運作，實現社會資源的優化。當有了好的產品設計后，不需要像常規的方法那樣組織生產，而是通過計算機網絡在全球范圍內選取最優的制造資源，組成聯盟或稱虛擬公司，通過網絡、數據庫、多媒體等技術的支撐，來協調設計、制造、裝配、銷售活動。各加盟單位根據貢獻和合同分享利潤，當該產品的市場壽命結束了，虛擬公司就解體了。三。虛擬企業VE(VirtualEnterp45

1。虛擬企業(動態聯盟)的概念

虛擬企業----根據市場需求，通過信息技術和網絡技術將不同地域具有不同資源與優勢的若干企業聯系在一起，組成一個統一指揮的生產與經營的動態組織。虛擬企業的出現常常是參與聯盟的企業追求一種完全靠自身能力達不到的超常目標，即這種目標高于企業運用自身資源可以達到的限度，因而企業要求突破自身的組織界限，必須與其它對此目標有共識的企業，實現全方位的戰略聯盟。1。虛擬企業(動態聯盟)的概念46

2。虛擬企業帶來的好處：

①

常規生產組織方式是可行性分析、吸引投資、征地建廠或擴大生產線、工藝設計、設備招標引進、安裝調試、產品試制、工裝準備等，逐漸形成批量生產能力。這是一個長周期的過程，而虛擬公司充分利用現有資源與技術，大大縮短了產品上市周期。

②

虛擬公司在全球范圍內優化組織制造資源，因而可以獲得最好的質量及較低的經濟成本。

③

不需要固定資產的再投資，避免了固定資產的投資風險及貸款利率，虛擬企業可以獲得穩定的利潤。

2。虛擬企業帶來的好處：473。虛擬企業的特點

①組織構成的動態性和靈活性虛擬企業是一個為實現市場機遇而臨時組成的具有企業功能的組織形式，一旦合作目的達到，這種組織形式便可能宣告結束，該企業也隨之消失。虛擬企業正是以這種動態的、結構靈活的方式，來適應市場快速的變化。

②地理位置的分布性一個企業在規模上不可能足夠大到擁有所需要的所有資源，所以為實現某個市場機遇而組成的虛擬企業的成員，往往來自于擁有為實現該市場機遇所需資源并在該資源方面具有相對優勢的不同企業和部門，這些成員可能位于不同的地區，甚至不同的國家，在地理位置上呈現明顯的分布特點。3。虛擬企業的特點48

③結構的可重構性虛擬企業的成員組織可以根據需要進入或退出該虛擬企業，也可以同時參與多個項目而成為多個虛擬企業的成員，靈活地重構出不同的虛擬企業。

④資源的互補性虛擬企業的各個成員組織為虛擬企業貢獻出各自的優勢資源，共同構成實現市場機遇所需的所有資源，形成優勢資源互補的統一體，產生強大的資源優勢和競爭優勢。

⑤對信息的依賴性虛擬企業的形成基礎是企業網絡，其成員通過信息網絡聯系在一起，沒有信息技術的支持，各成員便不能進行及時的溝通與交流。③結構的可重構性虛擬企業的成員組織49

4。建立虛擬企業應考慮的主要問題

①在一個針對某一新產品的虛擬企業中，基本設施資源、研究和開發費用以及產品生產風險是否被合理地分配?②一個虛擬企業的產品開發能力是否由于將自己的核心作用與外部因素結合而得到提高?③一個虛擬組織能否通過集成跨越企業的分散的知識而縮短開發過程?④一個虛擬企業組織能否通過所建立的伙伴關系打入新的市場，是否可能贏得新客戶的信任?⑤一個虛擬企業組織能否支持本身的變革過程直至找到解決問題的方法，而不依賴于產品銷售者?4。建立虛擬企業應考慮的主要問題50

要實現這一思想，需要一些技術支撐，同時還需要在企業管理觀念上發生一些變更。

1)加入動態聯盟的可能不是企業的整體，而是其制造資源的一部分，這一部分可稱為參組單元。

2)

決策權要充分下放，使參組單元在技術上、經濟上、管理上有較大的決策權，以便在動態聯盟內及時對話、及時決策，而不必再事事請示原企業職權代表。

3)

虛擬企業的運行方式是扁平的，即參組單元實現網絡化通信、協商和交流，而不再是樹狀的集中決策與控制方式;它強調信息的管理主要是分布式的，而不是以集成為特色;它的控制是并行的，而不在是遞階方式。要實現這一思想，需要一些技術支撐，同時還需要在企業51

4)

虛擬企業的研發甚至也是分布式的，設計階段可能是盟主主持，加盟單元參加的;也可能是加盟單元為主，盟主僅參加意見(尤其是零部件的設計)，這樣更有利于獲得敏捷的設計及實現設計與制造并行。大量生產方式的支配地位形成后，使那些不能或不愿意采用新的生產技術和管理結構的小型企業時刻面臨破產的危險，而虛擬企業則為中、小型企業創造了新的發展機會(因為它們可以利用全國制造網絡提供各種服務，打破了單個企業縱向聯合的局限性)。由小型零配件供應商、機械裝配廠和專業化生產廠家組成的聯合體，在不久的將來會構成了一個國家的工業實體，形成新的工業資源。4)虛擬企業的研發甚至也是分布式的，設計階段可能526。3自動化制造系統

6。3。1柔性制造系統

Ford開創的大批量生產時代，以剛性自動化生產線為主要模式，專用設備、組合機床、專用工夾量具，以協調的節拍設計組成生產線。這種自動化制造系統缺點是適應性差，產品略作修改，生產線便要大規模改造，花費很大的代價，因此阻礙了產品的改進和多品種生產。

數控機床以軟件的修改來適應零件幾何形狀的變化，具有較大的柔性。加工中心一般由帶有數十把刀具的刀庫管理刀具的更換，用工作臺的轉動節約了夾具的使用，更大程度地提高了柔性。

6。3自動化制造系統6。3。1柔性53

柔性制造系統FMS(FlexibleManufacturingSystem)是通過局域網把數控機床(加工中心)、坐標測量機、物料輸送裝置、對刀儀、立體刀庫、工件裝卸站、機器人等設備聯結起來，在計算機及軟件的控制下，形成一個加工系統。柔性制造系統FMS(FlexibleMan54先進制造技術概述55

FMS----是一種在中央計算機控制下，由二臺以上配有自動刀具交換和自動工件托盤交換裝置的數控機床及自動化物料運送裝置組成的，并且有生產負荷平衡、生產調度、對制造過程實時控制與監控功能的可加工多族零件的柔性自動化生產系統。本質上：許多制造單元結合成的一個大規模的高柔性(包括生產柔性和工藝柔性)的、制造一個新產品需要較少勞動力和時間的、能為多品種中、小批生產提供大量生產的、高效率的、可降低中、小批量方式生產零件成本的制造系統。

主體：制造單元，并且制造單元中應用最廣泛的是臥式加工中心和車削中心，臥式加工中心特別適合加工大箱體及重型零件，并且轉臺的分度功能保證工件在一次裝夾中能進行多面加工，具有更多的柔性。FMS----是一種在中央計算機控制下，由二臺以56

工作原理：每個制造單元均有一臺工業機器人服務于若干臺CNC數控機床或加工中心以及其它獨立系統，各個制造單元沿著一個中央物料輸送系統來分布，而傳送帶上可以傳送許多不同的工件和零件，每個零件的生產需要組合不同的制造單元來進行加工，并且多數情況下需要一個以上的制造單元才能完成一個給定的加工步驟。當一個特定的工件在傳送帶上趨近所需的制造單元時，相應的機器人將其拾取并將它安裝在制造單元的某臺CNC數控機床上進行加工;在某制造單元經過加工后，機器人會把半成品或成品零件返回到傳送帶上;半成品零件將在傳送帶上移動到下一個順序制造單元處，繼續進行加工。這樣的工作順序將沿著傳送帶重復進行，直至到達規定路線的終點，才將加工完的零件卸下，并按規定的路線送到自動檢驗站，最后離開FMS

。工作原理：每個制造單元均有一臺工業機器人服務于若干57

各個制造單元之間的協調和零件在傳送帶上的流程控制均在一臺中央計算機的統一管理下完成。先進的FMS系統除了上述配置外，還包括：高功率激光站，它主要用于熱處理、金屬板材切割、鉆孔和焊接等;中央計算機中還配備有一個加工數據庫，方便用戶依據機床，刀具，工件材料來選擇合理的切削參數及可更換的主軸箱等。

主要特點：提高生產率、縮短新產品的準備時間、減少工廠的庫存零件、節約勞動成本、提高產品質量、操作人員安全性提高、制造新產品的高柔性或靈活性以及大幅度降低中小批零件的成本。

各個制造單元之間的協調和零件在傳送帶上的流58先進制造技術概述59

FMS系統的分類：

柔性制造單元FMC

根據規模大小分柔性制造系統FMS

柔性生產線FML

機械加工FMS

裝配FMS

根據工藝鈑金加工FMS

特點分激光加工FMS

熱處理FMS

焊接FMSFMS系統的分類：60先進制造技術概述616。3。2計算機集成制造系統CIMS

一。CIM概念的發展

1。計算機集成制造概念的出現

計算機集成制造CIM(ComputerIntegratedManufacturing)是隨著計算機技術在制造領域中廣泛應用而產生的一種生產模式。

CIM是一種概念，一種哲理，是用來組織現代工業生產的指導思想。由美國的JosephHarrington博士在1974年出版的《ComputerIntegratedManufacturing》一書中正式提出的。6。3。2計算機集成制造系統CIMS一。62

CIM中有兩個基本觀點：

①系統觀企業生產經營的各個環節，從市場分析、產品開發、加工制造、經營管理、銷售及服務的全部生產活動都是一個不可分割的整體。

②制造信息觀企業生產經營過程實質上是一個數據的采集、傳遞和加工的處理過程。所產生的最終產品是信息的物資表現。比較共同的認識是：CIM是一種新的制造思想和技術形態，是未來工廠的一種模式：是信息技術與制造技術相結合的自動化技術與科學。通俗地說，CIM是CAD、CAPP、CAM、MRPⅡ等自動化技術發展的繼續和更高水平上的集成。CIM中有兩個基本觀點：632。CIM的初始概念

20世紀70年代時CIM系統的初始概念2。CIM的初始概念64

3。CIM的發展以人和管理為核心

從20世紀70年代至90年代初期，工業發達國家付出了極大努力，將制造業的系統觀點、CIM系統的概念和技術加以發展，并付諸實踐，以期獲得CIM的潛在效益。但大多數實施CIMS的企業并未取得預期的效果。

人們在生產實踐中遂漸認識到，制造企業缺乏足夠的合格工程師是一個重要的原因。CIMS技術對于忽視人力資源要素造成的影響特別敏感，因而產生了制造系統運作的新觀點，即培養CIMS企業的人的能力，進而開發出新的制造技術。利用人的能力來支持技術，這意味著CIM概念從以技術為中心開始轉向以管理為中心。3。CIM的發展以人和管理為核心65

4。中國對CIM概念發展的貢獻

我國在1986年開始實施旨在振興高科技實力國家的863計劃。

863/CIMS主題提出：

1)CIM是一種組織、管理和運行現代制造類企業的理念，它將傳統的制造技術與現代信息技術、管理技術、自動化技術、系統工程技術等有機結合，使企業產品全生命周期各階段活動中有關人/組織、經營管理和技術三要素及信息流、物流和價值流這三流有機集成并優化運行，以達到產品上市快、高質、低耗、服務好、環境清潔，進而提高企業的柔性、健壯性、敏捷性，使企業贏得市場竟爭。4。中國對CIM概念發展的貢獻66

2)CIMS是一種基于CIM理念構成的數字化、信息化、智能化、綠色化、集成優化的制造系統，是信息時代的一種新型生產制造模式。

3)CIMS通常由經營管理與決策子系統、工程分析與設計子系統、加工生產系統、質量保證子系統及支撐平臺子系統(如網絡/數據庫/集成框架)組成。

二。CIMS的結構體系

CIMS一般采用分級控制系統結構，也稱遞階控制結構。2)CIMS是一種基于CIM理念構成的數67

68

生產管理：跟蹤主要項目，制定長期生產計劃，明確生產資源需求，確定所需要的投資，算出剩余生產能力，匯總質量性能數據。生產計劃數據用來確定給下一級的生產指令。

信息管理：

通過用戶接口實現必要的行政或經營管理功能，如成本估算、庫存統計、用戶定單處理、采購、人事管理和工資處理等。

制造工程：制造工程包括CAD、CAPP、CAM，其功能一般都是通過用戶和數據接口在人的干預下實現的。工廠層控制系統1。生產管理：跟蹤主要項目，制定長期生產69

任務管理模塊

負責安排生產能力計劃，對定單進行分批，把任務及資源分配給單元，跟蹤定單直到完成。同時安排所有刀具、夾具、機器、人、機床及物料運輸設備的預防性維修以及其它輔助性工作。

資源分配模塊負責分配各單元進行各項具體加工時所需的工作站、儲存站、托盤、刀具及材料等

車間層控制系統2。任務管理模塊負責安排生70

排隊管理模塊

向上與操作命令模塊接口，向下與調度模塊接口。

調度模塊每個工作站都配有一個調度模塊，它向上與排隊模塊接口，向下與本單元的分配模塊接口。

分配模塊每個工作站都有分配模塊，它向上與調度模塊接口，向下直接與有關的工作站控制器接口。

分配模塊有兩個基本功能：

①把經過選擇的任務用適當的命令結構分配給工作站。

②通過工作站的反饋、監控該命令的執行情況，對工作站的反饋進行處理，調度模抉利用經過這種處理的信息，適時修改排隊和工作站狀態。單元層控制系統3。排隊管理模塊向上與操作命令71

4。工作站層控制系統

負責指揮和協調車間中一個設備小組的活動。一個典型的加工工作站由一臺機器人、一臺機床、一個物料儲運器和一臺控制計算機組成。它負責處理由物料儲運系統交來的零件托盤。控制器將工件調整、零件夾緊、切削加工、切屑清除、加工檢驗、拆卸工件以及清理工作臺等設備級各子系統排序。單元至工作站的控制接口設計成可用于各種型式的工作站。4。工作站層控制系統72

5。設備層控制系統

這一層是“前沿”系統，是各種設備如機器人、機床坐標測量機、小車、傳送裝置及儲存/檢索系統等的控制器。這一層控制系統向上與工作站控制系統接口連接，向下與廠家供應的設備控制器接口連接。設備控制器的功能：把工作站控制器命令轉換成可操作的、有次序的、簡單任務，并通過各種傳感器監控這些任務的執行。

5。設備層控制系統73

三。CIMS的特點

1)

CIMS是人/經營/技術三要素統一協調的系統。它是以經營過程為對象，人為主導，技術為手段(后盾)，三者相互協調一致的系統，而不是單純的技術系統，涉及范圍比一般自動化系統廣泛。

2)

CIMS是以集成為基礎追求全局優化的系統。是以計算機為工具，以物流集成和信息集成為主要特征，以整個企業的主要生產經營活動為對象的自動化系統。它追求的是整個企業經營/管理、運行的全局，全過程優化，從而縮短產品交貨期，降低成本，提高質量，獲得全局效益。

三。CIMS的特點74

3)CIMS是一個具有高度柔性的系統。人是CIMS中的一個關鍵要素，信息集成為生產管理者靈活組織生產提供了有效的幫助。能根據市場和環境的變化，快速組織生產，使企業具有應變能力和竟爭能力。

4)CIMS是一個具有現代化生產模式的制造系統。它以信息集成為基礎，通過信息自動采集、加工、轉換、處理、資源分配和調度等手段來組織生產和進行有關經營活動，使企業在現代化、科學化的生產模式下進行各類生產經營活動。3)CIMS是一個具有高度柔性的系統。人是CI756。3。3現代集成制造技術的發展趨勢

1。集成化從當前企業內部的信息集成和功能集成，發展到過程集成(以并行工程為代表)，并正在步入實現企業間集成階段(以敏捷制造為代表)。

2。智能化

是制造系統在柔性化和集成化基礎上進一步的發展與延伸，當前和未來的研究重點是：具有自律、分布、智能、仿生、敏捷、分形等特點的下一代制造系統。

6。3。3現代集成制造技術的發展趨勢1。76

3。網絡化從基于局域網發展到基于Intranet/Intemet/Exteraned的分布網絡制造，發展企業間動態聯盟技術、敏捷設計生產技術、柔性可重組機器技術等，以實現敏捷制造和支持全球制造策略的實現。

4。全球化

隨著網絡全球化、市場全球化、竟爭全球化、經營全球化的出現，許多企業正積極采用“全球制造”和“網絡制造”的策略。3。網絡化77

5。數字化/虛擬化

從產品的數字化設計開始，發展到產品全生命周期中各類活動設備及實體的數字化。在數字化的基礎上，虛擬化技術的研究正在迅速發展，虛擬化技術主要包括虛擬現實(VR)、虛擬產品開發(VPD)、虛擬制造(VM)和虛擬企業(VE)等。

6。標準化

在制造業向全球化、網絡化、集成化、智能化發展的過程中，標準化技術(如SETP)巳顯得愈來愈重要，它是信息集成、功能集成、過程集成和企業集成的基礎。5。數字化/虛擬化78

7。綠色化

綠色制造、環境意識的設計與制造、生態工廠、清潔化生產等概念是全球可持續發展戰略在制造業中的體現，是擺在現代制造業面前的一個嶄新而又十分緊迫的課題。7。綠色化796。4快速響應制造

技術的發展，生產力的進步，使工業體系滿足人類物質需求的能力越來越強，這些因素導致市場的竟爭越來越激烈，不斷地有功能更強、更經濟、更賞心悅目的消費品涌現，產品的市場壽命越來越短。產品最上市的幾家公司往往占領市場的85%以上。這就要求制造技術對市場有快速響應的能力，因而快速響應制造成了制造技術發展的重要方向。快速響應制造技術主要包括：產品的快速設計、快速開發、快速制造及生產系統的快速組成。先進制造技術的許多重要概念都與快速響應密切相關。

6。4快速響應制造技術的發展，生產力80

一。產品快速開發系統1。并行工程CE(ConcurrentEngineering)

傳統的產品開發過程是一個順序過程即：

市場調查→概念設計→方案設計→結構設計→工藝設計→研制→生產準備→批量生產→市場信息反饋。缺陷在于：設計過程不能及早考慮制造過程及質量保證問題，造成設計與制造脫節，一旦制造過程出現問題與設計有關時，就要修改設計，后續階段與之有關的環節也都要隨之進行設計變更，這就使得產品開發過程成為設計、加工、測試、修改、設計大循環。而且可能在不同的環節多次重復這一過程，造成設計改動量大，物力消耗大，成本高，產品開發周期長，質量不易保證且產品成本增加。一。產品快速開發系統81

為了適應市場竟爭的迫切需要，人們提出了并行工程的概念。并行工程是針對傳統的產品串行開發過程而提出的一個概念，一種哲理和方法。是1986年美國國防部防御分析研究所著名的R-338報告中提出的。

并行工程----是集成地并行地設計產品及其相關的各種過程(包括制造過程和支持過程)的系統方法。這種方法要求產品開發人員從設計一開始就要考慮產品整個生命周期從概念形成到產品報廢處理的所有因素，包括質量、成本、進度計劃和用戶要求。

為了適應市場竟爭的迫切需要，人們82

目標為：提高質量，降低成本，縮短產品開發周期和產品上市時間。方法為：設計質量改進----使早期生產中工程變更次數減少50%以上;

產品設計及其相關過程并行----使產品開發周期縮短40%~60%;

產品設計及其制造過程一體化----使制造成本降低30%~40%。

并行工程是一種企業組織管理以及運行的先進設計和制造模式，它通過集成企業內的一切資源，使生產的整個過程在設計階段就全面展開，使產品開發的各個階段既有一定的時序又能并行，同時采用由上、下游的目標為：提高質量，降低成本，縮短產品開發周期和產83

各種因素共同決策產品開發各階段工作的方式，使產品開發的早期就能及時發現產品開發全過程中的問題，以確保設計和制造的一次成功率，從而縮短產品開發周期，提高產品質量，降低產品成本。

并行工程要求在產品設計階段集中企業內有關產品研制部門的技術員共同設計，并對產品的各種性能和制造過程進行計算機動態仿真，生成“軟產品”，對它進行分析和評估，然后改進設計，以取得最優結果。

各種因素共同決策產品開發各階段工作的方式，使產品開發的84先進制造技術概述85

并行工程特點：

①強調團隊工作首先要實現設計人員的集成，“團隊工作”是CE系統正常運轉的首要條件，需要組織一個包括與產品開發全過程有關的各部門工作技術人員的多功能小組，小組成員在設計階段協同工作，設計產品的同時設計與之有關的全部過程。

②強調設計過程的并行性并行工程有兩方面的含義。其一是設計過程中通過專家把關同時考慮產品壽命循環的各個方面;其二是在設計階段就可以同時進行工藝過程設計，并對工藝設計的結果進行計算機仿真，直至用快速原型法產生出產品的樣件。

并行工程特點：86

③強調設計過程的系統性設計、制造、管理等過程不再是一個個相互獨立的單元，而是將它們納入一個系統來考慮。設計過程不僅是提供圖樣和其它資料，還要進行質量控制、成本核算，也要產生進度計劃等。這種工作方式是對傳統管理機構的一種挑戰。

④強調設計過程的快速“短”反饋強調對設計結果及時進行審查，并及時反饋給設計人員。這樣可以大大縮短設計時間，還可以保證將“錯誤”消滅在“萌芽”狀態。③強調設計過程的系統性設計、制造、87

2。虛擬制造VM(VirtualManufacturing)

虛擬制造：在計算機上模擬產品的制造和裝配全過程。基本思想：在產品制造過程的設計階段就進行對產品制造全過程的虛擬集成，將全階段可能出現的問題解決在這一階段，通過設計的最優化達到產品的一次性制造成功。制造企業采用虛擬制造可增強四種竟爭能力：

①時間競爭能力

②質量競爭能力③價格競爭能力④創新競爭能力2。虛擬制造VM(VirtualManu88

虛擬制造----是實際制造過程在計算機上的本質實現。即采用計算機仿真與虛擬現實技術在計算機上群組協同工作，實現產品的設計、工藝規劃、加工制造性能分析、質量檢驗，以及企業各級過程的管理與控制等產品制造的本質過程，以增加各級制造過程的決策與控制能力。虛擬制造----是實際制造過程在計算機上的本89

主要特點：

1)無需制造實物樣機就可以預測產品的性能在計算機上對虛擬模型進行產品設計制造、測試，甚至設計人員或用戶可“進入”虛擬的制造環境檢驗其設計、加工、裝配和操作，而不必依賴于傳統原型樣機的反復修改。更能根據用戶需求或市場變化快速改變設計，快速投入批量生產。

主要特點：90

2)可使分布在不同地點、不同部門的不同專業人員在同一產品模型上同時工作，相互交流、信息共享減少大量文檔生成及其傳遞的時間和誤差，從而使產品開發以快捷、優質、低耗來響應市場變化。

3)

提供關鍵的設計和管理決策對生產成本、周期和能力的影響信息，以便正確處理產品性能與制造成本、生產進度和風險之間的平衡，作出正確的決策。2)可使分布在不同地點、不同部門的不同專業91

4)提高生產過程的開發效率，可以按照產品的特點優化生產系統的設計。5)通過生產計劃的仿真，優化資源的利用，縮短生產周期，實現柔性制造和敏捷化制造。

6)可根據用戶要求修改產品設計，及時作出報價和保證交貨期。

7)產品開發中可以及早發現問題，及時進行更正。4)提高生產過程的開發效率，可以按92

技術分類：

根據各種相關技術在虛擬制造中的地位可分為：

①核心技術級;②使能技術級;③突破技術級;④一般技術級。按照與生產各個階段的關系可分為：

1)以設計為核心的虛擬制造強調以統一制造模型信息為基礎，對數字化產品模型進行仿真分析與優化，進行產品的結構性能運動學、動力學、熱力學等方面的分析和可裝配性分析，以獲得對產品的設計評估與性能預測結果。

技術分類：93

2)以生產為核心的虛擬制造在企業資源的約束條件下，對企業的生產過程進行仿真，對不同的加工過程及其組合進行優化，對產品的可行性進行分析與評估，對制造資源和環境進行優化組合，提供精確的生產成本信息，對生產計劃和調度進行合理化決策。

3)以控制為中心的虛擬制造提供模擬實際生產過程的虛擬環境，使企業在考慮車間控制行為的基礎上，對制造過程進行優化控制。2)以生產為核心的虛擬制造在企業94

虛擬制造中的關鍵技術：

1)偏重于計算機科學與VM裝置的關鍵技術

①人機接口技術

人機接口----向操作者顯示信息，并接受操作者控制機器的行動和反應的所有設備。接口覆蓋了人類感知世界的多重信息通道，包括視覺、聽覺、觸覺等，此外接口還包括位置、跟蹤、運動接口、語言交流以及生理反應裝置。

虛擬制造中的關鍵技術：95②軟件技術是創造高度交互的、實時的、逼真的虛擬環境所需要的關鍵技術。軟件不僅需要實現虛擬環境的建模，還要考慮所建虛擬環境的可交互性、可漫游性等。

③虛擬現實計算平臺

計算平臺----在VM系統中綜合處理各種輸入信息并產生作用于用戶的交互性輸出結果的計算機系統。②軟件技術是創造高度交互的、實時的、逼真的虛96

模式一：采用多個圖形處理器并聯及高速的數據總線裝置實現高度并行的計算結構來實現虛擬現實平臺計算。

模式二：采用分布式的計算機系統，利用現有資源完成復雜圖形計算，同時還可以實現多用戶參與，并提供“遠程參與”的感覺。

97

2)偏重于制造應用的關鍵技術

①建模技術虛擬制造系統應當建立一個包容生產系統模型、產品模型和工藝模型的信息體系結構。生產系統模型的建立有兩個方面：

其一：靜態描述即系統生產能力和生產特性的描述。

其二：動態描述即系統動態行為和狀態的描述。2)偏重于制造應用的關鍵技術98

產品模型----通過映射、抽象等方法提取的產品實施中各活動所需的模型

工藝模型----將工藝參數與影響制造功能的產品設計屬性聯系起來，以反映生產模型與產品模型間的交互作用。

工藝模型包括：物理和數學模型、統計模型、計算機工藝仿真、制造數據表和制造規則等。

產品模型----通過映射、抽象等方法提取的產品實99

②仿真技術虛擬制造系統的產品開發涉及產品建模仿真、過程仿真、制造系統仿真、設計思維過程和設計交互行為等的仿真。

③可制造性評價用計算機語言對給定的設計信息和制造資源等環境信息進行描述，確定設計特性是否可制造，如果設計方案是可制造的，就確定可制造等級，如果設計方案的結論是不可制造，則判斷引起制造問題的設計原因，并給出修改方案。先進制造技術概述100

虛擬制造技術的主要研究內容：

1)產品的虛擬設計環境包括:虛擬現實環境、虛擬裝配與檢查、樣機設計與性能評價、運動仿真、干涉檢驗、產品的布局設計、造型設計等。

產品的虛擬設計要求：建立一個較完善的虛擬現實軟、硬件環境。在這個環境中，應能實現概念設計、三維建模、虛擬裝配以及各種仿真和檢驗等功能。

2)單元技術包括虛擬樣機與產品工作性能評判、產品熱加工過程仿真、企業生產過程規化、仿真與優化、虛擬企業(分散網絡化制造)和虛擬研發中心等。虛擬制造技術的主要研究內容：101

3)單元技術的集成與虛擬制造系統以構成一個集設計、仿真、檢查、校驗和評價的完善系統，可以實現產品建立數據、信息技術和資源共享與交換、以及技術人員之間的直接聯系和協同工作的基礎，使得并行工程、人力和技術集成、信息交流等現代設計與制造技術成為可能。

4)分散網絡化制造(虛擬企業)

虛擬企業是多個自主企業由網絡和合作協議聯系起來的動態聯盟，能夠充分發揮各自的優勢，共同形成強大的市場競爭能力。3)單元技術的集成與虛擬制造系統以構102

3。快速成型制造快速成型制造包括快速原型制造RP(RapidPrototyping)、基于RP的快速模具制造RT(RapidTooling)、快速精鑄QC(QuickCasting)和快速反求工程RE(ReverseEngineering)。

RP&M的技術內容可包含在如下圖中：

3。快速成型制造103先進制造技術概述104

RP&M是一個產品快速開發的制造系統它主要在如下方面加快了開發速度。

1)原型及樣件快速制造產品開發是一個制造→評估→改進的不斷循環過程。在新產品開發中，很難作到一次開發成功。一個產品的生產往往要等到制造出來，才能進行全面評估。但一個產品的制造往往需要專用工夾具、模具，尤其是形狀復雜的零件更是如此。而在產品試制開發時，制造工夾具往往造成資金投入的浪費及開發時間的延誤。

RP&M技術可以在計算機的控制下，直接制造出形狀精確的零件原型，原型在精鑄技術或簡易工模具制造技術支持下，轉化成與需要相接近的工程材料的功能零件，而不再需要工夾模具的投入。RP&M是一個產品快速開發的制造系統它主要105

原型及功能零件的作用有：

①

進行試裝配，發現設計中的問題。

②

進行戶外評估，以開發出更優美的產品。

③

進行功能試驗，驗證產品的性能是否滿足要求，以便優化設計。

④

上市受顧客評估。

⑤

作為樣品，進行投標。

⑥

在客戶與供應商之間作為一個更真實、更方便的交流媒介。

⑦

直接作為個性化、小批量的產品。原型及功能零件的作用有：106

2)模具快速制造模具是制造業的一個關鍵問題。機電產品中相當多數零件是由模具成形的。模具的形狀復雜，加工精度高，基本上是單件生產，其制造周期一般比較長，費用也較高，往往成為機電產品及早上市的瓶項環節。

RP技術與RT技術集成，可快速提供工模具，與機械加工方法制造的模具相比，其周期往往縮短1/5~1/10，費用降低1/3~1/5。與常規機械加工工藝比較，RP&M系統的優勢體現在以下幾方面：2)模具快速制造107

①數控加工中由CAD→CAM中間有一個CAPP(計算機輔助工藝編程)