我對(duì)先進(jìn)制造技術(shù)的認(rèn)識(shí)

我對(duì)先進(jìn)制造技術(shù)的認(rèn)識(shí)摘要：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(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，制造業(yè)要求生存和發(fā)展，必須掌握并科學(xué)運(yùn)用最先進(jìn)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(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展產(chǎn)生越來(lái)越大的影響。關(guān)鍵詞：先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展前景1.引言制造業(yè)是現(xiàn)代國(guó)民經(jīng)濟(jì)和綜合國(guó)力的重要支柱，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)、社會(huì)進(jìn)步、科技發(fā)展與國(guó)家安全中占有重要戰(zhàn)略地位，其生產(chǎn)總值一般占一個(gè)國(guó)家國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值的20%~50%。世界各國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力的競(jìng)爭(zhēng)，主要是先進(jìn)制造技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)，其競(jìng)爭(zhēng)能力又體現(xiàn)在所生產(chǎn)產(chǎn)品的市場(chǎng)占有率上。隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展以及顧客需求和市場(chǎng)環(huán)境的不斷變化，這種競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，因而各國(guó)政府都非常重視對(duì)先進(jìn)制造技術(shù)（advancedmanufacyuingtechnology,先進(jìn)制造技術(shù)）的研究。2.先進(jìn)制造技術(shù)的概述先進(jìn)制造技術(shù)(AdvancedManufacturingTechnology),人們往往用AMT來(lái)概括由于微電子技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、信息技術(shù)等給傳統(tǒng)制造技術(shù)帶來(lái)的種種變化與新型系統(tǒng)。具體地說(shuō)，就是指集機(jī)械工程技術(shù)、電子技術(shù)、自動(dòng)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(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)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(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的必要條件之一，但并非充分條件，其優(yōu)勢(shì)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。3.先進(jìn)制造技術(shù)的體系結(jié)構(gòu)(a)主體技術(shù)群它包括兩個(gè)基本部分:有關(guān)產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)和工藝技術(shù)。(1)面向制造的設(shè)計(jì)技術(shù)群面向制造的設(shè)計(jì)技術(shù)群系指用于生產(chǎn)準(zhǔn)備(制造準(zhǔn)備)的工具群和技術(shù)群。設(shè)計(jì)技術(shù)對(duì)新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)生產(chǎn)費(fèi)用、產(chǎn)品質(zhì)量以及新產(chǎn)品上市時(shí)間都有很大影響。產(chǎn)品和制造工藝的設(shè)計(jì)可以采用一系列工具,例如計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)以及工藝過(guò)程建模和仿真等,生產(chǎn)設(shè)施、裝備和工具,甚至整個(gè)制造企業(yè)都可以采用先進(jìn)技術(shù)更有效地進(jìn)行設(shè)計(jì)。近幾年發(fā)展起來(lái)的產(chǎn)品和工藝的并行設(shè)計(jì)具有雙重目的,一是縮短新產(chǎn)品上市的周期,二是可以將生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢物減少到最低程度,使最終產(chǎn)品成為可回收、可再利用的,因此對(duì)實(shí)現(xiàn)面向保護(hù)環(huán)境的制造而言是必不可少的。(2)制造工藝技術(shù)群(加工和裝配技術(shù)群)制造工藝技術(shù)群是指用于物質(zhì)產(chǎn)品(物理實(shí)體產(chǎn)品)生產(chǎn)的過(guò)程及設(shè)備。例如,模塑成形、鑄造、沖壓、磨削等。隨著高新技術(shù)的不斷滲入,傳統(tǒng)的制造工藝和裝備正在產(chǎn)生質(zhì)的變化。制造工藝技術(shù)群是有關(guān)加工和裝配的技術(shù),也是制造技術(shù)或稱生產(chǎn)技術(shù)的傳統(tǒng)領(lǐng)域。（b）支撐技術(shù)群支撐技術(shù)群是指支持設(shè)計(jì)和制造工藝兩方面取得進(jìn)步的基礎(chǔ)性的核心技術(shù)?；镜纳a(chǎn)過(guò)程需要一系列的支撐技術(shù),諸如:測(cè)試和檢驗(yàn)、物料搬運(yùn)、生產(chǎn)(作業(yè))計(jì)劃的控制以及包裝等。它們也是用于保證和改善主體技術(shù)的協(xié)調(diào)運(yùn)行所需的技術(shù),是工具、手段和系統(tǒng)集成的基礎(chǔ)技術(shù)。支撐技術(shù)群包括:(1)信息技術(shù):接口和通信、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、集成框架、軟件工程人工智能、專家系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、決策支持系統(tǒng)。(2)標(biāo)準(zhǔn)和框架：數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品定義標(biāo)準(zhǔn)、工藝標(biāo)準(zhǔn)、檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)、接口框架。(3)機(jī)床和工具技術(shù)。(4)傳感器和控制技術(shù)：?jiǎn)螜C(jī)加工單元和過(guò)程的控制、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳感器和傳感器組合、生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃。(5)其它（c）制造技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施制造技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施是指為了管理好各種適當(dāng)?shù)募夹g(shù)群的開(kāi)發(fā)并鼓勵(lì)這些技術(shù)在整個(gè)國(guó)家工業(yè)(基地)內(nèi)推廣應(yīng)用而采取的各種方案和機(jī)制。由于技術(shù)只有應(yīng)用適當(dāng)?shù)貢?huì)產(chǎn)生效用,所以其技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施的各要素和基本技術(shù)本身同樣重要。這些要素包括了車間工人、工程技術(shù)人員和管理人員在各種先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)和方案方面的培訓(xùn)和教育,這些技術(shù)和方案將提高企業(yè)的生產(chǎn)競(jìng)爭(zhēng)力。可以說(shuō),制造技術(shù)的基礎(chǔ)設(shè)施是使制造技術(shù)適應(yīng)具體企業(yè)應(yīng)用環(huán)境充分發(fā)揮其功能、取得最佳效益的一系列措施,是使先進(jìn)的制造技術(shù)與企業(yè)組織管理體制和使用技術(shù)的人員協(xié)調(diào)工作的系統(tǒng)工程,是先進(jìn)制造技術(shù)生長(zhǎng)和壯大的土壤,因而是其不可分割的一個(gè)組成部分。先進(jìn)制造技術(shù)是促進(jìn)科技和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)。4.先進(jìn)制造技術(shù)的提出及背景1993年，美國(guó)政府批準(zhǔn)了由聯(lián)邦科學(xué)、工程與技術(shù)協(xié)調(diào)委員會(huì)（FCCSET）主持實(shí)施的先進(jìn)制造技術(shù)計(jì)劃（AdvancedManufacturingTechnology－AMT）計(jì)劃先進(jìn)制造技術(shù)計(jì)劃（AdvancedManufacturingTechnology－AMT)是美國(guó)根據(jù)本國(guó)制造業(yè)面臨的挑戰(zhàn)和機(jī)遇,為增強(qiáng)制造業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力和促進(jìn)國(guó)家經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng),首先提出了先進(jìn)制造技術(shù)(AdvancedManufacturingTechnology)的概念。此后,歐洲各國(guó)、日本以及亞洲新興工業(yè)化國(guó)家如韓國(guó)等也相繼作出響應(yīng)。5.先進(jìn)制造技術(shù)的特點(diǎn)(1)先進(jìn)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(jì)的技術(shù)制造業(yè)是社會(huì)物質(zhì)文明的保證,是與人類社會(huì)一起動(dòng)態(tài)發(fā)展的,因此,制造技術(shù)必然也將隨著科技進(jìn)步而不斷更新。先進(jìn)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(lái),保持了過(guò)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)了變化,先進(jìn)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(gè)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(jì)的技術(shù)。(2)先進(jìn)制造技術(shù)是面向工業(yè)應(yīng)用的技術(shù)先進(jìn)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(jì)效益,先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展往往是針對(duì)某一具體的制造業(yè)(如汽車工業(yè)、電子工業(yè))的需求而發(fā)展起來(lái)的適用的先進(jìn)制造技術(shù),有明顯的需求導(dǎo)向的特征。先進(jìn)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(shí)踐效果,以提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力和促進(jìn)國(guó)家經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和綜合實(shí)力為目標(biāo)。(3)先進(jìn)制造技術(shù)是面向全球競(jìng)爭(zhēng)的目前每一國(guó)家都處于全球化市場(chǎng)中。一個(gè)國(guó)家的先進(jìn)制造技術(shù)是支持該國(guó)制造業(yè)在全球范圍市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力。因此,先進(jìn)制造技術(shù)的主體應(yīng)具有世界水平。但是,每個(gè)國(guó)家的國(guó)情也將影響到從現(xiàn)有的制造技術(shù)水平向先進(jìn)制造技術(shù)的過(guò)渡戰(zhàn)略和措施。我國(guó)正在以前所未有的速度進(jìn)入全球化的國(guó)際市場(chǎng),開(kāi)發(fā)和應(yīng)用適合國(guó)情的先進(jìn)制造技術(shù)勢(shì)在必行。6.先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展中的關(guān)鍵技術(shù)(1)成組技術(shù)(GT)成組技術(shù)(GT)揭示和利用事物間的相似性，按照一定的準(zhǔn)則分類成組，同組事物采用同一方法進(jìn)行處理，以便提高效益的技術(shù)，稱為成組技術(shù)。在機(jī)械制造工程中，成組技術(shù)是計(jì)算機(jī)輔助制造的基礎(chǔ)，將成組哲理用于設(shè)計(jì)、制造和管理等整個(gè)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(jì)效益。成組技術(shù)的核心是成組工藝，它是將結(jié)構(gòu)、材料、工藝相近似的零件組成一個(gè)零件族(組)，按零件族制定工藝進(jìn)行加工，擴(kuò)大批量、減少品種、便于采用高效方法、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。零件的相似性是廣義的，在幾何形狀、尺寸、功能要素、精度、材料等方面的相似性為基本相似性，以基本相似性為基礎(chǔ)，在制造、裝配等生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、管理等方面所導(dǎo)出的相似性，稱為二次相似性或派生相似性。(2)敏捷制造(AM)敏捷制造(AM)是指企業(yè)實(shí)現(xiàn)敏捷生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)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(jī)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)。敏捷制造是借助于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和信息集成基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，構(gòu)造有多個(gè)企業(yè)參加的“VM”環(huán)境，以競(jìng)爭(zhēng)合作的原則，在虛擬制造環(huán)境下動(dòng)態(tài)選擇合作伙伴，組成面向任務(wù)的虛擬公司，進(jìn)行快速和最佳生產(chǎn)。(3)并行工程(CE)并行工程(CE)是對(duì)產(chǎn)品及其相關(guān)過(guò)程(包括制造過(guò)程和支持過(guò)程)進(jìn)行并行、一體化設(shè)計(jì)的一種系統(tǒng)化的工作模式。在傳統(tǒng)的串行開(kāi)發(fā)過(guò)程中，設(shè)計(jì)中的問(wèn)題或不足，要分別在加工、裝配或售后服務(wù)中才能被發(fā)現(xiàn)，然后再修改設(shè)計(jì)，改進(jìn)加工、裝配或售后服務(wù)(包括維修服務(wù))。而并行工程就是將設(shè)計(jì)、工藝和制造結(jié)合在一起，利用計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)并行作業(yè)，大大縮短生產(chǎn)周期。(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)。它不同于傳統(tǒng)的用材料去除方式制造零件的方法，而是用材料一層一層積累的方式構(gòu)造零件模型。它利用所要制造零件的三維CAD模型數(shù)據(jù)直接生成產(chǎn)品原型，并且可以方便地修改CAD模型后重新制造產(chǎn)品原型。由于該技術(shù)不像傳統(tǒng)的零件制造方法需要制作木模、塑料模和陶瓷模等，可以把零件原型的制造時(shí)間減少為幾天、幾小時(shí)，大大縮短了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期，減少了開(kāi)發(fā)成本。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的決速發(fā)展和三維CAD軟件應(yīng)用的不斷推廣，越來(lái)越多的產(chǎn)品基于三維CAD設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)，使得快速成型技術(shù)的廣泛應(yīng)用成為可能?？焖俪尚渭夹g(shù)已廣泛應(yīng)用于宇航、航空、汽車、通訊、醫(yī)療、電子、家電、玩具、軍事裝備、工業(yè)造型(雕刻)、建筑模型、機(jī)械行業(yè)等領(lǐng)域。(5)虛擬制造技術(shù)(VMT)虛擬制造技術(shù)(VMT)以計(jì)算機(jī)支持的建模、仿真技術(shù)為前提，對(duì)設(shè)計(jì)、加工制造、裝配等全過(guò)程進(jìn)行統(tǒng)一建模，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段，實(shí)時(shí)并行模擬出產(chǎn)品未來(lái)制造全過(guò)程及其對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的影響，預(yù)測(cè)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，從而更有效地、更經(jīng)濟(jì)地靈活組織生產(chǎn)，使工廠和車間的設(shè)計(jì)布局更合理、有效，以達(dá)到產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期和成本最小化、產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量的最優(yōu)化、生產(chǎn)效率的最高化。虛擬制造技術(shù)填補(bǔ)了CAD/CAM技術(shù)與生產(chǎn)全過(guò)程、企業(yè)管理之間的技術(shù)缺口，把產(chǎn)品的工藝設(shè)計(jì)、作業(yè)計(jì)劃、生產(chǎn)調(diào)度、制造過(guò)程、庫(kù)存管理、成本[1]核算、零部件采購(gòu)等企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)在產(chǎn)品投入之前就在計(jì)算機(jī)上加以顯示和評(píng)價(jià)，使設(shè)計(jì)人員和工程技術(shù)人員在產(chǎn)品真實(shí)制造之前，通過(guò)計(jì)算機(jī)虛擬產(chǎn)品來(lái)預(yù)見(jiàn)可能發(fā)生的問(wèn)題和后果。虛擬制造系統(tǒng)的關(guān)鍵是建模，即將現(xiàn)實(shí)環(huán)境下的物理系統(tǒng)映射為計(jì)算機(jī)環(huán)境下的虛擬系統(tǒng)。虛擬制造系統(tǒng)生產(chǎn)的產(chǎn)品是虛擬產(chǎn)品，但具有真實(shí)產(chǎn)品所具有的一切特征。(6)智能制造(IM)智能制造(IM)是制造技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、系統(tǒng)工程與人工智能等學(xué)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(jì)、智能加工、機(jī)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(cè)量與診斷等。它強(qiáng)調(diào)通過(guò)“智能設(shè)備”和“自治控制”來(lái)構(gòu)造新一代的智能制造系統(tǒng)模式。智能制造系統(tǒng)具有自律能力、自組織能力、自學(xué)習(xí)與自我優(yōu)化能力、自修復(fù)能力，因而適應(yīng)性極強(qiáng)，而且由于采用VR技術(shù)，人機(jī)界面更加友好。因此，智能制造技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)對(duì)于提高生產(chǎn)效率與產(chǎn)品品質(zhì)、降低成本，提高制造業(yè)市場(chǎng)應(yīng)變能力、國(guó)家經(jīng)濟(jì)實(shí)力和國(guó)民生活水準(zhǔn)，具有重要意義。7.先進(jìn)制造技術(shù)的進(jìn)步制造技術(shù)是制造業(yè)所使用的一切生產(chǎn)技術(shù)的總稱，是將原材料和其他生產(chǎn)要素經(jīng)濟(jì)合理地轉(zhuǎn)化為可直接使用的具有較高附加值的成品/半成品和技術(shù)服務(wù)的技術(shù)群。近兩百年來(lái).在市場(chǎng)需求不斷變化的驅(qū)動(dòng)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(xué)技術(shù)高速發(fā)展的推動(dòng)下，制造業(yè)的資源配置沿著“勞動(dòng)密集→設(shè)備密集→信息密集→知識(shí)密集”