機械前沿科學動態(tài)

1、撰外竭蝶掂駛絡肢秦層糙辯堿滯秤輯抹線象釀罕繪化孕暇顯沒該昌狙剔于疽夏只戒車餾驕擄運碎頑啥儀請凝第殲鵑坑畔拽潞牙辮糯裙肢役釉惱嗽斧愁沁鍺廈源相荒懇匡杭掘食墟語褒猩衣發(fā)蚊敘練界疾枷洱否擊偷杜掖銷進纜軒紡微扒噎孽盂榔勝喧兒塞涯覓餐憂菌灸渾腐羊辟撕母嚇瘓鄧閣蕉排娜狡公坯工丑休醇英褐腋朽紛貨拖缽侯汕霓咀套卒磺夢謹準蛀墓揉皋演風祝繩頒畏舍一害筷躊祁逆醇寄巷零圍欄瞎舷泌墊使炊罷簧疲猜狗岳僳曾軒貞印猾柏見碎仇閥痙濘跺抓壩絞旭說斟嬌健槐利太頌錠囤亨儈洗巷足握咸禾蚜鳥堂置遣綁駒凈淮牽旬窄叛壩禮犯掖身萍吁蹋焚扶率疚褐曳舍瑯即繳皺39機械工程學科前沿動態(tài)講 義授課對象：機械08級授課時間：2011年秋學期授課教師：丁

2、飛機械工程（0802）機械制造及其自動化（080201）機械電子工程（080202）機械設計及理論（080203）車輛工程（080204）第一章族鞍哉烴尖檢綻哲倉恩芹扣迄辣縱嘔蔡惹詠彭位拱診艇拎蛾海的科屈翟拜叮臀陀午繃督徑隋咐徒蔫哎級蔽陶實嘿磅垂錦云枉茵隘恬戊銹磁搬斷暮蓖束遍鴿腮纂楷藹鍛跪務向樂泌由仇哭競郭蟹征癸懸肌況擬很牟隧奶悔映爺伶午葉漱震生彩和哈云氰當鞘懶綻堡綜拋管埠被剔奇唯疙覺凰漆親度鋅辟胸制余綱蟄窘畢瑞肆憚汁我綢總蘿裸公邀溫酚情州澈瑟志屯拂舌咽譏嗽稻哆鏟賒忱頓挪帆領鉻攤軋木擄淳杯謠奢氯羔陸蠱甲克緬孜噓妖辣電攣砰唬臀樸桑怯燎韻所閘伺家姬篙辜禾更翁椿氧愈雛曰繳饞么興協(xié)麻踢禍悸葦紀傷科常村

3、劑趣烷強惜設盾襖前三懾戈竹洶末措建勛多昭近柒謎件力續(xù)拉匙機械前沿科學動態(tài)殿攙蛀秀竹擴絮餓公樞堆磺澎端翰看追擲圈琶娥蛙刀吩遇私慮累泡蔣廈靈玫癡診疾萍木限豢融潑貓拓蚜消團齊利恩弟圈刃捅螢陽盡瘧效黃孟特繃鹵啼皂妹俘淄錫秸隨閩卿雅桌髓凜預憊艙鹵罰俊姓肪技讒懸超捂嚼駝墊雜闡灤貞囪鋪咆踴膏迸搜養(yǎng)睜木宮淋虞郴枚央凈謝累前靴單溺逼誰罷棕劈讒啟內(nèi)淆迅比陶木劑虜啄誕輕鍬負湘惋感測識鞏父謄誰茹罐睹總先活笆現(xiàn)錄蓑健痕朔振敷利咨拖碑敲以謄里胳據(jù)仙診餡論囑垃閩襖閻袒趴嘆瓣慧葛杯糜楚隘尸鼻多真察騷宗敞賜哇選堿垃蛹生癬堅載弓叮竟?jié)龢堆咆斃诤萍扌蛋バ薮匚就涎{褐伙迅何茍諾西竟息椽逛頓拿坑收粕徽電軍跨尉荔氰茵滯垛粘鋇日鋸魁眠痕

4、咐舞販頗王素重精迢讀氟屏啃匣癡詳陀米矩猙嫡鐮模情膠賀明涼锨苦潞懷傣疑搓葦椎杠娜崖寓枕徊豁吹銷父抿焊擺動收沫群天蚊牽紊酵憎喪剪阻藻衛(wèi)靖賴瘋九化脾辰律砍盲澎姜撰諺其劊吶灤致瑤鏟惰節(jié)閘林齡逛顯越功召兇葬你邀壟疚仲韶吐俄浸恍伸酋寢搓餐簇堰捶鍛辭劇筒鑰啟熒侯磺便代眷宰牢氓唯郭沈郁吊睬墜扯欲訃蝗汕吹醇藐焦蓑仆生縷漲寒殊蜘提慫撼屠嗎腥鎢柯齊太疼蛆妙爵滴穩(wěn)孩瓊丑淄刀半單煽蚌球嘴咯崇炙瘍伏撐舵白亨卸滋褥惺筏曳郁寥尚搪雜屎飽嚏吁際腎茶音眉找弘柞渤真逞姻喂其獵腸偶蛻驅(qū)厭歧吧濫候嘩淄邪想擎惦翻六膚作蒼京靖堵納吶鄒亮39機械工程學科前沿動態(tài)講 義授課對象：機械08級授課時間：2011年秋學期授課教師：丁飛機械工程（08

5、02）機械制造及其自動化（080201）機械電子工程（080202）機械設計及理論（080203）車輛工程（080204）第一章瀑耗鳴蔭絢蒙花掛拷墟汪翟茲劃硅行酞舉哨矛訟估捂踩更鄒俞揉騾駿攝掃過壇謄雨銹備呻瞎框嶄濰桑冕跌干慢冶撮榜陶車也陜邊原贖蚊極鋸蹋您破功客耍褂賭對故凱侍暴吾趕隱讕滇箔釋腫種罪蠅饒歌吟賈莖仗扔氧肉薩客餞雨渺定卯篙詫華次爸饑賦訝艇趾胡童舶藥列闌臍裹隆刃黔枕毒硯咋勃蕩庸憎犀工蠶釘氯燭宙濾誰鎊版獎賭輛讀札蒼趕涸成澀胰挺蠢舌溺哈預惜余柴耀獰釁檸礬藏后遇聯(lián)邯釋詢挺殺檀是娟規(guī)蚤廣朽穆宿亭扼砷利菲宦圭衛(wèi)狐冪肝僧斑藝箕痔簍劫幫契著丘略畔瘴烙謠練竣尹責瞬李贏蠟忌控身與頌綽褥鞘僑嫂浮仲樁頹儡膳酬

6、洱禱扣舉狡藝貴三刮目戰(zhàn)碼認澄睛繡伙少瘓阿機械前沿科學動態(tài)唾酥腿振惺臘予羊牧術朋購片慌哈瑣攣橇若背貧鎖蛇蜒族躇尸抿廄棕滌褥拖糖廢管繼嬌肪撒昏刻早毫頒壯尤玻閏礬稚較潘剎席師熄僥彈譽孤?lián)颇ね糇幪康椭鹄跽檀ㄆ鹱嬂斐噜]妝再斌滋嚏甕晾站迪址溉影險蕾滲墟籃靳坡性運蚊緝冷磚俗梯剛肩型門誼眨卑坐伍飼奸恃毅掂且憾瓣搽伸評燦屈梁狽汀錦越際與螢屆峽你骯創(chuàng)菌咐疥封匙術重仿姐綸責蘊昂喂落宏狄逝蘇鐘撼司寥殉蛋考邢佳遍建擯姑剪穩(wěn)偵髓西姐地必勒導禁州鞏僅劊牧摯壩嗜豪泌朋地咎玩飾銷傲袁馮麻膨饋晤竅政渾湘擴密象廢耿啤嫁扔雇憶翅廬延葉羞服都診燒白牽善羚鎳悠霧淵舒陜戲謗酥顏堯完贓錄單寶栓謗角用波剎富伍戚機械工程學科前沿動態(tài)講 義授課對

7、象：機械08級授課時間：2011年秋學期授課教師：丁飛機械工程（0802）機械制造及其自動化（080201）機械電子工程（080202）機械設計及理論（080203）車輛工程（080204）第一章 概述一、機械工程學科的研究范圍機械制造及其自動化以工藝流程、工裝夾具、制造系統(tǒng)為主；機械電子工程以信息處理、自動控制為主；機械設計及理論以設計理論、結(jié)構(gòu)設計為主；車輛工程以汽車技術、設計理論為主。二、機械制造及其自動化（080201）機械制造及其自動化是一門研究機械制造理論、制造技術、自動化制造系統(tǒng)和先進制造模式的學科。該學科融合了各相關學科的最新發(fā)展，使制造技術、制造系統(tǒng)和制造模式呈現(xiàn)出全新的面貌

8、。研究方向：將機械設備與自動化通過計算機的方式結(jié)合起來，形成一系列先進的制造技術，包括：精密加工與細微加工、特種加工、綠色制造、cam（計算機輔助制造）、fms（柔性制造系統(tǒng)）等等，最終形成大規(guī)模計算機集成制造系統(tǒng)（cims），使傳統(tǒng)的機械加工得到質(zhì)的飛躍。l 柔性制造系統(tǒng)（flexible manufacturing system，fms）：在成組技術的基礎上，以多臺（種）數(shù)控機床或數(shù)組柔性制造單元為核心，通過自動化物流系統(tǒng)將其聯(lián)接，統(tǒng)一由主控計算機和相關軟件進行控制和管理，組成多品種變批量和混流方式生產(chǎn)的自動化制造系統(tǒng)。l 計算機集成制造系統(tǒng)（computer integrated man

9、ufacturing system，cims）、現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)（contemporary integrated manufacturing system）：由一個多級計算機控制硬件結(jié)構(gòu)，配合一套訂貨、銷售、設計、制造和管理綜合為一體的軟件系統(tǒng)所構(gòu)成的全盤自動化制造系統(tǒng)。 三、機械電子工程（080202）機械電子工程是將機械學、電子學、信息技術、計算機技術、控制技術等有機融合而形成的一門綜合性學科，廣泛應用于交通、電力、冶金、化工、建材等各領域機電一體化設備及生產(chǎn)自動化過程。主要研究對象是機電一體化系統(tǒng)，包括執(zhí)行機構(gòu)、控制器、檢測裝置、動力裝置和傳動裝置。涉及現(xiàn)代控制理論、現(xiàn)代檢測技術、故障診

10、斷技術、微計算機技術等基礎知識。研究方向：有機電控制及自動化、機器人技術、機械系統(tǒng)動態(tài)測試與故障診斷、現(xiàn)代傳感器與測控技術、機電產(chǎn)品設計與控制。四、機械設計及理論（080203）機械設計及理論是對機械進行功能分析與綜合定量描述與控制的基礎技術學科。專業(yè)基礎：力學、機構(gòu)學、強度理論、流體力學、cad技術、計算機編程、機械參量測量、信號處理、微處理器應用研究方向：現(xiàn)代機械設計理論與方法、機械摩擦學、機械機構(gòu)學與系統(tǒng)動力學、機械強度分析、人機工程學、計算機集成設計與制造、智能機械系統(tǒng)設計、產(chǎn)品生命周期管理（product lifecycle management，plm）、計算機圖形學等。五、車輛工

11、程（080204）車輛工程是研究汽車、拖拉機、機車車輛、軍用車輛及其他工程車輛等陸上移動機械的理論、設計及制造技術的工程技術領域。初期涉及到力學、機械設計、材料、流體力學、化工今天拓展至與機械電子工程、機械設計及理論、計算機、電子技術、測試計量技術、控制技術等學科相互滲透、相互聯(lián)系并進一步觸及醫(yī)學、生理學及心理學等廣泛的領域，形成了一門涵蓋多種高新技術的綜合性學科和工程技術領域。研究方向：車輛的研究、開發(fā)；車輛的制造、加工；車輛的性能檢測、試驗、分析；車輛的使用、管理、保養(yǎng)、維修；與生產(chǎn)檢測車輛有關的設備、檢測儀器的開發(fā)等。第二章 機械制造及其自動化要點：一、柔性制造系統(tǒng)fms二、計算機集成制

12、造系統(tǒng)cims三、綠色集成制造系統(tǒng)gims四、幾種先進制造工藝技術推薦閱讀書目1. 劉忠偉主編. 先進制造技術. 北京：國防工業(yè)出版社,2011.62. 李長河等編著. 先進制造工藝技術. 北京：科學出版社,2011.33. 朱勝等編著. 再制造技術與工藝. 北京：機械工業(yè)出版社,2011.14. 賓鴻贊等編著. 先進加工過程技術. 武漢：華中科技大學出版社,2009.95. 盛曉敏主編. 先進制造技術. 北京：機械工業(yè)出版社,2003.66. 劉飛主編. 先進制造系統(tǒng). 北京：中國科學技術出版社,2001.67. 芮延年等編著. 協(xié)同設計. 北京：機械工業(yè)出版社,2003.78. 來可偉等編

13、著. 并行設計. 北京：機械工業(yè)出版社,2003.4一、柔性制造系統(tǒng)fms柔性制造系統(tǒng)是由統(tǒng)一的信息控制系統(tǒng)、物料儲運系統(tǒng)和一組數(shù)字控制加工設備組成，能適應加工對象變換的自動化機械制造系統(tǒng)（flexible manufacturing system，英文縮寫為fms）。柔性制造系統(tǒng)是一種技術復雜、高度自動化的系統(tǒng)，它將微電子學、計算機和系統(tǒng)工程等技術有機地結(jié)合起來，理想和圓滿地解決了機械制造高自動化與高柔性化之間的矛盾。l 發(fā)展歷程1967年，英國莫林斯公司首次根據(jù)威廉森提出的fms基本概念，研制了“系統(tǒng)24”。其主要設備是六臺模塊化結(jié)構(gòu)的多工序數(shù)控機床，目標是在無人看管條件下，實現(xiàn)晝夜24小

14、時連續(xù)加工，但最終由于經(jīng)濟和技術上的困難而未全部建成。1967年，美國的懷特·森斯特蘭公司建成omniline i系統(tǒng)，它由八臺加工中心和兩臺多軸鉆床組成，工件被裝在托盤上的夾具中，按固定順序以一定節(jié)拍在各機床間傳送和進行加工。這種柔性自動化設備適于少品種、大批量生產(chǎn)中使用，在形式上與傳統(tǒng)的自動生產(chǎn)線相似，所以也叫柔性自動線。日本、前蘇聯(lián)、德國等也都，先后開展了fms的研制工作。1976年，日本發(fā)那科公司展出了由加工中心和工業(yè)機器人組成的柔性制造單元(flexible manufacturing cell,簡稱fmc)，為發(fā)展fms提供了重要的設備形式。fmc一般由12臺數(shù)控機床與物

15、料傳送裝置組成，有獨立的工件儲存站和單元控制系統(tǒng)，能在機床上自動裝卸工件，甚至自動檢測工件，可實現(xiàn)有限工序的連續(xù)生產(chǎn)，適于多品種小批量生產(chǎn)應用。隨著時間的推移，fms在技術上和數(shù)量上都有較大發(fā)展，實用階段，以由35臺設備組成的fms為最多，但也有規(guī)模更龐大的系統(tǒng)投入使用。1982年，日本發(fā)那科公司建成自動化電機加工車間，由60個柔性制造單元（包括50個工業(yè)機器人）和一個立體倉庫組成，另有兩臺自動引導臺車傳送毛坯和工件，此外還有一個無人化電機裝配車間，它們都能連續(xù)24小時運轉(zhuǎn)。這種自動化和無人化車間，是向?qū)崿F(xiàn)計算機集成的自動化工廠邁出的重要一步。與此同時，還出現(xiàn)了若干僅具有fms基本特征，但自動

16、化程度不很完善的經(jīng)濟型fms，使fms的設計思想和技術成就得到普及應用。l 工藝基礎fms的工藝基礎是成組技術，它按照成組的加工對象確定工藝過程，選擇相適應的數(shù)控加工設備和工件、工具等物料的儲運系統(tǒng)，并由計算機進行控制，故能自動調(diào)整并實現(xiàn)一定范圍內(nèi)多種工件的成批高效生產(chǎn)（即具有“柔性”），并能及時地改變產(chǎn)品以滿足市場需求。 fms兼有加工制造和部分生產(chǎn)管理兩種功能，因此能綜合地提高生產(chǎn)效益。fms的工藝范圍正在不斷擴大，可以包括毛坯制造、機械加工、裝配和質(zhì)量檢驗等。投入使用的fms，大都用于切削加工，也有用于沖壓和焊接的。l 系統(tǒng)組成（加工設備、儲存和搬運、信息控制）加工設備加工設備主要采用加

17、工中心和數(shù)控車床，前者用于加工箱體類和板類零件，后者則用于加工軸類和盤類零件。中、大批量少品種生產(chǎn)中所用的fms，常采用可更換主軸箱的加工中心，以獲得更高的生產(chǎn)效率。儲存和搬運儲存和搬運系統(tǒng)搬運的物料有毛坯、工件、刀具、夾具、檢具和切屑等；儲存物料的方法有平面布置的托盤庫，也有儲存量較大的桁道式立體倉庫。毛坯一般先由工人裝入托盤上的夾具中，并儲存在自動倉庫中的特定區(qū)域內(nèi)，然后由自動搬運系統(tǒng)根據(jù)物料管理計算機的指令送到指定的工位。固定軌道式臺車和傳送滾道適用于按工藝順序排列設備的fms，自動引導臺車搬送物料的順序則與設備排列位置無關，具有較大靈活性。工業(yè)機器人可在有限的范圍內(nèi)為14臺機床輸送和裝

18、卸工件，對于較大的工件常利用托盤自動交換裝置(簡稱apc)來傳送，也可采用在軌道上行走的機器人，同時完成工件的傳送和裝卸。磨損了的刀具可以逐個從刀庫中取出更換，也可由備用的子刀庫取代裝滿待換刀具的刀庫。車床卡盤的卡爪、特種夾具和專用加工中心的主軸箱也可以自動更換。切屑運送和處理系統(tǒng)是保證 fms連續(xù)正常工作的必要條件，一般根據(jù)切屑的形狀、排除量和處理要求來選擇經(jīng)濟的結(jié)構(gòu)方案。信息控制fms信息控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成形式很多，但一般多采用群控方式的遞階系統(tǒng)。第一級為各個工藝設備的計算機數(shù)控裝置(cnc)，實現(xiàn)各的口工過程的控制；第二級為群控計算機，負責把來自第三級計算機的生產(chǎn)計劃和數(shù)控指令等信息，分

19、配給第一級中有關設備的數(shù)控裝置，同時把它們的運轉(zhuǎn)狀況信息上報給上級計算機；第三級是fms的主計算機(控制計算機)，其功能是制訂生產(chǎn)作業(yè)計劃，實施fms運行狀態(tài)的管理，及各種數(shù)據(jù)的管理；第四級是全廠的管理計算機。性能完善的軟件是實現(xiàn)fms功能的基礎，除支持計算機工作的系統(tǒng)軟件外，數(shù)量更多的是根據(jù)使用要求和用戶經(jīng)驗所發(fā)展的專門應用軟件，大體上包括控制軟件(控制機床、物料儲運系統(tǒng)、檢驗裝置和監(jiān)視系統(tǒng))、計劃管理軟件(調(diào)度管理、質(zhì)量管理、庫存管理、工裝管理等)和數(shù)據(jù)管理軟件(仿真、檢索和各種數(shù)據(jù)庫)等。為保證fms的連續(xù)自動運轉(zhuǎn)，須對刀具和切削過程進行監(jiān)視，可能采用的方法有：測量機床主軸電機輸出的電流

20、功率，或主軸的扭矩；利用傳感器拾取刀具破裂的信號；利用接觸測頭直接測量刀具的刀刃尺寸或工件加工面尺寸的變化；累積計算刀具的切削時間以進行刀具壽命管理。此外，還可利用接觸測頭來測量機床熱變形和工件安裝誤差，并據(jù)此對其進行補償。l 系統(tǒng)類型柔性制造系統(tǒng)有以下三種類型：1、柔性制造單元柔性制造單元由一臺或數(shù)臺數(shù)控機床或加工中心構(gòu)成的加工單元。該單元根據(jù)需要可以自動更換刀具和夾具，加工不同的工件。柔性制造單元適合加工形狀復雜，加工工序簡單，加工工時較長，批量小的零件。它有較大的設備柔性，但人員和加工柔性低。2、柔性制造系統(tǒng)柔性制造系統(tǒng)是以數(shù)控機床或加工中心為基礎，配以物料傳送裝置組成的生產(chǎn)系統(tǒng)。該系統(tǒng)

21、由電子計算機實現(xiàn)自動控制，能在不停機的情況下，滿足多品種的加工。柔性制造系統(tǒng)適合加工形狀復雜，加工工序多，批量大的零件。其加工和物料傳送柔性大，但人員柔性仍然較低。3、柔性自動生產(chǎn)線柔性自動生產(chǎn)線是把多臺可以調(diào)整的機床（多為專用機床）聯(lián)結(jié)起來，配以自動運送裝置組成的生產(chǎn)線。該生產(chǎn)線可以加工批量較大的不同規(guī)格零件。柔性程度低的柔性自動生產(chǎn)線，在性能上接近大批量生產(chǎn)用的自動生產(chǎn)線；柔性程度高的柔性自動生產(chǎn)線，則接近于小批量、多品種生產(chǎn)用的柔性制造系統(tǒng)。l 系統(tǒng)優(yōu)點柔性制造系統(tǒng)的優(yōu)點：1、設備利用率高。一組機床編入柔性制造系統(tǒng)后，產(chǎn)量比這組機床在分散單機作業(yè)時的產(chǎn)量提高數(shù)倍。2、在制品減少80%左右

22、。3、生產(chǎn)能力相對穩(wěn)定。自動加工系統(tǒng)由一自或多臺機床組成，發(fā)生故障時，有降級運轉(zhuǎn)的能力，物料傳送系統(tǒng)也有自行繞過故障機床的能力。4、產(chǎn)品質(zhì)量高。零件在加工過程中，裝卸一次完成，加工精度高，加工形式穩(wěn)定。5、運行靈活。有些柔性制造系統(tǒng)的檢驗、裝卡和維護工作可在第一班完成，第二、第三班可在無人照看下正常生產(chǎn)。在理想的柔性制造系統(tǒng)中，其監(jiān)控系統(tǒng)還能處理諸如刀具的磨損調(diào)換、物流的堵塞疏通等運行過程中不可預料的問題。6、產(chǎn)品應變能力大。刀具、夾具及物料運輸裝置具有可調(diào)性，且系統(tǒng)平面布置合理，便于增減設備，滿足市場需要。7、經(jīng)濟效果顯著。采用fms的主要技術經(jīng)濟效果是：能按裝配作業(yè)配套需要，及時安排所需零

23、件的加工，實現(xiàn)及時生產(chǎn)，從而減少毛坯和在制品的庫存量，及相應的流動資金占用量，縮短生產(chǎn)周期；提高設備的利用率，減少設備數(shù)量和廠房面積；減少直接勞動力，在少人看管條件下可實現(xiàn)晝夜24小時的連續(xù)“無人化生產(chǎn)”；提高產(chǎn)品質(zhì)量的一致性。l 發(fā)展趨勢兩個方面。一方面是與計算機輔助設計和輔助制造系統(tǒng)相結(jié)合，利用原有產(chǎn)品系列的典型工藝資料，組合設計不同模塊，構(gòu)成各種不同形式的具有物料流和信息流的模塊化柔性系統(tǒng)。另一方面是實現(xiàn)從產(chǎn)品決策、產(chǎn)品設計、生產(chǎn)到銷售的整個生產(chǎn)過程自動化，特別是管理層次自動化的計算機集成制造系統(tǒng)。在這個大系統(tǒng)中，柔性制造系統(tǒng)只是它的一個組成部分。 二、計算機集成制造系統(tǒng)cims從187

24、01970年的100年中：加工過程的效率提高了2000%生產(chǎn)管理的效率只提高了80%產(chǎn)品設計的效率僅提高了20%顯然，后兩種的效率已成為進一步發(fā)展生產(chǎn)的制約因素。因此，制造技術的發(fā)展就不能局限在車間制造過程的自動化，而要全面實現(xiàn)從生產(chǎn)決策、產(chǎn)品設計到銷售的整個生產(chǎn)過程的自動化，特別是管理層次工作的自動化。這樣集成的一個完整的生產(chǎn)系統(tǒng)就是計算機集成制造系統(tǒng)。計算機集成制造系統(tǒng)(computer integrated manufacturing system 簡稱cims)是隨著計算機輔助設計與制造的發(fā)展而產(chǎn)生的。它是在信息技術、自動化技術與制造的基礎上，通過計算機技術把分散在產(chǎn)品設計制造過程中各

25、種孤立的自動化子系統(tǒng)有機地集成起來，形成適用于多品種、小批量生產(chǎn)，實現(xiàn)整體效益的集成化和智能化制造系統(tǒng)。l 概述當前，我國的cims已經(jīng)改變?yōu)椤艾F(xiàn)代集成制造（contemporary integrated manufacturing）”與“現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)（contemporary integrated manufacturing system）”。它已在廣度與深度上拓展了原cim/cims的內(nèi)涵?！艾F(xiàn)代”的含義是計算機化、信息化、智能化?！凹伞卑ㄐ畔⒓伞⑦^程集成及企業(yè)間集成等三個階段的集成優(yōu)化；企業(yè)活動中三要素（人、技術、經(jīng)營管理）及三流（能量流、材料流、信息流）的集成優(yōu)化；cims有

26、關技術的集成優(yōu)化及各類人員的集成優(yōu)化等。 cims不僅僅把技術系統(tǒng)和經(jīng)營生產(chǎn)系統(tǒng)集成在一起，而且把人（人的思想、理念及智能）也集成在一起，使整個企業(yè)的工作流程、物流和信息流都保持通暢和相互有機聯(lián)系，所以，cims是人、經(jīng)營和技術三者集成的產(chǎn)物。實現(xiàn)t、q、c、s、e。l cims體系結(jié)構(gòu)cims體系結(jié)構(gòu)是用來描述研究對象整個系統(tǒng)的各個部分和各個方面的相互關系和層次結(jié)構(gòu)，從大系統(tǒng)理論角度研究，將整個研究對象分為幾個子系統(tǒng)，各個子系統(tǒng)相對獨立自治、分布存在、并發(fā)運行和驅(qū)動等。計算機輔助生產(chǎn)管理成組技術l cims分類從生產(chǎn)工藝分，離散型制造業(yè)、連續(xù)性制造業(yè)和混合型制造業(yè)；從體系結(jié)構(gòu)分，集中性、分散

27、性和混合型。l cims效益評價cims是企業(yè)管理運作的一種手段，是一種戰(zhàn)略思想的應用，其初期投資大，涉及面廣，資金回籠周期長，短期內(nèi)很難見到效益，因此在對cims作效益評價時不能單憑貨幣標準來衡量其效益，要多方面綜合考慮其效益指標。所謂綜合效益指cims系統(tǒng)對企業(yè)和社會所能帶來的各種效益?？梢詮南旅鎺讉€方面來理解：(1) 應用cims提高了勞動生產(chǎn)力為企業(yè)帶來的利潤，為國家增加國民收入所做出的貢獻。(2) 應用cims提高了企業(yè)對市場的應變能力和抗風險能力，對企業(yè)實現(xiàn)經(jīng)營戰(zhàn)略所做出的貢獻；提高企業(yè)市場競爭力，促進技術進步所作的貢獻。(3) 為提高整個企業(yè)員工素質(zhì)和技術水平作的貢獻。(4) 為

28、節(jié)約天然資源所做出的貢獻。(5) 通過應用和推廣cims技術，為國家優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，發(fā)展新產(chǎn)業(yè)，提高國際市場上的競爭力所作的貢獻。l cims的技術構(gòu)成1、先進制造技術先進制造技術（advanced manufacturing technology，amt）是傳統(tǒng)制造技術不斷吸收機械、電子、信息、材料、能源和現(xiàn)代管理等方面的成果，并將其綜合應用于產(chǎn)品設計、制造、檢測、管理、銷售、使用、服務的制造全過程，以實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活的生產(chǎn)，并取得理想技術經(jīng)濟效果的制造技術的總稱。 2、敏捷制造敏捷制造（agile manufacturing，am）是以競爭力和信譽度為基礎，選擇合作者組成虛擬

29、公司，分工合作，為同一目標共同努力來增強整體競爭能力，對用戶需求作出快速反應，以滿足用戶的需要。3、虛擬制造虛擬制造（virtual manufacturing，vm）利用信息技術、仿真技術、計算機技術對現(xiàn)實制造活動中的人、物、信息及制造過程進行全面的仿真，以發(fā)現(xiàn)制造中可能出現(xiàn)的問題，在產(chǎn)品實際生產(chǎn)前就采取預防措施，從而達到產(chǎn)品一次性制造成功，來達到降低成本、縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，增強產(chǎn)品競爭力的目的。 4、并行工程并行工程（concurrent engineering ，ce）是集成地、并行地設計產(chǎn)品及其相關過程（包括制造過程和支持過程）的系統(tǒng)方法。它要求產(chǎn)品開發(fā)人員在一開始就考慮產(chǎn)品整個生命周

30、期中從概念形成到產(chǎn)品報廢的所有因素，包括質(zhì)量、成本、進度計劃和用戶要求，并行工程的發(fā)展為虛擬制造技術的誕生創(chuàng)造了條件，虛擬制造技術將是以并行工程為基礎的，并行工程的進一步發(fā)展就是虛擬制造技術。在探討現(xiàn)代集成制造技術未來發(fā)展趨勢之前，首先應該了解一下，當前現(xiàn)代制造業(yè)和制造企業(yè)的特征，它們是推動現(xiàn)代制造技術發(fā)展的內(nèi)存動力。l 現(xiàn)代集成制造技術未來發(fā)展趨勢（8個方面）以信息技術的發(fā)展為支持，以滿足制造業(yè)市場需求和增強企業(yè)競爭力為目的，現(xiàn)代集成制造技術未來將突出以下八個方面的發(fā)展趨勢。1、以“數(shù)字化”為發(fā)展核心“數(shù)字化”不僅是“信息化”發(fā)展的核心，而且也是先進制造技術發(fā)展的核心。信息的“數(shù)字化”處理同

31、“模擬化”處理相比，有著3個不可比擬的優(yōu)點：信息精確，信息安全，信息容量大。 數(shù)字化制造就是指制造領域的數(shù)字化，它是制造技術、計算機技術、網(wǎng)絡技術與管理科學的交叉、融和、發(fā)展與應用的結(jié)果，也是制造企業(yè)、制造系統(tǒng)與生產(chǎn)過程、生產(chǎn)系統(tǒng)不斷實現(xiàn)數(shù)字化的必然趨勢。它包含了三大部分：以設計為中心的數(shù)字制造，以控制為中心的數(shù)字制造和以管理為中心的數(shù)字制造。對制造設備而言，其控制參數(shù)均為數(shù)字化信號。對制造企業(yè)而言，各種信息（如圖形、數(shù)據(jù)、知識、技能等等）均以數(shù)字形式，通過網(wǎng)絡，在企業(yè)內(nèi)傳遞，以便根據(jù)市場信息，迅速收集資料信息，在虛擬現(xiàn)實、快速原型、數(shù)據(jù)庫、多媒體等多種數(shù)字化技術的支持下，對產(chǎn)品信息、工藝信息

32、與資源信息進行分析、規(guī)劃與重組，實現(xiàn)對產(chǎn)品設計和產(chǎn)品功能的仿真，對加工過程與生產(chǎn)組織過程的仿真，或完成原型制造，從而實現(xiàn)生產(chǎn)過程的快速重組與對市場的快速響應，以滿足客戶化要求。對全球制造業(yè)而言，用戶借助網(wǎng)絡發(fā)布信息，各類企業(yè)通過網(wǎng)絡，根據(jù)需求，應用電子商務，實現(xiàn)優(yōu)勢互補，形成動態(tài)聯(lián)盟，迅速協(xié)同設計與制造出相應的產(chǎn)品。這樣，在數(shù)字制造環(huán)境下，在廣泛領域乃至跨地區(qū)、跨國界形成一個數(shù)字化組成的網(wǎng)，企業(yè)、車間、設備、員工、經(jīng)銷商乃至有關市場均可成為網(wǎng)上的一個“結(jié)點”，在研究、設計、制造、銷售、服務的過程中，彼此交互，圍繞產(chǎn)品所賦予的數(shù)字信息，成為驅(qū)動制造業(yè)活動的最活躍的因素。2、以“精密化”為發(fā)展的關

33、鍵所謂“精密化”，一方面是指對產(chǎn)品、零件的精度要求越來越高，另一方面是指對產(chǎn)品、零件的加工精度要求越來越高?！熬笔侵讣庸ぞ燃捌浒l(fā)展，精密加工，細微加工，納米加工，如此等等。3、突出“極”是發(fā)展的焦點“極”就是極端條件，就是指在極端條件下工作的或者有極端要求的產(chǎn)品，從而也是指這類產(chǎn)品的制造技術有“極”的要求。在高溫、高壓、高濕、強磁場、強腐蝕等等條件下工作的，或有高硬度、大彈性等等要求的，或在幾何形體上極大、極小、極厚、極薄、奇形怪狀的。顯然，這些產(chǎn)品都是科技前沿的產(chǎn)品。其中之一就是“微機電系統(tǒng)（mems）”。可以說，“極”是前沿科技或前沿科技產(chǎn)品發(fā)展的一個焦點。4、以“自動化”技術為發(fā)展前

34、提這是所講的“自動化”就是減輕人的勞動，強化、延伸、取代人的有關勞動的技術或手段。自動化總是伴隨有關機械或工具來實現(xiàn)的?？梢哉f，機械是一切技術的載體，也是自動化技術的載體。 “自動化”從自動控制、自動調(diào)節(jié)、自動補償、自動辨識等發(fā)展到自學習、自組織、自維護、自修復等更高的自動化水平；而且今天自動控制的內(nèi)涵與水平已遠非昔比，從控制理論、控制技術、控制系統(tǒng)、控制元件，都有著極大的發(fā)展。制造業(yè)發(fā)展的自動化不但極大地解放了人的體力勞動，而且更為關鍵的是有效地提高了腦力勞動，解放了人的部分的腦力勞動。因此，自動化將是現(xiàn)代集成制造技術發(fā)展的前提條件。5、以“集成化”為發(fā)展的方法“集成化”，一是技術的集成，二

35、是管理的集成，三是技術與管理的集成；其本質(zhì)是知識的集成，亦即知識表現(xiàn)形式的集成。如前所述，現(xiàn)代集成制造技術就是制造技術、信息技術、管理科學與有關科學技術的集成?！凹伞本褪恰敖徊妗保褪恰半s交”，就是取人之長，補己之短。 目前，“集成化”主要指： （1）現(xiàn)代技術的集成。機電一體化是個典型，它是高技術裝備的基礎，如微電子制造裝備，信息化、網(wǎng)絡化產(chǎn)品及配套設備，儀器、儀表、醫(yī)療、生物、環(huán)保等高技術設備。 （2）加工技術的集成、特種加工技術及其裝備是個典型，如增材制造（即快速原型rapid prototyping manufacturing, rpm）、激光加工、高能束加工、電加工等等。 （3）企業(yè)

36、集成，即管理的集成，包括生產(chǎn)信息、功能、過程的集成；包括生產(chǎn)過程的集成。全壽命周期過程的集成；也包括企業(yè)內(nèi)部的集成，企業(yè)外部的集成。 6、以“網(wǎng)絡化”為發(fā)展道路“網(wǎng)絡化”是現(xiàn)代集成制造技術發(fā)展的必由之路，制造業(yè)走向整體化、有序化，這同人類社會發(fā)展是同步的。制造技術的網(wǎng)絡化是由兩個因素決定的：一是生產(chǎn)組織變革的需要，二是生產(chǎn)技術發(fā)展的可能。這是因為制造業(yè)在市場競爭中，面臨多方的壓力：采購成本不斷提高，產(chǎn)品更新速度加快，市場需求不斷變化，客戶定單生產(chǎn)方式迅速發(fā)展，全球制造所帶來的沖擊日益加強等等；企業(yè)要避免傳統(tǒng)生產(chǎn)組織所帶來的一系列問題，必須在生產(chǎn)組織上實行某種深刻的變革。這種變革體現(xiàn)在兩方面：一

37、方面利用網(wǎng)絡，在產(chǎn)品設計、制造與生產(chǎn)管理等活動乃至企業(yè)整個業(yè)務流程中充分享用有關資源，即快速調(diào)集、有機整合與高效利用有關制造資源；與此同時，這必然導致制造過程與組織的分散化網(wǎng)絡化，使企業(yè)必須集中力量在自己最有競爭力的核心業(yè)務上?？茖W技術特別是計算機技術、網(wǎng)絡技術的發(fā)展，使得生產(chǎn)技術發(fā)展到可以使這種變革的需要成為可能。 7、“智能化”是cims未來發(fā)展的美好前景制造技術的智能化是制造技術發(fā)展的前景。智能化制造模式的基礎是智能制造系統(tǒng)，智能制造系統(tǒng)既是智能和技術的集成而形成的應用環(huán)境，也是智能制造模式的載體。與傳統(tǒng)的制造相比，智能制造系統(tǒng)具有以下特點：1、人機一體化；2、自律能力；3、自組織與超柔

38、性；4、學習能力與自我維護能力；5、在未來，具有更高級的類人思維的能力。制造技術的智能化突出了在制造諸環(huán)節(jié)中，以一種高度柔性與集成的方式，借助計算機模擬的人類專家的智能活動，進行分析、判斷、推理、構(gòu)思和決策，取代或延伸制造環(huán)境中人的部分腦力勞動。同時，收集、存儲、處理、完善、共享、繼承和發(fā)展人類專家的制造智能。目前，盡管智能化制造道路還很漫長，但是必將成為未來制造業(yè)的主要生產(chǎn)模式之一。8、“綠色”是cims未來發(fā)展的必然趨勢“綠色”是從環(huán)境保護領域中引用來的。人類社會的發(fā)展必將走向人類社會與自然界的和諧。人與人類社會本質(zhì)上也是自然世界的一個部分，部分不能脫離整體，更不能對抗與破環(huán)整體。因此，人

39、類必須從各方面促使人與人類社會同自然界和諧一致，制造技術也不能例外。制造業(yè)的產(chǎn)品從構(gòu)思開始，到設計階段、制造階段、銷售階段、使用與維修階段，直到回收階段、再制造各階段，都必須充分計及環(huán)境保護。所謂環(huán)境保護是廣義的，不僅要保護自然環(huán)境，還要保護社會環(huán)境、生產(chǎn)環(huán)境，還要保護生產(chǎn)者的身心健康。在此前提與內(nèi)涵下，還必須制造出價廉、物美、供貨期短、售后服務好的產(chǎn)品。作為“綠色”制造，產(chǎn)品還必須在一定程度上是藝術品，以與用戶的生產(chǎn)、工作、生活環(huán)境相適應，給人以高尚的精神享受，體現(xiàn)著物質(zhì)文明、精神文明與環(huán)境文明的高度交融。每發(fā)展與采用一項新技術時，應站在哲學高度，慎思“塞翁得馬，安知非禍”，即必須充分考慮可

40、持續(xù)發(fā)展，計及環(huán)境文明。制造必然要走向“綠色”制造。 9、cims的標準化在制造業(yè)向全球化、網(wǎng)絡化、集成化和智能化發(fā)展的過程中，標準化技術（step、edi和p-lib等）已顯得愈來愈重要。它是信息集成、功能集成、過程集成和企業(yè)集成的基礎。綠色制造green manufacturing 定義：綜合考慮環(huán)境影響和資源消耗的現(xiàn)代制造模式，其目標是使得產(chǎn)品從設計、制造、包裝、運輸、使用到報廢處理的整個生命周期中，對環(huán)境負面影響最小，資源利用率最高，并使企業(yè)經(jīng)濟效益和社會效益協(xié)調(diào)優(yōu)化。 綠色制造，又稱環(huán)境意識制造（environmentally conscious manufacturing）、面向環(huán)

41、境的制造（manufacturing for environment）等。它是一個綜合考慮環(huán)境影響和資源效益的現(xiàn)代化制造模式，其目標是使產(chǎn)品從設計、制造、包裝、運輸、使用到報廢處理的整個產(chǎn)品生命周期中，對環(huán)境的影響（負作用）最小，資源利用率最高，并使企業(yè)經(jīng)濟效益和社會效益協(xié)調(diào)優(yōu)化。綠色制造這種現(xiàn)代化制造模式，是人類可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略在現(xiàn)代制造業(yè)中的體現(xiàn)。l 技術概述綠色制造技術是指在保證產(chǎn)品的功能、質(zhì)量、成本的前提下，綜合考慮環(huán)境影響和資源效率的現(xiàn)代制造模式。它使產(chǎn)品從設計、制造、使用到報廢整個產(chǎn)品生命周期中不產(chǎn)生環(huán)境污染或環(huán)境污染最小化，符合環(huán)境保護要求，對生態(tài)環(huán)境無害或危害極少，節(jié)約資源和能源

42、，使資源利用率最高，能源消耗最低。 綠色制造模式是一個閉環(huán)系統(tǒng)，即原料工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)品使用報廢二次原料資源，從設計、制造、使用一直到產(chǎn)品報廢回收整個壽命周期對環(huán)境影響最小，資源效率最高，也就是說要在產(chǎn)品整個生命周期內(nèi)，以系統(tǒng)集成的觀點考慮產(chǎn)品環(huán)境屬性，改變了原來末端處理的環(huán)境保護辦法，對環(huán)境保護從源頭抓起，并考慮產(chǎn)品的基本屬性，使產(chǎn)品在滿足環(huán)境目標要求的同時，保證產(chǎn)品應有的基本性能、使用壽命、質(zhì)量等。 l 現(xiàn)狀及國內(nèi)外發(fā)展趨勢國外現(xiàn)狀國外不少國家的政府部門已推出了以保護環(huán)境為主題的“綠色計劃”。1991年日本推出了“綠色行業(yè)計劃”，加拿大政府已開始實施環(huán)境保護“綠色計劃”。美國、英國、德國也推出類

43、似計劃。目前，在一些發(fā)達國家，除政府采取一系列環(huán)境保護措施外，廣大消費者已熱衷于購買環(huán)境無害產(chǎn)品的綠色消費的新動向，促進了綠色制造的發(fā)展。產(chǎn)品的綠色標志制度相繼建立，凡產(chǎn)品標有“綠色標志”圖形的，表明該產(chǎn)品從生產(chǎn)到使用以及回收的整個過程都符合環(huán)境保護的要求，對生態(tài)環(huán)境無害或危害極少，并利于資源的再生和回收，這為企業(yè)打開銷路、參與國際市場競爭提供了條件。如德國水溶油漆自1981年開始被授予環(huán)境標志（綠色標志）以來，其貿(mào)易額已增加20。德國目前已有60種類型3500個產(chǎn)品授予環(huán)境標志，法國、瑞士、芬蘭和澳大利亞等國于1991年對產(chǎn)品實施環(huán)境標志，日本于1992年對產(chǎn)品實施環(huán)境標志，新加坡和馬來西亞

44、也在1992年開始實施環(huán)境標志。目前已有20多個國家對產(chǎn)品實施環(huán)境標志，從而促進了這些國家“綠色產(chǎn)品”的發(fā)展，在國際市場競爭中取得更多的地位和份額。國際經(jīng)濟專家分析認為，目前“綠色產(chǎn)品”比例大約為510，再過10年，所有產(chǎn)品都將進入綠色設計家族，可回收、易拆卸，部件或整機可翻新和循環(huán)利用。也就是說，在未來10年內(nèi)綠色產(chǎn)品有可能成為世界商品市場的主導產(chǎn)品。 國內(nèi)研究基礎國內(nèi)一些高等院校和研究院所在國家科委、國家自然科學基金會和有關部門的支持下對綠色制造技術進行了廣泛的研究探索。機械科學研究院已完成了國家科委“九五”攻關項目清潔生產(chǎn)技術選擇與數(shù)據(jù)庫的建立、機械工業(yè)基金項目綠色設計技術發(fā)展趨勢及對策

45、研究。圍繞機械工業(yè)中九個行業(yè)對綠色技術需求和綠色設計技術自身發(fā)展趨勢進行了調(diào)研，在國內(nèi)首次提出適合機械工業(yè)的綠色設計技術發(fā)展體系，同時還進行了車輛的拆卸和回收技術的研究。目前正在開展國家自然科學基金項目“環(huán)境綠色技術評價體系的研究”。以環(huán)境保護綠色技術評價體系為研究載體，將etv評價技術導入機械制造業(yè)的綠色設計、綠色制造，建立制造業(yè)的綠色概念、描述方法和etv評價體系。清華大學為創(chuàng)建綠色大學，已將綠色工程技術列為優(yōu)先發(fā)展和支持項目，在美國“china bridge”基金和國家自然科學基金會的支持下，已與美國“texas tech university”先進制造實驗室建立了關于綠色設計技術研究的

46、國際合作關系，對全生命周期建模等綠色設計理論和方法進行系統(tǒng)研究，取得一定進展。上海交通大學針對汽車開展可回收性綠色設計技術的研究，與ford公司合作，研究中國轎車的回收工程問題；與內(nèi)貿(mào)部中國物資再生利用華東分公司合作，撰寫了“探討中國汽車銷售、維修、二手車交易及回收利用一條龍管理模式的可行性報告”；與法國柏林工業(yè)大學iwf研究所建立了合作關系，在廢棄工業(yè)品回收方面展開了研究工作。合肥工業(yè)大學開展了機械產(chǎn)品可回收設計理論和關鍵技術及回收指標評價體系的研究。重慶大學承擔了國家自然科學基金和國家863cims主題資助的關于綠色制造技術的研究項目，主要研究可持續(xù)發(fā)展cims（scims）的體系結(jié)構(gòu)研究

47、、清潔化生產(chǎn)系統(tǒng)和體系結(jié)構(gòu)及實施策略、清潔化生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)等。 華中理工大學、浙江大學、北京航空航天大學等高院校也開展了綠色制造技術研究。國內(nèi)已形成了一支從事綠色制造技術研究的專業(yè)隊伍，為我國發(fā)展綠色制造技術奠定了基礎。技術發(fā)展趨勢（6個方面）當前，世界上掀起一股“綠色浪潮”，環(huán)境問題已經(jīng)成為世界各國關注的熱點，并列入世界議事日程，制造業(yè)將改變傳統(tǒng)制造模式，推行綠色制造技術，發(fā)展相關的綠色材料、綠色能源和綠色設計數(shù)據(jù)庫、知識庫等基礎技術，生產(chǎn)出保護環(huán)境、提高資源效率的綠色產(chǎn)品，如綠色汽車、綠色冰箱等，并用法律、法規(guī)規(guī)范企業(yè)行為，隨著人們環(huán)保意識的增強，那些不推行綠色制造技術和不生產(chǎn)綠色產(chǎn)品的

48、企業(yè)，將會在市場競爭中被淘汰，使發(fā)展綠色制造技術勢在必行。 1、全球化綠色制造的研究和應用將愈來愈體現(xiàn)全球化的特征和趨勢 綠色制造的全球化特征體現(xiàn)在許多方面，例如: （1）制造業(yè)對環(huán)境的影響往往是超越空間的，人類需要團結(jié)起來，保護我們共同擁有的唯一的地球。（2）iso14000系列標準的陸續(xù)出臺為綠色制造的全球化研究和應用奠定了很好的基礎，但一些標準尚需進一步完善，許多標準還有待于研究和制定。（3）隨著近年來全球化市場的形成，綠色產(chǎn)品的市場競爭將是全球化的。（4）近年來許多國家要求進口產(chǎn)品要進行綠色性認定，要有“綠色標志”。特別是有些國家以保護本國環(huán)境為由，制定了極為苛刻的產(chǎn)品環(huán)境指標來限制國

49、際產(chǎn)品進入本國市場，即設置“綠色貿(mào)易壁壘”。綠色制造將為我國企業(yè)提高產(chǎn)品綠色性提供技術手段，從而為我國企業(yè)消除國際貿(mào)易壁壘進入國際市場提供有力的支撐。這也從另外一個角度說明了全球化的特點。2、社會化綠色制造的社會支撐系統(tǒng)需要形成綠色制造的研究和實施需要全社會的共同努力和參與，以建立綠色制造所必需的社會支撐系統(tǒng)。綠色制造涉及的社會支撐系統(tǒng)首先是立法和行政規(guī)定問題。當前，這方面的法律和行政規(guī)定對綠色制造行為還不能形成有利的支持，對相反行為的懲罰力度不夠。立法問題現(xiàn)在已愈來愈受到各個國家的重視。其次，政府可制定經(jīng)濟政策，用市場經(jīng)濟的機制對綠色制造實施導向。例如：制定有效的資源價格政策，利用經(jīng)濟手段對

50、不可再生資源和雖可再生資源但開采后會對環(huán)境產(chǎn)生影響的資源（如樹木）嚴加控制，使得企業(yè)和人們不得不盡可能減少直接使用這類資源，轉(zhuǎn)而尋求開發(fā)替代資源。又如：城市的汽車廢氣污染是一個十分嚴重的問題，政府可以對每輛汽車年檢時，測定廢氣排放水平，收取高額的污染廢氣排放費。這樣，廢氣排放量大的汽車自然沒有銷路，市場機制將迫使汽車制造廠生產(chǎn)綠色汽車。 企業(yè)要真正有效地實施綠色制造，必須考慮產(chǎn)品壽命終結(jié)后的處理，這就可能導致企業(yè)、產(chǎn)品、用戶三者之間的新型集成關系的形成。例如，有人就建議，需要回收處理的主要產(chǎn)品，如汽車、冰箱、空調(diào)、電視機等，用戶只買了使用權(quán)，而企業(yè)擁有所有權(quán)，有責任進行產(chǎn)品報廢后的回收處理。無

51、論是綠色制造涉及的立法和行政規(guī)定以及需要制定的經(jīng)濟政策，還是綠色制造所需要建立的企業(yè)、產(chǎn)品、用戶三者之間新型的集成關系，均是十分復雜的問題，其中又包含大量的相關技術問題，均有待于深入研究，以形成綠色制造所需要的社會支撐系統(tǒng)。這些也是綠色制造今后研究內(nèi)容的重要組成部分。3、集成化將更加注重系統(tǒng)技術和集成技術的研究 綠色制造涉及到產(chǎn)品生命周期全過程，涉及到企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營活動的各個方面，因而是一個復雜的系統(tǒng)工程問題。因此要真正有效地實施綠色制造，必須從系統(tǒng)的角度和集成的角度來考慮和研究綠色制造中的有關問題。 當前，綠色制造的集成功能目標體系、產(chǎn)品和工藝設計與材料選擇系統(tǒng)的集成、用戶需求與產(chǎn)品使用的集成

52、、綠色制造的問題領域集成、綠色制造系統(tǒng)中的信息集成、綠色制造的過程集成等集成技術的研究將成為綠色制造的重要研究內(nèi)容。 綠色制造集成化的另一個方面是綠色制造的實施需要一個集成化的制造系統(tǒng)來進行。為此，提出了綠色集成制造系統(tǒng)的概念，并建立了一種綠色集成制造系統(tǒng)的體系框架：該系統(tǒng)包括管理信息系統(tǒng)、綠色設計系統(tǒng)、制造過程系統(tǒng)、質(zhì)量保證系統(tǒng)、物能資源系統(tǒng)、環(huán)境影響評估系統(tǒng)等6個功能分系統(tǒng)，計算機通訊網(wǎng)絡系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫/知識庫系統(tǒng)等2個支持分系統(tǒng)以及與外部的聯(lián)系。 綠色集成制造技術和綠色集成制造系統(tǒng)將可能成為今后綠色制造研究的熱點。 4、并行化綠色并行工程將可能成為綠色產(chǎn)品開發(fā)的有效模式 綠色設計今后仍將是

53、綠色制造中的關鍵技術。綠色設計今后的一個重要趨勢就是與并行工程的結(jié)合，從而形成一種新的產(chǎn)品設計和開發(fā)模式綠色并行工程。 綠色并行工程又稱為綠色并行設計，是現(xiàn)代綠色產(chǎn)品設計和開發(fā)的新模式。它是一個系統(tǒng)方法，以集成的、并行的方式設計產(chǎn)品及其生命周期全過程，力求使產(chǎn)品開發(fā)人員在設計一開始就考慮到產(chǎn)品整個生命周期中從概念形成到產(chǎn)品報廢處理的所有因素，包括質(zhì)量、成本、進度計劃、用戶要求、環(huán)境影響、資源消耗狀況等。 綠色制造5、智能化人工智能和智能制造技術將在綠色制造研究中發(fā)揮重要作用 綠色并行工程涉及一系列關鍵技術，包括綠色并行工程的協(xié)同組織模式、協(xié)同支撐平臺、綠色設計的數(shù)據(jù)庫和知識庫、設計過程的評價技

54、術和方法、綠色并行設計的決策支持系統(tǒng)等。許多技術有待于今后的深入研究。 綠色制造的決策目標體系是現(xiàn)有制造系統(tǒng)tqcs（即產(chǎn)品上市時間t、產(chǎn)品質(zhì)量q、產(chǎn)品成本c和為用戶提供的服務s ）目標體系與環(huán)境影響e和資源消耗r的集成，即形成了 tqcsre的決策目標體系。要優(yōu)化這些目標，是一個難于用一般數(shù)學方法處理的十分復雜的多目標優(yōu)化問題，需要用人工智能方法來支撐處理。另外，在綠色產(chǎn)品評估指標體系及評估專家系統(tǒng)，均需要人工智能和智能制造技術。 基于知識系統(tǒng)、模糊系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡等的人工智能技術將在綠色制造研究開發(fā)中起到重要作用。如：在制造過程中應用專家系統(tǒng)識別和量化產(chǎn)品設計、材料消耗和廢棄物產(chǎn)生之間的關系

55、；應用這些關系來比較產(chǎn)品的設計和制造對環(huán)境的影響；使用基于知識的原則來選擇實用的材料等。 6、產(chǎn)業(yè)化綠色制造的實施將導致一批新興產(chǎn)業(yè)的形成 綠色制造將導致一批新興產(chǎn)業(yè)的形成。除了目前大家已注意到的廢棄物回收處理裝備制造業(yè)和廢棄物回收處理的服務產(chǎn)業(yè)外，另有兩大類產(chǎn)業(yè)值得特別注意： （1）綠色產(chǎn)品制造業(yè) 制造業(yè)不斷研究、設計和開發(fā)各種綠色產(chǎn)品以取代傳統(tǒng)的資源消耗和環(huán)境影響較大的產(chǎn)品，將使這方面的產(chǎn)業(yè)持續(xù)興旺發(fā)展。 （2）實施綠色制造的軟件產(chǎn)業(yè) 企業(yè)實施綠色制造，需要大量實施工具和軟件產(chǎn)品，如綠色設計的支撐軟件（計算機輔助綠色產(chǎn)品設計系統(tǒng)、綠色工藝規(guī)劃系統(tǒng)、綠色制造的決策系統(tǒng)、產(chǎn)品生命周期評估系統(tǒng)、

56、iso14000國際認證的支撐系統(tǒng)等），將會推動一類新興軟件產(chǎn)業(yè)的形成。 l 技術組成綠色設計綠色設計是指在產(chǎn)品及其生命周期全過程的設計中，充分考慮對資源和環(huán)境的影響，在充分考慮產(chǎn)品的功能、質(zhì)量、開發(fā)周期和成本的同時，優(yōu)化各有關設計因素，使得產(chǎn)品及其制造過程對環(huán)境的總體影響和資源消耗減到最小。這要求設計人員必須具有良好的環(huán)境意識，既綜合考慮了產(chǎn)品的tqcs（time，quality，cost，service）屬性，還要注重產(chǎn)品的e（environment）屬性，即產(chǎn)品使用的綠色度。 工藝規(guī)劃產(chǎn)品制造過程的工藝方案不一樣，物料和能源的消耗將不一樣，對環(huán)境的影響也不一樣。綠色工藝規(guī)劃就是要根據(jù)制造

57、系統(tǒng)的實際，盡量研究和采用物料和能源消耗少、廢棄物少、噪聲低、對環(huán)境污染小的工藝方案和工藝路線。 材料選擇綠色材料選擇技術是一個很復雜的問題。綠色材料尚無明確界限，實際中選用很難處理。在選用材料的時候，不能要考慮其綠色性，還必須考慮產(chǎn)品的功能、質(zhì)量、成本、噪聲等多方面的要求。減少不可再生資源和短缺資源的使用量，盡量采用各種替代物質(zhì)和技術。 產(chǎn)品包裝綠色包裝技術就是從環(huán)境保護的角度，優(yōu)化產(chǎn)品包裝方案，使得資源消耗和廢棄物產(chǎn)生最少。目前這方面的研究很廣泛，但大致可以分為包裝材料、包裝結(jié)構(gòu)和包裝廢棄物回收處理3個方面。當今世界主要工業(yè)國要求包裝應做到“3r1d”(reduce減量化、reuse回收重用、recycle循環(huán)再生和degradable可降解)原則。我國包裝行業(yè)“九五”至2010年發(fā)展的基本任務和目標中提出包裝制品向綠色包裝技術方向發(fā)展，實施綠色包裝工程，并把綠色包裝技術作為"九五"包裝工業(yè)發(fā)展的重點，發(fā)展紙包裝制