先进制造技术公司

先进制造技术公司（8篇）

1.先进制造技术公司 篇一

先进制造技术与高端制造的结合

一、先进制造技术

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。

二、高端制造

“高端制造”即处于制造业价值链的高端环节，具有技术含量高、资本投入高、附加值高、信息密集度高，以及产业控制力较高、带动力较强的特点。发展高端制造业，重点是装备制造业，制造业中的高新技术与先进管理模式基本体现在装备制造业，制造业中利润空间最大的部分也是装备制造业。装备制造业代表着整个制造业的走向，决定着整个制造业的水平。其中包括重型机械、船舶、飞机、发电设备、大型锅炉、冶金机械、矿山机械、专用设备等大型装备生产厂家。

三、高端制造与先进制造技术的结合

由于“高端制造”处于制造业价值链的高端环节，涉及到新能源、新材料、节能环保、生物医药、信息网络都与先进制造技术存在相辅相成的关系。例如，风机装备、核电装备、冶金设备、环保装备、电子设备都属于高端制造的范畴，而这些设备的设计和制造都离不开先进制造技术。高端制造业的高端部分离不先进的制造技术，先进制造技术是各项工业技术、信息技术及各类新兴技术进步的前提，它的发展直接关系到各个行业的产业升级、生产能力提高。

高端制造与先进制造技术的结合要从两个方面入手：

一、高端制造与先进制造主体技术群的完美结合，由于新产品开发生产费用、产品质量以及新产品上市时间与产品设计技术和工艺技术密切相关，所以新产品研发过程中可以采用一系列先进的制造技术，包括制造工程设计技术、物料处理方法和设备技术、现代制造系统管理技术和提供理论基础的支撑技术。主要由三方面构成：(1)计算机辅助产品开发与设计。例如计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助工程(CAE)、计算机辅助工艺设计(CAPP)、并行工程(CE)等；(2)计算机辅助制造与各种计算机集成制造系统。例如：计算机辅助制造(CAM)、计算机辅助检测(CA])、计算机集成制造系统(CIMS)、数控技术(NC／CNC)、柔性制造系统(FMS)、成组技术(GT)、虚拟制造(VM)、绿色制造(GM)等；(3)利用计算机进行生产任务和各种制造资源合理组织与调配的各种管理技术。例如：管理信息系统(MIS)、制造资源计划(MRPII)、企业资源计划(ERP)、工业工程(IE)、办公自动化(OA)、条形码技术(BCT)、产品数据管理(PDM)、产品全生命周期管理(PLM)、全面质量管理(TQM)、电子商务(EC)、客户关系管理(CRM)、(SCM)供应链管理等。

二、高端制造与先进制造支撑技术群的结合

先进制造支撑技术群是指支持设计和制造工艺两方面取得进步的基础性的核心技术。主要包括信息技术、标准和框架、机床和工具技术、传感器和控制技术；高端制造的核心技术研发难度大、工艺复杂，攻克这些核心技术必须要依靠和运用先进制造支撑技术群，集聚了大批研发人员进行自主创新，深入推进信息技术的综合集成应用，带动研发设计能力和后端营销服务能力提升，推动产业从低端走向高端。

高端制造和先进制造技术的结合是高端制造的最新发展阶段,是面向21世纪的高端制造是社会物质文明的保证，是与人类社会一起动态发展的，因此，高端制造必然也将随着先进制造技术的进步而不断更新。

总之，高端制造与先进制造技术的结合是发展生产力提高国家综合国力的必要手段，也是市场全球化的需要。高端制造的发展是先进生产力发展的推动力，而先进制造技术的发展又是高端制造发展的前提和基础，二者相辅相成。二者的完美结合也是绿色制造、循环制造的重要基础，发展社会主义市场经济我们必须重视二者的结合。

智能制造装备发展主要内容包括：重点推进高档数控机床与基础制造装备，自动化成套生产线，智能控制系统，精密和智能仪器仪表与试验设备，关键基础零部件、元器件及通用部件，智能专用装备的发展，实现生产过程自动化、智能化、精密化、绿色化，带动工业整体技术水平的提升。例如，在精密和智能仪器仪表与试验设备领域，要针对生物、节能环保、石油化工等产业发展需要，重点发展智能化压力、流量、物位、成分、材料、力学性能等精密仪器仪表和科学仪器及环境、安全和国防特种检测仪器。

在关键基础零部件、元器件及通用部件领域，要重点发展高参数、高精密和高可靠性轴承、液压/气动/密封元件、齿轮传动装置及大型、精密、复杂、长寿命模具等。

在智能专用装备领域，要重点发展新一代大型电力和电网装备，机器人产业，全断面掘进机、快速集成柔性施工装备等智能化大型施工机械，以及大型先进高效智能化农业机械等。

此外，还要以大飞机、支线飞机及通用飞机为应用对象，采用飞机制造、机床制造和材料生产企业相结合，重点发展复合材料制备装备、自动辅带/辅丝设备、构件加工机床、超声加工/高压水切割设备等。

孙文胜：高端制造

http:/// 作者：孙文胜 来源： 发布时间：2010年12月01日 13:17

申银证券在对明年展望中看好高端制造业，这个方向我十分赞成。什么是高端制造业?就是有很高技术、资金门槛的制造业，别人很难突破，很难掌握，竞争者很少，毛利较高，这样的行业。比如商用飞机发动机，全世界只有英国、美国、法国能够完全掌握生产技术，俄罗斯都不行，军用可以，商用不行，所以我们看到俄制客机在全世界事故率很高，很难卖到国际。加拿大、巴西、印尼都发展过民用航空工业，都不太成功，发动机技术不足是重要的原因;比如汽车自动变速箱，中国已是世界最大的汽车生产国，但是不能生产自动变速箱，最近的新闻是奇瑞年底量产6AT手自一体变速箱，从立项到量产前后8年，主要的技术来自澳大利亚一家独立自动变速箱生产企业，从中挖了一个华人专家团队，在这个基础上又研制了几年。这家企业最后被吉利汽车收购，吉利不久也将资产自动变速箱。如果不是这家独立自动变速箱生产企业经营困难，中国白手起家突破这项生产技术还不知要多少年;比如我们在《自古山东出好汉》一文中给大家介绍的全氟离子膜生产技术，山东东岳集团研发团队用了8年研发终于取得突破，最近公司股价变现非常抢眼2个月时间股价已经涨了一倍多，看来香港的投资者对于真正的高端还是认可的。我们国家还有很多高端项目没有突破，比如高精密度机床，纳米材料，特种钢等，所以我们水平跟先进国家还有一段距离，底气还不是很足，说话还不特别硬气。

高端制造业掌握在科技经济基础都十分雄厚的国家，后进国家难以突破，所以发展到一定阶段之后，碰到高端制造业这个高墙就过不去，经济就停滞下来。我们讲“拉美化”，什么是拉美化?就是经济发展到一定阶段之后，国民收入成长到全球中游，遇到高端制造业瓶颈之后就停滞下来，随着低成本地区的发展，加工制造转移到低成本国家，企业破产、失业率上升，造成经济社会的动荡。东盟国家也是如此，马来西亚、泰国经济发展到一定阶段，难以突破，然后产业转移到中国、越南，经济停滞，社会动荡。高端制造业等于是一个国家是否是先进国家、发达国家的一个标志，这跟富裕不富裕没有太大关系，中东国家很富有，楼可以建世界最高，但不是发达国家。中国如果在高端制造业取得长足进展，可能人均收入还不是很高，但就可以成为发达国家。对于高端制造业在国民经济中的地位与作用，国家认识的很清楚，一定是全力以赴地扶持。所以我们看到京东方连年亏损，但是再融资一路绿灯，财政补贴和退税动辄几亿十几亿。有人讲这种企业不叫什么本事，都是靠国家支持，我觉得这个看法不尽正确，后进国家要想超越先进国家靠自由市场经济的策略是不够的，对手已经十分强大而且不断进步，资金技术实力都比你雄厚得多，你怎么竞争，只能借助国家的力量。德国、日本、韩国在追赶阶段国家都起了很大作用，可以说以举国之力铸就几家具备全球竞争力的企业。

我们目前很多科技股都不能称其为高端制造业，主要原因是技术专利大多在应用层次，外观设计等，门槛不高，很容易被模仿，很难建立起长期有效的壁垒，就是巴菲特所说的“护城河”不够宽。比如我们之前推荐海信电器的时候，海信电器最先掌握LED电视技术，到今年一年过去山寨企业都完全掌握，比如3D技术，TCL最先研发，但是现在也是所有电视生产商都已拥有。很多技术是不告诉你你就不知道，告诉你你立刻就会，这种技术门槛不高。话说到我们最近讲的比较多的四川长虹，它的真正价值就在我们反复强调的等离子面板制造上，这算是高端制造业。高在哪里?首先资金门槛高，长虹等离子项目两期投资规模是60亿元，是四川省当时投资规模最大的制造业;其次是专利技术，长虹通过收购韩国欧丽安的等离子专利，加上自己研发，目前拥有600多项专利，很多是底层原创专利技术，不可复制，长虹的专利可以与松下、三星等拥有的专利互换，不用再支付专利使用费，而一个新企业贸然加入等离子面板制造就需要支付大量的专利使用费，成本就没有竞争力。我们期待3D时代长虹能够绝地反击不是因为3D技术有多了不起，关键在于3D时代能够使等离子面板技术的长处得以发挥，使等离子面板制造从边缘状态回归主流。是不是高端制造也并非一成不变，过去是高端，技术一旦广泛传播就不再高端。比如空气压缩机技术原来掌握在日本欧洲少数企业手中，所以他们的空调冰箱在中国尚有一席之地，等到中国企业完全掌握了领先的空气压缩机技术之后，日本欧洲企业在这个白电产业就基本没有立足之地了。

目前两市中能够称之为高端制造业的企业不多，我以为能够算得上有：高速铁路设备制造、大功率发电机组、超高压输变电设备、飞机制造、面板制造、特种化工原料、特种钢、高级数控机床等，而很多我们认为的高科技公司比如软件、医药、信息技术、生物等，门槛不高，盈利能力也不强，都算不上高端制造业。

一个行业有一个行业的门道、一个行业有一个行业价值最高的部分，我以为我们证券行业最高端的部分在于价值评估，在于精确定价的能力，没有这个能力在股市中基本就是瞎蒙。

当高端装备制造作为战略性新兴产业被提出的时候，其范围也被设定在航空装备等几大重点领域。陆燕荪告诉企业，并不意味着只有这些领域才算高端装备产业，只是强调它们是后金融危机时代国家急需发展和提升的领域。从高端装备的全产业链来看，制造企业只要努力向高端发展，都可以找到适合自己的位置。

培育国民经济支柱产业

如何理解“三高”特征？陆燕荪表示，所谓高技术，就是说它的发展对于整个产业链的提升，以及增强最后成品的竞争力是有关键作用的；所谓高品质，是强调产品的可靠性，在高质量的基础上建立自己的品牌，在这方面，制造业产业链上的各类装备制造企业（包括配套企业），都应该向“高端”方向努力；所谓高附加值，就是向服务转型，通过制造业产业链条上的每一个环节水平的提升，带动高端装备水平的提升，进而提高产业整体竞争力。

“如果按照这样的方式理解，我们很多企业都有自己应该去做的事。当然，在„三高‟中，最重要的还是质量。没有质量的可靠性，谈何高端？”陆燕荪同时提出，高端制造业发展的基础是对现有企业的改造、提升。如何处理好高端装备制造发展与传统装备制造业改造提升的关系同样是工业主管部门十分关心的问题。

工业和信息化部装备工业司司长张相木表示，发展高端装备制造业，决不能脱离现有装备制造业基础，另搞一套新的产业体系，必须要和传统装备制造产业的改造提升相结合。要在不脱离现有装备制造业基础的前提下，重视新兴科技与传统产业的融合。同时，也要处理好自主创新与开放合作的关系；整体推进与重点领域跨越发展的关系；政策引导和市场推动的关系等。

在回顾“十一五”时期我国装备工业取得巨大成就的基础上，张相木表示，当前，装备工业由快速回升向稳定增长转变的趋势基本确立，2011年全行业将继续保持平稳较快增长，预计全年工业增加值同比增长15%左右。

论坛上，张相木简要介绍了培育发展高端装备制造的几点思考。“十二五”期间，发展高端装备制造业的总体思路是：面向我国工业转型升级和战略性新兴产业发展的迫切需求，重点发展智能制造、绿色制造和服务性制造，做大做强航空装备和卫星及应用产业，提升轨道交通装备水平，加快培育发展海洋工程装备，把高端装备制造业培育成为国民经济的支柱产业，实现我国装备制造业由大到强的转变。

到2015年，要实现我国高端装备制造业的综合实力大幅提升，基本满足我国工业转型升级和战略性新兴产业培育发展的需要。具体发展目标为：产业规模跃上新台阶，销售产值达到6万亿元以上；产业组织结构进一步优化；自主创新能力明显提升；产业基础配套能力显著提升。在此基础上，力争通过十年左右的努力，使高端装备制造业成为国民经济的支柱产业，销售产值占装备制造业的比例30%以上，高端装备国内市场满足率超过25%。

张相木表示，高端装备是国民经济和国防建设的重要支撑，也是战略性新兴产业其他六个领域的支撑。“十二五”期间，发展高端装备将重点选择航空装备、卫星及应用、轨道交通装备、海洋工程装备和智能制造装备作为切入点和突破口，集中力量加快推进。工信部还将组织实施一批重大产业创新发展工程和重大应用示范工程，加快推进高端装备制造业发展。

加大创新投入发展高端能源装备

“能源结构调整和能源行业的建设高潮为能源装备制造业提供了难得的历史机遇，能源装备制造业已经站在了新的历史起点上，到了由„大‟变„强‟的关键阶段。”近日，国家发改委副主任张国宝在其撰写的《能源要发展，装备须先行》一文中明确提出了能源行业对装备的需求和重视程度。

关于能源装备的发展，国家能源局能源节约和科技装备司司长李冶认为，能源装备是我国能源发展、能源结构调整的重要支撑。能源结构的调整离不开装备制造业。同样，装备制造业的发展在很大程度上直接和间接地为能源领域服务。

回眸我国能源装备近年来取得的成就，李冶强调了两条宝贵经验：一是发挥市场资源的重要作用，充分依托重大工程，加快用户牵头的装备国产化进程。二是坚持自主创新，特别是坚持原创性的自主创新很重要。

李冶表示，能源产业链是一个技术密集型产业链，其技术主要体现载体是装备。基于能源行业的发展方向，他深入分析了“十二五”期间能源装备的发展重点，以及需要提升的重要方面。

在风电设备方面，目前我国风电装机容量实现了世界领先水平，而发电量却不能同步。因此，要大力发展风电，一方面要抓好风机质量，解决产品质量和可靠性问题；一方面要抓好清洁能源并网工作，根据风能、太阳能的间歇性变化特点，加快提升工业自动化技术水平。

在核电领域，与韩国核电出口相比，我国生产能力并不逊色，关键是没有自主知识产权。“十二五”期间，我国将大力发展清洁能源，核电在其中占有很大比例。要加快提升核电装备制造能力，加强核电设备的安全性、可靠性，培育核电装备的核心竞争力。

与此同时，在常规的电力设备方面也有很多问题亟待解决，要实现超临界机组所需阀门的国产化，解决火电设备管道的国产化，以及燃气轮机的国产化问题。同时，要大力发展抽水蓄能，加强智能电网建设等。

“如果燃气轮机不能实现国产化，那么，能源结构调整就是一句空话。”李冶表示，目前，能源领域仍有很多装备和技术有待开发。最近，能源局正在编制“能源科技装备的„十二五‟规划”，提出要建设“科研、研发平台、示范工程，重大装备”四位一体的能源创新体系。

关于科技创新，国务院研究室工交贸易司司长唐元表示，加快推进科技创新是工业领域转变经济发展方式的重要内容，装备制造业的科技创新意义重大。

通过对国家科技创新投入现状的调研，唐元提出，目前我国的科技创新投入仍然不足，直接导致科技创新程度比较低，远远不能满足结构调整和发展方式转变的需要，更不能适应建立创新型国家战略的要求。

创新迈向高端 装备制造业迎来黄金机遇期

时间：2011-01-20 08:13:34 编辑：水色 来源：中华工控网 点击数：

这里我引用了《黑龙江4亿斤粮食生产能力建设规划》，提出要在黑龙江修建1400个现代化农业作业区，每个区需要配备6台200马力级以上的拖拉机，这个总共算一下是多少呢？8400多台。光拖拉机没用，他得有很先进的辅具，这个配套的作业器具大概是按1∶4，那么这个需要各种配套3万多台。这些大型的拖拉机和配套器具不仅高效、高性能，而且有许多新工艺。比如说200马力以上的叫重型拖拉机，具有机载总限控制系统、有GPS导航智能驾驶操作功能，能实时诊断、监控和显示机组状态的数据。

那么什么是智能制造装备？国务院文件里面讲高端制造装备作为七大领域之一，确定了五大重点方向，这里就有智能制造装备。从我们看到的农业基建可以看出来，这个智能制造装备是具有感知，首先有传感器，具有识别、分析、推理、决策、控制功能的制造装备，是先进制造技术、信息技术和智能技术的基层和深度结合，智能制造装备产业是正在培育和处于成长初期的产业，技术上有重大突破，市场有巨大的成长潜力，具有战略性新兴产业的基本特征。

这个智能制造装备包括什么？智能制造自动控制系统，关键的基础零部件原基建及通用部件，这里主要是高参数的泵阀，高档数控机床和基础制造装备。第一板块单元测控技术与装置是智能制造装备的中枢神经。第二板块是整机与成套设备，相当于智能制造装备的躯体。第三个就是基础原件。

高端主机所需要的仪表大量缺少，这里举一些数据，我国占核电设备投资四分之一的泵阀，95%高档数控系统，机器人和高档数控系统都要进口，这些基本单元严重滞后已经制约了主机的发展，所以主机发展面临空壳化危险。

智能主机和成套设备近期应该突破的重点做一个简要说明。用几个案例说明，比如说传统印染是粗放的生产过程，能耗大，污染严重，而新型的智能化的生产线采用了自动计量仪器，自动实时的对花技术、染色的色差监测和控制技术、染色专用机器人，全面提高产品质量。智能化、数字化、网络化的单张多色平板印刷设备。这个设备具有幽默预置及在线实时检测和自动调节、印刷机运行参数感知、智能鼓掌诊断及自修复、全自动换版、印刷品缺陷在线检查控制及远程操作等功能。

从这些已经问世或即将问世的装备来看，还能说发展智能装备离我们很远吗？

智能化是装备制造业的重要发展方向，是抢占装备发展制高点的重点，它将引领装备制造发展的新潮流，装备的数字化和智能化是两化融合最重要的着力点。我国推进数字化、信息化已经二十年了，比如说在企业财务管理、人事管理等应用比较广，但是真到了供应链的管理、实现企业的全解决方案这样一个完整的，基本上是很少的，而且有人说推行ERP成功的远远小于失败。当然我这里不是说这些不该推广，这些生产过程的信息化还是应该继续往前走，但是我也很奇怪，真正有用的、直接见效的信息技术用在装备上去更容易见效。为什么我们过去在推行信息化的时候，没有推行装备的信息化？所以在传统装备要引入信息技术，嵌入传感器、CPU软件及其他信息软件，实现机械技术与信息技术深度融合。

发展机电信息一体化的智能化装备是适合国情的集成创新模式的一种具体体现，它可能会在一些点甚至面上取得独创性的重大突破，创新意识薄弱、原创能力薄弱是当前我国在技术创新方面一个难以扭转的顽症。信息技术现在正在发展当中，变化很快，如果我们抓住那个最新的信息技术和传统装备相结合，发展这种或者叫做装备的信息化，或者说数字化、智能化的装备，我认为是创新的一条重要渠道。

在国家层面上，我认为应该制定切实可行的行动计划，这点工信部正在做这项工作，我有几个建议，一是开发量大面广的单元检测控制技术与装置，并实现产业化，主要包括新型传感器、精密智能仪表、工业机器人。第二就是夯实基础，解决关键基础零部件、元器件及通用部件发展瓶颈。高参数、高精度和高可靠性轴承、车轮传动装置，电力、电子技术，高参数、高可靠性的办法。三是突破一批重点领域重大装备的数字化和智能化并实施应用示范工程。四是全面推广大产业链，2020年形成2万亿的大产业链。

中国重型机械工业协会常务副理事长徐善继

重型机械制造取得重大突破

我国重型机械制造也是高端制造装备的重点领域，近年来在中央关于加快装备制造业发展方针的指引下，装备事业取得了长足的进步。

“十一五”末我国基建系统的装备制造业的总产值近12万亿元，其中重型产值突破5000亿元。“十二五”期间国务院决定加快发展战略性产业，其中包括金融环保、生物、高端装备制造、新能源、新材料等几个领域，其中高端装备制造的主要特点是自动化强，它的高难度、高质量是体现装备制造业综合实力的一个基础产业，是关系到国家工业化、国防现代化的基础工业，主要服务于我国能源、交通、冶金、化工、航空、水利以及国防工业等国民经济各个部门。目前在世界少数先进国家，像美国、德国、日本才具有高端制造水平，我国要从装备制造业的大国迈向装备制造业的强国必须在高端制造方面有所突破，重型机械领域包括五大冶金设备、矿山机械、重型锻压等。

第一，我国主要生产企业一重、二重、三重在“十一五”期间大型重型机械取得重要成绩。一重以AP1000为代表的第三代核电取得了成功。在火电方面百万千瓦的零件已经完成了首件。

其他超大型的制造成功，“十二五”期间研究攻关问题，包括AP现在主攻的稳压器，大型水电站的研制，三兆瓦海上风电的断电，等等。所以大型断电领域的高端制造技术难度非常大。

第二大类主要生产的单位企业一重、二重，石油化工方面掌握了锻焊结构的制造技术，已具有自主研发和进一步提升能力，部分关键技术已经合格。千万吨煤炭提升成套设备和两千万吨成套设备主要生产企业有太重、北方重工等，“十二五”攻关就是大型动力钻机，企业正在研制。

第三，“十一五”期间电气研究了1800瓦和2500瓦的产品。包括千米深井的提升体。有锅炉面积500米的锅炉机。300吨以上的大型矿用电交流系统。

第四大方面就是全断面，主要生产企业有北方重工等。

第五个方面就是风电设备，主要生产企业华锐、二重，电力行业有金风，通过引进国外技术和技术改造，大连重工起重集团，已自主开发出3兆瓦的风电发电气。“十二五”期间，我国要实现关键零部件的全面国产化。

第六方面就是大型断面设备，主要是一重、二重、三重、内蒙古北方重工，一重搞了1.5万吨的水压机、二重搞了1.6万吨的水压机。

第七个大领域加工成套设备。有一个高精度的热炼设备。轧机速度正负三到八个M，这个精度要求是非常高的。

第八个领域就是大型输送机械，主要是上海重工，包括大型集装箱按电起重机，轨道起重机，这个是高端产品，国际市场占有率75%，振华在这方面处于国际领先地位。

第九个主要生产企业大连重工、北方重工，主要关键设备生产能力1.1万吨/小时。载重80吨级通用的中性翻卸机，环保、高效、一体自动化码头的装卸设备等等。

第十个方面特大型机械企业，振华4000吨浮吊，水上作业300米，提升高度95米，现在正在研制1.2万吨的浮吊，大连重工研究了两万吨用于海上作业最大的起程高度100米，跨度125米。正在研制海上风电安装的系统。这在特大型起动机械方面有重大投入，“十二五”继续向高端发展。

第十一个领域核电起动机，主要生产企业是泰运和大连亨通。制造核电设备、调动设备这个难度是非常大的，原来只有美国极少数国家能够制造的，中国涉及这个领域。核电的PMC燃料装卸和储存。

第十二个海洋工程。

2.先进制造技术公司 篇二

1 先进制造技术的发展趋势

先进制造技术是美国在20世纪80年代末,根据制造业面临日本的挑战,为增强制造业的竞争能力和振兴美国经济提出的,它是以信息技术为支撑,研究并改造作用于产品整个生命周期的所有技术的总称,它综合了机械、电子、信息生物、光学、材料、能源、环保、管理等领域的最新成果,目的是获得优质、高效、低耗、清洁的产品。21世纪先进制造技术的发展趋势体现在以下几个方面:

a) 精密化:20世纪60年代,一般加工精度为100μm,精密加工精度为1μm,超精密加工精度为0.1μm;到20世纪末,一般加工精度1μm,精密加工精度为0.01μm,超精密加工精度为0.001μm。在现代超精密机械中,对精度要求极高,如人造卫星的仪表轴承,其圆度、圆柱度、表面粗糙度等均达纳米级。譬如,电子制造中所要求的控制精度趋于纳米级、加工精度趋于亚纳米级。

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。超精密加工技术已向纳米技术发展,近年来纳米技术的出现,促使超精密加工向其极限加工精度—原子级加工进行挑战。纳米技术促进了机械科学、材料科学、光学科学、测量科学和电子科学的发展。

b) 自动化:自动化技术自20世纪初出现以后,经历了由适合于单一品种大批量生产的刚性自动化、到多品种小批量的柔性自动化、多品种变批量的综合自动化的发展过程,自动化技术的成功应用,极大地提高了产品的生产率,有效地向用户提供优质产品,同时还可以完成高危工作环境的任务。对于像汽车、发动机这样生产批量较大的行业的自动化,可通过机床自动化改造、使用自动机床、组合机床、自动生产线来完成。小批量生产自动化可通过NC, IMS, MC, CAM, FMS, CIM, IMS等来完成。未来的自动化将更多的考虑“人-机-环境”等的协调关系。

c) 网络化:制造过程中的市场开发、原料采购、产品设计、零件加工、机器装配、成品销售等环节,已不局限于一个企业、一个集团或者是一个国家,借助网络技术,特别是Internet,跨越不同的企业之间存在的空间差距,组织、管理和利用分散在各地的制造资源,建立灵活有效、互惠互利的异地、跨国界动态企业联盟,通过企业之间的信息集成、业务过程集成、资源共享,对企业开展异地协同的设计制造,网络营销、供应链管理等提供技术支撑环境和手段,实现产品商务的协同、产品设计的协同、产品制造的和供应链的协同,极大地缩短了产品的研制周期,降低了研制费用,提高整个产业链和制造群体的竞争力。

d) 集成化:随着时间的推移,在传统制造工艺技术不断发展的基础上,将计算机技术、信息技术、新材料技术和管理技术等有机融合于产品生命周期中去,形成多专业学科的交叉渗透的技术综合体,先进制造技术其内涵跨越了传统制造技术和企业及加工车间的边界,它是一个包含从市场需求、创新设计、工艺技术到生产过程组织与监控、市场信息反馈、企业文化在内的工程系统;是以先进制造工艺、计算机应用技术为核心的信息、设计方法、工艺技术、能源工程及相应的工程管理技术集成的现代制造工程[1]。

e) 智能化:信息时代借助机器实现人的脑力劳动部分机械化和自动化,使人摆脱繁琐的计算和分析,有更多的精力从事创造性劳动。智能化是制造技术的发展趋势之一,智能化促进了制造系统的柔性化,使它具有更为完善的判断与适应能力,保证制造系统以最佳的状态在运行过程。

f) 绿色化:绿色制造是人类社会可持续发展战略在现代制造业中的体现,绿色织造主要涉及到资源的优化利用、清洁生产和废弃物的最少化和利用,对产品而言,绿色制造覆盖产品的设计、生产、包装、运输、流通、消费及报废等整个产品生命周期。

在绿色设计方面,选择绿色无毒、无污染、易回收、可再用或易降解的材料;提高产品的可拆卸性能,产品只有通过拆卸和分类才能较彻底地进行材料的回收和零部件的再循环利用;设计时充分考虑产品的各种材料组分的回收利用的可能性、回收处理方法及工艺、回收费用等与产品有关的一系列问题,从而达到简化回收处理过程、减少资源浪费、对环境无污染或少污染的目的。

海湾战争期间,美国陆军支援大队在短短3个月时间内,利用再制造技术恢复了战区70%的损坏装备,日本富士施乐公司对可再利用的零部件进行修复和处理后循环再使用,利用率达到50%以上,拥有旧零部件的复印机产量达到总产量的25%。美国对钢铁材料报废产品的再制造已经取得显著效果;节省能源47%～74%,减少大气污染86%,减少水污染76%,减少固体废料97%,节省水量40%。

为减少切削加工过程中切削液对环境的污染,出现了最小量润滑切削、干切削、低温喷射液氮磨削、气体射流冷却切削等绿色切削和磨削加工技术,切削加工过程中没有或只有微量的切削液。与传统的湿切削相比,降低了加工成本,避免了废液的处理。

2 先进生产制造模式

在社会经济快速发展和市场竞争日益激烈的今天,制造企业仅仅依靠改进工艺、提高装备水平是满足不了上述要求的,必须从总体策略、组织结构、管理模式等方面适应市场的要求,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。

a) 精益生产(LP):1990年美国麻省理工学院詹姆斯等花了5年时间考察全球近百家汽车制造厂,在《The Machine That Changed the World》一书中提出精益生产概念。并依此来描述日本丰田汽车公司生产方式,认为日本20世纪80年代成功的原因在于采用了新型的生产模式。

精益生产的的特点是:1)以人为本,调动所有员工的积极性和创造性;2)重视顾客需要,按顾客的需要提供适销对路的产品,并提供优质服务;3)精打细算,消除制造过程中一切冗余的人、物、活动、岗位、时间、空间,要求工人一专多能,实现完美生产;4)精益求精,追求制造过程中各个环节和全过程的不断完善,及时解决问题,实现零废品、零库存和产品的多样化。

b) 敏捷制造(AM)与虚拟企业(VE):20世纪80年代,为了恢复美国制造业在全球的领导地位,由美国国防部组织了里海大学和通用汽车公司等13家大公司为核心的有100多家公司参与的联合研究组,最终于1991年完成了《21世纪制造业发展战略》报告并提交美国国会,此报告提出了“敏捷制造”的概念。

敏捷制造的特点:1)需求响应的快捷性,快速响应市场当前和未来可预知需求,开发、生产符合用户设计或订货要求的产品;2)制造资源的集成性,不仅是企业内部的资源共享与信息集成,还包括企业间的各种资源集成起来,实现技术、管理和人的集成,从而在产品的生命周期内,最大限度地满足用户的需要;3)组织形式的动态性,为赢得机遇性市场竞争,利用信息技术和网络技术,实现不同组织和企业间的动态组织,它随任务的产生而产生,并随任务的结束而结束,这种超越空间的互利互惠、协同作战、资源互补的联合组织,被称为虚拟企业,又称为动态联盟。

1993年,美国圣地亚国家实验室、联合信号公司联合实施了遥测装置敏捷制造示范项目,在13个月内设计和制造了新型集成遥测处理器,项目成本比预算降低了30%多,生产时间比以前的生产方式减少50%,生产效益提高好几倍。

2000年2月,通用汽车公司、福特汽车和戴姆勒—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(采购环节的动态联盟),同年4月,雷诺—日产公司决定加盟该电子商务市场,交易处理成本由原来的每笔100～150美元降低到5美元,每台汽车的制造成本至少可以降低1200美元。

c) 集成制造(CIM)与智能制造(IM):1974年,美国的哈林顿博士在《Computer Integrated Manufacturing》一书中提出计算机集成制造(CIM)的概念。集成制造的两个基本观点是:1)系统观,企业的各个经营环节,从市场、产品的开发、加工制造、管理、销售及服务都是一个不可分割的整体,需要统筹考虑;2)制造信息观,企业整个生产经营过程,实际上是信息采集、传递和加工处理的过程。

CIM是企业组织、管理和实现现代化生产的新模式,它将企业的人、技术、管理三要素以及信息流、物料流、价值流有机地集成在一起,逐步实现企业全过程的计算机化综合,它能使企业在总体优化的前提下,寻求局部优化并达到全局优化运行,以获得最大效益。

IM是在20世纪80年代人工智能技术广泛应用的基础上产生的,它的特点是:制造的各个环节的高度柔性化、高度集成化和智能化,通过计算机来模拟人类专家的智能活动,对制造问题进行分析、判断、推理、构思和决策,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。

3 结语

近年来,中国先进制造技术在政府的引导和扶持下,得到快速的发展和重大突破。计算机辅助设计技术(CAD)在制造业普遍应用,我国开发了一批性能优异的三维CAD, CAPP和CAM系统,数控机床和柔性制造系统也取得了丰硕的成果。基础技术和系统技术方面的发展,极大地推动了制造业的现代化。发展和推广先进的制造技术要站在信息技术科技革命、纳米科技革命和生物科技革命的高度,充分认识先进制造技术需要的是创新型人才,实施先进制造模式的人才建设是关键。

摘要：阐述了先进制造技术内涵和技术特点、先进制造技术应用现状、发展趋势和先进制造模式。

关键词：先进制造技术,先进制造模式,制造业,自动化技术

参考文献

[1]张永伟.先进机械制造技术及发展模式[J].山东电大学报,2001(1):57-58.

[2]杨叔子,吴波,李斌.再论先进制造技术及其发展趋势[J].机械工程学报,2006,42(1):1-5.

[3]王太隆.先进制造技术[M].北京:机械工业出版社,2006.

3.先进制造技术的应用与发展趋势 篇三

关键词：先进制造技術；现代管理技术；智能制造

1.先进制造技术的概念

先进制造技术是在上个世纪八十年代提出来的。是美国为提升机械电子产业的竞争能力，重树机械电子产业重要地位而做出的重要举措，曾经美国一些学者认为“美国已进入后工业时代，机械电子产业已经成为夕阳工业”，主张经济中心由机械电子产业转移向高科技产业和服务业，其结果是“美国发明，日本发财”。政府不重视使其机械电子产业的衰退，以及以前占优势的汽车机械电子产业、家用电器机械电子产业、机床、半导体等产业在全球市场竞争中出现大滑坡。于是美国吃一堑，长一智，巨资投入研究和发展机械电子产业。上世纪八十年代末美国政府制定并实施了“先进制造技术计划和制造技术中心计划”。随后，欧洲、亚洲等新兴工业化国家也开展了各自的先进制造技术的理论和应用研究，如日本的智能制造系统、欧共体的尤里卡计划等。由五部委召开了“先进制造技术发展战略研讨会”，拉开了我国先进制造技术研究的帷幕。

2.先进制造技术的发展

2.1先进制造技术的应用与实施

先进制造技术作为二十一世纪的高科技技术之一，无论在机械制造，汽车制造，电子电器产品制造等行业中都有广泛的应用前景。要把先进制造的理念，方法在各个制造行业中应用并实施，需要从以下几方面着手：产品的开发设计上，大力推广计算机辅助设计技术，并行设计技术，反求工程技术以及绿色产品设计技术，充分考虑产品的全生命周期。在产品的制造过程中，优先应用各项先进制造工艺技术，比如采用精密成型技术，充分有效利用材料，节约能用，做到低耗，低碳，绿色的生产。在设备的引进和购置方面，尽量采用高效制造自动化设备，大力运用计算机控制的数控机床，加工中心及工业机器人，构建柔性制造系统，计算机集成制造系统乃至智能制造系统，提升机械电子产业的整体水平。此外还要应用现代企业的生产和先进的管理技术。

2.2信息化在先进制造技术中的应用

21世纪是信息化的时代，计算机技术和网络通信技术飞速发展，在生产领域里已得到广泛应用。机械电子产业管理信息化是建设领域信息化的重要组成部分，将在机械电子产业管理活动中发挥重要作用，并主导机械电子产业管理未来发展方向，信息化成为机械电子产业管理的必然趋势。“十一五”机械电子产业管理改革发展规划指出，将加快建设机械电子产业信息系统的规划、建设，建立符合现行管理体制和市场机制的机械电子产业信息管理工作机制，完善全国机械电子产业信息系统，使全国机械电子产业信息做到互联互通，为政府提高造价管理决策水平和完善公共信息服务创造条件。因此，机械电子产业管理信息化建设也是机械电子产业管理改革发展规划的总体部署和要求。

2.3绿色制造技术的发展

进入21世纪以来，人类社会所面临的资源短缺和环境污染等问题日趋严重，人类要实现可持续发展必须促使人与自然界和谐一致。为此，工业发达国家正积极倡导“低碳经济”、“循环经济”、“绿色制造”和“清洁生产”，大力研究开发生态安全型、资源节约型制造技术。“绿色制造”正在成为未来制造业的发展方向，绿色制造技术将贯穿于制造业各环节，主要表现在以下三个方面：一是绿色产品设计技术。在设计阶段就将环境因素和预防污染的措施纳入产品设计之中，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；二是绿色制造技术。它从设计、制造、使用到报废整个产品生命周期中不产生环境污染或环境污染最小化，符合环境保护要求，在整个制造过程中综合考虑环境影响和资源效率，在保证产品的功能、质量、成本的前提下，使产品制造过程对生态环境无害或危害极少，节约资源和能源，使资源利用率最高，能源消耗最低；三是产品的回收和循环再制造。它是“资源―产品―废弃物―再生资源或再生产品”的反馈式循环模式。“再制造”是一种先进的制造逻辑与工业理念，它要求工业设计不仅要面向材料与功能，更要面向可回收再制造。再制造是通过新材料、新技术、新工艺、新装备与新方法等一系列高新技术与手段的集成运用，因此可以保证再制造产品的性能和质量不低于新产品，甚至在某种情形下可以使其质量高于新产品。

3.结论

先进制造技术是使一个国家制造业强盛的关键所在，是企业兴旺发达的重要途径，也是企业赢得市场的有力武器。先进制造技术已经成为一个国家综合实力和科技发展的重要标志，成为一个国家在战场对抗和市场竞争中的重要支柱，它在国防建设和国民经济发展中占有影响全局、决定全局的战略地位。知识就是财富，人类当前社会正在由工业经济时代步入知识经济时代。高科技的发展促使机械电子产业发生了革命性的变化。总之，21世纪的机械电子产业是信息化、智能化、网络化、不断创新的绿色制造业，是人类智慧的结晶。

参考文献：

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[3]康磊晶.国外先进制造技术发展战略[Z].中国兵器工业二一零研究所，北京先进柔性集成制造技术咨询中心，2011.

[4]盛晓敏，邓朝晖.先进制造技术[M].机械工业出版社，2010.

[5]张立鼎等.先进电子制造技术[M].国防工业出版社，2010.

4.先进制造技术 篇四

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。

5.先进制造技术总结 篇五

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。

6.先进制造技术 篇六

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；

7.基于数字化技术的先进制造技术 篇七

先进制造技术AMT (Advanced Manufactories Technology) 是指以提高制造企业综合效益为目的, 综合利用信息、能源、环保等高新技术以及现代系统管理技术, 对传统制造过程中及产品的整个寿命周期中的使用、维护、回收、利用等有关环节进行研究并发行的所有适用技术的总称[1,2]。

相对传统制造技术, 数字化制造技术是一项融合数字化技术和制造技术, 且以制造工程科学为理论基础的重大的制造技术革新, 是先进制造技术的核心。数字化先进制造是在计算机和网络技术与制造技术的不断融合、发展和广泛应用的基础上诞生的。它是对制造过程进行数字化的描述, 将制造信息采用数字化的表征、存储、处理、传递和加工, 从而在数字空间中完成产品的制造过程[3,4,5,6]。

2 数字化是先进制造技术的基础

2.1 先进制造技术的基本特征

先进制造技术包括以下五个基本特征。

(1) 先进性。制造工艺作为先进制造技术的基础, 必须是经过优化的先进工艺。先进制造技术的基础必须是优质、高效、低耗、清洁工艺, 它从传统制造工艺发展起来, 并与新技术实现了局部或系统集成。

(2) 通用性。先进制造技术不是单独分割在制造过程的某一环节, 它覆盖了产品设计、生产设备、加工制造、销售使用、维修服务, 甚至回收整个过程。

(3) 系统性。随着微电子、信息技术的引入, 先进制造技术的驾驭信息生成、采集、传递、反馈、调整的信息流动过程。先进制造技术是可以驾驭生产过程的物质流、能量流和信息流的系统工程。

(4) 集成性。先进制造技术由于专业、学科间的不断渗透、交叉、融合, 界限逐渐淡化甚至消失, 技术趋于系统化、集成化, 已发展成为集机械、电子、信息、材料和管理技术为一体的新兴交叉学科。

(5) 技术与管理的更紧密结合。对市场变化做出更敏捷的反应及对最佳技术经济效益的追求, 使先进制造技术十分重视生产过程组织管理体制的合理化和最佳化。

2.2 基于数字化的先进制造技术

数字化制造技术符合先进制造技术的上述五个基本特征。先进制造技术时代是数字化信息的时代, 数字化技术是数字的生产、采集、存贮、变换、传递、处理及广泛利用的新兴科技领域。制造业从50年代数控机床的发明, 标志着机械制造业向着数字化走出了第一步, 随后制造信息化沿着三个方面推进, 一是现场生产方面, 如:NC/CNC/DNC/PLC/FMS/AC等;二是产品和工艺设计方面, 如APT/CAD/CAM/CAE等;三是生产管理和集成方面, 如MRP/PDM/ERP/CIMS等。可以说信息技术改变了当代制造业的面貌。

3 数字化是先进制造技术发展的核心

3.1 数字化先进制造的核心技术

数字化是先进制造技术的核心, 它是在计算机和网络技术与制造技术的不断融合、发展和广泛应用的基础上诞生的。数字化先进制造主要包括以下几个核心技术[4,6]:

(1) 制造过程的建模与仿真。制造过程的建模与仿真是在一台计算机上用解析或数值的方法表达或建模制造过程, 建模通常基于制造工艺本身的物理和化学知识, 并为实验所验证。

(2) 网络化敏捷设计与制造。利用快速发展的网络技术, 改善企业对市场的响应性。我国企业向国际接轨就必须在此领域开展研究, 尽快掌握并赶上国外先进水平。

(3) 虚拟产品开发。虚拟产品开发有四个核心要素:数字化产品和过程模型、产品信息管理、高性能计算与通讯和组织、管理的改变。

3.2 数字化对先进制造技术的实现

(1) 数字制造的全球实现—网络制造。随着数字化技术、计算机网络技术及交通运输事业的迅速发展, 这些企业可利用协同工作技术, 在一定的时间、一定的空间内, 利用计算机网络, 小组成员共享通过数字网络在企业内部传递的知识与信息。

(2) 数字制造的动态联盟—敏捷制造。为实现高增值、高产品质量及优质服务, 只有借助于高性能计算机和高速网络, 在数字化环境中, 充分利用其他企业制造过程的信息流和数据库等有用的数字化资源, 才能对变化市场做出快速的响应。对于某些产品一个企业不可能快速、经济地独立开发和制造其全部, 必须根据任务, 由一个公司的某些部门或不同公司按资源、技术和人员的最优配置。于是, 一种以数字制造为平台的先进制造技术即数字制造的动态联盟—敏捷制造崭露头角。

(3) 数字制造的计算机实现—虚拟制造。数字化表征与传递、建模与仿真是数字制造的核心科学问题。这种能实现制造形状与过程的数字化表征、非符号化制造知识的表征、制造信息的可靠获取及其传递的、由整个制造信息形成的数字空间, 为计算机和计算机网络的应用提供了用武之地。

(4) 数字制造的快速实现—快速原型制造。制造业面临两个重要的挑战:一是要大大减少开发时间, 二是产品的个性化。虽然计算机辅助设计和制造 (CAD和CAM) 已在很大程度上改善了传统的产品设计和制造方法, 但在计算机辅助设计和计算机辅助制造集成实践过程中仍有许多障碍。

虚拟制造技术在计算机上实现了产品实际的制造过程, 对缩短产品开发的周期、减少开发费用、提高市场竞争能力做出了重大贡献。通过长期的探索与实践, 催生了制造技术上的又一次新的变革—快速成型制造技术。

(5) 数字制造的环保化实现—绿色设计与制造。制造业为人类的繁荣昌盛做出了巨大贡献的同时, 每年产生了近55亿吨的无害废品和7亿吨的有害废品。因此, 为了有效地保护环境, 一定要在制造的各个阶段进行污染控制。有必要使用能在各个阶段评估环境被影响的后果的工具和方法学来支持设计和制造, 一种具有意识的先进制造技术—绿色设计与制造ECD&M (Environmentally Conscious Design and Manufacturing) 。

4 数字化是先进制造技术发展的未来

目前, 计算机和网络已成为制造业企业的基础环境和重要手段, 目前世界500强企业无一例外地建立了内部网。制造业在知识经济到来时呈现明显的信息化趋势, 可以说信息技术在促进当代制造业发展过程中的作用是第一位的, 信息技术将在更深层次上渗透和改造传统制造业。

当前, 数字化制造正在深入发展, 其主要趋势呈以下四点:

(1) 由二维向三维的转变—形成以MBD/MBI (Model Based Definition, MBD基于模型的定义/Model-Based Instructions, MBI基于模型的作业指导书) 为核心的设计与制造。MBD是用集成的三维实体模型来完整的表达产品生命周期各阶段的产品定义技术标准, 为设计人员服务, 解决的是要制造什么的问题;MBI是以三维模型表达的车间工作规范和方法, 为加工、装配、检测人员服务, 解决的是怎么制造的问题。MBD/MBI技术将使工程技术人员从繁琐的二维图纸和表格文化中解放出来, 可将更多精力转移到需求分析和产品创新研发上。

(2) 真正并行和协同的实现-数字化制造中的直观可视化工作环境以及建模和仿真技术, 为并行和协同工作提供了友好的协同工作环境及有效的实验验证手段和评估优化工具。数字化制造是制造业信息化发展的新阶段, 也是目前制造业的重要发展方向, 如精密化、智能化、网络化、极端化等, 无一不与数字化制造技术的发展密切相关。

(3) 数字化装配与维修的应用—装配是产品生命周期中的重要环节。虚拟现实技术 (VR, Virtual Reality) 的发展为解决装配序列规划和装配性能仿真提供新的思路和方法, 虚拟装配技术可在无物理样机的情况下对产品可装配性、可拆卸性、可维修性和装配过程中的装配精度、装配性能等进行分析、预测和验证, 并支持面向生产现场的装配工艺过程的动态仿真、规划与优化。目前虚拟装配技术已从简单的几何装配正朝着考虑精度、物性、过程、环境等多方面因素的装配技术方向发展, 这是推进虚拟装配技术实用化发展的重要一步。

(4) 数字化车间与数字化工厂—数字化工厂是数字化制造技术在车间和和工厂集成应用和高效运营的全新生产模式。它在三维工艺过程、工艺装备、生产线布局和生产管理综合优化和集成的基础上, 实现产品在工厂、车间和生产线上由设计到制造的数字化执行、管理和控制问题, 是实现企业挖潜和增效的最有效形式。目前, 生产线建模仿真技术和车间布局规划已日益受到重视, 它为高效物流实施以及精益生产、可重构制造、单元化制造等先进制造模式提供科学分析工具, 尤其对多品种、变批量和混线生产等复杂生产模式具有重要指导意义。

5 结束语

先进制造技术是改造传统制造业的有效手段, 为了有效地在我国利用先进制造技术改造传统制造业, 需要明确研究、开发和应用先进制造技术的重点。综观以上先进制造技术的现状和发展, 可以看出数字制造实为先进制造技术的核心技术, 是实施其他先进制造技术的平台。

数字化先进制造技术是席卷全球的数字化浪潮中的重要一环, 其本质是支持数字化或信息化制造业的技术。充分运用当代数字化技术, 大力发展数字化先进制造技术符合本世纪制造业的发展趋势。

摘要：分析了先进制造技术的主要特征, 论述了先进制造技术的发展与数字化技术的关系, 探讨了数字化技术在先进制造技术领域的应用状况及发展趋势。指出数字化制造是先进制造技术的核心技术, 对数字化先进制造技术的几个关键技术进行了具体阐述。

关键词：数字化,先进制造,机械,信息化

参考文献

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[3]张训杰, 童伟国, 陈林静, 胡金泽.先进制造技术与数字化制造[J].装备制造技术, 2007, 11:106-107.

[4]张伯鹏.数字化制造是先进制造技术的核心技术[J].制造业自动化, 2000, 22 (2) :1-9.

[5]罗垂敏.数字化制造技术[J].电子工艺技术, 2007, 28 (1) :52-54.

8.浅谈对先进制造技术的几点认识 篇八

关键词先进制造技术；技术群；基础设施；高新

中图分类号TH文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)041-0208-01

先进制造技术（Advanced Manufacturing Technology），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，不是充分条件，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。

1主体技术群

它包括两个基本部分:有关产品设计技术和工艺技术。

1）面向制造的设计技术群。面向制造的设计技术群系指用于生产准备（制造准备）的工具群和技术群。设计技术对新产品开发生产费用、产品质量以及新产品上市时间都有很大影响。产品和制造工艺的设计可以采用一系列工具，例如计算机辅助设计（CAD）以及工艺过程建模和仿真等，生产设施、装备和工具，甚至整个制造企业都可以采用先进技术更有效地进行设计，近几年发展起来的产品和工艺的并行设计具有双重目的，一是缩短新产品上市的周期，二是可以将生产过程中产生的废物减少到最低程度，使最终产品成为可回收、可再利用的，因此对实现面向保护环境的制造而言是必不可少的。

2）制造工艺技术群（加工和装配技术群）。制造工艺技术群是指用于物质产品（物理实体产品）生产的过程及设备。例如，模塑成形、铸造、冲压、磨削等。随着高新技术的不断渗入，传统的制造工艺和装备正在产生质的变化。制造工艺技术群是有关加工和装配的技术，也是制造技术或称生产技术的传统领域。

先进制造技术（Advanced Manufacturing Technique，縮写AMT），AMT是中国1995年列入为提高工业质量及效益的重点开发推广项目，该技术广涉信息、机械、电子、材料、能源、管理等方面的知识。因此，该技术的发展对推动国民经济的发展有着重要的作用。就目前世界的经济发展来看，以美国、日本、西欧为代表的工业化国家在AMT上都有雄厚的实力。

支撑技术群。支撑技术群是指支持设计和制造工艺两方面取得进步的基础性的核心技术。基本的生产过程需要一系列的支撑技术，诸如:测试和检验、物料搬运、生产（作业）计划的控制以及包装等。它们也是用于保证和改善主体技术的协调运行所需的技术，是工具、手段和系统集成的基础技术。支撑技术群包括：①信息技术：接口和通信、数据库技术、集成框架、软件工程人工智能、专家系统和神经网络、决策支持系统。②标准和框架：数据标准、产品定义标准、工艺标准、检验标准、接口框架。③机床和工具技术。④传感器和控制技术：单机加工单元和过程的控制、执行机构、传感器和传感器组合、生产作业计划。

2制造技术基础设施

制造技术基础设施是指为了管理好各种适当的技术群的开发并鼓励这些技术在整个国家工业（基地）内推广应用而采取的各种方案和机制。由于技术只有应用适当地会产生效用，所以其技术基础设施的各要素和基本技术本身同样重要。这些要素包括了车间工人、工程技术人员和管理人员在各种先进生产技术和方案方面的培训和教育，这些技术和方案将提高企业的生产竞争力。可以说，制造技术的基础设施是使制造技术适应具体企业应用环境充分发挥其功能、取得最佳效益的一系列措施，是使先进的制造技术与企业组织管理体制和使用技术的人员协调工作的系统工程，是先进制造技术生长和壮大的土壤，因而是其不可分割的一个组成部分。先进制造技术是促进科技和经济发展的基础。

3先进制造技术的特点

1）先进制造技术是制造技术的最新发展阶段，是社会物质文明的保证，是与人类社会一起动态发展的，因此，制造技术必然也将随着科技进步而不断更新。先进制造技术是制造技术的最新发展阶段，是由传统的制造技术发展而来，保持了过去制造技术中的有效要素；但随着高新技术的渗入和制造环境的变化，已经产生了质了变化，先进制造技术是制造技术与现代高新技术结合而产生的一个完整的技术群，是一类具有明确范畴的新的技术领域，是面向21世纪的技术。

2）先进制造技术是面向工业应用的技术先进制造技术应能适合于在工业企业推广并可取得很好的经济效益，先进制造技术的发展往往是针对某一具体的制造业（如汽车工业、电子工业）的需求而发展起来的适用的先进制造技术，有明显的需求导向的特征。先进制造技术的目的不是追求技术的高新度，而是注重产生最好的实践效果，以提高企业的竞争力和促进国家经济增长和综合实力为目标。

3）先进制造技术是面向全球竞争的目前每一国家都处于全球化市场中，一个国家的先进制造技术是支持该国制造业在全球范围市场的竞争力，因此，先进制造技术的主体应具有世界水平，但是，从现有的制造技术水平向先进制造技术的过渡战略和措施也会受到每个国家的国情影响，我国正在以前所未有的速度进入全球化的国际市场，开发和应用适合国情的先进制造技术势在必行。

4先进制造技术内涵

从广义上来说，先进制造技术包括:

1）计算机辅助产品开发与设计（如计算机辅助设计CAD、计算机辅助工程CAE、计算机辅助工艺设计CAPP、并行工程CE等）。

2）计算机辅助制造与各种计算机集成制造系统（如计算机辅助制造CAM、计算机辅助检测CAI、计算机集成制造系统CIMS、数控技术NC/CNC、直接数控技术DNC、柔性制造系统FMS、成组技术GT、准时化生产JIT、精益生产LP、敏捷制造AM、虚拟制造VM、绿色制造GM等）。

3）利用计算机进行生产任务和各种制造资源合理组织与调配的各种管理技术（如管理信息系统MIS、物料需求计划MRP、制造资源计划MRPII、企业资源计划ERP、工业工程IE、办公自动化OA、条形码技术BCT、产品数据管理PDM、产品全生命周期管理PLM、全面质量管理TQM、电子商务EC、客户关系管理CRM、SCM供应链管理等）。

从狭义上来说，它是指各种计算机辅助制造设备和计算机集成制造系统。如果说人的四肢和体力已被机械化和自动化技术代替了的话，那么以计算机辅助制造技术和信息技术为中心的先进技术，则在某种程度和某些部分代替了人的大脑而进行有效的思维与判断，它对传统制造业所引起的是一场新的技术变革。

上述先进制造技术所包含的各种技术，目前在我国制造业中，已经或正在实施应用，预计在不久的将来，在我国将会广泛采用这些先进制造技术来改造和提升传统的制造业。

作者简介

张静（1974—），女，河南省煤炭高级技工学校，讲师。