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　　制造業(yè)作為一個國家國民經濟的支柱產業(yè)，是國家創(chuàng)造力、競爭力和綜合國力的重要體現(xiàn)，也是一個國家實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的動力源泉。現(xiàn)代制造技術以傳統(tǒng)機械制造技術為基礎，并伴隨計算機、信息處理、自動化、材料、能源、環(huán)保、管理、人工智能等技術的進步而不斷發(fā)展變化，其內容和體系在新科技、新理念的不斷涌現(xiàn)過程中得以更新、充實和發(fā)展。
　　當前，再工業(yè)化浪潮席卷全球，2012年，美國國家科學技術委員會發(fā)布了《國家先進制造戰(zhàn)略規(guī)劃》；2013年，德國提出了“工業(yè)4.0”。面對國際先進制造形勢的挑戰(zhàn)，我國也于2015年提出制定“互聯(lián)網(wǎng)+”行動計劃，推動移動互聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等與現(xiàn)代制造業(yè)結合；2015年5月，國務院正式印發(fā)了《中國制造2025》。在新的國際國內環(huán)境下，我國政府立足于國際產業(yè)變革大勢，做出了全面提升中國制造業(yè)發(fā)展質量和水平的重大戰(zhàn)略部署，目的是通過10年的努力，使中國邁入制造強國行列。《現(xiàn)代制造技術》（第二版）正是在這一背景下編寫完成的。
　　在本書編寫過程中，編者考慮到高職學生的特點，沒有刻意追求理論的廣度和深度，而是努力做到突出現(xiàn)代制造技術的職業(yè)要求和可持續(xù)發(fā)展的理念。在內容取舍上，本書不但編入了超高速、超精密加工等比較成熟的工藝方法，而且編入了近年來逐步發(fā)展起來的一些新技術、新方法，諸如納米制造技術、磨料噴射加工技術、干切削技術等，從而體現(xiàn)實用性與前瞻性的結合。本書收入了許多實物照片、大量的圖表和應用案例，敘述力求做到深入淺出、通俗易懂，在每一章的后面都附有習題與思考題，以滿足高職院校機械類和近機類專業(yè)學生的學習要求。
　　本書主要論述了現(xiàn)代制造技術的體系構成、工藝方法、管理理念、發(fā)展趨勢等知識。全書共分為7章，具體內容概述如下。
　　第1章概括介紹了現(xiàn)代制造技術的內涵、構成、發(fā)展現(xiàn)狀，以及課程的主要內容和學習方法。
　　第2章介紹了現(xiàn)代制造工藝技術，主要包括超高速切削技術、高效磨削技術、精密和超精密加工技術、微細加工技術和快速制造技術。
　　第3章介紹了特種加工技術，包括其產生、發(fā)展、分類，電加工技術、電化學加工技術、激光加工技術和能量流加工技術等。
　　第4章主要介紹了柔性制造系統(tǒng)、計算機集成制造系統(tǒng)和智能制造系統(tǒng)的內涵、構成、分類以及應用。
　　第5章介紹了現(xiàn)代生產和管理的主要模式，包括成組技術、計算機輔助工藝過程設計、精益生產、敏捷制造、并行工程和虛擬制造。
　　第6章重點介紹了綠色制造的內涵、體系組成，綠色設計，清潔生產和再資源化技術等。
　　第7章對現(xiàn)代制造技術的發(fā)展趨勢、“互聯(lián)網(wǎng)+制造業(yè)”帶來的新變化進行了分析和預測。
　　本書由牛同訓擔任主編，劉溫聚、陳洪玉、牛敏、王恩海擔任副主編；參加編寫的人員還有陳衛(wèi)、王秀梅。編者具體分工是：牛同訓編寫第1、2章并負責統(tǒng)稿，陳洪玉編寫第3章，牛敏編寫第4章，劉溫聚編寫第5章，王恩海編寫第6章，陳衛(wèi)、王秀梅編寫第7章。全書由山東工業(yè)職業(yè)學院孔凡杰教授主審。
　　我們將為使用本書的教師免費提供電子教案，需要者可以到化學工業(yè)出版社教學資源網(wǎng)站http://www.cipedu.com.cn免費下載使用。
　　在本書的編寫過程中，得到了東南大學機械工程學院湯文成教授和山東工業(yè)職業(yè)學院解先敏教授的關心和支持，在此一并表示感謝。
　　由于現(xiàn)代制造技術是一門新興的、多學科交叉融合的先進技術，目前尚未形成完整的理論體系，許多問題仍處在發(fā)展和探索當中，加之編者水平有限，書中疏漏之處在所難免，懇請讀者指正。
　　編者
　　2018年1月

　　7.2“互聯(lián)網(wǎng)+制造業(yè)”發(fā)展趨勢
　　2015年5月，國務院印發(fā)了《中國制造2025》戰(zhàn)略規(guī)劃，將“互聯(lián)網(wǎng)+制造業(yè)”推向輿論的風口浪尖。經過多年發(fā)展，我國目前已經形成比較完善的制造業(yè)體系，國內市場規(guī)模巨大，對先進制造產品的需求呈爆發(fā)式增長，這是我國發(fā)展新一代制造業(yè)的優(yōu)勢所在。但也應看到，與德國、美國、日本等技術領先的制造業(yè)大國相比，國內制造企業(yè)普遍存在著技術短板，在關鍵零部件研發(fā)、工業(yè)級系統(tǒng)軟件開發(fā)等方面與世界先進水平仍然有較大差距。因此，借鑒國外經驗，探索中國“互聯(lián)網(wǎng)+制造業(yè)”的可能道路是十分必要的。
　　7.2.1 國外“互聯(lián)網(wǎng)+制造業(yè)”的主要模式
　　1. 博世的“慧連制造”解決方案(Intelligent Connected Manufacturing solutions)
　　博世(Robert Bosch GmH)成立于1886年，是全球最大的汽車零件供應商之一，總部設在德國Gerlingen。博世是德國政府“工業(yè)4.0”工作小組的主要成員、聯(lián)席主席之一，近來推出的“博世物聯(lián)網(wǎng)套裝”(Bosch IOT Suite)，可以看作是博世物聯(lián)網(wǎng)應用戰(zhàn)略的基石。
　　具體到制造業(yè)，博世的主打概念為“慧連制造”解決方案，該方案的核心為制造物流軟件平臺，以之作為本地(on-prem)和云端的軟件基礎，對整個生產流程進行云化和再造。方案包括三個部分：一是制程質量管理(Process Quality Manager)，二是遠端服務管理(Remote Service Manager)，三是預測維護(Predictive maintenance)。
　　制程質量管理：對生產全過程中所有的車間、流水線、作業(yè)區(qū)、機器設備實時監(jiān)控；操作界面把各環(huán)節(jié)的表現(xiàn)指標和容忍度可視化，并對可能出現(xiàn)的波動提前預警。工作人員可以直觀地感受到整個流程是否順暢，及早對表現(xiàn)不正常的生產環(huán)節(jié)進行糾正。
　　遠端服務管理：這一系統(tǒng)允許機器的制造者在遠端控制產品，幫助客戶解決在機器裝配、使用中遇到的問題。例如博世的工作人員可以在辦公室里，對在世界其他角落的設備進行功能測試、參數(shù)設置、數(shù)據(jù)接入、錯誤排查、故障解除等工作。大幅縮減設備交割、安裝、售后維修的工作量。
　　預測維護：基于博世物聯(lián)網(wǎng)套裝，廠家可以通過裝在產品上的傳感器實時掌握其工作狀態(tài)，并對可能出現(xiàn)的檢修維護做準確預測，減少用戶停產檢修的次數(shù)。
　　可以看到，制程質量管理已經具備了工廠內信息實時互聯(lián)等智慧工廠的基本要素；遠端服務管理、預測維修，都是基于物聯(lián)網(wǎng)產生的價值鏈延伸。從這個意義上說，博世的慧連制造，已經具備“工業(yè)4.0”的一些關鍵基礎，未來發(fā)展值得關注。
　　2. 西門子數(shù)字工廠解決方案（Digital Factory Solution）
　　西門子是德國工業(yè)自動化的排頭兵、“工業(yè)4.0”的重要參與者和推手。西門子對于未來制造業(yè)有自己的一套藍圖和實現(xiàn)路徑設想、方法論。認為軟件、數(shù)據(jù)、連接造就所謂數(shù)字工廠（digital factory），是未來互聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)制造業(yè)結合的落地場景。
　　“數(shù)字工廠”的工作流程可以大致描述如下，通過PLM前端NX軟件，和用戶一起設計產品，同時從TIA中調取制造流水線的組成模塊信息，模擬生產流程。制造過程模擬信息實時反饋至設計環(huán)節(jié)，互相調整、配適。在模擬無誤之后，產品設計、制造流程方案傳遞至加工基地，由MES實現(xiàn)由生產設施構建、生產線的改裝、產品生產、下線、配送到用戶手中的全過程。
　　數(shù)字工廠的設想，已經在一些高端汽車業(yè)的自動化制造過程中得到應用。例如瑪莎拉蒂Buiglie的定制。
　　數(shù)字工廠可以看成是部分實現(xiàn)了“工業(yè)4.0”第二構想全價值鏈工程端到端數(shù)字整合：從產品設計這一“端”到產品出廠的這一“端”，都事先在數(shù)字模擬平臺上完成詳盡的規(guī)劃。與現(xiàn)實中在工廠走流程的產品相對應的，是數(shù)字模擬平臺在云中分享一個一模一樣的虛擬產品。工廠內的具體執(zhí)行系統(tǒng)，可以根據(jù)數(shù)字模擬平臺要求進行一定程度的重構。不僅如此，為了配合自己的工業(yè)自動化產品，西門子推出一款APP“西門子工業(yè)支持中心”。但這個App目前只包括西門子的5000多份各種手冊、操作指南，以及60000多個常見問題解答。
　　3. GE的炫工廠（brilliant factory）
　　GE的炫工廠，是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)(Industrial Internet)和先進制造(advanced manufacturing)相結合的產物。用數(shù)據(jù)鏈(digital thread)打通設計、工藝、制造、供應鏈、分銷渠道、售后服務，并形成一個內聚、連貫的智能系統(tǒng)。
　　2015年2月14日，GE在印度Pune建設的炫工廠揭幕。區(qū)別于傳統(tǒng)的大型工業(yè)制造廠，這間工廠具備超強的靈活性(flexibility)，可以根據(jù)GE在全球不同地區(qū)的需要，在同一廠房內加工生產飛機發(fā)動機、風機、水處理設備、內燃機車組件等看似完全不相干的產品。理論上說，這一靈活性將極大提升GE Pune的生產效率：通過分析云端從全球實時反饋回來的數(shù)據(jù)，炫工廠會自行在各個生產線分配人力、設備資源，從而減少設備閑置時間、提升對市場需求反饋的反應速度。
　　4. 三菱電機的e-F@ctory
　　三菱電機(Mitsubishi Electric)是全球領先的工業(yè)自動化成套設備供應商之一，e-F@ctory是三菱電機面向制造業(yè)推出的整體解決方案。這一解決方案的結構很像一塊“三明治”：底層為硬件、頂層為軟件，中間夾著人機界面。硬件層包括兩個部分，動力分配輸送系統(tǒng)和生產設備系統(tǒng)；夾心層由信息通信產品群組成；軟件層主要是企業(yè)級的信息系統(tǒng)如ERP、MES。
　　以太網(wǎng)(Ethernet)貫穿整個“三明治”：在生產場地，設備和配電系統(tǒng)通過所謂iQ平臺接入以太網(wǎng)，將設備運行狀態(tài)實時反應在夾心層的可視化人機交互頁面上，同時數(shù)據(jù)實時反饋到上層的企業(yè)級信息系統(tǒng)，方便決策層及時調整企業(yè)內部的生產布局和企業(yè)外部的供應鏈管理。
　　5. 谷歌的“Google for work”
　　谷歌推出的Google for work（以下簡稱GFW）是以云為基礎的一系列企業(yè)級服務套裝，包括工作應用、云平臺、工作瀏覽器、工作地圖、工作搜索。可以說，谷歌為傳統(tǒng)行業(yè)企業(yè)提供了一整套的“互聯(lián)網(wǎng)+”解決方案，既包括工作場景中的e-mail、電視電話會、文件處理、分享/存儲，也包括后臺服務如云存儲、計算、API開發(fā)，還有打包的互聯(lián)網(wǎng)增值服務如搜索、地圖等等。這些成套解決方案對于節(jié)約IT成本、提高運營效率作用突出。實際上西門子、GE都是谷歌的客戶，使用GFW中的一項或多項互聯(lián)網(wǎng)服務套裝。
　　針對制造業(yè)，谷歌提出了所謂“做聯(lián)網(wǎng)的制造者”（Be a connected manufacturer）的口號，利用自己的產品，幫助制造業(yè)者建立快速多層次溝通網(wǎng)絡。
　　6. 亞馬遜的“Amazon Web Services”
　　亞馬遜的Amazon Web Services (以下簡稱AWS)于2006年推出，面向企業(yè)提供云計算等IT基礎設施服務。AWS一攬子方案包括亞馬遜彈性計算網(wǎng)云（Amazon EC2）、亞馬遜簡單儲存服務（Amazon S3）、亞馬遜簡單數(shù)據(jù)庫（Amazon SimpleDB）、亞馬遜簡單隊列服務（Amazon Simple Queue Service）以及Amazon CloudFront等。