先进制造系统总结

先进制造系统总结（8篇）

1.先进制造系统总结 篇一

先进制造技术总结

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。

[4]金杰，张安阳.快速成型技术及其应用[J].浙江工业大学学报，2005，33。[5]盛晓敏，邓朝晖.先进制造技术[M].北京：机械工业出版社，2010。

2.先进制造系统总结 篇二

由于电子计算机在生产领域的广泛应用, 现代制造业已经演变为从订货开始, 到设计、制造、销售等所有阶段在内的一个高度集成的系统, 即先进制造系统。生产过程的高度自动化、计算机化改变了传统的企业产品成本结构, 使直接材料成本和直接人工成本的比重下降, 而工厂间接费用和辅助生产费用 (通常归属于制造费用) 的比重大幅上升。在先进制造系统采用单一标准分配制造费用的传统成本核算方法, 将导致产品产量大、技术含量较低的产品成本偏高, 而产品产量小、技术含量较高的产品成本偏低, 致使不同产品之间成本分配严重扭曲, 由此可能导致生产经营决策的失误。可想而知, 基于传统成本核算方法的预算管理, 也必然会存在不能对生产经营活动进行合理预测和有效管理等问题。适应先进制造系统对成本管理的新要求, 一种建立在作业成本法 (Activity-Based Costing, ABC) 基础上的作业预算 (Activity-Based Budgeting, ABB) 管理方法便应运而生。作业预算法是在理解作业和成本动因的基础上, 通过预测计划期生产、销售产品或劳务的需求量, 相应地预测对作业的需求量, 并在此基础上预测资源的需求量, 与企业现有的资源供应量进行比较, 使资源配置更加客观。同时, 计算机在制造系统中的广泛应用, 也使得作业预算管理变得可行、易于操作。

二、作业成本动因分析与作业中心的建立

作业成本动因分析是由工程技术人员和财务人员一起合作, 对产品生产的各个环节进行成本动因价值的分析, 这是运用ABC法的基础性工作。成本动因价值分析是通过产出对作业消耗的确认、计量, 作业成本池费用的分配与产出成本的归集, 分析评价各项作业增值性的方法。

成本动因价值分析的程序是:第一, 从构成作业成本库的各项作业中, 选择代表作业, 计量成本动因分配率;第二, 确认并计量各产出消耗的代表作业;第三, 计算、归集各产出的作业成本;第四, 分析各作业对产出的贡献, 确认作业的增值性。增值性作业必须同时满足以下三个条件:该作业的功能是明确的;该作业能为最终产品或劳务提供价值;该作业在企业整个作业链中不能去掉、合并或被代替。

在分析作业成本动因时, 还要根据各个作业的特点, 对相似作业或者能够在时间和空间上进行合并的作业归类, 建立作业中心, 以提高作业的效率。在建立作业中心前对作业进行定义时, 要防止两种倾向:一是防止过于详尽地定义作业, 因为这样不仅不能得到有用信息, 反而可能造成分析的紊乱, 计量的繁琐;二是避免过于宽泛地定义作业, 因为这样难以洞察需要改进的环节, 无法达到作业成本管理的目的。根据生产工艺流程归集建立作业并确定成本动因后, 可以根据作业“质的相似性”原则作进一步合并, 选择主要作业, 建立作业中心。在建立作业中心时, 一般是首先确定一个核心作业, 然后将上下游工序中一些次要任务或作业与之合并归集。在每个作业中心, 都有一个或多个同质成本动因, 应该从中选择一个最具代表性的成本动因作为计算成本动因分配率的基础。选择成本动因时, 主要考虑成本动因与作业中心资源消耗的相关程度、计量成本等因素。

三、作业成本的核算方法

作业成本的核算流程与产品的制造流程是方向一致的。假设某先进制造系统生产N种产品, 则每种产品的总成本TCj (j=1, 2, …, N) 是各个作业中心的作业成本分配给该种产品份额的合计。

(一) 研究与开发

在研究与开发作业中心, 成本池中可能涉及到的主要的成本动因及相应的成本动因率分别为:

1、人工费用, 如设计人员的工资等。

若费用分配率为x元∕人小时, 设计开发第j种产品 (j=1, 2, …, N) 的累计设计“人小时”为aj, 则分配的人工费用为:A1j=xaj。

2、设计软件费用。

该类费用需按照会计准则中无形资产的摊销方法先按年度摊销, 计算每年的摊销额, 再以产品设计数量为基础将该年度的摊销额分配给每种产品, 假设第j种产品的分配额为A2j。

3、图纸、打印等资料费用。

考虑到每种产品的设计流程大体相似, 为了简化核算工作, 可以将该类费用按照设计产品的数量进行平均分配, 第j种产品的分配额为A3j。

4、专利权购买费用。

该类费用的分配方法与设计软件费用基本相同。在此, 专利权是指产品设计中所必需的某些关键核心的技术。若某产品的设计中没有使用到某专利权, 则不必考虑专利权购买费用摊销因素。假设第j种产品分配到的专利权购买费用为A4j。

5、研制出的样本件试验费用。

这类费用应按照原材料的实际耗费直接归入每种产品的研究与开发成本, 设第j种产品归入的样本件试验费用为A5j。

6、其他摊销费用, 如设计场地使用费等。

这类费用可直接归属于研究与开发部门, 分配方法可以参照图纸、打印等资料费用的做法, 根据设计产品的数量进行平均分配, 第j种产品的分配额为A6j。将根据研究与开发各成本动因分配的成本汇总, 得到第j种产品 (j=1, 2, …, N) 的研究与开发费用为:

(二) 生产控制

生产控制作业中心又涉及到产品制造与质量控制两类作业。

1、产品制造。

在产品制造类作业中, 成本池中可能涉及到的主要的成本动因及相应的成本动因率分别为: (1) 原材料。即制造产品的直接材料, 一般是按照原材料的实际耗费直接计入某种产品的制造成本, 设第j种产品的原材料成本为B1j。 (2) 机器加工费用。应根据实际消耗的机器小时分配给各种产品, 若其分配率为y元∕台小时, 加工第j种产品 (j=1, 2, …, N) 的累计台小时为bj, 则分配的机器加工费用为:B2j=ybj。 (3) 机器维修费用。应按实际维修小时数在各种产品间进行分配, 设分配给第j种产品的机器维修费用为B3j。 (4) 工人工资。若是计件工资应直接计入某种产品的成本;若是计时工资, 则应根据实际耗费的人工小时 (或天数) 在各种产品间进行分配。设第j种产品的人工工资成本为B4j。 (5) 其他摊销费用, 如制造场地使用费等。该类费用应按企业会计准则规定的摊销方法先按年度摊销, 计算出每年的摊销额;再将每年的摊销额根据实际产量在各种产品间进行分配。设分配给第j种产品的其他摊销费用为B5j。把产品制造类作业根据各成本动因分配的成本汇总, 得到第j种产品 (j=1, 2, …, N) 在制造过程中发生的费用为:

2、质量控制。

在产品质量控制类作业中, 成本池中涉及到的成本动因及相关的成本动因率有: (1) 检查费用。应按实际发生的检查批次和消耗的人力分配给各种产品, 若其分配率为z元∕批次人, 检查第j种产品 (j=1, 2, …, N) 发生的累计“批次人”为cj, 则分配的检查费用为:C1j=zcj。 (2) 检查设备折旧费。应按会计准则的要求采用年限平均法计算年折旧额, 每年的折旧额再根据检查的实际批次在各种产品之间进行分配, 设分配给第j种产品的检查设备折旧费为C2j。 (3) 其他摊销费用, 如质检场地使用费等。为了简化核算工作, 该类费用可以按照检查产品的实际批次平均分摊, 设第j种产品的负担额为C3j。汇总产品质量控制过程根据各成本动因分配的费用, 得到第j种产品 (j=1, 2, …, N) 的质量控制成本为:

(三) 订货采购

在订货采购作业中心, 成本池中可能涉及到的成本动因主要有两种情况, 这类作业成本的分配相对比较简单。

1、采购订单处理费用。

一般按照订单实际处理次数在各种产品之间分配, 设分配给第j种产品的订单处理费为D1j。

2、采购前的市场调查咨询费用。

这类费用一般按原材料的实际采购数量或批次在各产品之间分配, 设第j种产品分担额为D2j。汇总订货采购作业中心按照各成本动因分配的费用, 得到第j种产品 (j=1, 2, …, N) 的订货采购成本为:

(四) 市场需求预测与销售

在市场需求预测与销售作业中心, 成本池中可能涉及到的主要成本动因及相应的成本动因率分别为:

1、市场调研费用。

一般将这类费用直接计入销售产品的调研成本, 设第j种产品的市场调研费用为E1j。

2、销售订单处理费用。

与采购订单处理费用的分配方法类似, 一般根据销售订单实际处理次数在各种产品之间分配, 设分配给第j种产品的处理费为E2j。

3、市场推广和营销费用。

一般将该类费用直接计入销售产品的行销成本, 设第j种产品负担的行销成本为E3j。

把市场需求预测与销售作业中心根据各成本动因分配的成本汇总, 得到第种产品 (j=1, 2, …, N) 的市场需求预测与销售成本为:

(五) 库存与物流

库存与物流作业中心涉及到的成本动因及相应的成本动因率包括以下三个方面:

1、仓储费用。

应根据产品仓储占用的面积和仓储天数在各种产品之间进行分配, 即以“平方米/天”为分配标准, 设第种产品分配的仓储费用为F1j。

2、运输费用。

应根据产品运输的里程和使用的车辆数在各种产品之间进行分配, 即以“公里辆”为分配标准, 设第j种产品分配的运输费用为F2j。

3、人工搬运看管费用。

一般应根据产品实际耗费的搬运看管人工小时在各种产品之间进行分配, 即以“人/小时”为分配标准, 设第j种产品分配的该种费用为F3j。

汇总库存与物流作业中心按照各成本动因分配的费用, 得到第j种产品 (j=1, 2, …, N) 的该类成本为:

(六) 售后服务与客户维护

在售后服务与客户维护作业中心, 成本池中可能涉及到的成本动因主要有以下两种情况:

1、维修人工费用。

一般应根据实际耗费的维修人工小时在各种产品之间进行分配, 即以“人/小时”为分配标准, 设第种产品分配的维修人工费用为G1j。

2、通讯费用。

为简化核算工作, 这类费用一般按已售出产品的批次或数量平均分配, 设第j种产品分配的通讯费用为G2j。

将售后服务与客户维护作业中心根据各成本动因分配的费用汇总, 得到第j种产品 (j=1, 2, …, N) 的该类成本为:

(七) 其他可能涉及的费用

其他可能涉及的费用是指除以上各作业中心以外的财务作业和其他维持性作业所消耗的成本。财务作业的成本动因为资金成本, 比如企业为购买新的生产线从银行借入长期借款而发生的利息费用;其他维持性作业是指为了维持企业运转所必需的不能直接归属于某个作业中心的其他一切费用。虽然其成本动因相对较多, 但不必按照前述的成本动因法一一归类。上述两项成本可以加总后根据制造产品的数量平均分配, 设第j种产品 (j=1, 2, …, N) 负担的该类成本为Hj。

(八) 作业成本汇总

设第j种产品 (j=1, 2, …, N) 的年生产数量为TQj, 通过汇总每种产品按成本动因分配的成本费用, 并经进一步计算可以得到作业成本管理的两个重要信息:

1、每种产品的作业成本总额。即TCj=Aj+Bj+Cj+Dj+Ej+Fj+Gj+Hj, 其中:j=1, 2, …, N。

2、每种产品的单位作业成本。即TCj/TQj, 其中:j=1, 2, …, N。

四、结束语

先进制造系统的作业成本核算是现代制造企业实施作业成本预算与控制、产品定价、业绩考核的基础性工作, 也是现代制造企业实现财务管理精细化的关键环节之一。当然, 企业应根据自身的管理要求和先进制造系统的特点, 对作业中心的确定、成本动因的选择等方面进行适当的调整, 本文提出的只是先进制造系统作业成本核算的参考性框架。

摘要：文章在确定先进制造系统若干作业中心的基础上, 从作业成本动因分析入手, 按照产品的制造流程, 提出了先进制造系统作业成本核算的一个参考性框架。

3.我国先进制造技术发展趋势 篇三

关键字:机械制造;发展现状;趋势

中图分类号:TH16文献标识码:A

文章编号:1674-0432(2010)-05-0137-1

制造业对我国国民经济的贡献作用毋庸置疑,而先进制造技术是保障制造业高水平持续快速发展的基础。我国制造业产值占国民生产总值的40%,预计未来15年内制造业的年平均增长率将高于国民生产总值的年平均增长率。随着市场的全球化和多样化,制造业蓬勃发展必将成为振兴国家的经济、提高国家综合竞争力的根本动力。

一、先进制造技术的概念和内涵

先进制造技术(Advanced Manufactuing 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。

(一)狭义说,它是指各种计算机辅助制造设备和计算机集成制造系统。如果将其与人作一个比拟的话,传统的制造业和自动化相当于人的四肢和体力,而以计算机辅助制造设备和计算机集成制造系统为主体的先进制造技术(AMT)则从某种意义上相当于人的大脑进行思维分析和判断,它也并将引领传统制造业进行一场前所未有的革命。

(二)广义说,先进制造技术包含两大方面:

1.计算机辅助设计和制造系统,如计算机辅助设计CAD、计算机辅助工程CAE以及计算机辅助制造CAM、计算机集成制造系统CIMS、柔性制造系统FMS、成组技术GT、准时化生产JIT等。

2.利用计算机进行生产任务和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、全面质量管理TQM、电子商务EC、客户关系管理CRM等。

二、当前我国先进制造技术(AMT)的现状

制造业在一个国家的地位是不容忽视的。我国随着科学技术的不断发展和进步已经成为一个制造大国,但并非制造强国。主要体现在许多现代制造基础技术尚未掌握,许多重要装备不能自主制造,缺乏创新能力等。我国的制造技术和发达国家相比,还有一定的差距,主要体现在一下几方面:

(一)制造技术基础薄弱

设计技术、基础材料、基础制造装备等发展相对落后,限制了制造业的进步。多数企业开发能力不足,沦为外国公司的代工工厂,没有形成技术创新的主体。

(二)设计研发手段滞后

当前世界的现代设计理念已经形成体系,诸如全寿命设计、绿色设计等,将生产过程和环保等要素贯穿于设计始末,而我国大部分企业的设计还处在经验设计阶段,同时缺乏自主设计研发的能力。

(三)自主创新能力不强

许多关键技术,如航天、炼油等方面的自主创新虽有一定成绩,但与国外相比仍有较大差距;光纤设备、大型科学医疗设备主要依赖进口。

(四)产品的研发与生产过程严重脱节

长期以来,产品品种单调,竞争力不强,尤其是市场需求与企业技术创新上的矛盾。另一方面,科研、教育机构对企业的技术需求认识不足,许多科研成果仅仅停留在图纸上,锁在卷柜中,并没有认识到企业的迫切需求,最终导致产、学、研的脱节。

三、我国未来先进制造技术的发展趋势

(一)制造技术自动化

自动化的研究主要表现在制造系统中的集成技术和系统技术、人机一体化制造系统、制造单元技术、制造过程的计划和调度、柔性制造技术和适应现化生产模式的制造环境等方面。如采用自动送料装置的冷冲压模具,加工精度和生产效率均较高,而且长期效益明显。

(二)纳米制造科技

纳米制造技术作为纳米技术的中心之一,是融合其它各种学科的基本“艺术”,它不仅为纳米科学各个领域的研究和拓展提供强有力的支撑,而且是未来纳米产业的支柱。他的其中一个研究方面就是研究和发展极限紫外光刻技术。他有可能使线宽小于20纳米,由此将现有的半导体CMOS工艺推进至材料的极限。

(三)生物制造与仿生机械的科学与技术

模仿生物的形态、结构和控制原理设计制造出的功能更集中、效率更高并具有生物特征的机械。他是对传统制造技术理念上的突破和创造。

(四)绿色制造技术

其目的是使产品在设计、制造、装配、运输、销售及使用的整个过程中做到资源的优化利用、清洁生产和废弃物的最少化及综合利用。其中的重要组成部分就是实现切削加工的绿色化。其核心则是在加工中不使用切削液,这主要是因为切削液既污染环境和危害工人健康。目前,在欧洲的大批量机械加工中,有10%、15%的加工使用干切削和准干切削。

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.先进制造技术论文智能制造 篇五

作者：王玉石

湖北文理学院机械与汽车工程学院工业工程1311班 学号2013123106

摘要：介绍了智能制造提出的背景、主要研究内容和目标,人工智能与IMT、IM的关系,IMS和CIMS,智能制造的物质基础及理论基础,智能制造系统的特征及框架结构,并简要介绍了智能加工中心IMC,智能制造技木的发展趋势，以及智能制造系统研究成果及存在问题。

关键词：智能制造，IMS,IMC,IMT。1.主要研究内容和目标

智能制造在国际上尚无公认的定义。目前比较通行的一种定义是, 智能制造技术是指在制造工业的各个环节,以一种高度柔性与高度集成的方式,通过计算机来模拟人类专家的制造智能活动。因此,智能制造的研究开发对象是整个机械制造企业, 其主要研究开发目标有二: ①整个制造工作的全面智能化,它在实际制造系统中首次提出了以机器智能取代人的部脑力劳动作为主要目标,，强调整个企业生产经营过程大范围的自组织能力;②信息和制造智能的集成与共享, 强调智能型的集成自动化。目前,IMT和IMS的研究方向已从最初的人工智能在制造领域中的应用(AiM)发展到今天IMS,研究课题涉及的范围由最初仅一个企业内的市场分析、产品设计、生产计划、制造加工、过程控制、信息管理、设备维护等技术型环节的自动化,发展到今天的面向世界范围内的整个制造环境的集成化与自组织能力,包括制造智能处理技术、自组织加工单元、自组织机器人、智能生产管理信息系统、多级竞争式控制网络、全球通讯与操作网等。2.人工智能与IMT，IMS 人工智能的研究一开始就未能摆脱制造机器生物的思想,即“机器智能化”。这种以“自主”系统为目标的研究路线,严重地阻碍了人工智能研究的进展。许多学者已意识到这一点, Feigenbaum、Newell、钱学森从计算机角度出发,提出了人与计算机相结合的智能系统概念。目前国外对多媒体及虚拟技术研究进行大量投资,以及日本第五代智能计算机研制计划的搁浅等事例, 就是智能系统研究目标有所改变的明证。人工智能技术在机械制造领域中的应用涉及市场分析、产品设计、生产规划、过程控制、质量管理、材料处理、设备维护等诸方面。结果是开发出了种类繁多的面向特定领域的独立的专家系统、基于知识的系统或智能辅助系统,形成一系列的“智能化孤岛”。随着研究与应用的深入,人们逐渐认识到, 未来的制造自动化应是高度集成化与智能化的人—机系统的有机融合, 制造自动化程度的进一步提高要依赖于整个制造系统的自组织能力。如何提高这些“孤岛”的应用范围和在实际制造环境中处理问题的能力, 成为人们的研究焦点。在80 年代末和90年代初,一种通过集成制造自动化、新一代人工智能、计算机等科学技术而发展起来的新型制造工程—— IMT和新——代制造系统—— IMS 便脱颖而出。人工智能在制造领域中的应用与 IMT 和IMS 的一个重要区别在于, IMS 和 IMT 首次以部分取代制造中人的脑力劳动为研究目标, 而不再仅起“辅助和支持”作用,在一定范围还需要能独立地适应周围环境, 开展工作。四IMS和CIMS发展的道路不是一帆风顺的。今天,CIMS的发展遇到了不可逾越的障碍,可能是刚开始时就对CIMS提出了过高的要求,也可能是CIMS本身就存在某种与生俱来的缺陷,今天的CIMS在国际上已不像几年前那样受到极大的关注与广泛地研究。从CIMS的发展来看,众多研究者把重点放在计算机集成上,从科学技术的现状看,要完成这样一个集成系统是很困难的。CIMS作为一种连接生产线中的单个自动化子系统的策略,是一种提高制造效率的技术。它的技术基础具有集中式结构的递阶信息网络。尽管在这个递阶体系中有多个执行层次,但主要控制设施仍然是中心计算机。CIMS存在的一个主要问题是用于异种环境必须互连时的复杂性。在CIMS概念下,手工操作要与高度自动化或半自动化操作集成起来是非常困难和昂贵的。在CIMS深入发展和推广应用的今天,人们已经逐渐认识到,要想让CIMS真正发挥效益和大面积推广应用,有两大问题需要解决:①人在系统中的作用和地位;②在不作很大投资对现有设施进行技术改造的情况下亦能应用CIMS。现有的CIMS概念是解决不了这两个难题的。今天,人力和自动化是一对技术矛盾,不能集成在一起,所能做的选择,或是昂贵的全自动化生产线,或是手工操作,而缺乏的是人力和制造设备之间的相容性,人机工程只是一个方面的考虑,更重要的相容性考虑要体现在竞争、技能和决策能力上。人在制造中的作用需要被重新定义和加以重视。

3．智能制造的物质基础及理论基础

3.1.智能制造系统的物质基础主要有：

(1)数控机床和加工中心美国于1952年研制成功第一台数控铣床,使机械制造业发生一次技术革命。数控机床和加工中心是柔性制造的核心单元技术。(2)计算机辅助设计与制造提高了产品的质量和缩短产品生产周期,改变了传统用手工绘图、依靠图纸组织整个生产过程的技木管理模式。

(3)工业控制技术、微电子技术与机械工业的结合———机器人开创了工业生产的新局面,使生产结构发生重大变化,使制造过程更富于柔性扩展了人类工作范围。

(4)制造系统为智能化开发了面向制造过程

中特定环节、特定问题的“智能化孤岛”,如专家系统、基干知识的系统和智能辅助系统等。

(5)智能制造系统和计算机集成制造系统用计算机一体化控制生产系统,使生产从概念、设计到制造联成一体,做到直接面向市场进行生产,可以从事大小规模并举的多样化的生产;近年来,制造技术有了长足的发展和进步,也带来了很多新问题。数控机床、自动物料系统、计算机控制系统、=机器人等在工业公司得到了广泛的应用,越来越多的公司使用了“计算机集成制造系统(CIMS)”、“柔性制造系统(FMS)”、“工厂自动化(FA)”、“多目标智能计算机辅助设计(M1CAD)”、“模块化制造与工厂(MXMF)、并行工程(CE)”、“智能控制系统(ICS)”以及“智能制造(IM)”、“智能制造技术(IMT)”和“智能制造系统(IMS)”等等新术语。先进的计算机技术、控制技术和制造技术向产品、工艺和系统的设计师和管理人员提出了新的挑战,传统的设计和管理方法不能再有效地解决现代制造系统提出的问题了。要解决这些问题、需要用现代的工具和方法,例如人工智能(AI)就为解决复杂的工业问题提出了一套最适宜的工具。3.2.智能制造技术的理论基础

智能制造技术是采用一种全新的制造概念和实现模式。其核心特征强调整个制造系统的整体“智能化”或“自组织能力”与个体的“自主性”。“智能制造国际合作研究计划JIRPIMS”明确提出:“智能制造系统是一种在整个制造过程中贯穿智能活动,并将这种智能活动与智能机器有机融合,将整个制造过程从订货、产品设计、生产到市场销售等各个环节以柔性方式集成起来的能发挥最大生产力的先进生产系统“。基于这个观点,在智能制造的基础理论研究中,提出了智能制造系统及其环境的一种实现模式,这种模式给制造过程及系统的描述、建模和仿真研究赋予了全新的思想和内容,涉及制造过程和系统的计划、管理、组织及运行各个环节,体现在制造系统中制造智能知识的获取和运用,系统的智能调度等,亦即对制造系统内的物质流、信息流、功能决策能力和控制能力提出明确要求。作为智能制造技术基础,各种人工智能工具,及人工智能技术研究成果在制造业中的广泛应用,促进了智能制造技术的发展。而智能制造系统中,智能调度、智能信息处理与智能机器的有机融合而构成的复杂智能系统,主要体现在以智能加工中心为核心的智能加工系统的智能单元上。作为智能单元的神经中枢——智能数控系统,不仅需要对系统内部中各种不确定的因素如噪声测量、传动间隙、摩擦、外界干扰、系统内各种模型的非线性及非预见性事件实施智能控制,而且要对制造系统的各种命令请求做出智能反应。这种功能已远非传统的数控系统体系结构所能胜任,这是一个具有挑战性的新课题。对此有待研究解决的问题有很多,其中包括智能制造机理、智能制造信息、制造智能和制造中的计算几何等。总之,制造技术发展到今天,已经由一种技术发展成为包括系统论、信息论和控制论为核心的、贯穿在整个制造过程各个环节的一门新型的工程学科,即制造科学。制造系统集成与调度的关键是信息的传递与交换。从信息与控制的观点来看,智能制造系统是一个信息处理系统,由输入、处理、输出和反馈等部分组成。输入有物质(原料、设备、资金、人员)、能量与信息;输出有产品与服务;处理包括物料的处理与信息处理;反馈有产品品质回馈与顾客反馈。制造过程实质上是信息资源的采集、输入、加工处理和输出的过程,而最终形成的产品可视为信息的物质表现形式。4．结语

制造业是国家经济和综合国力的基础,被称为“立国之本”。而我国的制造工业与发达国家相比,差距很大,主要表现为自主开发能力和技术创新能力薄弱,核心技术、关键技术仍依赖进口。对此,我国已引起重视,在“九五”科技规划和15年科技发展规划中,将先进制造技术列为重点发展领域之一。进入21世纪,经济全球化的进程日益加快,制造业领域的竞争日益加剧,而竞争的核心是先进制造技术。在此环境下,我们只有抓住机遇,迎接挑战,利用先进制造技术改造传统产业,实现技术创新、机制创新、管理创新及人才创新,才能实现我国跻身世界制造强国的目标。

参考文献

6.先进制造技术 篇六

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。

7.先进制造系统总结 篇七

一、服务型制造的内涵

服务型制造是消费性服务业、生产性服务业与制造业全面融合的新生产方式, 是基于制造的服务, 面向服务的制造。服务型制造是为了实现制造价值链中各利益相关者的价值增值, 通过产品和服务的融合、客户全程参与产品全生命周期各个阶段的活动 (包括市场研究、开发与设计、制造装配、销售、运行维护、回收等) 、企业相互提供生产性服务和服务性生产, 实现分散化制造资源的整合和各自核心竞争力的高度协同, 达到高效创新的制造模式。

服务型制造是生产性服务与服务性生产的有机统一和高度融合的先进制造模式。其中, 生产性服务是指那些不直接参与生产或者物质转化, 但又是任何工业生产环节中间不可缺少的活动。而服务性生产是指那些将实物形态产品生产作为实现向客户提供服务的具体手段的活动, 其产品制造是为出卖生产性服务而“服务”;特别指面向制造业中间产品需求的客户的生产活动, 其产出将作为服务型制造商或服务业向客户提供服务过程中投入的有形产品。

服务型制造的目标是为最终顾客提供符合其个性化需求的广义产品 (产品+服务) , 即产品服务系统 (Product Service System, 缩写PSS) 。根据企业竞争优势对有形产品依赖程度以及有形产品的所有权是否转移给顾客, 产品服务系统可以分为4种形式:面向产品的PSS、面向方案的PSS、面向应用的PSS、面向效用的PSS。了解顾客 (包括最终消费者、终端用户、供应商和分销商) 价值的内生过程, 在此基础上向他们提供能够满足其价值生成过程的一整套产品, 成为制造企业创造竞争优势的关键要素。

二、服务型制造模式

服务型制造模式更多地是要求企业消除与外界、客户之间的隔膜, 通过更深入地与客户进行接触提供更深层次的服务, 以获得自身竞争优势的提升, 真正将制造系统看作开放的动态系统。提供整体解决方案的服务型制造模式受到更多人的关注。

整体解决方案模式的内涵是指, 制造商不仅销售产品, 而且提供给用户应用此产品的一整套解决方案。这就将产品和服务很好地结合起来提供给顾客, 从而改变了传统的制造企业的销售模式。整体解决方案要求制造商和用户共同分析和解决问题。制造商和用户只有经过充分沟通, 才能成功提出并不断完善解决方案, 任何单独一方都无法独自做到这一点。这种合作贯穿于整个制造过程之中。

三、服务型制造在企业中的应用

服务型制造在具体企业中应用的最终目标是使企业由以产品输出为导向的盈利模式向以拥有更高附加值的服务输出为导向的盈利模式的转变。具体说, 根据服务型制造的定义, 它在企业中的应用包括:企业供应链整合、企业销售行为、作为支持体系的设备可靠性分析与安全评估。

1. 企业供应链整合:构建服务型制造网络

制造视野下的供应链整合, 包括上下游两层含义, 即 (1) 上游:企业识别自身的核心资源和功能, 接受其他上游企业在非核心资源和功能上的服务 (业务流程外包) ; (2) 下游:企业识别、挖掘下游企业的相关需求, 提供它们所需的高价值服务。

2. 销售的转变:由销售产品转为提供方案组合

目前的销售, 主要是以产品为主, 通过提供满足下游企业需求的产品来获取利润。这产生了两个问题: (1) 上游企业利润微薄, 仅仅依附在产品上的价值空间很有限, 而在激烈的市场竞争中, 又不大可能提高产品价格, 因此需要通过提供服务组合来开拓更多的盈利空间; (2) 下游企业的资源浪费, 由于对上游企业产品组合不熟悉和其自身需求识别的模糊, 上游企业产品不易发挥最大功用和效用, 导致其对下游企业价值贡献能力弱和资源浪费。

服务型制造解决办法是将现有的产品销售方式转变为面向下游企业提供量身制作的、基于上游企业产品的服务组合。一方面, 可最大程度地满足顾客需求, 节约客户成本, 另一方面, 还可实现上游企业价值利润的最大化和长期化。

上述解决方法, 主要通过以下几个阶段来实现: (1) 顾客需求的定位和采集; (2) 客户需求的代为运营; (3) 实现向客户提供单个产品, 满足客户的系统需求, 创造客户需求的转变。

3. 支持体系:设备可靠性分析与安全分析

无论是面向企业内部的生产, 针对客户需求的方案的提供, 还是全寿命周期的运营支持, 都涉及到一个关键问题, 即设备体系的可靠性分析和安全分析。

设备可靠性分析包括: (1) 对企业生产设备的监控和分析; (2) 对与客户交互的产品组合的分析和替代方案选择; (3) 连续性的安全性评估和全寿命周期维护; (4) 主动的支持和维护, 尽可能延长设备的连续工作时间。

安全分析包括: (1) 对企业的生产安全隐患进行分析; (2) 对与客户交互的产品组合的安全性分析、操作评估和规范化; (3) 对企业和客户的连续性的安全评估和系统修正; (4) 建立在安全分析基础上的客户方案代为运营。

四、服务型制造对企业的价值

首先, 服务型制造战略有利于制造企业在产品制造价值链的高端创造更大价值。发展服务型制造会促使企业把资源集中于最具有竞争力的环节, 把握产业价值链的战略控制点, 为此必须将非核心环节外包以降低成本, 强化核心竞争力、提高收益率。

其次, 服务型制造战略有利于提升制造业绩效。产业深化、分工细化、市场细分需要灵活的、柔性的、小批量多品种的生产制造方式以适应市场需求的变化, 服务型制造正是能满足客户对产品定制要求的、柔性的生产方式。在服务型制造模式中, 服务型制造商发挥核心竞争力, 快速响应市场变化和顾客需求;利用服务型制造整合、增值、创新的特点, 带动中小企业的快速发展, 促进制造业形成劳动力专门化、社会化、横向一体化的规模效益, 从而带动整个制造业绩效的提升。

服务型制造战略有利于制造业的节能减排, 有利于环境保护。制造企业提供给顾客的产品服务系统是产品的功能或结果, 即产品的效用, 用户可以不拥有或购买物质形态的产品。附加于产品的服务可提高产品的可靠性和其寿命周期内的生产效率, 产品的使用量减少, 降低了原料与能源的消耗。产品的服务化则增加产品的使用频率, 提高产品对客户的可获得性及其在技术过时之前的总产出。企业不转移产品的所有权, 可以促进企业采用耐用的原材料和设计, 促使企业改进产品的维护和操作, 延长产品的寿命;既降低原材料和能源的消耗, 也能让企业更有动力研发更加环保的产品或采用更环保的使用方法。制造企业负责废旧产品的回收, 降低了环境的污染并且具有回收处理的规模效益。因此服务型制造战略的实施有利于提高资源的利用率、节约资源、保护环境。

五、结论

服务型制造是在现代信息技术高速发展、经济全球化背景下, 由服务和制造高度融合而产生的新的先进制造模式。其核心理念是依托产品, 将生产性服务、服务性生产, 以及顾客全程参与制造及服务过程引入传统的制造价值链, 扩展价值链的涵盖范围, 通过企业间的专业化分工和协作, 实现资源整合、价值增值和知识创新, 促进制造业竞争力的提高。构建服务型制造系统, 推广服务型制造模式, 对企业竞争力的提高以及国民经济增长方式的转变、制造业竞争力的提高具有重要的意义。

摘要：通过对制造与服务两者之间的关系进行深层次分析, 引入服务型制造的概念和特点, 对二者高度融合的制造模式进行具体阐述。构建服务型制造系统, 推广服务型制造模式, 对企业竞争力的提高, 以及国民经济增长方式的转变、制造业竞争力的提高具有重要的意义。

关键词：先进制造,服务,一体化

参考文献

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[3]郑吉昌, 夏晴.论生产性服务业的发展与分工的深化[J].科技进步与对策, 2006, 23 (2) .

8.先进制造业渐行渐近 篇八

为确保专题协商质量，自5月开始，河南省政协组成多个调研组，分赴洛阳、濮阳、周口、焦作等地进行深入调研。同时，各民主党派和工商联分别就提高自主创新能力、民营企业转型升级等展开调研。在扎实调研的基础上，会议共收到口头、书面发言47篇。

此次专题协商会议的背景是，去年12月，河南省委经济工作会议提出“坚持做强工业，加快推进先进制造业大省建设”。今年河南省的《政府工作报告》做了进一步的阐述，“建设以高加工度产业和高技术产业为主体、技术装备水平先进、集群化特征明显、人力资源得到充分利用的先进制造业大省”。为此，省政协将“加快建设先进制造业大省”纳入《省政协党组2014年度工作要点》和《省政协2014年协商工作计划》。

有专家指出，河南提出建设先进制造业大省，为新形势下做强河南工业指明了战略方向，河南建设先进制造业大省初步具备了一定的基础与条件，但也面临着挑战与制约，要在经济增速缓中趋稳背景下主动调整产业结构，实现更高水平、更好质量的发展。

河南省工业和信息化厅运行监测协调局局长孙永民认为，建设先进制造业大省首先是河南发展的需要。建设工业强省是河南工业发展的目标，而在工业的41个大类中，制造业就占了31类，所以建设先进制造业大省是工业强省的应有之义。“建设先进制造业大省和坚持工业新型化道路是一致的。”孙永民说，2013年河南省六大高成长性产业的利润达58%，比四大传统产业高了29个百分点。走新型工业化道路，发展先进制造业是大势所趋。

事实上，河南提出建设先进制造业大省，也是基于河南工业总体上仍将保持稳中有进的发展格局而定的。2013年，河南规模以上工业增加值同比增长11.8%，预计2014年规模以上工业增加值同比增长将回升至12%左右，但结构调整与转型升级步伐会明显加快。有关专家建议，在我国全面深化改革的背景下，河南工业应坚持稳中求进、稳中有为的思路，继续筑牢“稳”的基础支撑，切实理清“进”的重点方向，完善提升“为”的综合举措，尽快进入“提质增效”第二季。

很显然，“提质增效”的关键在于先进制造业的发展。这方面，河南在2013年表现得非常抢眼。

“神十”“天宫”对接，“嫦娥”“玉兔”奔月，世界为之瞩目。让中原儿女骄傲和自豪的是，“神十”和“嫦娥”所用配套轴承均为河南造。上天入地，河南制造闪耀世界的并不仅仅是轴承。“蛟龙号”的动力系统，“辽宁号”用的管道……众多河南元素见证了“河南制造”的力量与辉煌。

近年来，河南大力发展产业集聚区，以装备制造为代表的高成长性制造业因其市场空间大、增长速度快、转移优势明显，成为带动河南工业升级的主导力量。

“河阳”汽缸套、“金箍”制动器畅销全球，“中轴”凸轮轴、“风神”工程胎享誉九州……

汽车及零部件产业是装备制造业的核心产业。如今，河南致力打造郑州百万辆汽车基地，焦作、许昌、南阳、新乡、鹤壁等一批特色零部件产业园区（基地）迅速崛起。以整车带零部件、以零部件促整车，河南建设先进制造业大省有了“新引擎”。

根据《河南省装备制造业调整振兴规划》，依托中心城市，洛阳动力谷、中原电气谷建设风生水起，郑州、新乡、安阳、南阳4大新型装备制造基地雏形已显，20个装备制造特色主导产业的产业集聚区正逐步发展壮大。

如果说装备制造业还算是传统产业的“升级版”的话，那么新能源、新材料等新兴产业的突破，则成为河南众多企业家角逐的重点。现在，一种声音已成为河南上下的共识：当前正是战略新兴产业展开区域布局的重要窗口期，我们决不能错过这班车，一定要把这一轮区域竞争的战略制高点抢到手中，逐步将其培育成为未来战略支撑产业。

于是乎，富士康来了，菜鸟科技来了，京东集团来了……行业巨头纷纷“抢滩”中原。随着人均收入水平的提高和新型城镇化进程的加快，消费需求将持续上升，拥有1亿人口的河南为发展战略性新兴产业提供了广阔空间。

根据河南勾勒的“十二五”战略性新兴产业发展蓝图，依托产业集聚区，河南规划建设战略性新兴产业示范园区30个，重点培育发展特色鲜明、链条完善、竞争力强的产业集群，涉及电子信息制造业、信息服务业、生物医药、节能环保装备等12个领域，有力支撑全省战略性新兴产业发展。

战略性新兴产业知识技术密集、物质资源消耗少、成长潜力大、综合效益好，对未来产业导向和引领作用突出。基于此，省委经济工作会议指出，今年河南重点培育一批具有核心技术的龙头企业和具有规模优势的产业集群，集中实施460个产业创新重大项目，力争战略性新兴产业主营业务收入达到1万亿元。

河南省委的决策公布后，得到专家们的一致肯定。“在互联网、物联网、云计算、大数据等技术的强力支持下，制造业正在发生以数字化和智能化为核心的革命性变化，传统制造业的优势和竞争力正在减弱。”省科学院副院长张占仓分析认为，河南省传统工业比重较大，如果不能及时撬动智能制造的战略支点，推动产业转型升级，河南制造就会被锁定在全球产业价值链的中低端环节，坐失发展的主动权。

这个消息传到豫西南方城县时，上下也为之一振。方城县立足当地实际，在产业集聚区发展上定位为“一区两园”，一个是东园、一个是西园，东园是以发展风电为主的多晶硅、风电、光伏太阳能；西园以农副产品深加工为主。总的来看，两个园区的定位和发展都比较杂乱，再加上多晶硅项目遇阻，产业集聚区向哪里去，主导产业如何培育，成了县委、县政府谋划的重点。省委经济工作会的召开，让方城县豁然开朗，积极向市里、省里申报，主动调整主导产业，产业集聚区定位为发展以风电为主的新能源，并对原有的轴承装备产业进行转型升级。轴承产业升级后，在这个园区里，钢管、钢套、装备、钢子、轴承等制造，包括包装、模具、物流等全部都有，完全形成了一个闭合的产业链，经过两三年的努力，产值可达100亿元。

像方城县一样，实现企业的转型升级，带动先进制造业快速发展，河南各地产业集聚区的优势和作用日趋凸显。据了解，河南现有180个产业集聚区，其承接而来的新兴与高成长产业，带着强劲的活力，如同一条条鲶鱼，搅动着河南产业经济的一池春水。有专家建议：“应将提升产业集聚区水平作为目前建设先进制造业大省的着力点。”

“部分产业集聚区注重空间形式的集聚，尚未形成实际意义的集群。”省政协常委马仰峡建议，“推动产业发展由企业堆积向产业集群转变，通过实施‘聚链、强链、延链、补链工程，引导大中小型企业建立分工合作关系，提高产业的延伸度和连接度。”王宏常委对此极为赞同：“产业集聚区不仅要完整产业链，更要强化创新链，整合人才链；不仅要做代加工厂，更要培育河南自己的品牌，以创新占领产业链的前端和价值链的高端。”

方向已经明确，思路也已清晰，关键在于如何迈开坚实的步伐。河南省社科院工业经济研究所所长龚绍东提出主要路径有两个：一个路径是改造升级传统制造业；另一个路径是直接向新工业革命的先进制造业方向发展，主要靠引进移植和自主研发、自主创新。“建设先进制造业大省，离不开现有的工业和制造业基础，我们不能把传统制造业全部放弃或者推倒重来。”龚绍东说，依托传统制造业来发展先进制造业，就是要通过信息化、智能化、低碳化的高新技术，来实现传统产业的转型升级。郑州市工业和信息化委员会的屈本礼认为，发展先进制造业关键靠人才。他建议，河南在高端人才培育、引进等方面要加大工作力度，营造良好的工作、生活和科研环境，“只有一大批高端的产业人才愿意留在我们这里扎根发展，河南的先进制造业才能发展得更好一些、更快一些”。

有了专家和社会各界的建言献策，我们有理由相信，河南在新型工业化道路上一定会走得更加扎实和富有成效，先进制造业也一定会伴随着产业集聚区的发展而越来越好、越来越强。