先进制造技术 论文(概括总结)

先进制造技术 论文(概括总结)（共8篇）

篇1：先进制造技术 论文(概括总结)

先进制造技术

摘要：随着社会经济和高新科学技术的发展, 可持续发展战略的而提出与实施,以及制造业的快速发展，先进制造技术应用越来越广泛.其可分类为以下五个大类：现代设计技术、先进制造技术、加工自动化技术、现代生产管理技术、先进制造生产模式及系统。每项技术在社会生产中都起着非常重要的作用。

一、先进制造技术的内涵和体系结构

先进制造技术是在传统制造基础上不断吸收机械、电子、信息、材料、能源以及现代管理技术的成果，将其综合应用于产品设计、加工装配、检验测试、经营管理、售后服务乃至回收的制造全过程，以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活的生产，提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力的制造技术的总称。（P14）

先进制造技术的核心是优质、高效、低耗、清洁生产的基础制造技术。其目的是满足用户个性化、多样化的市场需求，提高制造业的综合经济效益，赢得激烈的市场竞争。为此，先进制造技术更加注重技术与管理的结合，重视制造组织和管理体制的简化及合理化。（P14）与传统制造技术比较，先进制造技术具有系统性、广泛性、集成性、动态性、实用性特点。（P14）

在我国，先进制造技术分为三大主体技术群和一个支撑技术群：现代制造工程设计技术群、制造系统管理技术群、物料处理和设备技术群、支撑技术群。（P14）

根据先进制造技术的功能和研究对象，结合国家“九五”先进制造技术专项计划指南等，先进制造技术分为现代设计技术、先进制造技术、加工自动化技术、现代生产管理技术、先进制造生产模式及系统五个大了类.（P15）现代设计技术

现代设计技术是根据产品功能要求,应用现代技术和科学知识 ,制定设计方案并使方案付诸实施的技术。其具有系统性、动态性、创造性、计算机化、并行化、最优化、虚拟化和自动化特点。（P16P19）

现代设计技术课分解为基础技术、主体技术、支撑技术和应用技术。基础技术是指传统的设计理论和方法，它为现代设计技术提供了坚实的理论基础，是现代设计技术发展的源泉。主体技术即计算机辅助设计技术（CAD）。支撑技术包括设计方法学、可信性设计技术以及设计实验技术，为设计信息的处理、加工推理、验证提供了多种理论、方法和手段的支撑。应用设计技术是针对实用的目的，解决各类具体产品设计领域的技术。现代设计已经扩展到产品的规划、制造、营销和回收等各个方面，它还涉及到政治、经济、法律、人文科学、艺术科学等领域。（P20）

CAD技术是以计算机为工具，处理产品设计过程中得图形和数据信息，辅助完成产品设计过程的技术。（P21）其可以大大提高设计质量和设计生产效率，可以较大幅度降低生产成本，减轻设计人员的劳动强度。CAD技术正在逐步地取代传统的产品设计方法，已成为新产品开发的主要手段。（P22）现代设计方法是以设计产品为目标的一个知识群体的总称，是现代设计技术的一个重要内容，所涉及具体方法和内容十分广泛。（P26）先进制造工艺技术

机械制造工艺是将各种原材料通过改变其形状、尺寸、性能或相对位置，使之成为成品或半成品的方法和过程。先进制造工艺技术是在不断变化和发展的传统机械制造工艺基础上逐步形成的一种制造工艺，是高新技术产业化和传统工艺高新技术化的结果。它具有优质、高效、低耗、洁净、灵活的特点，是先进制造技术的核心和基础。（P57）先进制造工艺技术包括：

高效精密成型技术它是生产局部或全部无余量或少余量半成品工艺的简称，包括精密结晶铸造成型工艺、精确高效塑性成形工艺、优质高效焊接及切割技术、优质低耗洁净热处理技术、快速成型和制造技术等。

高效高精度切削加工工艺。包括有精密和超精密加工、高速切削和磨削、复杂性面的数控加工、游离磨粒的高效加工等。

现代特种加工工艺。它是指那些不属于常规加工范畴的加工工艺如电加工（电解和电火花）、超声波加工等。

表面改性、制模和涂层技术。它是采用物理、化学、金属学、高分子化学、电学、光学和机械等技术及其组合，赋予产品表面耐磨、耐蚀、耐（隔）热、耐辐射、抗疲劳的特殊功能，从而达到提高产品质量、延长使用寿命、赋予产品新性能的新技术的统称，是表面工程的重要组成部分。（P16-P17）

先进制造工艺发展趋势 1）采用模拟技术，优化工艺设计；2）成形精度向近无余量方向发展；3）成形质量向近无“缺陷”方向发展；4）机械加工向超精密、超高速方向发展； 5）采用新型能源及复合加工，解决新型材料的加工和表面改性难题；6）采用自动化技术，实现工艺过程的优化控制；7）采用清洁能源及原材料，实现清洁生产；8）加工与设计之间的界限逐渐谈化，并趋向集成及一体化； 9）工艺技术与信息技术、管理技术紧密结合，先进制造生产模式获得不断发展。

四、制造自动化技术

在“广义制造”概念下，制造自动化包含产品设计自动化、企业管理自动化、加工过程自动化、和质量控制自动化等产品制造全过程以及各个环节综合集成自动化，以使产品制造过程实现高效、优质、低耗、及时、洁净的目的。（P112）

制造自动化技术涉及数控技术、工业机器人技术、柔性制造技术、传感技术、自动检测技术、信息处理和识别技术等内容。数控技术是指用数字化信号对设备运行及其加工过程进行控制的一种自动化技术，是实现制造过程自动化的基础，是自动化柔性系统的核心，是现代集成制造系统的重要组成部分。（P116）工业机器人是一种课重复编程的多自由度的自动控制操作机，是涉及机械学、控制技术、传感技术、人工作职能、计算机科学等多学科技术为一体的现代制造业的基础设备。其应用领域日益广泛。机器人的研究和应用水平也是衡量一个国家制造业及其工业自动化水平的标志之一（P128）。柔性制造技术是集数控技术、计算机技术、机器人技术以及现代管理技术为一体的现代制造技术。自20世纪60年代以来，柔性制造技术得到迅速发展，出现了柔性制造系统（FMS）、柔性制造单元（FMC）、柔性制造自动线（FML）等一系列现代制造设备和系统。柔性制造技术主要解决了单件小批生产的自动化和中大批多品种的自动化加工。它把高柔性、高质量、高效率结合和统一起来，在当今具有很强的生命力（P138）

现在，制造自动化技术正朝着制造敏捷化、网络化、虚拟化、智能化、全球化、绿色化发展。（P115）现代生产管理技术

现代生产管理技术是指制造型企业在从市场开发、产品设计、生产制造、质量控制到销售服务等一系列的生产经营活动中，为了使制造资源（材料、设备、能源、技术信息以及人力资源）得到总体配置优化和充分利用，使企业的综合效益（质量、成本、交货期）得到提高而采取的各种计划、组织、控制及协调的方法和技术的总称。（P17）

现代生产管理技术是先进制造技术体系中的重要组成部分，包括现代信息管理系统、物流系统管理、工作物流管理、产品数据管理、质量保障体系、及时生产技术等。（（P17）现代生产管理技术的特点：

（1）以技术为中心向一人为中心的转变(2)企业生产组织从递阶多层管理结构形势向扁平网络式结构转变，强调组织结构简化，减少结构层次，增强生产组织的灵活性(3)由传统的顺序工作方式向并行工作方式转变（4）企业从按功能计划部门的固定组织形式，向动态的自主管理的群体工作小组形势转变（5）企业从单纯竞争走向既有竞争又结盟之路（6）质量是企业尊严和品牌价值的起点，快速响应市场的竞争策略师制胜法宝（7）技术创新成为企业竞争的焦点

六、先进生产制造模式及系统

先进生产模式及系统是面向企业生产全过程，是将先进的信息技术与生产技术相结合的一种新思维和新哲理，其功能覆盖企业的生产预测、产品设计开发、加工装配、信息与资源管理直至产品营销和售后服务的各项生产活动，是制造业的综合自动化的新模式。它包括计算机集成制造(CIM)、并行工程(CE)、敏捷制造(AM)、智能制造(IM)、精良生产(LP)等先进的生产组织管理模式和控制方法。

计算机集成制造（CIM）是将企业所有的人员、功能、信息和组织等诸方面集成为一个整体的生产方式。计算机集成制造系统（CIMS）则是基于CIM理念而组成的系统，是CIM的具体实现。（P197）并行工程（CE）是一种对产品及其相关过程（包括制造过程和支撑过程）进行并行的、一体化设计的工作模式，这种模式可以使产品开发人员一开始就能考虑到从产品概念设计到产品消亡的整个产品生命周期中的所有因素，包括质量、成本、进度和用户要求。（P205)精益生产（LP）就是运用多种现代管理方法和手段，以社会需求为依托，以充分发挥人发的作用为根本，有效配置和合理使用企业资源为企业谋求经济效益的一种新型企业生产方式。精益生产方式的资源配置原则是以彻底消除无效劳动和浪费为目标。（P211）敏捷制造（AM）又称灵捷制造，是指企业快速调整自己，以适应当今市场持续多变的能力；以任何方式来高速、低耗地完成它所需要的任何调整，依靠不断开拓创新来引导市场，赢得竞争。（P216）制造企业在采用敏捷制造策略后将在以下几个方面会引起明显的变革：联合竞争、技术和交叉能力、环境意识加强、信息成为商品。（P220）智能制造系统（IMS）是一种由智能机器人和人类专家共同组成的人机一体化系统。它突出了在制造诸环节中，以一种高度柔性与集成的方式，借助计算机模拟人类专家的智能活动进行分析、判断、推理、构思和决策，取代或延伸制造环境中人的部分脑力劳动，同时收集、存储、完善、共享、继承和发展人类专家的制造智能。（P220）与传统制造系统比较，智能制造系统具有自律能力、人机一体化、虚拟现实、自组织和超柔性、学习能力和自我维护能力。（P221）它将成为影响未来经济发展过程中制造业的重要生产模式。

结论

先进制造技术融合了众多高新技术，涉及到制造业中的产品的整个生命周期，能实现优质、高效、低耗、洁净、灵活的生产，同时也提高了对多变市场的应对能力和竞争能力。现在人类社会已经步入知识经济时代，知识和技术被认为是提高生产率和实现经济快速增长的驱动器。因而，先进制造技术已成为制造企业在激烈市场竞争中立于不败之地并求得迅速发展的关键因素，成为世界经济发展和满足人类日益增的需求的重要支撑，成为加速高科技发展和实现国防现代化的助推器

篇2：先进制造技术 论文(概括总结)

1、零件的无损检测

无损检测：是在不破坏或基本不破坏零件、构件和材料，即不破坏零件、构件的形状、尺寸精度，表面质量和不改变材料的成分、性能及零件使用性能的前提下，采用物理、化学等方法探测零件材料内部和表面的缺陷及其某些物理性能。无损检测技术主要应用在以下三方面： 监督和控制生产过程中的质量问题

产品出厂前的成品检测和用户验收检测

产品的使用过程中的维护检测。

无损检测方法： 渗透探伤

磁粉探伤

涡流探伤

超声波探伤

射线探伤

声发射探伤

综合探伤法。

2、超声波探伤原理

超声波探伤:是利用超声波通过两种介质的界面时发生反射和折射的特性来探测零件内部的缺陷。3）超声波探伤的特点

厚度: 探测5~3000mm厚的金属或非金属材料的构件。

粗糙度: 对零件表面粗糙度有一定要求。一般要求粗糙度等级高于Ra6.3，表面清洁光滑，与探头接触良好。

盲区: 零件表面一段距离内的缺陷波与初始波难于分辨，难以探测缺陷。盲区的大小因超声波探伤仪不同而异，一般为5~7mm。超声波探伤中对缺陷种类和性质的识别较为困难,需借助一定的方法和技术。

3、无损检测：是在不破坏或基本不破坏零件、构件和材料，即不破坏零件、构件的形状、尺寸精度，表面质量和不改变材料的成分、性能及零件使用性能的前提下，采用物理、化学等方法探测零件材料内部和表面的缺陷及其某些物理性能。

机器视觉的技术趋势： 高速化、高分辨率、彩色

低功耗、智能化、模块化、傻瓜化

先进数字网络

特殊应用。4、21世纪制造业面临的六大挑战：

快速响应市场能力的挑战－全部制造环节并行实现 打破组织、地域和时间壁垒的挑战－技术资源的集成

信息时代的挑战－信息向知识的转变（信息的收集、储存、分析、发布和应用）有限的资源和日益增长的环保压力的挑战－可持续发展（减少污染、合理资源利用）制造全球化和贸易自由化的挑战－可重组工程 技术创新的挑战－全新制造工艺和产品的开发

5、先进制造技术的内涵和特点

传统制造技术

先进制造技术

系统性

能驾驭生产过程

物质流、信息流和能量流 广泛性

贯穿从产品设计、加工制造到产品销售的整个过程

集成性

专业和学科不断渗透、交叉融合，其界限逐渐淡化甚至消失 动态性

不同时期、不同国家，其特点、重点、目标和内容不同 实用性

注重实践效果，促进经济增长，提高综合竞争力 先进制造技术的分类： 现代设计技术

先进制造工艺

加工自动化技术

现代生产管理技术

先进制造生产模式

先进制造技术与传统制造技术比较具有系统性、广泛性、集成性、动态性、实用性特征。现代设计方法：优化设计

可靠性设计

价值工程

反求工程

绿色设计。

优化设计步骤： 设计对象的分析

设计变量和设计约束条件的确定

目标函数的建立、合适的优化计算方法的选择

优化结果分析。现代设计技术的时间维：

产品规划--需求分析、市场预测、可行性分析、总体参数、制约条件和设计要求； 方案设计--功能原理设计，确定原理方案；

技术设计--将产品的功能原理具体化为机器产品及其零部件的具体结构； 施工设计--指工程图绘制，工艺文件编写，说明书编写等。

现代设计技术的逻辑维：分析--明确设计任务本质； 综合--综合各种因素，探求解决方案； 评价--对多种方案进行比较和评定，方案调整和改进； 决策--确定最佳的设计方案。从系统工程的观点分析，现代设计技术是一个由 时间维、逻辑维 和 方法维 组成三维系统。

6、CAD产品的造型建模技术

线框模型：以顶点和棱边描述三维形体，为两表结构； 表面模型：以表面描述形体方法，为三表结构；

实体建模：能完整表示三维的几何信息和拓扑信息，有

扫描表示法、边界表示法、构造实体几何法等结构形式； 特征造型：以具有工程语义的各类特征来定义描述形体的方法，便于CAD/CAM技术的集成。

CAD技术经历了萌芽期、成长期、发展期、普及期，现已进入CAD与其它信息技术集成的年代；

7、可靠性设计的主要内容：

故障机理和故障模型研究

研究产品元件材料老化失效机理，掌握老化规律，揭示影响老化因素，建立失效机理模型。

可靠性试验技术研究

试验是取得可靠性数据主要来源，发现产品设计和研制阶段的问题，恰当的试验方法有利于保证和提高产品的可靠性，能够节省人力和费用。

可靠性水平的确定

制定相关产品的可靠性水平等级，为产品的可靠性设计提供依据。可靠性设计的常用指标： 产品的工作能力

失效率

平均寿命。

8、对象选择的基本方法 综合加权评分法：

①分析影响产品价值因素，并确定权重；

②将各因素对所选择对象进行评分；

③将各对象中各因素的得分与权重相乘；

④求取各对象总分值，以此作为选择对象依据。ABC分类法--将零件分为ABC三类，A类零件占产品总数10%-20%，而成本却占总成本60-70%；

B类60－70％，成本占10－20％；其余为C类。将A类零件作为价值分析对象。价值系数分析法--价值系数作为选择对象的依据

vi=fi/ci

9、反求工程： 已有产品→实物测量→重构模型→创新改进→加工制造 反求工程类型：

实物反求

信息源为产品实物模型，应用最广；

软件反求

信息源为产品工程图样、数控程序、技术文件等技术软件；

影像反求

信息源为图片、照片或影像等资料。

10、绿色设计主要内容：

绿色产品描述与建模；准确全面的描述，建立评价模型； 绿色设计材料选择

侧重环境约束和材料对环境影响；

面向拆卸的设计

能够高效、不加破坏地拆卸，有利于材料的重新利用和循环再生； 可回收性设计

包括可回收材料识别及标志、回收处理工艺、可回收性结构设计、可回收经济分析与评价；

绿色产品成本分析包括：污染物处理成本、拆卸成本、重复利用成本、环境成本等。绿色产品设计数据库： 包括材料成分、降解周期、费用、各种评价标准等。绿色设计的原则：

资源最佳利用原则

能量消耗最少原则

“零污染”原则

“零损害”原则。技术先进原则

采用新技术，使产品具有市场竞争力； 生态经济效益最佳原则 同时考虑经济效益和环境效益。

11、材料受迫成形工艺技术： 精密洁净铸造成形

精确高效金属塑性成形工艺

粉末锻造成形工艺

高分子材料注射成形。

12、超精密加工技术发展起因 ：

提高产品性能和质量，提高稳定性和可靠性；

促进产品的小型化；

增强零件的互换性，提高装配生产率。超精密加工所涉及的技术范围：

超精密加工机理

刀具磨损、积屑瘤生成规律、磨削机理、加工参数对表面质量的影响等有其特殊性；

超精密加工的刀具、磨具及其制备

刀具的刃磨、超硬砂轮的修整；

超精密加工机床设备

机床精度、刚度、抗振性、微量进给机构；

精密测量及补偿技术

有相应级别的测量装置，具有在线测量和误差补偿；

严格的工作环境

恒温、净化、防振和隔振等。

13、超硬磨料砂轮的修整方法：车削法

磨削法

喷射法

电解在线修锐法 电火花修整。

14、高速切削特征： 切削力低

热变形小 材料切除率高

高精度

减少工序。

高速切削加工关键技术： 高速主轴

快速进给系统

高性能的CNC控制系统

先进的机床结构

高速切削的刀具系统。

15、微机械（MEMS）按尺寸特征分类及其特征：

微小机械 1-10mm；微机械 1μm-1mm； 纳米机械 1nm-1μm。

微机械加工方法有超微机械加工、光刻加工、电化学加工、复合加工等。

体积小、精度高、重量轻

性能稳定、可靠性高

能耗低、灵敏度、工作效率高

消耗的能量远小于传统机械

多功能和智能化

制造成本低。

16、表面工程技术： 表面改性技术

表面覆层技术

复合表面处理技术。

17、现代特种加工技术：激光加工

超声波加工

水射流切割加工。

18、机械零件常用的成形方法有受迫成形、去除成形、堆积成形；

19、精密洁净铸造成形、精确高效金属塑性成形、粉末锻造成形工艺、高分子材料注射成形均属于先进的材料受迫成形工艺；

20、RPM工艺方法有光敏液相固化法SLA、选区片层粘结法LOM、选区激光烧结法SLS、熔丝沉积成形法FDM。

21、制造自动化技术发展趋势：

制造敏捷化

制造网络化

制造虚拟化

制造智能化

制造全球化

制造绿色化

22、数控装置功能：

控制功能

准备功能

插补功能

辅助功能

补偿功能。数控系统功能方面： 用户界面图形化

科学计算可视化

插补和补偿方式多样化

内置高性能PLC。

体系结构的发展： 集成化

模块化

网络化

开放式闭环控制模式。

23、工业机器人的组成： 执行机构

控制系统

驱动系统

位置检测装置。

24、FMS单元控制器功能： 通信管理与运行控制

系统信息管理

作业计划制定

系统作业调度

系统过程监控。

FMS控制系统由系统管理与控制层（单元控制层）、过程协调与监控层（工作站层）、设备控制层组成。

25、现代生产管理阶段: 时间段：20世纪70年代至今。

主要管理技术： 物料需求计划MRP用于生产计划与控制； 在MRP基础上发展成为集采购、库存、生产、销售、财务等为一体的制造资源计划MRPII管理方法； 为适应全球经济发展，在MRPII的基础上又出现了以供应链为核心的企业资源计划ERP管理模式。

26、PDM的体系结构： 支持层

对象层

功能层

用户层。PDM的功能

电子资料室管理和检索 PDM核心功能

产品配置管理

工作流程管理

项目管理功能。

27、物流系统基本活动： 物料加工 包装 装卸搬运

存储 配送 物流信息处理。

物流管理内容： 物流计划管理

调整物流关系

物流经济活动管理

物流作业系统管理。

28、及时生产(JIT)的目标： 库存量最低(零库存)

废品量最低(零废品)

设备保持完好(零故障)

准备时间最短(零准备时间).29、PDM是一种管理所有与产品相关的信息和过程的技术，它 为企业建立了一个并行化产品设计和制造的协调环境。

JIT是以看板为管理工具，以装配为起点的“后拉式”生产方法，追求零库存、零废品、零故障的企业经营目标。

TQM为全员参加、贯穿产品全生命周期、力求全面经济效益的一种质量管理模式。

30、CIMS的组成：经营管理信息分系统（MIS)工程设计信息分系统(EDIS)制造自动化分系统(MAS)质量保证信息分系统（QIS)

数据库管理分系统

计算机网络分系统。CIMS三要素关系： 经营管理与技术

人与技术

人与经营管理。

31、并行工程关键技术： 产品开发过程的重构

集成的产品信息模型

并行设计过程的协调与控制。

32智能制造系统的特征：

自律能力

人机一体化

虚拟现实技术

学习能力与自我维护能力。

33、及时生产、成组技术和全面质量管理是精益生产的三大支柱。

34、系统误差的发现： 理论分析及计算

实验对比法

残余误差观察法

残余误差校核

计算数据比较法。

系统误差的削弱和消除： 从产生误差源上消除系统误差

引入修正值法

零位式测量法

补偿法

对照法。

篇3：先进制造技术及其发展

制造业是现代国民经济和综合国力的重要支柱,在国民经济建设、社会进步、科技发展与国家安全中占有重要战略地位,其生产总值一般占一个国家国内生产总值的20%～55%。世界各国经济实力的竞争,主要是先进制造技术的竞争,其竞争能力又体现在所生产产品的市场占有率上。随着经济的高速发展以及顾客需求和市场环境的不断变化,这种竞争日趋激烈,因而各国政府都非常重视对先进制造技术(advanced manufactuing technology, AMT)的研究。

1 AMT的概述

AMT,往往用AMT来概括由于微电子技术、自动化技术、信息技术等给传统制造技术带来的种种变化与新型系统。具体地说,AMT是制造业不断吸收信息技术和现代管理技术的成果,并将其综合应用于产品设计、加工、检测、管理、销售、使用、服务乃至回收的制造全过程,以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产,提高对动态多变的市场的适应能力和竞争能力的制造技术的总称。

与传统的制造技术相比,当代的AMT以其高效率、高品质和对于市场变化的快速响应能力为主要特征。AMT是生产力的主要构成因素,是国民经济的重要支柱。它担负着为国民经济各部门和科学技术的各个学科提供装备、工具和检测仪器的重要任务,成为国民经济和科学技术赖以生存和发展的“土壤”。尤其是一些尖端科技,如航空、航天、微电子、光电子、激光、分子生物学和核能等技术的出现和发展,如果没有AMT作为基础,是根本不可能的。

2 AMT的体系结构

AMT主要包括以下3个技术群(图1):

a) 主体技术群:这是制造技术的核心,它包括两个基本部分:有关产品设计技术和工艺技术。

1) 面向制造的设计技术群。面向制造的设计技术群系指用于生产准备的工具群和技术群。设计技术对新产品开发生产费用、产品品质以及新产品上市时间都有很大影响。产品和制造工艺的设计可以采用一系列工具,例如计算机辅助设计(CAD)以及工艺过程建模和仿真等,生产设施、装备和工具,甚至整个制造企业都可以采用先进技术进行有效地设计。

2) 制造工艺技术群(制造技术环境)。制造工艺技术群是指用于物质产品生产的过程及设备。制造工艺技术群是有关加工和装配的技术,也是制造技术的传统领域。

b) 支撑技术群:支撑技术群是指支持设计和制造工艺两方面取得进步的基础性的核心技术。基本的生产过程需要一系列的支撑技术,如:测试和检验、物料搬运、生产计划的控制以及包装等。它们也是用于保证和改善主体技术的协调运行所需的技术,是工具、手段和系统集成的基础技术。支撑技术群包括:

1) 信息技术:接口和通信、数据库技术、集成框架、软件工程人工智能、专家系统和神经网络、决策支持系统;

2) 标准和框架:数据标准、产品定义标准、工艺标准、检验标准、接口框架;

3) 机床和工具技术;

4) 传感器和控制技术:单机加工单元和过程的控制、执行机构、传感器和传感器组合、生产作业计划;

5) 其他。

c) 制造技术基础设施:制造技术基础设施是指为了管理好各种适当的技术群的开发并鼓励这些技术在整个国家制造行业内推广应用而采取的各种方案和机制。制造技术的基础设施是使先进的制造技术与企业组织管理体制和使用技术的人员协调工作的系统工程,是AMT不可分割的一个组成部分。

3AMT的现状

AMT是现代技术和工业创新的集成和典范,是国家制造业水准的主要标志,是国家工业的基础和支柱。目前,世界各工业发达国家已充分认识到发展AMT的重要性和紧迫感,纷纷对此进行广泛深入的研究,展开了激烈的竞争。各种创新成果和先进技术不断涌现。它们主要包括:计算机集成制造系统(computer integrated manufacturing system, CIMS),敏捷制造(agile manufacturing, AM),并行工程(concurrent engineering, CE),虚拟制造(virtual manufacturing, VM)以及可持续发展技术等等。

a) CIMS是现代信息技术条件下的新一代制造系统。它以计算机来辅助制造系统的集成,以充分的、及时的信息交流或信息共享将企业的设计、工艺、生产车间以及供销和管理部门集成为一个有机的整体,使他们相互协调地运作,以提高产品品质,缩短产品开发周期,提高生产效率,确保企业的整体效益,提高企业的竞争能力和生存能力。

b) CE是对产品及其相关过程(包括制造过程和支持过程)进行并行、一体化设计的一种系统化的工作模式。在传统的串行开发过程中,设计中的问题或不足,要分别在加工、装配或售后服务中才能被发现,然后再修改设计,改进加工、装配或售后服务(包括维修服务)。而CE就是将设计、工艺和制造结合在一起,利用计算机互联网并行作业,大大缩短生产周期(图2)。

c) AM是指企业实现敏捷生产经营的一种制造哲理和生产模式。AM包括产品制造机械系统的柔性、员工授权、制造商和供应商关系、总体品质管理及企业重构。AM是借助于计算机网络和信息集成基础结构,构造有多个企业参加的“VM”环境,以竞争合作的原则,在虚拟制造环境下动态选择合作伙伴,组成面向任务的虚拟公司,进行快速和最佳生产。

d) VM是虚拟现实(virtual reality, VR)技术在制造中的应用。VM实际上是一种计算机科学技术,以信息技术、仿真技术、VR技术为支柱,在产品设计或制造系统的物理实现之前,就能使人体会到或感觉到未来产品的性能或者制造系统的状态,从而可以做出前瞻性的决策与优化实施方案。VM技术是对真实制造过程的动态模拟、仿真,是在计算机上制造数字化产品,在VM环境中生成软产品原型代替传统的硬样品进行试验,对其性能和可制造性进行预测和评价,从而缩短产品的设计与制造周期,降低产品的开发成本,提高系统快速响应市场变化的能力。VM技术是CE, AM,精益生产的支撑技术,是品质工程实现的有力保证。

e) 可持续设计是在生态哲学的指导下,将设计行为纳入“社会-经济-环境-人类”的系统中,既实现社会价值又保护人与自然的共同繁荣,旨在平衡环境、社会、经济三方面的设计实践和设计管理。可持续设计包含并超越了传统的产品设计,并代表了人类对传统产品设计的新思考,是产品设计学科的新的发展方向。目前可持续设计并不成熟,主要设计工具有生命周期评价(LCA);面向环境的设计(DFE);面向材料选择的设计(DFMS);面向拆装的设计(DFD);面向回收的设计(DFR)等,可持续设计可以说是人类文明的巨大进步。

4 先进制造的发展趋势

先进制造业追求的目标是:高品质、高效率、高柔性、低成本、低劳动力、低消耗、品种多和规格全的产品,因此,ATM的发展趋势应体现在以下几个方面:

a) 制造技术向自动化与智能化方向发展:随着电子技术、信息技术和计算机技术的发展,推动了制造技术向更深层次发展。基于CAD/CAM技术的CIMS是制造业自动化的一个重要方向。CIMS通过CAX(CAD,CAPP,CAE, CAM)系统和PDM系统,进行产品的数字化设计、仿真,并结合数字化制造设备,进行自动加工。并采用MRPII/ERP系统,对整个企业的物流、资金流、管理信息流和人力资源进行数字化管理。智能制造技术(IMT)是将人工智能融入制造过程的各个环节,通过模拟人类专家的智能活动,取代或延伸制造系统中的部分脑力劳动,在制造过程中系统能自动监测其运行状态,在外界干扰或内部激励下能自动调整其参数,以达到最佳状态和具备自组织能力。例如机器人加工就是将机床与机器人、传感器、控制器组合而成的智能制造系统,它具有信息处理和知觉反馈、决策能力,可同时控制指挥多种操作,从而能提高效率、保证品质和降低成本。

b) 精密成形与加工:精密加工、超精密加工技术、微型机械是AMT发展的方向之一。精密和超精密加工技术包括精密和超精密切削加工、磨削加工、研磨加工以及特种加工和复合加工(如机械化学研磨、超声磨削和电解抛光等)三大领域。超精密加工技术己向纳米技术发展。纳米技术已在纳米机械学、纳米电子学和纳米材料技术得到了应用。

c) 新型特种加工方法的形成:特种加工亦称“非传统加工”或“现代加工方法”,泛指用电能、光能、热能、电化学能、化学能、声能及特殊机械能等能量达到去除或增加材料的加工方法。它包括激光加工技术、电子束加工技术、离子束加工技术、等离子加工技术、电加工技术等。今后,特种加工将从实际出发,在融合传统技术和现代技术的基础上大力开发特种加工领域中的新方法,包括微细加工和复合加工。

d) 制造业中广泛应用VM技术和柔性制造技术:制造过程中的VM是指面向产品生产过程的模拟和检验。VM的核心是计算机仿真,通过仿真软件来模拟真实系统,以保证产品设计和产品工艺的合理性,保证产品制造的成功和生产周期,发现设计、生产中不可避免的缺陷和错误。所谓柔性,是指一个制造系统适应各种生产条件变化的能力,它与系统方案、人员和设备有关。系统方案的柔性是指加工不同零件的自由度。人员柔性是指操作人员能保证加工任务,完成数量和时间要求的适应能力。设备柔性是指机床能在短期内适应新零件的加工能力。

e) 网络化和全球化:随着网络通讯技术的迅速发展和普及,企业的产品设计、物料选择、零件制造、市场开拓与产品销售等都可以异地或跨越国界进行。此外,网络通讯技术的快速发展,加速技术信息的交流、加强产品开发的合作和经营管理的学习,推动了企业向着既竞争又合作的方向发展。因此制造业发展的必然是由网络化迅速向全球化迈进。

f) 实施无污染绿色制造:绿色制造是通过绿色生产过程、绿色设计、绿色材料、绿色设备、绿色工艺、绿色包装、绿色管理等生产出绿色产品,产品使用完以后再通过绿色处理后加以回收利用。采用绿色制造能最大限度地减少制造对环境的负面影响,同时使原材料和能源的利用效率达到最高。对于目前世界资源紧张,环境恶化的现状以及人类的持续发展的要求来讲,绿色制造是必然的趋势。

5 结语

AMT充分体现了一个国家的生产技术水平和现代化程度,是国际间经济竞争和科技竞争的重要手段,发达国家都把它作为优先发展的领域。只有跟上发展AMT的世界潮流,将其放在战略优先地位,并以足够的力度予以实施,才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。

摘要：介绍了先进制造技术的概念以及先进制造技术的体系结构,包括:面向制造的设计技术群、制造工艺技术群和支撑技术群,分析了先进制造技术的发展现状,并对先进制造技术的发展趋势进行了预测和探究。

关键词：先进制造技术,发展趋势,绿色制造

参考文献

[1]周会娜,林滨,程应科.先进制造技术及其重点发展方向[J].精密制造与自动化,2006,4.

[2]王先逵.现代制造技术及其发展趋向[J].现代制造工程,2008,1.

[3]张世昌.先进制造技术[M].天津:天津大学出版社,2004.

篇4：我国先进制造技术发展趋势

关键字:机械制造;发展现状;趋势

中图分类号:TH16文献标识码:A

文章编号:1674-0432(2010)-05-0137-1

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

一、先进制造技术的概念和内涵

先进制造技术(Advanced Manufactuing Technology), 就是指集机械工程技术、电子技术、自动化技术、信息技术等多种技术为一体所产生的技术、设备和系统的总称。

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

(二)广义说,先进制造技术包含两大方面:

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

2.利用计算机进行生产任务和制造资源合理组织与调配的各种管理技术,如管理信息系统MIS、物料需求计划MRP、制造资源计划MRPII、企业资源计划ERP、工业工程IE、办公自动化OA、条形码技术BCT、产品数据管理PDM、全面质量管理TQM、电子商务EC、客户关系管理CRM等。

二、当前我国先进制造技术(AMT)的现状

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

(一)制造技术基础薄弱

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

(二)设计研发手段滞后

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

(三)自主创新能力不强

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

(四)产品的研发与生产过程严重脱节

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

三、我国未来先进制造技术的发展趋势

(一)制造技术自动化

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

(二)纳米制造科技

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

(三)生物制造与仿生机械的科学与技术

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

(四)绿色制造技术

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

篇5：先进制造技术与先进制造模式论文

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

关键词：先进制造技术论文

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

一、机械制造业的发展趋势

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

(一)精密化

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

(二)自动化

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

(三)信息化

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

(四)柔性化

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

(五)集成化

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

(六)智能化

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

二、先进的制造模式

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

(一)精良生产(LP)

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

(二)集成制造与智能制造

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

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

三、存在差距和实施策略

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

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

篇6：先进制造技术论文智能制造

作者：王玉石

湖北文理学院机械与汽车工程学院工业工程1311班 学号2013123106

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

关键词：智能制造，IMS,IMC,IMT。1.主要研究内容和目标

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

3．智能制造的物质基础及理论基础

3.1.智能制造系统的物质基础主要有：

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

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

(4)制造系统为智能化开发了面向制造过程

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

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

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

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

参考文献

篇7：先进制造技术3d打印技术

【摘要】：3D打印作为当今的先进的制造技术，它的应用面相当的广泛，而且现正逐渐用于一些产品的直接制造，这意味着这项技术正在普及。本文就以3D打印为何物、3D打印的基本原理与现有技术、3D打印为什么能火、3D打印的应用及3D打印离我们生活到底有多远这几个方面来探讨3D打印

【关键词】3D打印

应用面广泛引言

随着时代的进步，我们的生活水平日渐提升，同时，人口也在急剧的增长，我们需要越来越多的物品来满足物质生活条件。这就势必造成我们对物品的要求也会越来越高，做工精细、独特且非量产的物品会受广大人们的喜爱。如今，我们拥有了3D打印这一先进的技术，我们可以通过3D打印机来打印各种我们所需要的、想要的。3D打印技术应用面广，它可以用于医疗行业、科学研究、产品模型、建筑设计、制造业及食品等，前景广泛。3D打印究竟为何物

3D打印机，即快速成形技术的一种机器，它是一种数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。过去其常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，现正逐渐用于一些产品的直接制造，意味着这项技术正在普及。基本原理与现有技术 3D打印机原理很简单，每一层的打印过程分为两步，首先在需要成型的区域喷洒一层特殊胶水，胶水液滴本身很小，且不易扩散。然后是喷洒一层均匀的粉末，粉末遇到胶水会迅速固化黏结，而没有胶水的区域仍保持松散状态。这样在一层胶水一层粉末的交替下，实体模型将会被打印成型。完成后，要处理掉物品周围沾满的粉末，这是可以循环利用的，再涂上增强硬度的胶水。

眼下3D打印机有两种类型，一种是堆叠法，一种是烧结。原理基本都是多层分片打印，而堆叠和烧结只是成型技术的区别。堆叠只能成型塑料、硅之类的材质，对固化反应速度有要求，而烧结可以利用激光的高温对金属粉末进行处理加工出金属材质的东西出来，实体可通过打磨、钻孔、电镀等方式进一步加工。所以3D打印机和普通打印机，最大的区别是“墨水”。3D打印为何能火

在欧美，注重创造力的发达国家，3D打印技术已经成功商用，尤其是消费电子业、航空业和汽车制造业。它们不光可以离开传统的大规模机床来制造小数量的部件，而且可以用不同方法来制造，比如单个制作喷气式飞机上的空气动力导管，而不再需要很多不同的元件来组装它。

用发展的眼光来看，3D打印首先会影响的是模具行业。即便在国内制造行业不景气的今天，模具行业仍然风景独好，一方面是对技术要求高，另一方面是市场有需求，在产品大规模生产之前，必须要进行多次打样和修改。3D打印机的出现，其实是消灭了模具反复打造的流程，能直接从计算机图形数据中生成任何形状的零件，极大地缩短产品的研制周期，大幅减少成本投入，对于一些复杂而精细的造型，3D打印机表示毫无压力。

其次是会引发个性风潮。对一些小厂家来说，迫于模具制造的高成本，往往会采用公模来生产，虽然在功能上能满足用户的需求，但千篇一律的造型，很难迎合时下个性化的发展趋势，所以卖不出高价，只能靠低价来吸引消费者。在机械化和流水线盛行的年代，人们对于手工的东西有特别的亲切感，即便价格昂贵数倍，也不愁找不到买家，原因是手工制作不可能有相同的，而且品质有保证。3D打印机的出现，一方面满足人们对个性化产品的追求欲，完全可以量身定制，另一方面在大大提高生产效率的同时，还能降低成本。

第三是激发了人的想象力。极客牙医用它进行牙齿正畸和数字化种牙，减少风险和痛苦；外科医生更厉害，直接打印骨头，只不过把材料换成添加了硅和锌磷酸钙，用于临床手术；汽车维修公司用它来打印稀缺的汽车零部件，原先要等全球物流下2个月才到的一个东西，1个小时搞定了；英国科学家还在3D打印机的基础上成功改造，使用液态巧克力作为“油墨”，可以打印各种形状的巧克力，几乎所有人都相信，3D打印机会成为食品界杀手级工具。3D打印的应用

科学研究

美国德雷塞尔大学的研究人员通过对化石进行3D扫描，利用3D打印技术做出了适合研究的3D模型，不但保留了原化石有的外在特征，同时还做了比例缩减，更适合研究。

产品模型

比如微软的3D模型打印车间，在产品设计出来之后，通过3D打印机打印出来模型，能够让设计制造部门更好的改良产品，打造出更出色的产品。

汽车制造业

不是说你的车是3D打印机打印出来的(当然或许有一天这也有可能)，而是说汽车行业在进行安全性测试等工作时，会将一些非关键部件用3D打印的产品替代，在追求效率的同时降低成本。

建筑设计

在建筑业里，工程师和设计师们已经接受了用3D打印机打印的建筑模型，这种方法快速、成本低、环保，同时制作精美。完全合乎设计者的要求，同时又能节省大量材料。

食品产业

没错，就是“打印”食品。研究人员 已经开始尝试打印巧克力了。或许在不久的将来，很多看起来一模一样的食品就是用食品3D打印机“打印”出来的。当然，到那时可能人工制作的食品会贵很多倍。

饰品/工艺品

这是最广阔的一个市场。在未来不管是你的个性笔筒，还是有你半身浮雕的手机外壳，抑或是你和爱人拥有的世界上独一无二的戒指，都有可能是通过3D打印机打印出来的。甚至不用等到未来，现在就可以实现3D打印离我们的生活有多远

工业用的3D打印系统价格从1.5万美元左右起，最贵的要100多万美元。但是，普通的桌面3D打印机并不像大家想象的那么昂贵。3D打印机现在来看，在欧美国家已经形成了一种潮流和噱头，多为极客和高端用户服务。美国加利福尼亚州的Legacy Effect公司，利用Objet 3D打印机为电影特效片段制造3D模型和原型，为演员量身定制可以完全适合演员的脸、颈部和头部的道具，在电影《侏罗纪公园》、《阿凡达》、《钢铁侠》以及《复仇者联盟》中都有应用。

国内目前3D打印还有待普及，一方面是应用于工业的高端型号投入较大，行业投资人比较慎重，处于观望状态，另一方面，应用普及也就是从最近才开始，用户缺乏对3D打印有一个深入的认识，由于有些新闻在描述上运用了夸张的手法，大胆的预测，所以给人的感觉是电影中的情节。

业内人士介绍，和美国相比，中国缺少DIY和创意设计的习惯，所以3D打印机的最大优势往往得不到发挥，要成为主流的生产制造技术还需要3-5年时间。此外，国外3D打印机售价过高，而且有些限制出口，国产3D打印机在精度、速度和打印的尺寸上还无法满足商用的需求，在几何图形优化、描绘和材质贴图、对切割和中空部件做打印准备、支持任意三维软件生成的数据和对超大模型的自动分段等方面还需要进一步提升。不过，随着热度的提升，这块蓝海很快就会被发现，解决只是时间问题。

7.参考文献

[1]谢 锋 , 刘正士 先进制造技术学科发展趋势分析, 2000 [2]孙大涌，先进制造技术 机械工业出版社 , 19991

篇8：先进制造技术的发展趋势

先进制造技术AMT(advanced manufacturing technology)是一个相对的、动态的概念,是为了适应时代要求,提高竞争能力,对制造技术不断优化所形成的。虽然目前对先进制造技术仍没有一个明确的、一致公认的定义,但经过对其内涵和特征的分析研究,可以定义为:“先进制造技术是制造业不断吸收机械、电子、信息(计算机与通信、控制理论、人工智能等)、能源及现代系统管理等方面的成果,并将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务乃至回收的全过程,以实现优质、高效、低耗、清洁和灵活生产,提高对动态多变的产品市场的适应能力和竞争能力的制造技术的总称。”先进制造技术是发展国民经济的重要基础技术之一,对我国的制造业发展有着举足轻重的作用。

1 我国先进制造技术的发展状况

近10年来,中国先进制造技术在政府的关怀下得到快速发展和重大突破。具体表现在以下9个方面[2,3,5,7]。

a) 计算机辅助设计(CAD)技术普及化。CAD技术得到广泛的应用,提高了中国企业整体的设计水平和产品开发能力。以三维CAD和产品数据管理为重点,在软件市场和企业应用方面得到充分的发挥。在三维CAD软件开发上,主要表现为:第一代三维CAD软件及CAD/CAM系统纷纷上市、建立了2D和3D统一模型,软件的集成性得到提高与改善,软件的专业化和本地化得到加强。

b) 快速原型制造技术由起步迈向成熟,应用初具规模。快速原型制造技术是国外在20世纪80年代中期发展起来的高新技术,包括一切由CAD模型直接驱动的快速制造任意复杂形状三维实体的技术总称。中国从20世纪90年代期间起步,并取得了突破性的进展。目前已掌握了4种最主要的快速成型制造技术,即立体印刷(SLA)、分层实体制造(LOM)、选择性激光烧结(SLS)、熔融沉积成形(FDM)技术,并在工艺、装备、材料方面并举发展。采用上述技术的设备国内都已商品化生产,投放国内市场并有少量出口。

c) 精密成形与加工技术水平显著提高,在汽车零部件、重大装配制造中获得广泛应用。精密成形与加工技术是指机械零部件从毛坯成形、零件加工到装配成为产品的全过程中,采用近净成形、近无缺陷成形、超精密和超高速等多种先进技术,使制造过程精密、高效、低耗,以获得高精度、高品质产品的综合集成技术,近5年来取得重大进展。

d) 热加工工艺模拟优化技术取得重要进展,使材料热加工由“技艺”走向“科学”。热加工工艺模拟优化技术以材料热加工过程的精确数学建模和物理建模为基础,以数值模拟及相应的精确测试为手段,能够在计算机逼真的拟实环境中动态模拟热加工过程,预测材料经过成形、改性制成零件毛坯后的组织性能品质,特别是能找出易发缺陷的成因及消除方法,通过在虚拟条件下工艺参数的反复比较,得出最优工艺方案,通过模拟优化,可以确保关键大件一次制造成功;对于大批量生产的毛坯件,可以减小试模次数,直至确保一次试模成功。

e) 激光加工在基础研究和技术开发方面有实质性进展,产业应用获得经济效益。在应用基础研究方面:大功率CO2及YAG激光三维焊接和切割机理与技术研究已取得重要进展,一是建立了大功率激光光束的传输与聚焦理论及加工用激光光束品质的评定方法;二是建立了具有真正实用价值的激光三维加工数控自动编程。

f) 数控技术取得重要进展,国内市场占有率有所提高。中国在数控机床共性关键技术攻关、数控机床开发、数控系统和普及型数控机床产业化工程研究、传统装备的数控化改造等方面取得了进展,在一些基础技术和关键技术上有重大突破。开发出PC机为平台的数控系统,在充分利用计算机高速发展的硬件技术基础上提高了软件开发水平。在数控系统功能上,解决了多坐标联动、远程数据传输及远程控制、诊断等技术难题。开发了高速主轴单元、加工中心刀库和数控车床回转动力刀架,使普及型数控机床整体性能有了较大提高。

g) 现场总线智能仪表研究开发获重要进展,应用已有一定的基础。基于计算机及数字通信技术的工业控制通信网络技术,即现场总线技术,以及相关的设备及系统技术获得快速发展,这是未来工业自动化技术和自动化控制技术的重要发展方向。

h) 现代集成制造系统研究和应用取得突破,在国际上已占有一席之地。现代集成制造系统是一种新的制造模式,将信息技术、现代管理技术和制造技术相结合,并应用于产品生命周期的各个阶段,通过信息集成、过程优化及资源优化,实现物流、信息流、价值流的集成和优化运行,达到人与组织,经营管理和技术三要素的集成优化,以改进产品的开发时间、品质、成本、服务和环境,从而提高企业的市场应变能力和竞争能力。

i) 新生产模式的研究和实践具有特色,推动了中国制造业的技术进步和管理现代化,并在中国汽车制造业中首先推广。通过精简机构、减少管理层次和消除各种浪费现象,显著提高了企业的经营效益。

2 先进制造技术的体系结构及其分类[1,2,6,7]

目前对先进制造技术的体系结构认识很不统一,下面给出二种先进制造技术的体系结构以供参考。机械科学研究院(AMST)提出的先进制造技术由多层次技术群构成的体系图(图1),强调了从基础制造技术、新型制造单元技术到先进制造集成技术的发展过程,也表明了在新型产业及市场需求的带动之下,在各种高新技术的推动下先进制造技术的发展过程。

先进制造技术所涉及的学科门类多,包含的技术内容广泛。1994年,美国联邦科学、工程和技术协调委员会将先进制造技术分为三个技术群,即:1)主体技术群;2)支撑技术群;3)管理技术群。国内学者在此基础上进行了改进和充实,将其分为如图2所示的三大主体技术群和一个支撑技术群。

3 先进制造技术的发展趋势

进入21世纪,随着电子、信息等高新技术的不断发展,为适应市场需求的多变性与多样化,制造技术正朝着柔性化、智能化、集成化和宜人化、全球化、绿色生产化的趋势发展。[1,2,3,4]

3.1 柔性化

社会市场需求的多样化促使制造模式向柔性制造发展。据统计,自1975年至1990年,机械零件的种类增加了4倍,近80%的工作人员不直接与材料打交道,而与信息打交道,75%的活动不直接增加产品的附加值。随着技术革新和技术转让过程的加速,仅仅依靠生产技术进步取得品质和成本的最佳统一已明显不够,如何以最快的速度及时地开发出满足顾客愿望的产品并抢先打入市场,越来越成为竞争的焦点。这些都迫使现代企业必须具有很强的应变能力,能迅速响应用户提出的各种要求,并根据科技发展、市场需求的变化及时调整产品的类型和结构。原来的机械化、刚性自动化系统已不能适应这种需求,必须采用先进的柔性自动化系统。柔性制造系统、柔性装配系统(FAS)、面向制造与装配的设计以及并行工程等都是为生产技术的柔性化而开发研究的。

3.2 智能化

智能化被称为21世纪的制造技术,也是机械制造业发展的重要方向。智能制造技术将人工智能融入制造过程的各个环节,通过模拟专家的智能活动,取代或延伸制造环境中的部分脑力劳动,从而在制造过程中,系统具备自组织能力,能自动监测其运行状态,在受到外界或内部激励时能自动调整其参数,以达到最佳状态。

3.3 集成化

时间就是金钱,时间能赢得竞争的胜利。集成化已是摆在机械制造业面前头等重大的课题。以生产者为主导的生产方式正逐步向以消费者为主导的生产方式转变。集成化是先进制造系统的一个显著特征,这一集成特征正向着深度和广度方向发展。目前已从企业内部的信息集成发展到实现产品整个生命周期的过程集成,并将发展到企业间的动态集成。各个发展阶段的主要特点如下:

a) 信息集成:主要目的是通过网络和数据库把各自动化系统和设备包括已形成的自动化孤岛和异种设备互联,实现制造系统中的数据交换和信息共享;做到把正确的数据,在正确的时间,以正确的形式,送给正确的人,帮助人做出正确决策。

b) 功能集成:主要实现企业要素,即人、技术和管理组织的集成,并在优化企业运营模式基础上实现企业生产经营功能部分的整体集成。

c) 过程集成:主要通过产品开发过程的并行和多功能项目组成核心的企业科学化组织,实现产品开发过程、经营过程的集成,对企业过程进行重组与优化,使企业的生产与经营产生质的飞跃。

d) 全球化:面向21世纪国际化市场竞争的日益激烈以及高新技术的发展,动态联盟、虚拟公司、信息高速公路等的建立,顾客需求朝小批量多样化、交货快、成本低等方面发展,出现了强强联合的态势,使制造技术的全球化进程在20世纪80年代后迅速发展。这不仅与信息、交通的快速发展相关,更重要的是冷战的结束,关税壁垒被打破。一些发达国家通过经济手段来争夺市场,销售产品,输出

资本,争夺世界。

e) 绿色化:迄今为止,制造业已成为创造人类财富的支柱产业,是人类社会物质文明和精神文明的基础。绿色生产正是对生产过程和产品实施综合预防污染的战略,从生产的始端就注重污染的防范,以节能、降耗、减污为目标,以先进的生产工艺、设备和严格的科学管理为手段,以有效的物料循环为核心,使废物的产生量达到最小化,尽可能地使废物资源化和无害化,实现环境与发展的良性循环,最终达到持续协调发展。但是另一方面,在将制造资源转变为产品的制造过程中以及产品的使用和处理过程中消耗掉大量人类社会有限的资源,并对环境造成严重污染。因此,如何使制造业尽可能少地产生环境污染,是当前制造科学面临解决的重大问题。于是一个新的概念——绿色制造(green manufacturing)由此产生。绿色制造是面向21世纪的现代制造模式,它的实施将带来21世纪制造业的一系列重要变革或变化,是21世纪制造系统模式的必然选择和发展趋势之一。

4 结论

我国在先进制造技术方面和国外有较大的差距,特别是我国制造业的自动化、信息化水平不高。大力发展和应用先进制造技术,用其改造传统产业和形成高技术产业,提升我国制造业的产业结构、产品结构和组织结构,增强其技术创新能力、产品开发能力和市场竞争能力,是制造业特别是机械制造业走出困境的关键性措施。这样才能保证我们“世界工厂”地位的确立,实现由制造业大国向制造业强国的转变。

摘要：随着我国制造业的不断发展,先进制造技术得到越来越广泛的应用。介绍了先进制造技术的概念,分析我国目前先进制造技术的发展状况;从两种角度解释其结构特征,并从各种不同的角度展望先进制造技术的发展前景及其趋势特征。

关键词：先进制造技术,数控,制造业

参考文献

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