先进制造技术课程教学方法研究

先进制造技术课程教学方法研究（精选9篇）

1.先进制造技术课程教学方法研究 篇一

先进制造技术内涵广泛、学科交叉,并且不断地发展与完备,在激烈的国际市场竞争中,制造业要求生存和发展,必须掌握并科学运用最先进的制造技术。先进制造技术也是改造传统产业的有力武器。先进制造技术的发展与产业化,将对国民经济的发展产生越来越大的影响。本文主要分析了当今我国先进制造技术的特点及发展趋势,介绍了当今制造技术面临的问题,论述了先进制造的前沿科学,并展望了先进制造技术的发展前景。制造业在国家企业生产力构成中占很大比重,因此若想增强综合国力,大力发展制造技术是必由之路。

关键词:先进制造 特点 发展现状 趋势 0引言:先进制造技术(Advanced Manufacturing Technology,简称为AMT)是指微电子技术、自动化技术、信息技术等先进技术给传统制造技术带来的种种变化与新型系统[1]。具体地说,就是指集机械工程技术、电子技术、自动化技术、信息技术等多种技术为一体所产生的技术、设备和系统的总称。主要包括:计算机辅助设计、计算机辅助制造、集成制造系统等。AMT是制造业企业取得竞争优势的必要条件之一,但并非充分条件,其优势还有赖于能充分发挥技术威力的组织管理,有赖于技术、管理和人力资源的有机协调和融合。

2.先进制造技术课程教学方法研究 篇二

《先进制造技术》是应用型本科专业的一门重要的专业基础课。这门课程着重介绍各种各样的先进技术,如微电子、计算机、自动化、信息等在机械领域的应用,目的在于开拓学生的视野,跟随当今制造业发展的步伐,为国家培养出适合当今社会需求的多学科技术背景下的合格机械专业学生。因此,如何提高其教学质量成为摆在授课教师面前的一个迫在眉睫的问题。

经过几年的教学实践,在对该门课程内容理解的基础上,着重分析了该门课程自身所存在的课程特点。结合荣成学校自身的授课特点,提出将任务驱动教学方式引入到该门课程的授课过程中,并增设了相关的参观试验。最后通过实践证实了该教学方法的有效性。

1先进制造技术课程的分析

1.1先进制造技术课程特点

(1)多学科内容交叉融合。先进技术是制造业在不断吸收现代科技与管理技术最新成果的基础上,将机械、电子、信息、材料和管理技术为一体的新兴交叉技术。

(2)课程知识覆盖面广。该门课程不仅仅包括传统的机械制造、设计方面的内容,还包括生产管理方面的内容,即现代生产经营和管理技术这些部分的内容。

(3)课程内容不是一成不变的。该课程所讲授的内容是跟随者科学技术的发展不断动态变化,不断更新的。随着时间的推移,各种最新技术成果都将被采纳作为先进制造技术的授课内容。

1.2先进制造技术授课特点

(1)授课学时少。该门课程(以哈尔滨理工大学荣成学院为例)按照教学大纲的授课学时为36理论学时,没有安排实验学时。

(2)知识点内容概述性讲解。教学中采用的教材是孙燕华主编的《先进制造技术》,由电子工业大学出版。该教材的内容主要包括现代设计技术、先进制造工艺技术、制造自动化技术以及现代生产和管理技术等,内容覆盖面广,目的就是让学生的所学紧跟社会发展的步伐。其中每种先进制造技术甚至都可以作为一门完整的课程来讲授。再加上该门课程的授课学时一般比较少。因此,授课教师无法做到对每种先进制造技术的关键技术都深入、详细地讲解,只能概括性的讲述每种技术的内容、基本原理、应用场合和发展趋势等,这导致大部分学生都觉得异常乏味,挫伤了学生学习的主动性和积极性,束缚了学生学习潜能的开发以及创新思维的训练,学习效果不好。

(3)课后作业完成效果差。由于该门课程都属于文字性的内容,布置的作业一般都属于问答题。这就导致学生在完成作业的时候,抄袭现象特别严重。另外,学生在完成作业的过程中,只是机械式的抄写,而不动脑子思考。所以,课后通过布置作业的学习效果不是很好。

2教学方式的改革

在分析先进制造技术课程特点的基础上,本文提出将任务驱动教学法引入到该课程的教学中,改变了授课方式,并增设了相关的参观试验,全面调动学生学习的兴趣以及积极性。

2.1授课内容的选取

由于该门课程的内容覆盖了产品的设计、制造以及生产加工和管理等产品的完整的过程。考虑到该门课程的教学目的就是开拓学生的眼界,增加相关的知识面,是作为后续相关专业课程的一个先导课程为学生讲授的。因此,在授课过程中应侧重于对于每种技术的设备及应用方面的介绍,忽略关于具体的加工原理等技术知识点的讲解。从而降低教学难度,让课程知识浅显易懂。

2.2授课方式的转变

将任务驱动教学法引入到理论教学中,具体的思路就是:教师课前针对课堂内容提出相关的课堂任务;学生针对老师布置的任务进行课前的资料搜索;在课堂教学过程中,人选一小组学生进行PPT汇报,其它小组学生进行相关的讨论与补充;教师对学生的讲解进行点评以及结合教材的相关知识点进行详细讲解;布置下一次课的相关课堂任务,开始新一轮的循环。

2.3增设相关的参观试验

为了便于学生对于相关加工方法的理解以及设备的感性认识,将部分理论学时调整为试验学习。主要是由任课教师带领学生参观认识学院工程训练中心,了解该门课程所涉及的相关加工设备,从而增强学生对于该门课程的感性认识。另外,通过该方式可以让学生充分感受到所学的知识在现实生活中的具体应用,从而将理论与实际结合起来,能更充分的调动自己学习的兴趣,增强学生学习的积极性。

3总结

通过一学期的教学实践,绝大部分学生从刚开始的不适应,甚至稍微带点抵触心理,到后来的感兴趣,并认为该种授课方式确实有趣生动。在轻松愉快学习的同时,还能掌握相关知识。在整个教学过程中,还能锻炼信息获取、处理以及表达方面的能力。

总之,采用本文介绍的教改方法,即筛选授课内容,引入任务驱动教学法,并增设相关的参观试验,能有效地激发学生的学习兴趣,提高教学效果,并能引导学生自主学习。

参考文献

[1]孙燕华.先进制造技术[M].北京:电子工业出版社,2009.

[2]刘俊萍.先进制造技术课程教学改革探讨[J].机械管理开发,2011(02):195-196.

[3]姜晨,李郝林.面向卓越工程师的先进制造技术课程教学浅谈[J].科教文汇,2014(02):64-65.

[4]杨洪雪.任务驱动式教学方法的特点及过程设计[J].教学与管理,2006(30):129-130.

3.先进制造技术课程教学方法研究 篇三

关键词：机械制造技术、教学改革、实践教学

中国分类号：G620

前言

《机械制造技术》这门课是机械类专业必修的一门专业基础课，这门课具有较强的实践性和应用性，学习这门课可以为将来学生解决制造中的技术问题打下良好的基础。本课程的任务是培养学生掌握金属切削过程的基本规律，掌握机械加工的基本知识，能选择机床、刀具、夹具及加工方法与加工参数，掌握机械加工精度和表面质量的基本理论和基本知识，使学生具有工艺设计和夹具设计的基本技能。通过实践教学环节培养学生分析解决工程实际问题的能力。学生通过本课程的学习，能够掌握常用金属材料、各种主要加工方法以及零件的结构工艺性的相关知识，培养在工程材料和工艺方法方面具有解决实际问题的能力，提高职业素质和创新意识，从而为将来胜任不同职业和不同岗位上的相关生产技术工作奠定良好的基础。在教学过程中如何使学生对课程的重要性有足够的认识，如何使学生能真正掌握机械制造技术的相关理论知识，如何提高学生的机械制造技术应用能力，从而适应今后工作岗位的需要，是一个值得探讨的问题和教学改革的核心。

一、课堂教学的改革

机械类专业课程的课堂教学最主要的难点在于教学内容比较单调枯燥，不容易引起学生的兴趣。针对这个问题，我们主要在教学手段上进行了调整：一是大量应用现代化教学手段，如实际加工的影像和多媒体技术的三维动画等，在扩大信息量的同时使学生对学习的内容有直观的视觉认识，增加了学习兴趣；运用网络技术，建立《机械制造技术》的课程教学网站，课程的教学内容，教学课件，教学资源，教学录像等大量资源供学生随时随地的学习使用。二是改变老师在课堂上主讲，学生只听的单一模式，主要采用的有实践教学法、案例教学法、提问教学法和讨论教学法等，必要时还安排学生到工厂参观实习。针对不同的教学内容，采取不同的教学方法。主要的目的使学生对课堂教学感兴趣，自主的融入课堂教学中来，这样才能大大提高教学效果。

坚持以生产实际过程设计学习情境，教学过程“以任务为载体、学生为主体、能力训练为目标”，使学生在学中做、做中学，实现知识与能力并进。课程内容选取及组织以专业培养目标为依据，以应用为目的，以能力为本位，以职业实践为主线，遵循由浅入深、循序渐进的原则，课程内容模块化，突出工作任务与岗位能力要求的相关性，使学生掌握本课的基本知识与基本技能，形成分析和解决实际问题的能力，加强学生的职业道德观念，使其成为从事生产一线工作的优秀高端技能型专门人才。

课程选取合适的教材，以产品零件的加工过程为主线，将工程材料、热处理、毛坯成形、测量技术及部分简单的切削刀具和机床、各种表面加工等内容及现代制造技术的内容整合序化，既有传统制造基础的知识，又有新技术、新知识，循序渐进，重点突出，简明扼要。

二、教学过程的改革

根据传统教学，一般按照机械工程材料——热处理——毛坯成型方法——各类金属切削机床加工——机械加工工艺过程的顺序进行讲授，课程内容庞杂，涉及面广，学生抓不住主线，缺乏学习兴趣。在以前的教学中，比如讲材料时，介绍所有的材料，讲毛坯时介绍所有的毛坯成型方法，讲加工方案时介绍所有的加工方法（孔、平面、外圆等）……使有机连续的机械制造过程被分裂开来。在课程改革过程中，我们以典型工作任务、具体的零件加工为背景，以实施过程为主线，围绕零件的加工过程进行系统化教学，将教学过程与生产过程相对接。把实验、实训、现场教学等实践性教学环节融入到教学过程中，在教学过程中做到教学做一体化。而作为课程载体的典型零件来自校企合作的真实产品，学生能够有更多机会到企业学习和了解现代制造企业常用的制造技术、设备，并能真实接触和了解企业的工艺管理、生产运作、质量管理等知识，从多方面加深了学生对企业工作的了解和认识，对他们毕业后尽快适应工作岗位有很大帮助。

三、教学方法的改革

在教学过程中围绕如何体现课程的特点，反映课程的特征，并使学生通过该课的学习提高工程意识，培养理论联系实际的能力、解决实际问题的能力及创新思维能力，这是教学改革的目标[2，3]。

1.灵活运用多媒体教学手段，使得课堂教学变得更加形象与生动。例如，讲解不同加工方法的原理、加工过程的机理，分析加工过程中的各种影响因素、过程量的变化趋势等，采用动画模型往往更容易调动学生的感官功能，增强学生的理解和记忆，提高教学效果和质量。

2.将学校科研融入到课程教学中，能够促进学生了解和掌握学科领域的最新知识，使讲授的知识与生产实际紧密联系起来，激发学生学习课程的兴趣，培养学生的工程意识。

3.机械制造技术教学内容实践性较强，课程实验是其教学内容不可分割的组成部分， 所以在教学方法上要加强实践教学。

总之，在教学上我们应充分利用传统和现代教育手段，综合运用多媒体教学、实物教学、虚拟仿真教学、现场教学等多种教学手段提高教学效果。在例如车刀的几何角度测量课程中，可采用实物教学，通过测量真实的车刀的几何角度，掌握刀具几何角度的测量方法。构建虚拟实训和仿真工厂，对于不同的加工工艺，通过仿真软件让学生以动画形式展现虚拟加工过程，使学生身临其境对设备进行操作。

四、考核方式改革

课程以岗位需要为考试、考核内容。将原来的终结性考核方式改为过程考核和终结性考核相结合的考核方式，更注重过程考核。引入第三方评价机制，建立以行业企业为主导，以行业规范和职业标准作为重要依据的第三方质量评价制度，校企共同完成对学生的考核。

五、结束语

经过几年的探索与实践，机械制造技术课程改革取得了良好的教学效果。大部分学生的读图、加工工艺规程编制、实际加工操作等方面的技能和综合应用能力都有显著增强。由于在教学内容上设计与企业实际工作环境接近，学生普遍反映对以后要从事的工作有比较清晰的了解，对自己的能力和不足也有清醒的认识，从而在以后的学习中知道要在哪些方面予以加强。

参考文献：

[1]左敦稳.现代加工技术[M].北京：北京航空航天大学出版社，2005：5-12.

[2]杨小璠，郑添义./机械制造技术基础课的改革与实践[J].集美大学学报.2005

[3]楚生，梁式，胡映宁，等./机械制造技术基础新课程的继承与改革[J].高教论坛，2004

4.先进制造技术与先进制造模式论文 篇四

摘要：文章阐述了机械制造发展的精密化、自动化、信息化、柔性化、清洁化、集成化和智能化趋势，介绍了先进制造模式，并提出了我国目前存在的差距及发展策略。 随着科学技术的飞速发展和市场竞争日益激烈，越来越多的制造企业开始将大量的人力、财力和物力投……

关键词：先进制造技术论文

随着科学技术的飞速发展和市场竞争日益激烈，越来越多的制造企业开始将大量的人力、财力和物力投入到先进的制造技术和先进的制造模式的研究和实施策略之中。改革开放以来，我国制造科学技术有日新月异的变化和发展，确立了社会主义市场经济体制，但与先进的国家相比仍有一定差距，为了迎接新的挑战，必须认清制造技术的发展趋势，缩短与先进国家的差距，使我国的产品上质量、上效率、上品种和上水平，以增强市场竞争力，因此，对制造技术及制造模式的研究和实施是摆在我们面前刻不容缓的重要任务，以实现我国机械制造业跨入世界先进行列。

一、机械制造业的发展趋势

先进的制造业是将物料、能源、设备、资金、技术、信息和人力等制造资源通过先进的制造技术、先进的管理技术和先进的制造过程转变成人类需求产品的行业。行业追求的目标是：高质量、高效率、高柔性、低成本、低劳动力、低消耗、品种多和规格全的产品，因此，21世纪的机械制造技术的发展趋势体现在以下几个方面：

(一)精密化

精密加工、特种加工、超精密加工技术、微型机械是现代化机械制造技术发展的方向之一。精密和超精密加工技术包括精密和超精密切削加工、磨削加工、研磨加工以及特种加工和复合加工(如机械化学研磨、超声磨削和电解抛光等)三大领域。超精密加工技术己向纳米(lnm=10-3μm)技术发展。纳米技术己在纳米机械学、纳米电子学和纳米材料技术得到了应用。因此，它促进了机械科学、光学科学、测量科学和电子科学的发展。

(二)自动化

自动化技术自20世纪初出现以后，经历了由刚性自动化向柔性自动化的发展过程，自动化技术的成功应用，不但提高了效率，保证了产品质量，还可以代替人去完成危险场合的工作。对于批量较大的生产自动化，可通过机床自动化改装、应用自动机床、专用组合机床、自动生产线来完成。小批量生产自动化可通过NC、MC、CAM、FMS、CIM、IMS等来完成。在未来的自动化技术实施过程中，将更加重视人在自动化系统中的作用。

(三)信息化

信息、物质和能量是制造系统的三要素。产品制造过程中的信息投入，己成为决定产品成本的主要因素。制造过程的实质是对制造过程中各种信息资源的采集、输入、加工和处理过程，最终形成的产品可看作是信息的物质表现，因此可以把信息看作是一种产业，包括在制造之中。为此一些企业开始利用网络技术、计算机联网、信息高速公路、卫星传递数据等实现异地生产。使生产分散网络化，以适应高柔性生产的需要。

(四)柔性化

随着科学技术的飞速发展和人民生活水平不断提高，促使产品更新换代的速度不断加快，这就要求现代企业必须具备一定的生产柔性来满足市场多变的需要。所谓柔性，是指一个制造系统适应各种生产条件变化的能力，它与系统方案、人员和设备有关。系统方案的柔性是指加工不同零件的自由度。人员柔性是指操作人员能保证加工任务，完成数量和时间要求的适应能力。设备柔性是指机床能在短期内适应新零件的加工能力。

(五)集成化

集成是综合自动化的一个重要特征。集成的作用是将原来独立运行的多个单元系统集成一个能协调工作的和功能更强的新系统。集成不是简单的连接，是经过统一规划设计，分析原单元系统的作用和相互关系并进行优化重组而实现的。集成化的目的是实现制造企业的功能集成，系统运行的效果与企业经营思想、运行机制、管理模式都与人有关，因此在技术上集成的同时，还应强调管理与人的集成。

(六)智能化

智能化是制造技术的发展趋势之一。智能制造技术(IMT)是将人工智能融入制造过程的各个环节，在整个制造过程中贯彻智力活动，使系统柔性的方式集成起来，通过模拟人类专家的智能活动，取代或延伸制造系统中的部分脑力劳动，在制造过程中系统能自动监测其运行状态，在受到外界干扰或内部激励能自动调整其参数，以达到最佳状态和具备自组织能力。

二、先进的制造模式

机械制造业发展趋势表明，只有采用先进的.制造技术并能实施在相匹配的制造模式中才能符合上述的趋势。制造模式是指企业体制、经营、管理、生产组织和技术系统的形态和运作模式。

(一)精良生产(LP)

20世纪90年代美国麻省理工学院(MIT)提出精良生产(LP)概念。它的特征是：(1)重视客户需求，以最快的速度和适宜的价格提供质量优良的适销新产品去占领市场，并向客户提供优质服务。(2)重视人的作用，强调一专多能，推行小组自治工作制，赋予每个工段有一定的独立自主权，运行企业文化。(3)精简一切生产中不创造价值的工作，减少管理层次，精简组织结构，简化产品开发过程和生产过程，减少非生产费用，强调一体化质量保证。(4)精益求精、持续不断的改进生产、降低成本、零废品、零库存和产品品种多样化。

(二)集成制造与智能制造

美国哈林顿博士在“计算机和集成制造”一书中提出计算机和集成制造(CIM)的概念。集成制造的核心内容是：制造企业从市场预测、产品设计、加工制造、经营管理直至售后服务是一个不可分割的整体，需要统筹考虑。整个制造过程的实质是信息采集、传递和加工过程，最终生产的产品可看作是信息的物质表现。集成的目的在于制造企业组织结构和运行方式的合理化和最优化，以提高企业对市场变化的动态响应速度，并追求最高整体效益和长期效益。

智能制造(IM)是美国出版研究IM和IMS书籍中首先提出的。它的特征是：在制造工业的各个环节的高度柔性与高度集成的方式，通过计算机和模拟人类专家的智能活动，进行分析、判断、推理、构思和决策，旨在取代或延伸制造环境中人的部分脑力劳动，并对人类专家的制造智能进行收集、存储、完善、共享、继承与发展。

三、存在差距和实施策略

改革开放以来，通过技术改造和引进国外先进制造技术，使我国的制造工业有了长足的进步，但和先进国家相比还存在很大差距，表现在：技改投入相对不足，原有技术基础和研究开发能力薄弱，制造业产品落后，技术水平低，信息含量少，更新换代慢，以及市场营销、经营管理、人才素质相对落后，缺乏国际竞争能力。面对这样形势，发展先进制造技术、实施先进的制造模式已经到了刻不容缓的地步。为了使我国的制造业站在世界先进行列，必须采取相适应的措施和策略。

发展和推广先进的制造技术、实施先进的制造模式人才是关键。我国是社会主义市场经济体制，研究先进制造技术和先进的生产模式其根本目的是制造出有竞争力的产品去占领国内市场和国际市场，科技人员必须强化市场意识，因此人才的培养要注意市场导向。

5.先进制造技术 篇五

面对越来越激烈的国际市 场竞争，我国机械制造业面临着严峻的挑战。我们在技术上已经落后，加上资金不足，资源短缺，以及管理体制和周围环境还存在许多问题，需耍改进和完善，这些 都给我们迅速赶超世界先进水平带来极大的困难。但另一方面.随着我国改革的不断深人，对外开放的不断扩大，为我国机械制造业的振兴和发展提供了前所未有的 良好条件机械制造业作为一个传统的领域已经发展了很多年，积累了不少理论和实践经验，但随着社会的发展，人们的生活水平日益提高，各个方面的个性化需求越加强烈。作为已经深入到各行各业并已成为基础工业的机械制造业面临着严峻的挑战。机械制造技术的发展趋势可以概括为：（1）机械制造自动化。（2）精密工程。（3）传统加工方法的改进与非传统加工方法的发展。机械制造自动化技术始终是机械制造中最活跃的一个研究领域，也是制造企业提高生产率和赢得市场竞争的主要手段。

一、集成化

计算机集成制造（CIMS）被认为是21世纪制造企业的主要生产方式。CIMS作为一个由若干个相互联系的部分（分系统）组成，通常可划分为5部分：

1.工程技术信息分系统

2.管理信息分系统（MIS）3.制造自动化分系统（MAS）

4． 质量信息分系

5． 计算机网络和数据库分系统（Network & DB）

二、智能化

智能制造系统可被理解为由智能机械和人类专家共同组成的人机一体化智能系统，该系统在制造过程中能进行智能活动，如分析、推理、判断、构思、决策等。在智能系统中，“智能”主要体现在系统具有极好的“软”特性（适应性和友好性）。

三、敏捷化 敏捷制造是以竞争力和信誉度为基础，选择合作者组成虚拟公司，分工合作，为同一目标共同努力来增强整体竞争能力。为了达到快速应变能力，虚拟企业的建立是关键技术，其核心是虚拟制造技术，即敏捷制造是以虚拟制造技术为基础的。实现敏捷制造的技术基础包括：

1． 大范围的通讯基础结构，要求在全国范围内建立工厂信息网络和准时信息系统（Just-In-Time-Information）。

2． 柔性化、模块化的产品设计方法。3． 高柔性、模块化、可伸缩的制造系统。4． 为定单而设计、制造的生产方式。5． 基于任务的组织与管理。6． 基于信任的雇佣关系。

四、虚拟化

虚拟制造”的概念于20世纪90年代初期提出。虚拟制造以系统建模和计算机仿真技术为基础，集现代制造工艺、计算机图形学、信息技术、并行工程、人工智能、多媒体技术等高新技术为一体，是一项由多学科知识形成的综合系统技术。虚拟制造利用信息技术、仿真计算机技术对现实制造活动中的人、物、信息及制造过程进行全面的仿真，以发现制造中可能出现的问题，在产品实际生产前就采取预防的措施，从而达到产品一次性制造成功，来达到降低成本、缩短产品开发周期，增强产品竞争力的目的。

五、清洁化

清洁生产是指：将综合预防的环境战略，持续应用于生产过程和产品中，以便减少对人类和环境的风险。

清洁生产的两个基本目标是资源的综合利用和环境保护。对生产过程而言，清洁生产要求渗透到从原材料投入到产出成品的全过程，包括节约原材料和能源，替代有毒的原材料和短缺资源，二次能源和再生资源的利用，改进工艺及设备，并将一切排放物的数量与毒性削减在离开生产过程之前。对于产品而言，清洁生产覆盖构成产品整个生命周期的各个阶段，即从原材料的提取到产品的最终处理，包括产品的设计、生产、包装、运输、流通、销售及报废等，合理利用资源，并最大限度地减少对人类和环境的不利影响。

机械制造业的挑战： 面对21世纪世界经济一体化的挑战，机械制造业存在的主要问题有以下几个方面： 1．合资带来的忧愁

改革开放以来，我国大量引进技术和技术装备使机械制造业有了长足的发展，但也给人们带来了许多担忧.20世纪90年代以来，大型跨国公司纷纷进军杀入国内机械工业市场，主要集中在汽车、电工电器、文化办公设备、仪器仪表、通用机械和工程机械等领域，这几个行业约占机械工业外商直接投资金额的80％。存在着许多技术黑洞

中国的机械制造业除了面临“外敌”之外，自身也存在着诸多问题。整个工业制造设备的骨干都是外国产品，这暴露了我国工业化的虚弱性。机械制造业是一个国家的脊椎和脊柱，中国今后如果不把腰杆锻炼硬了，挺直了，那么整个经济和国防都是虚弱的。机械制造业落后近30年

机械制造产业在我国还处于起步阶段，但在欧美等发达国家，已经成为整个产业链上重要的一环，由于其具有对资源的循环利用、性价比高等优点，在西方发达国家应用已经比较普遍，但在我国机械市场中，机械制造产业发展却遇到了一系列现实挑战。相比欧美等发达国家来说，我国的工程机械再制造产业的发展要相对缓慢一些.国家扶持的支点偏离

业内人士普遍认为，技术黑洞的形成与国家的重视程度、投入密切相关。国家在过失的二十多年来忽视了发展机械行业，在政策、资金等方面都出现了偏差，从政策方面来看，国家大的政策是在鼓励企业加强对资源的循环利用，但相关配套政策规定的不够健全，使得工程机械制造产业在国内发展遭遇了现实尴尬。如制造产品被归属旧件回收，没有增值税发票，不能享受增值税抵扣政策，也不能减免制造企业增值税，这给企业的发展带来较大的阻碍。

综上所述，机械制造业的发展方向是将传统的制造技术与现代信息技术、管理技术、自动化技术、系统工程技术进行有机的结合，通过计算机技术是企业产品在全生命周期中有关的组织、经营、管理和技术有机集成和优化运行，在企业产品全生命周期中实现信息化、智能化、集成优化达到产品上市快、服务好、质量优成本低的目的，进而提高企业的柔性、健壮性和敏捷性，是企业在激烈的市场竞争中立于不败之地。

二、简述先进制造技术的定义、特点和发展趋势。（10分）定义：先进制造技术(Advanced Manufacturing Technology，简称为AMT）是指微电子技术、自动化技术、信息技术等先进技术给传统制造技术带来的种种变化与新型系统。具体地说，就是指集机械工程技术、电子技术、自动化技术、信息技术等多种技术为一体所产生的技术、设备和系统的总称。

特点：1.先进制造技术涉及到产品从市场调研、产品开发及工艺设计、生产准备、加工制造、售后服务等产品寿命周期的所有内容，它的目的是提高制造业的综合经济效益和社会效益，是面向工业应用的技术。

2.先进制造技术强调计算机技术、信息技术、传感技术、自动化技术、新材料技术和现代系统管理技术在产品设计、制造和生产组织管理、销售及售后服务等方面的应用。它驾驭生产过程的物质流、能量流和信息流，是生产过程的系统工程。

3.80年代以来，随着全球市场竞争越来越激烈，先进制造技术要求具有世界先进水平，它的竞争已经从提高劳动生产率转变为以时间为核心的时间、成本和质量的三要素的竞争，因此它是面向全球竞争的技术。

4.先进制造技术的最新发展阶段保持了过去制造技术的有效要素，同时吸收各种高新技术成果，渗透到产品生产的所有领域及其全部过程，从而形成了一个完整的技术群，具有面向21世纪新的技术领域。

发展趋势：计算机技术、自动控制理论、数控技术、机器人、CAD/CAM技术、CIM技术以及网络通信技术等在内的信息自动化技术的迅猛发展，为先进制造技术的发展和应用提供了日益增多的高效能手段。

（一）工业应用的技术，机械、电子、信息、材料及能源技术成果，综合应用于制造过程。

1.数控技术（Numerical Control），简称数控（NC），是用数字量及字符作为加工的指令，实现自动控制的技术。服了传统机械加工的缺点。

2.计算机辅助设计与制造（CAD/CAM），是计算机辅助设计依托强大软件来完成产品设计中的建模、解算、分析、虚拟模拟、加工模拟、制图、数控编程、编制工艺文件等工作。

3.特种加工技术，尺寸精度、表面粗糙度和某些特殊要求越来越高，工件材料越来越硬，加工表面越来越复杂，传统的加工方法已不能满足生产的需要，人们探索利用电、磁、声、光、化学等能量或将多种能量组合施加在工件的被加工部位，实现材料去除、变形、改变性能或被镀覆等非传统加工方法，这些方法统称为特种加工。

（二）制造业综合自动化，信息技术、自动化技术、现代企业管理技术的有机结合。

1.机器人技术，计算机控制的可再编程的多功能操作器，又称工业机器人。它能在三维空间内完成多种操作。

2.成组技术，人们用大批量生产的组织形式以高效的生产设备、高效的工艺技术去制造单件小批的零件，降低生产成本，成组技术（Group Technology简称GT）就应运而生。

3.柔性制造系统（FMS-Flexible Manufacturing System），是以计算机为控制中心实现自动完成工件的加工、装卸、运输、管理的系统。它具有在线编程、在线监测、修复、自动转换加工产品品种的功能。

柔性制造系统具有：高柔性，在线编程使计算机响应进行控制高自动化设备工作；高效率，合理控制设备的切削用量实现高效加工。

（三）系统管理技术，制造业综合自动化、过程工业综合自动化、系统技术等综合应用于制造全过程，实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产，获得理想技术经济效果。

1.并行工程（Concurrent Engineering），简称（CE）是对产品及其设计过程和制造过程进行并行、集成设计的一种系统化工作模式，这种模式使产品开发人员从一开始就考虑到从概念形成到产品报废的全生产周期中的所有因素，包括加工的质量、成本、进度和产品的技术性能及使用性能需求等，减少加工制造中可能出现的问题，加速产品开发过程，缩短开发周期。

2.虚拟制造（Virtual Manufacturing），简称（VM）利用计算机技术、建模技术、信息处理技术、仿真技术对现实制造活动中的人、物、信息及制造过程进行全面的仿真模拟，以发现设计或制造中出现的问题，在产品实际生产前就改进完成，省略了产品的开发研制阶段，达到降低设计和生产成本，缩短产品开发周期，增强产品竞争力的目的。

3.计算机集成制造系统（Computer Integrated Manufacturing Systen），简称（CIMS）是在自动化技术、信息技术及制造技术的基础之上，通过计算机网络及数据库，将分散的自动化系统有机的集成起来，完成从原材料采购到产品销售的一系列生产过程的高效益、高柔性的先进制造系统。

三、现代设计技术的核心因素及发展特点有哪些？ 列举一些主要设计技术方法。（15分）

现代设计技术的核心因素：质量、时间和成本。质量：满足用户功能要求，符合有关法律、标准和生态环境要求，安全性、可靠性、合理寿命，方便使用和维护保养，用户培训、质量保证和维修服务。

成本：产品成本、合理利润、一次性安装费用和经常性维修费用。时间：设计开发的周期，供货的时间、方式等方面的适应能力。现代设计技术的特点：（1）系统性

强调用系统的观点处理设计问题。整体上把握涉及对象，考虑对象与人、环境的联系。

（2）动态性

要考虑产品的静态特性，和实际工作状态下的动态特性，考虑与周围环境的物资、能量及信息的交互。

（3）创造性

是建立在先进的设计理论及工具，能充分发挥设计者的创造性思维，运用各种手段和方法，开发出创造性的产品。

（4）计算机化

计算机已渗透到产品设计的各个环节，充分利用计算机的数值计算、严密的逻辑思维能力和巨大的信息存储及处理能力：优化设计、有限元分析和系统仿真等。

（5）并行化、最优化、虚拟化和自动化

强调的是设计过程。综合考虑产品全生命周期中的所有因素，强调并行设计。

在设计过程中，用优化的理论与技术，对产品进行方案优选、结构优选和参数优选，达到整体优化。自动化主要依靠计算机辅助设计技术和自动建模技术。

（6）主动性

现代设计在设计初期，就对产品全生命周期的各种可能做出准确预测，减少故障的发生，体现了主动性。

主要设计技术方法：

1.并行设计

并行设计是一种对产品及其相关过程(包括设计制造过程和相关的支持过程)进行并行和集成设计的系统化工作模式。强调产品开发人员一开始就考虑产品从概念设计到消亡的整个生命周期里的所有相关因素的影响，把一切可能产生的错误、矛盾和冲突尽可能及早地发现和解决，以缩短产品开发周期、降低产品成本、提高产品质量。

二、虚拟设计

在达到产品并行的目的以后，为了使产品一次设计成功，减少反复，往往会采用仿真技术，而对机电产品模型的建立和仿真又属于是虚拟设计的范畴。虚拟设计能实现在产品加工制造之前，建立产品的功能、结构模型，并能对其进行修改和评审，以满足不同客户的要求。

三、绿色设计

绿色设计是指以环境资源保护为核心概念的设计过程，其基本思想就是在设计阶段就将环境因素和预防污染的措施纳人产品设计之中，将环境性能作为产品的设计目标和出发点，力求使产品对环境的影响为最小。

四、可靠性设计

机电产品的可靠性设计可定义为:产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的能力。可靠性设计是以概率论为数学基础，从统计学的角度去观察偶然事件，并从偶然事件中找出其某些必然发生的规律，而这些规律一般反映了在随机变量与随机变量发生的可能性(概率)之间的关系。

五、智能优化设计

随着与机电一体化相关技术不断的发展，以及机电一体化技术的广泛使用，我们面临的将是越来越复杂的机电系统。解决复杂系统的出路在于使用智能优化的设计手段。智能优化设计突破了传统的优化设计的局限，它更强调人工智能在优化设计中的作用。

六、计算机辅助设计

机械计算机辅助设计，是在一定的计算机辅助设计平台上，对所设计的机械零、部件，输入要达到的技术参数，由计算机进行强度，刚度，稳定性校核，然后输出标准的机械图纸，简化了大量人工计算及绘图，效率比人工提高几十倍甚至更多。

七、动态设计

动态设计法是在计算参数难以准确确定、设计理论和方法带有经验性和类比性时，根据施工中反馈的信息和监控资料完善设计，是一种客观求实、准确安全的设计方法。动态设计通过建立监测系统和信息反馈有利于控制施工安全，并不断地将现场情况及变化反馈到设计单位，以便调整完善设计。

八、模块化设计

结构模块化设计主要是以功能化的产品结构为基础，分解现有的产品，在分解中考虑到各个要素的可行性，从而在早期就预测到设计中可能会出现的矛盾，提高设计的可行性和可靠性，降低产品的成本。

九、计算仿真设计

根据工程机械不同的作业功能，在计算机上模拟各种作业过程，以分析和确定各种状态下的作业参数，研究工程机械各系统主要部件的结构合理性，借助数学实验等方法预估工程机械的作业效果，从而可大大减少设计上的失误，避免或减少走弯路。

十、人机学设计

应用人体测量学、人体力学、劳动生理学、劳动心理学等学科的研究方法，对人体结构特征和机能特征进行研究，提供人体各部分的尺寸、重量、体表面积、比重、重心以及人体各部分在活动时的相互关系和可及范围等人体结构特征参数；还提供人体各部分的出力范围、以及动作时的习惯等人体机能特征参数，分析人的视觉、听觉、触觉以及肤觉等感觉器官的机能特性；分析人在各种劳动时的生理变化、能量消耗、疲劳机理以及人对各种劳动负荷的适应能力；探讨人在工作中影响心理状态的因素以及心理因素对工作效率的影响等。

十一、摩擦学设计

摩擦学是研究相对运动的作用表面间的摩擦、润滑和磨损，以及三者间相互关系的理论与应用的一门边缘摩擦学系统过程研究学科。

十二、疲劳设计 疲劳就是材料、零件和构件在循环加载下，在某点或某些点产生局部的永久性损伤，并在一定循环次数后形成裂纹、或使裂纹进一步扩展直到完全断裂的现象。

十三、反求设计

反求设计（也称逆向设计），是指设计师对产品实物样件表面进行数字化处理(数据采集、数据处理)，并利用可实现逆向三维造型设计的软件来重新构造实物的CAD模型(曲面模型重构)，并进一步用CAD/CAE／CAM系统实现分析、再设计、数控编程、数控加工的过程。

十四、无障碍设计

无障碍设计强调在科学技术高度发展的现代社会，一切有关人类衣食住行的公共空间环境以及各类建筑设施、设备的规划设计，都必须充分考虑具有不同程度生理伤残缺陷者和正常活动能力衰退者（如残疾人、老年人）群众的使用需求，配备能够应答、满足这些需求的服务功能与装置，营造一个充满爱与关怀、切实保障人类安全、方便、舒适的现代生活环境。

十五、共用性设计

共用性设计UD(Universal Design)是指，在商业利润的前提下河现有生产技术条件下，产品（广义的，包括器具﹑环境﹑系统和过程等）的设计尽可能使不同能力的使用者（例如残疾人﹑老年人等），在不同的外界条件下能够安全﹑舒适地使用的一种设计过程。

十六、有限元法

以电子计算机为工具的一种现代数值计算方法。它不仅能用于工程中复杂的非线行问题、非稳态问题的求解, 还可用于工程设计中进行复杂结构的静态和动力分析, 并能准确地计算形状复杂零件的应力分布和变形, 成为复杂零件强度和刚度计算的有力分析工具。

十七、机械系统设计

系统的观点,研究内外系统和各子系统之间的相互关系,通过各子系统的协调工作,取长补短来实现整个系统最佳的总功能。

十八、机械动态设计

根据产品的动载工况,以及对产品提出的动态性能要求与设计准则,按动力学方法进行分析计算、优化与试验、并反复进行的一种设计方法。

十九、工业艺术造型设计

在保证产品实用功能的前提下,用艺术手段按照美学法则对工业产品进行造型活动,对工业产品的结构尺寸、体面形态、色彩、材质、线条、装饰及人际关系等因素进行有机的综合处理,从而设计出优质美观的产品造型。

四、简述超高速加工技术和超精密加工技术所涉及的主要关键技术问题有哪些？（20分）

超高速加工技术：超高速加工技术是指采用超硬材料刀具和磨具，利用能可靠地实现高速运动的高精度、高自动化和高柔性的制造设备，以提高切削速度来达到提高材料切除率、加工精度和加工质量的先进加工技术。

超高速加工技术的特征：切削力低、热变形小、材料切除率高、高精度、减少工序。

超高速加工技术主要包括：超高速切削与磨削机理研究，超高速主轴单元制造技术，超高速进给单元制造技术，超高速加工用刀具与磨具制造技术，超高速加工在线自动检测与控制技术等。

超精密加工技术当前是指被加工零件的制造公差为0.30~0.03um，表面粗糙度值为Ra0.03~0.005um的加工。实现这些加工所采用的工艺方法和技术措施，则称为超精密加工技术。

超精密加工技术主要包括：超精密加工的机理研究，超精密加工的设备制造技术研究，超精密加工工具及刃磨技术研究，超精密测量技术和误差补偿技术研究，超精密加工工作环境条件研究。

五、非传统加工技术主要有哪些种类？ 非传统加工技术的主要特点有哪些？（10分）非传统加工亦称为“特种加工”或“现代加工方法”，泛指用电能、热能、光能、电化学能、化学能、声能及特殊机械能等能量达到去除或增加材料的加工方法，从而实现材料被去除、变形、改变性能或被镀覆等。

非传统加工技术主要种类：化学加工(CHM)、电化学加工(ECM)、电化学机械加工(ECMM)、电火花加工(EDM)、电接触加工(RHM)、超声波加工(USM)、激光束加工(LBM)、离子束加工(IBM)、电子束加工(EBM)、等离子体加工(PAM)、电液加工(EHM)、磨料流加工(AFM)、磨料喷射加工(AJM)、液体喷射加工(HDM)及各类复合加工等。非传统加工技术的主要特点

1、与加工对象的机械性能无关，有些加工方法，如激光加工、电火花加工、等离子弧加工、电化学加工等，是利用热能、化学能、电化学能等，这些加工方法与工

2、非接触加工，不一定需要工具，有的虽使用工具，但与工件不接触，因此，工件不承受大的作用力，工具硬度可低于工件硬度，故使刚性极低元件及弹性元件得以加工。

3、微细加工，工件表面质量高，有些特种加工，如超声、电化学、水喷射、磨料流等，加工余量都是微细进行，故不仅可加工尺寸微小的孔或狭缝，还能获得高精度、极低粗糙度的加工表面。

4、不存在加工中的机械应变或大面积的热应变，可获得较低的表面粗糙度，其热应力、残余应力、冷作硬化等均比较小，尺寸稳定性好。

5、两种或两种以上的不同类型的能量可相互组合形成新的复合加工，其综合加工效果明显，且便于推广使用。

6、特种加工对简化加工工艺、变革新产品的设计及零件结构工艺性等产生积极的影响。

六、简述快速原型制造技术工作原理、其优点是什么？主要类型有哪些？（15分）

RP 技术的基本原理是：将计算机内的三维数据模型进行分层切片得到各层截面的轮廓数据，计算机据此信息控制激光器（或喷嘴）有选择性地烧结一层接一层的粉末材料（或固化一层又一层的液态光敏树脂，或切割一层又一层的片状材料，或喷射一层又一层的热熔材料或粘合剂）形成一系列具有一个微小厚度的片状实体，再采用熔结、聚合、粘结等手段使其逐层堆积成一体，便可以制造出所设计的新产品样件、模型或模具，简单描述就是 “分层制造，逐层叠加” 类似于积分过程。如下图：

快速原型制造技术优点：

1.从制造角度出发，减少设计、加工、检查的工具，不需要任何刀具，模具及工装卡具的情况下，可将任意复杂形状的设计方案快速转换为三维的实体模型或样件。

2.从市场和用户角度出发，减少风险，可实时地根据市场需求低成本地改变产品。模型或样件可直接用于新产品设计验证、功能验证、外观验证、工程分析、市场订货以及企业的决策等，非常有利于早找错早修改早优化，提高了新产品开发的一次成功率，缩短了开发周期，降低了研发成本。

3.从设计和工程的角度出发，快速、准确、以及制造复杂模型。

4.结合CAD/CAM 技术、激光技术、计算机数控技术、精密伺服驱动技术以及新材料技术。

主要类型为

（1）立体印刷技术（SLA）

SLA（Stereo lithograghy Apparatus)法，其工艺原理是：从最底层开始，激光在光敏树脂表面扫描，在扫描过程中，激光的曝光量超过树脂固化所需的阈值能量的地方才会发生聚合反应形成固态。

（2）选择性激光烧结（SLS）

SLS（Selective laser sintering)是利用激光所提供的能量有选择性地融化热塑性塑料以形成三维零件。

（3）熔融沉积成型（FDM）

FDM（Fused Deposition Modeling)是利用热塑性细丝在移动头中进行熔化，熔化后的材料在移动的过程中被挤压出来堆积零件。

（4）层压物体制造技术（LOM）

LOM（Laminated Object Manufacturing)是通过逐层激光剪切薄纸材料制造零件的一种技术。

七、先进制造生产模式有哪些主要特点？主要的先进制造生产模式有哪些？（10分）

先进制造模式的先进性表现在企业的组织结构合理、管理手段得当、制造技术领先、市场反应快、客户满意度高、单位产品成本低等诸多方面。

主要特点：通过对现代各种先进制造模式的研究分析，可以总结出它们具有如下几个特点。(1)综合性：是技术、管理方法和人的有效综合和集成。(2)普适性：其概念、哲理和结构，适用于不同企业，其核心思想和观念具有普遍指导意义。(3)协同性：强调人一机协同、人一人协同因素的重要性，技术和管理是两个平行推进的车轮。(4)动态性：与社会及其生产力发展水平相适应的动态发展过程。

柔性生产模式

由英国莫林斯（Molins）公司首次提出的柔性生产模式，在20世纪70年代末得到推广应用。该模式主要依靠有高度柔性的以计算机数控机床为主的制造设备来实现多品种小批量的生产，以增强制造业的灵活性和应变能力，可缩短产品生产周期，提高设备使用效率和员工劳动生产率且改进产品质量。智能制造模式该模式是在制造生产的各个环节中，应用智能制造技术和系统，以一种高度柔性和高度集成的方式，通过计算机模拟专家的智能活动，进行分析、判断、推理、构思和决策，以便取代或延伸制造过程中人的部分脑力劳动，并对人类专家的制造智能进行了完善、继承和发展。因智能制造可实现决策自动化，实现“制造智能”和制造技术的“智能化”，进而实现制造生产的信息化和自动化。

敏捷制造模式产生于20世纪80年代后期的敏捷制造模式与虚拟制造生产模式一起被美国政府作为具有划时代意义的“21世纪制造企业的发展战略”。该模式是将柔性制造的先进技术、熟练掌握的生产技能、有素质的劳动力，以及促进企业内部和企业之间的灵活管理三者集成在一起，利用信息技术对千变万化的市场机遇做出快速响应，最大限度地满足顾客的要求。这种模式促进了传统的制造业发生根本性变化，以因特网为代表的信息技术导致制造企业的管理体制和生产模式发生根本变化。敏捷制造生产模式的新概念和新理论不断出现，推动着制造科学发展，例如分形制造、生物制造、全球制造、全能制造和智能制造等新概念的问世。

高效快速重组生产系统模式该模式是在对柔性生产、精益生产和敏捷制造这三种制造生产模式的优点进行比较、综合和创新之后，于1995年提出的，目前已开始推广应用。高效快速重组生产系统模式是上述三种模式的理论和实践在更高层次上的有机集成生产系统，其特征是对市场的灵活快速反应的制造资源的有效集成。

虚拟制造生产模式

虚拟制造生产模式是利用制造过程计算机模拟和仿真来实现产品的设计和研制的模式，即在计算机中实现的制造技术。它将从根本上改变设计、试制、修改设计、规模生产的传统制造模式。在产品真正制造出来之前，首先应在虚拟制造环境中完成软产品原型（Soft Prototype），代替传统的硬样品（Hard Prototype）进行试验，对其性能进行了预测和评估，从而大大缩短产品设计与制造周期、降低产品开发成本，提高其快速响应市场变化的能力，以便更可靠地决策产品研制，更经济地投入、更有效地组织生产，从而实现制造系统全面最优的制造生产模式。

极端制造模式

制造技术正在从常规制造、传统制造向非常规制造及极端制造发展，因而出现了极端制造模式。极端制造是指在极端条件或环境下，制造极端尺度或极高功能的器件和功能系统。当前，极端制造已成为制造技术发展的重要领域，极端制造集中表现在微细制造、超精密制造、巨系统制造和强场（如强能量场）制造，例如：制造空天飞行器、超常规动力装备、超大型冶金和石油化工装备等极大尺寸和极强功能的重大装备，制造微纳电子器件、微纳光机电系统等极小尺度和极高精度的产品。

绿色制造模式

绿色制造是综合运用生物技术、“绿色化学”、信息技术和环境科学等方面的成果，使制造过程中没有或极少产生废料和污染物的工艺或制造系统的综合集成生态型制造技术。绿色制造模式是实现制造业可持续长远发展的制造模式。

绿色制造主要体现在：

（1）绿色产品设计：使产品在生命周期内都符合环保、健康、能耗低、资源利用率高的要求。

（2）绿色生产过程：在整个制造过程，对环境负面影响最小，废弃物和有害物质的排放最小，资源利用效率最高。绿色制造技术主要包含了绿色资源、绿色生产过程和绿色产品三方面的内容。

（3）产品的回收和循环再利用：如生态工厂的循环式制造技术。它主要包括生产系统工厂－－致力于产品设计和材料处理、加工及装配等阶段，恢复系统工厂－－对产品（材料使用）生命周期结束时的材料处理循环再利用。

八、现代化机械制造系统自动化的关键技术主要有哪些？（10分）现代化机械制造系统自动化的关键技术主要有：

一、制造自动化系统开放式智能体系结构

目标是使制造系统具备自组织和并行作用的能力，充分利用分布式计算机技术、网络技术等，使制造自动化向柔性化、集成化、智能化和全球化方向发展。

二、智能4M系统中关键技术的研究

智能4M系统就是将建模(Modeling)、加工(Manufacturing)、测量(Measuring)、机器人操作(Manipulation)四者一体化的智能系统，实现信息共享，促进建模、加工、测量、装夹、操作的一体化，其目的是实现快速制造、快速检测、快速响应和快速重组。

三、制造自动化系统的优化理论与调度方法

制造系统是一类离散事件动态系统(Discrete Event Dynamic System，DEDS)，其物流、信息流以及各种资源的规则、调度和控制等有独特的要求。对这类系统的更精确的描述、分析和控制，需要在离散事件动态系统理论方面进一步突破。同时，由于实现各种先进的制造哲理和管理策略，如虚拟企业、敏捷制造、精益生产、准时生产等，作为先进制造模式赖以实现的基础之一，生产组织与过程优化中决策调度的成功与否对上述目标的实现有着最为直接的影响。

四、面向制造自动化的虚拟制造技术研究

虚拟制造关键技术的研究可分为四个层次，即：虚拟制造哲理研究、虚拟制造技术层、虚拟制造原型系统层，虚拟制造集成开发平台层。虚拟制造哲理的研究为制造企业敏捷制造提供指导思路，在信息集成基础上，通过组织管理、技术、资源和人机集成实现产品的开发过程的集成。

五、CAD／CAPP／CAM一体化技术的研究

CAD／CAPP／CAM 一体化是一项综合性的高新技术，当前正朝着集成化、智能化，可视化和标准化方向发展．主要研究内容有：CAD系统面向产品的整个生命周期，充分考虑产品信息的继承性，满足并行设计的要求，CAD与产品信息标准化相结合，产品模型的可转换性，面向全国乃至全球的产品信息编码系统等方面的研究：具有很好的可移植性和自组织性的软件系统、智能化CAD系统的研究，虚拟现实设计技术的研究．CAD／CAPP／CAM一体化技术一个重要研究内容就是CAPP技术的研究，主要有；基于并行工程的CAPP技术；虚拟制造模式下CAPP技术：基于PDM的CAD／CAPP/CAM集成系统；面向CIMS／CAPP集成开发平台等。

六、面向制造自动化的数控技术的研究

数控技术是自动化技术的基础及关键单元技术，又是精密、高效、高可靠性加工技术的支撑，它正朝着集成化和实用化方向发展。对数控技术的研究与开发重点是：开放性结

构系统的发展，采用新元件、新工艺不断改善和扩展以高精、高速、高效为代表的功，改善和发展伺服技术，采用通信技术，研制开发超精数控系统等。

七、柔性制造技术和智能制造技术的研究

柔性制造系统的理论和技术所涉及领域很广，主要包括：生产调度理论与算法的研究，主要涉及数学规划、图论、对策论、排队论、人工神经网络方法、Petri网理论等应用数学 理论及方法；计算机通信及数据库技术的研究；计算机仿真技术的研究；生产组织及控制模式理论和技术的研究，主要涉及动态逻辑单元重构理论、多黑板结构模型的智能单元控

制理论、系统扰动及再调度理论和技术、JIT技术、开放式体系结构等；制造资源控制管理理论和技术的研究，主要涉及刀具管理理论及技术、加工设备的实时调度技术、物料储运系统如AGV、立体仓库等的控制技术。

八、机器人化制造技术的研究

机器人是一种高度柔性化的自动化设备，未来的典型制造工厂将是计算机网络控制的包含多个机器人加工单元的分布式自主制造系统，工业机器人(IR)、智能加工中心(IMC)、坐标测量机(CMM)、自动导引小车(AGV)均被视为“智能机器”，这些智能机器依据不同的要求有机地组成机器人化制造单元，实现多元化产品生产。

九、先进制造智能传感与检测的研究

智能传感与检测研究主要包括智能传感器、智能传感和检测技术以及光纤传感技术等方面的研究。

智能传感器主要功能为：感知环境条件的变化，并进行相应补充，通过双向通信，以一种可以理解和接受的格式及执行机构或控制器等与其他系统连接，对白身进行检测式诊断，实现智能决策。

6.先进制造技术总结 篇六

1.引言

制造业是现代国民经济和综合国力的重要支柱，其创造了国民生产总值1/3，工业生产总值的4/5，提供了国家财政收入的1/3。由此可见，制造技术的水平将对一个国家的经济实力和科技发展的水平产生重要的影响。制造技术尤其是先进制造技术将主宰一个国家的命运，因而，各国政府都非常重视先进制造技术的研究和发展。先进制造技术源于20世纪80年代的美国，是为提高制造业的竞争力和促进国家经济增长而提出。同时，以计算机为中心的新一代信息技术的发展，推动了制造技术的飞跃发展，逐步形成了先进制造技术的概念。近年来，随着科学技术的不断发展和学科间的相互融合，先进制造技术迅速发展，不断涌现出新技术、新概念。例如:成组技术(GT)、精益生产(LP)、并行工程(CE)、敏捷制造(AM)、快速成型技术(RPM)、虚拟制造技术(VMT)等。先进制造技术是发展国民经济的重要基础技术之一，对我国的制造业发展有着举足轻重的作用。尤其在经济全球化条件下，随着国际分工的深化，出现国际产业大转移、制造业布局大调整的趋势。其中广泛采用先进制造技术和先进制造模式，是当今国际制造业发展的突出现象。以制造业快速发展为标志的工业化阶段，是经济发展的必经阶段。把握先进制造业的发展趋势，借鉴有益的国际经验对于我国实施“十二五”发展战略，推动制造业转型升级，具有重要的现实意义。先进制造技术的含义和特点 2.1 含义

先进制造技术（AMT）是以人为主体，以计算机技术为支柱，以提高综合效益为目的，是传统制造业不断地吸收机械、信息、材料、能源、环保等高新技术及现代系统管理技术等方面最新的成果，并将其综合应用于产品开发与设计、制造、检测、管理及售后服务的制造全过程，实现优质、高效、低耗、清洁、敏捷制造，并取得理想技术经济效果的前沿制造技术的总称。

2.2 先进制造技术的特点 1）是面向工业应用的技术 先进制造技术并不限于制造过程本身，它涉及到产品从市场调研、产品开发及工艺设计、生产准备、加工制造、售后服务等产品寿命周期的所有内容，并将它们结合成一个有机的整体。

2）是驾驭生产过程的系统工程 先进制造技术特别强调计算机技术、信息技术、传感技术、自动化技术、新材料技术和现代系统管理技术在产品设计、制造和生产组织管理、销售及售后服务等方面的应用。它要不断吸收各种高新技术成果与传统制造技术相结合，使制造技术成为能驾驭生产过程的物质流、能量流和信息流的系统工程。

3）是面向全球竞争的技术 随着全球市场的形成，使得市场竞争变得越来越激烈，先进制造技术正是为适应这种激烈的市场竞争而出现的。因此，一个国家的先进制造技术，它的主体应该具有世界先进水平，应能支持该国制造业在全球市场的竞争力 先进制造技术的组成

先进制造技术是为了适应时代要求提高竞争能力，对制造技术不断优化和推陈出新而形成的。它是一个相对的，动态的概念。在不同发展水平的国家和同一国家的不同发展阶段，有不同的技术内涵和构成。从目前各国掌握的制造技术来看可分为四个领域的研究，它们横跨多个学科，并组成了一个有机整体：

3.1 现代设计技术

1）计算机辅助设计技术

包括：有限元法，优化设计，计算机辅助设计技术，模糊智能CAD等。

2）性能优良设计基础技术 包括：可靠性设计；安全性设计；动态分析与设计；断裂设计；疲劳设计；防腐蚀设计；减小摩擦和耐磨损设计；测试型设计；人机工程设计等

3）竞争优势创建技术 包括：快速响应设计；智能设计；仿真与虚拟设计；工业设计；价值工程设计；模块化设计。

4）全寿命周期设计 包括：并行设计；面向制造的设计；全寿命周期设计。5）可持续性发展产品设计 主要有绿色设计。

6）设计试验技术 包括：产品可靠性试验；产品环保性能实验与控制。

3.2 先进制造工艺 1）精密洁净铸造成形工艺； 2）精确高效塑性成形工艺； 3）优质高效焊接及切割技术； 4）优质低效洁净热处理技术； 5）高效高精度机械加工工艺； 6）新型材料成形与加工工艺； 7）现代特种加工工艺； 8）优质清洁表面工程新技术； 9）快速模具制造技术； 10）拟实制造成形加工技术。

3.3 自动化技术

1）数控技术； 2）工业机器人；

3）柔性制造系统（FMS）； 4）计算机集成制造系统（CIMS）； 5）传感技术； 6）自动检测及信号识别技术； 7）过程设备工况监测与控制。

3.4 系统管理技术

1）先进制造生产模式； 2）集成管理技术；3）生产组织方法。先进机械制造技术的发展现状

近年来，我国的制造业不断采用先进制造技术，但与工业发达国家相比，仍然存在一个阶段的整体上的差距。1)制度落后

工业发达国家广泛采用计算机管理，重视组织和管理体制、生产模式的更新发展，推动了准时生产、敏捷制造、精益生产、并行工程等新的管理思想和技术。我国只有少数大型企业局部采用了计算机辅助管理。多数小型企业仍处于经验管理阶段。

2)设计方法落后

工业发达国家不断更新设计数据和准则。采用新的设计方法，广泛采用计算机辅助设计技术(CAD／CAM)，大型企业开始无图纸的设计和生产。我国采用CAD／CAM技术的比例较低。3)制造工艺落后

工业发达国家较广泛的采用高精密加工、精细加工、微细加工、微型机械和微米，纳米技术、激光加工技术、电磁加工技术、超塑加工技术以及复合加工技术等新型加工方法。我国普及率不高，尚在开发、掌握之中。

4)自动化程度低

工业发达国家普遍采用数控机床、加工中心及柔性制造单元、柔性制造系统、计算机集成制造系统，实现了柔性自动化、知识智能化、集成化。我国尚处在单机自动化、刚性自动化阶段，柔性制造单元和系统仅在少数企业使用。

5)管理方面

工业发达国家广泛采用计算机管理，重视组织和管理体制、生产模式的更新发展，推出了准时生产、敏捷制造、精益生产、并行工程等新的管理思想和技术。我国只有少数大型企业局部采用了计算机辅助管理，多数小型企业仍处于经验管理阶段。

5、我国先进机械制造技术的发展趋势

1)全球一体化

特别是加入世界贸易组织后，国际和国内市场上的竞争越来越激烈，例如在机械制造业中，国内外已有不少企业，甚至是知名度很高的企业，在这种无情的竞争中纷纷落败，有的倒闭，有的被兼并。不少企业暂时还在国内市场上占有份额的企业，不得不扩展新的市场；另一方面，网络通信技术的快速发展推动了企业向着既竞争又合作的方向发展，这种发展进一步激化了国际间市场的竞争。这两个原因的相互作用，已成为全球一体化制造企业发展的动力。2)信息化

信息通讯技术的迅速发展和普及，给企业的生产和经营活动带来了革命性的变革。产品设计、物料选择、零件制造、市场开拓与产品销售都可以异地或跨越国界进行。3)模拟化

制造过程中的模拟技术是指面向产品生产过程的模拟和检验。检验产品的可加工性、加工方法和工艺的合理性，以优化产品的制造工艺、保证产品质量、生产周期和最低成本为目标，进行生产过程计划、组织管理、车间调度、供应链及物流设计和产品工艺的合理性，保证产品制造的成功和生产周期，发现设计、生产中不可避免的缺陷和错误。4)自动化

自动化是一个动态概念，目前它的研究主要表现在制造系统中的集成技术和适应现代化生产模式的制造环境等方面。制造自动化技术的发展趋势是制造全球化、制造敏捷化、制造网络化、制造虚拟化、制造智能化和制造绿色化。5)绿色化

绿色制造则通过绿色生产过程、绿色设计、绿色材料、绿色设备、绿色工艺、绿色包装、绿色管理等生产出绿色产品，产品使用完以后再通过绿色处理后加以回收利用。采用绿色制造能最大限度地减少制造对环境的负面影响。同时使原材料和能源的利用效率达到最高。

6.结束语

制造业是国家经济和综合国力的基础，被称为“立国之本”。先进制造技术是现代制造业的关键技术，已经成为一个国家综合实力和科技发展的重要标志，为提高一个国家的国际地位起着举足轻重的作用。经过近几年的发展，我国的制造工业己经取得了长足的进步，但和先进国家相比还存在很大差距。主要表现在：技术投入相对不足，原有技术基础和研究开发能力薄弱，制造业产品落后，技术水平低，信息含量少，更新换代慢，以及市场营销、经营管理、人才素质相对落后，缺乏国际竟争能力等方而。因此，我国对先进制造技术已引起高度重视，大力发展先进制造技术，培养专业人才，使我国由世界制造大国逐步转变为世界制造强国。

7.参考文献

[1]杨叔子，吴波.先进制造技术及其发展趋势[J].机械工程学报，2003，39(10)：73～78。

[2]阳尧璋.21世纪制造技术发展趋势及重点发展方向[J].机械制造，2003(3)：10～13。

[3]刘晓玲，董平.先进制造技术的发展趋势及其关键技术[J].机械制造与自动化，2008，37。

7.先进制造技术课程教学方法研究 篇七

如今, 先进制造技术在机械制造业中的应用越来越广泛, 越来越深入, 并取得了很大的成绩。然而, 如何看待先进制造技术对机械制造业发展所产生的深远影响、如何顺应先进制造技术变革带来的挑战, 促进我国机械制造业快速健康发展, 这是从事机械工程设计与研究行业必须认真思考的一个重要课题。

1 先进制造技术

到目前为止, 对先进制造技术的概念还没有一个明确一致的界定。但普遍公认的含义是:先进制造技术是制造业不断吸收信息技术和现代管理技术的成果, 并将其综合应用于产品设计、加工、检测、生产管理、产品销售、使用、回收等制造全过程的制造技术的总称。

纵观历史, 现代制造技术与制造业的形成和发展至今也只有200年, 而先进制造技术的提出只是近10年间的事。20世纪70年代, 美国的一批学者不断鼓吹美国已进入“后工业化社会”, 力图将经济发展的重点由制造业转向服务业等第三产业, 甚至有人把传统的制造业视为“夕阳工业”, 因而制造技术的发展受到极大的阻碍。从那时起, 美国根据本国面临的挑战与机遇, 对其制造业存在的问题进行了深刻反省, 重新认识到制造业在国民经济中的地位和作用。同时, 以计算机为中心的新一代信息技术的发展, 也全面推动了制造技术的飞跃发展。随着经济技术的高速发展以及顾客需求和市场环境的不断变化, 这种竞争日趋激烈, 因而各国政府都非常重视对先进制造技术的研究, 纷纷制定多种发展计划, 以支持发展先进制造技术。先进制造技术的概念正是在这种背景下提出来的。

2 先进制造技术在机械制造业中的应用

机械制造业是现代国民经济和综合国力的重要支柱, 其生产总值一般占一个国家国内生产总值的20%～55%。在一个国家的企业生产力构成中, 机械制造技术的作用一般占60%左右。世界上各个国家经济实力的竞争, 主要是先进制造技术的竞争, 其竞争能力最终体现在所生产产品的市场占有率上。

现如今, 先进制造技术发展已经成为一个庞大的技术群。在机械制造的整个过程中, 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技术。也正是先进制造技术的快速发展, 促进了机械制造业产生了根本性的变化, 主要表现在以下几个方面。

a) 企业生产方式发生重大变革

由于先进制造技术的应用, 现代机械制造企业逐步改变了传统观念, 在生产组织方式上发生了5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。

b) 产品设计开发应用了现代设计技术的最新成果

现代设计的方法和技术主要有:

1) 绿色设计。绿色技术就是为了减轻环境污染或减少原材料、自然资源使用的技术、工艺或产品的总称。绿色设计的目的是克服传统设计的不足, 使产品满足环保的要求。它包括产品从概念形成到生产制造、使用乃至废弃后的回收、重用及处理等各个阶段。绿色设计从根本上防止了污染, 节约了资源和能源。因此, 绿色设计也是现代机械制造业进行产品设计开发的一个重要原则。

2) 并行工程。并行工程是现代设计的一个重要方法。传统的顺序工程设计, 是先进性需求分析, 然后进行产品设计, 再进行生产制造, 最后是产品上市。这种设计方法, 信息是单向依次地传递。采用并行工程方法, 则将各个工程设计过程与其后续过程并行进行设计, 而且上下过程之间的信息交流是双向的, 并据此作出决策。这意味着, 采用并行工程方法, 从一开始就要考虑产品整个生命周期中的所有因素, 如用户要求概念形成、成本质量、报废处理等。这就有利于提高产品质量、降低成本、缩短研制周期。

3) 计算机辅助设计。计算机辅助设计是以计算机为工具, 帮助设计人员进行设计的适用技术的总称。在设计过程中, 人们可以进行创造性思维活动, 完成设计方案构思、工作原理拟定, 并将设计思想和设计方法经过综合、分析, 转换成计算机可以处理的数学模型和解析这些模型的程序。在程序运行过程中, 人们可以评价设计结果, 控制设计过程, 计算机则可以发挥其分析和存储信息的能力, 完成信息管理、绘图、模拟、优化和其他数值分析任务。计算机辅助设计包括的内容很多, 如概念设计、优化设计、有限元分析、计算机仿真、计算机绘图等。

4) 虚拟技术得到广泛应用。虚拟技术是以计算机支持的仿真技术为前提, 对设计、加工、装配等工序统一建模, 形成虚拟的环境、虚拟的过程、虚拟的产品以及虚拟的企业。面对新的挑战和竞争, 过去那种大而全的企业已越来越没有优势, 各种开放式的合作开发、生产与销售与日俱增。用户订货、产品创意设计、零部件生产、总成装配、销售及售后服务等各个环节都可分别由不同地域的企业按某种契约进行互利合作。通过国际互联网、区域网和企业网, 世界上任何地方的用户都可订货, 还能进行异地设计、异地制造, 然后在最接近用户的地方交货。

c) 先进制造工艺以及自动化技术

在整个机械制造的过程中, 工艺过程是最主要的过程。由于机械制造业本身的需要, 形成和发展了许多先进的制造工艺及自动化技术, 从而充实、发展了整个先进制造技术群, 带动了其他制造业的发展。这些先进制造工艺及自动化技术主要包括以下几个方面。

1) 毛坯制造工艺。

毛坯制造是机械制造工艺的基础和前提。近几年, 出现了许多先进的制造工艺及技术。铸造方面出现了一套精密洁净铸造成形工艺, 例如, 外热风冲天炉熔炼、处理、保护成套技术;钢液精炼与保护技术;高效金属型铸造工艺及设备;气化模铸造工艺与设备等。锻压方面出现了精确高效塑性成型技术, 主要有热精锻生产线成套技术;冷温成型成套技术;辊锻和楔横轧成形技术;精密冲裁工艺及设备等。焊接与切割方面出现了新型焊接电源及控制技术;激光焊接技术;微连接技术;数控切割技术等。

2) 机械加工工艺。

机械加工是机械制造工艺过程的主要组成部分, 在这方面的趋势是向高效、高精度方向发展。主要有精密加工和超精密加工;高速切削与高速磨削;复杂型面的数控加工;游离磨料的高效加工等。

3) 表面处理。

随着机械产品表面质量的要求越来越高, 出现了许多表面处理工程新技术, 包括化学镀非晶态合金技术;新型节能表面涂装技术;高速燃气喷涂技术;等离子体化学气相沉积技术;离子束辅助镀膜技术等。

4) 热处理。

热处理工艺近几年出现了可控气氛热处理、真空热处理、离子化学热处理、激光表面合金化等先进技术。

5) 自动化技术。

在机械制造过程中, 除了发展应用先进制造工艺以外, 自动化技术的发展与应用是另一大特征。这些自动化技术包括机床数控技术、工业机器人、柔性制造技术、传感技术、集成制造技术、自动检测及信号识别技术等。

3 我国机械制造业现状和发展先进制造技术的应对策略

我国机械制造业在国民经济中占有较大比重。尽管近10年来, 我国机械制造业不断引进国外的先进制造技术, 但与发达国家相比仍有较大的差距。主要表现为:技改投入相对不足, 技术装备、生产工艺、生产管理、市场观念、人员素质相对落后。

面对新时期国际机械制造业的竞争和先进制造技术发展的挑战, 加强先进制造技术在我国机械制造业的应用, 提高我国机械业产品国际竞争力显得尤为迫切和重要, 为此应对的策略可以从以下几个方面进行。

a) 加强先进制造技术的应用与自身制造技术的开发相结合

一方面我们要意识到加强先进制造技术在机械制造业的应用, 对发展机械制造业、增强机械制造业的生命力十分必要;另一方面我们也应注重机械制造技术自身的开发, 这对于丰富先进制造技术、促进其他制造业的发展至关重要。

b) 发挥企业主体作用与政府引导、扶助相结合

机械制造企业是应用先进制造技术的主体, 也是技术开发、投资的主体。因此, 企业应改变观念, 眼光放远, 在这两方面舍得花人力、物力和财力。与此同时, 政府也应承担相应的责任, 特别是在当前我国企业技术开发能力薄弱、资金投入严重不足的情况下, 政府应更好地发挥其宏观管理职能, 制订、运用政策积极引导、扶持技术较强的企业, 加大投资力度。

c) 立足实际先行试点, 然后推广应用

先进制造技术在机械制造业的应用与推广要立足于实际, 循序渐进, 要结合中国实际, 因地制宜, 滚动式发展。应选择一些重点行业、重点地区、重点企业进行试点, 待成熟后再广泛推广, 切不可采取“划整为零”的策略。

d) 加强人才培训人才是技术发展的关键

要加强先进制造技术的应用和开发, 必须提高人员素质, 加强人才培训。应培养一批德才兼备、既懂科学技术, 又懂管理的优秀企业家, 还要造就一支具有较高职业素质的技术工人队伍。

e) 加强国际交流与合作与先进技术的自主开发

世界各国的机械制造技术的发展都有自己的特色和侧重点。通过加强国际交流与合作, 可迅速吸收应用先进制造技术。要把先进制造技术的引进和我国机械制造技术的自主开发结合起来, 使我国的机械制造业能够在更高的技术层次上与发达国家展开竞争。不仅要推动企业依靠自主创新提高技术能力, 也要在产业层面上转变思想观念, 推动自主创新战略的实施, 共同促进我国机械制造技术的快速发展。

参考文献

[1]盛晓敏, 邓朝晖.先进制造技术[M].北京:机械工业出版社, 2006.

8.先进制造技术课程教学方法研究 篇八

关键词：课程；教学方法；教学改革；实践能力；创新能力

“机械制造技术基础”课程是将原“机械制造工艺学”、“金属切削机床”、“金属切削原理及刀具”、“机床夹具设计”等课程的相关内容进行优化、整合、更新，形成的一门课程，是机械类专业的重要基础课程之一。该课程具有涉及内容多、综合性高、实践性强等特点，在培养学生创新能力和工程实践能力，尤其是在培养学生分析、解决实际工程问题能力方面起着重要的作用。多年来，国内从事该课程教学的教师在教学内容、教学方法和教学手段等方面进行了卓有成效的改革，现已建成四门国家精品课程。长春理工大学“机械制造技术基础”课程组结合国家精品课程建设，以“精内容、强能力、重应用”为指导思想，以培养学生工程实践能力和创新能力为目标，建立了“以金属切削理论为基础，以机械制造工艺为主线，传统制造技术与现代制造技术相结合”的教学内容体系。

1. 注重激发和培养学生主动精神和创造性思维

大学本科阶段的学生以学为主，不仅学习知识，更重要的是学习如何获取知识的方法，其目的是应用知识解决实际工程问题。传统的课堂教学以传授知识为主，但解决问题的思维方式方法更重要，教师应在传授知识的同时，使学生在思维方式方法和获取知识的能力方面有所收获和提高。培养学生自主获取知识的能力，以及培养学生发现问题、提出问题和分析解决问题的能力是讲授“机械制造技术基础”课程教师的责任。

教学中采用课堂讲授、交流、讨论、研讨等多种教学方法，在传授知识的同时，更注重传授解决实际工程问题的思维方式、方法，培养学生创造性思维的能力。例如，一面两销定位是典型定位方式之一，现教材仅从定位元件如采用两个圆柱销将产生过定位方面分析，得出定位元件采用一个圆柱销和一个削边销的结论。讲授这部分内容时，先不急于给出结论，而从解决一面两销安装干涉与定位精度间矛盾入手，讲解一面两销定位方式从两个长圆柱销→两个短圆柱销→一个短圆柱销和一个短削边销的演变过程以及在此过程中过定位与定位精度两者矛盾的转化和解决方法。旨在体现人类发现问题、分析问题和应用知识解决实际工程问题的思维过程，以激发学生的创造性思维及培养其思维方式。

2. 寻找内在规律、提出新方法

工艺规程设计中工序尺寸及其公差的确定是“机械制造技术基础”课程教学的重点，一般需通过工艺尺寸链计算来确定，工艺尺寸链的建立和封闭环的确定是其难点，学生难于掌握。经多年探索和总结，对定位基准与设计基准不重合时工艺尺寸链的建立提出了“三线表三面，线间建联系，最后成封闭”的方法：用三条线分别表示设计基准、定位基准和加工表面；再在设计基准和加工表面、定位基准和加工表面间建立联系（分别为封闭环和需确定的工序尺寸）；最后在设计基准和定位基准间建立联系，形成封闭的尺寸链。对一次加工满足多个设计尺寸要求时工艺尺寸链的建立提出了“以已加工表面为联系，按加工顺序有序地画出组成环，以工艺过程中未直接控制的设计尺寸为封闭环，最后形成封闭”的方法。使工艺尺寸链的建立有规律可循，便于学生掌握和应用。

定位误差的分析与计算是机械制造技术基础课程教学中的重点，其中定位误差的分析是难点。我们在教学中抓住“工序基准的最大位置变动量”，提出了通过图解的方法分析定位误差，即在定位元件约束的情况下，根据工件各相关极限尺寸的组合，找出工序基准的两个极限位置，再根据加工要求（工序尺寸）得到定位误差，教学中收到很好的效果。

3. 淡化公式的推导，注重工程应用

作为教师，永远也无法传授给学生所需要的全部知识，培养学生学习的兴趣，引导学生学会学习，激发学生自己获取知识，比教给学生知识更重要。

基于上面的思考，教学中淡化公式的演绎与推导，做到概念讲准、重点突出、难点讲透，重心放在讲分析、解决问题的思路、方法及应用上。例如，学生通过机械设计等课程的学习已掌握了传动比的计算方法，在讲授传动链误差时，将滚齿机内传动链介绍清楚后，即给出被切齿轮转角误差与传动链中各传动元件转角误差的关系式，然后让学生通过此公式分析影响传动链精度的因素，并提出提高传动精度的措施，最后再由教师进行归纳和总结。讲定位误差分析与计算时，通过图解得到工序基准的两个极限位置后，仅交代一句“根据图中几何关系，很容易得到定位误差的数学表达式”后，不做任何推导，立即给出该定位方式的定位误差公式，重点放在对公式的讨论和如何应用公式解决实际工程问题上。一般情况下，某种定位方式的定位误差公式中均包含工件和定位元件的制造误差，从数学角度提高工件或定位元件的制造精度，均可减小定位误差，但从工程角度，综合考虑生产率和经济性，提高定位元件的制造精度在保证质量的同时可降低生产成本，使学生在解决实际问题时，具有工程意识。

4. 重视发挥学生在教学活动中的主体作用

过去常说“要给学生一杯水，教师必须要有一桶水”，现在有一种提法“教师不应局限于给学生指路，而应该引导学生自己找到自己要走的路”，针对这些提法，自己经常思考“教师为什么不教给学生寻找水源的方法和培养学生自己打井的能力？教师为何不激发和培养学生自己开辟适合自己走的新路的主动精神和创造性思维，以及逢山开路的能力？”

有鉴于此，给普通班上课时采用讲授、启发、讨论等教学方法，给创新班上课时加入研讨式教学方法。为了适应不同的授课对象，每年都对课件进行补充和更新。重视发挥学生在教学活动中的主体作用，注重启发与互动，能让学生提出的问题，让学生自己提出；能让学生思考的，让学生自己思考；能让学生得出的结论，让学生自己得结论。如讲授工件以内孔表面定位的定位误差分析与计算时，先讲定位销（心轴）水平放置时定位基准位移误差的分析与计算，由于重力的作用，使孔与销在铅垂方向单边接触，此时强调是由于某种力的作用。进而通过分析，得出定位基准位移误差的表达式；接下来讲定位销（心轴）垂直放置时定位基准位移误差的分析与计算时，孔与销是任意边接触，在工序尺寸方向上是双边接触，得到的定位基准位移误差比定位销水平放置时定位基准位移误差大一倍。此时提出“定位销（心轴）垂直放置时如何减小定位基准位移误差？”学生马上提出在工序尺寸方向人为施加一个力，即从任意边接触转化为单边接触，基准位移误差随之减小一半。当讨论一面两孔定位的转角误差时，学生顺理成章地得出“在垂直于两孔中心线方向施加力，可有效减小转角误差”的结论。

5. 将“抓住主要矛盾”的思想贯穿教学过程始终

在事物或过程发展的任何阶段上，必有而且只有一种矛盾居于支配的地位，起着规定或影响其他矛盾的作用，这种矛盾就是主要矛盾。同样，机械制造过程中始终存在着质量、效率和经济性三者之间的矛盾，在“机械制造技术基础”课程教学中把在保证质量的前提下，最大限度地提高生产率、降低生产成本的指导思想贯彻于整个教学过程。影响机械加工质量的因素很多，它们以不同的规律、不同程度地对加工质量产生影响，在诸多影响因素中必有一个因素影响最大、最直接。教学过程中注重培养学生在分析和解决机械制造过程的诸多矛盾（影响加工质量的因素）时，善于以主要精力从多种影响因素中找出和抓住主要矛盾，进而提出解决问题的措施。例如，讲机床几何误差对加工精度影响时，强调抓住误差敏感方向的原始误差；讲提高工艺系统刚度的措施时，强调提高工艺系统薄弱环节的刚度，可达到事半功倍的效果。

6. 运用现代教育技术

使用现代教育技术进行教学，是信息时代对教师的基本要求。根据课程特点，科学、合理、有效地使用现代教育技术是教师必须具备的基本教学能力。

充分有效地利用各种教学资源，根据教学内容和教学方法的特点自行研制了具有特色的多媒体课件，并将其熟练运用到教学中。该课件充分利用Microsoft Office PowerPoint 的丰富功能，将文字、图表、动画、视频等有机结合，按学生的认知规律适时、有序地放映出来，有效地激发了学生的学习兴趣，提高了课堂教学的效率和效果。

7. 强化实践教学环节的教学功能

针对“机械制造技术基础”课程涉及内容多、学时少、实践性强的特点，强化金工实习的教学功能，将机械制造技术的基本概念、常用加工方法及装备等教学内容在金工实习中结合现场实践讲授。在达到金工实习教学目的的同时，有效地解决了学时压缩与教学内容多的矛盾，同时更加有利于学生掌握各种机械加工方法及装备的基础知识，为“机械制造技术基础”课程的学习奠定了扎实的基础，取得了很好的教学效果。

8. 更新教学内容，适时把科研成果引入课堂

合理处理传统制造技术与先进制造技术的关系，及时更新教学内容。在课堂教学中通过图片、录像、动画等形式把最新科研成果和体会结合教学内容，适时介绍给学生，重点介绍解决关键技术和难点的方法、手段，尤其是解决问题的思路，甚至走过的弯路。例如，在讲授装配方法、夹具设计时，结合承担科研项目，将项目中采用的调整装配法、修配装配法和利用盖板式钻模原理成功解决大型装置在垂直墙面和倾斜墙面安装的技术难题等科研实例介绍给学生，开阔了学生的视野，激发了学生对机械制造学科产生浓厚的学习兴趣，对启迪学生创新思维和提高分析、解决实际工程问题的能力起到了很好的作用。

参考文献：

[1] 吕明，轧刚，王时英.“机械制造技术基础”国家精品课程的建设与实践[J].中国大学教学，2008（5）：34-36.

[2] 陈如娜.“机械制造技术基础”课程教学改革探讨[J]. 吉林工程技术师范学院学报，2003，19（11）：24-26.

[3] 关铁鹰，孙继武.“机械制造技术基础”课程教学改革的探讨[J]. 长春工程学院学报（社会科学版），2010，11（2）：121-123.

[4] 韩变枝，王栋，张银喜.基于能力培养的“机械制造技术基础”教学改革[J].太原理工大学学报，2011，29（1）：86-88.

[5] 杨俊茹，张悦刊.“机械制造技术基础”课程理论教学与实践教学的结合探索[J].高教论坛，2010（4）：86-88.

[6] 谢峰，李旗号，沈维蕾，张崇高.“制造技术基础”课程体系的分析与教学实践[J].合肥工业大学学报（社会科学版），2001，15（S1）：184-186.

9.先进制造技术 篇九

伽利略：意大利著名的天文学家、物理学家、数学家，被称为近代科学之父。伽利略最早创立了科学研究方法。当时，他对物理理象进行实验研究，并总结出了用实验的方法与数学方法、逻辑论证相结合的科学研究方法。

科研的目的：是探索规律、发现真理。也就是建立起科学的知识体系．从而可以顶见并改造现实。科研的手段则：是通过科学的方法有目的、有步骤的活动通过科学系统的行为方式、手段和方法，从而获得有关事物或现象的规律，发现真理。

科学研究方法的组成：历史与比较研究，行动研究，教育测量学，教育科学研究方法论，教育统计学，学前教育研究方法，社会调查。

一般是指利用科研手段和装备，为了认识客观事物的内在本质和运动规律而进行的调查研究、实验、试制等一系列的活动，为创造发明新产品和新技术提供理论依据。科学研究的基本任务就是探索、认识未知。

科学研究起源于问题，问题又有两类：

一类是经验问题，关注的是经验事实与理论的相容性，即经验事实对理论的支持或否证，以及理论对观察的渗透，理论预测新的实验事实的能力等问题；

另一类是概念问题，关注的是理论本身的自洽性，洞察力，精确度，统一性以及与其他理论的相容程度和理论竞争等问题。科学研究提供的对自然界作出统一理解的实在图景，解释性范式或模型就是“自然秩序理想”，它使分散的经验事实互相联系起来，构成理论体系的基本公理和原则，是整个科学理论的基础和核心。

根据研究工作的目的，任务和方法不同，科学研究通常划分为以下几种类型：

1、基础研究。是对新理论、新原理的探讨，目的在于发现新的科学领域，为新的技术发明和创造提供理论前提。

2、应用研究。是把基础研究发现的新的理论应用于特定的目标的研究，它是基础研究的继续，目的在于为基础研究的成果开辟具体的应用途径，使之转化为实用技术。

开发研究。又称发展研究，是把基础研究、应用研究应用于生产实践的研究，是科学转化为生产力的中心环节。

3、基础研究、应用研究、开发研究是整个科学研究系统三个互相联系的环节，它们在一个国家、一个专业领域的科学研究体系中协调一致地发展。科学研究应具备一定的条件，如需有一支合理的科技队伍，必要的科研经费，完善的科研技术装备，以及科技试验场所等。按照研究目的划分，科学研究可分为以下几种类型：

1.探索性研究。对研究对象或问题进行初步了解，以获得初步印象和感性认识，并为日后周密而深入的研究提供基础和方向。

2.描述性研究。正确描述某些总体或某种现象的特征或全貌的研究，任务是收集资料、发现情况、提供信息，描述主要规律和特征。3.解释性研究。探索某种假设与条件因素之间的因果关系，探寻现象背后的原因，揭示现象发生或变化的内在规律。

科学技术是生产力中最活跃的因素和社会变革的主导推动力量，国家利益是国家对外行为的最基本动因和处理国际关系的最高准则，二者之间有着十分密切的联系。科学的发展历程也表明，科学与国家利益之间的关系日益密切是一个显而易见的事实。进入20世纪，人们越来越意识到在国家的竞争中，科学技术能力的竞争越来越成为关键。特别是两次世界大战，使人们清楚地看到了科学技术在国家安全中的突出重要性，人们开始越来越紧密地把科学与国家利益联系在一起。科学是重要的国家资源的观点开始更加深入地影响世界各国的政治家和科学家，科学研究带来的政治、经济、文化等方面的变化对国家利益产生越来越大重要性。

回顾往昔，六十年来，站起来的中国人民，经过艰难的探索，其间，也走了弯路，吃了苦头，几经波澜。百年之交，千年之会的今天，终于迎来当今这个凭实力兴国强民的21世纪大发展时期，回首过去远至几百年近至几十年的悠悠历史，我们不难总结，20世纪乃至近代几个世纪从来都属于西方发达国家，这是因为西方发达国家在近代率先完成科技革命，把国家经济推向繁荣，“经济基础决定上层建筑”，繁荣的经济进而将国家的一切都在不同程度上推向更高层次。可以说，繁荣和成就来源于科技与创新，科技与创新反作用于经济，经济又直接对其他领域产生积极影响，进而使国家各个领域全面发展，增大了国家利益。对科学的研究是科技进步的源泉和根源，科学研究进行的程度和深度直接决定了科技革新的速度和程度，无疑这会影响国家大局利益。不难理解，国家利益就是满足或能够满足国家以生存发展为基础的各方面需要并且对国家在整体上具有好处的事物。科学研究能够产生新领域的发现，新发现势必会对科学进步和技术革新产生助推作用，韬光养晦的民族和国家都将科学研究和科技创新置于重要地位。当今，科学研究已成为国家的一种重要战略资源，综合国力的竞争已明显前移到了科学研究。对于我国来说，迅速提升科学研究的整体水平和原始创新能力，对于贯彻落实科学发展观，全面建设小康社会，在本世纪实现中华民族的伟大复兴至关重要。可以说，科学的发展代表着国家和人民的整体利益和长远利益。

大学生进行科学研究的重要性科学是世界文明进步的推动力量；科学是社会经济繁荣的前提；科学是国家繁荣兴盛的象征。它是不断研究和探索的产物，是实验的结晶。而大学生作为科学的追随者，对科学进行研究和发现，有着重要的意义。以科学中的医学来讲，它直接关乎人类的健康发展，健康与否，关系着人类文明的进步。随着全世界人口的增加，生态环境的恶化，人类的健康状况受到越来越多的威胁。对医学的研究，是对人类健康问题重要的保证，而以动物为实验品进行科学研究，保证了医学的可靠性，促进了医学的不断完善和发展。动物是人类的朋友，是生态环境的组成部分，但是在医学尤其是在西医学的发展中，离不开对动物的活体解剖实验。正确的认识对动物进行活体解剖的研究，减少不必要的动物实验，是每一个医学类大学生应有的价值观。现阶段的大学生是应试教育的产物，我们阅读过大量的书籍，懂得许多理论知识，但是对于医学这一严谨的科学，理论知识远远不够，我们需要做大量的实验，正是不断地进行科学研究，才有大量的丰富理论知识。对动物进行科学研究研究，它不仅对医学的发展有重要的意义，对大学生开拓视野，引领大学生对医学研究和发现有着重要影响。在实验室中，我们常以牛蛙为实验器材进行研究，通过对牛蛙的解剖和观察，有助于了解生物体结构与其功能，以及其对于环境适应的规律。在对牛蛙的解剖试验中，历史上有过重大的科学发现。例如，生理学家在对离体的青蛙心脏进行实验时，通常是使用生理盐水作为灌液的，用这种方法可以使心脏继续保持约半小时的跳动。但有一次实验却发生了意外，在伦敦大学医院，生理学家林格发现他实验用的离体青蛙心脏却连续跳动了几个小时也没停。他非常惊讶，对此大惑不解。起初，他还以为可能是受季节变化的影响。但经过后来进一步研究和核对，他才发现这是由于实验助手违反了操作规定造成的。当初助手在制作盐水溶液时，没有按规定用蒸馏水，用的却是自来水。根据这个情况，林格断定这是自来水中的那些盐份引起了心脏生理活动的增加。林格就是这样在观察中意外地发现了以他的名字命名的溶液，也因此对实验生理学的发展做出了重要贡献。在医学科学的大发现与动物实验的关系中，著名的例子还有很多。其中典型的有：

1、著名英国医生哈维，他采用狗、蛙、蛇、鱼、蟹和其他动物进行了一系列动物实验。根据大量的实验研究结果，发现了血液循环，证实了动物体内的血液循环现象，并阐明了心脏在此过程中的作用，指出血液受心脏推动，沿动脉流向全身各部，再沿静脉返回心脏，环流不息。这对生理学起了很大的发展作用。

2、俄国生理学家巴甫洛夫，他在狗身上创造了许多外科手术，改进了实验方法，以慢性实验代替了急性实验，从而能够长期地观察整体动物的正常生理过程，在研究消化生理过程中，形成了条件反射的概念，从而开辟了高级神经活动生理学研究，他的高级神经活动学说对于医学、心理学以及哲学等方面都有很大影响。1904年获诺贝尔生理或医学奖，著有《动物高级神经活动（行为）客观研究二十年经验》等著作。由于他在研究中经常不断地使用狗作研究对象，因此他的一些著作也以狗来命名，如《狗的血压的正常变动范围》、《狗的心脏的神经支配》等。他对动物实验给予了高度的评价，如说“没有对活动物进行试验和观察，人们就无法认识有机界的各种规律，这

是无可争辩的。”他对实验动物的作用和习性也很了解，有很多精辟的论述，如他说“狗由于素来对人好感，由于它的机敏、耐性以及驯顺而十分愉快地为实验者服务许多年，甚至终身。”“只有当必需才用猫作实验，因为这种动物性情急燥，本性凶恶，善叫。”“除了狗以外，家兔是最常用的实验动物，因为它是一种驯顺而活泼的动物，而且很少尖叫与反抗”。

3、法国生物化学家巴斯德，他在研究蚕病，鸡霍乱和炭疽病中，证实传染病是由病原微生物所引起。采用鸟类作动物实验，发现被减毒的鸡霍乱和炭疽病原菌能诱发免疫性。晚年在鸟和家兔上进行狂犬病疫苗的研究，对狂犬病免疫作出了很大贡献。他在研究炭疽病中，证实传染病是由病原微生物所引起的，其中有一个生动的事例。巴斯德很想知道有的地方为什么不断发生炭疽病，而且总是发生在同样的田野里，有时相隔数年之久。巴斯德从埋了十二年之久，死于炭疽病的羊尸体周围土壤中，分离出这种病菌。他奇怪这种有机体为什么能这样长时间地抗拒日照以及其他不利因素。一天巴斯德在地里散步时，发现一块土壤与周围颜色不同，遂请教农民。农民告诉他说，前一年这里埋了几只死于炭疽病的的羊。一向细心观察事物的巴斯德注意到土壤表层有大量蚯蚓带出的土粒。于是他想到蚯蚓来回不断从土壤深处爬到表层，就把羊尸体周围富有腐殖质的泥土以及泥土中含有的炭疽病芽胞带到表层。巴期德从不止步于设想，他立刻进行了实验，实验结果证实了他的预见。接种了蚯蚓所带泥土的豚鼠得了炭疽病。特别是医科类的学生，对动物进行科学研究，是对医学本质的最好的理解，它不仅开拓我们的视野，对医学成果的发现有着重要的意义。以动物进行科学实验研究的成果硕果累累，为代替人类疾病的发现做出了卓越的贡献。人类的生理结构极其复杂，各种疾病和生理病菌纷繁多样，要深入探讨其疾病病理和预防，以人为本的理念，是不能够在人体上进行试验的。动物和人虽有本质上的区别，但是生物体间却有共性。通过对动物进行科学研究和探索，可以推理到人类身体机理上，使人类复杂的疾病原理简单化，对人类的健康有及其深刻的意义和重要性。

1、引言

先进制造技术是当今议论较多的一个专用词语。近年来，先进制造技术在机械加工领域中的应用越来越广泛，越来越深入，并取得了很大的成绩。然而，如何看待先进制造技术与机械制造工艺之间的相互关系、如何面对市场的竞争和新技术的挑战，采取相应的对策。这是我们机械行业必须认真思考的一个重要问题。

2、先进制造技术的提出与体系

什么是先进制造技术？对此，目前尚没有一个明确的、一致的定义。但普遍公认的含义是：先进制造技术是制造业不断吸收信息技术和现代管理技术的成果。并将其综合应用于产品设计、加工、检测、生产管理、产品销售、使用、回收等制造全过程的制造技术的总称。

先进制造技术是制造业为了提高竞争力以适应时代的要求而形成的一个高新技术群，经过发展，已形成了完整的体系结构。但在不同的国家、不同的发展阶段，先进制造技术有不同的内容及组成方式。在我国，机械科学研究院提出了由多层次技术群构成的先进制造技术体系。第一个层次是优质、高效、低耗、清洁基础制造技术，它是先进制造技术的核心。第二个层次是新型的制造单元技术。制造技术与电子、信息、新材料、新能源、环境科学、系统工程、现代管理等高新技术结合而形成的崭新制造技术，如数控技术、清洁生产技术、机器人技术等等。第三个层次是先进制造集成技术。这是应用信息技术和系统管理技术，通过网络与数据库对上述两个层次的技术集成而形成的。如虚拟技术等。

3、先进制造技术与机械制造工艺的关系 制造技术是现代制造产业的基础与核心。而机械制造工艺是制造业的根本。一方面先进制造技术广泛应用于机械制造业。推动着机械制造工艺的发展，并带动其他制造业的进步；另一方面，机械制造技术的更新、发展又集中体现着先进制造技术，并补充、丰富了先进制造技术。因此，先进制造技术与机械制造工艺的关系是相辅相成的，不能忽视甚至废弃任何一方的发展。

4、先进制造技术在机械制造工艺中的应用

如前所述。先进制造技术是一个庞大的技术群，在机械制造的整个过程中，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技术。近几年。机械制造业发生了一系列重大变化，主要表现在以下几个方面。4.1业生产方式发生重大变革 由于先进制造技术的应用，现代机械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。

4.2产品设计开发应用了现代设计技术的最新成果

现代设计的方法和技术主要有：绿色设计,在开发和应用新技术时，必须把保护环境、爱护人类的“生态平衡”意识摆在设计、制造和使用的首位，“以人为本”是制造技术发展的最高准则。绿色技术就是为了减轻环境污染或减少原材料的浪费、充分利用自然资源的使用技术。绿色设计的目的就是克服传统设计的不足，使产品满足环保的要求。它包括产品从概念形成到生产制造、使用乃至废弃后的回收、再利用及处理等各个阶段。绿色设计从根本上防止了污染，节约了资源和能源。因此，绿色设计也是现代机械制造业进行产品设计开发的一个重要原则。

5、我国机械工业发展先进制造技术的对策 我国是一个制造业基础薄弱的国家，而机械制造业占的比重又较大。尽管近十年来。我 国机械制造业不断引进国外的先进制造技术，但与发达国家相比仍有较大的差距。主要表现为：技改投入相对不足，技术装备、生产工艺、生产管理、市场观念、人员素质相对落后。面对新世纪国际机械制造业的竞争和高新技术发展的挑战，我国机械制造业应采取以下对策：

5.1加强先进制造技术的应用与自身制造技术的开发相结合 加强先进制造技术在机械制造业的应用，对发展机械制造业、增强机械制造业的生命力十分必要。但同时，我们也应注藿机械制造技术自身的开发，这对于丰富先进制造技术、促进其他制造业的发展至关重要。

5.2发挥企业主体作用与政府引导、扶助相结合

机械制造企业是应用先进制造技术的主体，也是技术开发、投资的主体。因此，企业应改变观念，眼光放远，在这两方面舍得花人力、物力和财力。5.3立足实际先行试点

推广应用先进制造技术在机械制造业的应用与推广要立足于实际，循序渐进。要结合中国实际，因地制宜，滚动式发展。应选择一些重点行业、重点地区、重点企业进行试点，待成熟后再广泛推广，不可搞“一刀切”。5.4加强人才培训

人才是技术发展的关键。要加强先进制造技术的应用和开发，必须提高人员索质，加强人才培训。应培养一批德才兼备、既懂科学技术，又懂管理的优秀企业家，还要造就一支具有较高职业素质的技术工人队伍。5.5加强国际交流与合作

世界各国的机械制造技术的发展都有自己的特色和侧重点。通过加强国际交流与合作，可迅速吸收应用先进制造技术，并结合本国国情来发展机械制造技术。

先进制造技术领域“十三五”规划编制

“十三五”规划要落实创新驱动发展战略纲要和国家“十三五”规划，体现全局性和指导性，涵盖相关方面对科技支撑的需求；要在总结“十二五”规划实施成效和吸收“十三五”规划战略研究成果的基础上，明确先进制造领域科技发展思路和重点任务，完善规划总体框架，衔接各主题板块内容；要与国家科技计划管理改革工作相衔接，统筹考虑重点任务、基地与人才建设等；要广泛征求各方意见，充分凝聚共识。

未来先进制造技术的发展趋势

随着市场需求个性化与多样化，未来先进制造技术发展的总趋势是向精密化、柔性化、网络化、虚拟化、智能化、清洁化、集成化、全球化的方向发展。

在21世纪中，随着电子、信息等高新技术的不断发展，随着市场需求个性化与多样化，未来先进制造技术发展的总趋势是向精密化、柔性化、网络化、虚拟化、智能化、清洁化、集成化、全球化的方向发展。

当前先进制造技术的发展趋势大致有以下几个方面：

1、信息技术对先进制造技术的发展起着越来越重要的作用

信息化是当今社会发展的趋势，信息技术正在以人们想象不到的速度向前发展。信息技术也正在向制造技术注入和融合，促进着制造技术的的不断发展。可以说先进制造技术的形成与发展，无不与信息技术的应用与注入有关。它使制造技术的技术含量提高，使传统制造技术发生质的变化。信息技术对制造技术发展的作用目前已占第一位。在21世纪对先进制造技术的各方面发展将起着更重要的作用。

信息技术促进着设计技术的现代化，加工制造的精密化、快速化，自动化技术的柔性化、智能化，整个制造过程的网络化、全球化。各种先进生产模式的发展，如CIMS、并行工程、精益生产、灵捷制造、虚拟企业与虚拟制造，也无不以信息技术的发展为支撑

2、设计技术不断现代化

产品设计是制造业的灵魂。现代设计技术的主要发展趋势是：

(1)设计手段的计算机化

在实现了计算机计算、绘图的基础上，当前突出反映在数值仿真或虚拟现实技术在设计中的应用，以及现代产品建模理论的发展上，并且向智能化设计方向发展。

(2)新的设计思想和方法不断出现

如并行设计、面向“X”的设计(Design For X--DFX)、健壮设计(Robust Design)、优化设计Optimal Design)、反求工程技术(Revese Engineering)等。

(3)向全寿命周期设计发展

传统的设计只限于产品设计，全寿命周期设计则由简单的、具体的、细节的设计转向复杂的总体的设计和决策，要通盘考虑包括设计、制造、检测、销售、使用、维修、报废等阶段的产品的整个生命周期。

(4)设计过程由单纯考虑技术因素转向综合考虑技术、经济和社会因素

设计不只是单纯追求某项性能指标的先进和高低、而是注意考虑市场、价格、安全、美学、资源、环境等方面的影响。

3、成形及改进制造技术向精密、精确、少能耗、无污染方向发展

成形制造技术是铸造、塑性加工、连接、粉末冶金等单元技术的总称。展望21世纪，成形制造技术正在从制造工件的毛坯、从接近零件形状(Near Net Shape Proccess)向直接制成工件精密成形或称净成形(Net Shape Proccess)的方向发展。

据国际机械加工技术协会预测，到下世纪初，塑性成形与磨削加工相结合，将取代大部分中小零件的切削加工。改性技术主要包括热处理及表面工程各项技术。主要发展趋势是通过各种新型精密热处理和复全处理达到零件性能精确、形状尺寸精密以及获得各种特殊性能要求的表面(涂)层，同时大大减少能耗及完全消除对环境的污染。

4、加工制造技术向着超精密、超高速以及发展新一代制造装备的方向发展

(1)超精密加工技术

目前加工精度达到0.025μm，表面粗糙度达0.0045μm，已进入纳米级加工时代。超精切削厚度由目前的红外波段向可见光波段甚至更短波段近;超精加工机床向多功能模块化方向发展;超精加工材料由金属扩大到非金属。

(2)超高速切削

目前铝合金超高速切削的切削速度已超过1600m/min，铸铁为1500m/min，超耐热镍合金为300m/min，钛合金200m/min。超高速切削的发展已转移到一些难加工材料的切削加工。

(3)新一代制造装备的发展

市场竞争和新产品、新技术、新材料的发展推动着新型加工设备的研究与开发，其中典型的例子是“并联桁架式结构数控机床”(或俗称“六腿”机床)的发展。它突破了传统机床的结构方案，采用六个轴长短的变化，以实现刀具相对于工件的加工位姿的变化。

5、工艺由技艺发展为工程科学，工艺模拟技术得到迅速发展

先进制造技术的一个重要发展趋势是，工艺设计由经验判断走向定量分析，加工工艺由技艺发展为工程科学。

热加工过程的数值模拟与物理模拟是一个重要的发展方向，是使热加工工艺由技艺走向科学的重要标志。应用数值模拟于铸造、锻压、焊接、热处理等工艺设计中，并与物理模拟和专家系统相结合，来确定工艺参数，优化工艺方案，预测加工过程中可能产生的缺陷及应采取的防止措施，控制和保护加工工件的质量。采用这种科学的模拟技术并与少量的实验验证结合，以代替过去一切都要通过大量重复实验的方法，不仅可以节省大量的人和物力，而且还可以通过数值模拟来解决一些目前无法在实验室进行直接研究的复杂问题。

工艺模拟也发展并应用于金属切削加工过程、产品设计过程。最新的进展是在并行工程环境下，开展虚拟成形制造，使得在产品的设计完成时，成形制造的准备工作(如铸造)也同时完成。

6、专业、学科间的界限逐渐淡化、消失

先进制造技术的不断发展，在冷热加工之间，加工、检测、物流、装配过程之间，设计、材料应用、加工制造之间，其界限均逐渐淡化，逐步走向一体化。例如，CAD、CAPP、CAM的出现，使设计、制造成为一体;精密成形技术的发展，使热加工可能直接提供接近最终形状、尺寸的零件，它与磨削加工相结合，有可能覆盖大部分零件的加工，淡化了冷热加工的界限;快速原型/零件制造(Rapid Prototyping/Parts Manufacturing--RPM)技术的产生，是近20年制造领域的一个重大突破，它可以自动而迅速地将设计思想物化为具有一定结构和功能的原型或直接制造零件，淡化了设计、制造的界限;机器人加工工作站及FMS的出现，使加工过程、检测过程、物流过程融为一体;现代制造系统使得自动化技术与传统工艺密不可分;很多新材料的配制与成型是同时完成的，很难划清材料应用与制造技术的界限。

这种趋势表现在生产上是专业车间的概念逐渐淡化，将多种不同专业的技术集成在一台设备、一条生产线、一个工段或车间里的生产方式逐渐增多。

7、绿色制造将成为21世纪制造业的重要特征

日趋严格的环境与资源的约束，使绿色制造业显得越来越重要，它将是21世纪制造业的重要特征，与此相应，绿色制造技术也将获得快速的发展。主要体现在：

(1)绿色产品设计技术 使产品在生命周期符合环保、人类健康、能耗低、资源利用率高的要求。

(2)绿色制造技术 在整个制造过程，使得对环境负面影响最小，废弃物和有害物质的排放最小，资源利用效率最高。绿色制造技术主要包含了绿色资源、绿色生产过程和绿色产品三方面的内容。

(3)产品的回收和循环再制造 例如，汽车等产品的拆卸和回收技术，以及生态工厂的循环式制造技术。它主要包括生产系统工厂--致力于产品设计和材料处理、加工及装配等阶段，恢复系统工厂--主要对产品(材料使用)生命周期结束时的材料处理循环。

8、虚拟现实技术在制造业中获得越来越多的应用

虚拟现实技术(Virtual Reality Technology)主要包括虚拟制造技术和虚拟企业两个部分。

虚拟制造技术将从根本上改变了设计、试制、修改设计、规模生产的传统制造模式。在产品真正制出之前，首先在虚拟制造环境中生成软产品原型(Soft Prototype)代替传统的硬样品(Hard Prototype)进行试验，对其性能和可制造性进行预测和评价，从而缩短产品的设计与制造周期，降低产品的开发成本，提高系统快速响应市场变化的能力。

虚拟企业是为了快速响应某一市场需求，通过信息高速公路，将产品涉及到的不同企业临时组建成为一个没有围墙、超越空间约束、靠计算机网络联系、统一指挥的合作经济实体。虚拟企业的特点是企业的功能上的不完整、地域上的分散性和组织结构上的非永久性，即功能的虚拟化、组织的虚拟化、地域的虚拟化。

9、信息技术、管理技术与工艺技术紧密结合，先进制造生产模式获得不断发展

制造业在经历了少品种小批量--少品种大批量、--多品种小批量生产模式的过渡后，70年代、80年代开始采用计算机集成制造系统(CIMS)进行制造的柔性生产的模式，并逐步向智能制造技术(IMT)和智能制造系统(IMS)的方向发展。精益生产(LP)、灵捷制造(AM)等先进制造模式相继出现，预计21世纪初，先进制造模式必将获得不断发展。

上述几种先进制造生产模式的进展，主要体现了以下五个转变：

1)从以技术为中心向以人为中心转变；

2)从金字塔式的多层次生产向扁平的网络结构转变；

3)从传统的顺序工作方式向并行工作方式转变；

4)从按功能划分部门的固定组织形式向动态的、自主管理的小组工作组织形式转变；