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2013-2014年第一学期《先进制造系统》科目小论文
班级：工业10-1 姓名：林金铎 学号：10024090146
浅谈先进制造工艺技术
一、先进制造工艺技术的产生
制造业是现代国民经济和综合国力的重要支柱, 在国民经济建设、社会进步、科技发展与国家安全中占有重要战略地位。随着越来越激烈的市场竞争，制造业的经营战略不断发生变化，生产规模、生产成本、产品质量、市场响应速度相继成为企业的经营核心。为此，要求制造技术必须适应这种变化，并形成一种高效灵活的制造工艺技术。
20世纪末，美国政府批准了由联邦科学协会、工程与技术协调委员会(FCCSET)主持实施的先进制造技术 (Advanced Manufacturing Technology，AMT)计划。先进制造技术计划是美国根据本国制造业面临的挑战和机遇，为增强制造业的竞争力和促进国家经济增长，首先提出了先进制造技术的概念。此后，欧洲各国、日本以及亚洲新兴工业化国家如韩国等也相继作出响应。
二、先进制造工艺技术概念
先进制造工艺技术是指研究与物料处理过程和物料直接相关的各项技术，要求实现优质、高效、低耗、清洁和灵活。
先进制造工艺是制造业不断吸收机械工程技术、电子信息技术（包括微电子、光电子、计算机软硬件、现代通信技术）、自动化控制理论技术（自动化技术生产设备）、材料科学、能源技术、生命科学及现代管理科学等方面的成果；并将其综合应用于制造业中产品设计、制造、管理、销售、使用、服务以及对报废产
品的回收处理这样一个制造全过程。
与传统的制造技术相比,先进制造工艺技术以其高效率、高品质和对于市场变化的快速响应能力为主要特征。先进制造工艺技术是生产力的主要构成因素, 是国民经济的重要支柱。它担负着为国民经济各部门和科学技术的各个学科提供装备、工具和检测仪器的重要任务, 成为国民经济和科学技术赖以生存和发展的条件。尤其是一些尖端科技, 如航空、航天、微电子、光电子、激光、分子生物学和核能等技术的出现和发展, 如果没有先进制造工艺作为基础, 是难以实现的。
先进制造技术并不是一成不变的， 而是一个动态过程，要不断吸取各种高新技术成果，并将其渗透到产品的设计、制造、生产管理及市场营销的所有领域及全部过程，并实现优质、高效、低耗、清洁的生产。
三、先进制造工艺技术的特点 优质。以先进制造工艺加工制造出的产品质量高、性能好、尺寸精确、表面光洁、组织致密、无缺陷杂质、使用性能好、使用寿命和可靠性高。
高效。与传统制造工艺相比，先进制造工艺可极大地提高劳动生产率，大大降低了操作者的劳动强度和生产成本。
低耗。先进制造工艺可大大节省原材料消耗，降低能源的消耗，提高了对日益枯竭的自然资源的利用率。
清洁。应用先进制造工艺可做到零排放或少排放，生产过程不污染环境，符合日益增长的环境保护要求。
灵活。它能快速地对市场和生产过程的变化以及产品设计内容的更改作出反应，可进行多品种的柔性生产，适应多变的产品消费市场需求。
四、先进制造工艺技术的内容
超精密加工技术。超精密加工目前就其质来说是要实现以现有普通精密加工手段还达不到的高精度加工，就其量来说是要加工出亚微米乃至毫微米级的形状与尺寸赖皮并获得纳米级的表面粗糙度，但究竟多少精度值才算得上超精密加工一段要视零件大小、复杂程度以及是否容易变形等因素而定。超精密加工主要包括超精密切削、超精密磨削和超精密研磨。
精密成形技术是指零件成形后，仅需少量加工或不再加工，就可用作机械构件的成形技术。它是建立在新材料、新能源、信息技术、自动化技术等多学科高新技术成果的基础上，改造了传统的毛坯成形技术，使之由粗糙成形变为优质、高效、高精度、轻量化、低成本、无公害的成形。它使得成形的机械构件具有精确的外形、高的尺寸精度和形位精度、好的表面粗糙度。该项技术包括近净形铸造成形、精确塑性成形、精确连接、精密热处理、表面改性等专业领域，是新工艺、新材料、新装备以及各项新技术成果的综合集成技术。
特种加工是指那些不属于传统加工工艺范畴的加工方法，它不同于使用刀具磨具等直接利用机械能切除多余材料的传统加工方法。特种加工是近几十年发展起来的新工艺，是对传统加工工艺方法的重要补充与发展，目前仍在继续研究开发和改进。直接利用电能、热能、声能、光能、化学能和电化学能，有时也结合机械能对工件进行的加工。特种加工中以采用电能为主的电火花加工和电解加工应用较广，泛称电加工。
表面工程是表面经过预处理后，采用物理、化学、金属学、高分子化学、电学和光学等技术结合，通过表面涂覆、表面改性或多种表面技术复合处理，改变固体金属表面或非金属表面的形态、化学成分、组织结构和应力状况，以获得表面所需性能的系统工程。不但大大减少消耗，还能消除对环境的污染。
五、先进制造工艺技术的发展方向
成形及改性工艺包括各种热加工及表面处理工艺, 近年来的发展方向和目标有以下几个方面:
外形尺寸的精密化—— 近无余量成形。成形的毛坯工件从接近零件的外形尺寸向直接制成工件即净成形或近无余量成形方向发展, 做到有的零件成形后仅需磨削或需磨削即可直接装配。
内部组织及质量的精密化—— 近无缺陷成形及改性。毛坯成形与改性质量高低的另一指标是缺陷的多少、大小和危害程度。由于热加工过程十分复杂, 因素多变, 所以很难避免缺陷的产生。近年来热加工界提出了 “向近无缺陷方向发展”的目标。
从三废治理到清洁生产走向“绿色制造”。热加工和表面保护过程产生大量废水、废渣、废气、噪声、振动、热幅射等, 劳动条件繁重危险, 远不适应当代
清洁生产的要求。近年来, 重在从源头抓起的生产成为成形与改性工艺的一个新的发展方向及目标。
六、我国先进制造工艺的现状
早从20世纪60年代开始我国就启动了制造技术主要是机械制造技术的国家部委与地方级重点攻关研究开发，由于体制所限，这方面的规划、研究开发主要是按行业分块进行的。企业开发先进制造技术的能力薄弱，人力与资金投人都不足。1995年4月在北京召开了先进制造技术发展战略研讨会，从战略高度探讨了我国发展先进制造工艺技术的路线和方法。同一时期，国家二期863规划也开始规划下世纪初先进制造技术的发展。
多年来通过技术引进和人才培养等各方面的努力，我国不少企业已掌握了一批相对先进的制造技术，但是和发达国家还是有很大差距。我国当务之急首先是要改善实施先进制造技术的基础条件，包括扩大数控机床、加工中心的应用，建立完善的国产数控系统产业群，扩大市场占有率。再就是大力发展和推广国产CAD/CAM计算机辅助设计与制造系统，在各大高校开设相关专业，加大人才培养力度。相信我国的先进制造工艺技术在不久的将来会翻开崭新的一页。
七、结束语
先进制造工艺技术是一个庞大的技术群，在制造的整个过程中，无论是在产品的设计开发、还是在产品生产制造或是经营管理中都能充分利用先进制造工艺技术。近几年，制造业发生了一系列重大变化。
由于先进制造工艺技术的应用，现代制造企业逐步改变了传统观念，在生产组织方式上发生了五个转变：从传统的顺序工作方式向并行工作方式转变；从金字塔式的多层次生产管理结构向扁平的网络结构转变；从按功能划分部门的固定组织形式向动态、自主管理的小组工作组织形式转变；从质量第一的竞争策略向快速响应市场的竞争策略转变；从以技术为中心向以人为中心转变。
先进制造工艺技术系统是一个由技术、人和组织构成的集成体系, 三者的有效集成才能取得满意效果。因而先进制造工艺只有通过与信息技术、管理技术紧密结合, 不断探索适应市场需求的新型生产模式, 才能提高先进制造工艺的使用效果。
产品设计的可生产性与工艺的合理性
王至尧 中国空间技术研究院 北京 100000【优秀产品制作工艺范文,】
摘要：以产品设计的可生产性与工艺的合理性为主线，从材料原器件的选择、工艺技术的可实现性、工艺指标的合理性、生产过程的容错处理、产品设计的经济性以及可生产性的约束条件等6大内容，阐述了产品设计可生产性的观念和理论要点。同时从工艺路线的逻辑安排、工艺技术先进性具有相对意义、工艺过程能否保持稳定和工艺文件规范化对产品质量和生产管理的重要性及批量生产对产品设计的内在要求等5个方面论述了产品设计可生产性的具体保证是制造工艺过程科学合理的观念。丰富的案例以不争的事实表明：“如果在最初的设计中就考虑可生产性，则可减少或排除造成生产的产生难题的设计细节”，因此在产品设计的可生产性评审中，工艺是核心的竞争力之一。而运用现代制造方法提高工艺核心竞争力，是我国制造企业提高创新能力，引领持续发展所面临的一项重大的系统工程。 关键词：产品设计 可生产性 工艺合理性 制造工艺
中图分类号：TB472
1 产品设计的可生产性
产品设计的可生产性，在我国被称为设计的工艺性。它是指产品设计是否可以制造或便于制造。我们的产品在各个设计阶段都有工艺审查的安排，主要目的是保证产品结构的工艺适合于制造，但这种安排 基本上是在设计图纸完成之后进行，造成了设计的工艺似乎仅仅是工艺的事这样一种观念。其实这是一种误解。
近年来大量的事实证明，设计的工艺性不良给生产带来了很多的障碍，不得不回过头来改进设计以适应生产的要求这样的事实，促使我们进一步加强对产品开发过程中的两个重要环节——设计和工艺的结合，以改善设计的可生产性这一思想。并且要落实到各项管理和政策、制度中去
美国国防部在1984年编制的产品设计可生产性指南《MIL-HDBK-727》中就这样定义设计的可生产性；“一项设计可以以最经济而快速的方法稳定地生产出符合质量要求的产品的可能性”。从这一定义可以看 出，他们是把是否能够快速、经济、稳定地生产作为了评价设计生产性的标准；把目标定为符合质量要求的产品。
这和我们过去的观念是不同的。首先我们过去对经济、快速是不强调甚至不太在意的，把它单纯看成是工厂的事、是工艺的事，似乎与设计无关。其次过去我们把产品符合质量要求这一术语总是理解为符合设计要求，其实所谓质量要求指的是用户对产品的性能要求。而这一要求除了性能、可靠性以外，还包括快速、经济等要求。
产品存在是以市场经济杠杆为依据的，特别是现代战争是以武器的现实存在为依据的，作战计划的制定、军事行动的采取都是要以武器的质量、数量和时间的保证为依据的。所以强调生产性必须要转变观念。美国人为何提出生产性工程的概念？其原由是来自于二战期间美国所遭受到的惨痛的经验教训。在二战中，美国军方发现所研制的武器无法快速、批量地生产而使战争受到了制约，其原因就是设计的可生产性不行,不能满足批量生产的要求。所以在战后，美国国防部组织研究并颁发了一系列指令、法规、规范和指南来保证武器系统在研制过程中就确保设计具有可生产性，把研制的各个阶段中生产性评审能否通过作为设计可被接受的依据。
“生产性是一项设计和生产规划的若干特征或要素的组合，它能使设计所规定的产品，按规定的产量，经过一系列权衡之后，能以最少的费用；最短的时间制造出来，并且符合必须的质量和性能要求。”
因为在设计中不仅要满足产品功能的要求，同时“还潜在着制造该设计的工艺和材料因素”，“如果在最初的设计中就考虑可生产性，则可以减少或排除造成生产时产生难题的设计
细节”。所以规定在设计的各个阶段的生产性评审时，设计部门必须回答12个方面共123个问题，有了完满的答案设计才被通过。所谓“一系列权衡”就是要反复地从便于生产的角度来调整设计。
1.1 元器件、原材料的选择 要考虑其易得性。可以满足功能要求的材料和器件可能不止一种，那末选择的原则是：在满足功能要求的条件下，选择工艺性最好、价格最低、最容易得到的。美国人规定了原材料选择的程序(如图1)。
图1 设计过程的生产性 从图1中可以看出，他们有很严格的审查要求，步骤非常具体。这样做完全保证了是面向制造的设计，不这样做设计的可生产性就是不良的。这在我们自己的实践中其实事例也是很多的。在我们的设计中，多数情况下总是选择最好的材料来保证性能的一次达标。虽然这样做并不是没有道理的，但是到了制造的时候尤其是到了批量生产的时候，发现材料供应不上或是难以制造，要求对材料退而求其次，但又因为没有经过充分的试验而不能改变，这就造成了很大的麻烦。
有的由设计人员自己和一些材料研究单位搞出来的新材料，既没有标准，又没有工艺规范，性能就很难稳定，而且只此一家。往往是一个批次可行，另一批次就不行了，不仅使生产无法搞，而且产品质量也很难保证，更谈不上性能的稳定。这时候，设计规定要求把材料的最大潜能挖掘出来，就更加困难。此外，要避免要求材料的最佳性能的体现，对材料性能的要求要留有余地。
案例1：例如有一种电动机采用磁滞合金(2J4)，它的最佳磁性能要靠热处理来达到，其中两个磁性能参数(最大磁场强度和最大磁感应密度)同时都达到最大，这就很难满足设计的要求，即便按照材料厂家提供的热处理规范进行，还是达不到要求。有的时候选用的材料本身就不能满足产品的要求，长期成为生产难题。这一方面是材料厂家做不出这样高性能的合金材料，另一方面，就是设计的裕度过低，要求把材料的性能最大限度的挖掘出来。实际上很难做到。
1.2 工艺技术的可实现性 有可能实现制造，这是设计起码要做到的。因此一项设计要有可能制造，这是一个基本原则。但是工艺技术在不断地进步，以前认为不可能制造的东西，随着技术的发展，新工艺不断的出现，今天也许就成为可以制造的了。那末如何衡量工艺的可制造性呢，原则上就是看在已经具备的生产条件下是否可以制造。在已经具备的生产条件下制造是工艺一个重要的规律性特征。制造是一个实实在在的过程，不是理论上的东西，要按自己的国情。不符合这个原则，就不具备可生产性。那末怎么体现技术的进步呢？就是要加强自己的工艺预先研究，加速工艺技术改造来尽可能地适应制造的要求。 所以工艺要从设计这里获取产品发展的信息，提前进行工艺研究和进行技术改造，以尽可能作到超前于设计，改变工艺落后于设计，拖设计后腿的局面。而这也是要通过工艺与设计的结合，并且要提前结合才能实现。不具备工艺的可实现性或不易实现性的设计，在我们的设计过程中实在是太多了。
案例2：如有一个XX中的永磁式直流力矩电机，电刷在整流子表面滑过，对于一个感应电路来说，在电刷离开一个线圈的时候会因为反电势而引起火花，这是一个常识，是难以避免的，是一个必然的规律。火花造成的结果会对表面有所烧蚀并且产生电磁干扰。对这这样的问题不从设计上采取措施而要求生产部门作到没有火花、排除这种干扰，就是不合理的了。这样的问题如果遗留到定型进入批量生产，就会造成了批次性的大问题.
案例3：再例如某XX所用的一种气体动压陀螺电机，是一个高精度的产品，加工精度已经进入亚微米级范围。工艺技术攻关从1992年到2002年整整用了十年的时间，做出来符合设计要求的产品没有几个。而且寿命不长。这种情况一方面可以说是工艺水平低，还达不到制造这种产品的水平。但是从设计上来讲，所采用的结构、材料、与所要求的性能差距就更大了：它采用了大锥和端面定位的这种静不定的结构，工艺上就很难实现；采用有机材料封装，必然引起有机物蒸汽的污染；低速干摩擦启动必然造成磨损；再加上本身的刚性不足、粉末冶金材料的不致密性，都是超精密产品设计的大忌，可以说其生产性是非常不好的。在研制过程中工厂用了10多年时间来攻关，按照设计图纸的要求，加工的精度都作到了，甚至超出设计图纸要求很多，但就是装不出合格的产品。即便做出了合格的产品，经过一次分解再装上就又不行了。无法稳定的生产。所以在研制阶段，主要靠协作。协作单位主要靠一名技能较高的老工人，靠他的手感来调整零件的加工参数，当然这样一来，零件的加工精度就无从谈起。而且他做出来的产品也并非完全满足了设计的要求，相当数量也作了让步处理才完成研制任务。这位老工人承认我们加工的零件精度比他们的高，但是他必须自己来调整零件的技术状态。这种搞法在我们的质量管理中是绝不允许的。这种状况一直到该产品定型之后，协作单位的老工人也退休了，身体和手感也不行了，动压马达终于成为了某XX生产的拦路虎，影响了生产任务的完成。 这时，这名设计人员也退休了，一批年轻的设计人员才有机会站出来和工厂的工艺人员结合，对设计和工艺进行改进。他们用了半年的时间，针对上述存在的问题，对材料和结构及工艺进行了共12项的改进，就一举突破了这一长达10多年的技术关键，使得生产单位在同样的技术条件下生产出合格的产品，一次性生产合格率达80%以上，并且实现了批量生产，性能全面地达到了要求。寿命超过了过去产品的几十倍.
案例4：再如现在已经用于多个产品的一种精密仪表，精度为万分之一，其敏感元件
是被夹在两个部件之间并且被用11.5 kg的力夹紧，然后从夹紧处胶合，由于树脂胶的刚性较差，同时其膨胀系数与金属差异很大，所以粘好后的产品中间的敏感元件常有松动。这是因为胶粘结构本身的不稳定性造成的。所以长期成为制造的关键。最后在改为采用激光焊接这种刚性的连接后，才比较彻底的解决。
案例5：2001年12月，XX号一级三合一联试时发现尾段干涉，2002年7月再次发生一，二，三级喷管结构干涉，原因是设计的结构过于紧密，必须要求制造作到公差的下限，才不会干涉，这样的设计公差还有什么意义？从技术的角度来看，主要还是要做好设计与工艺的结合。在这个结合的过程当中，还一定要破除一些陈旧的观念。例如，“一定要冻结状态”等等。过去有的设计人员认为工艺审查所提出的问题都是要求我们降低精度，觉得工艺审查的作用仅此而已。其实工艺审查仅仅是工艺与设计结合的方法之一。从目前的情况看，现在的工艺审查是到了设计已经完成了的最后阶段才进行的。 事实上这样的工艺审查已经变成了工艺会签，从工艺与设计结合的角度看其作用已经很有限了。工艺人员已经很难提出关于工艺性较为全面的意见，能够提出的改进意见多数也仅仅是要求设计能够实事求是的规定产品的性能和精度而已。这种局限性恰恰是由于工艺与设计结合过于晚了造成的，是工艺在迁就设计。如果因此就把工艺性审查看成是仅仅要求降低精度、降低要求，就很难正确地认识问题、总结经验和教训了。
1.3 技术指标的合理性 产品最普遍的特征就是性能、精度，技术指标，这确实是一个事实。但是这不等于所设计的产品的每一个部件、每一个零件，每一个要素都一定要达到最高的加工精度。往往产品的结构、尺寸，包括产品的技术性能最终落实到设计图纸上的时候，已经是经过层层保留余度之后，把要求提高而又再提高的了。产品对部件、部件对零组件，每一层都保留着一部分余度，使得生产的图纸到达生产线上的时候，其精度、性能的要求，已经比真实的需要提高了很多很多。这种逐级保留余度的设计过程也许是很难避免的，但是这样做给制造带来的困难和麻烦以及因此而给产品带来的无论是时间上还是经济上的损失，实在是很大的。本来是可以做的变成为作不出来了，本来在现有条件下就可以做的变成了必须进行技术改造才行。
案例6：有一个产品中有一个梯形挡光片，是陶瓷材料的，厚度很薄，不到1 mm，设计规定其底边的长度公差为微米级精度。这就很不合理了。陶瓷是一种脆性材料，其尖角处是很不结实的，由这两个尖角构成的尺寸如何能够保证微米级的精度？而且它的安装是由胶来粘接，粘结的接缝就不止几十个微米，要求微米的精度就毫无意义了。所以在生产中大量的报废，成品率连10%都达不到。直到产品定型之后成为批生产的关键，影响了产品的生产才想起来要改，形成了很被动的局面, 这种理解方式其实是一种误解。
案例7、案例8：(略)
案例9：某产品中有一个部件，在生产过程中批次性的出现了多脉冲故障，在一批产品中约有一半的产品发生多脉冲现象，分析认为是由于输电装置的导电滑环在摩擦磨损中所产生的微量氧化物增加了接触电阻造成的。生产单位为此承受了很大的压力，进行了整顿；又经过长时间攻关，为了减少这种磨损，在所规定的材料搭配上下了很大工夫，采取了提高加工精度；降低滑环表面粗糙度来减少摩擦系数；在仪表内部通惰性气体等一系列工艺上可能采取的措施还是不能解决。而这种故障的出现又具有随机性，造成这种磨损的滑环恰好处于仪表内温度最高的部位，所以产生的磨损最严重。像这样的由于摩擦造成的故障，是由结构本身决定的。摩擦就得有磨损，生产部门怎麽可以让它没有？其实设计部门只要在导电杆上设置一个冗余滑环并且将其分配到远离高温端就可以解决。对这个问题的说明并不是批评设计，事实上在这个问题上设计部门也参加了很多工作和做出了努力，而冗余的方案就是设计部门提出的。
这里只是说，可靠性并不是完全靠提高精度才保证的，认为到了制造阶段一切问题都应
该是制造部门的事、是工艺的事这种传统的认识是到了该转变的时候了。否则势必影响企业的整体效益。而且要想有高精度的性能，还必须要有与之相适应的设计方案才行，比如稳定可靠的连接方式；合理的基准；足够的刚性；稳定的材料和热处理方式的选择等等。这当然是指零件而言，至于组件或部件，就更应该在设计上有相应措施了。
精度问题与制造的经济性与快速性关系十分密切。美国人通过统计发现的规律是：制造的工时与成本成正比，但是处于不同的阶段，其比例系数是不同的，到了精加工阶段，这一比例系数就更大，也就是说精密加工的工时成本比普通加工要高得多。
为什么会这样？其实通过我们自己的实践完全可以理解。
以机械加工为例：其成本的影响因素如下表。
所列数据仅仅是一个主要影响因素的概数，但也是常识。其实精度不同时，一些辅助生产过程的费用。
也会随之变化。所以精度越高，所发生的费用要求还要高些。所花费的费用就成比例级数上升，这就意味着成本的上升，也意味着周期的延长。而这一点在我们一些企业部门恰恰是不太在意的。这叫做不计成本，宁可花费大，也要高精度。有人解释说这是以大的经费投入来换取可靠性。完全是一种误解。这显然是与一些企业的产业化发展的思路相悖的。可以说是越来越行不通的。
1.4 容错 对生产过程可能产生的缺陷的处理。制造过程在很多的环节上会产生缺陷，这是工艺应该想方设法予以避免的，但是往往难以完全避免或在现有的生产条件和工艺水平情况下难以完全避免。例如硬、脆材料在加工过程中可能会有些棱边缺损等，那就要考虑其存留的可行性，这也应该是一种容错设计. 要做到这一点很难，由于没有实验的依据，所以要求在试生产阶段就要作到精心记录生产缺陷的情况，在实验过程中来验证对缺陷允许的程度和极限，不要单纯看成是工艺的事、是生产的事，才会作到实事求是的处理 还有一类容错：各类电子设备大部分都有一些插座，常常是同型号的插座在仪器箱某个侧面排成一排，操作人员很容易把不同的电缆插错，这种现象是常见的。如果把插座设计成不同类型的，就不会有插错的可能。
1.5 设计的经济性与便捷性 便捷性是现实的可制造性，是基于现有条件和快速实现的前题，他又决定了经济性，这已经是全世界公认的设计原则，尤其适合我国国情，也是研制企业竞争的有利条件。现在，无论哪个国家，都要把采购费用而非性能作为发展新产品系统的衡量标准。如果单纯追求性能的先进性，不是研制不出来，就是计划超支，延误时机，使产品系统长时期不能占有市坊，，无法形成生产能力力。
案例10：这方面美国人是有教训的：美国空军：发展的“三军防区外攻击导弹”(TSSAM)采用全隐身技术，结果经费超计划、进度推迟，最终计划被取消。美国海军：A-12隐身飞机，也是因为过分追求技术先进，费用严重超支，计划最终也被取消。 经济性和便捷性尤其适合我国国情，经济性也是企业竞争的有利条件，对企业是有很大意义的。
1.6 生产性的保证 产品制造的约束条件主要是由设计决定的。所以要十分强调设计的可生产性。生产性考虑的主要工作是在论证和设计阶段进行的，在这一阶段考虑生产性所取得的效益最显著。美国在这方面有非常明确的规定。规定了生产性工作考虑的范围、人员，还规定了工作机构和程序；成立生产性评审小组和生产性评审委员会；配备专职的生产性工
产品设计说明书
产品规划阶段（认识需求、可行性论证、形成任务书） 功能原理方案设计阶段（分析功能、设计机器的工
作原理，形成原理方案）
技术设计阶段（详细设计机器的各组成部分及零件，形
成装配图和零件图）
样机试制与测试
批量化设计（商品化设计）阶段
一、产品规划阶段（明确设计任务阶段）
（1）需求识别（创意的产生） 提出问题比解决问题更重要更困难 需求识别的方法：
从生活中的“不方便”之处发现需求； 从生产发展的角度寻找需求； 根据现有技术的弱点去寻找需求； 从新技术应用的角度去发现需求； 从意外中发现需求；
（2）需求明确与范围界定。 （3）可行性研究(调查研究)
① 技术调研：
现有产品技术水平、优缺点、使用情况等； 专利情报；
有关技术标准与法规；
适用的科技成果、新材料、新工艺、新技术等。
② 市场调研：
用户需求进一步调查：可能销售对象与销量；有关功能与性能、费用、外观、颜色、风格等方面的要求。
同行情况与行业技术经济情报：竞争产品的种类、优缺点和市场占有情况；竞争企业的生产经营实力和状况等。
原料供应情况：原料品种、价格和供应情况。
③ 可行性论证（调查研究） 社会调查：
社会环境（产业政策、社会风俗、消费水平与购买能力等）； 企业内部信息（企业实力、发展动向等）。 产品规划阶段的成果：
可行性报告——必要性、可行性 设计任务书： 功能与性能参数
制造、运输、使用、人机与美学要求或约束； 费用与时间要求等。
二、功能原理方案设计阶段——系统化设计方法
1. 分析抽象总功能； 2. 功能分解； 3. 分功能的求解：
4. 由分功能综合整体解；
5. 方案评价与决策（必要时进行原理试验）；
6. 原理方案结果——功能分解图、决策表、原理示意图等。
原理方案设计阶段
三、技术设计阶段（确定机器及零部件的结构）
1．总体设计： 确定总体参数
功率参数（运动参数、力参数、原动机功率）
总体结构参数（主要结构参数、工作装置尺寸参数） 质量参数（整机质量、各部件质量、重点等）
确定总体参数的方法：理论计算、经验公式、类比、实验研究。
2．传动系统设计
总体布局设计——各部件的总体布置。 运动配合关系设计（工作循环图） 人-机-环境的合理关系。
控制系统硬件与软件的总体设计.
技术设计阶段（确定机器及零部件的结构） 总体设计
清扫机器人的总体布局
清扫机器人的硬件系统总体设计
技术设计阶段（确定机器及零部件的结构） 总体设计：
清扫机器人的软件系统总体设计
技术设计阶段（确定机器及零部件的结构）
总体设计：
清扫机器人的用户界面设计举例
3．详细设计: 硬件电路的详细设计 软件的详细设计【优秀产品制作工艺范文,】
机械结构设计：包括构形（确定形状、尺寸和公差）、选择材料。——产生装配草图 结构的设计顺序：先主要功能后次要功能；按传动链逆向设计。 结构设计的原则：功能（运动实现、功能面）；性能（强度、刚度、精度、寿命与可靠性）；工艺性要求；使用与劳动保护；经济性要求（制造及使用成本）。
结构设计的方法：理论设计、经验类比设计、模型实验设计法（新型、重型、重要设备）。
4．施工设计阶段——形成可实施的图纸和技术文件，布线图、程序等。 拆画零件图，绘制正式装配图，形成符合规范要求的生产图纸（装配图、零件图、效果图等） 图纸审核：图纸核对；工艺性审查；标准审核；润滑审核等。 编写技术文件（如设计说明书、使用说明书等）。 硬件电路的施工设计——设计绘制布线图和接线图 软件施工设计——编写调试程序。
5．样机试制与测试、改进阶段
样机实验的主要内容：功能原理实验、性能实验、工业性能实验（寿命或耐久性实验、环境可靠性实验）。
四、
“工匠精神”话题作文素材
一、释义：
工匠精神，是指工匠对自己的产品精雕细琢，精益求精的精神理念。
工匠们喜欢不断雕琢自己的产品，不断改善自己的工艺，享受着产品在双手中升华的过程。工匠们对细节有很高要求，追求完美和极致，对精品有着执着的坚持和追求，把品质从99%提高到99。99%，其利虽微，却长久造福于世。
曾几何时，工匠是一个中国老百姓日常生活须臾不可离的职业，木匠、铜匠、铁匠、石匠、篾匠等，各类手工匠人用他们精湛的技艺为传统生活景图定下底色。随着农耕时代结束，社会进入后工业时代，一些与现代生活不相适应的老手艺、老工匠逐渐淡出日常生活，但工匠精神永不过时。
二、内涵：
1、精益求精。注重细节，追求完美和极致，不惜花费时间精力，孜孜不倦，反复改进产品，把99%提高到99。99%。
2、严谨，一丝不苟。不投机取巧，必须确保每个部件的质量，对产品采取严格的检测标准，不达要求绝不轻易交货。[1]
3、耐心，专注，坚持。不断提升产品和服务，因为真正的工匠在专业领域上绝对不会停止追求进步，无论是使用的材料、设计还是生产流程，都在不断完善。[2]
4、专业，敬业。工匠精神的目标是打造本行业最优质的产品，其他同行无法匹敌的卓越产品。
三、现实意义——“工匠精神”在当今企业管理中有着重要的学习价值。
当今社会心浮气躁，追求 “短、平、快”（投资少、周期短、见效快）带来的即时利益，从而忽略了产品的品质灵魂。因此企业更需要工匠精神，才能在长期的竞争中获得成功。当其他企业热衷于“圈钱、做死某款产品、再出新品、再圈钱”的循环时，坚持“工匠精神”的企业，依靠信念、信仰，看着产品不断改进、不断完善，最终，通过高标准要求历练之后，成为众多用户的骄傲，无论成功与否，这个过程，他们的精神是完完全全的享受，是脱俗的、也是正面积极的。
中国很多企业的产品质量为什么搞不好？原因虽然很多，但最终可以归结到一个方面上来，就是做事缺乏严谨的工匠精神。中国的产品质量不如日本，重要原因之一就是人家做事比我们更严谨，更具有工匠精神。
企业不能盲目学习和引进日本式管理。日式管理最值得学习的是一种精神，而不是具体做法。这种精神就是工匠精神。所谓工匠精神，第一是热爱你所做的事，胜过爱这些事给你带来的钱；第二就是精益求精，精雕细琢。精益管理就是“精”“益”两个字。在日本人的概念里，你把它从60%提高到99%，和从99%提高到99。99%是一个概念。他们不跟别人较劲，跟自己较劲。
农业生产：工匠精神是工业经济时代的一种产物，它是一种精致化生产的要求，它对农业生产同样适用。从农业生产来讲，实际上就是从源头保证食品安全，从种植开始，原料、化肥、土地等要保证安全，还有就是它的品质和质量，这里也需要工匠精神。[6]
工匠精神企业发展：工匠精神就是要求企业如同一个工匠一样，琢磨自己的产品，精益求精，经得起市场的考验和推敲。工匠精神的核心是企业要追求科技创新，技术进步。如果说企业是国家的经济命脉所在，那么一个以科技创新，技术进步为主体的企业，就是民族振兴的动力源泉，是国家财富增加的源泉所在。
工匠精神落在企业家层面，可以认为是企业家精神。具体而言，表现在几个方面：第一，创新是企业家精神的内核。企业家通过从产品创新到技术创新、市场创新、组织形式创新等全面创新，从创新中寻找新的商业机会，在获得创新红利之后，继续投入、促进创新，形成良性循环。第二，敬业是企业家精神的动力。有了敬业精神，企业家才会有将全身心投入到企业中的不竭动力，才能够把创新当作自己的使命，才能使产品、企业拥有竞争力。第三，执著是企业家精神的底色。在经济处于低谷时，其他人也许选择退出，唯有企业家不会退出。改革开放30多年来，我国涌现出大批有胆有识、有工匠精神的企业家，但也有一些企业家缺乏企业家精神„„可以说，企业家精神的下滑，才是经济发展的隐忧所在。
四、“考工记”：“工匠精神”并非舶来。在中国，工匠古已有之。
现存成书年代（战国初期）最早的手工艺专著《考工记》，将社会组成概略分为六种：王公、士大夫、百工、商旅、农夫与妇功，所谓“国有六职，百工与居一焉”。
在战国时代，中国人已经将卓越的能工巧匠视作具有“济世”之能的“圣人”。他们能够“烁金以为刃，凝土以为器，作车以行陆，作舟行水”。所谓“知者创物，巧者述之守之，世谓之工。百工之事，皆圣人之作也。”
唐代后期的敦煌文献《二十五等人图并序》对中国传统工匠给予这样的描述：“工人者，艺士也，非隐非仕，不农不商......虽无仕人之业，常有济世之能，此工人之妙矣”。这是在长久以来中国传统内圣外王、修身齐家平天下主流价值之外，对能工者、善工者的勇敢歌颂，对工匠精神的至高认同。
清代人段玉裁在《说文解字注 匚部》注解中说：匠，以木工之称，引申为凡工之称也。又曰：百工皆称工。
技艺精湛的鲁班，“游刃有余”的庖丁，一直被中国的工匠们视作毕生的追求。除了庖丁，《庄子》塑造了大批匠人巧者的形象。《达生》篇里的承蜩者，“用志不分，乃凝于神”，粘蝉若拾；梓庆“削木为鐻，鐻成，见者惊犹鬼神。”
道法自然，合于天道。工匠的最高境界便如是。
五、关于工匠的成语：
【鸠工庀材】：庀：pǐ，准备、具备。招集工匠，准备材料。
【良工巧匠】：良工：手艺精良的工人；巧匠：技艺精巧的匠人。指技艺高超的工匠。
【良工心苦】：良工：手艺高明的工匠。形容优秀艺术家的作品，在创作过程中都费尽心思。
【山有木工则度之】：度：图谋。山上有树木，工匠才能量材使用。比喻人有了德才，然后才有可能被人重用。
【审曲面势】：指工匠做器物，要仔细察看曲直，根据不同情况处理材料。也指察看地势。 著历史上名的工匠：
欧冶子、干将、莫邪：铁匠，铸剑师
商高： 公元前1100年前后的西周数学家。最早提出了勾股定理，比古希腊数学家兼哲学家毕达哥拉斯提出勾股定理早500多年。
丁缓： 西汉时代著名工匠、发明家。曾有不少发明创造，其中重要一项就是发明了“被中香炉”，类似于今的空调。
魏伯阳：会稽上虞（现浙江省上虞县）人。生活在距今1800年前，东汉时代的炼丹家（炼丹即冶炼），被后人尊称为“万古丹经王”。积多年实践经验写成《周易参同契》，这部不朽著作是世界上现存的第一部冶炼著作。
戴逵： 东晋时著名的石刻雕塑家。为人谦和，技法高超，传说洛阳龙门大佛像为其所雕。
裴秀魏晋时河东闻喜人（今山西省闻喜县），中国优秀的地图学家。曾主持完成了中国最早的历史地图集《禹贡地域图》和《地形方丈图》。在实践中创立的“制图六体”，成为世界上最早的地图学理论。
綦毋怀文：（生卒年不详）是中国南北朝时著名的冶金家。创造了一种新的炼钢方法，后世称之为“灌钢法”或“团钢法”。这是我国冶金史上一项杰出的成就和创造，在世界炼钢史上占有一定地位。
刘焯： 信都昌亭（今河北省冀县）人，隋代科学家。刘焯把一生的研究成果都写进了《皇极历》这一部历书中，其中最伟大的成就是提出等间距二次内插公式，这在世界上是第一次。 李春：隋代造桥匠师（桥梁专家）。现今河北邢台临城人士。隋开皇十五年至大业初（595～605）建造赵州桥（安济桥）。赵州桥存世1500多年，堪称中国建筑史上的奇迹之一。赵州桥历史悠久、结构奇特、造型美观、居世榜首的赵州桥，凝聚了李春的汗水和心血。李春成为中国、乃至世界建筑史上第一位桥梁专家。
李冰：战国时期水利专家，号称陆海，战国时代著名的水利工程专家。公元前256年—前251年被秦昭王任为蜀郡（今成都一带）太守。期间，李冰治水，创建了奇功，其建堰的指导思想，就是道家的“道法自然”、“天人合一”的思想。他征发民工在岷江流域兴办许多水利工程，其中以他和其子一同主持修建的都江堰水利工程最为著名。几千年来，该工程为成都平原成为天府之国奠定坚实的基础。后世为纪念李冰父子，在都江堰修有二王庙。都江堰也成为著名的风景名胜。
蒯祥：天安门的设计者，人称“蒯鲁班”。蒯祥不论在用料、施工等方面都精心筹划，营造的榫铆骨架都结合得十分准确、牢固。蒯祥还将江南的建筑艺术巧妙地运用上去，他采用苏州彩画，琉璃金砖，使殿堂楼阁显得富丽堂皇。蒯祥不仅木工技术纯熟，还有很高的艺术天赋和审美意识。据记载，蒯祥能以双手握笔同时画龙，合二为一，一模一样，技艺可谓是炉火纯青。在当时营建宫殿楼阁之时，他只需略加计算，便能画出设计图来，待施工完毕后，建筑与设计图样大小尺寸分毫不差。1420年，承天门（即天安门）建筑完工后，他受到众口一词的赞扬，被称为“蒯鲁班”。
丁谓—— 一举三得
祥符中，禁火。时丁晋公主营复宫室，患取土远，公乃令凿通衢取土，不日皆成巨堑。乃决汴水入堑中，引诸道竹木排筏及船运杂材，尽自堑中入至宫门。事毕，却以斥弃瓦砾灰尘壤实於堑中，复为街衢。一举而三役济，计省费以亿万计。
祥符年间，宫中失火。丁晋公奉命修缮被烧毁的宫室，但是取土很远是个困难，丁晋公就命令工匠在大街上挖土。没过几日，大街就成了深沟。丁晋公命令工匠将汴河河水引进沟中，再用很多竹排和船将修缮宫室要用的材料顺着沟中的水运进宫中。宫殿修完后，再将被烧毁的器材和多出来建筑材料填进挖出来得深沟里，重新将街道填出来了。这一举做了三件事，节省下来的钱超过了亿万。
延伸阅读：为啥中国
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