Advanced Manufacturing Technology

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1 Advanced Manufacturing Technology
先进制造技术 Advanced Manufacturing Technology 临沂大学 汽车学院 赵琳

2 专题十二 先进制造生产模式 12 当今企业之间的竞争，不是产品之间的竞争，而是商业模式之间的竞争。 ——现代管理学之父 彼得.德鲁克

3 主要内容 一 先进制造模式概述 二 智能制造系统 三 网络化制造 四 生物制造 五 极端制造

4 一、先进制造模式概述 背景介绍 1.1 先进制造模式介绍 1.2 先进制造模式的案例 1.3

5 几千年人类经济发展的总历史表现为3个阶段: 产品经济时代、服务经济时代、体验经济时代
未来学家托夫勒在《未来的冲击》中提出： 几千年人类经济发展的总历史表现为3个阶段: 产品经济时代、服务经济时代、体验经济时代

6 产品经济：重视产品的设计、开发与制造。 知识经济：要求企业关注和重视无形资产，以知识和智力为基础，要求企业“以人为本”； 客户经济：客户权利加强、客户忠诚度降低、品牌忠诚度弱化、广告吸引力下降、强烈依赖价格促销、产品更新周期缩短、利润空间缩小； 服务经济：服务的无形性、及时性和不稳定性，需要打造服务柔性能力、提升服务竞争力； 体验经济：？？

7 1.1 背景介绍 进入知识经济时代以来，现代制造企业与过去相比所处环境有了巨大改变，知识经济下的机械制造业技术的发展趋势体现为“六化”：
精密化 自动化 信息化 柔性化 集成化 智能化

8 知识经济时代下 成功的制造企业具备的六大特征：
成功企业的特征 快速 满足市场 产品创新 异地资源利用 学习型企业 新的 竞争方式 先进生产技术

9 1.2 先进制造模式 工业化时代的福特大批量生产模式是以提供廉价的产品为主要目的；
1.2 先进制造模式 工业化时代的福特大批量生产模式是以提供廉价的产品为主要目的； 信息化时代的柔性生产模式、精益生产模式、敏捷制造模式等是以快速满足顾客的多样化需求为主要目的； 知识化时代的绿色制造生产模式以产品的整个生命周期中有利于环境保护减少能源消耗为主要目的。

10 1.2 先进制造模式 制造模式是制造业为了提高产品质量、市场竞争力、生产规模和生产速度，以完成特定的生产任务而采取的一种有效的生产方式和一定的生产组织形式。体现为企业体制、经营、治理、生产组织和技术系统的形态和运作模式。 先进制造模式是指在生产制造过程中，依据不同的制造环境，通过有效地组织各种制造要素形成的，可以在特定环境中达到良好制造效果的先进生产方法。

11 先进制造模式的三个层次 制造 战略 先进制造组织 先进制造技术

12 并行性 先进制造模式 集成性 柔性 智能性 人机一体性 快速 反应性 动态适应性

13 1.3 先进制造模式的案例 据国际生产工程学会（CIRP）近10年的统计，发达国家所涌现的先进制造系统和先进制造生产模式就多达33种。发达国家制造业企业，特别是跨国公司和创新型中小企业已广泛采用了一些新的制造模式和制造系统。

14 常见的先进制造模式： 计算机集成制造系统 CIMS（Computer integrated manufacturing system）
敏捷制造 AM（Agile manufacturing） 服务型制造 SM（Service manufacturing） 虚拟制造 VM（Virtual manufacturing） 精益生产 LP（Lean production） 协同制造 CM（Collaborative manufacture） 分形制造 FM（Fractal Manufacturing） 智能制造系统 IMS（Intelligent manufacturing system) 绿色制造 GM（Green manufacturing） 网络化制造 NM（Networked manufacturing） 生物制造 BM（Biological manufacturing)

15 国内外先进制造模式的典型应用 1、通用电气制造模式 2、戴尔公司制造模式 3、丰田公司制造模式 4、松下公司制造模式 5、三星公司制造模式 6、金风科技制造模式 7、海尔制造模式 8、陕鼓的现代制造服务模式

16 通用电气公司的制造模式 通用电气公司是世界上最大的多元化服务性公司，业务涉及飞机发动机、发电设备、金融服务、医疗器械、电视节目和塑料等，由多个多元化的基本业务集团组成。 创建学习型组织是其 管理模式的核心。

17 通用电气公司的制造模式 1、流程再造： 行业领先的组织选择、 无边界组织 扁平化组织 2、人才工厂： 4E的选拔标准： 活力曲线的绩效管理： 分层的人员激励 3、六西格玛的质量管理： 4、基于业务流程电子化的网络革命

18 戴尔公司的制造模式 1984年，19岁的戴尔用1000美元起家，成立了戴尔计算机公司，短短20年内就跻身全球领先的计算机经销商。其成长速度是计算机行业平均值的10倍，“戴尔商业模式”成为商界奇迹。

19 一切以客户为主的快速直销模式——戴尔模式
1、物流管理： 第三方物流 精简原则 零库存管理 2、客户关系管理 面对面地接触 在线销售 细节管理 3、标准化管理： 大规模定制的生产标准 严格的业务流程管理标准 细节管理

20 丰田模式——精益生产模式 以新型织布机的发明为契机，创建的丰田公司。在1936成功转向为汽车制造企业。独具特色的丰田管理模式使其成为世界闻名的大公司。

21 精益生产的核心思想——消灭一切浪费 1、流程管理：价值流分析 2、以人为本：充分调动人员的积极性并且设计出良好的组织结构和工作方式； 团队工作 精益的工作设计 系统压力的动力机制 3、合作制胜 4、精益求精

22 松下管理模式 世界十大电器制造商之一。创建于1918年，总部在日本大阪。在世界各地设立有分公司，目前，松下在中国拥有44家制造公司、5家研发公司和8家销售公司。 以人为本的独特管理思想

23 松下管理模式 1、通过企业文化来影响组织效率的提高 松下七精神“产业报国、公平正大、友好一致、奋斗向上、礼貌谦让、顺应同化、感谢报恩” 2、人力资源管理 “70%原则”的用人哲学 终身雇佣制度、年功序列薪资体系 3、社会责任： “通过不断的技术革新，为人类的繁荣和幸福作贡献” 4、强调远景： 1932年开始的“250年使命” 5、组织结构： 事业部到地域总部

24 1938年成立，20世纪60年代，进入电子业；70年代进入化学工业和重工业；80年代进入国际市场；90年代取得全球领先地位。
三星管理模式 1938年成立，20世纪60年代，进入电子业；70年代进入化学工业和重工业；80年代进入国际市场；90年代取得全球领先地位。 以变革为主的新思想

25 三星管理模式 1、质量经营： 成本领先的经营策略； 差异化为核心的竞争优势； 持续不断的产品升级、顾客服务的持续改进。 2、变革理念： “除了老婆、孩子，一切都要变” 3、人才经营 在三星电子的13名董事会成员中，有7人系外部董事，其中3人为外籍非韩裔人士:“天才级”人才。

26 金风科技股份有限公司，成立于1998年，2007年在深交所上市，是目前国内从事大型风力发电机组研发和生产制造者的龙头企业之一。
金风科技：风电产业的价值链整合 金风科技股份有限公司，成立于1998年，2007年在深交所上市，是目前国内从事大型风力发电机组研发和生产制造者的龙头企业之一。 年间，金风科技在国内风机厂商中一枝独秀，创造了连续八年超过100%增长的市场业绩。 2008年金风收购了德国的VENSYS公司70%的股份，其先进技术在于全球为数不多的风力发电机直驱技术。

27 地处新疆，金风科技应该如何融入风电产业链？
“以研发、市场为核心，整合制造资源” 风电产业的六个环节：研发、零部件制造、整机制造、运营维护、风场投资和开发、风场经营。 金风科技的核心业务是整机制造。从产业价值链来看，金风不直接介入零部件的制造供应，而是根据风机零部件专业性强、产业空白的现状，寻找具有类似技术、生产经验和能力的厂商，建立合作伙伴的关系，提供技术支持，获得零部件供应保障。 整合价值链的核心就是整合能力，包括研发整合能力和供应链整合能力。

28 金风科技的业务系统的运作 在研发环节，强调整机设计工作，充分利用来自各方的研发资源，为关键的零部件和整机制造提供技术支持； 在战略设计中，明确提出不深度介入零部件制造环节，通过为供应商提供协作平台、开展紧密的技术合作，保持稳定的市场供应。 在整机制造环节，围绕国内主要风能市场合理布局产能，以获得更经济的物流运输成本。 在风场开发环节，积累前期开发经验，通过拓宽外部资本资源开展投资业务。 在运营维护环节，成立客户服务的专业公司。

29 金风科技：风电产业的价值链整合 定位 业务系统 资源能力 盈利模式 现金流 金风科技 向客户提供系统解决方案的综合风机制造商
研发+整合制造+ 市场，从整机制造环节发力，并向客户端延伸 研发整合能力，供应商整合能力 风机销售收入、运营服务收入、开发投资收入 轻资产经营 印度Suzlon公司 向客户提供从土地获取到终身维护的全面风能解决方案提供商 构建从研发、零部件制造到风场经营的贯穿风能产业价值链的业务系统 研发能力、低成本制作能力 风机销售收入、运营服务收入、开发投资收入、风电场经营收入 重资产经营

30 海尔的T管理模式 T的四个含义： Time:准时制； Target: 目标明确； Today: 日清日高； Team：团队工作

31 陕西鼓风机公司——现代制造服务业的典型案例
陕鼓始建于1968年，1975年建成投产，1996年由陕西鼓风机厂改制为陕西鼓风机（集团）公司。陕鼓是为冶金、石化、煤化工、电力、环保等行业提供大型动力装备系统问题解决方案的集成商和系统服务商。 主导产品轴流压缩机和能量回收透平装置曾多次荣获国家科学技术进步奖，属“中国名牌”产品。2007年11月，陕鼓品牌价值达115.63亿元，在“中国品牌500强”中排名第58位。

32 转变思路：抢占服务的制高点 在工业领域， 专业化系统服务成为消费趋势， 需要企业向用户提供完整的解决方案。 2001年，企业认识到在整个工业流程完整项目中，用户关注点不是项目中单个零部件，而是整体项目功能是否满足需求。于是，陕鼓改变单一服务观念，逐步转变为透平机械系统的供应商和服务商。通过交钥匙工程，解决风机整个系统的问题，甚至是整个流程的问题，最大限度地适应客户的需求。  2005年，陕鼓提出了为客户提供项目融资的新型服务思路，在银行、配套企业等的大力支持下，将产业服务与金融服务相结合，为客户提供包括项目融资服务在内的完整解决方案。

33 形成模式：向制造服务业全面进军 宝钢上钢一厂TRT项目是陕鼓第一次承揽的工程项目总承包。如果卖产品，陕鼓只能拿到600万元的主机订单，但是他们通过系统服务带动最终签订了3000万元的配套合同，一下子把市场扩大了好几倍。 采用旋转机械远程在线监测及故障诊断系统。大型机组的运行数据，通过互联网传输到陕鼓远程监测与故障诊断中心，技术专家通过数据，全天24小时为用户提供在线技术支持和故障诊断，大大降低了用户维护检修成本，保证机组安全运行。目前，陕鼓已为全国58家用户的200余台套产品提供了远程检测的服务。 牵头成立了由56家企业组成的陕鼓成套技术协作网，对产业链和配套资源进行优化整合管理，大大强化了为客户提供系统集成和系统服务的能力。专家把陕鼓的这一变化称为“从农民工到包工头”的角色转型。 

34 陕鼓还与客户携手共建备件库，这样不但能够随时为客户提供备件，而且大大降低了客户的资金、场地占用率，从而使客户实现备件的零库存。
按照做精主业、强化服务的思路，陕鼓对内部组织架构和业务流程进行了调整，企业的核心业务以风机安装调试、检修、维修服务为主，将企业内部的所有设备维修业务实行了对外委托，全力开拓自己擅长的风机服务市场。 陕鼓先后调整、业务流程重组部门30个，新组建部门28个，减少处级建制12个，对相关部门的54项业务进行了整整，建立起了代企业组织的新架构。

35 现代制造服务业的案例 案例：米其林 　　米其林公司的发展策略之一就是将服务视为销售的新动力。近年来，随着产品售卖渠道的多元化，产品竞争越来越沦为单纯的价格竞争。米其林意识到，如果连沃尔玛都卖轮胎了，那我们的差异化与竞争优势又在哪里？于是在几年前，公司开始尝试通过各种方式提升产品的附加值。 　　引进驰加店是米其林的服务策略之一。这是米其林集团在全球推出的轮胎零售服务网络品牌，拥有统一的店面形象和服务标准。在整洁明亮的零售店中，不仅摆放着米其林的轮胎和润滑油，还配有改装件、蓄电池、车内装饰、驾驶眼镜等多种与驾车相关的产品。 　　在驰加店，米其林除了提供轮胎更换、四轮定位、调位等简单服务外，还能提供快修保养、车辆清洗、汽车美容等服务。据了解，驰加店网络中销售的米其林轮胎数量几乎能占到整个米其林零售网络的三分之一。

36 现代制造服务业的案例 案例：罗尔斯－罗伊斯公司 　　罗尔斯－罗伊斯公司是全球最大的航空发动机制造商。作为波音、空客等飞机制造企业的供应商，罗尔斯-罗伊斯公司并不直接向它们出售发动机，而是以“租用服务时间”的形式出售，并承诺在对方的租用时间段内，承担一切保养、维修服务。 　　罗尔斯－罗伊斯在每个机场都派驻专门的修理工，一旦发动机出现故障便能及时响应。近年来，公司将服务扩展到发动机维护、发动机租赁和发动机数据分析管理等领域，通过服务合同绑定客户，来增加服务收入。据了解，公司销售的现代喷气发动机中55％以上都签订了服务协议。服务收入占到公司总收入的一半以上。

37 2 服务型制造与传统制造企业管理模式的差异 传统制造 服务型制造 制造为主体 知识型服务为主体 关注核心：产品 关注核心：客户满意度
关注管理要素：物、财 提高物的生产力 关注生产过程效率 关注结果 关注有形资源 关注管理要素：人、知识、目标、关系、流程 提高人的生产力 关注人的满意度 关注目标 关注无形资源：知识、关系、流程 基本组织模式：职能型组织 强调分工 分工与条块分割，多界面服务 关注少数人/管理者 纵向的行政指令 刚性组织 基本组织模式：流程性组织 强调流程与协作的有效性，强调岗位的“整合” 单一界面服务 关注全员，尤其强调一线（面向客户） 横向的、网络化的通信、协作与信息沟通 柔性组织：美军“模块化部队”与“项目矩阵” 追求规模化与低成本 追求服务的差异化，以足够的柔性，满足需求的个性化与变化 线下生存 基于互联网，线上与线下生存并存 应用老一代管理软件，如ERP、OA、进销存、财务等 应用新一代管理软件：集成的线上生存平台，以BPM为基础，整合目标管理、知识管理、人力资源、客户关系、沟通管理、项目管理、行政办公、财务管理等

38 主要内容 一 先进制造模式概述 二 智能制造系统 三 网络化制造 四 生物制造 五 极端制造 38

39 二、智能制造系统 智能制造系统概述 2.1 智能制造系统特征 2.2 智能制造系统支撑技术 2.3 39

40 2.1 IMS概述 早在20世纪80年代,美国人就提出了智能制造系统的概念。欧洲各国的起步不比美国晚，并且欧盟为此制定了跨国的高技术研究计划,其主要内容就是智能制造。 20世纪80年代末期，由日本东京大学倡导建立一个由日本、美国和西欧各国共同参加的智能制造系统研究中心，并于1995年开始实施，其主要的研究内容包括IMS结构系统化和标准化的原理与方法、IMS信息的通讯网络、用于IMS的最佳生产和控制设备、IMS对社会环境以及人文的影响、 新型材料的研究与开发等5个方面。

41 智能制造模式的特点： 突出了知识在制造活动中的价值地位 ； 将由能量驱动型转变为信息驱动型； 智能制造系统是智能技术集成应用的环境，也是智能制造模式展现的载体。

42 2.2智能制造系统特征 学习能力与自我维护能力 自律能力 人机一体化 自组织与超柔性 虚拟现实技术
搜集理解环境和自身信息，规划自身行为的能力，基于知识的模型是系统自律能力的基础。 在实践中不断充实知识库，具有自学习，自行进行故障诊断与排除功能。 智能机器只具有逻辑思维（专家系统和部分形象思维（神经网络），没有人的灵感思维，不可能全面取代人类专家智能；人机一体化突出人的核心地位，使二者各显其能。 学习能力与自我维护能力 自律能力 特征 借助于音像和传感装置，虚拟展示现实生活中各种过程，虚拟未来产品及其制造过程，从感官和视觉上使人获得完全如同真实的感受。 能够自行组成一种最佳结构，具有运行方式和结构形式的柔性，如同一群人类专家群体，具有生物特性。 人机一体化 自组织与超柔性 虚拟现实技术

43 智能制造系统的子系统：设计、计划、生产和系统活动
设计子系统中，智能制定突出了产品的概念设计过程中客户需求的影响；功能设计关注了产品可制造性、可装配性和可维护及保障性，模拟测试也广泛应用智能技术。 在计划子系统中，数据库构造将从简单信息型发展到知识密集型。在排序和ERP管理中，模糊推理等多类的专家系统将集成应用； 生产系统将是自治或半自治系统。在监测生产过程、生产状态获取和故障诊断、检验装配中，将广泛应用智能技术； 从系统活动角度，神经网络技术在系统控制中已开始应用，同时应用分布技术和多元代理技术、全能技术，并采用开放式系统结构，使系统活动并行，解决系统集成。

44 2.3智能制造系统支撑技术 人工智能技术 并行工程 虚拟制造技术 支撑技术 支撑技术 信息网络技术 自律能力构筑技术 人机一体化技术
自组织与超柔性

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46 “物联网”时代的图景 国际电信联盟于2005年的一份报告曾描绘： 当司机出现操作失误时汽车会自动报警； 公文包会提醒主人忘带了什么东西；
衣服会“告诉”洗衣机对颜色和水温的要求等等。 物联网在物流领域内的应用，例如一家物流公司应用了物联网系统的货车，当装载超重时，汽车会自动告诉你超载了，并且超载多少，但空间还有剩余，告诉你轻重货怎样搭配； 当搬运人员卸货时，一只货物包装可能会大叫“你扔疼我了”，或者说“亲爱的，请你不要太野蛮，可以吗？”； 当司机在和别人扯闲话，货车会装作老板的声音怒吼“笨蛋，该发车了！”

47 物联网 （The Internet of things）：通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。 物联网的概念是在1999年提出的。物联网就是“物物相连的互联网”。 这有两层意思：物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通讯。

48 三、网络化制造 一 先进制造模式概述 二 智能制造系统 三 网络化制造 四 生物制造 五 极端制造 48

49 网络化制造系统的应用 网络化制造概述 网络化制造系统基本特征 网络化制造系统组成 网络化制造关键技术 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5
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50 3.1网络化制造系统的应用     (1)运用在模具制造行业。例如，我国深圳市模具网络化制造示范系统，通过将CAD/CAM技术、虚拟设计与制造技术、计算机网络技术、快速成型及后处理等有机结合在一起，形成了异地人员、技术、设备优势的模具的设计与制造网络系统，能够大幅度提高制造能力和提高劳动效率，克服以往模具制造中的周期长、成本高、反应速度慢等缺点。       

51 3.1网络化制造系统的应用 (2)应用于企业的动态联盟。比如，法国宇航公司、英国宇航公司、德国DASA公司和西班牙形成了Airbus集团，Airbus的ACE (Airbus Concurrent Engineering)采用了相当于波音公司的异地无纸设计技术并实施并行工程，以求在空中客车系列飞机的研制中与波音公司相竞争。

52 3.1网络化制造系统的应用 (3)应用于汽车制造行业。三大汽车公司—通用汽车公司、福特汽车公司以及戴姆勒一克莱斯勒终止各自的零部件采购计划转向共同建立零部件采购的电子商务市场，使每笔交易的平均成本从100一150美元降低到不到5美元，每辆汽车的制造成本至少降低了1200美元。

53 3.2 网络化制造概述 网络化制造指的是：面对市场机遇，针对某一市场需要，利用以因特网（INTERNET）为标志的信息高速公路，灵活而迅速地组织社会制造资源，把分散在不同地区的现有生产设备资源、智力资源和各种核心能力，按资源优势互补的原则，迅速地组合成一种没有围墙的、超越空间约束的、靠电子手段联系的、统一指挥的经营实体－－网络联盟企业，以便快速推出高质量、低成本的新产品。

54 3.3网络化制造系统基本特征 基本特征 基于网络技术 覆盖企业 所有活动 具有多种形态和功能系统 快速响应市场 强调企业间的协作
突破地域限制

55 3.4 网络化制造系统组成 五大组成部分 智能化公共 信息服务平台 电子商务 支撑平台 公共数据 中心 安全保障 体系
基于Internet的 CSCW支撑环境 公共数据 中心 安全保障 体系 实现产品、技术、人才等方面供需信息关系数据库,研究与开发客户关系管理系统和敏捷供需链管理系统,实现基于Internet的物流优化调度与管理。 根据敏捷制造的方法和理论,研究网络化敏捷企业支撑环境的体系结构、软件支撑技术、协同机制等,并针对分布式、网络化的产品设计,建立协同设计环境。 构建网上共享的制造资源信息库,包括企业生产能力、特种制造手段、人才信息、各种计算机辅助软件、标准件、通用件、图库等技术信息和产品信息。 为用户业务安全提供一个支撑环境和保障系统。企业网络化制造平台以搭建企业内部自身的网络化制造平台为主围绕着企业定单信息流构筑的多方位、多层次、多应用的信息化平台。 为企业提供智能化公共信息服务,包括基础数据、基本的公共信息、信息自动采集、分类与匹配等服务。 55

56 上述四方面技术组成了一个有机的整体，相辅相成， 从不同的方面有效地支持了企业实施网络化制造。
3.5 网络化制造关键技术 1 综合技术 2 集成技术 包括产品全生命周期管理、协同产品商务、大批量定制和并行工程等。在上述综合技术中包括了各种新的管理理念，在相应的使能技术、基础技术和支撑技术的支持下，结合网络化制造系统的特点，这些综合技术可以有效地解决网络化制造中的不同问题。 相关的集成技术是一些网络化制造系统的关键共性技术，常用的集成技术有CAD、CAE、CAM、CAPP、ERP、SCM、PDM、客户关系管理、供应商关系管理、制造执行系统等 关键技术 3 基础技术 4 支撑技术 相关的基础技术包括标准化技术、产品建模技术和知识管理技术等。这些技术虽然一般不直接解决具体的问题，但是作为利用使能技术解决具体问题的基础，起着十分重要的作用。 相关的支撑技术（如计算机技术与网络技术），直接影响网络化制造系统运行的效率和可靠性，是实施网络化制造的基础设施。 上述四方面技术组成了一个有机的整体，相辅相成， 从不同的方面有效地支持了企业实施网络化制造。

57 所谓“云制造”,简单地说,就是通过信息化将各种闲置的资源充分利用起来。
“云制造”飘下云端，走进广东 所谓“云制造”,简单地说,就是通过信息化将各种闲置的资源充分利用起来。 佛山纺织、服装、皮革、陶瓷、家具传统优势产业中,可引入云计算概念深入探讨云制造模式的创新应用,寻求“行业云”的落地和示范应用。在佛山传统行业中,资源分配很不均匀,有的企业很多活干,有的企业没活干,多活的企业有时受制于生产能力,不一定能完成任务,而“云制造模式”可以有效解决这个问题,实现行业共同发展。 针对广东省珠三角地区产业集群度高的特点，以模具、柔性材料制造行业的中小企业产业集群为典型行业对象，结合“云计算”方面的最新技术，开展支持产业集群协作的中小企业“云制造”服务平台开发和系统构建研究，形成具有商业化运作能力的中小企业云制造服务平台运营模式。

58 云制造 云计算的运营模式是由专业计算机和网络公司（即第三方服务运行商）来搭建计算机存储、计算服务中心，把资源虚拟化为“云”后集中存储起来，为用户提供服务。 云制造是为避免制造资源的浪费，借用云计算的思想，利用信息技术实现制造资源的高度共享。建立共享制造资源的公共服务平台，将巨大的社会制造资源池连接在一起，提供各种制造服务，实现制造资源与服务的开放协作、社会资源高度共享。企业用户无需再投入高昂的成本购买加工设备等资源，咨询通过公共平台来购买租赁制造能力。 在理想情况下，云制造将实现对产品开发、生产、销售、使用等全生命周期的相关资源的整合，提供标准、规范、可共享的制造服务模式。这种制造模式可以使制造业用户像用水、电、煤气一样便捷地使用各种制造服务。

59 云制造更可以服务于量大面广的中小企业，针对中小企业信息化建设资金，人才缺乏的现状，可以建立面向中小企业的公共服务平台，为其提供产品设计、工艺、制造、采购和营销业务服务，提供信息化知识、产品、解决方案、应用案例等资源，促进中小企业发展。

60 主要内容 一 先进制造模式概述 二 智能制造系统 三 网络化制造 四 生物制造 五 极端制造 60

61 生物制造概述 4.1 4.2 生物制造发展前景 生物制造研究方向 4.3 4.4 生物制造工程研究内容 61

62 4.1 生物制造概述 制造科学+生命科学+材料科学 生物制造 生物制造的概念：
通过制造科学与生命科学相结合，在微滴、细胞和分子尺度的科学层次上，通过受控组装完成器官、组织和仿生产品的制造之科学和技术总称。 交叉技术 制造科学+生命科学+材料科学 生物制造

63 生物制造的内容 制造原理 生物制造技术 其他理论 产 品 ⑴仿生制造 生物组织和结构的仿生 生物遗传制造 生物控制的仿生 分形理论
分布式制造原理 自组织生长原理 (2)生物成型制造 生长型制造原理 (2)其他方法 生物制造的基础 制造科学 生命科学 材料科学 信息技术

64 4.2 生物制造发展前景 机器人方面 纳米技术方面 更多地应用生物动力、生物感知、生物智能，使机器人越来越像人或动物
实现纳米尺度上裁剪或连接DNA双螺旋，改造生命特征;实现各种蛋白质分子和酶分子的组装，构造纳米人工生物膜，实现跨膜物质选择运输和电子传递 更多地应用生物动力、生物感知、生物智能，使机器人越来越像人或动物 发展前景 医疗方面 生物加工方面 三维生物组织培养技术不断突破，人体各种器官将能得到复制，会大大延长人类的生命 通过生物方法制造纳米颗粒、纳米功能涂层、纳米微管、功能材料、微器件、微动力、微传感器、微系统等。

65 4.3 生物制造研究方向 生物组织和结构的仿生 生物去除成形 生物约束成形 生物遗传制造 生物生长成形 生物控制的仿生 仿生制造
目前生物制造工程的研究方向是如何把制造科学、生命科学、计算机技术、信息技术、材料科学各领域的最新成果组合起来，使其彼此沟通起来用于制造业。归纳下来，目前有如下两方面6个研究方向： 仿生制造 生物成型制造 生物组织和结构的仿生 生物遗传制造 生物控制的仿生 生物去除成形 生物约束成形 生物生长成形

66 1）生物组织和结构的仿生 将组织工程材料与快速成形制造结合，采用生物相容性和生物可降解性材料，制造生长单元的框架，在生长单元内部注入生长因子，使各生长单元并行生长，以解决与人体的相容性与个体的适配性，以及快速生成的需求，实现人体器官的人工制造。 利用可以通过控制含水量来控制伸缩的高分子材料，能够制成人工肌肉。类生物智能体的最高发展是依靠生物分子的生物化学作用，制造类人脑的生物计算机芯片，即生物存储体和逻辑装置。

67 2）生物遗传制造 依靠生物DNA的自我复制，利用转基因实现一定几何形状、各几何形状位置不同的物理力学性能、生物材料和非生物材料的有机结合，并根据生成物的各种特征，采用人工控制生长单元体内的遗传信息为手段，直接生长出任何人类所需要的产品，如人或动物的骨骼、器官、肢体，以及生物材料结构的机器零部件等。

68 3）生物控制的仿生 应用生物控制原理来计算、分析和控制制造过程。如： 人工神经网络 遗传算法 仿生测量研究 面向生物工程的微操作系统原理
设计与制造基础

69 4）生物去除成形 a）光刻工艺过程 b）生物加工过程 例：氧化亚铁硫杆菌T—9菌株是中温、好氧、嗜酸、专性无机化能自氧菌，其主要生物特性是将亚铁离子氧化成高铁离子以及将其他低价无机硫化物氧化成硫酸和硫酸盐。加工时，可掩膜控制去除区域利用，利用细菌刻蚀达到成形的目的。 光绘底片 贴抗蚀剂膜 紫外线曝光 显影为试件 金属试件 生物加工过程 生物加工后试件 去抗蚀剂膜

70 5）生物约束成形 目前已发现的微生物中大部分细菌直径只有1μm左右，菌体有各种各样的标准几何外形，用现在加工手段很难加工除这么小的标准三维形状。这些菌体的金属化将会有以下用途： 构造微管道，微电极、微导线 菌体排序与固定，构造蜂窝结构、复合材料、多孔材料、磁性功能材料等。 去除蜂窝结构表面，构造微孔过滤膜、光学衍射孔等。

71 6）生物生长成形 生物体和生物分子具有繁殖、代谢、生长、遗传、重组等特点。
未来将现实人工控制细胞团的生长外形和生理功能的生物生长成形技术。可以利用生物生长技术控制基因的遗传形状特征和遗传生理特征，生长出所需外形和生理功能的人工器官，用于延长人类生命或构造生物型微机电系统。

72 主要内容 一 先进制造模式概述 二 智能制造系统 三 网络化制造 四 生物制造 五 极端制造 72

73 五、极端制造 极端制造概述 5.1 极端制造现状 5.2 极端制造发展趋势 5.3 73

74 5.1 极端制造概述 国务院发布的《国家中长期科学和技术发展规划纲要( )》将极端制造列为未来我国先进制造技术的发展重点之一。 极端制造是指与传统制造领域的常规加工尺寸相比，零件的尺寸超大化或超小化，主轴转速等加工参数的极大化，加工精度的超精密化等一系列极端化的综合。

75 微纳系统、极小芯片、微机电系统等都离不开细微制造、超精密制造、分子制造等极小制造手段。
大飞机关键构件精密模锻框架和万吨水压机加工模锻框架，则是极大制造的典型代表。 极端制造的最新成果如： 微射流光纤传输系统，比目前的光纤传输速度快约10倍； 量子计算机运行3秒的计算量，相当于现在计算机运行上百亿年的计算量； 超速飞机的时速将达8000公里/小时。

76 5.2 极端制造现状 随着先进制造技术的不断进步和现代工业对各种零件尺寸的越来越多样的要求，工件尺寸在日益朝着巨型或微型两个极端的方向发展。
加工尺寸的极端化 加工速度 的极端化 加工精度 的极端化 随着先进制造技术的不断进步和现代工业对各种零件尺寸的越来越多样的要求，工件尺寸在日益朝着巨型或微型两个极端的方向发展。 现代机械制造加工对加工速度要求的趋势是高速、超高速加工。据估计，随着新型模具材料和磨削工艺的发展，每隔10年加工速度要提高一倍，亚音速乃至超音速加工的出现将不会很遥远。 随着加工刀具、加工工艺、超精密测控技术及超精密环境控制技术的发展，加工精度变得越来越极端化。

77 开发适用于极端加工并能获得高精度、高表面质量的新型材料
5.3 极端制造发展趋势 基于新制造理论及制造工艺的加工方法 开发超高精度的测试系统 纳米技术虽正处于研究阶段，目前已在很多领域有初步应用，但突破性的大面积的应用还有待于纳米技术的进一步成熟 开发适用于极端加工并能获得高精度、高表面质量的新型材料

78 六、先进制造模式下企业的对策 我国制造业的问题分析 1.1 先进制造模式的选择与应用 1.2 讨论 1.3 78

79 “有规模、缺能力;有数量、缺巨人;有速度、缺效益;有体系、缺原创;有单机、缺成套;有出口、缺档次”，
徐工集团CIO刘建森发出这样的感慨，虽然仅仅是针对自己企业和工程机械这个行业，但是从某种程度上，代表了整个装备制造业所面临的发展现状。

80 制造大国=/=制造强国 制造业技术对外依存度高达50%； 在世界制造业品牌500强中，仅占1.2%； 工业产品新开发的技术约有70%属于外援性技术； 每年的发明专利数占世界的比重不到3%。 制造业能耗占全国一次能耗63%，单位产品的能耗高出国际水平20%至30%。 物流费用占了货品总成本的30%左右，而发达国家不到 10%； 目前尚未建立起适应物流发展和物流业务运作的技术标准和工作标准体系（美国物流标准有1200余条，其中信息化123条）。

81 中国制造企业生存的危机 我国制造业自主创新能力弱，缺乏核心技术和自主品牌，产品附加值低，大而不强。对解决我国制造业发展过程中存在的自主创新不足、产业结构不合理、资源环境压力大、制造业物流成本居高不下等现实问题 ； 我国物流业社会化、专业化、集成化、协同化、标准化水平低、物流技术基础差、服务能力弱等问题，也严重制约物流业与制造业的联动发展。 1、总体技术水平较低，处于价值链低端； 2、缺乏高质量产品，品牌意识差； 3、研发力量薄弱； 4、管理水平落后，缺乏微观的流程管理； 5、服务和成套能力低下。

82 重庆市装备制造行业的发展态势 除《关于加快振兴装备制造业的若干意见》（国发〔2006〕8号文件）和《装备制造业调整和振兴规划》等国家普惠政策外，重庆还拥有15%的企业所得税政策、西部大开发和三峡库区特殊优惠政策、城乡统筹改革试验政策、内陆保税政策，使重庆成为我国特别是西部地区政策集聚的洼地。 特别是国发3号文件提出支持重庆装备制造业发展的“234”规划，即支持发展风力发电和轨道交通装备两个新兴产业，鼓励重型铸锻件、齿轮箱、大型柴油机配件等3个基础零部件产业发展，建设柴油机关键零部件、传动部件、西部特种船舶、高压输变电设备等4大生产基地，明确将重庆装备制造业上升到国家战略发展层面。重庆装备制造业发展进入了新的历史机遇期。

83 “十二五”重庆装备制造的发展战略 “十二五”期间，全面推动重庆装备制造产业结构优化升级，切实转变经济增长方式，加大技术改造和技术创新力度，改造提升传统产业，巩固壮大优势产业，着力培育新兴产业，累计完成新型装备制造投资1500亿元，培育10个年销售产值上百亿的大型企业集团，建成8大特色装备制造产业基地，形成6大重点装备制造产业集群，拓展6大新兴装备制造产业领域，到2015年，全市装备制造业实现年销售产值3600亿元，努力把重庆建成国家重要的现代装备制造业基地。

84 “十二五”重庆装备制造的发展战略 八大产业基地 轨道交通装备产业基地 输变电装备 风力发电装备 内燃机产业 仪器仪表产业 船舶产业 环保装备 国防军工产业 六大产业集群 齿轮箱产业 铸锻产业 机床产业集群 制冷设备 农业机械 工程机械 六大新兴领域 新能源装备 数字医疗 通用飞机 新材料应用 化工装备 工业机器人

85 企业先进制造模式的选择 1、外部因素 行业特征 顾客需求 供应链上下游利益相关者 2、内部因素 企业生命周期阶段的划分 企业文化 企业发展战略 企业信息化水平

86 强化质量成本在企业整个价值体系中的基础作用，满足顾客的必要产品功能要求 企业真正的利润来源于顾客服务而非商品本身
中国企业的制造模式选择 质量成本领先 服务领先 强化质量成本在企业整个价值体系中的基础作用，满足顾客的必要产品功能要求 企业真正的利润来源于顾客服务而非商品本身

87 面对变化， 你和企业准备好了吗？

88 谢谢！