网络化制造技术应用与发展趋势论文

第一篇：网络化制造技术应用与发展趋势论文

网络化制造技术应用与发展趋势

摘要:本文对我国现有网络化制造技术进行了阐述,并通过实例分析了网络化制造技术的应情况,并对其发展趋势进行了分析。

关键词:网络化制造;网格制造;工作流管理;虚拟企业;网络化数控

所谓网络化制造是指通过采用先进的网络技术、制造技术及其它相关技术, 构建面向企业特定需求的基于网络的制造系统, 并在系统支持下, 突破空间对企业生产经营范围和方式的约束, 开展覆盖产品整个生命周期全部或部分环节的企业业务活动, 实现企业间的协同和各种社会资源的共享与集成, 高速度、高质量、低成本地为市场提供所需的产品和服务。

1网络化制造技术

虚拟企业技术:所谓虚拟企业(VE)又称动态联盟、虚拟组织(VO)、扩展企业(EE)、网络企业(NE),是当市场出现新机遇时,具有不同资源与优势的企业为了共同开拓市场,共同对付其他的竞争者组织的、建立在信息网络基础之上的共享技术与信息,分担费用,联合开发、互利的企业联盟体。

工作流管理技术:工作流是能够完全或者部分自动执行的经营过程,它根据一系列过程规则,文档、信息或任务能够在不同的执行者间进行传递与执行。其技术用于企业业务过程建模和业务过程分析;帮助企业管理者更清楚了解其业务过程,并发现业务过程中存在的问题和性能瓶颈;支持企业管理信息系统的规范化设计和项目管理;支持企业知识获取和知识重用;支持企业业务过程的自动执行和监控。工作流管理系统是支持企业经营过程高效执行并监控其执行过程的计算机软件系统。在工作流管理系统支撑下,通过集成具体的业务应用软件和操作人员的界面操作,才能够良好地完成对企业经营过程运行的支持。所以,工作流管理系统在企业或部门经营应用过程中,起到业务应用软件系统集成与实施的作用。

虚拟车间技术:虚拟车间是面向动态多变的市场需求,根据企业生产规划目标,由企业内部同一车间或不同车间的部分资源,在计算机信息与控制网络的支持下,组织形成的一种相对稳定具有某种独立加工功能的逻辑实体,它是虚拟企业的基本构成成分。它不仅对加工任务进行优化计划和分解,而且对加工设备进行优化组合,动态形成敏捷化制造单元。它强调加工设备的协调与合作,采用虚拟制造单元的形式,也就是加工设备在物理位置上不变,而在生产组织和管理逻辑上则随着加工任务的变化而改变。通过对加工设备进行优化组合,实现资源的动态柔性配置,对变化的任务做出及时响应。

虚拟车间的管理和控制应服从于虚拟企业的组织和管理模式,采用动态的联邦组织结构,按照以下原则建立虚拟车间:保证硬件、数据库、操作系统和应用系统的异构互容机制,满足分布式信息处理能力,维护虚拟车间中的企业逻辑,支持车间之间、车间层与企业层的访问协商,保证信息访问的安全性,提供访问系统信息资源的能力。

Agent 技术:在分布计算领域,人们通常把在分布式系统中持续自主发挥作用的活着的计算实体称为Agent。具有以下特征:

自主性:Agent具有属于其自身计算资源和局部于自身的行为控制机制,能够在没有外界直接操纵的情况下,根据其内部状态和感知到的环境信息,决定和控制自身的行为。例如,SNMP中的agent就是独立运行在被管理单元上的自主进程。

交互性 :Agent能够与其他Agent(包括人),用Agent通信语言实施灵活多样的交互,能够有效与其他Agent协同工作。例如,一个Internet上的用户需要使用Agent通信语言向主动服

务Agent陈述信息需求。

反应性 :Agent能够感知所处的环境(可能是物理世界,操纵图形界面的用户,或其他Agent等),并对相关事件作出适时反应。例如,一个模拟飞机的Agent能够对用户的操纵作出适时反应。

主动性:Agent能够遵循承诺采取主动行动,表现出面向目标的行为。例如,一个Internet上的主动服务Agent,在获得新的信息之后能够按照约定主动将其提交给需要的用户;一个工作流管理Agent,能够按照约定将最新的工作进展情况主动通报给有关的工作站。

网格制造(Grid Manufacture):网格是构筑在Internet 上的新兴技术,通过调整共享的网络连接地理上广泛分布的异构资源(包括高速连接的异构计算机、数据库、科学仪器、文件和超级计算系统等),用它们协同工作解决那些需要多CPU和存储器来处理、访问的单个问题。网格可分为计算型网格和访问型网格。通过计算型网格用户可以使用到无限制的计算和数据资源;访问型网格提供一组协同环境,向用户提供资源和服务,用户可以通过浏览器等访问网格。网格具有统一的软件标准和实现互操作的环境,它的服务层能提供无缝的基础设施,以形成用户希望的问题求解环境。网格由网格结构、核心网格中间件、用户级网格中间件、网格用户及入口等组成。网格制造又称制造网格(MG),在不占用超级计算机的情况下,收集分散各地的空闲计算能力,组成“一台”虚拟计算机,使每个企业都有可能低成本地获得超级计算能力用于产品的设计。制造网络为解决我国电子产品制造业中产品开发创新能力不足、产品技术含量低的问题带来了机遇并提供了很好的共享平台。开放式、网络化数控(ONCNC)技术:开放式数控系统的本质是数控系统的开发可在统一运行平台上,面向机床厂家和最终用户,形成系列化,并可将用户特殊应用集成到控制系统中,实现不同品种、不同档次的开放式数控系统。IEEE关于开放式系统的定义是:开放式系统能有效地运行于不同的平台之上,可与其他应用系统相互操作,并提供与用户交互的统一风格,即所谓互操作性、可移植性、可伸缩性和可互换性。

网络数控通过网络、Internet/Intranet将制造单元和控制部件相连,或将制造过程所需资源(如加工程序、机床、工具、检测监控仪器等)共享。网络化包括两个方面:内部网络(现场总线网络)和外部网络。

内部网络:是数控系统内CNC单元与伺服驱动及I/O逻辑控制等单元以现场总线网络连接。对于数控系统硬件,开放性主要是指其计算机、网络、伺服系统及I/O逻辑控制等单元,应该具有统一的互联标准,以实现互换性。

外部网络:是数控系统与系统外的其他控制系统或外部上位计算机以网络连接。通过网络实现对设备的远程控制和无人化操作、远程加工程序传输、远程诊断和远程维修服务、技术服务,并提高机床生产率。网络化制造技术应用

2.1 数控机床厂的基于PDM的DNC系统:企业内部采用SQL数据库存储数据.建设完善的网络,并配有ERP和PDM系统。DNC与PDM连接,以便采用PDM对NC程序进行流程管理。基于PDM的数控机床网络管理DNC,它负责在机床上传程序时将其保存到数据库表中,此数据库表通过ODBC连接到PDM中的相关库表,机床所请求的NC程序内容也是通过数据库来存取的,以DNC为核心建立DNC通信平台主要完成全功能的NC程序的双向传输、DNC网络在线加工、设备加工信息采集。基于PDM型式的NC程序的管理,以NC程序为驱动的管理系统,主要是对NC程序进行刀具轨迹仿真,NC程序内部信息的提取,NC程序的流程管理,特别是采用SQL数据库的管理方式对NC程序进行严格地管理。

2.2 区域柔性加工中心系统:我国电子行业在全国建立了五个区域柔性加工中心,五个中

心通过区电网络实现中国电子科技集团公司与下属研究所之间的网络连接,并通过此网络将需要加工的产品零件的设计数据传递到五个区域柔性加工中心进行设计加工处理实现网络化加工设计。网络化制造技术发展趋势

网络化制造作为一种全新的制造模式,集数字化、柔性化、敏捷化为基本特征。柔性化与敏捷化是快速响应客户化需求的前提,表现为结构上的快重组、性能上的快响应、过程中的并行性与分布式决策。其优势在于:由金字塔式的多层次管理结构向扁平式的网络管理结构转变,减少层次和中间环节,加快信息的传递速度。并行工作方式将逐渐替代系统的顺序方式,缩短工作周期,提高工作效率。企业将向规模小型化和组织分子化方向发展,即在大型企业中,企业内部的单元对市场需求信息也将拥有快速自主的反应权力和能力。企业将通过网络组织、虚拟企业等形式建立灵活多样的企业间联盟,实现企业内外资源的灵活有效配置。网络化制造的组成单元由一个个的企业变成由一个个具有一定功能的制造网络组成,逐渐转变成网络制造。数控设备和具有自诊断、标准网络接口的智能化的数控系统转变。

参考文献

[1]程明辉等著:《先进电子制造技术技术》, 国防工业出版社 ,2008年

[2] 顾寄南:《网络化制造技术》,化学工业出版社,2004年

[3]王宛山等著:《网络化制造》,东北大学出版社,2003年

第二篇：论我国制造技术现状及发展趋势论文课件

摘要：文章论述了我国现代制造技术的现状，在分析了我国制造发展存在的差距的同时阐述了制造发展的趋势，并提出了我国制造的发展策略。

关键词：制造技术、现状、问题、发展趋势

制造技术是研究产品设计、生产、加工制造、销售使用、维修服务乃至回收再生整个过程的工程学科，并广泛将电子学、信息科学、材料学、生物学、管理科学等最新科学成就融入其中，目的是提高产品的质量、效益和竞争力。制造业为整个国民经济提供技术装备，其发展水平是国家工业化程度的主要标志之一。我国从2001年加入了世界贸易组织后，面对日益激烈的市场竞争环境，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研究中。近年来，我国制造科学技术有了日新月异的变化和发展，但与先进的国家相比仍有一定差距，为了迎接挑战，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。现代制造技术的特征

1.1面向工业应用的技术。随着生活水平不断提高，人们对各种产品的要求也越来越高，除了质量的要求外，人们慢慢的也开始追求产品的精美外观，因此，现代化的各种制造技术，应该满足人们对产品的最实际要求与效果，这无形中也促进了企业竞争实力的提升，进而提高国家经济实力的增长，从而带动整个制造业的经济效益与社会价值。

1.2 CAD/CAM 的广泛应用和开发。机械制造与电子技术、计算机技术的结合越来越紧密，计算机及其网络技术的迅速发展，使机械技术、制造和理论计算融为一体。NC、CAD/CAM、工业机器人、柔性制造系统、计算机集成制造系统等已成为提高劳动生产率的强大手段，成为制造业现代化的标志

1.3设计与工艺一体化。随着科学技术的迅速发展、社会需求的日益多样化，更新换代加快、品种越来越多、批量越来越少。因此，小批量的生产在产品生产中已成为主流，出现了面向制造设计的并行工程（CE）和精良生产（LP）新技术，使设计与工艺一体化。随着计算机的普及与网络技术的迅速发展，设计与工艺一体化进程正在加速发展。

1.4制造技术已成为系统。先进制造技术之所以具有强大的优越性，其根本原因在于它在利用传统制造技术的同时，能不断结合当今现代化的高新技术成果，这样既避免了传统制造技术的缺陷空白，又充分发挥了现代技术的能量流与信息流，使之成为一个完整的系统。

1.5产品开发周期显著缩短，上市时间更快，这是21世纪市场环境和用户消费观所要求的，也是赢得竞争的关键所在。这一点从美国制造业策略的变化可以看出。美国制造业的策略从50年代的“规模效益第一”，经过70年代和80年代的“价格竞争第一”和“质量竞争第一”，发展到90年代的“市场速度第一”，时间因素被提到了首要位置，具备赢得竞争，提高市场占有率的四种基本能力：①时间竞争能力，产品上市快、生产周期短、交货及时；②质量竞争能力，产品不仅可靠性高，而且使用户在各方面都满意；③价格竞争能力，产品 生成成本低，销售价格适中；④创新竞争能力，产品有特色、生产有柔性、竞争有策略。这四种能力中最重要的能力是创新能力，企业的创新不仅指产品设计和生产工艺上的创新，还要包括制造观念的更新、组织的重构、经营的重组。历史证明，综合创新能力是推动企业发展的动力和最强大的竞争武器。

1.6 全生命周期内的质量保证。产品质量的完整概念是顾客的满意度，可靠性仅是质量的一个指标，但它不再能赋予产品以足够的竞争优势。在用户看来，产品可靠、具有一定的使用寿命是理所当然的。对产品质量更全面的理解是：用户占有、使用产品的一种综合主观反映，包括可用、实用、耐用、好用。

1.7分布、并行、集成并存。分布性更强、分布范围更广，是全球范围的分布；并行化程度更高，许多作业可以跨地区、跨部门分布式并行实施；集成化程度更高，不仅包括信息、技术的集成，而且包括管理、人员和环境的集成。21世纪制造业的四个关键因素是技术、管理、人员和环境。

1.8加强环境保护意识。生产者在生产的过程中，对环境的保护越来越重视，对一些可以再次利用的资源进行最大可能的回收，并加以利用，将资源的回收利用，这也是现代制造技术发展的重要方向。全球化市场经济根本改变了我国制造业的整体格局

2.1世纪制造业面临的是全球多样化、个性化的需求。20世纪50年代以后，机械化、自动化技术的应用，标准化大批量生产方式的急速发展，使得全球制造业生产能力不断扩大，生产规模和效率迅速提高。进入70年代，工业发达国家制造业的供给能力已经大于市场需求。世界主要市场开始进入需求导向的时代。消费观念也出现了结构性变化，消费需求趋向多样化和个性化。

20世纪90年代，制造业的跨国活动迅速发展，全球制造能力进一步扩张，出现全球性能力过剩的局面，产能与市场需求的矛盾日益突出，在新产品更新速度加快的同时，市场饱和周期也在缩短。同时随着货运、集装箱运输以及信息技术等的应用，产品的销售半径不断增大，制造商必须面对处于不同地域、不同文化和不同环境下的全球用户。进入21世纪，全球市场需求的多样化趋势更加明显，制造业面临全球性多样化、个性化需求的挑战。

在用户差别越来越大的全球市场上，社会、经济、文化、艺术、技术等多种因素都影响需求的个性化选择趋向。用户出于对功能、安全、效率、环保、节能、舒适、休闲、新颖、个性、时尚、趣味、娱乐、价格等个性化考虑，要求制造商利用不同的材料，不同的成型工艺手 段，不同的造型设计，不同的结构，不同的操作系统和时空配置，不同的表面处理和装饰，实现工业设计和制造的个性化，并实现产品的多样化，性能或功能的多样化，款式的多样化，规格的多样化，包装的多样化，价格层次的多样化。

如何对市场环境急剧变化做出快速反应，及时把握用户需求，有效地生产和提供令用户满意的产品和服务，是21世纪制造业面临的挑战。目前，我国制造业正面临个性化、多样化需求和标准产品大量需求并存的局面。一方面，国际市场和一部分国内市场需求已经呈现式样化、个性化的趋势，国内制造业还不能充分适应；另一方面，我国标准产品的大批量生产方式的发展还不充分。影响大规模生产效率和效益的决定性因素，如专业化分工、科学的生产管理、标准化、自动化等，还需要进一步完善。因此，市场和我国的国情要求我们一方面要努力满足用户个性化需求，主动推进生产方式向小批量、多品种发展；另一方面，也继续通过大规模生产方式，高效低成本地生产价廉物美的标准产品，满足国内外市场的需要。对在设计和制造方面具有模块化特征的产品，如IT产品、家用电器、服装、汽车等，则应通过规模化生产的基础要素——标准化、专业化与先进制造技术结合，实现大规模订制生产，高效低成本地满足个性化和多样化的需求。

2.2世纪制造业面临的是全球市场的竞争与合作。经济全球化给制造商利用全球资源，积极参与全球竞争与合作带来了前所未有的机遇。利用全球资源(包括人力资源、自然资源、技术资源、资金资源、市场资源)进行的产业国际分工，使制造业企业能够迅速成长。

21世纪，世界制造业的全球市场竞争与合作将在三个层面展开。一是发达国家制造企业之间围绕高端产品、尖端技术研发，以及全球市场战略布局的竞争与使用；二是制造业产业内，在上下游产业之间，如开发设计与生产之间，生产与营销之间，零部件与整机之间，品牌厂商与外包加工企业之间展开的产业链的全球合作以及供应商、营销商之间的全球竞争与合作；第三是世界主要制造中心，即各个产业生态圈或区域之间的竞争与合作。在对全球资金和技术资源吸引力强，产业内国际分工活跃的领域与区域，随着制造能力、技术水平的大幅提升，逐渐形成了产业生态系统。而新产品的提供，很大程度上要依靠生态系统各成员的共同努力来完成，并推动整个产业的进步。在这个生态系统中，成员之间有着共生、共荣、竞争、合作等复杂的关系。以往那种企业与企业之间对抗性竞争被协同竞争所取代。用户、供应商、研发中心、制造商、经销商和服务商等具有互补性的企业间建立紧密合作，利益共享，风险共担，相互依赖，共同发展。彼此间通过竞争优选，不断降低成本，提高效率，产业链中的企业既合作又竞争，专业化、柔性化生产相统一，制 造质量更高，制造成本更低，应变能力更强。

在对全球技术和资源吸引力强，具有制造优势的地区，企业、资金、技术、人才、信息、物流、市场、商务、法律等配套服务不断聚集。在产业生态不断改善，制造规模不断扩大的情况下，致使某门类产品的全球制造能力迅速集中在少数几个产业集群区域，形成若干产品和服务共生协同的产业生态圈——世界制造中心。而各个产业生态圈间，则通过国际合作，通过双边、多边或区域间的自由贸易和经济合作协定，实现竞争与合作。例如中国东南沿海地区产业生态圈与中西部、东北部的的合作；东盟“10+3”IT技术产业生态圈的竞争与合作；墨西哥与巴西汽车及其零部件产业生态圈的竞争与合作。

当前，我国开始形成面向全球市场的产业生态链或产业生态圈，使中国的部分地区逐渐成为世界最想的吸引全球资金、技术、人才等各种资源的制造基地。21世纪产业生态环境将成为比劳动力成本更重要的综合竞争因素，是制造业保持竞争优势和对全球资源吸引力的综合条件，只有不断完善产业生态环境，积极参与世界级大型企业集团、产业链主干企业以及其他主要世界制造中心之间竞争与合作，才能全面提高我国制造业在国际市场的竞争力，促进我国制造业的进一步发展 我国现代制造技术的发展状况

近年来，我国制造业不断引进世界先进制造技术，并加大各领域的技术研究，形成了一定特色的制造新气象；但是，对于高精尖端的领域，与欧美等一些工业发达国家相比，仍然存在很大一段差距，主要表现有如下几个方面：

3.1生产管理。工业发达强国在管理中广泛采用计算机技术，推出了准时生产(JIT)、精益生产(LP)、敏捷制造(AM)、并行工程(CE)等新的管理思想和技术，重视组织和管理体制、生产模式的更新发展。我国多数小型企业却采用经验管理方法，只有少数大型企业采用了计算机辅助管理技术。

3.2制造设计。随着计算机辅助设计(CAD/CAM)的兴起，世界各工业发达国家抓紧有力时机，不断将该技术引用其中，并能做到对设计数据和规则进行定期更新与处理。我国对CAD/CAM技术的应用却不是很普遍，且该领域的人才较为紧缺。

3.3自动化装备。

目前制造业正在从以机器为特征的传统技术时代向着以信息为特征的系统技术时代迈进，进入了一个能够增强企业在不可预见的多变环境中生存能力的全球化敏捷制造阶段，世界各国十分重视发展先进制造与自动化技术，许多工业国家应用先进制造与自动化技术实现了设计、制造和经营的一体化，加强了在国际市场的 垄断地位，而我国在这一方面却显得非常的薄弱。

3.4制造工艺方面。精细加工、微细加工、微型机械和微米纳米技术、高精密加工技术、超塑激光加工技术、电磁加工技术以及复合加工技术等新型加工方法在工业发达国家应用较广泛。而我国普及率不高，尚在开发、掌握之中。

4我国当前制造技术要解决的问题

当前制造技术要解决的问题主要集中在以下几方面：

4.1资源配置。充分结合劳动密集型和技术密集型产业，从我国的国情出发，采取产业的多层次推进策 略，不断提高产业的技术水平和产业集中度，从国家的整体上看，应继续大力发展劳动密集型产业以缓解就业压力，另一方面积极发展资金密集产业，包括充分利用外资，在有优势的领域可以集中力量有重点的发展技术密集型产业。

4.2 产业结构。我国低水平生产能力过剩与高技术高附加值产品短缺并存，使装备制造业发展滞后，极 大地约束了制造业发展。落后的装备制造业是造成产业结构优化升级的主要制约因素，因此装备制造业应该成为工业改组改造和结构优化升级的主战场。加速提升和发展装备制造业，加大产业结构优化升级的步伐应是今后制造业发展的重点

4.3 高新技术。在新世纪制造业的发展中，高新技术产业的培育对于提高一个国家的综合国力和市场竞争能力具有极其重要的战略意义，我们要按照“比较优势”和“有限目标”的原则，组织力量、集中目标、重点投入，抢占一批具有21世纪市场前景的高新技术制高点，努力培育一批具有未来高增长潜力和优势的产业领域，实现我国制造业高新技术产业的领先发展。通过高新技术改造来提升制造业，努力提高制造业的整体素质，增强制造业的竞争力，尤其是利用信息技术改造传统产业，实现生产过程网络化、智能化、自动化等。例如，近年来我国国家自然基金会将不少经费投入到先进制造技术发展中。同时，制造业可以为发展高新技术提供大部分资金、市场、基础设施，成为它们发展的物质基础，因而发展高新技术和发展制造业存在着相辅相成的依存关系。

4.4 市场。21世纪全球经济一体化的发展，使市场正从单品种、大批量、周期长向多品种、小批量、周期短方向发展，要求新产品开发速度快，成本低，耗能少。影响制造业发展的主要因素正是技术创新及市场要求。我们有着巨大的国内市场资源。只要我们充分利用好这一资源，更大胆地放开国内市场，就可有效地把国外技术和资本吸引过来。也只有最大限度地吸收国外制造业的一切先进技术成果，我 们才有可能实现经济超越式发展的目标。

4.5制造系统是一个复杂的大系统，为满足制造系统敏捷性、快速响应和快速重组的能力，必须借鉴信息科学、生命科学和社会科学等多学科的研究成果，探索制造系统新的体系结构、制造模式和制造系统有效的运行机制。制造系统优化的组织结构和良好的运行状况是制造系统建模、仿真和优化的主要目标。制造系统新的体系结构不仅对制造企业的敏捷性和对需求的响应能力及可重组能力有重要意义，而且对制造企业底层生产设备的柔性和可动态重组能力提出了更高的要求。生物制造观越来越多地被引入制造系统，以满足制造系统新的要求。

4.6为支持快速敏捷制造，几何知识的共享已成为制约现代制造技术中产品开发和制造的关键问题。制造过程中物理和力学现象的几何化研究形成了制造科学中几何计算和几何推理等多方面的研究课题，其理论有待进一步突破，当前一门新学科--计算机几何正在受到日益广泛和深入的研究。

4.7在现代制造过程中，信息不仅已成为主宰制造产业的决定性因素，而且还是最活跃的驱动因素。提高制造系统的信息处理能力已成为现代制造科学发展的一个重点。由于制造系统信息组织和结构的多层次性，制造信息的获取、集成与融合呈现出立体性、信息度量的多维性、以及信息组织的多层次性。在制造信息的结构模型、制造信息的一致性约束、传播处理和海量数据的制造知识库管理等方面，都还有待进一步突破。

4.8各种人工智能工具和计算智能方法在制造中的广泛应用促进了制造智能的发展。一类基于生物进化算法的计算智能工具，在包括调度问题在内的组合优化求解技术领域中，受到越来越普遍的关注，有望在制造中完成组合优化问题时的求解速度和求解精度方面双双突破问题规模的制约。制造智能还表现在：智能调度、智能设计、智能加工、机器人学、智能控制、智能工艺规划、智能诊断等多方面。

这些问题是当前产品创新的关键理论问题，也是制造由一门技艺上升为一门科学的重要基础性问题。这些问题的重点突破，可以形成产品创新的基础研究体系。

综上所述，我国是一个发展中的大国，在整个工业化的进程中，不能没有自己强大的制造业。有选择地引进、有重点地吸收、有目标地赶超、勇敢地参与世界经济的竞争与合作，在竞争与合作中不断增强我国制造业的国际竞争力。21世纪前20年，必须大力发展制造技术，推动中国制造业快速发展，开拓出一条发展制造业、通向制造强国之路

5我国制造技术的发展趋势

现代制造技术是在保留传统制造工艺积极要素的同时，不断融入当今最新的研究发展技术而成，并在产品生产的所有领域及过程中广泛渗透。

5.1信息化。当今的时代是信息时代，２０-21世纪有许多重大科技成果，但任何一项技术对整个社会影响都没有信息技术那么深远。在生产过程中，信息流是最活跃的，物质流与能源流在信息流指挥下运动。信息技术与制造技术的融合，是机械制造技术发展的主要方向。近年来，机械制造技术最大的变化是信息获得、信息处理、信息流动方式的变化。计算机辅助设计与制造、仿真、建模、神经网络、模糊控制、智能技术、机器人、柔性制造技术、集成制造系统、并行工程、精益制造、敏捷制造、虚拟制造、虚拟现实、反向工程及全能制造等，仍然是机械制造技术中的热门课题。

２１世纪信息化的制造技术将有它新的发展特色，这一发展特色将首先体现在智能化、网络化、集成化和创新上。信息是控制的依据，可以是有序的，但更多是无序的。从无序的信息中提取有用的知识和智能。知识和智能是一种有序的、能对信息进行排序、整理的高层次信息。１９世纪下半叶开始的机械化、２０世纪开始的自动化，主要从体力上解放人类，还需要实现智能化。只有智能化，才能在更复杂的情况下实现更高层次的自动化。

5.2智能工程化。人类和智能机械共同组成人机一体化，形成智能系统，该系统在制造过程中能进行如构思、分析、判断、推理、决策等智能活动。智能系统中，“智能”主要体现于系统具有极好的“柔”特性。在设计和制造中，采用模块化，使其具有较大柔性。

5.3自动技术化。自动化技术在制造系统中主要表现在集成技术、系统技术、柔性制造技术、人机一体化等各个方面，自动化技术向高科技方向纵深是制造业的发展趋势所在。

5.4集成化。在过去制造系统中仅强调信息的集成，这是不够的。现在更强调技术、人和管理的集成。在开发制造系统时强调“多集成”的概念，即信息集成、智能集成、串并行工作机制集成及人员集成，这更适合未来制造系统的需求。

5.5精密化。先进制造技术出现于20世纪80年代末，现已成为一个国家经济发展的重要手段之一，目前发达国家非常重视先进制造技术的发展和应用，精密加工就是先进制造技术的主体之一。精密加工技术现在已成为高科技技术领域的基础，有人提出超精密加工技术已进入原子级的极限加工，与纳米技术相接，这将使制造业进入到一个前所未有的新领域，使人发现更多的新信息，新规律。高技术发展中许多制造概念只有在微观尺度上才变得可能。制造业的常规性尺度将由微米级精度下移一两个数量级，亚微米及纳米级制造将成为制造技 术和制造工艺的发展方向。

5.6虚拟技术化。虚拟技术在制造过程中可模拟和检验产品生产过程。为优化产品的制造工艺、保证产品质量、生产周期和成本最低标，并检验产品的可加工性、加工方法和工艺的合理性，需进行生产过程计划、管理、调度、供应链及物流设计的仿真，以预知设计与生产中可能出现的缺陷和错误。

5.7 绿色制造与可持续发展制造化。科技的发展创造了历史的奇迹。但人们也越来越认识到，自然界的资源是有限的，环境和生态正遭受巨大的破坏。绿色制造与可持续发展已成为人们最为关注的课题之一，可持续发展已列为我国基本国策。２１世纪是中国将可持续发展战略走向实施的世纪。在此实施过程中，绿色制造技术处于十分重要的地位。要实现可持续发展，必须实行可持续消费，大力开发可再生能源和材料。太阳能和风能的利用受到越来越多的重视，新材料也应当是可再生的。绿色不仅包括不污染环境、不破坏生态平衡，也包括对资源的保护。要做到生产的可持续发展，必须发展可持续产品。近年来出现了一种错误认识，认为随着科技的快速发展，产品的更新换代加快，产品的有效使用寿命会越来越短。为了发展可持续产品，必须改变对产品寿命周期的传统认识。一般将产品的寿命周期分为制造、使用和回收处理等３个阶段，只有制造阶段是产生附加值的阶段。可持续产品的生产中，制造过程的有效延伸，将不断增加整个产品在使用和回收中的 附加值。２１世纪产品的价值将不是以固化的硬件为主，而是以其知识和技术含量为主。在产品使用中，通过不断更新和增加知识和技术含量，可实现产品的演变，乃至更新换代，扩大产品附加值。产品的硬件含量应尽可能地少，并且多是模块式，便于扩展与更新。产品将越来越多地以租用的方式进入市场。再制造将是产品生产的重要方式。再制造不同于修理，修理后的目的是恢复原有产品性能，而通过再制造是要使产品的性能上一个层次。

5.8全球一体化。自从加入WTO，世界各国之间的距离变得越来越小了，全球之间的贸易往来更加密切，世界是一个大工厂，全球一体化的进程日益加快。网络通讯技术的迅猛发展，更是加速了各国企业之间的交流与合作，从而产生更激烈的竞争，这样一种发展的模式有力的促进了国际市场间的竞争。

6结束语

未来的制造技术发展方向将是信息化、智能化、精密化、集成化、不断创新的绿色环保化。生物制造技术、微机电系统和纳米技术在未来社会的机械制造业中将是领先技术。在激烈的国际竞争环境中，一个国家科技发展水平的高低，制造业在其中取到了关键的衡量作用。我国正处于改革的转型期，有相当的前沿科学技术还没有自己的知识产权，制造水平也非常薄弱，需要不断的攻坚克难。只有把握住世界先进制造技术的发展潮流，顺应改革的步伐，将其放在战略优先的高度，加大投入，这样才能缩短与先进工业国家的距离，才能在世界的竞争场上占有一席之地。

参考文献：

[1]马晓春.我国现代机械制造技术的发展趋势[J].森林工程 [2]王世敬，温筠.现代机械制造技术及其发展趋势[J].石油机械

[3]武永利.机械制造技术新发展及其在我国的研究和应用[J].机械制造与自动化

第三篇：现代制造技术的发展趋势

现代制造技术的发展趋势

袁锋

摘要

知识经济和高科技的迅猛发展给制造业带来前所未有的机遇和挑战，现代制造技术被赋予新的内涵和特征，与其它学科交互融合发展，对传统的制造业产生了巨大的冲击。只有采用先进制造技术并不断创新，我国制造业才能在激烈竞争中立于不败之地。为此阐述了现代制造技术的发展趋势。

关键词:现代制造技术；特征；趋势。引言

制造是人类社会赖以生存和发展的基石，任何时代都离不开制造业，制造业具有永恒性和不可替代性，它不仅是一个国家国民经济的支柱产业，而且对其经济和政治的领导地位也有着决定性的影响，一个国家经济的崛起在很大程度上取决于制造业的发展。在工业发达国家，约有1／4的人口从事各种形式的制造活动，70 以上的物质财富来自制造业。因此，很多国家把制定制造业发展战略列为重中之重。战后，日本、德国等国家由于重视制造业，国力很快得以恢复，成为制造强国，经济实力也跃居世界前列。美国认为要重振经济雄风，保持美国在全球经济中的霸主地位，必须大力重振制造业，夺回其制造业的世界霸主地位。为此，美国加大了制造业的投资力度，积极进行策略研究，现在某些领域已基本赶上甚至超过日本而与其并驾齐驱。可见制造业对一个国家的经济地位和政治地位具有至关重要的影响。

近年来，随着高新技术和知识经济的迅猛发展，生命科学、材料科学、信息技术、微电子技术、航空航天等新兴的科学技术不断涌现。以计算机技术、信息技术、自动化技术与传统制造技术相结合的先进制造技术应运而生，对传统的制造业产生了巨大的影响和冲击。目前，世界各国尤其是工业发达国家都非常重视制造技术的开发研究和应用，在这一领域的国际竞争日趋激烈，我们要想在新一轮的较量中立于不败之地，就必须大力发展制造技术。现代制造技术的主要特征

1．1 制造内涵的扩展

随着通讯和网络的发展，全球性的贸易壁垒正在逐步消失，制造技术已发展成为一个涵盖整个生产过程、跨多个学科且高度复杂的集成技术。制造的概念和内涵得到大大扩展，它是一种涵盖面很广的广义制造概念，是“大过程”、“大制造”，包括光、机、电产品的制造，工艺流程设计，通用产品和高精尖产品的制造以及材料制备；不仅包括机械加工方法，而且还包括高能束加工方法、硅微加工方法、电化学加工方法等；它不但包括从毛坯到成品的加工制造过程，而且还涉及产品的市场信息收集与分析、产品的选型决策、产品的设计制造过程、产品的销售和售后服务、报废产品的处理以及产品的疲劳强度和全寿命过程的预估等产品整个生命周期的全过程。1．2 先进制造技术、制造系统和制造模式的发展

近年来，制造工程与制造科学取得了前所未有的成就，先进制造技术、制造系统和制 造模式层出不穷，制造业得到空前的发展。建立在以现代信息技术为核心的制造技术基础上发展起来的现代制造系统，将会给未来的制造业带来更多意想不到的奇迹。其中最有代表性的有：①敏捷制造(AM)。1988年美国里海大学和通用汽车公司在研究总结美国制造业的现状和潜力后提出了敏捷制造的生产模式，1992年美国政府将其作为具有划时代意义的21世纪制造企业的发展战略。敏捷制造是将柔性制造的先进技术和生产技能、有素质的劳动力以及促进企业内部和企业之间的灵活管理三者集成在一起，利用信息技术对千变万化的市场机遇做出快速响应，最大限度地满足顾客的要求。②虚拟制造(VM)。虚拟制造是利用制造过程的计算机模型及其仿真来实现产品设计和研制的模式，它从根本上改变了传统的产品设计与制造模式，在产品制造出来之前应在虚拟制造环境中完成软产品原型，代替系统的硬件进行试验，对其性能进行预测和评估，从而大大缩短产品设计与制造周期，降低产品的开发成本，提高其快速响应市场变化的能力，以便更可靠地决策产品研制，更经济有效地组织生产，从而实现制造系统全面最优的制造生产模式。③精良生产(LP)。1990年美国麻省理工学院总结了第二次世界大战后以丰田汽车为代表的日本制造工业的经验，提出了以改革企业生产管理为特点的精良生产模式。它的基本要求是企业在生产过程中要同时获得极高的生产率、最好的产品质量和极大的生产柔性，使所生产出的产品具有精益特点。它摒弃了大量生产方式在人力资源、库存资金积压上造成的极大浪费，特别是单一品种生产对市场变化的需求极不适应的种种弊端，发展了按市场订单进行及时生产的丰田汽车模式。④ 智能制造(IM)。智能制造是一种由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化智能系统，它在制造过程中能进行智能活动，诸如分析、推理、判断、构思和决策等。通过人与智能机器的合作共事，去扩大、延伸和部分地取代人类专家在制造过程中的脑力劳动。IM 将神经网络技术和模糊控制技术等先进制造技术应用于制造业，使制造过程实现智能化。

1．3 制造技术的多学科交叉特征

经济的发展和社会的进步对制造科学提出了新的要求与期望，它与信息科学、生命科学、材料科学、管理科学等不同学科之间的交叉融合更为紧密，形成了

多学科交叉、多方位立体发展的模式。一方面，制造技术为信息科学、生物科学和材料科学提供观察、实验、检测、制造的装备和技术支持；另一方面，信息科学、生物科学、材料科学的最新成果也会应用于制造业，进一步丰富制造科学的内容，同时，它们的发展也给制造业不断提出新的使命和挑战，从而促进制造科学的进一步提高。制造生产模式对制造过程、制造系统和产品的优质将起着关键的作用，而制造生产模式是管理科学、社会人文科学与制造科学的交叉、融汇和发展而成的结果，有着统率生产过程、加速高新技术的发展、决定产品质量和市场竞争能力的作用。1．4 信息技术是现代制造技术发展的重要保障

先进制造技术的发展与信息技术的发展密不可分。信息技术，特别是计算机技术，极大地改变着制造的面貌，是先进制造技术的发展与制造科学形成的客观条件。信息这一要素已成为现代制造业中最重要的资源和最宝贵的竞争要素。制造技术不仅加工、处理信息，而且将制造信息录制、物化在原材料上，提高其信息含量，使之转化为产品。现代制造业，尤其高科技、深加工企业，其主要投入已不再是材料和能源，而是信息和知识；其所创造的社会财富实际上也是某种形式的信息，即产品信息和制造信息。未来的产品一般应是基于信息或知识的产品。未来的制造技术将向数字化、智能化、网络化发展，信息技术将贯穿整个制造业。制造技术的发展趋势

21世纪，制造业日趋全球化，先进制造技术向着自动化、柔性化、集成化和智能化方向发展。总的来看，纳米技术、超精密加工技术和可持续制造技术是今后发展的关键。2．1 纳米技术

扫描隧道显微镜的发明与应用使人们对世界的认识进入纳米尺度，从宏观转向微观扩展。纳米技术和纳米制造技术是当前竞相研究的最前沿领域，它将使人们在生产方式和生活方式上有更大的改观。纳米技术包括纳米材料技术、纳米加工技术、纳米装配技术、纳米测量技术和纳米机械学等。纳米技术对制造业已经产生了很大的影响，对传统制造方法、制造工艺与手段带来了巨大冲击；同时，纳米技术的发展带动了微型系统制造技术的发展。微型系统是机械技术和电子技术在微／纳米尺度上相融合的产物，发展极其迅速，有可能对世界各国的科技、经济发展和国防建设产生重大影响。其覆盖领域十分广泛，从1959年科学家提出微型机械的设想，到第一个硅微型压力传感器问世，以及微型齿轮、微型齿轮泵、微型气动涡轮及联接件、硅微型静电电机、微型加速度计，直至2000年重仅200多克的微卫星上天，微型系统受到了世界各国越来越多的青睐，其应用领域将不断扩大。2．2 超精密加工技术

现代制造技术要求不断提高产品的加工质量、性能、可靠性和稳定性，而这些都取决于加工精度的提高。超精密加工技术是高精尖产品和国防武器生产的重要手段。在超精密加工领域，美国、英国、日本居世界前列。超精密加工主要包括超精密切削、超精密磨削、研磨以及超精密特种加工(主要包括电子束、离子束加工等)。目前，超精密加工已不再是孤立的加工方法和单纯的工艺问题，而是一项包含范围极广的系统工程。要实现超精密加工，不仅需要超精密的机床和刀具、稳定的环境，更重要的是要具备先进的计算机误差检测和在线补偿。

2．3 可持续制造技术

可持续制造技术是指在产品的整个生命周期中要充分考虑到节约资源和保护环境两方面的问题，其目标是使产品从设计、制造、运输、使用到报废处理的

整个产品生命周期中，对环境的负面作用最小，资源消耗尽可能小，并使企业经济和社会效益协调优化。其中绿色制造技术作为可持续制造技术的典型代表，正在被越来越多的企业接受和认同，并逐步得到应用，在美国、西欧和日本等发达国家和地区，绿色制造研究是先进制造技术领域的一大热点。随着人类居住环境的恶化、资源的短缺，可持续制造必将成为21世纪制造业发展的必然趋势。我国制造业的对策

制造技术的全球化和中国加入WTO给我国的制造业带来了前所未有的发展机遇，同时也面临着巨大的挑战。当前，人类社会已进入信息时代和知识经济时代，国际经济合作与交往日益紧密，全球产业结构进入大调整的重要时期，世界正在形成一个统一的大市场。世界范围内制造业的竞争变得越来越严酷，人们对于产品的个性化和服务的要求越来越强烈，产品的生命周期越来越短，只有采取积极的应对措施，才能逐步缩短我国在制造领域与工业发达国家的差距。

3．1 适应市场需求，增强企业竞争力

进入21世纪，用户的消费观念有了很大改变，对企业和产品提出了更新、更高的要求，产品的交货时间、新产品的开发时间和上市时间，甚至产品的整个生命周期都显著缩短 产品的开发周期缩短，对市场的响应已经成为企业竞争力的关键所在。谁能在最短的时间内交货，开发出新产品并打入市场，并在产品整个生命周期之内提供最好的服务，谁就能够占领市场。同时，原来对于产品质量、成本要求的内涵也有所改变，质量除了指对产品本 身的性能、功能、外观、可靠性和使用寿命等方面的要求外，更重要的是指如何在产品整个生命周期之内全面地满足客户的要求，包括各种服务，顾客对产品及其服务的满意程度是衡量产品质量和企业竞争力的重要指标。成本也不是指单一的产品制造和销售成本，而且是指包括产品的运行成本、维护成本及报废后的处理成本在内的全部成本。为了降低成本，要求企业的产品和制造系统均具有高度的柔性，以响应快速变化的市场，增强企业竞争力。

3．2 应用先进技术改造传统制造技术

在高科技和知识经济时代来临之际，必须用先进制造技术对传统的制造技术进行改造，对其进行全面研究和充实。我国传统的制造技术、工艺手段及装备仍然相当落后，必须从其它学科及新科技领域吸取营养并与之相结合，才能逐渐发展成为技术含量高、附加值大的现代制造技术，如纳米制造技术、超精密加工技术、微型系统制造技术、敏捷制造技术和绿色制造等。要利用先进制造系统原理优化企业组织结构，使其从产品开发、加工制造和市场开拓等方面得到重大改进，提高企业的综合效益，以赢得激烈的国际市场竞争。3．3 提高企业创新能力

创新是一个民族发展的动力，缺乏创新就会缺乏活力。企业的创新不仅指产品设计和生产工艺上的创新，还要包括制造观念的更新、组织的重构、经营的重组。综合创新能力是推动企业发展的动力和最强大的竞争武器。现代制造业应努力树立创新意识，培养创新能力，加快形成以企业为中心的技术创新体系，实现技术创新、机制创新、组织管理创新和人才创新。

3．4 重视人才培养

全球大市场中的竞争，归根结底是人才的竞争。现代制造技术都非常重视人的因素，强调以人为本和人的主体作用。现代制造业是多学科相互渗透融合而发展的，生产和管理模式正在向信息密集型和知识密集型转变，对人的素质也提出了较高的要求。一方面，应完善人才培养机制，针对现代制造科学的多学科交叉特点，在高等工科专业的教学中，实施与学科交叉前沿相应的专业设置及课程配置，以培养既有相关领域知识与能力，又具有创新精神的新型人才。另一方面，国家应重视职业技术教育，扶植发展企业对现有工程技术人员进行比学历教育更为重要的工程继续教育，以顺应新时期制造科学发展的要求。结束语

知识经济时代为我国的制造业带来新的机遇和挑战，国际竞争日趋激烈。只有利用先进制造技术，努力提升我国制造业的水平，实现精密化、微型化、高效化、清洁化、柔性化和集成化生产，才能增强企业竞争力，促进制造业的可持续发展。

第四篇：现代先进制造技术的应用与发展论文424

现代先进制造技术的应用与发展

摘要：

本文介绍了当今制造技术面临的问题，论述了先进制造的前沿科学，并展望了先进制造技术的发展前景。

关键词：问题，先进制造技术，前沿科学，应用前景 Abstract：This paper has presented the problem facing todays manufacturing technology,advanced manufacturing discussed in the forefront of science,and avision for the future development of advanced manufacturing technology.Keyword: Advanced manufacturing technologies;frontier science;Applications prospects 1.引言

1.1什么是先进制造技术

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。

1.2现代先进制造技术的现状

工业发达国家都把先进制造技术作为国家级关键技术和优先发展领域。尽管决定国家综合竞争力的因素有多种，但制造业的基础地位不能忽视。20世纪90年代以来，各发达国家，如美国、日本、欧共体、德国等都针对先进制造技术的研发提出了国家级发展计划，旨在提高本国制造业的国际竞争能力。1.3现代先进制造技术的应用与发展趋势 1.3.1 现代先进制造技术的应用

CAD/CAM(计算机辅助设计/计算机辅助制造)，MIS(管理信息系统)，CAT(计算机辅助测试)，CAE(计算机辅助工程)1.3.2现代先进制造技术的发展趋势

信息化，精密化，集成化，柔性化，动态化，虚拟化，智能化，绿色化，全球化

1.3.3先进制造技术的特点

先进制造技术最重要的特点在于，它是一项面向工业应用，具有很强实用性的新技术。与传统制造技术相比，先进制造技术更具有系统性、集成性、广泛性、高精度性。先进制造技术虽然仍大量应用于加工和装配过程，但在其制造过程中还综合应用了设计技术、自动化技术、系统管理技术等。先进制造技术比传统的制造技术更加重视技术与管理的结合，更加重视制造过程组织和管理体制的简化以及合理化，从而产生了一系列先进的制造模式，并能实现优质、高效、低耗、清洁、灵活的生产。

2.先进制造技术的分类 2.1虚拟制造技术

2.1.1虚拟制造技术简介

虚拟制造是在产品设计阶段实时地、并行地模拟产品未来制造全过程及其对

现代先进制造技术的应用与发展

产品设计的影响，预测产品性能、产品的可制造性、产品的成本等，从而更有效地、柔性灵活地组织生产，并使新产品开发一次获得成功，目的是尽量降低产品的成本，缩短产品的开发周期，提高产品的质量和寿命，快速有效地响应瞬息万变的市场。

2.1.2虚拟制造技术的应用与发展

美国、欧洲等国开始对其进行研究，并在虚拟原型系统开发、虚拟环境构筑、虚拟装配等方面取得了一系列的成果;除了实验室的研究工作外，虚拟制造在工业上，尤其是汽车、飞机、军工等领域也得到有效应用并取得明显收益。虚拟制造技术的发展前景是非常广阔的，其与Internet的结合将发展成为一项很有前景和应用潜力的技术。2.2微细加工技术

2.2.1微细加工技术简介

微细加工技术是指加工微小尺寸零件的生产加工技术。从广义的角度来讲，微细加工包括各种传统精密加工方法和与传统精密加工方法完全不同的方法，如切削技术，磨料加工技术，电火花加工，电解加工，化学加工，超声波加工，微波加工，等离子体加工，外延生产，激光加工，电子束加工，粒子束加工，光刻加工，电铸加工等。从狭义的角度来讲，微细加工主要是指半导体集成电路制造技术，因为微细加工和超微细加工是在半导体集成电路制造技术的基础上发展的，特门市大规模集成电路和计算机技术的技术基础，是信息时代微电子时代，光电子时代的关键技术之一。2.2.2微细加工技术的应用与发展

作为一个新兴行业，微细加工和精密超精密加工的发展前景是无可限量的，只要我们高度重视它的发展，我们将开创一个科学领域的新局面，攀上科技的高峰。

2.3激光加工技术

2.3.1激光加工技术简介

激光打标加工是在激光焊接、激光热处理、激光切割、激光打孔等应用技术之后发展起来的一门新型激光加工技术，是一种非接触、无污染、无磨损的新标记工艺。近年来，随着激光器的可靠性和实用性的提高，加上计算机技术的迅速发展和光学器件的改进，促进了激光加工技术的发展。2.3.2激光加工技术的应用与发展

激光加工已应用的行业有电子工业、汽车工业、工具量具、航空航天、仪器仪表、包装工业、医疗产品、家用电器、键盘、面板、广告标牌、证件卡片、日常用品、珠宝钻石等领域。标记对象的材料可以是各类金属和非金属。如不锈钢、铝合金、有机玻璃、塑料、陶瓷、合成材料、木材、橡胶、皮革制品、纸制品、印刷电路板、多种电子电器元件、香烟、钮扣、雷管、金属零件，一直到食品包装、药品包装，以至螃蟹等。激光技术将会推动人类科学技术的革命与进步。2.4柔性制造系统

2.4.1柔性制造系统简介

柔性制造系统是以数控机床或加工中心为基础，配以物料传送装置组成的生产系统。该系统由电子计算机实现自动控制，能在不停机的情况下，满足多品种的加工。柔性制造系统适合加工形状复杂，加工工序多，批量大的零件。2.4.2柔性制造系统的应用与发展

柔性制造系统的发展趋势大致有两个方面。一方面是与计算机辅助设计扣辅

现代先进制造技术的应用与发展

助制造系统相结合，利用原有产品系列的典型工艺资料，组合设计不同模块，构成各种不同形式的具有物料流和信息流的模块化柔性系统。另一方面是实现从产品决策、产品设计、生产到销售的整个生产过程自动化，特别是管理层次自动化的计算机集成制造系统。在这个大系统中，柔性制造系统只是它的一个组成部分。2.5成组制造技术

2.5.1成组制造技术简介

成组技术是一门生产技术科学，它研究如何识别和发掘生产活动中有关事务的相似性，并对其进行充分利用。即把相似的问题归类成组，寻求解决这一组问题相对统一的最优方案，以取得所期望的经济效益。2.5.2成组制造技术的应用与发展

目前发展的成组技术是应用系统工程学的观点，把中、小批生产中的设计制造作为一个生产系统整体，统一协调生产活动的各个方面，全面实施成组技术以提高综合经济效益。成组制造技术主要应用于产品设计方面，制造工艺方面，生产组织管理方面等。随着应用推广和科研工作的持续开展，制造技术和生产管理水平将日益发挥其重要的作用。2.6工业机器人

2.6.1工业机器人简介

工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器人。工业机器人是自动执行工作的机器装置，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。它可以接受人类指挥，也可以按照预先编排的程序运行，现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。2.6.2工业机器人的应用与发展

工业机器人主要应用在汽车制造、机械制造、电子器件、集成电路、塑料加工等较大规模生产企业。工业机器人的发展趋势是从狭义的机器人概念向广义的机器人技术概念转移，从工业机器人产业向解决方案业务的机器人技术产业发展。机器人技术的内涵已变为灵活应用机器人技术的、具有实际动作功能的智能化系统。机器人结构越来越灵巧，控制系统愈来愈小，其智能也越来越高，并正朝着一体化方向发展。

2.6.3对工业机器人技术产生的感想

在机器人自动装配技术中，要求机器人对外部环境和对象物体由自适应能力，即具有一定的“智能”，智能化机器人由感觉，知觉等很强的检测功能和判断功能，为此必须开发累死人类感觉器官的传感器。发展多传感器的信息融合技术，通过各种传感器完成模式识别，利用智能系统进行问题求解，动作规划。3.结论

随着国际现代先进制造技术的不断发展与完善，我国制造业面临的竞争越来越激烈，创新已成为企业竞争策略的重点，新生产模式越来越重视知识，必须采用先进制造技术来改造传统产业。但在我国，制造业应用先进制造技术和发展先进生产模式必须依据我国国情，在跟踪、消化国外先进生产模式的基础上，结合国情，博采众长来发展我国的制造业先进生产模式，推广现代先进制造技术。

参考文献

1.卢小平，现代制造技术【M】.北京：清华大学出版社，2003，6

现代先进制造技术的应用与发展

2.王超越，谈大龙.多智能体机器人系统的研究进展.中国第五节机器人学术会议论文集，1997，17-23 3.蒋新松，未来机器人技术发展方向的探讨.机器人，1996，18（5）：289-291

第五篇：先进制造技术论文

湖南农业大学课程论文

学 院： 科学技术师范学院

班 级：09级机电教育班 姓 名： 丰云

学 号：200940914106

课程论文题目：浅谈先进制造技术 课程名称： 评阅成绩： 评阅意见：

成绩评定教师签名： 日期：

浅谈先进制造技术

先进制造技术AMT是在传统制造的基础上，不断吸收机械、电子、信息、材料、能源和现代管理技术等方面的成果，将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务的制造全过程，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，也是取得理想技术经济效益的制造技术的总称。

当前的金融危机也许还会催生新的先进制造制造技术，特别在生产管理技术方面。

先进制造技术不是一般单指加工过程的工艺方法，而是横跨多个学科、包含了从产品设计、加工制造、到产品销售、用户服务等整个产品生命周期全过程的所有相关技术，涉及到设计、工艺、加工自动化、管理以及特种加工等多个领域，并逐步融合与集成。可基本归纳为以下四个方面：

一、先进的工程设计技术；

二、先进制造工艺技术；

三、制造自动化技术；

四、先进生产管理技术、制造哲理与生产模式；

五、发展。

一、先进的工程设计技术

先进的工程设计技术包括众多的现代设计理论与方法。包括CAD、CAE、CAPP、CAT、PDM、模块化设计、DFX、优化设计、三次设计与健壮设计、创新设计、反向工程、协同产品商务、虚拟现实技术、虚拟样机技术、并行工程等。

（1）产品（投放市场的产品和制造产品的工艺装备（夹具、刀具、量检具等））设计现代化。

以CAD为基础（造型，工程分析计算、自动绘图并提供产品数字化信息等），全面应用先进的设计方法和理念。如虚拟设计、优化设计、模块化设计、有限元分析，动态设计、人机工程设计、美学设计、绿色设计等等；

（2）先进的工艺规程设计技术与生产技术准备手段。

在信息集成环境下，采用计算机辅助工艺规程设计、即CAPP，数控机床、工业机器人、三坐标测量机等各种计算机自动控制设备设备的计算机辅助工作程序设计即CAM等。

二、先进制造工艺技术

（1）高效精密、超精密加工技术，包括精密、超精密磨削、车削，细微加工技术，纳米加工技术。超高速切削。精密加工一般指加工精度在10～0.1μm（相当于IT5级精度和IT5级以上精度），表面粗糙度Ra值在0.1μm以下的加工方法，如金刚车、金刚镗、研磨、珩磨、超精研、砂带磨、镜面磨削和冷压加工等。用于精密机床、精密测量仪器等制造业中的关键零件加工，如精密丝杠、精密齿轮、精密蜗轮、精密导轨、精密滚动轴承等，在当前制造工业中占有极重要的地位。

超精密加工是指被加工零件的尺寸公差为0.1～0.01μm数量级，表面粗糙度Ra值为0.001μm数量级的加工方法。

此外，精密加工与特种加工 一般都是计算机控制的自动化加工。（2)精密成型制造技术，包括高效、精密、洁净铸造、锻造、冲压、焊接及热处理与表面处理技术。

（3）现代特种加工技术，包括高能束流（主要是激光束、以及电子束、离子束等）加工，电解加工与电火花（成型与线切割）加工、超声波加工、高压水加工等。电火花加工(Electrical discharge machining(EDM)电火花加工 electric spark machining)是指在一定介质中，通过工具电极和工件电极之间脉冲放电的电蚀作用对工件进行的加工。能对任何导电材料加工而不受被加工材料强度和硬度的限制。可分为电火花成型加工(EDM)和电火花线切割加工(电火花线切割加工 electrical discharge wire – cutting--EDW)两大类。一般都采用CNC控制。

（4）快速成型制造（RPM).快速成形技术是在计算机控制下，基于离散堆积原理采用不同方法堆积材料最终完成零件的成型与制造的技术。从成型角度看，零件可视为“点” 或“面” 的叠加而成。从CAD电子模型中离散得到点、面的几何信息，再与成型工艺参数信息结合，控制材料有规律、精确地由点到面，由面到体地堆积零件。

(5)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。

三、制造自动化技术

一句话：计算机控制自动化技术

（1）数控技术与数控机床；数控加工技术是为了实现机床控制自动化要求而发展的。它是指用代码化的数字、字母及符号表示加工要求、零件尺寸及其参数、加工步骤等，通过控制介质，输入到控制装置，经过微机进行处理与计算，发出各种控制信号与数据，使机床各部件自动协调运动，实现自动加工的技术。采用数控加工技术的机床，称为数控机床。数控加工的主要特点是：加工的零件精度高；生产效率高；特别适合加工形状复杂的轮廓表面；有利于实现计算机辅助制造；对操作者（不含编程人员）技术水平的要求相对较低；初始投资大、加工成本高。此外，数控机床是技术密集型的机电一体化产品，数控加工技术的复杂性和综合性加大了维修工作的难度，需要配备素质较高的维修人员和维修设备。

（2）工业机器人（用于物流与加工）及物流设备；工业机器人是一种可编程的智能型自动化设备，是应用计算机进行控制的替代人进行工作的高度自动化系统。最近，联合国标准化组织采用的机器人的定义是：“一种可以反复编程的多功能的、用来搬运材料、零件、工具的操作机”。在无人参与的情况下，工业机器人可以自动按不同轨迹、不同运动方式完成规定动作和各种任务。机器人和机械手的主要区别是：机械手是没有自主能力，不可重复编程，只能完成定位点不变的简单的重复动作；机器人是由计算机控制的，可重复编程，能完成任意定位的复杂运动。

（3）柔性制造系统（FMC,FMS,FML）：包括加工设备（CNC机床）、检测设备、物料输送（工业机器人、自动交换托盘（APC）、自动输送台车（RGV、AGV）等）

和储存设备（立体仓库等）；数柔性制造系统（FMS）是现代机械制造业中的新型自动化生产设备，它是为填补占机械制造中70％的中小批量生产自动化而发展起来的。它主要包括若干台数控机床和加工中心（或其他直接参加产品零部件生产的自动化设备），用一套自动物料（包括工件和刀具）搬运系统连接起来，由分布式多级计算机系统进行综合管理与控制，以适应柔性的高效率零件加工（或零部件生产）。所谓柔性的零件加工是指能够同时地和交替地加工不同的但是同系统的零件。柔性制造系统的适用范围很广，它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

（4）计算机集成制造（CIM）和工厂自动化（FA）。计算机集成制造系统（CIMS）是由计算机管理系统、计算机辅助设计与制造CAD/CAM以及柔性制造系统FMS（还可能有其他生产单元）组成。CIMS是产品生产过程的各子系统的完美集成，即把工程设计、生产制造、市场分析和其他支持功能合理地通过计算机网络有机地集合成一个整体，以实现生产的柔性化、优化、自动化和集成化，达到高效率、高质量、低成本而灵活生产的目的。

四、先进生产管理技术、制造哲理与生产模式

包括先进制造生产模式、集成管理技术和生产组织方法等。以计算机辅助生产管理为核心，研究和应用先进的生产管理系统和技术。包括成组技术、全面质量管理、精益生产与JIT、敏捷制造、并行工程、柔性制造、计算机集成制造、虚拟制造、智能制造、网络化制造、绿色制造、生物制造、可重构制造、MRP、MRPII、ERP、SCM、CRM、计算机辅助后勤支援（Computer Aided Logistic Support,CALS）、电子商务、知识管理。

五、发展

当前先进制造技术的发展趋势大致有以下几个方面：

1、信息技术对先进制造技术的发展起着越来越重要的作用

2、设计技术不断现代化

产品设计是制造业的灵魂。现代设计技术的主要发展趋势是：(1)设计手段的计算机化 在实现了计算机计算、绘图的基础上，当前突出反映在数值仿真或虚拟现实技术在设计中的应用，以及现代产品建模理论的发展上，并且向智能化设计方向发展。

(2)新的设计思想和方法不断出现(3)向全寿命周期设计发展

(4)设计过程由单纯考虑技术因素转向综合考虑技术、经济和社会因素 设计不只是单纯追求某项性能指标的先进和高低、而是注意考虑市场、价格、安全、美学、资源、环境等方面的影响。

3、成形及改进制造技术向精密、精确、少能耗、无污染方向发展

成形制造技术是铸造、塑性加工、连接、粉末冶金等单元技术的总称。

4、加工制造技术向着超精密、超高速以及发展新一代制造装备的方向发展

5、工艺由技艺发展为工程科学，工艺模拟技术得到迅速发展

先进制造技术的一个重要发展趋势是，工艺设计由经验判断走向定量分析，加工工艺由技艺发展为工程科学。

6、专业、学科间的界限逐渐淡化、消失

7、绿色制造将成为21世纪制造业的重要特征

日趋严格的环境与资源的约束，使绿色制造业显得越来越重要，它将是21世纪制造业的重要特征，与此相应，绿色制造技术也将获得快速的发展。主要体现在：

(1)绿色产品设计技术 使产品在生命周期符合环保、人类健康、能耗低、资源利用率高的要求。

(2)绿色制造技术 在整个制造过程，使得对环境负面影响最小，废弃物和有害物质的排放最小，资源利用效率最高。绿色制造技术主要包含了绿色资源、绿色生产过程和绿色产品三方面的内容。

(3)产品的回收和循环再制造 例如，汽车等产品的拆卸和回收技术，以及生态工厂的循环式制造技术。它主要包括生产系统工厂--致力于产品设计和材料处理、加工及装配等阶段，恢复系统工厂--主要对产品(材料使用)生命周期结束时的材料处理循环。

8、虚拟现实技术在制造业中获得越来越多的应用 虚拟现实技术(Virtual Reality Technology)主要包括虚拟制造技术和虚拟企业两个部分。

9、信息技术、管理技术与工艺技术紧密结合，先进制造生产模式获得不断发展，造业在经历了少品种小批量--少品种大批量、--多品种小批量生产模式的过渡后，70年代、80年代开始采用计算机集成制造系统(CIMS)进行制造的柔性生产的模式，并逐步向智能制造技术(IMT)和智能制造系统(IMS)的方向发展。精益生产(LP)、灵捷制造(AM)等先进制造模式相继出现，预计21世纪初，先进制造模式必将获得不断发展。