引論：我們?yōu)槟砹?篇先進(jìn)制造技術(shù)論文范文，供您借鑒以豐富您的創(chuàng)作。它們是您寫作時的寶貴資源，期望它們能夠激發(fā)您的創(chuàng)作靈感，讓您的文章更具深度。

先進(jìn)制造技術(shù)論文:先進(jìn)制造技術(shù)課程的論文

先進(jìn)制造技術(shù)內(nèi)涵廣泛、學(xué)科交叉,并且不斷地發(fā)展與完備,在激烈的國際市場競爭中,制造業(yè)要求生存和發(fā)展,必須掌握并科學(xué)運(yùn)用的制造技術(shù)。先進(jìn)制造技術(shù)也是改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的有力武器。先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展與產(chǎn)業(yè)化,將對國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展產(chǎn)生越來越大的影響。本文主要分析了當(dāng)今我國先進(jìn)制造技術(shù)的特點(diǎn)及發(fā)展趨勢,介紹了當(dāng)今制造技術(shù)面臨的問題,論述了先進(jìn)制造的前沿科學(xué),并展望了先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展前景。制造業(yè)在國家企業(yè)生產(chǎn)力構(gòu)成中占很大比重,因此若想增強(qiáng)綜合國力,大力發(fā)展制造技術(shù)是必由之路。

關(guān)鍵詞:先進(jìn)制造 特點(diǎn) 發(fā)展現(xiàn)狀 趨勢 0引言:先進(jìn)制造技術(shù)(Advanced Manufacturing Technology,簡稱為AMT)是指微電子技術(shù)、自動化技術(shù)、信息技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)給傳統(tǒng)制造技術(shù)帶來的種種變化與新型系統(tǒng)[1]。具體地說,就是指集機(jī)械工程技術(shù)、電子技術(shù)、自動化技術(shù)、信息技術(shù)等多種技術(shù)為一體所產(chǎn)生的技術(shù)、設(shè)備和系統(tǒng)的總稱。主要包括:計算機(jī)輔助設(shè)計、計算機(jī)輔助制造、集成制造系統(tǒng)等。AMT是制造業(yè)企業(yè)取得競爭優(yōu)勢的必要條件之一,但并非充分條件,其優(yōu)勢還有賴于能充分發(fā)揮技術(shù)威力的組織管理,有賴于技術(shù)、管理和人力資源的有機(jī)協(xié)調(diào)和融合。

1先進(jìn)制造技術(shù)的特點(diǎn):

1.1實(shí)用性: 首先先進(jìn)制造技術(shù)應(yīng)該能夠?yàn)槲覀兯?是實(shí)用的,而不是觀念上得東西,能夠真正為人類造福的。其是一項面向工業(yè)應(yīng)用并且兼?zhèn)溆袑?shí)用性的新技術(shù), 它的發(fā)展是針對某一具體制造業(yè)的需求而發(fā)展起來的先進(jìn)的、適用的制造技術(shù) , 它有明確的需求導(dǎo)向的特征, 其應(yīng)用特別注意產(chǎn)品好的實(shí)際效果 , 以提高制造業(yè)的綜合經(jīng)濟(jì)效益和社會效益為最終目的。

1.2先進(jìn)性: 其次,從他的命名來看,他顯然應(yīng)當(dāng)具有先進(jìn)性,這符合社會的發(fā)展,能夠帶動社會的生產(chǎn)力的前進(jìn)才是他的關(guān)鍵所在。它從傳統(tǒng)的工藝發(fā)展而來 , 既保留了過去制造技術(shù)中的有效要素, 又吸收了各種高新技術(shù)的近期成果 , 并與新技術(shù)實(shí)現(xiàn)了局部或系統(tǒng)集成,先進(jìn)制造技術(shù)的核心是品質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活的工藝, 這些工藝也必須是經(jīng)過優(yōu)化的先進(jìn)工藝 。

1.3 廣泛性:再者,他應(yīng)當(dāng)具有廣泛的應(yīng)用,而不是單單用于某個狹窄的方面或者是個狹窄的技術(shù)。他應(yīng)當(dāng)能夠?yàn)楝F(xiàn)在生產(chǎn)制造的絕大部分所使用,這樣才能體

現(xiàn)先進(jìn)制造技術(shù)的存在價值,才能激發(fā)科學(xué)研究者去研究發(fā)展它的決心。 先進(jìn)制造技術(shù)是由計算機(jī)技術(shù)、設(shè)計技術(shù)、自動化技術(shù)、系統(tǒng)管理技術(shù)組成, 滲透到產(chǎn)品的設(shè)計、制造、生產(chǎn)組織、市場營銷及回收再生等所有領(lǐng)域及其全過程。

1.4動態(tài)特性: 而且先進(jìn)制造技術(shù)是一類技術(shù),而不是單指某項技術(shù),擁有一定的目標(biāo)。是一個技術(shù)群, 并且是針對一定的應(yīng)用目標(biāo) , 不斷地吸收各種高新技術(shù)逐漸形成的新技術(shù) , 因此這個技術(shù)群是一個動態(tài)技術(shù) , 不同時期有不同的特點(diǎn) , 通過不同形式發(fā)展不同國家和地區(qū)的制造技術(shù)。

1.5集成性: 先進(jìn)制造技術(shù)由于專業(yè)、學(xué)科間的不斷滲透、交叉、融合 , 界限逐漸淡化甚至消失 , 技術(shù)趨于系統(tǒng)化 , 已發(fā)展成為集機(jī)械、電子、信息、材料和管理技術(shù)于一體的新興交叉學(xué)科 。

1.6效益、成本和質(zhì)量的統(tǒng)一性: 先進(jìn)制造技術(shù)能對市場變化作出敏捷的反應(yīng), 提出提高產(chǎn)品勞動生產(chǎn)率的有效途徑 , 并且將其轉(zhuǎn)變?yōu)橐詴r間為核心的效率、成本、質(zhì)量的有機(jī)結(jié)合, 使其達(dá)到高度的統(tǒng)一 ,最終在市場競爭中立于不敗之地

[2]。

2先進(jìn)制造技術(shù)目前的發(fā)展及幾種常見的技術(shù)介紹: 我國現(xiàn)階段正大力發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù),但是與國外頂尖技術(shù)還是有一定的差距,把我國的制造技術(shù)提高上去才能真正增強(qiáng)國家的綜合實(shí)力,才能真正提高國家的科技競爭力,所以應(yīng)當(dāng)大力發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)。

2.1主要的核心技術(shù)及發(fā)展情況:

2.1.1快速成形, 英文是Rapid Prototyping, 是當(dāng)代先進(jìn)制造技術(shù)的一種. 快速成形技術(shù)是計算機(jī)輔助設(shè)計及制造技術(shù)、逆向工程技術(shù)、分層制造技術(shù)(SFF)、材料去除成形(MPR)材料增加成形(MAP)技術(shù)以及它們的集成. 通俗一點(diǎn)說, 快速成形就是利用在三維造型軟件中已經(jīng)設(shè)計的數(shù)字三維模型, 通過快速成型設(shè)備(快速成形機(jī)), 制造實(shí)體的三維模型的技術(shù)。

快速成形技術(shù)有以下特點(diǎn):

(1)制造原型所用的材料不限,各種金屬和非金屬材料均可使用

(2) 原型的復(fù)制性、互換性高

(3) 制造工藝與制造原型的幾何形狀無關(guān),在加工復(fù)雜曲面時更顯優(yōu)越 [3]

(4) 加工周期短,成本低,成本與產(chǎn)品復(fù)雜程度無關(guān),一般與傳統(tǒng)加工模型的工藝相比, 快速成形在制造費(fèi)用上可以降低80%,加工周期可以節(jié)約70%以上

(5) 高度技術(shù)集成,可實(shí)現(xiàn)了設(shè)計制造一體化

曾經(jīng)和目前仍然為主流的快速成形技術(shù)有以下幾種:

2.1.2立體光刻技術(shù) (SL/SLA)

SLA的工作原理是以液態(tài)光敏樹脂 (例如一種特殊的環(huán)氧樹脂)為造型材料,采用紫外激光器為能源:一種是氦一福激光器 (波長 325nm,功率15~50MW),另一種是氨離子激光器(波長351~365nm,功率 100~500MW ),激光束光斑大小為0.05~3mm。由CAD設(shè)計出三維模型后將模型進(jìn)行水平切片,分成為成千上萬個薄層,生成分層工藝信息,按計算機(jī)所確定的軌跡,控制激光束的掃描軌跡,使被掃描區(qū)域內(nèi)的液態(tài)光敏樹脂固化,形成一層薄固體截面后,升降機(jī)構(gòu)帶動工作臺下降一層高度,其上復(fù)蓋另一層液態(tài)光敏樹脂,接著進(jìn)行第二層激光掃描固化,新固化的一層牢固地粘在前一層上,就這樣逐層疊加直到完成整個模型的制作。一般每個薄層的厚度0.07~0.4mm,模型從樹脂中取出后,進(jìn)行最終硬化處理加以打光、電鍍、噴漆或著色等即可。

發(fā)展趨勢:穩(wěn)步發(fā)展. SL/SLA技術(shù)的缺點(diǎn)在于材料成本和設(shè)備維護(hù)成本十分高昂。因?yàn)樽贤饧す馄鞯氖褂脡勖荒芫S持在1年左右, 同時作為成形材料的光敏樹脂也需要每年更換, 僅此兩項便需要每年50萬人民幣以上的維護(hù)成本. 此外, SL/SLA快速成形設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜, 零件眾多, 日常的維護(hù)保養(yǎng)也十分不易. 但是, 由于SL/SLA技術(shù)的成形精度非常高, 可以制造十分細(xì)小的模型或表面特征, 這一項優(yōu)勢似的SL/SLA技術(shù)仍然具有十分廣闊的應(yīng)用前景.

2.1.3 薄材疊層成形技術(shù) (LOM)

薄材疊層成形技術(shù)是通過

對原料紙進(jìn)行激光切割與粘合的方式來形成零件的。其工藝是先將單面涂有熱熔膠的紙通過加熱輥加壓粘結(jié)在一起,此時位于其上方的激光器按照分層CAD模型所獲得的數(shù)據(jù),將一層紙切割成所制零件的內(nèi)外輪廓,然后新的一層紙再疊加在上面,通過熱壓裝置,將下面已經(jīng)切割的層粘合在一起,激光再次進(jìn)行切割。切割時工作臺連續(xù)下降,切割掉的紙片仍留在原處,起支撐和固化作用,紙片的一般厚度為0.07~0.1mm。該方法特點(diǎn)是成形速率高,成本低廉。 發(fā)展趨勢:已經(jīng)淘汰. LOM技術(shù)是快速成形技術(shù)發(fā)展過程中曾今為了尋找成本相對低廉, 精度相對合理的解決方案的一種嘗試性探索. 客觀而言, LOM設(shè)備的成形精度適中, 可以制造一些具有表面紋路的模型, 同時, 成形速度也相對較快. 但是, 由于LOM技術(shù)的材料利用率很低(10%-20%), 使得實(shí)際的材料成本并不便宜. 此外, LOM設(shè)備的穩(wěn)定性和安全性也存在嚴(yán)重隱患,在實(shí)際運(yùn)行過程中, 紙質(zhì)、木質(zhì)和PVC材料在激光照射極易著火, 引起事故. 因此, 目前LOM技術(shù)在全世界范圍內(nèi)已經(jīng)幾乎停止使用。

2.1.4選區(qū)激光粉末燒結(jié)技術(shù) (SLS)

選擇性激光燒結(jié) (SLS)的成形方法是。在層面制造與逐層堆積的過程中,用激光束有選擇地將可熔化粘結(jié)的金屬粉末或非金屬粉末 (如石蠟、塑料、樹脂沙、尼龍等)一層層地掃描加熱,使其達(dá)到燒結(jié)溫度并燒結(jié)成形;當(dāng)一層燒結(jié)完后,工作臺降下一層的高度,鋪下一層的粉末,再進(jìn)行第二層的掃描,新燒結(jié)的一層牢固地粘結(jié)在前一層上,如此重復(fù),燒結(jié)出與CAD模型對應(yīng)的三維實(shí)體。選擇性激光燒結(jié) (SLS)突出的優(yōu)點(diǎn)在于它是以粉末作為成形材料,所使用的成形材料十分廣泛,從理論上來說,任何被激光加熱后能夠在粉粒間形成原子間連接的粉末材料都可以作為SLS的成形材料。

展趨勢:停滯不前。

2.1.5熔融沉積成形技術(shù) (MEM)

MEM的基本原理是:加熱噴頭在計算機(jī)的控制下,根據(jù)截面輪廓信息作X--Y平面運(yùn)動和高度Z方向的運(yùn)動,絲材 (如塑料絲、石臘質(zhì)絲等)由供絲機(jī)構(gòu)送至噴頭,在噴頭中加熱、熔化,然后選擇性地涂覆在工作臺上,快速冷卻后形成一層截面輪廓,層層疊加最終成為快速原型。用此法可以制作精密鑄造用蠟?zāi)！㈣T造用母模等。

發(fā)展趨勢:快速發(fā)展. MEM是在相對近期發(fā)展處的快速成形技術(shù), 其有點(diǎn)在于安全性高, 設(shè)備穩(wěn)定性高, 成形精度高而運(yùn)行成本低. 因?yàn)楹刑厥馀浞降腁BS工程塑料本身的物理和化學(xué)性質(zhì), 使得MEM技術(shù)制作的模型具有很好的強(qiáng)度和韌度, 可以經(jīng)受鍛造、鉆孔、打磨等高強(qiáng)度的測試. 加之ABS絲材成本相對低廉, 設(shè)備設(shè)計簡潔, 維護(hù)方便等優(yōu)勢, 使得MEM技術(shù)目前后來居上, 成本工人的應(yīng)用最廣泛的快速成形技術(shù)。

先進(jìn)制造技術(shù)論文:先進(jìn)制造技術(shù)教學(xué)改革論文

一、先進(jìn)制造技術(shù)教學(xué)現(xiàn)狀

目前“先進(jìn)制造技術(shù)”是工科院校機(jī)械工程、工業(yè)工程等專業(yè)的一門重要的限選課（選修課）。由于該門課程覆蓋面廣、內(nèi)容繁雜，教師教學(xué)多以課堂講授為主,缺乏結(jié)合實(shí)際的案例式教學(xué)、綜合性教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)等原因，使得學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中困難重重，教學(xué)效果不夠理想。先進(jìn)制造技術(shù)課程教學(xué)目前存在的問題如下：

（1）學(xué)時少，涵蓋信息量大。教師面臨著如何結(jié)合本校辦學(xué)模式和本專業(yè)學(xué)生深造和就業(yè)的需要來重新組織、整合教學(xué)內(nèi)容的難題。

（2）先進(jìn)制造技術(shù)是一門動態(tài)的、不斷吸收高新技術(shù)發(fā)展的技術(shù)，大多數(shù)教師受到現(xiàn)有教材的限制，無法在授課過程中及時融入先進(jìn)制造技術(shù)的近期發(fā)展現(xiàn)狀。

（3）實(shí)驗(yàn)設(shè)備匱乏，無法通過與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的實(shí)踐環(huán)節(jié)來加深學(xué)生對理論授課內(nèi)容的理解。

（4）課件制作難度大。先進(jìn)制造技術(shù)內(nèi)容繁雜，涉及多種先進(jìn)制造工藝、原理、加工過程及應(yīng)用。授課過程中僅采用文字結(jié)合圖片講解是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。

（5）很多高校教師基本還是采取灌輸式的教學(xué)方法，達(dá)不到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的目的。

（6）現(xiàn)有的教材內(nèi)容繁雜，相對陳舊。上海海洋大學(xué)是一所有百年辦學(xué)歷史、技術(shù)實(shí)力雄厚、特色鮮明，特別在海洋科學(xué)與工程、海洋漁業(yè)、海洋信息等學(xué)科具有較強(qiáng)的教學(xué)與科研水平。近年來，工程學(xué)院在海洋工程材料、海洋工程裝備、海洋可再生能源的研究和應(yīng)用方面取得了突破性進(jìn)展。如何寓研于教，不斷探索和總結(jié)教育教學(xué)的內(nèi)在規(guī)律，提高教學(xué)質(zhì)量是我們所面臨的關(guān)鍵問題。

二、“先進(jìn)制造技術(shù)”案例式教學(xué)策略

（一）整合教學(xué)內(nèi)容

精選目前海洋工程裝備制造中最前沿的技術(shù)，分大類，然后從每大類中再挑選出此類技術(shù)中最前沿、的技術(shù)，以此為主題，廣泛收集相關(guān)案例資料的近期研究成果，及時補(bǔ)充教學(xué)內(nèi)容，確保教學(xué)內(nèi)容的前瞻性，好從中國期刊網(wǎng)上或elsevier上下載科技文獻(xiàn)以備參考，同時可以參加一些大型的相關(guān)技術(shù)產(chǎn)品展覽會來拓寬視野并積攢素材。

（二）選擇案例資料

從眾多案例資料中挑選出最相關(guān)且淺顯易懂的案例，激發(fā)學(xué)生對海洋工程裝備等相關(guān)內(nèi)容的興趣，逐漸過渡到所要講授的某項先進(jìn)制造技術(shù)，同時需要從先進(jìn)制造技術(shù)的重要性、用途等方面對學(xué)生加強(qiáng)引導(dǎo)，讓學(xué)生在課堂上積極參與思考，并結(jié)合教師課堂教學(xué)談?wù)勛约旱母惺芗氨竟?jié)課的收獲，比如先讓學(xué)生自己針對該項先進(jìn)制造技術(shù)的優(yōu)勢、技術(shù)特點(diǎn)、應(yīng)用條件、加工成本、加工質(zhì)量及效率等各個方面進(jìn)行討論。學(xué)生由被動接受知識變?yōu)橹鲃尤W(xué)習(xí)，這一輸入到輸出的過程既鍛煉了學(xué)生的語言表達(dá)能力，又充分調(diào)動教與學(xué)雙方的主動性，使得學(xué)生在討論交流中獲得更多的啟發(fā)，并學(xué)會去思考問題；同時鼓勵學(xué)生在課下查閱相關(guān)文獻(xiàn)，提前做好功課，帶著問題來聽課，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。

（三）完善多媒體課堂教學(xué)課件

制作案例的教學(xué)課件，要包含海洋類技術(shù)的定義原理、海洋工程樣件的制備、設(shè)備的選擇、加工過程、檢測等，并盡量多地利用相關(guān)的圖片、動畫、視頻來吸引學(xué)生的眼球，使學(xué)生更加清楚地了解整個零件的加工過程；在課前備課時，要大量查閱相關(guān)內(nèi)容，挑選有用的信息，特別是具有應(yīng)用性和市場潛力大的先進(jìn)制造技術(shù)及時添加到教學(xué)內(nèi)容中，從而讓學(xué)生從高層次、新角度來認(rèn)真對待這門課；在進(jìn)行課件設(shè)計時，將涉及的相關(guān)信息巧妙地融入到課件中來，并注意與課本知識有機(jī)結(jié)合，通過播放與先進(jìn)制造技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域相關(guān)的視頻，讓學(xué)生更加深刻地了解先進(jìn)制造技術(shù)在海洋工程方面的運(yùn)用。

（四）融合海洋特色的案例及改進(jìn)課外互動模式

21世紀(jì)是海洋的世紀(jì)，面對海洋資源開發(fā)這一不斷成長的新興市場，世界各國都在積極發(fā)展相關(guān)裝備，加快海洋資源開發(fā)和利用已成為世界各國發(fā)展的重要戰(zhàn)略取向。首先需要對海洋工程有關(guān)教材進(jìn)行修訂，并圍繞研究主題發(fā)表較高質(zhì)量的研究論文，給同類高校相同或相近專業(yè)建設(shè)提供參考經(jīng)驗(yàn)。其中實(shí)踐環(huán)節(jié)可通過購買相關(guān)精密器材比如超短激光器，并開設(shè)實(shí)踐課程，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和分析試驗(yàn)結(jié)果的能力，所獲的試驗(yàn)結(jié)果又可作為新的案例應(yīng)用于教學(xué)中，這就是將理論環(huán)節(jié)與實(shí)踐環(huán)節(jié)有機(jī)結(jié)合，從而形成了課程的教學(xué)體系；同時為了彌補(bǔ)課上教學(xué)學(xué)時不足這一缺陷，可借助數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)平臺實(shí)現(xiàn)師生課外互動這一教學(xué)方式，使教學(xué)過程得以繼續(xù)延伸，以數(shù)字化的形式在整個教學(xué)網(wǎng)內(nèi)，實(shí)現(xiàn)資源共享、教學(xué)互動，適應(yīng)多層次教學(xué)的需求，進(jìn)而提升教學(xué)質(zhì)量。

（五）改革考試方式

增設(shè)案例考試環(huán)節(jié)。給定主題，學(xué)生自己尋找案例，主動查閱文獻(xiàn)并制作課件進(jìn)行講解，以增強(qiáng)學(xué)生對科技文獻(xiàn)的閱讀和理解能力，為畢業(yè)設(shè)計撰寫綜述打下堅實(shí)的基礎(chǔ)；同時，每位學(xué)生都需對本課程的教學(xué)效果進(jìn)行評價，比如以5分制的方式，以小紙條的形式給任課教師打分，同時可提出對課堂教學(xué)具有建設(shè)性的意見，教師可根據(jù)學(xué)生對課程的評價來反映出學(xué)生對本課程的參與程度，將其作為考核學(xué)生的一種方式。同時考試的形式可采取課堂討論、小組成員演講、布置大作業(yè)、文獻(xiàn)查新等形式，根據(jù)具體情況按照一定比例來決定學(xué)生本課程的最終成績，可避免僅憑一張試卷的分?jǐn)?shù)來評定和決定學(xué)生對本課程的掌握情況。

（六）加強(qiáng)與國內(nèi)外高校的學(xué)術(shù)交流活動，以跟蹤海洋工程領(lǐng)域制造業(yè)的近期發(fā)展

目前，以上環(huán)節(jié)已經(jīng)基本完成。通過兩輪授課，學(xué)生評測成績在90分以上，極大地調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，改善了機(jī)械類課程枯燥乏味、授課效果差的現(xiàn)狀。學(xué)生普遍反映對于海洋工程裝備有了較深的認(rèn)識，已經(jīng)意識到所學(xué)的知識對于中國海洋業(yè)發(fā)展的重要性，大家眾志成城，信心百倍地做好了投身海洋事業(yè)的準(zhǔn)備。結(jié)合本校辦學(xué)模式和本專業(yè)學(xué)生深造和就業(yè)的需要，在先進(jìn)制造技術(shù)授課內(nèi)容中引入海洋裝備先進(jìn)制造技術(shù)。不僅可豐富學(xué)生的專業(yè)知識，開闊學(xué)生的視野，增強(qiáng)其專業(yè)技能，而且可將一種嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲欣砟罟噍斀o學(xué)生，培養(yǎng)其創(chuàng)新意識，并樹立一種推動科學(xué)進(jìn)步、社會發(fā)展的光榮使命感。探索案例教學(xué)方式，取代傳統(tǒng)的灌輸式教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高授課質(zhì)量，通過引導(dǎo)學(xué)生在課堂上去思考問題，并進(jìn)行細(xì)致討論，充分調(diào)動教與學(xué)雙方的主動性。將實(shí)踐環(huán)節(jié)與理論環(huán)節(jié)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，有助于培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的能力，加深對海洋工程裝備等相關(guān)知識的掌握，注重海洋工程領(lǐng)域人才的培養(yǎng)。

作者:劉璇宋秋紅曹守啟單位:上海海洋大學(xué)

先進(jìn)制造技術(shù)論文:先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展方向論文

摘要：本文介紹了當(dāng)今制造技術(shù)面臨的問題，論述了先進(jìn)制造的前沿科學(xué)，并展望了先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：問題；先進(jìn)制造技術(shù)；前沿科學(xué)；應(yīng)用前景

制造業(yè)是現(xiàn)代國民經(jīng)濟(jì)和綜合國力的重要支柱，其生產(chǎn)總值一般占一個國家國內(nèi)生產(chǎn)總值的20%~55%。在一個國家的企業(yè)生產(chǎn)力構(gòu)成中，制造技術(shù)的作用一般占60%左右。專家認(rèn)為，世界上各個國家經(jīng)濟(jì)的競爭，主要是制造技術(shù)的競爭。其競爭能力最終體現(xiàn)在所生產(chǎn)的產(chǎn)品的市場占有率上。隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)的高速發(fā)展以及顧客需求和市場環(huán)境的不斷變化，這種競爭日趨激烈，因而各國政府都非常重視對先進(jìn)制造技術(shù)的研究。

一、當(dāng)前制造科學(xué)要解決的問題

當(dāng)前制造科學(xué)要解決的問題主要集中在以下幾方面：

（1）制造系統(tǒng)是一個復(fù)雜的大系統(tǒng)，為滿足制造系統(tǒng)敏捷性、快速響應(yīng)和快速重組的能力，必須借鑒信息科學(xué)、生命科學(xué)和社會科學(xué)等多學(xué)科的研究成果，探索制造系統(tǒng)新的體系結(jié)構(gòu)、制造模式和制造系統(tǒng)有效的運(yùn)行機(jī)制。制造系統(tǒng)優(yōu)化的組織結(jié)構(gòu)和良好的運(yùn)行狀況是制造系統(tǒng)建模、仿真和優(yōu)化的主要目標(biāo)。制造系統(tǒng)新的體系結(jié)構(gòu)不僅對制造企業(yè)的敏捷性和對需求的響應(yīng)能力及可重組能力有重要意義，而且對制造企業(yè)底層生產(chǎn)設(shè)備的柔性和可動態(tài)重組能力提出了更高的要求。生物制造觀越來越多地被引入制造系統(tǒng)，以滿足制造系統(tǒng)新的要求。

（2）為支持快速敏捷制造，幾何知識的共享已成為制約現(xiàn)代制造技術(shù)中產(chǎn)品開發(fā)和制造的關(guān)鍵問題。例如在計算機(jī)輔助設(shè)計與制造(CAD／CAM)集成、坐標(biāo)測量(CMM)和機(jī)器人學(xué)等方面，在三維現(xiàn)實(shí)空間(3-RealSpace)中，都存在大量的幾何算法設(shè)計和分析等問題，特別是其中的幾何表示、幾何計算和幾何推理問題；在測量和機(jī)器人路徑規(guī)劃及零件的尋位(如Localization)等方面，存在C-空間(配置空間ConfigurationSpace)的幾何計算和幾何推理問題；在物體操作(夾持、抓取和裝配等)描述和機(jī)器人多指抓取規(guī)劃、裝配運(yùn)動規(guī)劃和操作規(guī)劃方面則需要在旋量空間(ScrewSpace)進(jìn)行幾何推理。制造過程中物理和力學(xué)現(xiàn)象的幾何化研究形成了制造科學(xué)中幾何計算和幾何推理等多方面的研究課題，其理論有待進(jìn)一步突破，當(dāng)前一門新學(xué)科--計算機(jī)幾何正在受到日益廣泛和深入的研究。

（3）在現(xiàn)代制造過程中，信息不僅已成為主宰制造產(chǎn)業(yè)的決定性因素，而且還是最活躍的驅(qū)動因素。提高制造系統(tǒng)的信息處理能力已成為現(xiàn)代制造科學(xué)發(fā)展的一個重點(diǎn)。由于制造系統(tǒng)信息組織和結(jié)構(gòu)的多層次性，制造信息的獲取、集成與融合呈現(xiàn)出立體性、信息度量的多維性、以及信息組織的多層次性。在制造信息的結(jié)構(gòu)模型、制造信息的一致性約束、傳播處理和海量數(shù)據(jù)的制造知識庫管理等方面，都還有待進(jìn)一步突破。

（4）各種人工智能工具和計算智能方法在制造中的廣泛應(yīng)用促進(jìn)了制造智能的發(fā)展。一類基于生物進(jìn)化算法的計算智能工具，在包括調(diào)度問題在內(nèi)的組合優(yōu)化求解技術(shù)領(lǐng)域中，受到越來越普遍的關(guān)注，有望在制造中完成組合優(yōu)化問題時的求解速度和求解精度方面雙雙突破問題規(guī)模的制約。制造智能還表現(xiàn)在：智能調(diào)度、智能設(shè)計、智能加工、機(jī)器人學(xué)、智能控制、智能工藝規(guī)劃、智能診斷等多方面。

這些問題是當(dāng)前產(chǎn)品創(chuàng)新的關(guān)鍵理論問題，也是制造由一門技藝上升為一門科學(xué)的重要基礎(chǔ)性問題。這些問題的重點(diǎn)突破，可以形成產(chǎn)品創(chuàng)新的基礎(chǔ)研究體系。

二、現(xiàn)代機(jī)械工程的前沿科學(xué)

不同科學(xué)之間的交叉融合將產(chǎn)生新的科學(xué)聚集，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會的進(jìn)步對科學(xué)技術(shù)產(chǎn)生了新的要求和期望，從而形成前沿科學(xué)。前沿科學(xué)也就是已解決的和未解決的科學(xué)問題之間的界域。前沿科學(xué)具有明顯的時域、領(lǐng)域和動態(tài)特性。工程前沿科學(xué)區(qū)別于一般基礎(chǔ)科學(xué)的重要特征是它涵蓋了工程實(shí)際中出現(xiàn)的關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問題。

超聲電機(jī)、超高速切削、綠色設(shè)計與制造等領(lǐng)域，國內(nèi)外已經(jīng)做了大量的研究工作，但創(chuàng)新的關(guān)鍵是機(jī)械科學(xué)問題還不明朗。大型復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)的性能優(yōu)化設(shè)計和產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計、智能結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)、智能機(jī)器人及其動力學(xué)、納米摩擦學(xué)、制造過程的三維數(shù)值模擬和物理模擬、超精度和微細(xì)加工關(guān)鍵工藝基礎(chǔ)、大型和超大型精密儀器裝備的設(shè)計和制造基礎(chǔ)、虛擬制造和虛擬儀器、納米測量及儀器、并聯(lián)軸機(jī)床、微型機(jī)電系統(tǒng)等領(lǐng)域國內(nèi)外雖然已做了不少研究，但仍有許多關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問題有待解決。

信息科學(xué)、納米科學(xué)、材料科學(xué)、生命科學(xué)、管理科學(xué)和制造科學(xué)將是改變21世紀(jì)的主流科學(xué)，由此產(chǎn)生的高新技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)將改變世界的面貌。因此，與以上領(lǐng)域相交叉發(fā)展的制造系統(tǒng)和制造信息學(xué)、納米機(jī)械和納米制造科學(xué)、仿生機(jī)械和仿生制造學(xué)、制造管理科學(xué)和可重構(gòu)制造系統(tǒng)等會是21世紀(jì)機(jī)械工程科學(xué)的重要前沿科學(xué)。

2．1制造科學(xué)與信息科學(xué)的交叉--制造信息科學(xué)

機(jī)電產(chǎn)品是信息在原材料上的物化。許多現(xiàn)代產(chǎn)品的價值增值主要體現(xiàn)在信息上。因此制造過程中信息的獲取和應(yīng)用十分重要。信息化是制造科學(xué)技術(shù)走向全球化和現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。人們一方面對制造技術(shù)開始探索產(chǎn)品設(shè)計和制造過程中的信息本質(zhì)，另一方面對制造技術(shù)本身加以改造，以使得其適應(yīng)新的信息化制造環(huán)境。隨著對制造過程和制造系統(tǒng)認(rèn)識的加深，研究者們正試圖以全新的概念和方式對其加以描述和表達(dá)，以進(jìn)一步達(dá)到實(shí)現(xiàn)控制和優(yōu)化的目的。

與制造有關(guān)的信息主要有產(chǎn)品信息、工藝信息和管理信息，這一領(lǐng)域有如下主要研究方向和內(nèi)容：

(1)制造信息的獲取、處理、存儲、傳遞和應(yīng)用，大量制造信息向知識和決策轉(zhuǎn)化。

(2)非符號信息的表達(dá)、制造信息的保真?zhèn)鬟f、制造信息的管理、非完整制造信息狀態(tài)下的生產(chǎn)決策、虛擬管理制造、基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的設(shè)計和制造、制造過程和制造系統(tǒng)中的控制科學(xué)問題。

這些內(nèi)容是制造科學(xué)和信息科學(xué)基礎(chǔ)融合的產(chǎn)物，構(gòu)成了制造科學(xué)中的新分支--制造信息學(xué)。

2．2微機(jī)械及其制造技術(shù)研究

微型電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)，是指集微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號處理和控制電路、接口電路、通信和電源于一體的完整微型機(jī)電系統(tǒng)。MEMS技術(shù)的目標(biāo)是通過系統(tǒng)的微型化、集成化來探索具有新原理、新功能的元件和系統(tǒng)。MEMS的發(fā)展將極大地促進(jìn)各類產(chǎn)品的袖珍化、微型化，成數(shù)量級的提高器件與系統(tǒng)的功能密度、信息密度與互聯(lián)密度，大幅度地節(jié)能、節(jié)材。它不僅可以降低機(jī)電系統(tǒng)的成本，而且還可以完成許多大尺寸機(jī)電系統(tǒng)無法完成的任務(wù)。例如用尖端直徑為5μm的微型鑷子可以夾起一個紅細(xì)胞；制造出3mm大小能夠開動的小汽車；可以在磁場中飛行的像蝴蝶大小的飛機(jī)等。MEMS技術(shù)的發(fā)展開辟了技術(shù)全新的領(lǐng)域和產(chǎn)業(yè)，具有許多傳統(tǒng)傳感器無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，因此在制造業(yè)、航空、航天、交通、通信、農(nóng)業(yè)、生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境監(jiān)控、軍事、家庭以及幾乎人們接觸到的所有領(lǐng)域中都有著十分廣闊的應(yīng)用前景。

微機(jī)械是機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)在納米尺度上相融合的產(chǎn)物。早在1959年就有科學(xué)家提出微型機(jī)械的設(shè)想，1962年及時個硅微型壓力傳感器問世。1987年美國加州大學(xué)伯克利分校研制出轉(zhuǎn)子直徑為60~120μm的硅微型靜電電動機(jī)，顯示出利用硅微加工工藝制作微小可動結(jié)構(gòu)并與集成電路兼容制造微小系統(tǒng)的潛力。微機(jī)械技術(shù)有可能像20世紀(jì)的微電子技術(shù)那樣，在21世紀(jì)對世界科技、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國防建設(shè)產(chǎn)生巨大的影響。近10年來，微機(jī)械的發(fā)展令人矚目。其特點(diǎn)如下：相當(dāng)數(shù)量的微型元器件(微型結(jié)構(gòu)、微型傳感器和微型執(zhí)行器等)和微系統(tǒng)研究成功，體現(xiàn)了其現(xiàn)實(shí)的和潛在的應(yīng)用價值；多種微型制造技術(shù)的發(fā)展，特別是半導(dǎo)體微細(xì)加工等技術(shù)已成為微系統(tǒng)的支撐技術(shù)；微型機(jī)電系統(tǒng)的研究需要多學(xué)科交叉的研究隊伍，微型機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)是在微電子工藝的基礎(chǔ)上發(fā)展的多學(xué)科交叉的前沿研究領(lǐng)域，涉及電子工程、機(jī)械工程、材料工程、物理學(xué)、化學(xué)以及生物醫(yī)學(xué)等多種工程技術(shù)和科學(xué)。

目前對微觀條件下的機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動規(guī)律，微小構(gòu)件的物理特性和載荷作用下的力學(xué)行為等尚缺乏充分的認(rèn)識，還沒有形成基于一定理論基礎(chǔ)之上的微系統(tǒng)設(shè)計理論與方法，因此只能憑經(jīng)驗(yàn)和試探的方法進(jìn)行研究。微型機(jī)械系統(tǒng)研究中存在的關(guān)鍵科學(xué)問題有微系統(tǒng)的尺度效應(yīng)、物理特性和生化特性等。微系統(tǒng)的研究正處于突破的前夜，是亟待深入研究的領(lǐng)域。

2．3材料制備／零件制造一體化和加工新技術(shù)基礎(chǔ)

材料是人類進(jìn)步的里程碑，是制造業(yè)和高技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)。每一種重要新材料的成功制備和應(yīng)用，都會推進(jìn)物質(zhì)文明，促進(jìn)國家經(jīng)濟(jì)實(shí)力和軍事實(shí)力的增強(qiáng)。21世紀(jì)中，世界將由資源消耗型的工業(yè)經(jīng)濟(jì)向知識經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)變，要求材料和零件具有高的性能以及功能化、智能化的特性；要求材料和零件的設(shè)計實(shí)現(xiàn)定量化、數(shù)字化；要求材料和零件的制備快速、高效并實(shí)現(xiàn)二者一體化、集成化。材料和零件的數(shù)字化設(shè)計與擬實(shí)仿真優(yōu)化是實(shí)現(xiàn)材料與零件的高效品質(zhì)制備／制造及二者一體化、集成化制造的關(guān)鍵。一方面，通過計算機(jī)完成擬實(shí)仿真優(yōu)化后可以減少材料制備與零件制造過程中的實(shí)驗(yàn)性環(huán)節(jié)，獲得的工藝方案，實(shí)現(xiàn)材料與零件的高效品質(zhì)制備／制造；另一方面，根據(jù)不同材料性能的要求，如彈性模量、熱膨脹系數(shù)、電磁性能等，研究材料和零件的設(shè)計形式。進(jìn)而結(jié)合傳統(tǒng)的去除材料式制造技術(shù)、增加材料式覆層技術(shù)等，研究多種材料組分的復(fù)合成形工藝技術(shù)。形成材料與零件的數(shù)字化制造理論、技術(shù)和方法，如快速成形技術(shù)采用材料逐漸增長的原理，突破了傳統(tǒng)的去材法和變形法機(jī)械加工的許多限制，加工過程不需要工具或模具，能迅速制造出任意復(fù)雜形狀又具有一定功能的三維實(shí)體模型或零件。

2．4機(jī)械仿生制造

21世紀(jì)將是生命科學(xué)的世紀(jì)，機(jī)械科學(xué)和生命科學(xué)的深度融合將產(chǎn)生全新概念的產(chǎn)品(如智能仿生結(jié)構(gòu))，開發(fā)出新工藝(如生長成形工藝)和開辟一系列的新產(chǎn)業(yè)，并為解決產(chǎn)品設(shè)計、制造過程和系統(tǒng)中一系列難題提供新的解決方法。這是一個極富創(chuàng)新和挑戰(zhàn)的前沿領(lǐng)域。

地球上的生物在漫長的進(jìn)化中所積累的優(yōu)良品性為解決人類制造活動中的各種難題提供了范例和指南。從生命現(xiàn)象中學(xué)習(xí)組織與運(yùn)行復(fù)雜系統(tǒng)的方法和技巧，是今后解決目前制造業(yè)所面臨許多難題的一條有效出路。仿生制造指的是模仿生物器官的自組織、自愈合、自增長與自進(jìn)化等功能結(jié)構(gòu)和運(yùn)行模式的一種制造系統(tǒng)與制造過程。如果說制造過程的機(jī)械化、自動化延伸了人類的體力，智能化延伸了人類的智力，那么，"仿生制造"則可以說延伸了人類自身的組織結(jié)構(gòu)和進(jìn)化過程。

仿生制造所涉及的科學(xué)問題是生物的"自組織"機(jī)制及其在制造系統(tǒng)中的應(yīng)用問題。所謂"自組織"是指一個系統(tǒng)在其內(nèi)在機(jī)制的驅(qū)動下，在組織結(jié)構(gòu)和運(yùn)行模式上不斷自我完善、從而提高對于環(huán)境適應(yīng)能力的過程。仿生制造的"自組織"機(jī)制為自下而上的產(chǎn)品并行設(shè)計、制造工藝規(guī)程的自動生成、生產(chǎn)系統(tǒng)的動態(tài)重組以及產(chǎn)品和制造系統(tǒng)的自動趨優(yōu)提供了理論基礎(chǔ)和實(shí)現(xiàn)條件。

仿生制造屬于制造科學(xué)和生命科學(xué)的"遠(yuǎn)緣雜交"，它將對21世紀(jì)的制造業(yè)產(chǎn)生巨大的影響。

仿生制造的研究內(nèi)容目前有兩個方面：

2．4．1面向生命的仿生制造

研究生命現(xiàn)象的一般規(guī)律和模型，例如人工生命、細(xì)胞自動機(jī)、生物的信息處理技巧、生物智能、生物型的組織結(jié)構(gòu)和運(yùn)行模式以及生物的進(jìn)化和趨優(yōu)機(jī)制等；

2．4．2面向制造的仿生制造

研究仿生制造系統(tǒng)的自組織機(jī)制與方法，例如：基于充分信息共享的仿生設(shè)計原理，基于多自律單元協(xié)同的分布式控制和基于進(jìn)化機(jī)制的尋優(yōu)策略；研究仿生制造的概念體系及其基礎(chǔ)，例如：仿生空間的形式化描述及其信息映射關(guān)系，仿生系統(tǒng)及其演化過程的復(fù)雜度計量方法。

機(jī)械仿生與仿生制造是機(jī)械科學(xué)與生命科學(xué)、信息科學(xué)、材料科學(xué)等學(xué)科的高度融合，其研究內(nèi)容包括生長成形工藝、仿生設(shè)計和制造系統(tǒng)、智能仿生機(jī)械和生物成形制造等。目前所做的研究工作大多屬前沿探索性的工作，具有鮮明的基礎(chǔ)研究的特點(diǎn)，如果抓住機(jī)遇研究下去，將可能產(chǎn)生革命性的突破。今后應(yīng)關(guān)注的研究領(lǐng)域有生物加工技術(shù)、仿生制造系統(tǒng)、基于快速原型制造技術(shù)的組織工程學(xué)，以及與生物工程相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)等。公務(wù)員之家

三、現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展趨勢

20世紀(jì)90年代以來，世界各國都把制造技術(shù)的研究和開發(fā)作為國家的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行優(yōu)先發(fā)展，如美國的先進(jìn)制造技術(shù)計劃AMTP、日本的智能制造技術(shù)（IMS）國際合作計劃、韓國的高級現(xiàn)代技術(shù)國家計劃(G--7)、德國的制造2000計劃和歐共體的ESPRIT和BRITE-EURAM計劃。

隨著電子、信息等高新技術(shù)的不斷發(fā)展，市場需求個性化與多樣化，未來現(xiàn)代制造技術(shù)發(fā)展的總趨勢是向精密化、柔性化、網(wǎng)絡(luò)化、虛擬化、智能化、綠色集成化、全球化的方向發(fā)展。

當(dāng)前現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展趨勢大致有以下九個方面：

(1)信息技術(shù)、管理技術(shù)與工藝技術(shù)緊密結(jié)合，現(xiàn)代制造生產(chǎn)模式會獲得不斷發(fā)展。

(2)設(shè)計技術(shù)與手段更現(xiàn)代化。

(3)成型及制造技術(shù)精密化、制造過程實(shí)現(xiàn)低能耗。

(4)新型特種加工方法的形成。

(5)開發(fā)新一代超精密、超高速制造裝備。

(6)加工工藝由技藝發(fā)展為工程科學(xué)。

(7)實(shí)施無污染綠色制造。

(8)制造業(yè)中廣泛應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。

(9)制造以人為本。

先進(jìn)制造技術(shù)論文:新世紀(jì)先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢研究

先進(jìn)制造技術(shù)是涉及多種學(xué)科的綜合科學(xué)技術(shù),它的概念已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了傳統(tǒng)制造技術(shù)所涵蓋的知識范疇,它具體涉及到了從市場上對產(chǎn)品的需求、產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計、產(chǎn)品的制造工藝技術(shù)、產(chǎn)品生產(chǎn)銷售過程的組織與監(jiān)控,產(chǎn)品的售后服務(wù),市場對產(chǎn)品的反饋信息等在內(nèi)的整個產(chǎn)品壽命周期的系統(tǒng)工程。先進(jìn)制造技術(shù)已成為當(dāng)今世界上各企業(yè)間的科技競爭重點(diǎn),先進(jìn)制造技術(shù)水平的高低直接反映出一個國家工業(yè)科技的發(fā)展水平。

1.先進(jìn)制造技術(shù)上的一些特點(diǎn)

1.1.先進(jìn)制造技術(shù)是各國際企業(yè)在二十一世紀(jì)重點(diǎn)發(fā)展的技術(shù)。先進(jìn)制造技術(shù)是現(xiàn)階段近期的制造技術(shù),它是由傳統(tǒng)的制造技術(shù)發(fā)展過程中演變而來的,既保持了傳統(tǒng)制造技術(shù)中的主要制造標(biāo)準(zhǔn),又不斷的通過結(jié)合各種高新技術(shù)成果完善制造標(biāo)準(zhǔn),并逐步發(fā)展?jié)B透到產(chǎn)品生產(chǎn)的各個領(lǐng)域當(dāng)中。先進(jìn)制造技術(shù)與現(xiàn)代高新科技相結(jié)合從而產(chǎn)生了一個面向二十一世界的具有明確范疇的完整的新技術(shù)領(lǐng)域。

1.2.先進(jìn)制造技術(shù)是面向工業(yè)領(lǐng)域的實(shí)用技術(shù)。先進(jìn)制造技術(shù)并不僅僅應(yīng)用在制造過程本身,它還涉及到從產(chǎn)品的研發(fā)到銷售的所有內(nèi)容,它將整個過程結(jié)合成一個有機(jī)的整體,其核心目標(biāo)就是為了提高企業(yè)的競爭力和增強(qiáng)國家的綜合實(shí)力。

1.3.先進(jìn)制造技術(shù)是一個涵蓋整個生產(chǎn)過程的系統(tǒng)工程。先進(jìn)制造技術(shù)需要一些高新技術(shù)的支撐,如微電腦技術(shù),信息系統(tǒng)技術(shù),傳感應(yīng)用技術(shù),制造自動化技術(shù),新型材料學(xué)和現(xiàn)代管理技術(shù)等等。

1.4.先進(jìn)制造技術(shù)是國際間各企業(yè)重點(diǎn)發(fā)展的科技技術(shù)。二十世紀(jì)八十年代以來,經(jīng)濟(jì)的全球化有了飛速發(fā)展,發(fā)達(dá)國家通過經(jīng)濟(jì)等手段爭奪全球市場,傾銷自己產(chǎn)品。隨著全球商業(yè)利益集團(tuán)的形成,使得全球經(jīng)濟(jì)競爭變得愈發(fā)激烈,先進(jìn)制造技術(shù)正是為了適應(yīng)這種李烈全球競爭而出現(xiàn)的科技技術(shù)。因此,一個國家的先進(jìn)制造技術(shù)應(yīng)具有世界先進(jìn)水平,以此來適應(yīng)全球市場的激烈競爭。

2.先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

2.1.工業(yè)技術(shù)發(fā)達(dá)的國家在先進(jìn)制造技術(shù)設(shè)計方面不斷的進(jìn)行技術(shù)升級和研發(fā)大量專利技術(shù),進(jìn)而大量采用新的設(shè)計理念和方法,并使用計算機(jī)輔助設(shè)計技術(shù)、虛擬設(shè)計和仿真技術(shù),這些技術(shù)都大大地提高了所設(shè)計產(chǎn)品的緊密度和其設(shè)計工作的效率,我國的相關(guān)企業(yè)在設(shè)計研發(fā)方面還跟國外技術(shù)發(fā)達(dá)企業(yè)存在著很大差距。

2.2.在制造工藝技術(shù)方面工業(yè)技術(shù)發(fā)達(dá)的國家早已開始大量采用高精密機(jī)械加工技術(shù),納米加工技術(shù),激光焊接加工技術(shù),3D打印加工技術(shù),電磁加工技術(shù),一體成形加工技術(shù),復(fù)合材料加工技術(shù)等尖端加工技術(shù)和加工方法,新型復(fù)合材料、新合金加工刀具也大量被研制出來,而我國的大部分制造加工企業(yè)就目前來看加工制造工藝還跟工業(yè)技術(shù)發(fā)達(dá)的企業(yè)存在著差距,高新加工工藝應(yīng)用程度不高。

2.3.在機(jī)械自動化技術(shù)方面工業(yè)發(fā)達(dá)國家已經(jīng)普遍使用數(shù)控自動化機(jī)床,其生產(chǎn)加工中心、自動制造單元,自動制造系統(tǒng)等都已形成高度自動化。數(shù)字化的機(jī)械制造加工設(shè)備在一定程度上可以實(shí)現(xiàn)柔性自動化技術(shù)、智能控制和網(wǎng)絡(luò)控制制造技術(shù)。而我國的制造企業(yè)目前對于現(xiàn)代自動設(shè)備的應(yīng)用比例不高,自動化制造水平還比很低。

2.4.先進(jìn)制造集成化是以計算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ),綜合運(yùn)用現(xiàn)代化加工技術(shù),電子信息技術(shù),自動化制造技術(shù),信息系統(tǒng)工程技術(shù)等,將企業(yè)內(nèi)部生產(chǎn)活動中的信息與產(chǎn)品庫存等信息集成,使之實(shí)現(xiàn)信息共享化,通過網(wǎng)絡(luò)把信息數(shù)據(jù)庫和企業(yè)的所有生產(chǎn)活動緊密的聯(lián)系在一起,充分的發(fā)揮科技制造技術(shù),現(xiàn)代管理和人才的作用,讓企業(yè)提高管理水平,使企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量化,利潤較大化。

2.5.制造業(yè)智能化是今后先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展趨勢,它將計算機(jī)技術(shù)和人工智能融入到產(chǎn)品的生產(chǎn)過程當(dāng)中的每個環(huán)節(jié)中,通過模擬人工智能所設(shè)定的參數(shù)活動,來取代傳統(tǒng)生產(chǎn)系統(tǒng)中一部分人力勞動。在企業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)過程中,人工智能系統(tǒng)能根據(jù)產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中實(shí)際情況進(jìn)行推理,并且做出在生產(chǎn)過程合理判斷,使生產(chǎn)活動優(yōu)化到狀態(tài),制造智能化是生產(chǎn)制造自動化的高級階段,是制造集成化的延伸和發(fā)展。

2.6.制造標(biāo)準(zhǔn)化的應(yīng)用隨著現(xiàn)代制造技術(shù)的不斷發(fā)展顯得越來越重要。制造標(biāo)準(zhǔn)化不但促進(jìn)了生產(chǎn)企業(yè)之間的專利交流和技術(shù)合作,還促進(jìn)制造產(chǎn)品設(shè)備之間的相互配套和兼容,更重要的是企業(yè)間制定一些制造標(biāo)定了全球制造技術(shù)今后的發(fā)展趨勢。

2.7.工業(yè)發(fā)達(dá)國家的制造企業(yè)在組織生產(chǎn)管理方面采用先進(jìn)計算機(jī)軟件進(jìn)行管理,非常重視組織和科學(xué)的管理體制及生產(chǎn)模式研究創(chuàng)新的發(fā)展,生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)如:準(zhǔn)時生產(chǎn),快速制造、生產(chǎn)等一些科學(xué)先進(jìn)的管理經(jīng)驗(yàn)和管理技術(shù)。我國的大多數(shù)企業(yè)的計算機(jī)管理軟件還不先進(jìn),管理人員的管理水平還跟國外大企業(yè)存在一些差距。

3.先進(jìn)制造技術(shù)今后的發(fā)展趨勢

3.1.精密化。現(xiàn)代高新技術(shù)產(chǎn)品對加工制造精度提出了越來越高的要求,據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計,目前世界上的超精密加工精度已經(jīng)達(dá)到0.01微米,表面粗糙RA值達(dá)到0.06微米,可以予計在不遠(yuǎn)的將來,加工精度達(dá)到0.01微米,即納米加工精度水平。

3.2.高速化。隨新舊新型刀具材料的不斷問世和軸承,潤滑,電子驅(qū)動等科學(xué)技術(shù)的快速進(jìn)步,切削速度和主軸轉(zhuǎn)速得到了極大的提高。

3.3.柔性化。市場競爭的結(jié)果,必將是對產(chǎn)品的要求越來越多樣化和個性化,生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)模式也必然是小批量多品種,這就要求加工制造技術(shù)必須具有高度的柔性,這樣才能不斷適應(yīng)市場對產(chǎn)品的多樣化要求。

3.4.網(wǎng)絡(luò)化。網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的迅速發(fā)展和普及,給企業(yè)的生產(chǎn)和經(jīng)營活動帶來了革命性的變革。市場開發(fā),產(chǎn)品設(shè)計,物料選擇,零件加工,產(chǎn)品銷售等生產(chǎn)活動都可以異地和跨國界進(jìn)行。這就極大地加快了技術(shù)停息的交流。加強(qiáng)了企業(yè)之間產(chǎn)品開發(fā)的生產(chǎn)合作,促進(jìn)了企業(yè)之間的優(yōu)化和重組,大大縮短了產(chǎn)品的生產(chǎn)周期,提高了產(chǎn)品的市場競爭力。 3.5.虛擬化。是指設(shè)計過程中的擬實(shí)技術(shù)和制造過程中的虛擬技術(shù),它可以大大加快產(chǎn)品的開發(fā)速度和減少開發(fā)的風(fēng)險,產(chǎn)品設(shè)計中的擬實(shí)技術(shù)是面向產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和性能,以優(yōu)化產(chǎn)品性能和降低成本為目標(biāo),包括產(chǎn)品的動力學(xué)分析,運(yùn)動仿真,造型設(shè)計,強(qiáng)度和剛度的有限元計算等街。

3.6.綠色化。隨著人類社會的進(jìn)步和發(fā)展,可持續(xù)發(fā)展和

環(huán)境保護(hù)問題越來越引起人們的高度重視,綠色制造是通過綠色生產(chǎn)過程生產(chǎn)出綠色產(chǎn)品,產(chǎn)品使用完以后再經(jīng)過綠色處理后加以回收利用,綠色制造是人類社會可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略在現(xiàn)代制造業(yè)上的充分體現(xiàn),它必將成為現(xiàn)代制造技術(shù)中不可缺少的組成部分。 3.7.全球化。一方面同際和國內(nèi)市場上的競爭越來越激烈,例如在機(jī)械制造業(yè)中,國內(nèi)外已有不少企業(yè),甚至是知名度很高的企業(yè),在這種無情的競爭中紛紛落敗,有的倒閉,有的被兼并,不少暫時還在國內(nèi)市場上占有份額的企業(yè),不得不擴(kuò)展新的市場,另一方面,網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的快速發(fā)展推動了企業(yè)向著既競爭又合作的方向發(fā)展,這種發(fā)展進(jìn)一步激化了國際間的市場的競爭。

4.結(jié)束語

先進(jìn)制造技術(shù)不僅僅是衡量一個國家科技發(fā)展水平的重要標(biāo)準(zhǔn),也是國際企業(yè)間科技競爭的核心,我國尚處在經(jīng)濟(jì)發(fā)展轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵時期,制造加工技術(shù)是我國企業(yè)的薄弱環(huán)節(jié),企業(yè)只有加大對科技研發(fā)的力度,緊跟先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展趨勢,將對科技的研發(fā)放在企業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略優(yōu)先位置上,并以企業(yè)自身足夠的力度加以實(shí)施,才能夠盡快縮小與國外科技先進(jìn)企業(yè)的差距,使之在國際上激烈的市場競爭中立于不敗之地。

先進(jìn)制造技術(shù)論文:先進(jìn)制造技術(shù)的新發(fā)展

江蘇省南京

王道林

摘要： 本文介紹了當(dāng)今制造技術(shù)面臨的問題，論述了先進(jìn)制造的前沿科學(xué)，并展望了先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：問題； 先進(jìn)制造技術(shù)； 前沿科學(xué)； 應(yīng)用前景

論文

制造業(yè)是現(xiàn)代國民經(jīng)濟(jì)和綜合國力的重要支柱，其生產(chǎn)總值一般占一個國家國內(nèi)生產(chǎn)總值的20%~55%。在一個國家的企業(yè)生產(chǎn)力構(gòu)成中，制造技術(shù)的作用一般占60%左右。專家認(rèn)為，世界上各個國家經(jīng)濟(jì)的競爭，主要是制造技術(shù)的競爭。其競爭能力最終體現(xiàn)在所生產(chǎn)的產(chǎn)品的市場占有率上。隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)的高速發(fā)展以及顧客需求和市場環(huán)境的不斷變化，這種競爭日趨激烈，因而各國政府都非常重視對先進(jìn)制造技術(shù)的研究。

1 當(dāng)前制造科學(xué)要解決的問題

當(dāng)前制造科學(xué)要解決的問題主要集中在以下幾方面：

（1）制造系統(tǒng)是一個復(fù)雜的大系統(tǒng)，為滿足制造系統(tǒng)敏捷性、快速響應(yīng)和快速重組的能力，必須借鑒信息科學(xué)、生命科學(xué)和社會科學(xué)等多學(xué)科的研究成果，探索制造系統(tǒng)新的體系結(jié)構(gòu)、制造模式和制造系統(tǒng)有效的運(yùn)行機(jī)制。制造系統(tǒng)優(yōu)化的組織結(jié)構(gòu)和良好的運(yùn)行狀況是制造系統(tǒng)建模、仿真和優(yōu)化的主要目標(biāo)。制造系統(tǒng)新的體系結(jié)構(gòu)不僅對制造企業(yè)的敏捷性和對需求的響應(yīng)能力及可重組能力有重要意義，而且對制造企業(yè)底層生產(chǎn)設(shè)備的柔性和可動態(tài)重組能力提出了更高的要求。生物制造觀越來越多地被引入制造系統(tǒng)，以滿足制造系統(tǒng)新的要求。

（2）為支持快速敏捷制造，幾何知識的共享已成為制約現(xiàn)代制造技術(shù)中產(chǎn)品開發(fā)和制造的關(guān)鍵問題。例如在計算機(jī)輔助設(shè)計與制造(CAD／CAM)集成、坐標(biāo)測量(CMM)和機(jī)器人學(xué)等方面，在三維現(xiàn)實(shí)空間(3-Real Space)中，都存在大量的幾何算法設(shè)計和分析等問題，特別是其中的幾何表示、幾何計算和幾何推理問題；在測量和機(jī)器人路徑規(guī)劃及零件的尋位(如Localization)等方面，存在C-空間

(配置空間Configuration Space)的幾何計算和幾何推理問題；在物體操作(夾持、抓取和裝配等)描述和機(jī)器人多指抓取規(guī)劃、裝配運(yùn)動規(guī)劃和操作規(guī)劃方面則需要在旋量空間(Screw Space)進(jìn)行幾何推理。制造過程中物理和力學(xué)現(xiàn)象的幾何化研究形成了制造科學(xué)中幾何計算和幾何推理等多方面的研究課題，其理論有待進(jìn)一步突破，當(dāng)前一門新學(xué)科--計算機(jī)幾何正在受到日益廣泛和深入的研究。

（3）在現(xiàn)代制造過程中，信息不僅已成為主宰制造產(chǎn)業(yè)的決定性因素，而且還是最活躍的驅(qū)動因素。提高制造系統(tǒng)的信息處理能力已成為現(xiàn)代制造科學(xué)發(fā)展的一個重點(diǎn)。由于制造系統(tǒng)信息組織和結(jié)構(gòu)的多層次性，制造信息的獲取、集成與融合呈現(xiàn)出立體性、信息度量的多維性、以及信息組織的多層次性。在制造信息的結(jié)構(gòu)模型、制造信息的一致性約束、傳播處理和海量數(shù)據(jù)的制造知識庫管理等方面，都還有待進(jìn)一步突破。

（4）各種人工智能工具和計算智能方法在制造中的廣泛應(yīng)用促進(jìn)了制造智能的發(fā)展。一類基于生物進(jìn)化算法的計算智能工具，在包括調(diào)度問題在內(nèi)的組合優(yōu)化求解技術(shù)領(lǐng)域中，受到越來越普遍的關(guān)注，有望在制造中完成組合優(yōu)化問題時的求解速度和求解精度方面雙雙突破問題規(guī)模的制約。制造智能還表現(xiàn)在：智能調(diào)度、智能設(shè)計、智能加工、機(jī)器人學(xué)、智能控制、智能工藝規(guī)劃、智能診斷等多方面。

這些問題是當(dāng)前產(chǎn)品創(chuàng)新的關(guān)鍵理論問題，也是制造由一門技藝上升為一門科學(xué)的重要基礎(chǔ)性問題。這些問題的重點(diǎn)突破，可以形成產(chǎn)品創(chuàng)新的基礎(chǔ)研究體系。

2 現(xiàn)代機(jī)械工程的前沿科學(xué)

不同科學(xué)之間的交叉融合將產(chǎn)生新的科學(xué)聚集，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會的進(jìn)步對科學(xué)技術(shù)產(chǎn)生了新的要求和期望，從而形成前沿科學(xué)。前沿科學(xué)也就是已解決的和未解決的科學(xué)問題之間的界域。前沿科學(xué)具有明顯的時域、領(lǐng)域和動態(tài)特性。工程前沿科學(xué)區(qū)別于一般基礎(chǔ)科學(xué)的重要特征是它涵蓋了工程實(shí)際中出現(xiàn)的關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問題。

超聲電機(jī)、超高速切削、綠色設(shè)計與制造等領(lǐng)域，國內(nèi)外已經(jīng)做了大量的研究工作，但創(chuàng)新的關(guān)鍵是機(jī)械科學(xué)問題還不明朗。大型復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)的性能優(yōu)化設(shè)計和產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計、智能結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)、智能機(jī)器人及其動力學(xué)、納米摩擦學(xué)、制造過程的三維數(shù)值模擬和物理模擬、超精度和微細(xì)加工關(guān)鍵工藝基礎(chǔ)、大型和超大型精密儀器裝備的設(shè)計和制造基礎(chǔ)、虛擬制造和虛擬儀器、納米測量及儀器、并聯(lián)軸機(jī)床、微型機(jī)電系統(tǒng)等領(lǐng)域國內(nèi)外雖然已做了不少研究，但仍有許多關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問題有待解決。

信息科學(xué)、納米科學(xué)、材料科學(xué)、生命科學(xué)、管理科學(xué)和制造科學(xué)將是改變21世紀(jì)的主流科學(xué)，由此產(chǎn)生的高新技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)將改變世界的面貌。因此，與以上領(lǐng)域相交叉發(fā)展的制造系統(tǒng)和制造信息學(xué)、納米機(jī)械和納米制造科學(xué)、仿生機(jī)械和仿生制造學(xué)、制造管理科學(xué)和可重構(gòu)制造系統(tǒng)等會是21世紀(jì)機(jī)械工程科學(xué)的重要前沿科學(xué)。

2．1 制造科學(xué)與信息科學(xué)的交叉--制造信息科學(xué)

機(jī)電產(chǎn)品是信息在原材料上的物化。許多現(xiàn)代產(chǎn)品的價值增值主要體現(xiàn)在信息上。因此制造過程中信息的獲取和應(yīng)用十分重要。信息化是制造科學(xué)技術(shù)走向全球化和現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。人們一方面對制造技術(shù)開始探索產(chǎn)品設(shè)計和制造過程中的信息本質(zhì)，另一方面對制造技術(shù)本身加以改造，以使得其適應(yīng)新的信息化制造環(huán)境。隨著對制造過程和制造系統(tǒng)認(rèn)識的加深，研究者們正試圖以全新的概念和方式對其加以描述和表達(dá)，以進(jìn)一步達(dá)到實(shí)現(xiàn)控制和優(yōu)化的目的。

與制造有關(guān)的信息主要有產(chǎn)品信息、工藝信息和管理信息，這一領(lǐng)域有如下主要研究方向和內(nèi)容：

(1) 制造信息的獲取、處理、存儲、傳遞和應(yīng)用，大量制造信息向知識和決策轉(zhuǎn)化。

(2) 非符號信息的表達(dá)、制造信息的保真?zhèn)鬟f、制造信息的管理、非完整制造信息狀態(tài)下的生產(chǎn)決策、虛擬管理制造、基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的設(shè)計和制造、制造過程和制造系統(tǒng)中的控制科學(xué)問題。

這些內(nèi)容是制造科學(xué)和信息科學(xué)基礎(chǔ)融合的產(chǎn)物，構(gòu)成了制造科學(xué)中的新分支--制造信息學(xué)。

2．2 微機(jī)械及其制造技術(shù)研究

微型電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)，是指集微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號處理和控制電路、接口電路、通信和電源于一體 的完整微型機(jī)電系統(tǒng)。MEMS技術(shù)的目標(biāo)是通過系統(tǒng)的微型化、集成化來探索具有新原理、新功能的元件和系統(tǒng)。MEMS的發(fā)展將極大地促進(jìn)各類產(chǎn)品的袖珍化、微型化，成數(shù)量級的提高器件與系統(tǒng)的功能密度、信息密度與互聯(lián)密度，大幅度地節(jié)能、節(jié)材。它不僅可以降低機(jī)電系統(tǒng)的成本，而且還可以完成許多大尺寸機(jī)電系統(tǒng)無法完成的任務(wù)。例如用尖端直徑為5μm的微型鑷子可以夾起一個紅細(xì)胞；制造出3mm大小能夠開動的小汽車；可以在磁場中飛行的像蝴蝶大小的飛機(jī)等。MEMS技術(shù)的發(fā)展開辟了技術(shù)全新的領(lǐng)域和產(chǎn)業(yè)，具有許多傳統(tǒng)傳感器無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，因此在制造業(yè)、航空、航天、交通、通信、農(nóng)業(yè)、生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境監(jiān)控、軍事、家庭以及幾乎人們接觸到的所有領(lǐng)域中都有著十分廣闊的應(yīng)用前景。

微機(jī)械是機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)在納米尺度上相融合的產(chǎn)物。早在1959年就有科學(xué)家提出微型機(jī)械的設(shè)想，1962年及時個硅微型壓力傳感器問世。1987年美國加州大學(xué)伯克利分校研制出轉(zhuǎn)子直徑為60~120μm的硅微型靜電電動機(jī)，顯示出利用硅微加工工藝制作微小可動結(jié)構(gòu)并與集成電路兼容制造微小系統(tǒng)的潛力。微機(jī)械技術(shù)有可能像20世紀(jì)的微電子技術(shù)那樣，在21世紀(jì)對世界科技、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國防建設(shè)產(chǎn)生巨大的影響。近10年來，微機(jī)械的發(fā)展令人矚目。其特點(diǎn)如下：相當(dāng)數(shù)量的微型元器件(微型結(jié)構(gòu)、微型傳感器和微型執(zhí)行器等)和微系統(tǒng)研究成功，體現(xiàn)了其現(xiàn)實(shí)的和潛在的應(yīng)用價值；多種微型制造技術(shù)的發(fā)展，特別是半導(dǎo)體微細(xì)加工等技術(shù)已成為微系統(tǒng)的支撐技術(shù)；微型機(jī)電系統(tǒng)的研究需要多學(xué)科交叉的研究隊伍，微型機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)是在微電子工藝的基礎(chǔ)上發(fā)展的多學(xué)科交叉的前沿研究領(lǐng)域，涉及電子工程、機(jī)械工程、材料工程、物理學(xué)、化學(xué)以及生物醫(yī)學(xué)等多種工程技術(shù)和科學(xué)。

目前對微觀條件下的機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動規(guī)律，微小構(gòu)件的物理特性和載荷作用下的力學(xué)行為等尚缺乏充分的認(rèn)識，還沒有形成基于一定理論基礎(chǔ)之上的微系統(tǒng)設(shè)計理論與方法，因此只能憑經(jīng)驗(yàn)和試探的方法進(jìn)行研究。微型機(jī)械系統(tǒng)研究中存在的關(guān)鍵科學(xué)問題有微系統(tǒng)的尺度效應(yīng)、物理特性和生化特性等。微系統(tǒng)的研究正處于突破的前夜，是亟待深入研究的領(lǐng)域。

2．3 材料制備／零件制造一體化和加工新技術(shù)基礎(chǔ)

材料是人類進(jìn)步的里程碑，是制造業(yè)和高技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)。每一種重要新材料的成功制備和應(yīng)用，都會推進(jìn)物質(zhì)文明，促進(jìn)國家經(jīng)濟(jì)實(shí)力和軍事實(shí)力的增強(qiáng)。21世紀(jì)中，世界將由資源消耗型的工業(yè)經(jīng)濟(jì)向知識經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)變，要求材料和零件具有高的性能以及功能化、智能化的特性；要求材料和零件的設(shè)計實(shí)現(xiàn)定量化、數(shù)字化；要求材料和零件的制備快速、高效并實(shí)現(xiàn)二者一體化、集成化。材料和零件的數(shù)字化設(shè)計與擬實(shí)仿真優(yōu)化是實(shí)現(xiàn)材料與零件的高效品質(zhì)制備／制造及二者一體化、集成化制造的關(guān)鍵。一方面，通過計算機(jī)完成擬實(shí)仿真優(yōu)化后可以減少材料制備與零件制造過程中的實(shí)驗(yàn)性環(huán)節(jié)，獲得的工藝方案，實(shí)現(xiàn)材料與零件的高效品質(zhì)制備／制造；另一方面，根據(jù)不同材料性能的要求，如彈性模量、熱膨脹系數(shù)、電磁性能等，研究材料和零件的設(shè)計形式。進(jìn)而結(jié)合傳統(tǒng)的去除材料式制造技術(shù)、增加材料式覆層技術(shù)等，研究多種材料組分的復(fù)合成形工藝技術(shù)。形成材料與零件的數(shù)字化制造理論、技術(shù)和方法，如快速成形技術(shù)采用材料逐漸增長的原理，突破了傳統(tǒng)的去材法和變形法機(jī)械加工的許多限制，加工過程不需要工具或模具，能迅速制造出任意復(fù)雜形狀又具有一定功能的三維實(shí)體模型或零件。

2．4 機(jī)械仿生制造

21世紀(jì)將是生命科學(xué)的世紀(jì)，機(jī)械科學(xué)和生命科學(xué)的深度融合將產(chǎn)生全新概念的產(chǎn)品(如智能仿生結(jié)構(gòu))，開發(fā)出新工藝(如生長成形工藝)和開辟一系列的新產(chǎn)業(yè)，并為解決產(chǎn)品設(shè)計、制造過程和系統(tǒng)中一系列難題提供新的解決方法。這是一個極富創(chuàng)新和挑戰(zhàn)的前沿領(lǐng)域。

地球上的生物在漫長的進(jìn)化中所積累的優(yōu)良品性為解決人類制造活動中的各種難題提供了范例和指南。從生命現(xiàn)象中學(xué)習(xí)組織與運(yùn)行復(fù)雜系統(tǒng)的方法和技巧，是今后解決目前制造業(yè)所面臨許多難題的一條有效出路。仿生制造指的是模仿生物器官的自組織、自愈合、自增長與自進(jìn)化等功能結(jié)構(gòu)和運(yùn)行模式的一種制造系統(tǒng)與制造過程。如果說制造過程的機(jī)械化、自動化延伸了人類的體力，智能化延伸了人類的智力，那么，"仿生制造"則可以說延伸了人類自身的組織結(jié)構(gòu)和進(jìn)化過程。

仿生制造所涉及的科學(xué)問題是生物的"自組織"機(jī)制及其在制造系統(tǒng)中的應(yīng)用問題。所謂"自組織"是指一個系統(tǒng)在其內(nèi)在機(jī)制的驅(qū)動下，在組織結(jié)構(gòu)和運(yùn)行模式上不斷自我完善、從而提高對于環(huán)境適應(yīng)能力的過程。仿生制造的"自組織"機(jī)制為自下而上的產(chǎn)品并行設(shè)計、制造工藝規(guī)程的自動生成、生產(chǎn)系統(tǒng)的動態(tài)重組以及產(chǎn)品和制造系統(tǒng)的自動趨優(yōu)提供了理論基礎(chǔ)和實(shí)現(xiàn)條件。

仿生制造屬于制造科學(xué)和生命科學(xué)的"遠(yuǎn)緣雜交"，它將對21世紀(jì)的制造業(yè)產(chǎn)生巨大的影響。

仿生制造的研究內(nèi)容目前有兩個方面：

2．4．1 面向生命的仿生制造

研究生命現(xiàn)象的一般規(guī)律和模型，例如人工生命、細(xì)胞自動機(jī)、生物的信息處理技巧、生物智能、生物型的組織結(jié)構(gòu)和運(yùn)行模式以及生物的進(jìn)化和趨優(yōu)機(jī)制等；

2．4．2 面向制造的仿生制造

研究仿生制造系統(tǒng)的自組織機(jī)制與方法，例如：基于充分信息共享的仿生設(shè)計原理，基于多自律單元協(xié)同的分布式控制和基于進(jìn)化機(jī)制的尋優(yōu)策略；研究仿生制造的概念體系及其基礎(chǔ)，例如：仿生空間的形式化描述及其信息映射關(guān)系，仿生系統(tǒng)及其演化過程的復(fù)雜度計量方法。

機(jī)械仿生與仿生制造是機(jī)械科學(xué)與生命科學(xué)、信息科學(xué)、材料科學(xué)等學(xué)科的高度融合，其研究內(nèi)容包括生長成形工藝、仿生設(shè)計和制造系統(tǒng)、智能仿生機(jī)械和生物成形制造等。目前所做的研究工作大多屬前沿探索性的工作，具有鮮明的基礎(chǔ)研究的特點(diǎn)，如果抓住機(jī)遇研究下去，將可能產(chǎn)生革命性的突破。今后應(yīng)關(guān)注的研究領(lǐng)域有生物加工技術(shù)、仿生制造系統(tǒng)、基于快速原型制造技術(shù)的組織工程學(xué)，以及與生物工程相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)等。 3 現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展趨勢

20世紀(jì)90年代以來，世界各國都把制造技術(shù)的研究和開發(fā)作為國家的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行優(yōu)先發(fā)展，如美國的先進(jìn)制造技術(shù)計劃AMTP、日本的智能制造技術(shù)（IMS）國際合作計劃、韓國的高級現(xiàn)代技術(shù)國家計劃(G--7)、德國的制造2000計劃和歐共體的ESPRIT和BRITE-EURAM計劃。

隨著 電子、信息等高新技術(shù)的不斷發(fā)展，市場需求個性化與多樣化，未來現(xiàn)代制造技術(shù)發(fā)展的總趨勢是向精密化、柔性化、網(wǎng)絡(luò)化、虛擬化、智能化、綠色集成化、全球化的方向發(fā)展。

當(dāng)前現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展趨勢大致有以下九個方面：

(1) 信息技術(shù)、管理技術(shù)與工藝技術(shù)緊密結(jié)合，現(xiàn)代制造生產(chǎn)模式會獲得不斷發(fā)展。

(2) 設(shè)計技術(shù)與手段更現(xiàn)代化。

(3) 成型及制造技術(shù)精密化、制造過程實(shí)現(xiàn)低能耗。

(4) 新型特種加工方法的形成。

(5) 開發(fā)新一代超精密、超高速制造裝備。

(6) 加工工藝由技藝發(fā)展為工程科學(xué)。

(7) 實(shí)施無污染綠色制造。

(8) 制造業(yè)中廣泛應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。

(9) 制造以人為本。

先進(jìn)制造技術(shù)論文:先進(jìn)制造技術(shù)的新發(fā)展

摘要： 本文介紹了當(dāng)今制造技術(shù)面臨的問題，論述了先進(jìn)制造的前沿科學(xué)，并展望了先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：問題； 先進(jìn)制造技術(shù)； 前沿科學(xué)； 應(yīng)用前景

論文

制造業(yè)是現(xiàn)代國民經(jīng)濟(jì)和綜合國力的重要支柱，其生產(chǎn)總值一般占一個國家國內(nèi)生產(chǎn)總值的20%~55%。在一個國家的企業(yè)生產(chǎn)力構(gòu)成中，制造技術(shù)的作用一般占60%左右。專家認(rèn)為，世界上各個國家經(jīng)濟(jì)的競爭，主要是制造技術(shù)的競爭。其競爭能力最終體現(xiàn)在所生產(chǎn)的產(chǎn)品的市場占有率上。隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)的高速發(fā)展以及顧客需求和市場環(huán)境的不斷變化，這種競爭日趨激烈，因而各國政府都非常重視對先進(jìn)制造技術(shù)的研究。

1 當(dāng)前制造科學(xué)要解決的問題

當(dāng)前制造科學(xué)要解決的問題主要集中在以下幾方面：

（1）制造系統(tǒng)是一個復(fù)雜的大系統(tǒng)，為滿足制造系統(tǒng)敏捷性、快速響應(yīng)和快速重組的能力，必須借鑒信息科學(xué)、生命科學(xué)和社會科學(xué)等多學(xué)科的研究成果，探索制造系統(tǒng)新的體系結(jié)構(gòu)、制造模式和制造系統(tǒng)有效的運(yùn)行機(jī)制。制造系統(tǒng)優(yōu)化的組織結(jié)構(gòu)和良好的運(yùn)行狀況是制造系統(tǒng)建模、仿真和優(yōu)化的主要目標(biāo)。制造系統(tǒng)新的體系結(jié)構(gòu)不僅對制造企業(yè)的敏捷性和對需求的響應(yīng)能力及可重組能力有重要意義，而且對制造企業(yè)底層生產(chǎn)設(shè)備的柔性和可動態(tài)重組能力提出了更高的要求。生物制造觀越來越多地被引入制造系統(tǒng)，以滿足制造系統(tǒng)新的要求。

（2）為支持快速敏捷制造，幾何知識的共享已成為制約現(xiàn)代制造技術(shù)中產(chǎn)品開發(fā)和制造的關(guān)鍵問題。例如在計算機(jī)輔助設(shè)計與制造(CAD／CAM)集成、坐標(biāo)測量(CMM)和機(jī)器人學(xué)等方面，在三維現(xiàn)實(shí)空間(3-Real Space)中，都存在大量的幾何算法設(shè)計和分析等問題，特別是其中的幾何表示、幾何計算和幾何推理問題；在測量和機(jī)器人路徑規(guī)劃及零件的尋位(如Localization)等方面，存在C-空間

(配置空間Configuration Space)的幾何計算和幾何推理問題；在物體操作(夾持、抓取和裝配等)描述和機(jī)器人多指抓取規(guī)劃、裝配運(yùn)動規(guī)劃和操作規(guī)劃方面則需要在旋量空間(Screw Space)進(jìn)行幾何推理。制造過程中物理和力學(xué)現(xiàn)象的幾何化研究形成了制造科學(xué)中幾何計算和幾何推理等多方面的研究課題，其理論有待進(jìn)一步突破，當(dāng)前一門新學(xué)科--計算機(jī)幾何正在受到日益廣泛和深入的研究。

（3）在現(xiàn)代制造過程中，信息不僅已成為主宰制造產(chǎn)業(yè)的決定性因素，而且還是最活躍的驅(qū)動因素。提高制造系統(tǒng)的信息處理能力已成為現(xiàn)代制造科學(xué)發(fā)展的一個重點(diǎn)。由于制造系統(tǒng)信息組織和結(jié)構(gòu)的多層次性，制造信息的獲取、集成與融合呈現(xiàn)出立體性、信息度量的多維性、以及信息組織的多層次性。在制造信息的結(jié)構(gòu)模型、制造信息的一致性約束、傳播處理和海量數(shù)據(jù)的制造知識庫管理等方面，都還有待進(jìn)一步突破。

（4）各種人工智能工具和計算智能方法在制造中的廣泛應(yīng)用促進(jìn)了制造智能的發(fā)展。一類基于生物進(jìn)化算法的計算智能工具，在包括調(diào)度問題在內(nèi)的組合優(yōu)化求解技術(shù)領(lǐng)域中，受到越來越普遍的關(guān)注，有望在制造中完成組合優(yōu)化問題時的求解速度和求解精度方面雙雙突破問題規(guī)模的制約。制造智能還表現(xiàn)在：智能調(diào)度、智能設(shè)計、智能加工、機(jī)器人學(xué)、智能控制、智能工藝規(guī)劃、智能診斷等多方面。

這些問題是當(dāng)前產(chǎn)品創(chuàng)新的關(guān)鍵理論問題，也是制造由一門技藝上升為一門科學(xué)的重要基礎(chǔ)性問題。這些問題的重點(diǎn)突破，可以形成產(chǎn)品創(chuàng)新的基礎(chǔ)研究體系。

2 現(xiàn)代機(jī)械工程的前沿科學(xué)

不同科學(xué)之間的交叉融合將產(chǎn)生新的科學(xué)聚集，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會的進(jìn)步對科學(xué)技術(shù)產(chǎn)生了新的要求和期望，從而形成前沿科學(xué)。前沿科學(xué)也就是已解決的和未解決的科學(xué)問題之間的界域。前沿科學(xué)具有明顯的時域、領(lǐng)域和動態(tài)特性。工程前沿科學(xué)區(qū)別于一般基礎(chǔ)科學(xué)的重要特征是它涵蓋了工程實(shí)際中出現(xiàn)的關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問題。

超聲電機(jī)、超高速切削、綠色設(shè)計與制造等領(lǐng)域，國內(nèi)外已經(jīng)做了大量的研究工作，但創(chuàng)新的關(guān)鍵是機(jī)械科學(xué)問題還不明朗。大型復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)的性能優(yōu)化設(shè)計和產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計、智能結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)、智能機(jī)器人及其動力學(xué)、納米摩擦學(xué)、制造過程的三維數(shù)值模擬和物理模擬、超精度和微細(xì)加工關(guān)鍵工藝基礎(chǔ)、大型和超大型精密儀器裝備的設(shè)計和制造基礎(chǔ)、虛擬制造和虛擬儀器、納米測量及儀器、并聯(lián)軸機(jī)床、微型機(jī)電系統(tǒng)等領(lǐng)域國內(nèi)外雖然已做了不少研究，但仍有許多關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問題有待解決。

信息科學(xué)、納米科學(xué)、材料科學(xué)、生命科學(xué)、管理科學(xué)和制造科學(xué)將是改變21世紀(jì)的主流科學(xué)，由此產(chǎn)生的高新技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)將改變世界的面貌。因此，與以上領(lǐng)域相交叉發(fā)展的制造系統(tǒng)和制造信息學(xué)、納米機(jī)械和納米制造科學(xué)、仿生機(jī)械和仿生制造學(xué)、制造管理科學(xué)和可重構(gòu)制造系統(tǒng)等會是21世紀(jì)機(jī)械工程科學(xué)的重要前沿科學(xué)。

2．1 制造科學(xué)與信息科學(xué)的交叉--制造信息科學(xué)

機(jī)電產(chǎn)品是信息在原材料上的物化。許多現(xiàn)代產(chǎn)品的價值增值主要體現(xiàn)在信息上。因此制造過程中信息的獲取和應(yīng)用十分重要。信息化是制造科學(xué)技術(shù)走向全球化和現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。人們一方面對制造技術(shù)開始探索產(chǎn)品設(shè)計和制造過程中的信息本質(zhì)，另一方面對制造技術(shù)本身加以改造，以使得其適應(yīng)新的信息化制造環(huán)境。隨著對制造過程和制造系統(tǒng)認(rèn)識的加深，研究者們正試圖以全新的概念和方式對其加以描述和表達(dá)，以進(jìn)一步達(dá)到實(shí)現(xiàn)控制和優(yōu)化的目的。

與制造有關(guān)的信息主要有產(chǎn)品信息、工藝信息和管理信息，這一領(lǐng)域有如下主要研究方向和內(nèi)容：

(1) 制造信息的獲取、處理、存儲、傳遞和應(yīng)用，大量制造信息向知識和決策轉(zhuǎn)化。

(2) 非符號信息的表達(dá)、制造信息的保真?zhèn)鬟f、制造信息的管理、非完整制造信息狀態(tài)下的生產(chǎn)決策、虛擬管理制造、基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的設(shè)計和制造、制造過程和制造系統(tǒng)中的控制科學(xué)問題。

這些內(nèi)容是制造科學(xué)和信息科學(xué)基礎(chǔ)融合的產(chǎn)物，構(gòu)成了制造科學(xué)中的新分支--制造信息學(xué)。

2．2 微機(jī)械及其制造技術(shù)研究

微型電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)，是指集微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號處理和控制電路、接口電路、通信和電源于一體的完整微型機(jī)電系統(tǒng)。MEMS技術(shù)的目標(biāo)是通過系統(tǒng)的微型化、集成化來探索具有新原理、新功能的元件和系統(tǒng)。MEMS的發(fā)展將極大地促進(jìn)各類產(chǎn)品的袖珍化、微型化，成數(shù)量級的提高器件與系統(tǒng)的功能密度、信息密度與互聯(lián)密度，大幅度地節(jié)能、節(jié)材。它不僅可以降低機(jī)電系統(tǒng)的成本，而且還可以完成許多大尺寸機(jī)電系統(tǒng)無法完成的任務(wù)。例如用尖端直徑為5μm的微型鑷子可以夾起一個紅細(xì)胞；制造出3mm大小能夠開動的小汽車；可以在磁場中飛行的像蝴蝶大小的飛機(jī)等。MEMS技術(shù)的發(fā)展開辟了技術(shù)全新的領(lǐng)域和產(chǎn)業(yè)，具有許多傳統(tǒng)傳感器無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，因此在制造業(yè)、航空、航天、交通、通信、農(nóng)業(yè)、生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境監(jiān)控、軍事、家庭以及幾乎人們接觸到的所有領(lǐng)域中都有著十分廣闊的應(yīng)用前景。

微機(jī)械是機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)在納米尺度上相融合的產(chǎn)物。早在1959年就有科學(xué)家提出微型機(jī)械的設(shè)想，1962年及時個硅微型壓力傳感器問世。1987年美國加州大學(xué)伯克利分校研制出轉(zhuǎn)子直徑為60~120μm的硅微型靜電電動機(jī)，顯示出利用硅微加工工藝制作微小可動結(jié)構(gòu)并與集成電路兼容制造微小系統(tǒng)的潛力。微機(jī)械技術(shù)有可能像20世紀(jì)的微電子技術(shù)那樣，在21世紀(jì)對世界科技、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國防建設(shè)產(chǎn)生巨大的影響。近10年來，微機(jī)械的發(fā)展令人矚目。其特點(diǎn)如下：相當(dāng)數(shù)量的微型元器件(微型結(jié)構(gòu)、微型傳感器和微型執(zhí)行器等)和微系統(tǒng)研究成功，體現(xiàn)了其現(xiàn)實(shí)的和潛在的應(yīng)用價值；多種微型制造技術(shù)的發(fā)展，特別是半導(dǎo)體微細(xì)加工等技術(shù)已成為微系統(tǒng)的支撐技術(shù)；微型機(jī)電系統(tǒng)的研究需要多學(xué)科交叉的研究隊伍，微型機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)是在微電子工藝的基礎(chǔ)上發(fā)展的多學(xué)科交叉的前沿研究領(lǐng)域，涉及電子工程、機(jī)械工程、材料工程、物理學(xué)、化學(xué)以及生物醫(yī)學(xué)等多種工程技術(shù)和科學(xué)。

目前對微觀條件下的機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動規(guī)律，微小構(gòu)件的物理特性和載荷作用下的力學(xué)行為等尚缺乏充分的認(rèn)識，還沒有形成基于一定理論基礎(chǔ)之上的微系統(tǒng)設(shè)計理論與方法，因此只能憑經(jīng)驗(yàn)和試探的方法進(jìn)行研究。微型機(jī)械系統(tǒng)研究中存在的關(guān)鍵科學(xué)問題有微系統(tǒng)的尺度效應(yīng)、物理特性和生化特性等。微系統(tǒng)的研究正處于突破的前夜，是亟待深入研究的領(lǐng)域。

2．3 材料制備／零件制造一體化和加工新技術(shù)基礎(chǔ)

材料是人類進(jìn)步的里程碑，是制造業(yè)和高技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)。每一種重要新材料的成功制備和應(yīng)用，都會推進(jìn)物質(zhì)文明，促進(jìn)國家經(jīng)濟(jì)實(shí)力和軍事實(shí)力的增強(qiáng)。21世紀(jì)中，世界將由資源消耗型的工業(yè)經(jīng)濟(jì)向知識經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)變，要求材料和零件具有高的性能以及功能化、智能化的特性；要求材料和零件的設(shè)計實(shí)現(xiàn)定量化、數(shù)字化；要求材料和零件的制備快速、高效并實(shí)現(xiàn)二者一體化、集成化。材料和零件的數(shù)字化設(shè)計與擬實(shí)仿真優(yōu)化是實(shí)現(xiàn)材料與零件的高效品質(zhì)制備／制造及二者一體化、集成化制造的關(guān)鍵。一方面，通過計算機(jī)完成擬實(shí)仿真優(yōu)化后可以減少材料制備與零件制造過程中的實(shí)驗(yàn)性環(huán)節(jié)，獲得的工藝方案，實(shí)現(xiàn)材料與零件的高效品質(zhì)制備／制造；另一方面，根據(jù)不同材料性能的要求，如彈性模量、熱膨脹系數(shù)、電磁性能等，研究材料和零件的設(shè)計形式。進(jìn)而結(jié)合傳統(tǒng)的去除材料式制造技術(shù)、增加材料式覆層技術(shù)等，研究多種材料組分的復(fù)合成形工藝技術(shù)。形成材料與零件的數(shù)字化制造理論、技術(shù)和方法，如快速成形技術(shù)采用材料逐漸增長的原理，突破了傳統(tǒng)的去材法和變形法機(jī)械加工的許多限制，加工過程不需要工具或模具，能迅速制造出任意復(fù)雜形狀又具有一定功能的三維實(shí)體模型或零件。

2．4 機(jī)械仿生制造

21世紀(jì)將是生命科學(xué)的世紀(jì)，機(jī)械科學(xué)和生命科學(xué)的深度融合將產(chǎn)生全新概念的產(chǎn)品(如智能仿生結(jié)構(gòu))，開發(fā)出新工藝(如生長成形工藝)和開辟一系列的新產(chǎn)業(yè)，并為解決產(chǎn)品設(shè)計、制造過程和系統(tǒng)中一系列難題提供新的解決方法。這是一個極富創(chuàng)新和挑戰(zhàn)的前沿領(lǐng)域。

地球上的生物在漫長的進(jìn)化中所積累的優(yōu)良品性為解決人類制造活動中的各種難題提供了范例和指南。從生命現(xiàn)象中學(xué)習(xí)組織與運(yùn)行復(fù)雜系統(tǒng)的方法和技巧，是今后解決目前制造業(yè)所面臨許多難題的一條有效出路。仿生制造指的是模仿生物器官的自組織、自愈合、自增長與自進(jìn)化等功能結(jié)構(gòu)和運(yùn)行模式的一種制造系統(tǒng)與制造過程。如果說制造過程的機(jī)械化、自動化延伸了人類的體力，智能化延伸了人類的智力，那么，"仿生制造"則可以說延伸了人類自身的組織結(jié)構(gòu)和進(jìn)化過程。

仿生制造所涉及的科學(xué)問題是生物的"自組織"機(jī)制及其在制造系統(tǒng)中的應(yīng)用問題。所謂"自組織"是指一個系統(tǒng)在其內(nèi)在機(jī)制的驅(qū)動下，在組織結(jié)構(gòu)和運(yùn)行模式上不斷自我完善、從而提高對于環(huán)境適應(yīng)能力的過程。仿生制造的"自組織"機(jī)制為自下而上的產(chǎn)品并行設(shè)計、制造工藝規(guī)程的自動生成、生產(chǎn)系統(tǒng)的動態(tài)重組以及產(chǎn)品和制造系統(tǒng)的自動趨優(yōu)提供了理論基礎(chǔ)和實(shí)現(xiàn)條件。

仿生制造屬于制造科學(xué)和生命科學(xué)的"遠(yuǎn)緣雜交"，它將對21世紀(jì)的制造業(yè)產(chǎn)生巨大的影響。

仿生制造的研究內(nèi)容目前有兩個方面：

2．4．1 面向生命的仿生制造

研究生命現(xiàn)象的一般規(guī)律和模型，例如人工生命、細(xì)胞自動機(jī)、生物的信息處理技巧、生物智能、生物型的組織結(jié)構(gòu)和運(yùn)行模式以及生物的進(jìn)化和趨優(yōu)機(jī)制等；

2．4．2 面向制造的仿生制造

研究仿生制造系統(tǒng)的自組織機(jī)制與方法，例如：基于充分信息共享的仿生設(shè)計原理，基于多自律單元協(xié)同的分布式控制和基于進(jìn)化機(jī)制的尋優(yōu)策略；研究仿生制造的概念體系及其基礎(chǔ)，例如：仿生空間的形式化描述及其信息映射關(guān)系，仿生系統(tǒng)及其演化過程的復(fù)雜度計量方法。

機(jī)械仿生與仿生制造是機(jī)械科學(xué)與生命科學(xué)、信息科學(xué)、材料科學(xué)等學(xué)科的高度融合，其研究內(nèi)容包括生長成形工藝、仿生設(shè)計和制造系統(tǒng)、智能仿生機(jī)械和生物成形制造等。目前所做的研究工作大多屬前沿探索性的工作，具有鮮明的基礎(chǔ)研究的特點(diǎn)，如果抓住機(jī)遇研究下去，將可能產(chǎn)生革命性的突破。今后應(yīng)關(guān)注的研究領(lǐng)域有生物加工技術(shù)、仿生制造系統(tǒng)、基于快速原型制造技術(shù)的組織工程學(xué)，以及與生物工程相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)等。 3 現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展趨勢

20世紀(jì)90年代以來，世界各國都把制造技術(shù)的研究和開發(fā)作為國家的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行優(yōu)先發(fā)展，如美國的先進(jìn)制造技術(shù)計劃AMTP、日本的智能制造技術(shù)（IMS）國際合作計劃、韓國的高級現(xiàn)代技術(shù)國家計劃(G--7)、德國的制造2000計劃和歐共體的ESPRIT和BRITE-EURAM計劃。

隨著電子、信息等高新技術(shù)的不斷發(fā)展，市場需求個性化與多樣化，未來現(xiàn)代制造技術(shù)發(fā)展的總趨勢是向精密化、柔性化、網(wǎng)絡(luò)化、虛擬化、智能化、綠色集成化、全球化的方向發(fā)展。

當(dāng)前現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展趨勢大致有以下九個方面：

(1) 信息技術(shù)、管理技術(shù)與工藝技術(shù)緊密結(jié)合，現(xiàn)代制造生產(chǎn)模式會獲得不斷發(fā)展。

(2) 設(shè)計技術(shù)與手段更現(xiàn)代化。

(3) 成型及制造技術(shù)精密化、制造過程實(shí)現(xiàn)低能耗。

(4) 新型特種加工方法的形成。

(5) 開發(fā)新一代超精密、超高速制造裝備。

(6) 加工工藝由技藝發(fā)展為工程科學(xué)。

(7) 實(shí)施無污染綠色制造。

(8) 制造業(yè)中廣泛應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。

(9) 制造以人為本。

先進(jìn)制造技術(shù)論文:CAD技術(shù)在先進(jìn)制造模式中的應(yīng)用

摘 要：系統(tǒng)分析了在各種先進(jìn)制造模式中如何應(yīng)用cad技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計，提高工程設(shè)計的質(zhì)量和效率，對于不同的制造模式采取不同的cad方法，使cad技術(shù)適應(yīng)先進(jìn)制造模式的需求。

關(guān)鍵詞：cims；并行工程；敏捷制造；虛擬制造

0 前言

計算機(jī)輔助設(shè)計(cad)技術(shù)是近幾十年來迅速發(fā)展起來的一門新興的綜合計算機(jī)應(yīng)用技術(shù),它的應(yīng)用和發(fā)展已經(jīng)成為衡量一個企業(yè)工業(yè)現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志。特別是在當(dāng)今市場競爭日趨激烈的條件下，要想贏得競爭，企業(yè)必須以最快的上市速度、好的質(zhì)量、低的成本、的服務(wù)、最利于環(huán)境的產(chǎn)品滿足用戶的不同需求。在各種先進(jìn)的制造模式中，cad技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。無論是并行設(shè)計、協(xié)同設(shè)計、虛擬設(shè)計，還是環(huán)保設(shè)計都離不開現(xiàn)代cad技術(shù)的應(yīng)用。應(yīng)用現(xiàn)代cad技術(shù)能使設(shè)計工作實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化、集成化和智能化，以求達(dá)到產(chǎn)品設(shè)計周期短、成本低和高質(zhì)量的目標(biāo)。

1 cad技術(shù)在并行工程中的應(yīng)用

并行工程和協(xié)同工作是一種新型的設(shè)計模式，通過把先進(jìn)的企業(yè)管理和先進(jìn)的自動化技術(shù)結(jié)合在一起，采用并行化的產(chǎn)品設(shè)計理念及其相關(guān)過程，在產(chǎn)品的設(shè)計早期考慮產(chǎn)品的制造過程和生命周期。并行工程的設(shè)計方法強(qiáng)調(diào)功能和過程的集成。在對產(chǎn)品設(shè)計過程進(jìn)行集成的前提下，優(yōu)化和重組產(chǎn)品的開發(fā)過程，實(shí)現(xiàn)多學(xué)科專家群體協(xié)同工作的工作方式。

（1）將企業(yè)實(shí)施的各種串行過程轉(zhuǎn)變?yōu)椴⑿泄こ蹋笤谶M(jìn)行上游工作環(huán)節(jié)設(shè)計的同時，盡可能多的考慮下游工作環(huán)節(jié)的工作。在產(chǎn)品設(shè)計的初始階段，應(yīng)考慮后續(xù)制造的相關(guān)問題，對產(chǎn)品的性、可制造性、可測試性、規(guī)范性和成本可計算性進(jìn)行設(shè)計，盡早考慮產(chǎn)品整個生命周期中的所有設(shè)計因素，以求達(dá)到各項設(shè)計工作的協(xié)調(diào)一致，力爭設(shè)計工作一次完成。

（2）并行工程的實(shí)施需要建立多學(xué)科協(xié)作的組織形式，運(yùn)用可制造性設(shè)計dfm方法開發(fā)新產(chǎn)品。當(dāng)采用這種設(shè)計方法時，由于需要集體合作，所以個體的設(shè)計結(jié)果應(yīng)該信息共享，設(shè)計規(guī)范統(tǒng)一，應(yīng)用集體的智慧和經(jīng)驗(yàn)，產(chǎn)生高質(zhì)量、低成本的產(chǎn)品。

（3）在進(jìn)行產(chǎn)品的并行設(shè)計時，要選擇合適的軟件工具和方法，選定的軟件能對產(chǎn)品的設(shè)計、制造周期進(jìn)行全程服務(wù)。在設(shè)計、制造周期中的數(shù)據(jù)交換應(yīng)符合step標(biāo)準(zhǔn)，便于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理pdm。通過這些cad技術(shù)的應(yīng)用使產(chǎn)品的開發(fā)集體所有成員都組合在同一個信息環(huán)境中，保障所有成員得到近期、最的產(chǎn)品信息，協(xié)同一致的完成設(shè)計任務(wù)。在產(chǎn)品的設(shè)計早期地考慮產(chǎn)品的制造周期。

2 cad技術(shù)在敏捷制造中的應(yīng)用

精良（lean production,lp）生產(chǎn)是一種新的生產(chǎn)模式，這種生產(chǎn)方式在日本企業(yè)中得到了推廣應(yīng)用，并且取得了成功，促進(jìn)了日本經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。在精良生產(chǎn)方式中，從生產(chǎn)操作、組織管理、經(jīng)營方式等各方面，找出一切不能為產(chǎn)品增值的活動和人員，加以改革，進(jìn)而杜絕浪費(fèi)，提高經(jīng)濟(jì)效益。精良生產(chǎn)方式實(shí)現(xiàn)了精良管理、精良設(shè)計、協(xié)同配套、用戶至上、高素質(zhì)人員的集成。在此基礎(chǔ)上，美國的制造業(yè)界提出了敏捷制造（agile manufacturing, am）的先進(jìn)制造模式，為了實(shí)現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)制造的敏捷性，采取現(xiàn)代通訊手段，通過快速配置各種資源，以有效和協(xié)調(diào)的方式響應(yīng)用戶需求的一種新的企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略。這種生產(chǎn)模式正在發(fā)展之中，其基本思想是將靈活的動態(tài)聯(lián)盟組織、先進(jìn)的柔性生產(chǎn)技術(shù)和高素質(zhì)的人員集成，使企業(yè)能夠應(yīng)付迅速變化和不可預(yù)測的市場需求，以求得長期穩(wěn)定的經(jīng)濟(jì)效益。cad技術(shù)在產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)全過程的動態(tài)聯(lián)盟組織中的應(yīng)用有如下特點(diǎn)：

（1）實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的敏捷設(shè)計和管理。

應(yīng)用cad技術(shù)可實(shí)現(xiàn)設(shè)計資源共享、信息服務(wù)、合作建模、數(shù)據(jù)管理和設(shè)計過程管理，達(dá)到敏捷設(shè)計的目的。在敏捷設(shè)計中，產(chǎn)品的開發(fā)是利用數(shù)字方式確定工作任務(wù)，用數(shù)字方式在各部門、各地點(diǎn)的合作者之間進(jìn)行聯(lián)絡(luò)。產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境中的產(chǎn)品實(shí)際上是一種數(shù)字模型，在同一個數(shù)字模型上工作，通過pdm系統(tǒng)管理和集成，pdm是管理產(chǎn)品信息的重要技術(shù)措施。

（2）實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上協(xié)同設(shè)計。

在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，從事cad技術(shù)工作的人員組成跨專業(yè)學(xué)科的設(shè)計團(tuán)隊，分散在不同的企業(yè)中，實(shí)現(xiàn)企業(yè)間的動態(tài)集成。隨著產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的日益復(fù)雜化以及新技術(shù)更替的加快，對某些產(chǎn)品一個企業(yè)已不可能快速、經(jīng)濟(jì)的獨(dú)立開發(fā)和制造，必須尋求企業(yè)的動態(tài)聯(lián)盟形式，把具有各種特點(diǎn)和優(yōu)勢的企業(yè)以產(chǎn)品為紐帶聯(lián)合在一起，共享一個產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫和統(tǒng)一的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，較大限度的保障設(shè)計者和制造者以優(yōu)化的形式在網(wǎng)上進(jìn)行新產(chǎn)品的協(xié)同設(shè)計和制造。

3 cad技術(shù)在cims集成系統(tǒng)中的應(yīng)用

早期的cad系統(tǒng)是致力于提高繪圖的工作效率，數(shù)控機(jī)床的出現(xiàn)，發(fā)展成了計算機(jī)輔助制造cam，進(jìn)而促進(jìn)了cad技術(shù)的發(fā)展。在cims系統(tǒng)中，要求產(chǎn)品的信息實(shí)現(xiàn)cad、capp和cam的集成，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計到制造各環(huán)節(jié)中資源共享和信息傳遞，提高設(shè)計效率。cad技術(shù)在cims系統(tǒng)中的應(yīng)用有如下特點(diǎn)：

（1）cad建模技術(shù)的應(yīng)用。

特征建模技術(shù)是cims的關(guān)鍵技術(shù)之一。它是在cad/capp/cam范圍內(nèi)建立相對統(tǒng)一的、基于特征的產(chǎn)品定義模型，包括了從產(chǎn)品設(shè)計到制造各階段所需要的產(chǎn)品定義信息，通過產(chǎn)品的幾何形狀信息和工程信息的描述，體現(xiàn)設(shè)計意圖，并將產(chǎn)品的設(shè)計意圖反映到各個后續(xù)環(huán)節(jié)。特征建模技術(shù)是cad/capp/cam集成的重要前提。

（2）數(shù)據(jù)交換技術(shù)的應(yīng)用。

對于以單元自動化為目標(biāo)的cad/capp/cam應(yīng)用系統(tǒng)，各子系統(tǒng)數(shù)據(jù)的邏輯和物理結(jié)構(gòu)差異很大，這給各子系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)傳遞帶來了一定的困難。因此，需要設(shè)計專用的數(shù)據(jù)格式文件交換產(chǎn)品信息。為了提高產(chǎn)品數(shù)據(jù)格式的標(biāo)準(zhǔn)化程度，可通過標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式文件交換產(chǎn)品信息，這需要在各個子系統(tǒng)中設(shè)計前/后置數(shù)據(jù)處理程序，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)格式與標(biāo)準(zhǔn)格式的轉(zhuǎn)換，常用iges圖形數(shù)據(jù)交換格式作為各子系統(tǒng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的標(biāo)準(zhǔn)格式。也可以通過統(tǒng)一的產(chǎn)品模型交換設(shè)計信息，使各子系統(tǒng)間直接進(jìn)行信息交換，采用step標(biāo)準(zhǔn)以通用的數(shù)據(jù)格式描述一個產(chǎn)品在生產(chǎn)周期內(nèi)完整的產(chǎn)品模型。這樣做可以大大提高系統(tǒng)的集成性。

（3）產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（pdm）技術(shù)的應(yīng)用。

為了提高數(shù)據(jù)傳輸效率和系統(tǒng)的集成化程度，保障各子系統(tǒng)間設(shè)計數(shù)據(jù)的一致性、性和數(shù)據(jù)共享。可采用產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)（pdm）統(tǒng)一管理與生產(chǎn)有關(guān)的全部信息。cad/capp/cam之間不需要傳遞信息。各子系統(tǒng)從pdm系統(tǒng)中提取和存放各自需要的信息，從而真正實(shí)現(xiàn)cad/capp/cam的集成。通過pdm實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計、分析、制造、工藝規(guī)劃和質(zhì)量管理等方面的信息集成，確保cad/capp/cam設(shè)計出近期、好、性能的產(chǎn)品。

4 cad技術(shù)在虛擬制造技術(shù)中的應(yīng)用

虛擬現(xiàn)實(shí)（vr）技術(shù)目標(biāo)是建立一個與客觀世界相似、逼真的虛擬環(huán)境（ve）。科學(xué)計算可視化（visc）是將科學(xué)計算過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)與計算結(jié)果轉(zhuǎn)換為圖形或圖像并進(jìn)行交互處理的理論和技術(shù)。可視化技術(shù)和多媒體技術(shù)是實(shí)現(xiàn)虛擬環(huán)境的基礎(chǔ)，利用可視化技術(shù)實(shí)現(xiàn)的三維真實(shí)感場景是虛擬環(huán)境的最基本體現(xiàn)。

（1）虛擬產(chǎn)品加工流程。

設(shè)計產(chǎn)品的三維表達(dá)需要cad技術(shù)的支持，在產(chǎn)品的設(shè)計階段就應(yīng)該考慮產(chǎn)品零件的可造性，對于大型復(fù)雜零件的制造可先在計算機(jī)上進(jìn)行虛擬加工，進(jìn)而獲得合理的加工流程，為合理的設(shè)計提供工藝保障。實(shí)際上數(shù)控仿真就是在計算機(jī)上執(zhí)行數(shù)控程序，并將工具圖形、刀具軌跡在計算機(jī)顯示器（crt）上顯示出來。

（2）虛擬產(chǎn)品樣機(jī)。

機(jī)械產(chǎn)品從概念設(shè)計到成品面市過程，需要經(jīng)歷“設(shè)計樣機(jī)制造測試評價修改產(chǎn)品”這一耗時的反復(fù)循環(huán)。如何加速新產(chǎn)品的開發(fā)周期，并在新產(chǎn)品投產(chǎn)之前有一個有效的手段來檢驗(yàn)新產(chǎn)品的效能和適用性，避免投產(chǎn)后的失敗，這是工程技術(shù)人員追求的目標(biāo)。

通過cad技術(shù)表現(xiàn)樣機(jī)的直觀形象和功能動畫。

5 結(jié)束語

隨著計算機(jī)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，cad技術(shù)在工程領(lǐng)域會得到了越來越廣泛的應(yīng)用。cad正經(jīng)歷著從傳統(tǒng)單元技術(shù)向復(fù)雜大系統(tǒng)環(huán)境下的設(shè)計自動化技術(shù)的重要轉(zhuǎn)變。21世紀(jì)，濟(jì)競爭是世界各國競爭的焦點(diǎn)和世界發(fā)展的重要推動力。對制造業(yè)而言，每個企業(yè)都面臨找持續(xù)多變和不可預(yù)測的全球化市場競爭，競爭的核心是以知識為基礎(chǔ)的新產(chǎn)品的競爭。為了提高競爭力企業(yè)必須解決好產(chǎn)品的上市速度（t）、好的質(zhì)量（q）、低的成本（c）、的服務(wù)（s）和最清潔的環(huán)境（e）來滿足顧客的不同需求和社會可持續(xù)發(fā)展的要求。先進(jìn)制造技術(shù)必然十分重視產(chǎn)品設(shè)計問題。沒有適銷對路的創(chuàng)新產(chǎn)品會在激烈的市場競爭中敗下陣來，所以采用先進(jìn)制造技術(shù)的企業(yè)必然將產(chǎn)品設(shè)計這個環(huán)節(jié)視為企業(yè)的生命線，先進(jìn)的設(shè)計技術(shù)必然成為先進(jìn)制造技術(shù)的核心之一，先進(jìn)設(shè)計技術(shù)離不開cad技術(shù)，而且會大大促進(jìn)cad技術(shù)的發(fā)展。

先進(jìn)制造技術(shù)論文:先進(jìn)制造技術(shù)的新發(fā)展

江蘇省南京

王道林

摘要： 本文介紹了當(dāng)今制造技術(shù)面臨的問題，論述了先進(jìn)制造的前沿科學(xué)，并展望了先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：問題； 先進(jìn)制造技術(shù)； 前沿科學(xué)； 應(yīng)用前景

論文

制造業(yè)是現(xiàn)代國民經(jīng)濟(jì)和綜合國力的重要支柱，其生產(chǎn)總值一般占一個國家國內(nèi)生產(chǎn)總值的20%~55%。在一個國家的企業(yè)生產(chǎn)力構(gòu)成中，制造技術(shù)的作用一般占60%左右。專家認(rèn)為，世界上各個國家經(jīng)濟(jì)的競爭，主要是制造技術(shù)的競爭。其競爭能力最終體現(xiàn)在所生產(chǎn)的產(chǎn)品的市場占有率上。隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)的高速發(fā)展以及顧客需求和市場環(huán)境的不斷變化，這種競爭日趨激烈，因而各國政府都非常重視對先進(jìn)制造技術(shù)的研究。

1 當(dāng)前制造科學(xué)要解決的問題

當(dāng)前制造科學(xué)要解決的問題主要集中在以下幾方面：

（1）制造系統(tǒng)是一個復(fù)雜的大系統(tǒng)，為滿足制造系統(tǒng)敏捷性、快速響應(yīng)和快速重組的能力，必須借鑒信息科學(xué)、生命科學(xué)和社會科學(xué)等多學(xué)科的研究成果，探索制造系統(tǒng)新的體系結(jié)構(gòu)、制造模式和制造系統(tǒng)有效的運(yùn)行機(jī)制。制造系統(tǒng)優(yōu)化的組織結(jié)構(gòu)和良好的運(yùn)行狀況是制造系統(tǒng)建模、仿真和優(yōu)化的主要目標(biāo)。制造系統(tǒng)新的體系結(jié)構(gòu)不僅對制造企業(yè)的敏捷性和對需求的響應(yīng)能力及可重組能力有重要意義，而且對制造企業(yè)底層生產(chǎn)設(shè)備的柔性和可動態(tài)重組能力提出了更高的要求。生物制造觀越來越多地被引入制造系統(tǒng)，以滿足制造系統(tǒng)新的要求。

（2）為支持快速敏捷制造，幾何知識的共享已成為制約現(xiàn)代制造技術(shù)中產(chǎn)品開發(fā)和制造的關(guān)鍵問題。例如在計算機(jī)輔助設(shè)計與制造(cad／cam)集成、坐標(biāo)測量(cmm)和機(jī)器人學(xué)等方面，在三維現(xiàn)實(shí)空間(3-real space)中，都存在大量的幾何算法設(shè)計和分析等問題，特別是其中的幾何表示、幾何計算和幾何推理問題；在測量和機(jī)器人路徑規(guī)劃及零件的尋位(如localization)等方面，存在c-空間

(配置空間configuration space)的幾何計算和幾何推理問題；在物體操作(夾持、抓取和裝配等)描述和機(jī)器人多指抓取規(guī)劃、裝配運(yùn)動規(guī)劃和操作規(guī)劃方面則需要在旋量空間(screw space)進(jìn)行幾何推理。制造過程中物理和力學(xué)現(xiàn)象的幾何化研究形成了制造科學(xué)中幾何計算和幾何推理等多方面的研究課題，其理論有待進(jìn)一步突破，當(dāng)前一門新學(xué)科--計算機(jī)幾何正在受到日益廣泛和深入的研究。

（3）在現(xiàn)代制造過程中，信息不僅已成為主宰制造產(chǎn)業(yè)的決定性因素，而且還是最活躍的驅(qū)動因素。提高制造系統(tǒng)的信息處理能力已成為現(xiàn)代制造科學(xué)發(fā)展的一個重點(diǎn)。由于制造系統(tǒng)信息組織和結(jié)構(gòu)的多層次性，制造信息的獲取、集成與融合呈現(xiàn)出立體性、信息度量的多維性、以及信息組織的多層次性。在制造信息的結(jié)構(gòu)模型、制造信息的一致性約束、傳播處理和海量數(shù)據(jù)的制造知識庫管理等方面，都還有待進(jìn)一步突破。

（4）各種人工智能工具和計算智能方法在制造中的廣泛應(yīng)用促進(jìn)了制造智能的發(fā)展。一類基于生物進(jìn)化算法的計算智能工具，在包括調(diào)度問題在內(nèi)的組合優(yōu)化求解技術(shù)領(lǐng)域中，受到越來越普遍的關(guān)注，有望在制造中完成組合優(yōu)化問題時的求解速度和求解精度方面雙雙突破問題規(guī)模的制約。制造智能還表現(xiàn)在：智能調(diào)度、智能設(shè)計、智能加工、機(jī)器人學(xué)、智能控制、智能工藝規(guī)劃、智能診斷等多方面。

這些問題是當(dāng)前產(chǎn)品創(chuàng)新的關(guān)鍵理論問題，也是制造由一門技藝上升為一門科學(xué)的重要基礎(chǔ)性問題。這些問題的重點(diǎn)突破，可以形成產(chǎn)品創(chuàng)新的基礎(chǔ)研究體系。

2 現(xiàn)代機(jī)械工程的前沿科學(xué)

不同科學(xué)之間的交叉融合將產(chǎn)生新的科學(xué)聚集，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會的進(jìn)步對科學(xué)技術(shù)產(chǎn)生了新的要求和期望，從而形成前沿科學(xué)。前沿科學(xué)也就是已解決的和未解決的科學(xué)問題之間的界域。前沿科學(xué)具有明顯的時域、領(lǐng)域和動態(tài)特性。工程前沿科學(xué)區(qū)別于一般基礎(chǔ)科學(xué)的重要特征是它涵蓋了工程實(shí)際中出現(xiàn)的關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問題。

超聲電機(jī)、超高速切削、綠色設(shè)計與制造等領(lǐng)域，國內(nèi)外已經(jīng)做了大量的研究工作，但創(chuàng)新的關(guān)鍵是機(jī)械科學(xué)問題還不明朗。大型復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)的性能優(yōu)化設(shè)計和產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計、智能結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)、智能機(jī)器人及其動力學(xué)、納米摩擦學(xué)、制造過程的三維數(shù)值模擬和物理模擬、超精度和微細(xì)加工關(guān)鍵工藝基礎(chǔ)、大型和超大型精密儀器裝備的設(shè)計和制造基礎(chǔ)、虛擬制造和虛擬儀器、納米測量及儀器、并聯(lián)軸機(jī)床、微型機(jī)電系統(tǒng)等領(lǐng)域國內(nèi)外雖然已做了不少研究，但仍有許多關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問題有待解決。

信息科學(xué)、納米科學(xué)、材料科學(xué)、生命科學(xué)、管理科學(xué)和制造科學(xué)將是改變21世紀(jì)的主流科學(xué)，由此產(chǎn)生的高新技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)將改變世界的面貌。因此，與以上領(lǐng)域相交叉發(fā)展的制造系統(tǒng)和制造信息學(xué)、納米機(jī)械和納米制造科學(xué)、仿生機(jī)械和仿生制造學(xué)、制造管理科學(xué)和可重構(gòu)制造系統(tǒng)等會是21世紀(jì)機(jī)械工程科學(xué)的重要前沿科學(xué)。

2．1 制造科學(xué)與信息科學(xué)的交叉--制造信息科學(xué)

機(jī)電產(chǎn)品是信息在原材料上的物化。許多現(xiàn)代產(chǎn)品的價值增值主要體現(xiàn)在信息上。因此制造過程中信息的獲取和應(yīng)用十分重要。信息化是制造科學(xué)技術(shù)走向全球化和現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。人們一方面對制造技術(shù)開始探索產(chǎn)品設(shè)計和制造過程中的信息本質(zhì)，另一方面對制造技術(shù)本身加以改造，以使得其適應(yīng)新的信息化制造環(huán)境。隨著對制造過程和制造系統(tǒng)認(rèn)識的加深，研究者們正試圖以全新的概念和方式對其加以描述和表達(dá)，以進(jìn)一步達(dá)到實(shí)現(xiàn)控制和優(yōu)化的目的。

與制造有關(guān)的信息主要有產(chǎn)品信息、工藝信息和管理信息，這一領(lǐng)域有如下主要研究方向和內(nèi)容：

(1) 制造信息的獲取、處理、存儲、傳遞和應(yīng)用，大量制造信息向知識和決策轉(zhuǎn)化。

(2) 非符號信息的表達(dá)、制造信息的保真?zhèn)鬟f、制造信息的管理、非完整制造信息狀態(tài)下的生產(chǎn)決策、虛擬管理制造、基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的設(shè)計和制造、制造過程和制造系統(tǒng)中的控制科學(xué)問題。

這些內(nèi)容是制造科學(xué)和信息科學(xué)基礎(chǔ)融合的產(chǎn)物，構(gòu)成了制造科學(xué)中的新分支--制造信息學(xué)。

2．2 微機(jī)械及其制造技術(shù)研究

微型電子機(jī)械系統(tǒng)(mems)，是指集微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號處理和控制電路、接口電路、通信和電源于一體的完整微型機(jī)電系統(tǒng)。mems技術(shù)的目標(biāo)是通過系統(tǒng)的微型化、集成化來探索具有新原理、新功能的元件和系統(tǒng)。mems的發(fā)展將極大地促進(jìn)各類產(chǎn)品的袖珍化、微型化，成數(shù)量級的提高器件與系統(tǒng)的功能密度、信息密度與互聯(lián)密度，大幅度地節(jié)能、節(jié)材。它不僅可以降低機(jī)電系統(tǒng)的成本，而且還可以完成許多大尺寸機(jī)電系統(tǒng)無法完成的任務(wù)。例如用尖端直徑為5μm的微型鑷子可以夾起一個紅細(xì)胞；制造出3mm大小能夠開動的小汽車；可以在磁場中飛行的像蝴蝶大小的飛機(jī)等。mems技術(shù)的發(fā)展開辟了技術(shù)全新的領(lǐng)域和產(chǎn)業(yè)，具有許多傳統(tǒng)傳感器無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，因此在制造業(yè)、航空、航天、交通、通信、農(nóng)業(yè)、生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境監(jiān)控、軍事、家庭以及幾乎人們接觸到的所有領(lǐng)域中都有著十分廣闊的應(yīng)用前景。

微機(jī)械是機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)在納米尺度上相融合的產(chǎn)物。早在1959年就有科學(xué)家提出微型機(jī)械的設(shè)想，1962年及時個硅微型壓力傳感器問世。1987年美國加州大學(xué)伯克利分校研制出轉(zhuǎn)子直徑為60~120μm的硅微型靜電電動機(jī)，顯示出利用硅微加工工藝制作微小可動結(jié)構(gòu)并與集成電路兼容制造微小系統(tǒng)的潛力。微機(jī)械技

術(shù)有可能像20世紀(jì)的微電子技術(shù)那樣，在21世紀(jì)對世界科技、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國防建設(shè)產(chǎn)生巨大的影響。近10年來，微機(jī)械的發(fā)展令人矚目。其特點(diǎn)如下：相當(dāng)數(shù)量的微型元器件(微型結(jié)構(gòu)、微型傳感器和微型執(zhí)行器等)和微系統(tǒng)研究成功，體現(xiàn)了其現(xiàn)實(shí)的和潛在的應(yīng)用價值；多種微型制造技術(shù)的發(fā)展，特別是半導(dǎo)體微細(xì)加工等技術(shù)已成為微系統(tǒng)的支撐技術(shù)；微型機(jī)電系統(tǒng)的研究需要多學(xué)科交叉的研究隊伍，微型機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)是在微電子工藝的基礎(chǔ)上發(fā)展的多學(xué)科交叉的前沿研究領(lǐng)域，涉及電子工程、機(jī)械工程、材料工程、物理學(xué)、化學(xué)以及生物醫(yī)學(xué)等多種工程技術(shù)和科學(xué)。

目前對微觀條件下的機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動規(guī)律，微小構(gòu)件的物理特性和載荷作用下的力學(xué)行為等尚缺乏充分的認(rèn)識，還沒有形成基于一定理論基礎(chǔ)之上的微系統(tǒng)設(shè)計理論與方法，因此只能憑經(jīng)驗(yàn)和試探的方法進(jìn)行研究。微型機(jī)械系統(tǒng)研究中存在的關(guān)鍵科學(xué)問題有微系統(tǒng)的尺度效應(yīng)、物理特性和生化特性等。微系統(tǒng)的研究正處于突破的前夜，是亟待深入研究的領(lǐng)域。

2．3 材料制備／零件制造一體化和加工新技術(shù)基礎(chǔ)

材料是人類進(jìn)步的里程碑，是制造業(yè)和高技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)。每一種重要新材料的成功制備和應(yīng)用，都會推進(jìn)物質(zhì)文明，促進(jìn)國家經(jīng)濟(jì)實(shí)力和軍事實(shí)力的增強(qiáng)。21世紀(jì)中，世界將由資源消耗型的工業(yè)經(jīng)濟(jì)向知識經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)變，要求材料和零件具有高的性能以及功能化、智能化的特性；要求材料和零件的設(shè)計實(shí)現(xiàn)定量化、數(shù)字化；要求材料和零件的制備快速、高效并實(shí)現(xiàn)二者一體化、集成化。材料和零件的數(shù)字化設(shè)計與擬實(shí)仿真優(yōu)化是實(shí)現(xiàn)材料與零件的高效品質(zhì)制備／制造及二者一體化、集成化制造的關(guān)鍵。一方面，通過計算機(jī)完成擬實(shí)仿真優(yōu)化后可以減少材料制備與零件制造過程中的實(shí)驗(yàn)性環(huán)節(jié)，獲得的工藝方案，實(shí)現(xiàn)材料與零件的高效品質(zhì)制備／制造；另一方面，根據(jù)不同材料性能的要求，如彈性模量、熱膨脹系數(shù)、電磁性能等，研究材料和零件的設(shè)計形式。進(jìn)而結(jié)合傳統(tǒng)的去除材料式制造技術(shù)、增加材料式覆層技術(shù)等，研究多種材料組分的復(fù)合成形工藝技術(shù)。形成材料與零件的數(shù)字化制造理論、技術(shù)和方法，如快速成形技術(shù)采用材料逐漸增長的原理，突破了傳統(tǒng)的去材法和變形法機(jī)械加工的許多限制，加工過程不需要工具或模具，能迅速制造出任意復(fù)雜形狀又具有一定功能的三維實(shí)體模型或零件。

2．4 機(jī)械仿生制造

21世紀(jì)將是生命科學(xué)的世紀(jì)，機(jī)械科學(xué)和生命科學(xué)的深度融合將產(chǎn)生全新概念的產(chǎn)品(如智能仿生結(jié)構(gòu))，開發(fā)出新工藝(如生長成形工藝)和開辟一系列的新產(chǎn)業(yè)，并為解決產(chǎn)品設(shè)計、制造過程和系統(tǒng)中一系列難題提供新的解決方法。這是一個極富創(chuàng)新和挑戰(zhàn)的前沿領(lǐng)域。

地球上的生物在漫長的進(jìn)化中所積累的優(yōu)良品性為解決人類制造活動中的各種難題提供了范例和指南。從生命現(xiàn)象中學(xué)習(xí)組織與運(yùn)行復(fù)雜系統(tǒng)的方法和技巧，是今后解決目前制造業(yè)所面臨許多難題的一條有效出路。仿生制造指的是模仿生物器官的自組織、自愈合、自增長與自進(jìn)化等功能結(jié)構(gòu)和運(yùn)行模式的一種制造系統(tǒng)與制造過程。如果說制造過程的機(jī)械化、自動化延伸了人類的體力，智能化延伸了人類的智力，那么，"仿生制造"則可以說延伸了人類自身的組織結(jié)構(gòu)和進(jìn)化過程。

仿生制造所涉及的科學(xué)問題是生物的"自組織"機(jī)制及其在制造系統(tǒng)中的應(yīng)用問題。所謂"自組織"是指一個系統(tǒng)在其內(nèi)在機(jī)制的驅(qū)動下，在組織結(jié)構(gòu)和運(yùn)行模式上不斷自我完善、從而提高對于環(huán)境適應(yīng)能力的過程。仿生制造的"自組織"機(jī)制為自下而上的產(chǎn)品并行設(shè)計、制造工藝規(guī)程的自動生成、生產(chǎn)系統(tǒng)的動態(tài)重組以及產(chǎn)品和制造系統(tǒng)的自動趨優(yōu)提供了理論基礎(chǔ)和實(shí)現(xiàn)條件。

仿生制造屬于制造科學(xué)和生命科學(xué)的"遠(yuǎn)緣雜交"，它將對21世紀(jì)的制造業(yè)產(chǎn)生巨大的影響。

仿生制造的研究內(nèi)容目前有兩個方面：

2．4．1 面向生命的仿生制造

研究生命現(xiàn)象的一般規(guī)律和模型，例如人工生命、細(xì)胞自動機(jī)、生物的信息處理技巧、生物智能、生物型的組織結(jié)構(gòu)和運(yùn)行模式以及生物的進(jìn)化和趨優(yōu)機(jī)制等；

2．4．2 面向制造的仿生制造

研究仿生制造系統(tǒng)的自組織機(jī)制與方法，例如：基于充分信息共享的仿生設(shè)計原理，基于多自律單元協(xié)同的分布式控制和基于進(jìn)化機(jī)制的尋優(yōu)策略；研究仿生制造的概念體系及其基礎(chǔ)，例如：仿生空間的形式化描述及其信息映射關(guān)系，仿生系統(tǒng)及其演化過程的復(fù)雜度計量方法。

機(jī)械仿生與仿生制造是機(jī)械科學(xué)與生命科學(xué)、信息科學(xué)、材料科學(xué)等學(xué)科的高度融合，其研究內(nèi)容包括生長成形工藝、仿生設(shè)計和制造系統(tǒng)、智能仿生機(jī)械和生物成形制造等。目前所做的研究工作大多屬前沿探索性的工作，具有鮮明的基礎(chǔ)研究的特點(diǎn)，如果抓住機(jī)遇研究下去，將可能產(chǎn)生革命性的突破。今后應(yīng)關(guān)注的研究領(lǐng)域有生物加工技術(shù)、仿生制造系統(tǒng)、基于快速原型制造技術(shù)的組織工程學(xué)，以及與生物工程相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)等。 3 現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展趨勢

20世紀(jì)90年代以來，世界各國都把制造技術(shù)的研究和開發(fā)作為國家的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行優(yōu)先發(fā)展，如美國的先進(jìn)制造技術(shù)計劃amtp、日本的智能制造技術(shù)（ims）國際合作計劃、韓國的高級現(xiàn)代技術(shù)國家計劃(g--7)、德國的制造2000計劃和歐共體的esprit和brite-euram計劃。

隨著電子、信息等高新技術(shù)的不斷發(fā)展，市場需求個性化與多樣化，未來現(xiàn)代制造技術(shù)發(fā)展的總趨勢是向精密化、柔性化、網(wǎng)絡(luò)化、虛擬化、智能化、綠色集成化、全球化的方向發(fā)展。

當(dāng)前現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展趨勢大致有以下九個方面：

(1) 信息技術(shù)、管理技術(shù)與工藝技術(shù)緊密結(jié)合，現(xiàn)代制造生產(chǎn)模式會獲得不斷發(fā)展。

(2) 設(shè)計技術(shù)與手段更現(xiàn)代化。

(3) 成型及制造技術(shù)精密化、制造過程實(shí)現(xiàn)低能耗。

(4) 新型特種加工方法的形成。

(5) 開發(fā)新一代超精密、超高速制造裝備。

(6) 加工工藝由技藝發(fā)展為工程科學(xué)。

(7) 實(shí)施無污染綠色制造。

(8) 制造業(yè)中廣泛應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。

(9) 制造以人為本。

先進(jìn)制造技術(shù)論文:談先進(jìn)制造技術(shù)與先進(jìn)制造模式

【摘 要】文章闡述了機(jī)械制造 發(fā)展 的精密化、自動化、信息化、柔性化、清潔化、集成化和智能化趨勢，介紹了先進(jìn)制造模式，并提出了我國 目前 存在的差距及發(fā)展策略。

【關(guān)鍵詞】制造技術(shù)；生產(chǎn)模式；柔性；信息；對策

隨著 科學(xué) 技術(shù)的飛速發(fā)展和市場競爭日益激烈，越來越多的制造 企業(yè) 開始將大量的人力、財力和物力投入到先進(jìn)的制造技術(shù)和先進(jìn)的制造模式的 研究 和實(shí)施策略之中。改革開放以來，我國制造科學(xué)技術(shù)有日新月異的變化和發(fā)展，確立了 社會 主義市場 經(jīng)濟(jì) 體制，但與先進(jìn)的國家相比仍有一定差距，為了迎接新的挑戰(zhàn)，必須認(rèn)清制造技術(shù)的發(fā)展趨勢，縮短與先進(jìn)國家的差距，使我國的產(chǎn)品上質(zhì)量、上效率、上品種和上水平，以增強(qiáng)市場競爭力，因此，對制造技術(shù)及制造模式的研究和實(shí)施是擺在我們面前刻不容緩的重要任務(wù)，以實(shí)現(xiàn)我國機(jī)械制造業(yè)跨入世界先進(jìn)行列。

一、機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展趨勢

先進(jìn)的制造業(yè)是將物料、能源、設(shè)備、資金、技術(shù)、信息和人力等制造資源通過先進(jìn)的制造技術(shù)、先進(jìn)的管理技術(shù)和先進(jìn)的制造過程轉(zhuǎn)變成人類需求產(chǎn)品的行業(yè)。行業(yè)追求的目標(biāo)是：高質(zhì)量、高效率、高柔性、低成本、低勞動力、低消耗、品種多和規(guī)格全的產(chǎn)品，因此， 21世紀(jì)的機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展趨勢體現(xiàn)在以下幾個方面：

（一）精密化

精密加工、特種加工、超精密加工技術(shù)、微型機(jī)械是 現(xiàn)代 化機(jī)械制造技術(shù)發(fā)展的方向之一。精密和超精密加工技術(shù)包括精密和超精密切削加工、磨削加工、研磨加工以及特種加工和復(fù)合加工(如機(jī)械化學(xué)研磨、超聲磨削和電解拋光等)三大領(lǐng)域。超精密加工技術(shù)己向納米(l nm=10-3μm)技術(shù)發(fā)展。納米技術(shù)己在納米機(jī)械學(xué)、納米 電子 學(xué)和納米材料技術(shù)得到了 應(yīng)用 。因此，它促進(jìn)了機(jī)械科學(xué)、光學(xué)科學(xué)、測量科學(xué)和電子科學(xué)的發(fā)展。

（二）自動化

自動化技術(shù)自20世紀(jì)初出現(xiàn)以后，經(jīng)歷了由剛性自動化向柔性自動化的發(fā)展過程，自動化技術(shù)的成功應(yīng)用，不但提高了效率，保障了產(chǎn)品質(zhì)量，還可以代替人去完成危險場合的工作。對于批量較大的生產(chǎn)自動化，可通過機(jī)床自動化改裝、應(yīng)用自動機(jī)床、專用組合機(jī)床、自動生產(chǎn)線來完成。小批量生產(chǎn)自動化可通過nc、mc、cam、fms、cim、ims等來完成。在未來的自動化技術(shù)實(shí)施過程中，將更加重視人在自動化系統(tǒng)中的作用。

（三）信息化

信息、物質(zhì)和能量是制造系統(tǒng)的三要素。產(chǎn)品制造過程中的信息投入，己成為決定產(chǎn)品成本的主要因素。制造過程的實(shí)質(zhì)是對制造過程中各種信息資源的采集、輸入、加工和處理過程，最終形成的產(chǎn)品可看作是信息的物質(zhì)表現(xiàn)，因此可以把信息看作是一種產(chǎn)業(yè)，包括在制造之中。為此一些企業(yè)開始利用 網(wǎng)絡(luò) 技術(shù)、 計算 機(jī)聯(lián)網(wǎng)、信息高速公路、衛(wèi)星傳遞數(shù)據(jù)等實(shí)現(xiàn)異地生產(chǎn)。使生產(chǎn)分散網(wǎng)絡(luò)化，以適應(yīng)高柔性生產(chǎn)的需要。

（四）柔性化

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和人民生活水平不斷提高，促使產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度不斷加快，這就要求現(xiàn)代企業(yè)必須具備一定的生產(chǎn)柔性來滿足市場多變的需要。所謂柔性，是指一個制造系統(tǒng)適應(yīng)各種生產(chǎn)條件變化的能力，它與系統(tǒng)方案、人員和設(shè)備有關(guān)。系統(tǒng)方案的柔性是指加工不同零件的自由度。人員柔性是指操作人員能保障加工任務(wù)，完成數(shù)量和時間要求的適應(yīng)能力。設(shè)備柔性是指機(jī)床能在短期內(nèi)適應(yīng)新零件的加工能力。

（五）集成化

集成是綜合自動化的一個重要特征。集成的作用是將原來獨(dú)立運(yùn)行的多個單元系統(tǒng)集成一個能協(xié)調(diào)工作的和功能更強(qiáng)的新系統(tǒng)。集成不是簡單的連接，是經(jīng)過統(tǒng)一規(guī)劃設(shè)計， 分析 原單元系統(tǒng)的作用和相互關(guān)系并進(jìn)行優(yōu)化重組而實(shí)現(xiàn)的。集成化的目的是實(shí)現(xiàn)制造企業(yè)的功能集成，功能集成要借助現(xiàn)代管理技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、自動化技術(shù)和信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)技術(shù)集成，同時還要強(qiáng)調(diào)人的集成，由于系統(tǒng)中不可能沒有人，系統(tǒng)運(yùn)行的效果與企業(yè)經(jīng)營思想、運(yùn)行機(jī)制、管理模式都與人有關(guān)，因此在技術(shù)上集成的同時，還應(yīng)強(qiáng)調(diào)管理與人的集成。

（六）智能化

智能化是制造技術(shù)的發(fā)展趨勢之一。智能制造技術(shù)(imt)是將人工智能融入制造過程的各個環(huán)節(jié)，在整個制造過程中貫徹智力活動，使系統(tǒng)柔性的方式集成起來，通過模擬人類專家的智能活動，取代或延伸制造系統(tǒng)中的部分腦力勞動，在制造過程中系統(tǒng)能自動監(jiān)測其運(yùn)行狀態(tài)，在受到外界干擾或內(nèi)部激勵能自動調(diào)整其參數(shù)，以達(dá)到狀態(tài)和具備自組織能力。

二、先進(jìn)的制造模式

機(jī)械制造業(yè)發(fā)展趨勢表明，只有采用先進(jìn)的制造技術(shù)并能實(shí)施在相匹配的制造模式中才能符合上述的趨勢。制造模式是指企業(yè)體制、經(jīng)營、管理、生產(chǎn)組織和技術(shù)系統(tǒng)的形態(tài)和運(yùn)作模式。

（一）精良生產(chǎn)(lp)與獨(dú)立制造島(ami)

20世紀(jì)90年代美國麻省理工學(xué)院(mit)提出精良生產(chǎn)(lp)概念。它的特征是：（1）重視客戶需求，以最快的速度和適宜的價格提供質(zhì)量優(yōu)良的適銷新產(chǎn)品去占領(lǐng)市場，并向客戶提供品質(zhì)服務(wù)。（2）重視人的作用，強(qiáng)調(diào)一專多能，推行小組自治工作制，賦予每個工段有一定的獨(dú)立自主權(quán)，運(yùn)行企業(yè)文化。（3）精簡一切生產(chǎn)中不創(chuàng)造價值的工作，減少管理層次，精簡組織結(jié)構(gòu)，簡化產(chǎn)品開發(fā)過程和生產(chǎn)過程，減少非生產(chǎn)費(fèi)用，強(qiáng)調(diào)一體化質(zhì)量保障。（4）精益求精、持續(xù)不斷的改進(jìn)生產(chǎn)、降低成本、零廢品、零庫存和產(chǎn)品品種多樣化。

獨(dú)立制造島是張曙教授根據(jù)在引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)的同時，必須改革生產(chǎn)組織的角度提出新的生產(chǎn)模式。獨(dú)立制造島的技術(shù)構(gòu)思是：以gt為基礎(chǔ)，以nc機(jī)床為核心，強(qiáng)調(diào)信息流的自動化和以人為中心的生產(chǎn)模式，它的特征是：組織、人員和技術(shù)三者的有機(jī)集成，面向車間、權(quán)力下放、綜合治理，并以獲取經(jīng)濟(jì)效益為主要目標(biāo)。ami是發(fā)展

（二）敏捷制造與虛擬制造

美國通用汽車公司與里海大學(xué)于1988年提出了敏捷制造(am)，am是在不可預(yù)測的持續(xù)變化的競爭環(huán)境中取得繁榮成長，并具有能對客戶需求的產(chǎn)品和服務(wù)驅(qū)動市場做出迅速響應(yīng)的生產(chǎn)模式。am的特征是：（1）制造資源的集成性， 企業(yè) 間聯(lián)作集成。充分發(fā)揮各企業(yè)的長處，針對限定市場的目標(biāo)要求共同合作完成任務(wù)。（2）具有需求響應(yīng)的快捷性和高度的制造柔性。制造柔性是指制造企業(yè)對市場要求迅速轉(zhuǎn)產(chǎn)和能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品多品種變批量的快速制造。（3）充分發(fā)揮人的作用，不斷提高企業(yè)職工素質(zhì)和 教育 水平，優(yōu)化人機(jī)功能分配。

虛擬制造(vm)是國際上提出的新概念。vm與am聯(lián)系密切。vm的特征是：當(dāng)市場新的機(jī)遇出現(xiàn)時，組織幾個有關(guān)公司聯(lián)作，把不同的公司，不同地點(diǎn)的工廠或車間重新組織協(xié)調(diào)工作。在運(yùn)行之前必須 分析 組合是否，能否協(xié)調(diào)運(yùn)行，以及投產(chǎn)后的效益和風(fēng)險進(jìn)行評估，這種聯(lián)作公司稱虛擬公司。虛擬公司在一定的環(huán)境和條件下通過虛擬制造系統(tǒng)運(yùn)行，包括物理基礎(chǔ)、 法律 保障、 社會 環(huán)境和信息技術(shù)。因此 研究 開發(fā)虛擬制造技術(shù)(vmt)和虛擬制造系統(tǒng)(vms)意義重大，美國稱am為21世紀(jì)制造業(yè) 發(fā)展 戰(zhàn)略。

（三）集成制造與智能制造

美國哈林頓博士在“ 計算 機(jī)和集成制造”一書中提出計算機(jī)和集成制造(cim)的概念。集成制造的核心 內(nèi)容 是：制造企業(yè)從市場預(yù)測、產(chǎn)品設(shè)計、加工制造、經(jīng)營管理直至售后服務(wù)是一個不可分割的整體，需要統(tǒng)籌考慮。整個制造過程的實(shí)質(zhì)是信息采集、傳遞和加工過程，最終生產(chǎn)的產(chǎn)品可看作是信息的物質(zhì)表現(xiàn)。集成是cim的核心，這種集成不僅是物的集成，更主要的是以信息集成為特征的技術(shù)集成和功能集成，計算機(jī)是集成的工具，計算機(jī)和輔助各單元技術(shù)是集成的基礎(chǔ)，信息交換是橋梁，信息共享是關(guān)鍵。集成的目的在于制造企業(yè)組織結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式的合理化和化，以提高企業(yè)對市場變化的動態(tài)響應(yīng)速度，并追求較高整體效益和長期效益。

智能制造(im)是美國出版研究im和ims書籍中首先提出的。它的特征是：在制造 工業(yè) 的各個環(huán)節(jié)的高度柔性與高度集成的方式，通過計算機(jī)和模擬人類專家的智能活動，進(jìn)行分析、判斷、推理、構(gòu)思和決策，旨在取代或延伸制造環(huán)境中人的部分腦力勞動，并對人類專家的制造智能進(jìn)行收集、存儲、完善、共享、繼承與發(fā)展。

三、存在差距和實(shí)施策略

改革開放以來，通過技術(shù)改造和引進(jìn)國外先進(jìn)制造技術(shù)，使我國的制造工業(yè)有了長足的進(jìn)步，但和先進(jìn)國家相比還存在很大差距，表現(xiàn)在：技改投入相對不足，原有技術(shù)基礎(chǔ)和研究開發(fā)能力薄弱，制造業(yè)產(chǎn)品落后，技術(shù)水平低，信息含量少，更新?lián)Q代慢，以及市場營銷、經(jīng)營管理、人才素質(zhì)相對落后，缺乏國際競爭能力。面對這樣形勢，發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)、實(shí)施先進(jìn)的制造模式已經(jīng)到了刻不容緩的地步。為了使我國的制造業(yè)站在世界先進(jìn)行列，必須采取相適應(yīng)的措施和策略。

（一）人才是關(guān)鍵。發(fā)展和推廣先進(jìn)的制造技術(shù)、實(shí)施先進(jìn)的制造模式人才是關(guān)鍵。我國是社會主義市場 經(jīng)濟(jì) 體制，研究先進(jìn)制造技術(shù)和先進(jìn)的生產(chǎn)模式其根本目的是制造出有競爭力的產(chǎn)品去占領(lǐng)國內(nèi)市場和國際市場， 科技 人員必須強(qiáng)化市場意識，因此人才的培養(yǎng)要注意市場導(dǎo)向。要有產(chǎn)業(yè)觀念、企業(yè)觀念、信息觀念、競爭觀念和效益觀念。科技人員要懂得市場營銷、經(jīng)營管理和經(jīng)濟(jì)法。要拓寬學(xué)科領(lǐng)域，更新教育內(nèi)容與 方法 ，培養(yǎng)一支了解和掌握機(jī)械工程 科學(xué) 的前沿技術(shù)人才，加速先進(jìn)制造技術(shù)的推廣和實(shí)施，為市場經(jīng)濟(jì)服務(wù)。

（二）加強(qiáng)政策與法規(guī)建設(shè)， 建立強(qiáng)有力的宏觀調(diào)控機(jī)制。在市場經(jīng)濟(jì)環(huán)境下，國家仍應(yīng)制訂科學(xué)的制造產(chǎn)業(yè)規(guī)劃和制造技術(shù)進(jìn)步的總體規(guī)劃，以及相應(yīng)的法規(guī)政策。避免重復(fù)建設(shè)、重復(fù)生產(chǎn)和重復(fù)引進(jìn)的事情發(fā)生，要盡可能減少和避免市場盲目競爭造成的損失。

（三）發(fā)展適應(yīng)我國國情的生產(chǎn)模式。對于一些先進(jìn)的制造技術(shù)和先進(jìn)的制造模式，要根據(jù)我國現(xiàn)實(shí)存在的技術(shù)水平和能力向前發(fā)展，避免盲目的追求 目前 實(shí)施有一定困難的理想的先進(jìn)科學(xué)制造技術(shù)。目前要積極發(fā)展適應(yīng)我國國情的制造模式。

（四）建立與發(fā)展我國自主的 nc、mc、cad、cam、fms、cat、cim、ims等制造自動化單元技術(shù)，結(jié)合實(shí)際情況實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)有成熟技術(shù)的有效結(jié)合。同時要有組織有計劃的引進(jìn)先進(jìn)制造技術(shù)進(jìn)行消化和吸收。對于引進(jìn)的并行工程(ce)、敏捷制造(am)、精良生產(chǎn)(lp)、智能制造( im)等先進(jìn)制造模式要根據(jù)它們的技術(shù)構(gòu)思和特征開發(fā)創(chuàng)新成適合我國國情的生產(chǎn)模式，(如獨(dú)立制造島)以使企業(yè)適應(yīng)市場經(jīng)濟(jì)的需要。

（五）提高制造業(yè) 現(xiàn)代 化管理水平。現(xiàn)代管理核心是信息管理、物質(zhì)管理、質(zhì)量管理、生產(chǎn)過程管理和市場信息管理、加強(qiáng)企業(yè)人才的培養(yǎng)同時與國際接軌，開展iso9000系列管理體系認(rèn)證，加快現(xiàn)代企業(yè)制度改革，為先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。 

先進(jìn)制造技術(shù)論文:高校先進(jìn)制造技術(shù)雙語教材創(chuàng)建

摘要：先進(jìn)制造技術(shù)是建設(shè)和發(fā)展的重要基礎(chǔ)，加強(qiáng)對該技術(shù)的學(xué)習(xí)已經(jīng)成為當(dāng)前高職高專教育中的重要內(nèi)容。高職高專先進(jìn)制造技術(shù)雙語校本教材的開發(fā)對于學(xué)生先進(jìn)技術(shù)的學(xué)習(xí)具有非常重要的推進(jìn)作用，能夠拓寬學(xué)生學(xué)習(xí)先進(jìn)技術(shù)的范圍和領(lǐng)域。本文對高職高專先進(jìn)制造技術(shù)雙語校本教材開發(fā)和實(shí)踐進(jìn)行研究，并提出自己的策略以供參考。

關(guān)鍵詞：高職高專；雙語教學(xué)

一、引言

隨著教育教學(xué)模式的多樣化，本科院校雖然依然是學(xué)生們努力的方向和目標(biāo)，但是卻已經(jīng)不再是的選擇。加上當(dāng)前社會對于應(yīng)用技術(shù)的注重，更多的學(xué)生開始傾向于選擇高職高專作為自己未來發(fā)展深造的基地，并在高職高專中學(xué)習(xí)更加實(shí)用的技術(shù)和知識應(yīng)對未來就職過程中企業(yè)的需要。高職高專也開始越來越受到社會的關(guān)注，其教學(xué)也受到了教育界人士的重視。先進(jìn)制造技術(shù)作為高職高專教學(xué)中非常重要的一門學(xué)科，其教學(xué)的質(zhì)量受到了各界人士的關(guān)注。運(yùn)用雙語對此專業(yè)進(jìn)行教學(xué)可以讓學(xué)生們的視野更加開闊，能夠讓學(xué)生們在雙語的基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)更加先進(jìn)的技術(shù)，閱讀的資料也更加廣泛。因此，高職高專先進(jìn)制造技術(shù)雙語校本教材開發(fā)就顯得尤為重要。教材是學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)和根本，只有雙語校本教材的質(zhì)量高，才能讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中獲得知識能力的提升。

二、開發(fā)雙語校本的原則

及時，注重教材的趣味性。很多學(xué)生在進(jìn)入到高職高專學(xué)習(xí)之后，其依然保持著天然的童真之心。雖然學(xué)生看似長大成人，但是其依然是一名學(xué)生，還未真正走入社會，其依然保持著歡樂的童趣和天性。因此，教師在進(jìn)行雙語教本開發(fā)的時候，就需要保持教材的趣味性。只有有趣的內(nèi)容才能夠吸引學(xué)生們的注意力。教材的趣味性是教材開發(fā)過程中所應(yīng)當(dāng)注重的一個原則。

第二，注重教材與學(xué)生生活的貼近性。只有與生活相關(guān)聯(lián)的內(nèi)容才能真正被學(xué)生們所接受，這些內(nèi)容也將會成為學(xué)生們生活中所經(jīng)常接觸到的知識，成為學(xué)生們內(nèi)化的重要途徑。因此，雙語教本在進(jìn)行開發(fā)的時候，要注重其與學(xué)生們生活的關(guān)聯(lián)，很多抽象的知識都可以通過生動形象的，與學(xué)生生活相關(guān)聯(lián)的事物描述而得以具象化。

第三，注重內(nèi)容的條理性。教師在編寫雙語校本教材的時候要注重內(nèi)容的條理性，只有內(nèi)容具有條理性，學(xué)生學(xué)習(xí)起來才能具有邏輯性，學(xué)習(xí)起來才能做到切實(shí)有效。教師在進(jìn)行教材設(shè)計的時候要注重導(dǎo)讀內(nèi)容的設(shè)計，做好設(shè)計能夠很好地引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在進(jìn)行教材設(shè)計的時候要依照教材的目標(biāo)進(jìn)行編寫，保障其教材的設(shè)計符合教學(xué)的需要。其內(nèi)容的條理性是雙語校本教材服務(wù)學(xué)生的重要基礎(chǔ)。

第四，注重教材的實(shí)用性。雙語教材的應(yīng)用目的是不為了讓學(xué)生單純學(xué)習(xí)知識，其更重要的是將所學(xué)習(xí)的知識進(jìn)行應(yīng)用。因此，其內(nèi)容的編寫要注重其應(yīng)用性，只有具有實(shí)用性的教學(xué)內(nèi)容學(xué)生學(xué)習(xí)起來才更有意義，學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性才高，學(xué)生進(jìn)行雙語教材的學(xué)習(xí)才切實(shí)有效。

三、高職高專先進(jìn)制造技術(shù)雙語校本教材開發(fā)存在的問題

國內(nèi)外制造業(yè)都在不斷發(fā)展，尤其國外對于制造業(yè)的發(fā)展更為迅速，所掌握的技術(shù)也更加先進(jìn)。因此，閱讀國外的各種資料，掌握國外的各種先進(jìn)制造技術(shù)非常關(guān)鍵。不僅是雙語教學(xué)的目的，更是雙腳本教材開發(fā)的重要目標(biāo)。但是，當(dāng)前階段，國內(nèi)在進(jìn)行先進(jìn)制造技術(shù)雙語校本教材開發(fā)的效果并不理想，其中還存在很多問題。

及時，教師自身能力需要提高。當(dāng)前高職高專進(jìn)行先進(jìn)制造技術(shù)課程雙語教學(xué)工作的教師，大多為英語老師。英語教師的英語功底較好，但是其對于先進(jìn)制造技術(shù)則并不了解。有的高職高專院校選擇了先進(jìn)制造技術(shù)專業(yè)教師進(jìn)行雙語教學(xué)，可是英語教學(xué)能力則顯現(xiàn)出不足。尋找到既具有先進(jìn)制造技術(shù)能力的教師，又具備較好的英語水平的教師非常困難，教師專業(yè)能力的不足不僅讓課堂教學(xué)出現(xiàn)了很大缺陷，同樣讓校本教材的開發(fā)出現(xiàn)困難。先進(jìn)制造專業(yè)的教師無法真正了解教材的含義，能夠閱讀教材的英語教師對于專業(yè)術(shù)語又無從真正掌握。[1]

第二，教材結(jié)構(gòu)體系混亂。當(dāng)前所使用的先進(jìn)制造技術(shù)雙語教材在內(nèi)容的編寫方面雖然具有一定的合理性和條理性，但是其結(jié)構(gòu)體系并不完善，還存在很多混亂的，或者不合理的地方。不合理的結(jié)構(gòu)體系將會給學(xué)生的學(xué)習(xí)思維造成混亂，讓學(xué)生無法形成良好的專業(yè)思維，在進(jìn)行實(shí)踐操作的時候也無法將知識進(jìn)行合理應(yīng)用。所學(xué)習(xí)的知識僅僅成為“紙上的兵”，難以發(fā)揮實(shí)用的價值。[2]

第三，實(shí)踐環(huán)節(jié)不足。高職高專院校所培養(yǎng)的學(xué)生更多的是為了適應(yīng)未來企業(yè)或者單位的需要，因此，所培養(yǎng)的學(xué)生應(yīng)當(dāng)具有實(shí)用性技能，能夠在畢業(yè)之時將所學(xué)習(xí)的知識進(jìn)行很好的應(yīng)用。但是，當(dāng)前的教材在實(shí)踐環(huán)節(jié)的編寫方面還存在不足，實(shí)踐內(nèi)容較少，或者教材中所列明的實(shí)踐內(nèi)容很難在實(shí)際生活中實(shí)現(xiàn)，教材中的實(shí)踐僅僅停留在教材中，難以轉(zhuǎn)化成為現(xiàn)實(shí)。[3]

四、高職高專先進(jìn)制造技術(shù)雙語校本教材開發(fā)的策略

高職高專院校進(jìn)行先進(jìn)制造技術(shù)雙語校本教材開發(fā)是對自身教學(xué)工作的研究和提高，是對教材應(yīng)用價值的體現(xiàn)。教師在進(jìn)行先進(jìn)制造技術(shù)雙語校本教材開發(fā)的時候，一方面要符合雙語教材制定原則的要求，另一方面要滿足學(xué)生們的需要，同時，還要注重結(jié)合高職高專教學(xué)的實(shí)際，從而讓教材的價值能夠獲得充分的展現(xiàn)，讓其在教學(xué)中進(jìn)行更好的應(yīng)用。

及時，注重原版教材的引進(jìn)。教學(xué)好的教材，莫過于對原版教材的使用。尤其對于先進(jìn)制造技術(shù)專業(yè)來說，能夠獲得原版教材的使用，等于讓學(xué)生直接與國外的先進(jìn)制造教學(xué)工作進(jìn)行直接接觸，一方面能夠讓學(xué)生了解到國外的先進(jìn)制造技術(shù)現(xiàn)狀，另一方面也可以讓學(xué)生感受到英語應(yīng)用的魅力。國外所使用的教材相比較國內(nèi)來說質(zhì)量較高，對其進(jìn)行引用需要教師在教學(xué)中充分發(fā)揮其引導(dǎo)的作用，幫助學(xué)生對教材中偏難部分，或者理論部分進(jìn)行充分的講解，讓學(xué)生對于教材能夠通透的、深刻的理解。高職高專院校學(xué)生普遍來說其基礎(chǔ)較差，因此，教師在進(jìn)行原版教材引用的時候，要進(jìn)行甄別和選擇，從學(xué)生的實(shí)際水平出發(fā)，選擇適合學(xué)生的教材。[4]

第二，在原版教材基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)。高職高專院校在進(jìn)行先進(jìn)制造技術(shù)雙語校本教材開發(fā)的過程中，一方面可以對引進(jìn)的教材進(jìn)行直接使用，但是，好的方法還是對教材進(jìn)行改良和改進(jìn)，讓其滿足國內(nèi)學(xué)生的需要，符合教學(xué)實(shí)情。因此，高職高專院校在引進(jìn)英文原版教材的基礎(chǔ)上，需要對教材進(jìn)行在改編。比如，可以對原教材內(nèi)容進(jìn)行刪減，對于難度過高，學(xué)生根本無從接受或者理解的部分予以刪除，對于學(xué)生通過教師引導(dǎo)可以理解和接受的部分進(jìn)行簡化，或者形象化處理，讓學(xué)生學(xué)習(xí)起來更加容易、便捷。[5同時，教師還要對原版教材進(jìn)行本土化“建設(shè)”，將國內(nèi)的先進(jìn)制造技術(shù)融入其中，讓學(xué)生有針對性的對比國內(nèi)和國外的先進(jìn)制造技術(shù)的差別和差距，從而讓學(xué)生對于教材的內(nèi)容內(nèi)化、深化。[6]

第三，優(yōu)化教材結(jié)構(gòu)體系。教師在進(jìn)行先進(jìn)制造技術(shù)雙語校本教材開發(fā)的過程中，要注重教材的結(jié)構(gòu)體系建設(shè)、規(guī)劃和優(yōu)化。教材的機(jī)構(gòu)體系將會成為學(xué)生未來學(xué)習(xí)的結(jié)構(gòu)體系，也將會形成學(xué)生頭腦中的學(xué)習(xí)思維，因此，教材的結(jié)構(gòu)體系對于教材的教學(xué)應(yīng)用來說非常重要。教師一方面可以參考英文原版教材的結(jié)構(gòu)體系，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化，另一方面，教師也可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行體系構(gòu)建，以方便學(xué)生學(xué)習(xí)為主。教師在進(jìn)行結(jié)構(gòu)體系優(yōu)化的時候要立足實(shí)際，結(jié)合學(xué)生基本情況，并對有關(guān)資料進(jìn)行通篇了解。因此，教材結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)化需要教師深厚的功底做基礎(chǔ)，需要教師長時間的研究和探索。[7]

第四，增加教材的實(shí)踐環(huán)節(jié)。任何專業(yè)的學(xué)習(xí)都離不開實(shí)踐過程的注重和提高。因此，教師在進(jìn)行先進(jìn)制造技術(shù)雙語校本教材開發(fā)的過程中，需要融入實(shí)踐的環(huán)節(jié)，將實(shí)踐的過程納入到教材的結(jié)構(gòu)體系中，成為學(xué)生學(xué)習(xí)、教師教學(xué)的重要內(nèi)容。實(shí)踐的環(huán)節(jié)需要教師在進(jìn)行教材編寫的過程中，對當(dāng)前社會的實(shí)際情況有所掌握，在當(dāng)前高職高專實(shí)踐、實(shí)習(xí)的情況的基礎(chǔ)上，對教材中的實(shí)踐應(yīng)用進(jìn)行編創(chuàng)。[8]同時，實(shí)踐環(huán)節(jié)不適宜特別困難，好能夠做到簡單易行，既可以讓學(xué)生在教師的引導(dǎo)下進(jìn)行實(shí)踐，也可以讓學(xué)生自行組織進(jìn)行實(shí)踐，從而增加教材中實(shí)踐環(huán)節(jié)的靈活性。

五、結(jié)束語

先進(jìn)制造技術(shù)雖然具有非常枯燥的理論內(nèi)容，但是其還是一門內(nèi)容豐富的專業(yè)學(xué)科，并且與其他很多學(xué)科都有聯(lián)系，還需要跨出國門，與國外的制造技術(shù)“掛鉤”學(xué)習(xí)。所以，此專業(yè)的雙語教學(xué)工作是非常重要的工作，對雙語校本教材進(jìn)行研究、開發(fā)和編制也同樣是非常重要的工作內(nèi)容。教師要此方面進(jìn)行潛心研究、刻苦鉆研，讓教材的編制和創(chuàng)作更好地為教師的教學(xué)、學(xué)生的學(xué)習(xí)服務(wù)。

先進(jìn)制造技術(shù)論文:先進(jìn)制造技術(shù)在工程訓(xùn)練的應(yīng)用

摘要:先進(jìn)制造技術(shù)在機(jī)械加工領(lǐng)域有著舉足輕重的地位，使工程訓(xùn)練過程中能更加合理的結(jié)合先機(jī)制造技術(shù)，提出成立教師實(shí)踐教學(xué)研究小組，進(jìn)行模塊式實(shí)踐教學(xué)方法，使學(xué)生從傳統(tǒng)的加工方式思想逐漸轉(zhuǎn)變到先進(jìn)制造中來。并積極開展校園與企業(yè)的雙贏合作，使學(xué)生提前認(rèn)知先進(jìn)制造技術(shù)對于未來機(jī)械設(shè)計行業(yè)的改變。

關(guān)鍵詞:先進(jìn)制造技術(shù);工程訓(xùn)練;教學(xué)模塊化;自主創(chuàng)新

工程訓(xùn)練是我國在進(jìn)行高等教育改革的發(fā)展歷程中必然經(jīng)歷的一種實(shí)踐教學(xué)的新型模式［1］，近幾年來，工程訓(xùn)練已然成為工科類院校規(guī)模較大、受眾學(xué)生最多的重要教育教學(xué)資源。前不久國家提出了“中國制造2025”的概念，強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新驅(qū)動以及發(fā)展先進(jìn)制造業(yè)已成為現(xiàn)階段國際競爭主流。為適應(yīng)“中國制造2025”，需加強(qiáng)對學(xué)生工程能力的培養(yǎng)和對學(xué)生的先進(jìn)制造動手能力的培養(yǎng)。

1高校工程訓(xùn)練中存在的問題

1)教學(xué)結(jié)構(gòu)欠佳。由于工程訓(xùn)練開課學(xué)期較早，理論知識還未學(xué)習(xí)，沒有系統(tǒng)性的金屬加工概念，理論與實(shí)踐無法相互結(jié)合，為學(xué)生的學(xué)習(xí)增加了理解難度。2)設(shè)備缺乏以及設(shè)備落后。由于工程訓(xùn)練中心規(guī)模較大，需涉及到各個工種，需投資資金較多。再加上民辦本科以及獨(dú)立學(xué)院資金來源較少，或重視成都不夠，導(dǎo)致基礎(chǔ)設(shè)備過于陳舊不能及時更新，遇到問題無法檢修［2］。同時，缺少先進(jìn)的數(shù)控車床或先進(jìn)制造車床，使學(xué)生仍舊停留于傳統(tǒng)加工方式的觀念，對于先進(jìn)制造技術(shù)只能觀看無法進(jìn)行操作，嚴(yán)重降低了教學(xué)效果以及影響學(xué)生對先進(jìn)制造技術(shù)操作能力的培養(yǎng)。3)教學(xué)模式滯留。目前，大多數(shù)學(xué)校工程訓(xùn)練仍舊停留在生從師帶的過程，加工物品仍舊是榔頭，指導(dǎo)教師給出各種要求條件以及設(shè)計圖紙，學(xué)生只是在被動的模仿老師的加工過程，缺乏自主動腦的思維，限制了學(xué)生創(chuàng)新能力的發(fā)展。指導(dǎo)教師教學(xué)模式過于程式化，講解簡單，學(xué)生無法形成系統(tǒng)、的知識架構(gòu)體系，致使理論與實(shí)踐環(huán)節(jié)脫離，也導(dǎo)致了工程訓(xùn)練結(jié)束后，學(xué)生對其印象不深，僅僅獲得了加工過程以及勞動力的付出，無法與自身理論知識聯(lián)系到一起。

2先進(jìn)制造技術(shù)應(yīng)用于工程訓(xùn)練必要性分析

1)先進(jìn)制造技術(shù)及其特點(diǎn)。先進(jìn)制造技術(shù)(AdvancedManufacturingTechnology，簡稱為AMT)是指微電子技術(shù)、自動化技術(shù)、信息技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)給傳統(tǒng)制造技術(shù)帶來的種種變化與新型系統(tǒng)。具體地說，就是指集機(jī)械工程技術(shù)、電子技術(shù)、自動化技術(shù)、信息技術(shù)等多種技術(shù)為一體所產(chǎn)生的技術(shù)、設(shè)備和系統(tǒng)的總稱［3-4］。主要包括:計算機(jī)輔助設(shè)計、計算機(jī)輔助制造、集成制造系統(tǒng)等［5］。其特點(diǎn)為:a．先進(jìn)制造技術(shù)具有范疇領(lǐng)域性。b．先進(jìn)制造技術(shù)企業(yè)推展性和經(jīng)濟(jì)效益性。c．先進(jìn)制造技術(shù)具有主體性和群體性。2)先進(jìn)制造技術(shù)應(yīng)用于工程訓(xùn)練的必要性。從根本上說，隨著AMT的發(fā)展，傳統(tǒng)的制造業(yè)正面臨一場全新的技術(shù)革命，以制造業(yè)信息化推動制造業(yè)發(fā)展是當(dāng)前必然趨勢［3］。培養(yǎng)創(chuàng)新驅(qū)動型人才，正是我們開展先進(jìn)制造技術(shù)工程訓(xùn)練的首要目的。其必要性有以下幾點(diǎn):a．先進(jìn)制造技術(shù)應(yīng)用于工程訓(xùn)練是培養(yǎng)創(chuàng)新性人才的必須過程。b．先進(jìn)制造技術(shù)應(yīng)用于工程訓(xùn)練是提出培養(yǎng)適合我國提出的“中國制造2025”技術(shù)性人才的關(guān)鍵過程。c．先進(jìn)制造技術(shù)應(yīng)用于工程訓(xùn)練也是現(xiàn)如今互聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展，以及材料快速成型的必然要求。

3先進(jìn)制造技術(shù)應(yīng)用于工程訓(xùn)練的模塊化教學(xué)理論

把先進(jìn)制造技術(shù)應(yīng)用于工程訓(xùn)練中，是必然經(jīng)歷的過程，其培養(yǎng)目標(biāo)也非常明確:提高學(xué)生整體工程的綜合性能力，包括系統(tǒng)的統(tǒng)的工程技術(shù)理論知識和實(shí)踐能力、良好的職業(yè)素養(yǎng)和創(chuàng)新意識、初步的市場感知能力和對行業(yè)規(guī)則的了解。為達(dá)到這一目標(biāo)，也需要調(diào)整相關(guān)的教學(xué)模式，建立起教學(xué)研究小組，采用化整為零，逐步突破的方法實(shí)施模塊教學(xué)理論。1)先進(jìn)制造技術(shù)工業(yè)生產(chǎn)認(rèn)識模塊教學(xué)方式。設(shè)計此模塊的目的是對先進(jìn)制造技術(shù)基礎(chǔ)流程以及產(chǎn)品加工過程的了解。此教學(xué)模塊較大的特點(diǎn)是虛實(shí)結(jié)合，以演示視頻為主，結(jié)合各行業(yè)特色，與各專業(yè)老師合作，找到各專業(yè)切入點(diǎn)進(jìn)行深入講解，使各專業(yè)學(xué)生對本專業(yè)所從事的行業(yè)采用先進(jìn)制造技術(shù)的生產(chǎn)制造以及管理模式進(jìn)行直觀了解。2)基礎(chǔ)工藝學(xué)訓(xùn)練與先進(jìn)制造技術(shù)結(jié)合模塊教學(xué)方式。該模塊以基礎(chǔ)工藝?yán)碚摓橹鲗?dǎo)，結(jié)合傳統(tǒng)制造工藝過程逐步過渡至先進(jìn)制造技術(shù)，實(shí)行基礎(chǔ)訓(xùn)練講解和演示操作，由學(xué)生自主設(shè)計具有一定簡單功能的日常生活器具或用品，如榔頭、錘子、衣架等。指導(dǎo)教師根據(jù)學(xué)生設(shè)計進(jìn)行分類講解工藝知識，指導(dǎo)加工。并講解同種加工方式采用先進(jìn)制造技術(shù)與傳統(tǒng)制造技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)以及工藝的不同性。實(shí)施作品展覽等形式，讓學(xué)生能獨(dú)立完成先關(guān)設(shè)計以及工藝的交互式學(xué)習(xí)體驗(yàn)。3)先進(jìn)制造技術(shù)實(shí)習(xí)模塊教學(xué)方式。該模塊以數(shù)控設(shè)備和激光設(shè)備以及3D打印等設(shè)備為主體框架，進(jìn)行自主式指導(dǎo)教學(xué)法，指導(dǎo)教師需要根據(jù)學(xué)生設(shè)計物品進(jìn)行講解加工，并傳授數(shù)控變成法則，讓學(xué)生自主編程然后檢查相應(yīng)對錯并指導(dǎo)加工，使學(xué)生能自主完成設(shè)計物品并加工出實(shí)物，并與設(shè)計對比，找出不合理的地方然后進(jìn)行改進(jìn)，培養(yǎng)學(xué)生工程設(shè)計和優(yōu)化設(shè)計的工程學(xué)思維。4)綜合創(chuàng)新訓(xùn)練與開發(fā)教學(xué)模塊。此模塊針對大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐訓(xùn)練與競賽平臺功能和協(xié)同研究開發(fā)功能于一體的教學(xué)模塊，以歷屆工程訓(xùn)練大賽或機(jī)械創(chuàng)新大賽要求為主題，以各一等獎作品為藍(lán)本講解設(shè)計中的優(yōu)缺點(diǎn)以及如何優(yōu)化和處理。使學(xué)生在訓(xùn)練之后能繼續(xù)對本專業(yè)有所興趣參加各類比賽，繼續(xù)發(fā)展自己的創(chuàng)新能力。盡量引導(dǎo)學(xué)生的制造方式從傳統(tǒng)加工方式逐步過渡到先進(jìn)制造技術(shù)中，以更好的適應(yīng)畢業(yè)后所處的先進(jìn)制造的大環(huán)境中。

4總結(jié)

培養(yǎng)創(chuàng)新驅(qū)動型人才，正是我們開展先進(jìn)制造技術(shù)工程訓(xùn)練的首要目的，也是培養(yǎng)未來機(jī)械創(chuàng)新驅(qū)動型人才的重要工具，通過發(fā)現(xiàn)現(xiàn)如今各高校對于先進(jìn)制造技術(shù)應(yīng)用于工程訓(xùn)練教學(xué)模式過于陳舊等問題，提出工程訓(xùn)練與先進(jìn)制造技術(shù)的模塊化教學(xué)理論，為以后先進(jìn)制造技術(shù)能更加有效的應(yīng)用于工程訓(xùn)練中，起到一定的指導(dǎo)教學(xué)實(shí)踐的作用。

作者：武時會 單位：重慶人文科技學(xué)院

先進(jìn)制造技術(shù)論文:先進(jìn)制造技術(shù)對我國IC卡制造業(yè)未來發(fā)展的推動作用和意義

摘 要： 現(xiàn)代化社會中實(shí)用功能產(chǎn)品的多元化給人類帶來了許多方便，我們常用的ic卡（integrated circuit card，集成電路卡），不同的國家和地區(qū)也稱智能卡（smart card）、智慧卡（intelligent card）、微電路卡（microcircuit card）或微芯片卡等。ic卡在安全和便捷等性能方面優(yōu)于磁卡的時代，全世界范圍內(nèi)普及ic卡已經(jīng)勢在必行。而ic卡的芯片（設(shè)計）流片，ic卡封裝和測試，成卡等整條產(chǎn)業(yè)鏈依賴先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，體現(xiàn)出先進(jìn)制造技術(shù)對ic卡制造業(yè)未來發(fā)展具有重要推動作用和意義。

關(guān)鍵詞： ic卡； 封裝和測試； ic卡制造業(yè)未來發(fā)展

1 理論基礎(chǔ)

1.1先進(jìn)制造技術(shù)范圍以及微電子技術(shù)應(yīng)用對社會的影響。先進(jìn)制造技術(shù)（advanced manufacturing technology），人們往往用amt來概括由于微電子技術(shù)、自動化技術(shù)、信息技術(shù)等給傳統(tǒng)制造技術(shù)帶來的種種變化與新型系統(tǒng)，其中微電子技術(shù)是建立在以集成電路為核心的各種半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)上的高新電子技術(shù)，特點(diǎn)是體積小、重量輕、性高、工作速度快，微電子技術(shù)對信息時代具有巨大的影響。當(dāng)然，ic卡的大范圍應(yīng)用也改變了世界。

1.2 ic卡簡要介紹和基本工作原理。ic卡是繼磁卡之后出現(xiàn)的又一種新型信息工具。ic卡指的是集成電路卡，一般常見的ic卡采用射頻技術(shù)與ic卡的讀卡器進(jìn)行通訊。ic卡與磁卡是有區(qū)別的，ic卡是通過卡里的集成電路存儲信息，而磁卡是通過卡內(nèi)的磁力記錄信息。ic卡的成本相對一般磁卡要高，但保密性更好。

ic卡工作的基本原理是：射頻讀寫器向ic卡發(fā)一組固定頻率的電磁波，卡片內(nèi)有一個lc串聯(lián)諧振電路，其頻率與讀寫器發(fā)射的頻率相同，在電磁波激勵下，lc諧振電路產(chǎn)生共振，從而使電容內(nèi)有了電荷；在這個電容的另一端，接有一個單向?qū)ǖ碾娮颖茫瑢㈦娙輧?nèi)的電荷送到另一個電容內(nèi)存儲，當(dāng)所積累的電荷達(dá)到一定額度時（2v）時，此電容可作為電源為其它電路提供工作電壓，將卡內(nèi)數(shù)據(jù)發(fā)射出去或接受讀寫器的數(shù)據(jù)。

1.3 ic卡應(yīng)用的現(xiàn)狀。ic卡的開發(fā)、研制與應(yīng)用是一項系統(tǒng)工程，涉及到計算機(jī)、通訊、網(wǎng)絡(luò)、軟件、卡的讀寫設(shè)備、應(yīng)用機(jī)具等多種產(chǎn)品領(lǐng)域的多種技術(shù)學(xué)科。因此，全球ic卡產(chǎn)業(yè)在技術(shù)、市場及應(yīng)用的競爭中迅速發(fā)展起來。ic卡已是當(dāng)今國際電子信息產(chǎn)業(yè)的熱點(diǎn)產(chǎn)品之一，除了在商業(yè)、醫(yī)療、交通、能源、通訊、安全管理、身份識別等非金融領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用外，在金融領(lǐng)域的應(yīng)用也日益廣泛，影響十分深遠(yuǎn)。

ic卡雖然進(jìn)入中國較晚，但在政府的大力支持下，發(fā)展迅速。 20世紀(jì)末，國家金卡辦為統(tǒng)籌規(guī)劃全國ic卡的應(yīng)用，組織擬定了 （金卡工程非銀行卡應(yīng)用總體規(guī)劃）。為保障ic卡的健康發(fā)展，在國務(wù)院金卡辦的領(lǐng)導(dǎo)下，信息產(chǎn)業(yè)部、公安部、衛(wèi)生部、國家工商管理局等各個部委紛紛制定了 ic卡在本行業(yè)的發(fā)展規(guī)劃。

中國發(fā)展金卡的方針是“兩卡并用，磁卡過渡，發(fā)展ic卡為主”。未來的發(fā)展趨勢必將是ic卡逐步取代磁卡。ic卡既可以由銀行獨(dú)自發(fā)行，又可以與各企事業(yè)單位合作發(fā)行聯(lián)名卡。這種聯(lián)名卡形成銀行ic卡的專用錢包賬戶。當(dāng)前，聯(lián)名卡主要有保險卡、財稅卡、交通卡、校園卡等多種。由于ic卡既方便又快捷，因此在發(fā)達(dá)國家已相當(dāng)流行。

2 ic卡制造業(yè)與先進(jìn)制造技術(shù)的融合和發(fā)展

ic卡制造業(yè)包含芯片（設(shè)計）流片，封裝與測試，成卡等一系列步驟，下面具體表述一下各步驟與先進(jìn)制造技術(shù)的融合與發(fā)展。

2.1芯片（設(shè)計）流片。對于計算機(jī)產(chǎn)品而言，芯片可以說是其精髓所在，畢竟芯片的等級也就決定了產(chǎn)品的性能表現(xiàn)以及功耗、發(fā)熱量等額外因素，作為芯片的前身，晶圓的品質(zhì)和制程就成為消費(fèi)者以及廠商所共同關(guān)心的。

晶圓是指硅半導(dǎo)體集成電路制作所用的硅晶片，由于其形狀為圓形，故稱為晶圓；在硅晶片上可加工制作成各種電路元件結(jié)構(gòu)，而成為有特定電性功能之ic產(chǎn)品。晶圓的原始材料是硅，而地殼表面有用之不竭的二氧化硅。二氧化硅礦石經(jīng)由電弧爐提煉，鹽酸氯化，并經(jīng)蒸餾后，制成了高純度的多晶硅，其純度高達(dá)99.999%。晶圓制造廠再把此多晶硅融解，再于融液里種入籽晶，然后將其慢慢拉出，以形成圓柱狀的單晶硅晶棒，由于硅晶棒是由一

顆晶面取向確定的籽晶在熔融態(tài)的硅原料中逐漸生成，此過程稱為“長晶”。硅晶棒再經(jīng)過切段，滾磨，切片，倒角，拋光，激光刻，包裝后，即成為積體電路工廠的基本原料——硅晶圓片，這就是“晶圓”。其中，各項工藝操作遠(yuǎn)非人工能力可以達(dá)到的，而是由融入先進(jìn)制造技術(shù)的高精度和性工藝的設(shè)備按照規(guī)定動作進(jìn)行操作和完成。以提高良品率。

2.2封裝與測試。芯片的封裝與測試作為ic卡的中間環(huán)節(jié)，起著重要作用。同時，封裝和測試的費(fèi)用占整體成本的三分之一。模塊加工設(shè)備從法國、德國和瑞士引進(jìn)，設(shè)備廠家對設(shè)備的運(yùn)行提供保障，生產(chǎn)設(shè)備的技術(shù)軟件在設(shè)備進(jìn)口時同時引進(jìn)。加工該產(chǎn)品的技術(shù)要求相對較高，主要體現(xiàn)在設(shè)備和工藝兩個方面。但生產(chǎn)流程較簡單，如下：

在這一環(huán)節(jié)，先進(jìn)制造技術(shù)所產(chǎn)生的巨大優(yōu)勢在于精細(xì)化，高速度，高質(zhì)量的連續(xù)加工，同時解決了穩(wěn)定性的問題。其中特別是光電傳感器，步進(jìn)傳感器，高速機(jī)械手臂按照既定程序24小時持續(xù)運(yùn)行等，給批量生產(chǎn)提供了便捷和穩(wěn)定。

2.3成卡。成卡方面與前面的封裝與測試類似，均使用精細(xì)化、全自動、高速度高質(zhì)量的穩(wěn)定設(shè)備進(jìn)行定向加工，具有先進(jìn)制造技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)勢。

3 ic卡制造業(yè)未來發(fā)展的意義和展望

ic卡在電信領(lǐng)域的應(yīng)用長期以來都占據(jù)主流地位，占整個市場的70%左右，據(jù)國際電信聯(lián)盟統(tǒng)計，到2009年底，全球手機(jī)注冊用戶達(dá)到46 億，即全球平均每3個人就有2個手機(jī)用戶，同時無線固話、上網(wǎng)本、具備通訊功能的gps終端應(yīng)用的普及，以及移動支付的蓄勢待發(fā)都將推動電信領(lǐng)域智能卡應(yīng)用的持續(xù)增長。

ic卡在金融及零售領(lǐng)域的市場份額約為15%，在歐洲非接觸式支付卡正逐步普及；ic卡在政府及公用領(lǐng)域的市場份額約為12%左右，主要用于身份證、城市卡、交通卡、醫(yī)療卡、社保卡、校園卡、稅務(wù)卡等方面。ic卡在安全性、互操作性及兼容性方面的優(yōu)勢也愈發(fā)明顯，未來的需求量必將十分可觀。

2009年，在全球金融危機(jī)的負(fù)面影響下，智能卡依然保持著平穩(wěn)的增長勢頭，09年全球需求為56億片，其中在中國加工量占80%左右。隨著各行業(yè)ic卡的不斷推廣普及，ic卡應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，特別是以“物聯(lián)網(wǎng)”為代表的新型信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，使ic卡的需求量進(jìn)一步擴(kuò)大，市場前景非常廣闊。

在結(jié)合先進(jìn)制造技術(shù)的應(yīng)用ic卡制造業(yè)一定會走出一條科技含量高、經(jīng)濟(jì)效益好、環(huán)境污染少、人力資源優(yōu)勢得到充分發(fā)揮的新型工業(yè)化之路。

4 結(jié)語

技術(shù)是制造業(yè)企業(yè)取得競爭優(yōu)勢的必要條件之一，而在ic卡制造業(yè)市場蓬勃發(fā)展的今天，在整個產(chǎn)業(yè)鏈條中使用和拓展先進(jìn)制造技術(shù)，即會對ic卡制造業(yè)起到一個推動和支持。雖然先進(jìn)制造技術(shù)具有人工無法比擬的優(yōu)勢，但同時還有賴于能充分發(fā)揮技術(shù)威力的組織管理，有賴于技術(shù)、管理和人力資源的有機(jī)協(xié)調(diào)和融合。相信在結(jié)合先進(jìn)制造技術(shù)的情況下，我國ic卡制造業(yè)未來的發(fā)展會更上一個臺階。

先進(jìn)制造技術(shù)論文:先進(jìn)制造技術(shù)對生產(chǎn)的應(yīng)用

摘要：先進(jìn)制造技術(shù)水平的高低直接影響著一個國家的工業(yè)化進(jìn)程，就目前情況來看，我國由于在起步上較晚，因此導(dǎo)致技術(shù)水平上與發(fā)達(dá)國家相比存在一定的差距，而為了加快先進(jìn)制造技術(shù)水平提升，推動工業(yè)化進(jìn)程，我國已將發(fā)展高端裝備制造列入十二五規(guī)劃中。本文主要介紹了先進(jìn)制造技術(shù)的模式種類及在生產(chǎn)中的應(yīng)用，希望能對在生產(chǎn)一線的工作人員提供一些有用的幫助。

引言

制造技術(shù)是當(dāng)前社會以及未來社會發(fā)展的基本技能，是一個國家走向富強(qiáng)的關(guān)鍵，先進(jìn)制造技術(shù)的提出源于美國，其為了提高國民經(jīng)濟(jì)增長與制造業(yè)的市場競爭力，研發(fā)了以計算機(jī)技術(shù)為核心，結(jié)合傳統(tǒng)制造技術(shù)與現(xiàn)代信息技術(shù)演變而成的先進(jìn)制造技術(shù)，它的運(yùn)用，使得制造技術(shù)實(shí)現(xiàn)了品質(zhì)、敏捷、低耗等特點(diǎn)，并使得經(jīng)濟(jì)效益明顯提高，像日韓這類發(fā)達(dá)國家，九十依靠著先進(jìn)制造技術(shù)，維持著國民經(jīng)濟(jì)的平穩(wěn)增長，而我國雖然作為制造大國，但是由于受到技術(shù)水平等方面的諸多限制，導(dǎo)致其進(jìn)展緩慢，在學(xué)科間不斷互相滲透的今天，如何加快先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展，成為了當(dāng)下國人所要思考的主要問題。

一、先進(jìn)制造特點(diǎn)介紹

1、先進(jìn)制造技術(shù)內(nèi)涵

制造技術(shù)自人來誕生以來就已經(jīng)出現(xiàn)簡單的雛形，期初由于對自然的認(rèn)知不夠，所以都是簡單的手工生產(chǎn)模式，而在不斷的演變中，隨著學(xué)科間的不斷相互滲透，使得制造技術(shù)逐漸擺脫了傳統(tǒng)的手工為主生產(chǎn)模式，逐漸形成了以機(jī)械為主的可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品量化生產(chǎn)的現(xiàn)代化先進(jìn)制造技術(shù)。自及時次工業(yè)革命之后，各行業(yè)開始逐漸形成了自動流水生產(chǎn)線，從而開啟了量化生產(chǎn)的大門，我們現(xiàn)在所使用的電腦、冰箱、汽車等很多東西，都是運(yùn)用這種模式生產(chǎn)的。然而由于產(chǎn)品的單一性使其不能滿足不同用戶的需求，因此，人們又開始著手研發(fā)微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)，柔性制造單元，柔性制造生產(chǎn)線等，較傳統(tǒng)的制造而言，先進(jìn)制造技術(shù)更加重視技術(shù)和管理的統(tǒng)一，重視制造過程中管理者組織和管理體制的合理性。

2、先進(jìn)制造技術(shù)特征分析

先進(jìn)制造技術(shù)具有先進(jìn)性、系統(tǒng)性、集成性等特征，以以往的制造技術(shù)不同，先進(jìn)性是其一個重要的特征，它是優(yōu)化先進(jìn)工藝，并與新技術(shù)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)局部或系統(tǒng)的集成。并且針對不同的市場需求，具有一定的靈活性。另外，其具有一定的系統(tǒng)性，是在生產(chǎn)過程中形成的能量流、物質(zhì)流和信息流等的系統(tǒng)工程，當(dāng)然，還有集成性特征，它是將機(jī)械、電子、信息、材料和管理技術(shù)等融合一體的新興交叉學(xué)科。

二、先進(jìn)制造技術(shù)中關(guān)鍵技術(shù)

1、現(xiàn)代設(shè)計方法

現(xiàn)代設(shè)計方法是基于先進(jìn)制造技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展的，傳統(tǒng)的設(shè)計方法，在加工過程中，存在切削力過大、刀具磨損嚴(yán)重等問題，且對技術(shù)人員的要求也非常的高，并難以保障產(chǎn)品質(zhì)量，而現(xiàn)代設(shè)計方法運(yùn)用了優(yōu)化設(shè)計、人機(jī)工程設(shè)計、計算機(jī)輔助設(shè)計、工業(yè)產(chǎn)品造型設(shè)計等，使這些問題得到了妥善的解決，通過對刀具幾何角度、切割方法進(jìn)行分析，進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化，靈活運(yùn)用數(shù)控切削中螺紋加工循環(huán)指令等，發(fā)開新的加工方法，實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的二次發(fā)展。

2、先進(jìn)制造工藝技術(shù)

先進(jìn)制造工藝技術(shù)，是通過對各類零件特征分析，編制適合于不同零件的數(shù)控加工程序，并將其儲存在PC機(jī)中，在數(shù)控機(jī)床加工時，通過輸入對應(yīng)的零件特征，生成適合于加工的該零件的程序。它在粗加工過程中可以提高生產(chǎn)效率，在細(xì)加工過程中，可以提高產(chǎn)品的精度，是實(shí)現(xiàn)品質(zhì)、低耗生產(chǎn)的基礎(chǔ)。

3、制造自動化技術(shù)

自動化技術(shù)與信息論、控制論、系統(tǒng)工程、計算機(jī)技術(shù)等技術(shù)都有著密不可分的關(guān)系，是一門綜合性技術(shù)，且是一個動態(tài)概念，在工業(yè)發(fā)達(dá)的國家里，為了實(shí)現(xiàn)柔性自動化、知識智能化、集成化，因此在生產(chǎn)中主要采用數(shù)控機(jī)床、加工中心、柔性制造單元、計算機(jī)集成制造系統(tǒng)等，它的發(fā)展，大大降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本，解放了勞動生產(chǎn)力，對推動制造企業(yè)發(fā)展有著巨大的作用。

三、先進(jìn)制造技術(shù)在生產(chǎn)中的應(yīng)用分析

1、柔性制造系統(tǒng)

柔性制造系統(tǒng)主要是由物料儲運(yùn)系統(tǒng)、信息控制系統(tǒng)和一組數(shù)字控制加工設(shè)備組成，是依靠計算機(jī)為基礎(chǔ)，實(shí)行管理與控制的高度自動化加工系統(tǒng)，是可以運(yùn)用于不同種類零件加工的機(jī)械自動化制造系統(tǒng)，主要包含柔性自動生產(chǎn)線、柔性制造單元、柔性制造系統(tǒng)三類系統(tǒng)，它的應(yīng)用，提高了神杯利用率，使生產(chǎn)能力相對平穩(wěn)、產(chǎn)品的質(zhì)量提升等諸多優(yōu)勢。

2、虛擬制造技術(shù)

虛擬制造技術(shù)是在仿真技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)的基礎(chǔ)上，對產(chǎn)品的設(shè)計、生產(chǎn)過程統(tǒng)一建模，從而在計算機(jī)上實(shí)現(xiàn)整個生產(chǎn)過程的模擬和仿真。它的應(yīng)用大體分為四種，即虛擬企業(yè)、虛擬產(chǎn)品設(shè)計、虛擬產(chǎn)品制造和虛擬生產(chǎn)過程，它的應(yīng)用，提高了生產(chǎn)過程開發(fā)效率，優(yōu)化資源的利用，縮短生產(chǎn)周期，并可對產(chǎn)品按客戶需求做出一定的更改。

結(jié)束語

終上所述，大力發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)，對于推行我國工業(yè)化建設(shè)具有深遠(yuǎn)的意義，是提高我國工業(yè)化水平的重要手段，是提高我國國民經(jīng)濟(jì)的必要途徑。

先進(jìn)制造技術(shù)論文:汽車零部件的先進(jìn)制造技術(shù)

隨著人們對于交通出行需求的日益增加，汽車市場不斷火爆。與此同時圍繞汽車制造發(fā)展起來的汽車零部件生產(chǎn)也不斷發(fā)展，隨著新技術(shù)、新工藝的不斷革新，現(xiàn)如今汽車零部件生產(chǎn)已經(jīng)走上了“集群化”發(fā)展道路。對于汽車零部件制造來說，先進(jìn)的制造技術(shù)能極大提高生產(chǎn)效率與質(zhì)量，是汽車零部件制造企業(yè)不斷擴(kuò)大規(guī)模，降低成本的重要技術(shù)。目前來說，新時期的汽車零部件制造技術(shù)呈現(xiàn)嶄新的姿態(tài)，這些先進(jìn)制造技術(shù)正在推動我國汽車制造業(yè)的發(fā)展。

一、高效多品種的柔性化生產(chǎn)方式

汽車零部件制造技術(shù)為了適應(yīng)市場變化與客戶需求，逐步趨向高效多品種的柔性生產(chǎn)方式。如廣州豐田與天津豐田配備的GBL（全球車身生產(chǎn)線系統(tǒng)），就能確保車身在焊接工位輸送時可以進(jìn)行不同車型的焊裝夾具的來回切換。該技術(shù)的應(yīng)用使得不占節(jié)拍的產(chǎn)品品種更換成為現(xiàn)實(shí)。并且再搭配以自動控制與自動識別裝置、焊接機(jī)器人等，從而形成不同類型汽車連續(xù)混流生產(chǎn)的模式。再者如普遍應(yīng)用的用來加工汽車零部件的數(shù)控復(fù)合機(jī)床、快調(diào)與快換裝置、技術(shù)等，無不體現(xiàn)這一點(diǎn)，即通過不同品種零部件的混流生產(chǎn)，促使生產(chǎn)線生產(chǎn)時間縮短，提高效率。

二、更高效的零部件加工技術(shù)被廣泛應(yīng)用

高效化的制造與生產(chǎn)工藝在汽車零部件切削加工領(lǐng)域表現(xiàn)得尤為明顯，具體表現(xiàn)為強(qiáng)力、快速切削及快調(diào)、快裝及快進(jìn)。隨著高速切削機(jī)的進(jìn)一步發(fā)展及使用性能更加優(yōu)良的新型刀具材料，使得高速切削在汽車零部件制造加工中應(yīng)用得更為普遍。不僅如此，一些具有高速移動與轉(zhuǎn)動速度、剛性及動力性能極佳的機(jī)床的開發(fā)和自控技術(shù)的廣泛使用，促使自動輸送、快裝、快調(diào)、自動檢測等技術(shù)或裝置迅速發(fā)展。上述技術(shù)的應(yīng)用大大提高了汽車零部件的生產(chǎn)與制造。如GC4225刀片，采用新一代技術(shù)，賦予刀片抗破損性，避免刀片涂層的剝落，進(jìn)而避免生產(chǎn)加工汽車零部件時可能帶來的不可控風(fēng)險。汽車制造過程中，必須對鋁合金材質(zhì)的發(fā)動機(jī)進(jìn)行高速加工，因此應(yīng)該根據(jù)鋁合金不同的材質(zhì)特性，選擇正確的切削液，從而保障加工零部件的質(zhì)量。不僅如此，正確切削液的選擇還能有效減少切削刀具的損耗，適當(dāng)延長其壽命。除了切削技術(shù)，在車身的制造與裝配領(lǐng)域，也出現(xiàn)了各種新工藝與新方法。較為成熟的就是以電子控制為基礎(chǔ)，將機(jī)器人與自動化裝置相組合，從而保障產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定，進(jìn)一步提高零部件加工與生產(chǎn)的效率。

三、過程更加精益化

所謂精益化，指在利用先進(jìn)技術(shù)加工生產(chǎn)汽車零部件時，確保人員、資金、時間、場地都控制在最小范圍內(nèi)，并且能夠獲得較大產(chǎn)出。簡單而言就是低投入、高產(chǎn)出、高利潤。當(dāng)前形勢下，汽車零部件加工中使用的各類先進(jìn)技術(shù)都已趨向精益化。

四、綠色環(huán)保的零部件加工技術(shù)

隨著人們對節(jié)能減排、可持續(xù)發(fā)展認(rèn)識程度的不斷加深，汽車制造技術(shù)開始向節(jié)能減排、節(jié)能環(huán)保方向發(fā)展，使得綠色汽車制造技術(shù)產(chǎn)生了巨大突破。這一方面的例子較多，如高強(qiáng)度鋼板沖壓技術(shù)、車身中頻焊接、激光拼焊技術(shù)等，使得汽車輕量化成為可能。再如越來越多的汽車零部件加工中使用水溶性漆涂料，更有甚者一些企業(yè)在加工噴涂時利用2C1B或者2C2B技術(shù)工藝以便減少烘干噴涂的次數(shù)，為了取得良好的效果可能還會利用熱量回收裝置或者更節(jié)能的加熱烘干設(shè)備進(jìn)行工作。為了提升毛坯的精度，毛坯精化工藝被廣泛應(yīng)用，并且對零部件的機(jī)械加工余量相對減少，一些零部件甚至不需要多次粗加工，可以直接精細(xì)加工。另外，廢舊的零部件可以作為毛坯再次加工制造，實(shí)現(xiàn)資源的重復(fù)利用。機(jī)械加工時采用干式切削的方式，利用水基冷卻液或者中溫常溫清洗的方式替代原先使用的冷卻油。

五、零部件加工智能化技術(shù)

這類技術(shù)多以強(qiáng)大的計算機(jī)運(yùn)算能力作為支撐，從而實(shí)現(xiàn)對加工的零部件精度與質(zhì)量進(jìn)行控制。這類技術(shù)能夠驗(yàn)證零部件加工的工藝方法，通過比較現(xiàn)實(shí)因素、加工時的流程、精度要求、工藝參數(shù)等數(shù)據(jù)，以便對其進(jìn)行優(yōu)化。智能化技術(shù)中以虛擬技術(shù)應(yīng)用最為普遍，它可以迅速完成各類零部件加工工藝的模擬，如熱加工的數(shù)字與物理模擬或者鑄造充型凝固等。除此以外還有計算機(jī)控制管理系統(tǒng)的使用，從而實(shí)現(xiàn)對零部件加工生產(chǎn)過程的跟蹤與監(jiān)督，從產(chǎn)品源頭保障質(zhì)量，并能夠做到故障檢測與分析。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以進(jìn)行汽車故障的遠(yuǎn)程診斷，改善診斷環(huán)境，提高診斷效率。不僅如此，在加工零部件時還可以通過集中監(jiān)測與分散控制系統(tǒng)對汽車零部件制造工藝進(jìn)行全程跟蹤，自動識別多種汽車零部件，提高效率。

六、結(jié)語

先進(jìn)制造技術(shù)在汽車零部件生產(chǎn)與制造中的應(yīng)用，能夠極大地提高汽車零部件的質(zhì)量，賦予其極大的防錯能力。除此以外，保障汽車零部件具有一定的相似性，避免生產(chǎn)過程中因?yàn)闀r常更換模具而導(dǎo)致的型號不一，從而降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率。總的來說，當(dāng)前先進(jìn)的制造技術(shù)具有制造方式柔性化、工藝高效化、過程精益化及技術(shù)綠色化幾個特點(diǎn)。我們要意識到目前先進(jìn)制造技術(shù)還存在一定問題，技術(shù)人員只有不斷研究，不斷創(chuàng)新生產(chǎn)工藝，才能極大提高汽車零部件的質(zhì)量，促進(jìn)汽車零部件制造企業(yè)的發(fā)展。

作者：王海波 單位：湖南汽車工程職業(yè)學(xué)院

先進(jìn)制造技術(shù)論文:先進(jìn)制造技術(shù)班組管理的思考

一、企業(yè)車間的班組是企業(yè)經(jīng)營層的決策得以有效實(shí)施的基本保障

班組管理既體現(xiàn)在企業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)進(jìn)度和產(chǎn)品質(zhì)量，又是企業(yè)持續(xù)改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)整體質(zhì)量控制和經(jīng)濟(jì)效益提升的保障。班組管理既要貫徹企業(yè)經(jīng)營各方面信息，圍繞生產(chǎn)班組與生產(chǎn)均衡任務(wù)，合理地組織人力、物力，進(jìn)行各項管理活動，并要通過管理，合理調(diào)動、充分發(fā)揮全班組人員的主觀能動性和生產(chǎn)積極性，更主要的是要以團(tuán)結(jié)協(xié)作，最終做到按質(zhì)、按量、如期完成各項生產(chǎn)計劃指標(biāo)。先進(jìn)制造技術(shù)應(yīng)用對企業(yè)的影響是多方位的，不僅僅是技術(shù)水平的提升，還要涉及到更廣泛的組織層面的變革。班組是企業(yè)的最小生產(chǎn)組織單位，班組管理是企業(yè)管理中的基礎(chǔ)。一個班組中的領(lǐng)導(dǎo)者就是班組長，班組長是企業(yè)中最基層生產(chǎn)管理組織的負(fù)責(zé)人，更是直接的生產(chǎn)者。班組工作的好壞直接關(guān)系著企業(yè)經(jīng)營的成敗。

二、先進(jìn)制造技術(shù)被設(shè)計用來提高企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)品的效率

一方面，嚴(yán)格機(jī)械設(shè)備的安全操作規(guī)程，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)成品質(zhì)量，防止工傷和重大事故。先進(jìn)制造技術(shù)的使用會對包括質(zhì)量管理在內(nèi)的企業(yè)管理活動產(chǎn)生影響，班組長要領(lǐng)導(dǎo)員工通過不斷地創(chuàng)新并挖掘員工生產(chǎn)積極性、改進(jìn)操作方法和管理流程，的同時，降低成本（原材料的節(jié)省、能源的節(jié)約、人力成本的降低），為按時按量地生產(chǎn)出更多更好的高質(zhì)量的產(chǎn)品而努力。另一方面，先進(jìn)制造技術(shù)與質(zhì)量管理的目標(biāo)存在一致性，即都是為了提高生產(chǎn)產(chǎn)品的效率。先進(jìn)制造技術(shù)主要包括三個技術(shù)群:主體技術(shù)群、支撐技術(shù)群和制造技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施。而其中的制造技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施就包括質(zhì)量管理等內(nèi)容。先進(jìn)制造技術(shù)的應(yīng)用和實(shí)施，班組及其班組長綜合素質(zhì)的高低決定著企業(yè)經(jīng)營的決策能否順利地實(shí)施，影響著企業(yè)達(dá)到既定經(jīng)營目標(biāo)的最終實(shí)現(xiàn)。必會對企業(yè)的質(zhì)量管理活動產(chǎn)生影響。班組管理基本內(nèi)容是基礎(chǔ)管理、基本要求是系統(tǒng)管理，基本形式是民主管理。班組全過程生產(chǎn)管理包括：生產(chǎn)與技術(shù)管理、勞動與設(shè)備管理、投入產(chǎn)出效費(fèi)與產(chǎn)成品質(zhì)量管理、經(jīng)濟(jì)核算、安全文明生產(chǎn)及思想政治工作。其管理的重點(diǎn)包括：抓好班組的各項管理制度，涉及：崗位責(zé)任、均衡生產(chǎn)、技術(shù)質(zhì)量考核、設(shè)備工具維護(hù)保養(yǎng)、安全文明生產(chǎn)等制度；交接班與考勤制度、經(jīng)濟(jì)核算與民主管理制度、職業(yè)道德規(guī)范與思想工作制度；執(zhí)行企業(yè)質(zhì)量體系管理，不斷完善科學(xué)的管理方法和手段。搞好班組的現(xiàn)場管理，一般來講，就是要從崗位任務(wù)實(shí)際出發(fā)，堅持以人為本，對班組生產(chǎn)現(xiàn)場的各種作業(yè)條件與設(shè)備的使用狀況進(jìn)行分析，采用最經(jīng)濟(jì)、最有效的作業(yè)程序和作業(yè)方法，有組織地按照生產(chǎn)進(jìn)度要求落實(shí)任務(wù)計劃，實(shí)時對生產(chǎn)過程及其運(yùn)行效果進(jìn)行評價，不斷推動班組工作的步步深入。

三、從企業(yè)層面來看，技術(shù)創(chuàng)新能力是企業(yè)提升競爭實(shí)力戰(zhàn)勝

競爭對手的重要前提和保障企業(yè)自身創(chuàng)新（自身組織模式、人才結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)模式）的投入對班組管理提出新的的要求。依據(jù)先進(jìn)制造技術(shù)及生產(chǎn)技術(shù)工作程序，班組管理應(yīng)學(xué)習(xí)掌握運(yùn)用先進(jìn)設(shè)備、工裝、原材料和技術(shù)工作及其管理方法，統(tǒng)一工藝操作，實(shí)行嚴(yán)格的責(zé)任制，每一個職工都應(yīng)明確規(guī)定他們的具體任務(wù)，自己該做什么、怎么做、做好的標(biāo)準(zhǔn)是什么，應(yīng)承擔(dān)的責(zé)任和權(quán)利范圍都心中有數(shù)。做到事事有人管，人人有專責(zé)，辦事有標(biāo)準(zhǔn)，考核有依據(jù)。把同質(zhì)量有關(guān)的各項工作同職工的積極性和責(zé)任心結(jié)合起來，形成一個嚴(yán)密的質(zhì)量管理工作系統(tǒng)，一旦發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量問題，可以迅速進(jìn)行質(zhì)量跟蹤，查清質(zhì)量責(zé)任，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，更好地保障和提高產(chǎn)品質(zhì)量。同時，通過技術(shù)練兵，使班組員工掌握操作的基本功，從而可以熟練地排除生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的故障，杜絕產(chǎn)品質(zhì)量缺陷的產(chǎn)生，取得生產(chǎn)的主動權(quán)。提高與產(chǎn)品質(zhì)量直接聯(lián)系的各項工作質(zhì)量，提高與綜合經(jīng)濟(jì)效益直接聯(lián)系的各項專業(yè)管理工作的質(zhì)量，從各個方面有力地保障產(chǎn)品質(zhì)量的提高。質(zhì)量管理的基本特點(diǎn)是增強(qiáng)滿足質(zhì)量要求的能力，實(shí)現(xiàn)持續(xù)的質(zhì)量改善。只有通過不斷的質(zhì)量改善，減少資源的浪費(fèi)與消耗、降低成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量，增強(qiáng)企業(yè)信譽(yù)，擴(kuò)大市場占有率，才能不斷提高顧客滿意度，提高企業(yè)的競爭力。開展品質(zhì)控制活動對于促進(jìn)企業(yè)的管理的良性循環(huán)起到積極的意義及作用，在班組建立“品質(zhì)控制小組”是班組管理質(zhì)量改善的組織保障。對于提升企業(yè)質(zhì)量管理也是相當(dāng)重要的環(huán)節(jié)。降低消耗（物資資源的消耗，人力資源的消耗）是降低成本主要途徑，更是提高經(jīng)濟(jì)效益的較大潛力所在。品質(zhì)控制小組活動注重全員參與，靈活運(yùn)用各種品質(zhì)控制手法，提升員工發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力，增強(qiáng)人們的效率意識與節(jié)約意識，不斷提高生產(chǎn)、服務(wù)效率，從而提高經(jīng)濟(jì)效益。把員工個人發(fā)展愿望集合成企業(yè)的發(fā)展動力，鼓勵的員工與企業(yè)一起成長，培養(yǎng)了員工對企業(yè)的忠誠度，與企業(yè)質(zhì)量管理的理念是相符合的。品質(zhì)控制在問題分析及解決方案上不可否認(rèn)會用到先進(jìn)制造技術(shù)與現(xiàn)代企業(yè)管理的許多數(shù)據(jù)，如何提取整理有效的數(shù)據(jù)，對于整個品質(zhì)控制活動取得進(jìn)展起到直接的作用，有利于提高全員參與的整體文化素質(zhì)及組織協(xié)調(diào)能力。

四、結(jié)論

新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革凸顯先進(jìn)制造技術(shù)是企業(yè)的生命，而質(zhì)量效益則是它的靈魂。先進(jìn)制造技術(shù)應(yīng)用后產(chǎn)生的組織變革可以通過質(zhì)量管理與品質(zhì)控制活動得到系統(tǒng)的體現(xiàn)。先進(jìn)制造技術(shù)與質(zhì)量管理的相互關(guān)系，先進(jìn)制造技術(shù)的運(yùn)用提高、質(zhì)量的把關(guān)是靠班組管理及所有參與產(chǎn)品生產(chǎn)的員工共同做到的。

作者：胡登興 王青山 單位：重慶電訊職業(yè)學(xué)院 上汽依維柯紅巖汽車制造公司

先進(jìn)制造技術(shù)論文:機(jī)械制造工藝先進(jìn)制造技術(shù)研究

一、工藝技術(shù)人員良好技術(shù)工藝素質(zhì)的培養(yǎng)

隨著現(xiàn)代制造技術(shù)的進(jìn)步，對工藝技術(shù)人員的技術(shù)素養(yǎng)提出全新要求，通過對制造技術(shù)研究人員開展定期的思想道德教育，并及時向他們傳播的制造技術(shù)，在每次培訓(xùn)過后，還應(yīng)該制定嚴(yán)格的考核制度，只有順利通過考核的人員才可以上崗。這樣能培養(yǎng)出一批。努力培養(yǎng)出一批具備專業(yè)的工藝技術(shù)知識，保持高度認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度，高素質(zhì)、技術(shù)硬、通管理的制造技術(shù)人員來完成產(chǎn)品的加工過程。這就需要工藝技術(shù)人員不斷的學(xué)習(xí)新技術(shù)和新思想，學(xué)習(xí)現(xiàn)代先進(jìn)制造技術(shù)、掌握近期的工藝加工理念以及完善工藝加工的方式方法。

二、加強(qiáng)對工藝技術(shù)人員的管理與監(jiān)督，實(shí)現(xiàn)工藝標(biāo)準(zhǔn)化

機(jī)械制造企業(yè)的發(fā)展過程中，既要加大對工藝設(shè)計應(yīng)用的技術(shù)支持，也要更加嚴(yán)格的對工藝技術(shù)人員的工作進(jìn)行管理和監(jiān)督，制定產(chǎn)品的質(zhì)量的生產(chǎn)全過程追溯制度及產(chǎn)品的加工工藝設(shè)計應(yīng)用步驟要求的會商制度，嚴(yán)格防止有殘次品、質(zhì)量過差產(chǎn)品的出現(xiàn)。生產(chǎn)工藝標(biāo)準(zhǔn)化是現(xiàn)代機(jī)械制造企業(yè)重點(diǎn)發(fā)展的目標(biāo)，也是工藝技術(shù)工作的基本要求。工藝標(biāo)準(zhǔn)化工作是對現(xiàn)代機(jī)械制造企業(yè)的一個整體要求。工藝標(biāo)準(zhǔn)化工作不僅僅是工藝要達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，它包含整個企業(yè)的管理、紀(jì)律、以及加工的水平等都要達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。工藝標(biāo)準(zhǔn)化工作涉及到很多在工藝加工過程中的要求，這些要求都是根據(jù)以往加工過程中出現(xiàn)的問題和缺點(diǎn)來制定的。

三、現(xiàn)代機(jī)械制造工藝是實(shí)現(xiàn)制造技術(shù)創(chuàng)新的方向

市場經(jīng)濟(jì)的競爭實(shí)質(zhì)是先進(jìn)制造技術(shù)的競爭。先進(jìn)制造技術(shù)是現(xiàn)代技術(shù)創(chuàng)新與工藝技術(shù)進(jìn)步的典型代表，不僅體現(xiàn)了應(yīng)用信息技術(shù)與系統(tǒng)管理技術(shù)的結(jié)合，更是新型制造單元技術(shù)創(chuàng)新的集成化。現(xiàn)代先進(jìn)制造技術(shù)以品質(zhì)、節(jié)能、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)、高效為中心，在逐漸向基礎(chǔ)制造工藝擴(kuò)展。及時，先進(jìn)制造技術(shù)已經(jīng)被大范圍的運(yùn)用到機(jī)械制造領(lǐng)域，促進(jìn)了機(jī)械制造工藝的進(jìn)步，并對其他相關(guān)產(chǎn)業(yè)也有積極影響。第二，機(jī)械制造工藝不斷革新，其重點(diǎn)內(nèi)容又是先進(jìn)制造技術(shù)。所以，先進(jìn)制造技術(shù)和機(jī)械制造工藝的關(guān)系是相互促進(jìn)，產(chǎn)品和制造工藝的設(shè)計可以采用一系列工具（例如計算機(jī)輔助設(shè)計（CAD））以及工藝過程建模和仿真等。生產(chǎn)設(shè)施與裝備、技術(shù)應(yīng)用與優(yōu)化、工具選用與工藝改進(jìn)，甚至整個制造企業(yè)都可以采用先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行有效地設(shè)計。虛心汲取國外先進(jìn)制造技術(shù)，關(guān)注機(jī)械制造技術(shù)自身創(chuàng)新，合理采用先進(jìn)制造技術(shù)。強(qiáng)化先進(jìn)制造技術(shù)過程，開發(fā)包括技術(shù)裝備、生產(chǎn)技術(shù)、管理體制、市場觀念及人員調(diào)配等環(huán)節(jié)。通過積極的汲取過程不斷豐富我們自身的制造技術(shù)，探索出最符合企業(yè)自身發(fā)展需要的先進(jìn)制造技術(shù)，并帶動相關(guān)制造業(yè)打下堅實(shí)基礎(chǔ)。

四、推進(jìn)綠色制造工藝、創(chuàng)新生產(chǎn)力的生產(chǎn)過程

先進(jìn)制造技術(shù)“以人為本”的理念及對各種技術(shù)資源合理且有效地利用，保障產(chǎn)品能達(dá)到應(yīng)有的性能和要求、產(chǎn)品具有良好的經(jīng)濟(jì)性等，這就使得先進(jìn)制造技術(shù)所體現(xiàn)的綠色制造具備重大的經(jīng)濟(jì)價值和社會價值。綠色制造，是指考慮環(huán)境和資源因素，從原材料的選擇、設(shè)計，生產(chǎn)的初加工、精細(xì)加工與裝配，銷售、使用和維修，直到報廢回收再利用等產(chǎn)品在整個生命周期中對環(huán)境的負(fù)面影響最小，對資源的消耗量最少，對環(huán)境的污染最小，并使企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會效益協(xié)調(diào)優(yōu)化的現(xiàn)代制造模式。根據(jù)綠色制造的根本原則，綜合考慮在機(jī)械產(chǎn)品生命周期中的技術(shù)、環(huán)境以及經(jīng)濟(jì)性等各種因素，機(jī)械制造工藝實(shí)現(xiàn)綠色制造，應(yīng)著重考慮機(jī)械綠色設(shè)計建模；機(jī)械材料的選擇；機(jī)械產(chǎn)品的可拆卸性設(shè)計；機(jī)械產(chǎn)品的可回收性設(shè)計；機(jī)械產(chǎn)品的成本設(shè)計；機(jī)械產(chǎn)品使用的安全保護(hù)設(shè)計；機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計數(shù)據(jù)庫和知識庫的建立等方面的技術(shù)工藝設(shè)計。

五、機(jī)械制造工藝技術(shù)創(chuàng)新是實(shí)現(xiàn)綠色制造的保障

1、凈成形制造工藝技術(shù)應(yīng)用與創(chuàng)新。凈成形制造可以節(jié)約傳統(tǒng)毛坯制造時的能耗、物耗，大大減少了產(chǎn)品的制造周期和生產(chǎn)費(fèi)用；2、干式加工工藝技術(shù)應(yīng)用與創(chuàng)新。干式加工不僅簡化了工藝、減少成本，同時還消除了冷卻液帶來的如廢液排放和回收等一系列問題；3、工藝模擬技術(shù)應(yīng)用與創(chuàng)新。運(yùn)用計算機(jī)大數(shù)據(jù)技術(shù)，將形狀構(gòu)造的物理模擬，性能指標(biāo)的數(shù)值模擬以及專家系統(tǒng)相結(jié)合，獲取并確定工藝參數(shù)并優(yōu)化工藝方案，預(yù)測并驗(yàn)證加工過程中可能產(chǎn)生的缺陷和防止措施，有效控制并保障加工工件的質(zhì)量；4、虛擬制造技術(shù)應(yīng)用與創(chuàng)新。在虛擬制造環(huán)境下生成軟產(chǎn)品模型來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的硬樣品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，對其性能、可制造性及質(zhì)量控制進(jìn)行預(yù)測和評估，減少實(shí)型制造成本；5、廢棄物回收利用技術(shù)的創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)方式從開式循環(huán)模式變?yōu)殚]式循環(huán)模式轉(zhuǎn)變。

六、結(jié)論

進(jìn)一步培養(yǎng)機(jī)械制造工藝設(shè)計與技術(shù)人員的專業(yè)知識和能力、計算機(jī)輔助設(shè)計與仿真的使用能力以及實(shí)踐操作能力，提升機(jī)械制造工藝設(shè)計力量；為機(jī)械制造工藝設(shè)計技術(shù)營造良好的高技術(shù)應(yīng)用環(huán)境，圍繞創(chuàng)新驅(qū)動、質(zhì)量為先、綠色發(fā)展、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、人才為本，提升機(jī)械制造質(zhì)量效益。

作者：饒建偉 嚴(yán)偉民 單位：重慶電訊職業(yè)學(xué)院