先進制造技術(shù)進入泛在信息制造時代(共7頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上先進制造技術(shù)進入“泛在信息制造”時代轉(zhuǎn)載自弗戈工業(yè)在線，作者：孫柏林制造業(yè)是現(xiàn)代國民經(jīng)濟和綜合國力的重要支柱，創(chuàng)造了我國國民生產(chǎn)總值的1/3，工業(yè)生產(chǎn)總值的4/5，提供了國家財政收人的1/3，由此可見制造技術(shù)的水平對一個國家的經(jīng)濟實力和科技發(fā)展水平所產(chǎn)生的重要影響。而先進制造技術(shù)則是現(xiàn)代制造業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)，已成為一個國家綜合實力和科技發(fā)展的重要標志之一，對于提高一個國家的國際地位起著舉足輕重的作用。我國對先進制造技術(shù)是高度重視的。在2011年7月國家科技部公布的國家“十二五”科學和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃（簡稱規(guī)劃）中，又再次將先進制造技術(shù)列為“強化前沿技術(shù)研究”的重要課題之一。規(guī)

2、劃認為，前沿技術(shù)是高技術(shù)領(lǐng)域中具有前瞻性、先導性和探索性的重大技術(shù)，是未來高技術(shù)更新?lián)Q代和新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。先進制造技術(shù)作為高技術(shù)戰(zhàn)略的重要組成部分，已列入我國中長期科學與技術(shù)發(fā)展規(guī)劃。堅持自主創(chuàng)新，圍繞國家重大需求，探索引領(lǐng)未來發(fā)展的先進制造前沿技術(shù)、攻克支撐重點行業(yè)的共性關(guān)鍵技術(shù)和掌握重大裝備制造的核心技術(shù)，已成為我國制造業(yè)的發(fā)展方向。先進制造技術(shù)的發(fā)展歷程近200年來，在市場需求不斷變化的驅(qū)動下，制造業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模沿著“小批量少品種、大批量多品種、變批量”的方向發(fā)展。在科學技術(shù)高速發(fā)展的推動下，制造業(yè)的資源配置沿著“勞動密集設(shè)備密集信息密集知識密集”的方向發(fā)展。與之相適應(yīng)，制造技術(shù)的

3、生產(chǎn)方式沿著“手工機械化單機自動化剛性流水自動化柔性自動化智能自動化”的方向發(fā)展，從而推動了制造業(yè)的不斷發(fā)展，促進了制造業(yè)的不斷進步。1.先進制造技術(shù)的內(nèi)容先進制造技術(shù)是一門綜合性、交叉性前沿學科和技術(shù)，學科跨度大，內(nèi)容廣泛，涉及制造業(yè)生產(chǎn)與技術(shù)、經(jīng)營管理、設(shè)計、制造以及市場各個方面。先進制造技術(shù)就是在傳統(tǒng)制造技術(shù)的基礎(chǔ)上，利用計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、控制技術(shù)、傳感技術(shù)與機、光、電一體化技術(shù)等方面的最新進展，不斷發(fā)展完善。2.先進制造技術(shù)的提出及背景先進制造技術(shù)源于20世紀80年代的美國，是為提高制造業(yè)的競爭力和促進國家經(jīng)濟增長而提出的。近年來，隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展和學科間的相互融合，先進制造

4、技術(shù)迅速發(fā)展，不斷涌現(xiàn)出新技術(shù)、新概念。例如：成組技術(shù)（GT）、精益生產(chǎn)（LP）、并行工程（CE）、敏捷制造（AM）、快速成型技術(shù)（RPM）、以及虛擬制造技術(shù)（VMT）等。20世紀90年代以來，各發(fā)達國家，如美國、日本、歐共體、德國等都針對先進制造技術(shù)的研發(fā)提出了國家級發(fā)展計劃，旨在提高本國制造業(yè)的國際競爭能力。先進制造技術(shù)是面向全球的競爭。目前每一個國家都處于全球化市場中，一個國家的先進制造技術(shù)是該國制造業(yè)在全球范圍市場的競爭力。3.我國先進制造技術(shù)的發(fā)展狀況近年來，中國的制造技術(shù)有了較大的提高，取得了較大的成績。經(jīng)過國家“863計劃”等的政策支持，我國將先進制造技術(shù)列為重要的發(fā)展領(lǐng)域，并給

5、予了大力支持，使得先進制造技術(shù)得到了快速發(fā)展，促進了我國制造業(yè)能力的提升和生產(chǎn)組織與管理的進步。目前，我國已發(fā)展成為一個制造大國；但與發(fā)達國家相比仍有很大差距。例如，產(chǎn)品的研究開發(fā)與生產(chǎn)制造過程脫節(jié)；再如，國外先進制造技術(shù)的引進與國產(chǎn)化相對較弱的矛盾；三是設(shè)計開發(fā)的方法和手段落后，當前世界上現(xiàn)代的設(shè)計理論和方法已經(jīng)形成體系，如全壽命設(shè)計、綠色設(shè)計、可靠性設(shè)計等，將生產(chǎn)的全過程和環(huán)保等要求貫穿于設(shè)計中。而我國的大多數(shù)企業(yè)還是停留在經(jīng)驗設(shè)計階段，缺乏自主開發(fā)能力，即使在開發(fā)成功的機電產(chǎn)品中，也有相當一部分是要利用國外的技術(shù)；四是從設(shè)計技術(shù)來說，工業(yè)發(fā)達國家使用計算機輔助設(shè)計技術(shù)的覆蓋率超過60%，

6、而中國不到10%；五是從制造工藝來說，中國大部分企業(yè)仍采用較落后的工藝裝備進行生產(chǎn)，優(yōu)質(zhì)高效低耗的先進工藝普及程度不足10%；六是從制造過程來說，中國尚處在單機自動化、剛性自動化的階段，已擁有的機床數(shù)控率小于1%，柔性制造系統(tǒng)僅在個別企業(yè)使用?？偠灾?，我國的先進制造技術(shù)在世界范圍內(nèi)尚處于產(chǎn)業(yè)鏈的低端。目前，我國已經(jīng)形成了較為完善的制造業(yè)體系，但由于自主創(chuàng)新能力不強，缺乏全球化的管理和營銷能力及資源利用效率低等原因，我國制造業(yè)的國際競爭力并不強。未來應(yīng)順應(yīng)世界先進制造業(yè)的發(fā)展趨勢和特點，提升產(chǎn)品的附加值，減少資源消耗，加快自身產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略升級，通過制造業(yè)跨越式發(fā)展，帶動我國經(jīng)濟發(fā)展方式的轉(zhuǎn)變。立足

7、于現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，把握國際產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢，提升研發(fā)創(chuàng)新能力。中國制造業(yè)應(yīng)順應(yīng)世界先進制造業(yè)發(fā)展趨勢和特點，提升產(chǎn)品的附加值，減少資源消耗，加快自身產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略升級，通過制造業(yè)跨越式發(fā)展，帶動我國經(jīng)濟發(fā)展方式的轉(zhuǎn)變。裝備制造業(yè)真正體現(xiàn)了一個國家的實力，在產(chǎn)業(yè)鏈上具有非常強的帶動性。我國雖然是世界制造大國，制造業(yè)占國家30的產(chǎn)值，工業(yè)增加值居世界第四位。但與工業(yè)發(fā)達國家相比，我國的制造技術(shù)仍有較大差距，突出表現(xiàn)為高端裝備制造技術(shù)落后，對國家各領(lǐng)域發(fā)展的裝備支撐能力弱，能源和資源消耗大，環(huán)境污染嚴重。鑒于此，中國已將先進制造技術(shù)列為國家重點發(fā)展領(lǐng)域之一，力爭在21世紀的先進制造技術(shù)領(lǐng)域占有一席之地。4.先進

8、制造技術(shù)發(fā)展中的關(guān)鍵技術(shù)（1）成組技術(shù)（GT）：揭示和利用事物間的相似性，按照一定的準則分類成組，同組事物采用同一方法進行處理，以便提高效益的技術(shù)，稱為成組技術(shù)。在機械制造工程中，成組技術(shù)是計算機輔助制造的基礎(chǔ)，將成組哲理用于設(shè)計、制造和管理等整個生產(chǎn)系統(tǒng)，改變多品種小批量生產(chǎn)方式，獲得最大的經(jīng)濟效益。（2）敏捷制造（AM）：敏捷制造（AM）是指企業(yè)實現(xiàn)敏捷生產(chǎn)經(jīng)營的一種制造哲理和生產(chǎn)模式。敏捷制造包括產(chǎn)品制造機械系統(tǒng)的柔性、員工授權(quán)、制造商和供應(yīng)商關(guān)系、總體品質(zhì)管理及企業(yè)重構(gòu)。（3）并行工程（CE）：并行工程（CE）是對產(chǎn)品及其相關(guān)過程（包括制造過程和支持過程）進行并行、一體化設(shè)計的一種系統(tǒng)

9、化的工作模式。（4）快速成型技術(shù)（RPM）：快速成型技術(shù)（RPM）是集CAD/CAM技術(shù)、激光加工技術(shù)、數(shù)控技術(shù)和新材料等技術(shù)領(lǐng)域的最新成果于一體的零件原型制造技術(shù)。（5）虛擬制造技術(shù)（VMT）：虛擬制造技術(shù)（VMT）以計算機支持的建模、仿真技術(shù)為前提，對設(shè)計、加工制造、裝配等全過程進行統(tǒng)一建模，在產(chǎn)品設(shè)計階段，實時并行模擬出產(chǎn)品未來制造全過程及其對產(chǎn)品設(shè)計的影響，預測出產(chǎn)品的性能、產(chǎn)品的制造技術(shù)、產(chǎn)品的可制造性與可裝配性，從而更有效、更經(jīng)濟地靈活組織生產(chǎn)，使工廠和車間的設(shè)計布局更合理、有效，以達到產(chǎn)品開發(fā)周期和成本最小化、產(chǎn)品設(shè)計質(zhì)量的最優(yōu)化以及生產(chǎn)效率的最高化。（6）智能制造（IM）：智能

10、制造（IM）是制造技術(shù)、自動化技術(shù)、系統(tǒng)工程與人工智能等學科互相滲透、互相交織而形成的一門綜合技術(shù)。其具體表現(xiàn)為：智能設(shè)計、智能加工、機器人操作、智能控制、智能工藝規(guī)劃、智能調(diào)度與管理、智能裝配、智能測量與診斷等。它強調(diào)通過“智能設(shè)備”和“自治控制”來構(gòu)造新一代的智能制造系統(tǒng)模式。先進制造技術(shù)內(nèi)涵廣泛、學科交叉，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，必須掌握并科學運用最先進的制造技術(shù)。先進制造技術(shù)也是改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的有力武器。先進制造技術(shù)的發(fā)展與產(chǎn)業(yè)化，將對國民經(jīng)濟的發(fā)展產(chǎn)生越來越大的影響。先進制造技術(shù)是制造技術(shù)的最新發(fā)展階段，是面向21世紀的技術(shù)，它是由傳統(tǒng)的制造

11、技術(shù)發(fā)展而來的，保留了過去制造技術(shù)中的有效要素，是制造技術(shù)與現(xiàn)代高新技術(shù)結(jié)合而產(chǎn)生的完整的技術(shù)群。先進制造技術(shù)的特點1.先進制造技術(shù)是面向21世紀的技術(shù)制造業(yè)先進制造技術(shù)是制造技術(shù)的最新發(fā)展階段，是由傳統(tǒng)的制造技術(shù)發(fā)展而來，保持了過去制造技術(shù)中的有效要素；但隨著高新技術(shù)的滲入和制造環(huán)境的變化，已經(jīng)產(chǎn)生了質(zhì)的變化。先進制造技術(shù)是制造技術(shù)與現(xiàn)代高新技術(shù)結(jié)合而產(chǎn)生的一個完整的技術(shù)群，是一類具有明確范疇的新的技術(shù)領(lǐng)域，是面向21世紀的技術(shù)。2.先進制造技術(shù)有明顯的需求導向的特征先進制造技術(shù)是面向工業(yè)應(yīng)用的技術(shù)，先進制造技術(shù)應(yīng)能適合于在工業(yè)企業(yè)推廣并可取得很好的經(jīng)濟效益。先進制造技術(shù)的發(fā)展往往是針對某一

12、具體的制造業(yè)（如汽車工業(yè)、電子工業(yè)）的需求而發(fā)展起來的，有明顯的需求導向的特征。先進制造技術(shù)不是以追求技術(shù)的高新度為目的，而是注重產(chǎn)生最好的實踐效果，以提高企業(yè)的競爭力并促進國家經(jīng)濟增長和綜合實力為目標。3.先進制造技術(shù)具備全球性，開發(fā)和應(yīng)用應(yīng)適合國情先進制造技術(shù)是面向全球競爭的，目前每一國家都處于全球化市場中。一個國家的先進制造技術(shù)是該國制造業(yè)在全球范圍市場的競爭力，因此，先進制造技術(shù)的主體應(yīng)具有世界水平。但是，每個國家的國情也將影響到從現(xiàn)有的制造技術(shù)水平向先進制造技術(shù)的過渡戰(zhàn)略和措施。我國正在以前所未有的速度進入全球化的國際市場，開發(fā)和應(yīng)用適合國情的先進制造技術(shù)勢在必行。先進制造技術(shù)的發(fā)展

13、趨勢根據(jù)許多專家學者的看法，先進制造技術(shù)將向全球化、信息化、智能化、綠色化并與多學科融合的方向發(fā)展?？v觀先進制造技術(shù)的發(fā)展趨勢，“綠色”和“智能”將成為其主要的發(fā)展方向。1.制造過程的綠色化制造過程的綠色化是從環(huán)境保護角度出發(fā)，在制造的各個階段（全壽命周期）都要充分考慮到環(huán)境保護。這里的環(huán)境不僅是自然環(huán)境，還包括社會環(huán)境和生產(chǎn)環(huán)境，要做到可持續(xù)發(fā)展，走向人類社會和自然界的統(tǒng)一與和諧。綠色制造技術(shù)的研究將在資源的綠色轉(zhuǎn)化、新資源和能源的替代、過程強化與系統(tǒng)集成，以及綠色產(chǎn)品工程等四個方面展開。在我國高端裝備制造產(chǎn)業(yè)技術(shù)中，強調(diào)綠色制造；重點發(fā)展先進綠色制造技術(shù)與產(chǎn)品，突破制造業(yè)綠色產(chǎn)品設(shè)計、環(huán)保

14、材料、節(jié)能環(huán)保工藝、綠色回收處理等關(guān)鍵技術(shù)；開展綠色制造技術(shù)和綠色制造裝備的推廣應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)示范，培育裝備再制造、綠色制造咨詢與服務(wù)、綠色制造軟件等新興產(chǎn)業(yè)。在實現(xiàn)制造過程的綠色化的時候，必須考慮制造行業(yè)的“低碳經(jīng)濟”問題，聰明的企業(yè)善于抓住機遇，轉(zhuǎn)變生產(chǎn)方式，走在前面，將被動變?yōu)橹鲃?，利用社會發(fā)展理念的變革作為企業(yè)加速發(fā)展的動力，努力搶占“低碳經(jīng)濟”的制高點。企業(yè)應(yīng)當在考慮發(fā)展戰(zhàn)略時，考慮如何制定“低碳戰(zhàn)略”，并力求與國家的可持續(xù)發(fā)展趨勢同步增長。2.制造過程的智能化智能化是未來制造技術(shù)的發(fā)展方向，它是將人工智能融入到生產(chǎn)過程的各個環(huán)節(jié)中去：通過模擬人類專家的智能活動，取代生產(chǎn)系統(tǒng)中的部分腦力

15、勞動。智能化是自動化的高級階段，是柔性化和集成化的延伸和發(fā)展。專家指出：今后，傳統(tǒng)的制造業(yè)將仍將朝著高性能、高精度、高靈敏、高穩(wěn)定、高可靠、高環(huán)保和長壽命的“六高一長”的方向發(fā)展。新型的先進制造技術(shù)將朝向小型化（微型化）、集成化、成套化、電子化、數(shù)字化、多功能化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、計算機化、綜合自動化以及光機電一體化；服務(wù)上將朝著專門化、簡捷化、無維護化以及組裝生產(chǎn)自動化、無塵（或超凈）化以及專業(yè)化等的方向發(fā)展。占主導地位、起關(guān)鍵作用的是智能化和網(wǎng)絡(luò)化。智能化是制造技術(shù)發(fā)展的前景。智能化制造模式的基礎(chǔ)是智能制造系統(tǒng)，它是智能和技術(shù)的集成而形成的應(yīng)用環(huán)境，也是智能制造模式的載體。在國家高端裝備制造

16、產(chǎn)業(yè)技術(shù)中，強調(diào)智能制造，發(fā)展工業(yè)機器人、智能控制、微納制造、制造業(yè)信息化等相關(guān)系統(tǒng)和裝備，重點研發(fā)工業(yè)機器人的模塊化核心技術(shù)和功能部件、重大工程自動化控制系統(tǒng)和智能測試儀器及基礎(chǔ)件等技術(shù)裝備，建設(shè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)培訓體系，推動技術(shù)集成驗證與示范應(yīng)用工作，制定技術(shù)與安全標準，培育一批高技術(shù)創(chuàng)新企業(yè)，實現(xiàn)制造系統(tǒng)智能運行，改造提升裝備制造業(yè)。隨著工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)、傳感器網(wǎng)絡(luò)、無線射頻識別、微型機電系統(tǒng)、激光技術(shù)等的日益成熟，人們由現(xiàn)在對于制造設(shè)備與制造過程的“了解不足”，向三維空間加時間的多維度、透明化“泛在感知”發(fā)展，泛在計算、泛在虛擬、泛在仿真無處不在，從而促成了以“泛在信息”技術(shù)為主要驅(qū)動力的新一代基

17、于“泛在感知”的信息化制造和自動化技術(shù)“泛在信息制造”時代的來臨，這將會是新一代先進制造技術(shù)發(fā)展的核心驅(qū)動力！新興市場的企業(yè)實現(xiàn)升級和創(chuàng)新的最佳路徑是由簡單的委托代工制造到自主研發(fā)設(shè)計，并最終建立自主品牌。目前通過跨國公司的全球并購與重組，全球制造業(yè)的各條產(chǎn)業(yè)鏈幾乎已被行業(yè)內(nèi)少數(shù)幾個跨國公司牢牢控制。隨著全球化進程的不斷加快，中國制造業(yè)除個別實力雄厚的大企業(yè)能夠與跨國公司進行直接競爭外，大多數(shù)企業(yè)根據(jù)自身特點與優(yōu)勢，分別采取OEM、ODM和OBM方式積極主動地融入跨國公司的全球產(chǎn)業(yè)鏈中，進行模仿與學習，使得國內(nèi)企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量不斷提高，生產(chǎn)成本不斷降低，企業(yè)的管理水平和競爭力得到很大提高。并且圍繞

18、行業(yè)的不斷發(fā)展壯大，中國制造業(yè)成功地承接了世界制造業(yè)的轉(zhuǎn)移與外包，逐漸形成了各區(qū)域的產(chǎn)業(yè)集群，這種產(chǎn)業(yè)集聚現(xiàn)象又進一步降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本和組織成本，使得區(qū)域制造業(yè)產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢不斷強化，制造業(yè)競爭力進一步得到加強。中國的制造業(yè)想變得又大又強的話，必須要尋求突破。從相關(guān)數(shù)據(jù)的分析來看，總體而言，未來510年，中國制造業(yè)發(fā)展趨勢是高增加值化，這是中國制造業(yè)實現(xiàn)突破的必由之路！在中國，伴隨著產(chǎn)業(yè)制造能力的不斷提高，中國產(chǎn)業(yè)國際上的競爭力不斷增長，但中國產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新能力提高有限，存在著產(chǎn)業(yè)制造能力與技術(shù)能力不對稱的現(xiàn)象。這種不對稱現(xiàn)象是中國經(jīng)濟增長方式的一個寫照，它蘊藏著中國經(jīng)濟發(fā)展的機遇與挑戰(zhàn)。因此，提高中國企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新能力是未來數(shù)年的艱苦任務(wù)，需要企業(yè)與