傳統(tǒng)制造技術(shù)與先進(jìn)制造技術(shù)

1、機(jī)械工程概論論文傳統(tǒng)制造技術(shù)與先進(jìn)制造技術(shù)摘要 ：機(jī)械制造技術(shù)不僅是衡量一個(gè)國(guó)家科技發(fā)展 水平的重要標(biāo)志,也是國(guó)際間科技競(jìng)爭(zhēng)的重點(diǎn)。本文對(duì)機(jī)械制造技術(shù)在世界歷史上的發(fā)展作了簡(jiǎn)要陳述,對(duì)傳統(tǒng)及先進(jìn)機(jī)械制造技術(shù)的現(xiàn)狀及技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行概括介紹,并簡(jiǎn)述了未來(lái)機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展方向。關(guān)鍵詞 ：機(jī)械制造簡(jiǎn)史傳統(tǒng)及先進(jìn)機(jī)械制造技術(shù)特點(diǎn)發(fā)展趨勢(shì)Traditional and advanced manufacturing technology（ School of mechanical engineeringchangzhou institute of technologyjiangsu:213002zhang

2、min ）版權(quán)文檔，請(qǐng)勿用做商業(yè)用途Abstract : The mechanical manufacturing technology is not onlythe standard of the levelof a national science and technology development ,but also the focus of competition between international science and technology. In this paper,it makes a brief statement about the mechanical man

3、ufacturing technology in the development of world historyand the traditional andadvanced mechanical manufacturing technology of the present situation and features .In the end, it introduces the mechanical manufacturing technology of the future development direction. 版權(quán)文檔，請(qǐng)勿用做商業(yè)用途Keywords: brief mach

4、inery manufacturing historytraditional and advanced mechanicalmanufacturing technologydevelopment trend 版權(quán)文檔，請(qǐng)勿用做商業(yè)用途1制造從人類的誕生就開(kāi)始了。石器時(shí)代，使用減量法，把石塊的多余部分敲打掉，制造了石斧、石刀。發(fā)展到原始社會(huì)，利用等量法制造土陶制品。原始社會(huì)后期和封建社會(huì)初期， 冶金技術(shù) ( metallurgy technology) 的發(fā)展，使用增量法制造大量的金屬制品。版權(quán)文檔，請(qǐng)勿用做商業(yè)用途2而到了工業(yè)化時(shí)期，以英國(guó)人瓦特的蒸汽機(jī)( steam engine) 為標(biāo)志，

5、解決了動(dòng)力問(wèn)題，推動(dòng)制造業(yè)從手工制造發(fā)展為機(jī)械制造。無(wú)疑現(xiàn)在的機(jī)械工業(yè)是每個(gè)國(guó)家工業(yè)體系的核心， 在發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占主導(dǎo)地位。而在當(dāng)時(shí)，制造方法的極大發(fā)展表現(xiàn)在各種加工、切削技術(shù)及零件的制造向更精、更細(xì)、更專業(yè)化、更大批量的方向發(fā)展。 版權(quán)文檔，請(qǐng)勿用做商業(yè)用途3. 到了 80 年代，隨著世界經(jīng)濟(jì)和人們生活水平的提高， 市場(chǎng)環(huán)境發(fā)生了巨大的變化。一方面，表現(xiàn)為消費(fèi)者需求日趨主體化、個(gè)性化和多樣化；另一方面1機(jī)械工程概論論文則是市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨全球化和激烈化。這一時(shí)期內(nèi)，基于先進(jìn)計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)，發(fā)展各種先進(jìn)的制造技術(shù)，從而優(yōu)化制造業(yè)的T（Time, 交貨或新產(chǎn)品上市時(shí)間）、Q（ Qualit

6、y，產(chǎn)品質(zhì)量）、C( Cost, 產(chǎn)品成本 ) 、S（Service, 服務(wù)），成為制造業(yè)贏得競(jìng)爭(zhēng)的主要手段。 這些制造技術(shù)主要包括CAD（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）、CAPP（計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)劃） 、CAM（計(jì)算機(jī)輔助制造）、DNC（直接數(shù)字控制）、FMS（柔性制造系統(tǒng)）、（制造資源計(jì)劃） 、（成組技術(shù)）等。版權(quán)文檔，請(qǐng)勿用做商業(yè)用途4年代以來(lái)，信息技術(shù)，尤其是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展給世界帶來(lái)了巨大的變化，全球經(jīng)濟(jì)一體化進(jìn)程打破了傳統(tǒng)的地域經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式， 市場(chǎng)變得更加廣闊。在這種時(shí)代背景下， 快速響應(yīng)瞬息萬(wàn)變的市場(chǎng)需求成為了制造系統(tǒng)贏得市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)。同時(shí)，世界正處于由資源消耗型的工業(yè)經(jīng)濟(jì)向信息知識(shí)為基礎(chǔ)的知

7、識(shí)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)變的重要時(shí)期。 知識(shí)經(jīng)濟(jì)在很大程度上由高知識(shí)附加值的產(chǎn)品來(lái)體現(xiàn)， 產(chǎn)品創(chuàng)新是知識(shí)經(jīng)濟(jì)的一個(gè)重要標(biāo)志。 在這種情況下， 組織結(jié)構(gòu)相對(duì)固定、 制造資源相對(duì)集中、以區(qū)域經(jīng)濟(jì)環(huán)境為主導(dǎo)、 以面向產(chǎn)品為特征的傳統(tǒng)的制造系統(tǒng)模式已與之不相適應(yīng)， 全球性的、 以靈活敏捷的組織形態(tài)與控制機(jī)制， 快速響應(yīng)市場(chǎng)需求變化的新一代制造模式紛紛涌現(xiàn)并得到長(zhǎng)足的發(fā)展。 版權(quán)文檔，請(qǐng)勿用做商業(yè)用途5 先進(jìn)制造技術(shù)是傳統(tǒng)制造業(yè)不斷地吸收機(jī)械、信息、材料及現(xiàn)代管理技術(shù)等方面最新的成果，并將其綜合應(yīng)用于產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)、制造、檢測(cè)、管理及售后服務(wù)的制造全過(guò)程，是實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、敏捷制造，并取得理想技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果的

8、前沿制造技術(shù)的總稱。 從本質(zhì)上可以說(shuō)， 先進(jìn)制造技術(shù)是傳統(tǒng)制造技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)化 ( automate) 技術(shù)和現(xiàn)代管理技術(shù)等的有機(jī)融合。先進(jìn)制造技術(shù)是制造業(yè) 21 世紀(jì)發(fā)展的方向。 版權(quán)文檔，請(qǐng)勿用做商業(yè)用途6 先進(jìn)制造技術(shù)的特點(diǎn)6.1 面向工業(yè)應(yīng)用的技術(shù)。先進(jìn)制造技術(shù)并不限于制造過(guò)程本身, 它涉及到產(chǎn)品從市場(chǎng)調(diào)研、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)及工藝設(shè)計(jì)、生產(chǎn)準(zhǔn)備、加工制造、售后服務(wù)等產(chǎn)品壽命周期的所有內(nèi)容 , 并將它們結(jié)合成一個(gè)有機(jī)的整體。先進(jìn)制造技術(shù)的應(yīng)用特別注意產(chǎn)生最好的實(shí)際效果, 其目標(biāo)是為了提高 企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)和促進(jìn)國(guó)家經(jīng)濟(jì)和綜合2機(jī)械工程概論論文實(shí)力的增長(zhǎng) , 目的是要提高制造業(yè)的綜合經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效

9、益。版權(quán)文檔，請(qǐng)勿用做商業(yè)用途6.2 駕馭生產(chǎn)過(guò)程的系統(tǒng)工程。先進(jìn)制造技術(shù)特別強(qiáng)調(diào) 計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、傳感技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、新材料技術(shù)和 現(xiàn)代系統(tǒng)管理技術(shù)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造和生產(chǎn)組織管理、 銷售及售后服務(wù)等方面的應(yīng)用。 它要不斷吸收各種高新技術(shù)成果與傳統(tǒng)制造技術(shù)相結(jié)合 , 使制造技術(shù)成為能駕馭生產(chǎn)過(guò)程的物質(zhì)流、能量流和信息流的系統(tǒng)工程。 版權(quán)文檔，請(qǐng)勿用做商業(yè)用途6.3 面向全球競(jìng)爭(zhēng)的技術(shù)。 20 世紀(jì) 80 年代以來(lái) , 市場(chǎng)的全球化有了進(jìn)一步的發(fā)展 , 發(fā)達(dá)國(guó)家通過(guò) 金融、經(jīng)濟(jì)、科技手段爭(zhēng)奪市場(chǎng) , 傾銷產(chǎn)品 , 輸出資本。隨著全球市場(chǎng)的形成 , 使得市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)變得越來(lái)越激烈 , 先進(jìn)制造

10、技術(shù)正是為適應(yīng)這種激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)而出現(xiàn)的。 因此 , 一個(gè)國(guó)家的先進(jìn)制造技術(shù) , 它的主體應(yīng)該具有世界先進(jìn)水平 , 應(yīng)能支持該國(guó)制造業(yè)在全球市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力。 版權(quán)文檔，請(qǐng)勿用做商業(yè)用途6.4 市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)三要素的統(tǒng)一。在 20 世紀(jì) 70 年代以前 , 產(chǎn)品的技術(shù)相對(duì)比較簡(jiǎn)單 , 一個(gè)新產(chǎn)品上市 , 很快就會(huì)有相同功能的產(chǎn)品跟著上市。因此 , 市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的核心是如何提高生產(chǎn)率。到了 20 世紀(jì) 80 年代以后 , 制造業(yè)要贏得市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的主要矛盾已經(jīng)從提高勞動(dòng)生產(chǎn)率轉(zhuǎn)變?yōu)橐詴r(shí)間為核心的時(shí)間、成本和質(zhì)量的三要素的矛盾。先進(jìn)制造技術(shù)把這三個(gè)矛盾有機(jī)結(jié)合起來(lái), 使三者達(dá)到了統(tǒng)一。 版權(quán)文檔，請(qǐng)勿用做商業(yè)用途7

11、. 傳統(tǒng)制造技術(shù)向高效化、敏捷化、清潔化發(fā)展7.1 向高效方向發(fā)展機(jī)械加工、鑄造、鍛壓、焊接、熱處理與表面改性( surface modified) 等傳統(tǒng)工藝技術(shù)在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)仍將是量大面廣、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的制造技術(shù)， 對(duì)其加以優(yōu)化和革新具有重大技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。隨著精度補(bǔ)償、應(yīng)用軟件、傳感器( sensingelement) 、自動(dòng)控制、新材料和機(jī)電一體化等技術(shù)的發(fā)展，工藝裝備在數(shù)控化的基礎(chǔ)上進(jìn)一步向生產(chǎn)自動(dòng)化方向發(fā)展。例如，焊接生產(chǎn)已由單擊控制發(fā)展到專機(jī)群控，進(jìn)而發(fā)展到柔性生產(chǎn)及車間集中控制、大型焊接成套設(shè)備、 多自由度焊接機(jī)器人和焊接工程專家系統(tǒng)； 新一代裝備制造技術(shù)也在不斷發(fā)展，多軸聯(lián)動(dòng)加工

12、3機(jī)械工程概論論文中心，裝配作業(yè)集成機(jī)床、虛擬軸機(jī)床、快速成型機(jī)等設(shè)備也在不斷涌現(xiàn)；與工藝和裝備發(fā)展相匹配的計(jì)量測(cè)試技術(shù)、 工礦監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)、 裝配技術(shù)、質(zhì)量保證技術(shù)等也不斷取得新的進(jìn)展。 版權(quán)文檔，請(qǐng)勿用做商業(yè)用途7.2 向敏捷化方向發(fā)展進(jìn)入世紀(jì)以來(lái)，世界經(jīng)濟(jì)表現(xiàn)為競(jìng)爭(zhēng)全球化、 貿(mào)易自由化、需求多樣化，產(chǎn)品生產(chǎn)朝多品種小批量方向發(fā)展， 從而面對(duì)制造企業(yè)快速響應(yīng)市場(chǎng)和產(chǎn)品一次制造成功的要求日益提高。 基于此，現(xiàn)代的產(chǎn)品設(shè)計(jì)正由手工繪圖方式向計(jì)算機(jī)自動(dòng)繪圖方式方向發(fā)展， 由滿足單個(gè)構(gòu)件要求的設(shè)計(jì)向?qū)φ麄€(gè)制造系統(tǒng)的功能的綜合設(shè)計(jì)、將設(shè)計(jì)與制造及相關(guān)因素進(jìn)行系統(tǒng)綜合的并行設(shè)計(jì)、 基于網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程

13、設(shè)計(jì)方向發(fā)展。 面向制造、 面向裝配、面向檢測(cè)的設(shè)計(jì)將利用并行工程的原理和方法，從一開(kāi)始就考慮到從產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)到報(bào)廢處理的全生命周期的有關(guān)問(wèn)題；在計(jì)算機(jī)建模仿真基礎(chǔ)上擴(kuò)展的虛擬制造技術(shù)， 在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段就適時(shí)地、 并行地、協(xié)同地虛擬出產(chǎn)品未來(lái)的制造全過(guò)程及產(chǎn)品性能、 可制造性等相關(guān)因素。 因此，可以預(yù)測(cè)，面向并行工程 ( Concurrent Engineering) 的設(shè)計(jì)、虛擬制造的設(shè)計(jì)、全壽命周期設(shè)計(jì)、 CAD/CAM/CAPP 一體化技術(shù)等敏捷設(shè)計(jì)制造技術(shù)與系統(tǒng)將在今后若干年內(nèi)不斷發(fā)展。 版權(quán)文檔，請(qǐng)勿用做商業(yè)用途7.3 向清潔化發(fā)展發(fā)達(dá) 國(guó) 家 及 發(fā) 展 中 國(guó) 家 正 大 力 發(fā)

14、 展 清 潔 綠 色 的 精 密 成 型 ( precise confectioning) 與加工制造技術(shù)， 能實(shí)現(xiàn)少甚至無(wú)切削的塑性成型技術(shù)、 干凈成型技術(shù)、粉末冶金技術(shù)等將成為 21 世紀(jì)優(yōu)先發(fā)展的制造技術(shù)。隨著可持續(xù)發(fā)展思想的深入人心，發(fā)達(dá)國(guó)家正通過(guò)立法的、經(jīng)濟(jì)的、政策的、輿論的手段加強(qiáng)了對(duì)制造業(yè)的環(huán)境監(jiān)督與安全保護(hù)，對(duì)制造企業(yè)廢棄物的排放標(biāo)準(zhǔn)日趨嚴(yán)格，制造工藝安全標(biāo)準(zhǔn)也不斷提高。版權(quán)文檔，請(qǐng)勿用做商業(yè)用途8放棄可能導(dǎo)致成本上漲放棄傳統(tǒng)制造技術(shù)可能會(huì)導(dǎo)致成本上漲，因此晶片公司通常都會(huì)盡力避免這種行為。波爾表示，使用新技術(shù)將導(dǎo)致英特爾的成品晶圓成本上漲2%至 3%，每個(gè) 晶圓 都包 含 數(shù)

15、百 個(gè)晶 片 。 美國(guó) 市 場(chǎng) 研究 公司EndpointTechnologiesAssociates市場(chǎng)研究員羅杰·凱 (Roger Kay) 說(shuō)：“新的結(jié)構(gòu)足以讓該公司生產(chǎn)出大量可靠的 22 納米芯片?！?版權(quán)文檔，請(qǐng)勿用做商業(yè)用途4機(jī)械工程概論論文其他企業(yè)今后也有望采用這種 3D 生產(chǎn)方法，但必須要等到生產(chǎn)工藝降到 22 納米以下。從 AMD剝離出來(lái)的晶片制造商 Globalfoundries 周三表示，將在今后的 20 納米工藝中使用傳統(tǒng)的晶體管。 該公司發(fā)言人稱，在推出后續(xù)生產(chǎn)工藝前，沒(méi)有必要使用 3D 晶體管 ( transistor) 技術(shù) 版權(quán)文檔，請(qǐng)勿用做商業(yè)用途9

16、 由此可見(jiàn)，傳統(tǒng)制造技術(shù)不會(huì)被會(huì)被淘汰，至少近幾年不會(huì)。而先進(jìn)制造技術(shù)將趨于全球化、網(wǎng)絡(luò)化、虛擬化、自動(dòng)化、綠色化。 版權(quán)文檔，請(qǐng)勿用做商業(yè)用途9.1 全球化。一方面由于國(guó)際和國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈。例如在機(jī)械制造業(yè)中 , 國(guó)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(wú)情的競(jìng)爭(zhēng)中紛紛落敗 , 有的倒閉 , 有的被兼并 , 不少暫時(shí)還在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上占有份額的企業(yè),不得不擴(kuò)展新的市場(chǎng) ; 另一方面 , 網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的快速發(fā)展推動(dòng)了企業(yè)向著既競(jìng)爭(zhēng)又合作的方向發(fā)展 , 這種發(fā)展進(jìn)一步激化了國(guó)際間市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)。這兩個(gè)原因的相互作用 , 已成為全球化制造業(yè)發(fā)展的動(dòng)力, 全球化制造的第一個(gè)技術(shù)基

17、礎(chǔ)是網(wǎng)絡(luò)化 , 網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)使制造的全球化得以實(shí)現(xiàn)。版權(quán)文檔，請(qǐng)勿用做商業(yè)用途9.2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(yíng)活動(dòng)帶來(lái)了革命性的變革。產(chǎn)品設(shè)計(jì)、物料選擇、零件制造、市場(chǎng)開(kāi)拓與產(chǎn)品銷售都可以異地或跨越國(guó)界進(jìn)行。此外, 網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的快速發(fā)展, 加速技術(shù)信息的交流、加強(qiáng)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的合作和經(jīng)營(yíng)管理的學(xué)習(xí), 推動(dòng)了企業(yè)向著既競(jìng)爭(zhēng)又合作的方向發(fā)展。 版權(quán)文檔，請(qǐng)勿用做商業(yè)用途9.3 虛擬化。制造過(guò)程中的虛擬技術(shù)是指面向產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程的模擬和檢驗(yàn)。檢驗(yàn)產(chǎn)品的可加工性、加工方法和工藝的合理性, 以優(yōu)化產(chǎn)品的制造工藝、保證產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)周期和最低成本為目標(biāo), 進(jìn)行生產(chǎn)過(guò)程計(jì)劃、組織

18、管理、車間調(diào)度 ( workshop dispatcher) 、供應(yīng)鏈及物流設(shè)計(jì)的建模和仿真。虛擬化的核心是計(jì)算機(jī)仿真 , 通過(guò)仿真軟件來(lái)模擬真實(shí)系統(tǒng) , 以保證產(chǎn)品設(shè)計(jì)和產(chǎn)品工藝的合理性 ,保證產(chǎn)品制造的成功和生產(chǎn)周期, 發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)中不可避免的缺陷和錯(cuò)誤。版權(quán)文檔，請(qǐng)勿用做商業(yè)用途9.4 自動(dòng)化。自動(dòng)化是一個(gè)動(dòng)態(tài)概念 , 目前它的研究主要表現(xiàn)在制造系統(tǒng)中的集成技術(shù)和系統(tǒng)技術(shù)、 人機(jī)一體化制造系統(tǒng)、 制造單元技術(shù)、 制造過(guò)程的計(jì)劃5機(jī)械工程概論論文和調(diào)度、柔性制造技術(shù)和適應(yīng)現(xiàn)化生產(chǎn)模式的制造環(huán)境等方面。 制造自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)是制造全球化、制造敏捷化、制造網(wǎng)絡(luò)化、制造虛擬化、制造智能化和制造綠色化。 版權(quán)文檔，請(qǐng)勿用做商業(yè)用途9.5綠色化。綠色制造則通過(guò)綠色生產(chǎn)過(guò)程、綠色設(shè)計(jì)、綠色材料、綠色設(shè)備、綠色工藝、綠色包裝、綠色管理等生產(chǎn)出綠色產(chǎn)品, 產(chǎn)品使用完以后再通過(guò)綠