先进的制造技术

先进的制造技术（通用12篇）

先进的制造技术 篇1

随着信息时代的到来,全球经济的一体化和统一市场的形成,作为国民经济支柱产业的制造业面临更加激烈的竞争。21世纪的制造业不断经历新的技术革命,通过持续变革、快速响应、加强产品全生命周期内的品质、功能、服务和注重环保等增强市场竞争力,因此,采用高度集成、敏捷、智能和绿色的制造技术是不可逆转的趋势。

1 先进制造技术的发展趋势

先进制造技术是美国在20世纪80年代末,根据制造业面临日本的挑战,为增强制造业的竞争能力和振兴美国经济提出的,它是以信息技术为支撑,研究并改造作用于产品整个生命周期的所有技术的总称,它综合了机械、电子、信息生物、光学、材料、能源、环保、管理等领域的最新成果,目的是获得优质、高效、低耗、清洁的产品。21世纪先进制造技术的发展趋势体现在以下几个方面:

a) 精密化:20世纪60年代,一般加工精度为100μm,精密加工精度为1μm,超精密加工精度为0.1μm;到20世纪末,一般加工精度1μm,精密加工精度为0.01μm,超精密加工精度为0.001μm。在现代超精密机械中,对精度要求极高,如人造卫星的仪表轴承,其圆度、圆柱度、表面粗糙度等均达纳米级。譬如,电子制造中所要求的控制精度趋于纳米级、加工精度趋于亚纳米级。

精密和超精密加工技术包括精密和超精密切削加工、磨削加工、研磨加工以及特种加工和复合加工(如机械化学研磨、超声磨削和电解抛光等)三大领域。超精密加工技术已向纳米技术发展,近年来纳米技术的出现,促使超精密加工向其极限加工精度—原子级加工进行挑战。纳米技术促进了机械科学、材料科学、光学科学、测量科学和电子科学的发展。

b) 自动化:自动化技术自20世纪初出现以后,经历了由适合于单一品种大批量生产的刚性自动化、到多品种小批量的柔性自动化、多品种变批量的综合自动化的发展过程,自动化技术的成功应用,极大地提高了产品的生产率,有效地向用户提供优质产品,同时还可以完成高危工作环境的任务。对于像汽车、发动机这样生产批量较大的行业的自动化,可通过机床自动化改造、使用自动机床、组合机床、自动生产线来完成。小批量生产自动化可通过NC, IMS, MC, CAM, FMS, CIM, IMS等来完成。未来的自动化将更多的考虑“人-机-环境”等的协调关系。

c) 网络化:制造过程中的市场开发、原料采购、产品设计、零件加工、机器装配、成品销售等环节,已不局限于一个企业、一个集团或者是一个国家,借助网络技术,特别是Internet,跨越不同的企业之间存在的空间差距,组织、管理和利用分散在各地的制造资源,建立灵活有效、互惠互利的异地、跨国界动态企业联盟,通过企业之间的信息集成、业务过程集成、资源共享,对企业开展异地协同的设计制造,网络营销、供应链管理等提供技术支撑环境和手段,实现产品商务的协同、产品设计的协同、产品制造的和供应链的协同,极大地缩短了产品的研制周期,降低了研制费用,提高整个产业链和制造群体的竞争力。

d) 集成化:随着时间的推移,在传统制造工艺技术不断发展的基础上,将计算机技术、信息技术、新材料技术和管理技术等有机融合于产品生命周期中去,形成多专业学科的交叉渗透的技术综合体,先进制造技术其内涵跨越了传统制造技术和企业及加工车间的边界,它是一个包含从市场需求、创新设计、工艺技术到生产过程组织与监控、市场信息反馈、企业文化在内的工程系统;是以先进制造工艺、计算机应用技术为核心的信息、设计方法、工艺技术、能源工程及相应的工程管理技术集成的现代制造工程[1]。

e) 智能化:信息时代借助机器实现人的脑力劳动部分机械化和自动化,使人摆脱繁琐的计算和分析,有更多的精力从事创造性劳动。智能化是制造技术的发展趋势之一,智能化促进了制造系统的柔性化,使它具有更为完善的判断与适应能力,保证制造系统以最佳的状态在运行过程。

f) 绿色化:绿色制造是人类社会可持续发展战略在现代制造业中的体现,绿色织造主要涉及到资源的优化利用、清洁生产和废弃物的最少化和利用,对产品而言,绿色制造覆盖产品的设计、生产、包装、运输、流通、消费及报废等整个产品生命周期。

在绿色设计方面,选择绿色无毒、无污染、易回收、可再用或易降解的材料;提高产品的可拆卸性能,产品只有通过拆卸和分类才能较彻底地进行材料的回收和零部件的再循环利用;设计时充分考虑产品的各种材料组分的回收利用的可能性、回收处理方法及工艺、回收费用等与产品有关的一系列问题,从而达到简化回收处理过程、减少资源浪费、对环境无污染或少污染的目的。

海湾战争期间,美国陆军支援大队在短短3个月时间内,利用再制造技术恢复了战区70%的损坏装备,日本富士施乐公司对可再利用的零部件进行修复和处理后循环再使用,利用率达到50%以上,拥有旧零部件的复印机产量达到总产量的25%。美国对钢铁材料报废产品的再制造已经取得显著效果;节省能源47%～74%,减少大气污染86%,减少水污染76%,减少固体废料97%,节省水量40%。

为减少切削加工过程中切削液对环境的污染,出现了最小量润滑切削、干切削、低温喷射液氮磨削、气体射流冷却切削等绿色切削和磨削加工技术,切削加工过程中没有或只有微量的切削液。与传统的湿切削相比,降低了加工成本,避免了废液的处理。

2 先进生产制造模式

在社会经济快速发展和市场竞争日益激烈的今天,制造企业仅仅依靠改进工艺、提高装备水平是满足不了上述要求的,必须从总体策略、组织结构、管理模式等方面适应市场的要求,制造模式是指企业体制、经营、管理、生产组织和技术系统的形态和运作模式。

a) 精益生产(LP):1990年美国麻省理工学院詹姆斯等花了5年时间考察全球近百家汽车制造厂,在《The Machine That Changed the World》一书中提出精益生产概念。并依此来描述日本丰田汽车公司生产方式,认为日本20世纪80年代成功的原因在于采用了新型的生产模式。

精益生产的的特点是:1)以人为本,调动所有员工的积极性和创造性;2)重视顾客需要,按顾客的需要提供适销对路的产品,并提供优质服务;3)精打细算,消除制造过程中一切冗余的人、物、活动、岗位、时间、空间,要求工人一专多能,实现完美生产;4)精益求精,追求制造过程中各个环节和全过程的不断完善,及时解决问题,实现零废品、零库存和产品的多样化。

b) 敏捷制造(AM)与虚拟企业(VE):20世纪80年代,为了恢复美国制造业在全球的领导地位,由美国国防部组织了里海大学和通用汽车公司等13家大公司为核心的有100多家公司参与的联合研究组,最终于1991年完成了《21世纪制造业发展战略》报告并提交美国国会,此报告提出了“敏捷制造”的概念。

敏捷制造的特点:1)需求响应的快捷性,快速响应市场当前和未来可预知需求,开发、生产符合用户设计或订货要求的产品;2)制造资源的集成性,不仅是企业内部的资源共享与信息集成,还包括企业间的各种资源集成起来,实现技术、管理和人的集成,从而在产品的生命周期内,最大限度地满足用户的需要;3)组织形式的动态性,为赢得机遇性市场竞争,利用信息技术和网络技术,实现不同组织和企业间的动态组织,它随任务的产生而产生,并随任务的结束而结束,这种超越空间的互利互惠、协同作战、资源互补的联合组织,被称为虚拟企业,又称为动态联盟。

1993年,美国圣地亚国家实验室、联合信号公司联合实施了遥测装置敏捷制造示范项目,在13个月内设计和制造了新型集成遥测处理器,项目成本比预算降低了30%多,生产时间比以前的生产方式减少50%,生产效益提高好几倍。

2000年2月,通用汽车公司、福特汽车和戴姆勒—克莱斯勒终止各自的零部件采购计划,转向共同建立零部件采购的电子商务市场(采购环节的动态联盟),同年4月,雷诺—日产公司决定加盟该电子商务市场,交易处理成本由原来的每笔100～150美元降低到5美元,每台汽车的制造成本至少可以降低1200美元。

c) 集成制造(CIM)与智能制造(IM):1974年,美国的哈林顿博士在《Computer Integrated Manufacturing》一书中提出计算机集成制造(CIM)的概念。集成制造的两个基本观点是:1)系统观,企业的各个经营环节,从市场、产品的开发、加工制造、管理、销售及服务都是一个不可分割的整体,需要统筹考虑;2)制造信息观,企业整个生产经营过程,实际上是信息采集、传递和加工处理的过程。

CIM是企业组织、管理和实现现代化生产的新模式,它将企业的人、技术、管理三要素以及信息流、物料流、价值流有机地集成在一起,逐步实现企业全过程的计算机化综合,它能使企业在总体优化的前提下,寻求局部优化并达到全局优化运行,以获得最大效益。

IM是在20世纪80年代人工智能技术广泛应用的基础上产生的,它的特点是:制造的各个环节的高度柔性化、高度集成化和智能化,通过计算机来模拟人类专家的智能活动,对制造问题进行分析、判断、推理、构思和决策,取代或延伸制造环境中人的部分脑力劳动,并对人类专家的制造智能进行收集、存储、完善、共享、继承与发展。

3 结语

近年来,中国先进制造技术在政府的引导和扶持下,得到快速的发展和重大突破。计算机辅助设计技术(CAD)在制造业普遍应用,我国开发了一批性能优异的三维CAD, CAPP和CAM系统,数控机床和柔性制造系统也取得了丰硕的成果。基础技术和系统技术方面的发展,极大地推动了制造业的现代化。发展和推广先进的制造技术要站在信息技术科技革命、纳米科技革命和生物科技革命的高度,充分认识先进制造技术需要的是创新型人才,实施先进制造模式的人才建设是关键。

摘要：阐述了先进制造技术内涵和技术特点、先进制造技术应用现状、发展趋势和先进制造模式。

关键词：先进制造技术,先进制造模式,制造业,自动化技术

参考文献

[1]张永伟.先进机械制造技术及发展模式[J].山东电大学报,2001(1):57-58.

[2]杨叔子,吴波,李斌.再论先进制造技术及其发展趋势[J].机械工程学报,2006,42(1):1-5.

[3]王太隆.先进制造技术[M].北京:机械工业出版社,2006.

[4]张世昌.先进制造技术[M].天津:天津大学出版社,2004.

先进的制造技术 篇2

先进制造技术内涵广泛、学科交叉,并且不断地发展与完备,在激烈的国际市场竞争中,制造业要求生存和发展,必须掌握并科学运用最先进的制造技术。先进制造技术也是改造传统产业的有力武器。先进制造技术的发展与产业化,将对国民经济的发展产生越来越大的影响。本文主要分析了当今我国先进制造技术的特点及发展趋势,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。制造业在国家企业生产力构成中占很大比重,因此若想增强综合国力,大力发展制造技术是必由之路。

关键词:先进制造 特点 发展现状 趋势 0引言:先进制造技术(Advanced Manufacturing Technology,简称为AMT)是指微电子技术、自动化技术、信息技术等先进技术给传统制造技术带来的种种变化与新型系统[1]。具体地说,就是指集机械工程技术、电子技术、自动化技术、信息技术等多种技术为一体所产生的技术、设备和系统的总称。主要包括:计算机辅助设计、计算机辅助制造、集成制造系统等。AMT是制造业企业取得竞争优势的必要条件之一,但并非充分条件,其优势还有赖于能充分发挥技术威力的组织管理,有赖于技术、管理和人力资源的有机协调和融合。

我国先进制造技术发展趋势 篇3

关键字:机械制造;发展现状;趋势

中图分类号:TH16文献标识码:A

文章编号:1674-0432(2010)-05-0137-1

制造业对我国国民经济的贡献作用毋庸置疑,而先进制造技术是保障制造业高水平持续快速发展的基础。我国制造业产值占国民生产总值的40%,预计未来15年内制造业的年平均增长率将高于国民生产总值的年平均增长率。随着市场的全球化和多样化,制造业蓬勃发展必将成为振兴国家的经济、提高国家综合竞争力的根本动力。

一、先进制造技术的概念和内涵

先进制造技术(Advanced Manufactuing Technology), 就是指集机械工程技术、电子技术、自动化技术、信息技术等多种技术为一体所产生的技术、设备和系统的总称。

(一)狭义说,它是指各种计算机辅助制造设备和计算机集成制造系统。如果将其与人作一个比拟的话,传统的制造业和自动化相当于人的四肢和体力,而以计算机辅助制造设备和计算机集成制造系统为主体的先进制造技术(AMT)则从某种意义上相当于人的大脑进行思维分析和判断,它也并将引领传统制造业进行一场前所未有的革命。

(二)广义说,先进制造技术包含两大方面:

1.计算机辅助设计和制造系统,如计算机辅助设计CAD、计算机辅助工程CAE以及计算机辅助制造CAM、计算机集成制造系统CIMS、柔性制造系统FMS、成组技术GT、准时化生产JIT等。

2.利用计算机进行生产任务和制造资源合理组织与调配的各种管理技术,如管理信息系统MIS、物料需求计划MRP、制造资源计划MRPII、企业资源计划ERP、工业工程IE、办公自动化OA、条形码技术BCT、产品数据管理PDM、全面质量管理TQM、电子商务EC、客户关系管理CRM等。

二、当前我国先进制造技术(AMT)的现状

制造业在一个国家的地位是不容忽视的。我国随着科学技术的不断发展和进步已经成为一个制造大国,但并非制造强国。主要体现在许多现代制造基础技术尚未掌握,许多重要装备不能自主制造,缺乏创新能力等。我国的制造技术和发达国家相比,还有一定的差距,主要体现在一下几方面:

(一)制造技术基础薄弱

设计技术、基础材料、基础制造装备等发展相对落后,限制了制造业的进步。多数企业开发能力不足,沦为外国公司的代工工厂,没有形成技术创新的主体。

(二)设计研发手段滞后

当前世界的现代设计理念已经形成体系,诸如全寿命设计、绿色设计等,将生产过程和环保等要素贯穿于设计始末,而我国大部分企业的设计还处在经验设计阶段,同时缺乏自主设计研发的能力。

(三)自主创新能力不强

许多关键技术,如航天、炼油等方面的自主创新虽有一定成绩,但与国外相比仍有较大差距;光纤设备、大型科学医疗设备主要依赖进口。

(四)产品的研发与生产过程严重脱节

长期以来,产品品种单调,竞争力不强,尤其是市场需求与企业技术创新上的矛盾。另一方面,科研、教育机构对企业的技术需求认识不足,许多科研成果仅仅停留在图纸上,锁在卷柜中,并没有认识到企业的迫切需求,最终导致产、学、研的脱节。

三、我国未来先进制造技术的发展趋势

(一)制造技术自动化

自动化的研究主要表现在制造系统中的集成技术和系统技术、人机一体化制造系统、制造单元技术、制造过程的计划和调度、柔性制造技术和适应现化生产模式的制造环境等方面。如采用自动送料装置的冷冲压模具,加工精度和生产效率均较高,而且长期效益明显。

(二)纳米制造科技

纳米制造技术作为纳米技术的中心之一,是融合其它各种学科的基本“艺术”,它不仅为纳米科学各个领域的研究和拓展提供强有力的支撑,而且是未来纳米产业的支柱。他的其中一个研究方面就是研究和发展极限紫外光刻技术。他有可能使线宽小于20纳米,由此将现有的半导体CMOS工艺推进至材料的极限。

(三)生物制造与仿生机械的科学与技术

模仿生物的形态、结构和控制原理设计制造出的功能更集中、效率更高并具有生物特征的机械。他是对传统制造技术理念上的突破和创造。

(四)绿色制造技术

其目的是使产品在设计、制造、装配、运输、销售及使用的整个过程中做到资源的优化利用、清洁生产和废弃物的最少化及综合利用。其中的重要组成部分就是实现切削加工的绿色化。其核心则是在加工中不使用切削液,这主要是因为切削液既污染环境和危害工人健康。目前,在欧洲的大批量机械加工中,有10%、15%的加工使用干切削和准干切削。

先进的制造技术 篇4

如今, 先进制造技术在机械制造业中的应用越来越广泛, 越来越深入, 并取得了很大的成绩。然而, 如何看待先进制造技术对机械制造业发展所产生的深远影响、如何顺应先进制造技术变革带来的挑战, 促进我国机械制造业快速健康发展, 这是从事机械工程设计与研究行业必须认真思考的一个重要课题。

1 先进制造技术

到目前为止, 对先进制造技术的概念还没有一个明确一致的界定。但普遍公认的含义是:先进制造技术是制造业不断吸收信息技术和现代管理技术的成果, 并将其综合应用于产品设计、加工、检测、生产管理、产品销售、使用、回收等制造全过程的制造技术的总称。

纵观历史, 现代制造技术与制造业的形成和发展至今也只有200年, 而先进制造技术的提出只是近10年间的事。20世纪70年代, 美国的一批学者不断鼓吹美国已进入“后工业化社会”, 力图将经济发展的重点由制造业转向服务业等第三产业, 甚至有人把传统的制造业视为“夕阳工业”, 因而制造技术的发展受到极大的阻碍。从那时起, 美国根据本国面临的挑战与机遇, 对其制造业存在的问题进行了深刻反省, 重新认识到制造业在国民经济中的地位和作用。同时, 以计算机为中心的新一代信息技术的发展, 也全面推动了制造技术的飞跃发展。随着经济技术的高速发展以及顾客需求和市场环境的不断变化, 这种竞争日趋激烈, 因而各国政府都非常重视对先进制造技术的研究, 纷纷制定多种发展计划, 以支持发展先进制造技术。先进制造技术的概念正是在这种背景下提出来的。

2 先进制造技术在机械制造业中的应用

机械制造业是现代国民经济和综合国力的重要支柱, 其生产总值一般占一个国家国内生产总值的20%～55%。在一个国家的企业生产力构成中, 机械制造技术的作用一般占60%左右。世界上各个国家经济实力的竞争, 主要是先进制造技术的竞争, 其竞争能力最终体现在所生产产品的市场占有率上。

现如今, 先进制造技术发展已经成为一个庞大的技术群。在机械制造的整个过程中, 无论是在产品的设计开发, 还是在产品生产制造或是经营管理中, 都能充分利用先进制造技术。也正是先进制造技术的快速发展, 促进了机械制造业产生了根本性的变化, 主要表现在以下几个方面。

a) 企业生产方式发生重大变革

由于先进制造技术的应用, 现代机械制造企业逐步改变了传统观念, 在生产组织方式上发生了5个转变:从传统的顺序工作方式向并行工作方式转变;从金字塔式的多层次生产管理结构向扁平的网络结构转变;从按功能划分部门的固定组织形式向动态、自主管理的小组工作组织形式转变;从质量第一的竞争策略向快速响应市场的竞争策略转变;从以技术为中心向以人为中心转变。

b) 产品设计开发应用了现代设计技术的最新成果

现代设计的方法和技术主要有:

1) 绿色设计。绿色技术就是为了减轻环境污染或减少原材料、自然资源使用的技术、工艺或产品的总称。绿色设计的目的是克服传统设计的不足, 使产品满足环保的要求。它包括产品从概念形成到生产制造、使用乃至废弃后的回收、重用及处理等各个阶段。绿色设计从根本上防止了污染, 节约了资源和能源。因此, 绿色设计也是现代机械制造业进行产品设计开发的一个重要原则。

2) 并行工程。并行工程是现代设计的一个重要方法。传统的顺序工程设计, 是先进性需求分析, 然后进行产品设计, 再进行生产制造, 最后是产品上市。这种设计方法, 信息是单向依次地传递。采用并行工程方法, 则将各个工程设计过程与其后续过程并行进行设计, 而且上下过程之间的信息交流是双向的, 并据此作出决策。这意味着, 采用并行工程方法, 从一开始就要考虑产品整个生命周期中的所有因素, 如用户要求概念形成、成本质量、报废处理等。这就有利于提高产品质量、降低成本、缩短研制周期。

3) 计算机辅助设计。计算机辅助设计是以计算机为工具, 帮助设计人员进行设计的适用技术的总称。在设计过程中, 人们可以进行创造性思维活动, 完成设计方案构思、工作原理拟定, 并将设计思想和设计方法经过综合、分析, 转换成计算机可以处理的数学模型和解析这些模型的程序。在程序运行过程中, 人们可以评价设计结果, 控制设计过程, 计算机则可以发挥其分析和存储信息的能力, 完成信息管理、绘图、模拟、优化和其他数值分析任务。计算机辅助设计包括的内容很多, 如概念设计、优化设计、有限元分析、计算机仿真、计算机绘图等。

4) 虚拟技术得到广泛应用。虚拟技术是以计算机支持的仿真技术为前提, 对设计、加工、装配等工序统一建模, 形成虚拟的环境、虚拟的过程、虚拟的产品以及虚拟的企业。面对新的挑战和竞争, 过去那种大而全的企业已越来越没有优势, 各种开放式的合作开发、生产与销售与日俱增。用户订货、产品创意设计、零部件生产、总成装配、销售及售后服务等各个环节都可分别由不同地域的企业按某种契约进行互利合作。通过国际互联网、区域网和企业网, 世界上任何地方的用户都可订货, 还能进行异地设计、异地制造, 然后在最接近用户的地方交货。

c) 先进制造工艺以及自动化技术

在整个机械制造的过程中, 工艺过程是最主要的过程。由于机械制造业本身的需要, 形成和发展了许多先进的制造工艺及自动化技术, 从而充实、发展了整个先进制造技术群, 带动了其他制造业的发展。这些先进制造工艺及自动化技术主要包括以下几个方面。

1) 毛坯制造工艺。

毛坯制造是机械制造工艺的基础和前提。近几年, 出现了许多先进的制造工艺及技术。铸造方面出现了一套精密洁净铸造成形工艺, 例如, 外热风冲天炉熔炼、处理、保护成套技术;钢液精炼与保护技术;高效金属型铸造工艺及设备;气化模铸造工艺与设备等。锻压方面出现了精确高效塑性成型技术, 主要有热精锻生产线成套技术;冷温成型成套技术;辊锻和楔横轧成形技术;精密冲裁工艺及设备等。焊接与切割方面出现了新型焊接电源及控制技术;激光焊接技术;微连接技术;数控切割技术等。

2) 机械加工工艺。

机械加工是机械制造工艺过程的主要组成部分, 在这方面的趋势是向高效、高精度方向发展。主要有精密加工和超精密加工;高速切削与高速磨削;复杂型面的数控加工;游离磨料的高效加工等。

3) 表面处理。

随着机械产品表面质量的要求越来越高, 出现了许多表面处理工程新技术, 包括化学镀非晶态合金技术;新型节能表面涂装技术;高速燃气喷涂技术;等离子体化学气相沉积技术;离子束辅助镀膜技术等。

4) 热处理。

热处理工艺近几年出现了可控气氛热处理、真空热处理、离子化学热处理、激光表面合金化等先进技术。

5) 自动化技术。

在机械制造过程中, 除了发展应用先进制造工艺以外, 自动化技术的发展与应用是另一大特征。这些自动化技术包括机床数控技术、工业机器人、柔性制造技术、传感技术、集成制造技术、自动检测及信号识别技术等。

3 我国机械制造业现状和发展先进制造技术的应对策略

我国机械制造业在国民经济中占有较大比重。尽管近10年来, 我国机械制造业不断引进国外的先进制造技术, 但与发达国家相比仍有较大的差距。主要表现为:技改投入相对不足, 技术装备、生产工艺、生产管理、市场观念、人员素质相对落后。

面对新时期国际机械制造业的竞争和先进制造技术发展的挑战, 加强先进制造技术在我国机械制造业的应用, 提高我国机械业产品国际竞争力显得尤为迫切和重要, 为此应对的策略可以从以下几个方面进行。

a) 加强先进制造技术的应用与自身制造技术的开发相结合

一方面我们要意识到加强先进制造技术在机械制造业的应用, 对发展机械制造业、增强机械制造业的生命力十分必要;另一方面我们也应注重机械制造技术自身的开发, 这对于丰富先进制造技术、促进其他制造业的发展至关重要。

b) 发挥企业主体作用与政府引导、扶助相结合

机械制造企业是应用先进制造技术的主体, 也是技术开发、投资的主体。因此, 企业应改变观念, 眼光放远, 在这两方面舍得花人力、物力和财力。与此同时, 政府也应承担相应的责任, 特别是在当前我国企业技术开发能力薄弱、资金投入严重不足的情况下, 政府应更好地发挥其宏观管理职能, 制订、运用政策积极引导、扶持技术较强的企业, 加大投资力度。

c) 立足实际先行试点, 然后推广应用

先进制造技术在机械制造业的应用与推广要立足于实际, 循序渐进, 要结合中国实际, 因地制宜, 滚动式发展。应选择一些重点行业、重点地区、重点企业进行试点, 待成熟后再广泛推广, 切不可采取“划整为零”的策略。

d) 加强人才培训人才是技术发展的关键

要加强先进制造技术的应用和开发, 必须提高人员素质, 加强人才培训。应培养一批德才兼备、既懂科学技术, 又懂管理的优秀企业家, 还要造就一支具有较高职业素质的技术工人队伍。

e) 加强国际交流与合作与先进技术的自主开发

世界各国的机械制造技术的发展都有自己的特色和侧重点。通过加强国际交流与合作, 可迅速吸收应用先进制造技术。要把先进制造技术的引进和我国机械制造技术的自主开发结合起来, 使我国的机械制造业能够在更高的技术层次上与发达国家展开竞争。不仅要推动企业依靠自主创新提高技术能力, 也要在产业层面上转变思想观念, 推动自主创新战略的实施, 共同促进我国机械制造技术的快速发展。

参考文献

[1]盛晓敏, 邓朝晖.先进制造技术[M].北京:机械工业出版社, 2006.

我对先进制造技术的认识 篇5

摘要：简要介绍了先进制造技术的结构体系、分类、特点，以及我国先进制造技术的概况，详细阐述了先进制造技术的发展趋势，指出了我国先进制造技术与先进国家相比所存在的差距，并提出了相应的解决措施。关键词：先进制造技术；发展趋势；概述

引言

制造业是现代国民经济和综合国力的重要支柱，其创造了国民生产总值1/3，工业生产总值的4/5，提供了国家财政收入的1/3。由此可见，制造技术的水平将对一个国家的经济实力和科技发展的水平产生重要的影响。制造技术尤其是先进制造技术将主宰一个国家的命运，因而，各国政府都非常重视先进制造技术的研究和发展。先进制造技术AMT是制造业不断吸收机械、电子、信息、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竟争能力的制造技术的总称。先进制造技术源于20世纪80年代的美国，是为提高制造业的竞争力和促进国家经济增长而提出。同时，以计算机为中心的新一代信息技术的发展，推动了制造技术的飞跃发展，逐步形成了先进制造技术的概念。

先进制造技术概述

先进制造技术，AMT是中国1995年列入为提高工业质量及效益的重点开发推广项目，该技术广涉信息、机械、电子、材料、能源、管理等方面的知识。因此，该技术的发展对推动国民经济的发展有着重要的作用。就目前世界的经济发展来看，以美国、日本、西欧为代表的工业化国家在AMT上都有雄厚的实力。

随着社会需求个性化、多样化的发展，生产规模沿小批量－－大批量－－多品种变批量的方向发展，以及以计算机为化表的高技术和现代化管理技术的引入、渗透与融化，不断地改变着传统制造技术的面貌和内涵，从而形成了先进制造技术。

先进制造技术的内涵

目前对先进制造技术尚没有一个明确的、一致公认的定义，经过近年来对发展先进制造技术方面开展的工作，通过对其特征的分析研究，可以认为：先进制造技术是制造业不断吸收信息技术和现代管理技术的成果，并将其综合应用于产品设计、加工、检测、管理、销售、使用、服务乃至回收的制造全过程，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。

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。

先进制造技术发展中的一些技术的简单概述

快速成形技术又称快速原型制造技术，诞生于20世纪80年代后期，是基于材料堆积法的一种高新制造技术，被认为是近20年来制造领域的一个重大成果。它集机械工程、CAD、逆向工程技术、分层制造技术、数控技术、材料科学、激光技术于一身，可以自动、直接、快速、精确地将设计思想转变为具有一定功能的原型或直接制造零件，从而为零件原型制作、新设计思想的校验等方面提供了一种高效低成本的实现手段。即，快速成形技术就是利用三维CAD的数据，通过快速成型机，将一层层的材料堆积成实体原型。快速成形技术的特点

(1)制造原型所用的材料不限，各种金属和非金属材料均可使用；

(2)原型的复制性、互换性高；

(3)制造工艺与制造原型的几何形状无关，在加工复杂曲面时更显优越；

(4)加工周期短，成本低，成本与产品复杂程度无关，一般制造费用降低50%，加工周期节约70%以上；

(5)高度技术集成，可实现了设计制造一体化；

RP技术基本原理

快速成形技术是在计算机控制下，基于离散、堆积的原理采用不同方法堆积材料，最终完成零件的成形与制造的技术。从成形角度看，零件可视为“点”或“面”的叠加。从CAD电子模型中离散得到“点”或“面”的几何信息，再与成形工艺参数信息结合，控制材料有规律、精确地由点到面，由面到体地堆积零件。从制造角度看，它根据CAD造型生成零件三维几何信息，控制多维系统，通过激光束或其他方法将材料逐层堆积而形成原型或零件。

RP技术的类型

近十几年来，随着全球市场一体化的形成，制造业的竞争十分激烈。尤其是计算机技术的迅速普遍和CAD/CAM技术的广泛应用，使得RP技术得到了异乎寻常的高速发展，表现出很强的生命力和广阔的应用前景。快速成形技术发展至今，以其技术的高集成性、高柔性、高速性而得到了迅速发展。目前，快速成形的工艺方法已有几十种之多，其中主要工艺有四种基本类型：光固化成型法、分层实体制造法、选择性激光烧结法和熔融沉积制造法。

RP技术的应用

不断提高RP技术的应用水平是推动RP技术发展的重要方面。目前，快速成型技术已在工业造型、机械制造、航空航天、军事、建筑、影视、家电、轻工、医学、考古、文化艺术、雕刻、首饰等领域都得到了广泛应用。并且随着这一技术本身的发展，其应用领域将不断拓展。RP技术的实际应用主要集中在以下几个方面：

(1)在新产品造型设计过程中的应用快速成形技术为工业产品的设计开发人员建立了一种崭新的产品开发模式。运用RP技术能够快速、直接、精确地将设计思想转化为具有一定功能的实物模型(样件)，这不仅缩短了开发周期，而且降低了开发费用，也使企业在激烈的市场竞争中占有先机。

(2)在机械制造领域的应用由于RP技术自身的特点，使得其在机械制造领域内，获得广泛的应用，多用于制造单件、小批量金属零件的制造。有些特殊复杂制件，由于只需单件生产，或少于50件的小批量，一般均可用RP技术直接进行成型，成本低，周期短。(3)在医学领域的应用近几年来，人们对RP技术在医学领域的应用研究较多。以医学影像数据为基础，利用RP技术制作人体器官模型，对外科手术有极大的应用价值。

(4)在文化艺术领域的应用在文化艺术领域，快速成形制造技术多用于艺术创作、文物复制、数字雕塑等。快速成形技术的应用很广泛，可以相信，随着快速成形制造技术的不断成熟和完善，它将会在越来越多的领域得到推广和应用。

超高速加工的机制及特点 定义

通常将切削速度和进给速度达到常规机床5～10 倍的切削加工称之为高速切削。也有将主轴转速达到10000 r/ min, 快速进给速度40 m/ min 以上,平均工作进给速度10 m/ min 以上, 最大工作进给速度30 m/ min 以上, 进给加速度0.3g 以上的切削加工定义为高速切削。但是基于对切削速度要求不断提高的发展趋势, 迄今为止, 还很难对高速切削作出得到广泛认同的确切界定。

[4]2 超高速加工的机制

超高速加工的理论研究可追溯到20世纪30年代。萨治蒙指出：在常规的切削速度范围内，切削温度随切削速度的增大而升高。但是，当切削速度增大到某一数值之后．切削速度再增加，切削温度反降低。其中速度值与工件材料的种类有关，对每种工件材料，存在一个速度范围，在这个速度范围内，由于切削温度太高，任何刀具都无法承受，切削加工不可能进行，这个速度范围在美国被称为“死谷”。由于受当时实验条件的限制，这一理论未能严格区分切削温度和工作温度的界限，但他的思想给后者的研究者一个非常重要的启示：如能越过这个“死谷”而在超高速区进行加工，则有可能用现有的刀具进行超高切削，大幅度减少切削工时，并成功地提高机床的生产率。主要特点

生产实践表明, 与常规切削相比, 高速切削加工有以下主要特点。1 材料切除率高, 切削力低 2 热变形小 加工表面质量高 关键技术

高速机床及高速切削刀具是实现高速切削加工的前提和关键。具有高精度高转速主轴, 具有高精度、高轴向进给速度和进给加速度的直线电机进给驱动系统, 具有高性能的CNC 控制系统, 又是高速机床的关键所在。

高速主轴

高速机床主轴是高速切削加工的最重要的关键技术,国外主轴转速在10000～20000r/min 的加工中心越来越普及,转速高达100000 r/min、200000r/min、250000r/min 的实用高速主轴正在研究开发之中。主轴的结构采用主轴电机与机床主轴合二为一的结构形式,即所谓“内装式电机主轴”,电机的转子就是机床的主轴,主轴单元的壳体就是电机座。该结构紧凑、重量轻、惯性小,响应特性好,还可避免振动与噪声,是超高速主轴单元的理想结构,已在高速机床中获得广泛应用。高速切削主轴除保持高转速外,还应满足下面性能:足够的刚性和较高的回转精度、良好的热稳定性、工具装卡可靠、大功率、先进的润滑和冷却系统、可靠的监测系统。

直线电机进给驱动系统

如果采用通常的伺服电机滚珠丝杠副的轴向直线进给系统, 提高轴向进给速度和加速度将受到传统结构的限制,不能满足高速切削加工的要求, 只有采用直线伺服电机高速驱动系统, 它是高速机床设计的一个重要发展趋势。直线电机驱动系统可由直线电机直接驱动机床工作台,消除了中间传动环节,提高了驱动系统的进给速度、加速度、刚度和定位精度。满足高速机床进给驱动要求的交流直线电机,按励磁方式分为永磁式直线电机和感应式直线电机两种。美国Ingersoll公司在HVM8 加工中心的轴向进给系统中首先采用了永磁式直线电机, 使进给速度达到76.2m/min,进给加速度达到1.5g。北美GEFanuc Automation与其它公司联合开发的高速机床采用了直线电机进给驱动系统,其进给加速度达到1.5g,当进给速度为38.1～76.2m/min时,工件轮廓尺寸精度达到3～5mm。高速切削刀具

高速切削加工要求刀具材料与被加工材料的化学亲合力要小, 并具有优异的机械性能和热稳定性,抗冲击, 耐磨损。目前在高速切削中常用的刀具材料有单涂层或多涂层硬质合金、陶瓷、立方氮化硼（GBN）、聚晶金刚石等。

（1）硬质合金刀具（2）陶瓷刀具

[5]（3）立方氮化硼(CBN)刀具（4）聚晶金刚石刀具(PCD)[6]4 超高速轴承技术

超高速主轴系统的核心是高速精密轴承。因滚动轴承有很多优点，故目前国外多数超高速磨床采用的是滚动轴承。为提高其极限转速，主要采取如下措施：第一，提高制造精度等级，但这样会使轴承的价格成本成陪增长。第二，合理选择材料，陶瓷球轴承具有重量轻、热膨胀系数小、硬度高、耐高温的尺寸稳定、耐腐蚀、弹性模具比刚高、非磁性等优点。第三，改进轴承结构，从而可提高轴承结构的刚性。

超高速加工的发展趋势

航空工业是高速切削加工的主要应用行业。对大型铸锻件、铆接件、组合件需求减少的同时, 现代飞机大量采用轧制的厚铝板作毛坯直接整体加工成形的构件, 有的整体构件材料去除率高达98%, 成品壁厚只有1mm。国外在高速切削加工时, 采用小切削量、高切削速度代替传统大切削量、低切削速度, 提高了加工效率和加工精度, 加工时间约减少80%, 而尺寸精度和表面质量都达到无须补充光整加工的水平。

军事电子工业也将成为高速切削加工的重点应用行业。据介绍, 在军用雷达产品微波零件的加工中, 如采用小尺寸刀具时, 转速高达7500～10000 r/ min, 进给速度为5～10m/ min, 不仅防止了这类薄壁零件在普通数控设备上加工易产生弯曲和膨胀, 而且工效提高了20 倍以上。

大批量生产的汽车行业面临产品快速更新换代而形成的多品种生产, 柔性生产线(FTL)代替了组合机床生产线, 高速加工中心则将柔性生产线的效率提高到组合机床生产线水平, 如美国Ingersoll公司的HVM800 高速卧式加工中心。

我国对高速切削加工的研究相对较薄弱, 高速加工机床对我国机床行业还是一个巨大的技术课题。但一些航空企业、汽车制造企业及军事电子研究单位通过引进国外设备, 正在开展高速切削加工的应用工作, 解决制造技术难题。

应该说超高速加工技术的前途是光明的，像NC技术出现一样，超高速加工技术也是一项革命性的革新。

激光加工方法的应用与发展

激光加工是20世纪60年代发展起来的。它扩展了光为人类服务的领域，加深了人类对光的认识。由于激光加工是不需接触工件，工具不会与工件的表面直接磨察产生阻力，所以激光加工的速度极快、而且工件受热影响的区域小而且不会产生噪音。由于激光束的能量大小和光束的移动均可调节，因此激光加工应用极为广泛。

激光加工在再制造业同样有其不可替代的地位。激光加工用于再制造业是由相变硬化发展到激光表面合金化和激光熔覆，由激光合金涂层发展到复合涂层及陶瓷涂层，从而使得激光表面加工技术成为再制造的一项重要手段。它主要是采用高功率激光器及其系统。但目前我国激光在此领域的应用技术尚不成熟。主要表现为：高档激光加工系统少；主力激光器不过关；微细激光加工装备缺口较大；而这些领域我国的生产加工企业正在积蓄力量稳步进入，国内应用市场有很大发展空间。国内各类制造业接受了激光加工技术，使他们的产品加快产品更新的速度。

1.加工机理：激光由处于激发状态的原子、离子或分子受辐射而发出的光。当工作物质（如红宝石等）受到光泵激发后，便产生受激辐射跃迁，造成光放大，再通过两个反射镜组成谐振产生振荡，由谐振腔一段输出激光，经过透镜聚焦，就产生了激光束。其直径只有几微米到几十微米，其能量密度却极其高，温度可达一千摄氏度，因此可在千分之几秒溶化、气化任何材料。

2.激光机工的加工优点：

（1）由于其能量密度高，热作用时间短，热影响区域小，几乎可以加工任何材料。

（2）激光加工不需要切削工具，就不存在工具磨损，不要更换、调整，易于实现自动化（3）激光加工可以聚焦到微米级，实现精密加工，且不必考虑加工应力的问题。适合于精密微细加工。

（4）由于激光可以透过透明的物质，所以激光可以再任何透明的物质中工作，甚至某些液体（5）激光加工不受电磁干扰，所以可以在大气层中进行加工处理。（6）激光除可用于材料的切除外，还可进行焊接、热处理、表面强化、引发化学反应等加工。3.激光的主要应用领域

（1）激光打孔工艺：采用脉冲激光器可进行打孔, 激光打孔是激光加工的主要领域之一。目前比较成熟的打孔方法有复制法和轮廓迂回法。复制法应用较为广泛。它采用与被加工控形状相同的光点进行复制打孔。轮廓迂回就相当于是激光束切割。激光打孔已广泛用于钟表和仪表的宝石轴承、金刚石拉丝模、化纤喷丝头等工件的加工。

（2）激光束切割：激光切割可用于各种材料的切割。如可切割金属，以及玻璃、陶瓷、皮革等非金属材料。在造船、汽车制造等工业中,常使用百瓦至万瓦级的连续CO2激光器对大工件进行切割,既能保证精确的空间曲线形状,又有较高的加工效率。对小工件的切割常用中、小功率固体激光器或CO2激光器。在微电子学中，常用激光切划硅片或切窄缝，速度快、热影响区小。用激光可对流水线上的工件刻字或打标记，并不影响流水线的速度，刻划出的字符可永久保持。影响激光切割的因素主要有：激光功率、光束模式、聚焦光斑、光束偏振和材料性质等。激光的功率核材料的性能主要用于确定切割速度和切割厚度。光束模式和它的聚焦能力有关。焦点位置对溶深和熔池形状的影响很大。辅助气体的作用是 与金属产生放热反应，增加能量；吹掉熔渣；冷却切缝领进区域，减小热影响区；保护透镜，防止污染。

（3）激光焊接：焊接过程属于传导焊接，激光辐射加热工件表面，产生的热量通过热传导向工件内部传递。和其他焊接方法相比，激光尤其显著的优点，也有其局限性。激光焊接强度高、热变形小、密封性好，可以焊接尺寸和性质悬殊，以及熔点很高(如陶瓷)和易氧化的材料。但激光能量转换效率低，成本高。

激光表面热处理：激光表面热处理是一个研究工作比较活跃的领域。对激光束的模式和聚焦特性没有要求，可采用多模光束。用激光照射材料，选择适当的波长和控制照射时间、功率密度，可使材料表面熔化和再结晶，达到淬火或退火的目的。激光热处理的优点是可以控制热处理的深度，可以选择和控制热处理部位，工件变形小,可处理形状复杂的零件和部件,可对盲孔和深孔的内壁进行处理。激光表面处理的工艺很多，包括相变硬化、涂敷、熔凝、合金化、气相沉淀、增强电镀等。把激光表面强化技术应用于陶瓷、硬质合金刀具具有深刻的研究意义和广阔的应用前景。

4.我国先进制造技术的发展状况

(1)在设计方面，计算机辅助设计(CAD)技术普及化。计算机辅助设计(CAD)技术，是电子信息技术的个重要组成部分，是促进科研成果的开发和转化，促进传统产业和学科的更新和改造，实现设计自动化，增强企业及其产品在市场上竟争能力，加速国民经济发展和国防现代化的项关键性高新技术，也是进步向计算机集成制造(CIMS)发展的重要技术基础。CAD技术的广泛应用，提高了我国企业整体的设计水平以及产品开发能力。以二维CAD和产品数据管理为重点，在软件市场和企业应用方而得到充分的发挥。

(2)在应用方面，各种高新技术发展迅速，并取得了显著的成效。主要表现在以下几个方而：快速原型制造技术由起步迈向成熟，应用初具规模；精密成形与加工技术水平显著提高，在汽车零部件、重大装配制造中获得广泛应用；热加工工艺模拟优化技术取得重要进展，使材料热加工由“技艺”走向“科学”；激光加工在基础研究和技术开发方面有实质性进展，产业应用获得经济效益；数控技术取得重要进展，国内市场占有率有所提高；现场总线智能仪表研究开发获重要进展，应用已有一定的基础；现代集成制造系统研究和应用取得突破，在国际上已占有席之地。

(3)在管理方面，新生产模式的研究和实践具有特色，推动了我国制造业的技术进步和管理现代化。通过学习和引进工业发达国家的先进管理经验，采用计算机管理，重视组织和管理体制、生产模式的更新发展，推出了准时生产（JIT）、敏捷制造（AM）、精益生产（LP）、并行工程（CE）等新的管理思想和技术，通过精简机构、减少管理层次和消除各种浪费现象，显著提高了企业的经营效益。

5.结束语

制造业是国家经济和综合国力的基础，被称为“立国之本”。先进制造技术是现代制造业的关键技术，已经成为一个国家综合实力和科技发展的重要标志，为提高一个国家的国际地位起着举足轻重的作用。经过近几年的发展，我国的制造工业己经取得了长足的进步，但和先进国家相比还存在很大差距。主要表现在：技术投入相对不足，原有技术基础和研究开发能力薄弱，制造业产品落后，技术水平低，信息含量少，更新换代慢，以及市场营销、经营管理、人才素质相对落后，缺乏国际竟争能力等方而。因此，我国对先进制造技术已引起高度重视，大力发展先进制造技术，培养专业人才，使我国由世界制造大国逐步转变为世界制造强国。

参考文献

[1]杨叔子，吴波.先进制造技术及其发展趋势[J].机械工程学报，2003，39(10)：

[2]阳尧璋.21世纪制造技术发展趋势及重点发展方向[J].机械制造，2003(3)：

[3]刘晓玲，董平.先进制造技术的发展趋势及其关键技术[J].机械制造与自动化，2008，37 [4]金杰，张安阳.快速成型技术及其应用[J].浙江工业大学学报，2005，33(5)： [5]盛晓敏，邓朝晖.先进制造技术[M].北京：机械工业出版社，2010

先进的制造技术 篇6

第一，建立集全息光栅设计、制造、检验于一体的开发平台，深入研究并解决高端全息光栅制造工艺技术及装备的共性、基础性问题，发展具有自主知识产权、具有国际先进水平的高端全息光栅制造技术，增强高端全息光栅自主研发和创新能力，达到国际先进水平，替代进口，同时满足我国光谱分析仪器自主创新对新型全息光栅的需求。

第二，项目组以该平台为基础，针对光谱分析市场中急需的紫外分光光度计、ICP光谱仪、火花光谱仪、成像光谱仪、X光光谱仪等对光栅的特殊需求，开发低杂散光光栅、高分辨本领光栅、特种面型光栅、体全息光栅等11种光栅，同时在5家光谱分析仪器企业和1家高校中进行应用示范及产业化推广，推动我国光栅制造领域应用基础研究研究及产业级研究成果的涌现，完善我国光谱分析仪器产业链，引领和拉动整个光谱分析仪器行业向纵深发展，并辐射带动光谱分析技术向更多应用领域拓展，进一步增强我国对外经济交往中的主动权。

项目总体运行情况如图1所示，21项任务中，已经完成的有16项，其余各项符合任务书要求。

从单元技术突破情况来看，某些方面已经达到国际先进水平。

1.曲面全息光栅离子束刻蚀机通过摆动刻蚀技术能够实现曲面光栅的高闪耀角一致性，获得高衍射效率，此项技术属国际首创；利用该刻蚀机已完成的2400gr/mm罗兰凹面光栅的研制，其实测衍射效率实测结果较horiba J-Y同指标光栅高25%，达到国际领先水平。如图2所示。

图2 曲面光栅离子束刻蚀机

2.等离子体刻蚀机可实现口径200mm×200mm光栅的刻蚀图形转移及去胶，其均匀性达到±7%，是目前国内实验室级最大口径的等离子体刻蚀机，利用其制作口径190mm×160mm 光栅，首次使用SiC基底实现空间大口径光栅制作，为我国可见近红外成像光谱仪的开发奠定了关键器件基础。如图3所示。

图3 等离子体刻蚀机

3.利用相移法和调制技术实现干涉场空间分布状态的测量及实时调整，目前条纹锁定精度由原来的1/2条纹提高到1/30条纹，达到国际先进水平。采用比较干涉技术实现光栅常数及等相位面测量及调整，目前刻线密度控制精度可达到10～5量级，达到国际领先水平。如图4所示。

图4 条纹锁定系统

4.分振幅的大口径曝光系统已经完成，能够实现200mm×200mm口径光栅的曝光制作，其单路透射波前达到PV1/10波长@632.8nm，可实现600gr/mm～3600gr/mm光栅的调整和制作。如图5所示。

图5 曝光系统

5.2400gr/mm罗兰光栅研制已完成，衍射效率等指标如图6所示，满足任务书要求，与horiba J-Y同类光栅对比可知，其衍射效率优于国外产品。

6.通过项目的研发，已形成通过新型光栅研发带动新型光谱分析仪器开发的行业创新新局面，依据11种新型光栅中的6种开发的6种新型光谱分析仪器指标均达到国际先进水平。其中，大口径SiC基底光栅的研发引领了我国航天领域内高精度、高分辨率CO2探测成像光谱仪的开发（非本项目预期成果），对气象领域的进步奠定了核心元器件开发的重要基础。中科院长春光机所开发的11种高端全息光栅打破国际封锁，新建的一条光栅生产线通过ISO9001质量体系认证，能够满足新型高端全息光栅的复制生产要求，目前年产能超过3万块，满足光谱仪器行业的需求。

“高端全息光栅研发”项目中，目前6家企业的光谱分析仪器已经均完成了样机研制，其中钢研纳克股份有限公司仪器已使用本项目研制的2400gr/mm罗兰光栅正式光栅。江苏天瑞仪器股份有限公司仪器使用本项目研制的3600gr/mm平面光栅实验片，长春光机医疗股份有限公司仪器使用本项目研制的凸面光栅实验片，其余仪器也在开展相应的光栅应用研究工作。 “高端全息光栅研发”项目目前总申请发明专利14项，发表论文19篇，拥有软件著作权7项。

链接：

项目团队介绍：

“高端全息光栅研发”项目的研发团队由牵头单位中国科学院长春光机所及六家应用任务承担单位的60余名技术人员组成。

研发团队负责人（项目负责人）齐向东：

研究员，博士研究生导师，国家光栅制造与应用工程技术研究中心副主任，光栅技术中心副主任。一直从事光学系统设计与精密刻划工艺研究工作，先后承担和参加了国家“八五”科技攻关项目“光盘预制格式刻槽机”和“LKZ离子刻蚀终点检验仪”、“九五”国家重大科学工程项目子课题“LAMOST透射光栅试制”、“十五”国家科技攻关重大项目的子课题“低杂散光平面全息光栅的研制”、国家自然科学基金项目“亚微米集成电路离子刻蚀终点检验方法研究”、国家自然科学基金项目“强激光脉冲压缩用高效率高破坏阈值衍射光栅的研制”、“十一五”国家科技支撑计划重大项目“高分辨分光器件及接收部件（器件）的研制与开发”、科技部创新方法工作专项“基于同心光学系统的新型成像光谱仪技术”、国家重大科研装备研制项“大型高精度衍射光栅刻划系统”、国家重大科学仪器研发专项“高端全息光栅研发”等多项研究课题。发表学术论文30余篇，拥有专利12项，获2012年度吉林省科技进步一等奖。

核心技术骨干 谭鑫：

1981年生，博士，副研究员，硕士研究生导师。2008年进入长春光机所工作，2009年破格晋升为副研究员，承担参与了中国工程物理研究院联合基金项目“X射线分束技术研究”、“十一五”国家科技支撑计划重大项目“高分辨分光器件及接收部件（器件）的研制与开发”、国家科技基础性工作专项“基于同心光学系统的新型成像光谱仪技术”、中国科学院重大科研装备研制项目“多功能曲面光栅性能测试系统的研制”、国家重大科研装备研制项目“大型高精度衍射光栅刻划系统的研制”、国家重大科学仪器研发专项“高端全息光栅研发”等。发表学术论文30余篇，拥有专利7项，获2012年度吉林省科技进步一等奖。

研发团队：

中科院长春光机所作为项目牵头单位，负责光栅制造装备及高端光栅产品的设计、研发与产业化任务，研发团队由34人组成，其中高级职称8人，中级职称11人；全部拥有硕士以上学历，其中博士学历17人，半数以上研发人员为35岁以下的年轻科研工作者。涉及专业包括全息光学、超精密加工、精密仪器仪表、超声化学、机械设计、电器工程、软件开发、工业设计等，且均在所研究领域内工作多年，经验丰富。项目组聘请具有多年工程任务承担经验的院士、研究员及高级工程师作为技术顾问，严格把控技术方案。

先进机械制造技术的应用 篇7

纵观我国的机械发展史, 企业所采取的机械技术明显与西方发达国家有着较大的差距。我国机械制造业所占全球的比重微乎甚微, 创新发展能力远远落后于发达国家。但是这并不代表着我国的机械行业无可救药了, 我国的市场经济体制也促使着我国机械行业的发展, 机械行业也有了自己的创新理念, 于是我国引进了无数的高新技术和高素质人才, 从而使得先进的机械制造体系得到了完善, 这样的趋势一直在我国市场经济的驱动下变得更加的活跃, 得到了广泛的普及。我为认机械制造业是制造业的重中之重, 也是为国民经济的各个部门提供技术机械装备的部门, 涉及面广, 带动能力强, 他们的生产水平和能力既决定着相关联的产业的数量和质量, 又成为传统机械产业加以实现产业结构化升级的前提和基础。于是, 我国在机械方面的经济效益也是可观的, 对于提高我国的综合国力, 在全球化的市场经济竞争中也占有着一席之地。

1 虚拟技术以及网络通讯技术的推广与应用

伴随着网络通讯技术的飞速发展, 世界上众多机械制造企业无论是在生产还是在经营活动中都广泛应用到网络通讯技术, 得益于网络的普及进而使众多企业在网络上进行产品的设计、原材料的选择、开发更广阔的市场以及完善产品的销售途径, 在此基础上, 企业能够在国内甚至全世界的每个角落进行贸易活动。除此之外, 利用有效的网络信息技术, 加快互联网技术信息的交换, 进而加强同世界知名品牌进行产品与研发的合作, 最终达到提高自己企业的综合管理能力, 使我国机械制造业的众多企业迈向充满合作与竞争的方向环境, 最大程度上提高我国机械制造企业的经济实力和市场占有率。虚拟网络的发展不仅使全世界的机械制造产业有了一个飞跃, 还促使我国的机械制造领域面临前所未有的发展契机。当然现如今我国的国内环境还面临着资源的稀缺, 生产能力的限制等方面, 我们要自力更生艰苦奋斗, 努力发展好我们国家机械制造产业, 为实现中华民族的伟大复兴而努力奋斗。

另一方面, 我国企业可以通过利用虚拟技术检验产品是否可加工以及加工的工艺是否合理, 以达到优化工艺产品的制造工艺的目的。通过模拟工业产品生产流通过程, 车间调度的情况来保证产品制造的圆满性。因此, 企业利用虚拟技术以及互联网通讯的推广对于保证产品生产的高质量, 最大限度地降低企业的生产成本, 提高企业的经济效益等方面具有相当重要的意义。

2 新型技术的应用

我国在现阶段的机械制造业中, 已经采用了许多的新型技术与先进的经验技术。有些企业为了实现节能减排也会采用一些纯绿色无污染的高新技术来实现节省材料与零污染的目的。有些机械制造的企业在产品制造规划以及回收与报废的环节融入了现代设计的相关研究方法, 同时将现如今机械产品设计技术的理念以及传统机械产品设计技术的理念有机的结合。首先从现代产品设计技术相比较于传统产品设计技术要相对先进的角度看, 现代产品设计技术作为最新的产品设计技术, 利用计算机的辅助设计功能以及众多先进的技术作为依托, 进而优化产品设计的过程和结果。其次在传统设计角度看, 传统设计技术理念是指凭借之前的设计经验和最基本的设计理念方面的常识, 加以利用相对落后的工具而实施的, 进而导致设计水平相对较低。不过我们可以通过充分利用传统设计产品技术的特点, 更好地开发出更加新颖的设计技术。因此, 把现代产品设计技术和传统的产品设计技术进行相互融合, 使现代产品设计技术能够积极融入到机械制造产品的设计中去, 这样才能真正有助于企业设计出高附加值的产品。

3 我国机械自动化与国际相比的现状及差距

从20世纪20年代以来, 机械自动化的技术已经得到了飞速发展, 尤其近些年来计算机的高速发展, 采用了大量的集成制造系统, 使得机械自动化领域飞速发展, 而我国仍然处于较为初级的自动化发展阶段。放眼望去, 在世界上很多国家的机械自动化水平还大多数处于自动化的操作阶段, 当然这其中也包括我国。我国的机械产业结构层次相对较低, 机械制造产业发展的极其不平衡, 远远落后于现代自动化水平的产业。

在我国, 机械制造业企业中自动化装备产业少之又少、水准相对较低, 自动化装备产业无论在质量上还是在数量上, 远远落后于同时期的世界先进水平的机械制造业的自动化产品。差距是显而易见的, 当然我们追赶世界水平的脚步不能一蹴而就, 我们要一步一个脚印, 努力缩小与世界先进水平差距, 我们会尽最大努力实现中华民族机械制造业而努力奋斗。

4 结束语

本文主要是通过我国的机械行业的现状进行分析并与先进的发达国家进行比较, 从中我们可以得出我国机械行业的发展前景, 以及今后的战略目标, 和发展市场经济的可观性。同时也深刻了解到我国在机械领域与国际先进水平的差距。通过对先进机械制造技术的特点进行分析, 得出现代机械行业的发展趋势, 即敏捷化、智能化、信息化。同时对世界上先进的机械制造技术应用领域的研究, 进一步了解到企业应用的现代化新手段和新技术, 以便高效地提高企业的生产能力和效率, 最终实现企业经济效益的最大化。接下来的任务就交给一代又一代的从事机械行业的工程师以及机械学子, 来实现我国机械行业质的飞越, 最终实现中华民族的伟大复兴。

摘要：工业在全世界的经济发展中起着举足轻重的作用。在整个漫长的工业发展史中, 发达国家对于机械行业的贡献创造力明显超出发展中国家, 为了提高本企业的经济效益, 某些企业便开始将一些高端的先进的技术运用到本企业的制造业中。这就使机械方面的技术理论体系不断地成熟, 在机械制造方面的速度也大大的提高了数倍。因此, 机械制造行业有了突飞猛进的发展, 企业效益也大大的增加了。

关键词：机械,制造,自动化

参考文献

[1]洪涛.工程机械自动变速理论与控制系统研究[D].同济大学, 2007.

[2]王益民, 齐连合.论我国机械制造技术[J].科技风, 2007 (6) .

[3]袁永明.先进机械制造技术的应用与发展[J].机械制造与自动化, 2004 (4) .

论我国先进制造技术的特点及发展 篇8

关键词：制造技术,竞争,特点

制造业是现代国民经济和综合国力的重要支柱, 其生产总值一般占一个国家国内生产总值的20~55%。在一个国家的企业生产力构成中, 制造技术的作用一般占60%左右。世界上各个国家经济实力的竞争, 主要是先进制造技术的竞争。其竞争能力最终体现在所生产产品的市场占有率上。随着经济技术的高速发展以及顾客需求和市场环境的不断变化, 这种竞争日趋激烈, 因而各国政府都非常重视对先进制造技术的研究。

1 先进制造技术的特点

1.1 是面向21世纪的技术

先进制造技术是制造技术的最新发展阶段, 是由传统的制造技术发展起来的, 既保持了过去制造技术中的有效要素, 又要不断吸收各种高新技术成果, 并渗透到产品生产的所有领域及其全部过程。先进制造技术与现代高新技术相结合而产生了一个完整的技术群, 它是具有明确范畴的新的技术领域, 是面向21世纪的技术。

1.2 是面向工业应用的技术

先进制造技术并不限于制造过程本身, 它涉及到产品从市场调研、产品开发及工艺设计、生产准备、加工制造、售后服务等产品寿命周期的所有内容, 并将它们结合成一个有机的整体。先进制造技术的应用特别注意产生最好的实际效果, 其目标是为了提高企业竞争和促进国家经济和综合实力的增长, 目的是要提高制造业的综合经济效益和社会效益。

1.3 是驾驭生产过程的系统工程

先进制造技术特别强调计算机技术、信息技术、传感技术、自动化技术、新材料技术和现代系统管理技术在产品设计、制造和生产组织管理、销售及售后服务等方面的应用。它要不断吸收各种高新技术成果与传统制造技术相结合, 使制造技术成为能驾驭生产过程的物质流、能量流和信息流的系统工程。

1.4 是面向全球竞争的技术

20世纪80年代以来, 市场的全球化有了进一步的发展, 发达国家通过金融、经济、科技手段争夺市场, 倾销产品, 输出资本。随着全球市场的形成, 使得市场竞争变得越来越激烈, 先进制造技术正是为适应这种激烈的市场竞争而出现的。因此, 一个国家的先进制造技术, 它的主体应该具有世界先进水平, 应能支持该国制造业在全球市场的竞争力。

1.5 是市场竞争三要素的统一

在20世纪70年代以前, 产品的技术相对比较简单, 一个新产品上市, 很快就会有相同功能的产品跟着上市。因此, 市场竞争的核心是如何提高生产率。到了20世纪80年代以后, 制造业要赢得市场竞争的主要矛盾已经从提高劳动生产率转变为以时间为核心的时间、成本和质量的三要素的矛盾。先进制造技术把这三个矛盾有机结合起来, 使三者达到了统一。

2 我国发展先进制造业的关键

2.1 数字化是发展的核心

数字化制造就是指制造领域的数字化, 它包含了三大部分:以设计为中心的数字制造, 以控制为中心的数字制造和以管理为中心的数字制造。对制造设备而言, 其控制参数均为数字化信号。对制造企业而言, 各种信息 (如图形、数据、知识和技能等) 均以数字形式通过网络在企业内传递, 以便根据市场信息, 迅速收集资料信息。在虚拟现实、快速原型、数据库、多媒体等多种数字化技术的支持下, 对产品信息、工艺信息与资源信息进行分析、规划与重组, 实现对产品设计和产品功能的仿真, 对加工过程与生产组织过程的仿真或完成原型制造, 从而实现生产过程的快速重组与对市场的快速响应, 以满足客户要求。还应指出, 制造知识 (包括技能、经验) 的获取、表达、存储、推理乃至系统化、公理化等, 这是使制造技术发展到制造科学的关键, 而这又与数字化不可分开。

2.2 精密化是发展的关键

精密化一方面是指对产品、零件的精度要求越来越高, 另一方面是指对产品、零件的加工精度要求越来越高。20世纪初, 超精密加工的误差是10μm, 20世纪30年代达1μm, 20世纪50年代达011μm, 20世纪70~80年代达0101μm, 至今达01001μm, 即1nm。再由以下一组数据可以看到微电子产品对加工精度的依赖程度, 电子元件制造误差为:一般晶体管50μm, 一般磁盘5μm, 一般磁头磁鼓015μm, 集成电路0105μm, 超大型集成电路达01005μm, 而合成半导体为1nm。

2.3 极端条件是发展的焦点

极端条, 就是指在极端条件下工作的或者有极端要求的产品, 从而也是指这类产品的制造技术有“极”的要求。如在高温、高压、高湿、强磁场和强腐蚀等条件下工作, 或有高硬度、大弹性等要求的, 或在几何形体上极大、极小、极厚、极薄和奇形怪状的。显然, 这些产品都是科技前沿的产品。其中之一就是“微机电系统” (MEMS) , MEMS可以完成特种动作与实现特种功能, 乃至可以沟通微观世界与宏观世界, 其深远意义难于估量。可以说, “极”是前沿科技或前沿科技产品发展的一个焦点。

2.4 自动化是发展的条件

自动化即减轻人的劳动, 强化、延伸、取代人的有关劳动的技术或手段。自动化是先进制造技术发展的前提条件。自动化总是伴随有关机械或工具来实现的, 可以说, 机械是一切技术的载体, 也是自动化技术的载体。自动化从自动控制、自动调节、自动补偿、自动辨识等发展到自学习、自组织、自维护和自修复等更高的自动化水平。今天自动控制的内涵与水平已今非昔比, 控制理论、控制技术、控制系统、控制元件都有着极大的发展。

2.5 集成化是发展的方法

集成化包括技术的集成、管理的集成、技术与管理的集成, 其本质是知识的集成。先进制造技术就是制造技术、信息技术、管理科学与有关科学技术的集成。目前, “集”主要指:现代技术的集成, 如机电一体化等;加工技术的集成, 特种加工技术及其装备是个典型, 如增材制造 (即快速原型) 、激光加工、高能束加工和电加工等;企业集成, 即管理的集成、全生命周期过程的集成等。

2.6 网络化是发展的道路

制造技术的网络化是先进制造技术发展的必由之路, 制造业走向整体化、有序化, 这同人类社会发展是同步的。在制造技术网络化中, 值得关注的是电子商务的应用。它具有的优点是商务的直接化与透明化, 这对降低成本、加快流通、提高效率、增加商业机会大有好处, 从而对企业内部重组、经营战略与竞争模式有着深刻影响。制造技术的网络化不可阻挡, 它的发展会导致一种新的制造模式, 即虚拟制造组织。对我国而言, 大力发展“中场产业”, 使之具有精湛的最强有力的核心业务, 不失为发展机械制造业的重要战略之一。

2.7 智能化是发展的前景

智能化制造模式的基础是智能制造系统, 它既是智能和技术的集成而形成的应用环境, 也是智能制造模式的载体。与传统的制造相比, 智能制造系统具有以下特点:人机一体化、自律能力、自组织与超柔性、学习能力与自我维护能力、在未来具有更高级的类人思维的能力。可以说, 智能制造作为一种模式, 是集自动化、集成化和智能化于一身, 并具有不断向纵深发展的高技术含量和高技术水平的先进制造系统, 也是一种由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化系统。

2.8 绿色是发展的必然

人类社会的发展必将走向人类社会与自然界的和谐。制造业的产品从构思开始, 到设计阶段、制造阶段、销售阶段、使用与维修阶段, 直到回收阶段、再制造各阶段, 都必须充分涉及环境保护, 制造必然要走向“绿色”制造。

先进的制造技术 篇9

飞机是现代化强国的重要标志, 研制现代军用、民用飞机对于提高我国的自主创新能力, 增强国防实力, 增强国家核心竞争力, 促进经济转型与发展, 提高科学技术水平等都具有重要意义。航空工业被誉为“工业的皇冠”, 航空发动机更被誉为“工业皇冠上的明珠”, 可见航空产品之宝贵、精致, 研制航空产品之艰难、高超[1,2,3,4,5]。

世界各工业强国在研制现代军机、民机时, 都是从本国的实情和需求出发, 在下述6 方面均衡利弊、反复研讨, 以具体的数据指标为研制的目标作出优选决策的。

1) 先进性。即飞机的性能。主要技术指标有 ( 军机、民机有所不同) : 飞机整体尺寸, 最大 ( 巡航) 航速、最大 ( 满载) 航程、起飞质量、最大载重、载客数、升限、爬升率、机动性等。

2) 安全性。以飞机的故障率为指标。发达国家的适航条例规定, 现代军机零部件在单位工作时间内 ( 1 000h) 发生故障的概率为1 / 10[5,6], 民机的这一概率也为1/10[6,7]。可见故障概率是非常非常小的。

3) 经济性。以研制成本、单位航行公里的油耗及启用至首修间的有效工作时间为指标。

4) 环保性。以飞机噪声和有害排放为指标。

5) 舒适性。以人机工效学为依据, 目前还无统一指标。

6) 工艺性。即可制造性, 目前还无统一指标。

必须指出的是, 研制军机和民机的指导思想是不同的。军机要满足实战的需求, 总是首先考虑先进性, 而民机则首先考虑安全性和经济性。此外, 在概念设计阶段, 目前还无可靠的计算方法用来科学地决定优选指标 ( 有这方面的研究, 但还不适用) 。飞机设计师主要还是依据长期的可靠经验积累和对在役飞机进行各项指标对比, 从而确定优选指标。对于我国首次研制的大型客机C919 而言, 我国飞机设计师采用了在性能方面与A320- 200 和B737-800 相近, 安全性、经济性略高于A320- 200 和B737-800 的研发方案。这无疑是一个有所创新又切实可行的方案[8]。即便如此, C919 的研制还是非常艰难的。C919于2006 年1 月列为国家中长期科技规划的16 个重大专项之一, 直到2015 年11 月2 日才宣布下线 ( 图1) , 历时9年多。该机原定2014 年首飞, 2016 年入市, 现在看来至少要推迟2-4 年。

2 研发我国航空制造技术的重要思想理念

与飞机设计相比, 飞机制造要困难得多 ( 图2) 。俗话说: “飞机是制造出来的, 不是设计出来的”。对于飞行原理、飞机特性、飞机结构等设计要素, 国外并不保密, 在用户订购飞机时, 外国企业会详尽地向用户解释。但对于飞机和发动机制造的核心技术, 国外是绝对保密的。我们研制飞机及航空发动机的经历和经验也表明, 航空制造工艺的核心技术是买不来的, 唯有自力更生、勇于创新才能走出发展我国航空工业的康庄大道。

2.1根据国家重大发展战略, 制定我国航空制造技术具体的研究发展规划

目前提出的与航空制造有关的国家重大发展战略有:“一带一路”战略、“大众创业、万众创新”战略、“中国制造2025”战略、“互联网+”战略等。要依据这些战略, 制定我国航空制造的具体研究发展规划[8,9]。

2.2 积极应对世界工业强国近年提出的制造领域重大发展战略规划 (计划)

目前世界工业强国提出的重大发展战略规划 ( 计划) 有: 美国的“再工业化战略” ( 包括“振兴美国制造业及创新法案”、“国家制造创新网络 ( NNMI) 计划”, “先进运载器制造 ( AVM) 计划”等) , 德国的“工业4.0 计划” ( 包括智能制造、赛博物理系统 ( CPS) 、数字偶模型 ( Digital Twins) 、工业互联网等计划) , 欧盟的“IMC - AESOP ( 智能监测与控制—面向服务的过程监测与控制架构) 计划”等。我们要主动积极地参与航空制造国际竞争与合作, 以我国特有的创新技术来应对世界工业强国的发展战略。

2.3 保证实现我国军民用飞机研制的技术指导思想[10,11,12,13,14,15]

制造技术要保证飞机和发动机设计思想的实现。例如所制造的航空零件的精度与表面质量要保证零件的工作性能、效率与寿命。所编制的工艺规范和应用的加工方法要保证满足飞机降噪和减排的环保性要求。

2.4 极端重视并及早准备通过国内外严格的适航审定

飞机适航审定有非常周密、繁杂、严格的规定, 飞机试飞成功后, 往往要经过好几年的时间来通过适航审定。制造环节是适航审定的一个重要环节, 这是航空制造不同于其他制造的特点。我们要加强学习有关的适航审定条例, 及早准备通过适航审定的各种检查、试验和取证[16]。

2.5 首先要创新地研发航空制造的工艺装备和工具[16]

俗话说: “工欲善其事必先利其器”。飞机和航空发动机的零部件大多有特殊的技术要求, 只有依靠现代化的装备和工具才能加工出高质量的合格航空产品。我国的几个发展战略计划, 把创新摆在国家发展全局的核心位置。我们要创新地研发自己的航空产品, 首先就必须创新地研发航空制造的工艺装备和工具。例如巨型模锻液压机是制造战斗机的钛/铝合金机身框架、起落架、发动机涡轮盘的关键设备。凡是拥有巨型模锻液压机的国家, 无一不是航空工业强国。我们过去没有这样的设备, 航空制造往往受制于人, 这种情况严重制约了中国航空工业发展。四川德阳中国第二重型机械集团于2013 年4 月研制并投产了8 万吨模锻液压机, 一举打破了前苏联保持了52 年的7.5 万吨级巨型模锻液压机的世界纪录, 为我国工业 ( 特别是航空工业) 的发展作出了重大贡献 ( 图3) 。

3 研发我国航空制造的创新技术

我国航空制造技术与先进国家的差距很大。在飞机制造方面, 主要是飞机大型金属结构件制造技术、飞机大型复合材结构件成型技术和飞机铆接装配技术还很落后;在航空发动机制造方面, 主要是先进航空精密毛坯制造技术、整体叶盘制造技术、叶片制造技术、复合材料制造技术和特种加工技术还很落后。近年来, 我国航空工业已有飞速发展, 在航空制造技术方面已取得许多突破, 但从研发现代高端航空产品的角度看, 目前我国的航空制造技术尚难以适应, 有待继续大力加强航空制造高新技术的研究和开发。以下简要介绍目前热点研究的关键航空制造技术。

a) 飞机制造方面

1) 飞机大型金属结构件制造技术 ( 图4)

主要有: 大型轻合金结构件铸造技术, 大型整体框架锻造技术, 大型机翼整体壁板成形技术, 起落架“冷、热”加工装备与技术, 多坐标、高速、高刚性、大功率的数控龙门铣床及加工技术, 专用高速蜂窝铣床及加工技术, 数控长桁缘条铣床及加工技术, 高速及超高速切削技术, 先进CNC蒙皮拉伸成形机及加工技术, 整体壁板数控喷丸成形/强化技术, 蠕变时效成形技术, 高压橡皮囊液压成形技术, 激光热应力塑性成形技术等。

2) 大型复合材结构件成型技术[17,18]

成型前的准备技术主要有: 预浸料数控下料及自动剪裁技术, 先进的自动化铺带机 ( ATL) 和纤维铺放技术, 激光定位技术。主要成型工艺有: 真空袋压、真空成型工艺, 热压罐成型工艺, 模压成型工艺, 热压/冷压模塑成型工艺, 注射模塑成型工艺, 多轴联动数控缠绕机及成型工艺, 拉挤成型工艺, 复合材料液体成型工艺等。近年来发展的GLARE结构 ( 基于玻璃纤维的复合层板) 的制造技术尤其值得关注 ( 图5) 。

3) 飞机铆接装配技术

主要有: 装配信息三维紧固件系统 ( CAF) 技术, 数控钻铆机及干涉铆接技术, 高压水制孔及激光辅助定位钻孔系统, 计算机辅助电子经纬仪 ( CAT) 精准对接系统, 计算机辅助大型壁板自动钻铆系统 ( 图6) , 电磁铆接新型连接工艺, 柔性自动化装配系统, 大型飞机数字化装配线等。

b) 航空发动机制造方面

1) 先进航空精密毛坯制造技术

主要有: 钛合金件等温模锻技术[19], 超塑成形与扩散连接技术, 3D打印喷射成型技术, 压气机叶片精锻, 定向凝固空心无余量精铸叶片, 单晶合金精铸涡轮叶片 ( 图7) , 多联空心叶片整体铸造, 双层壁冷单晶叶片 ( 高效发散气冷单晶叶片) 精密铸造, 高温合金薄壁大型复杂机匣精铸 ( 外形尺寸可大于1 000 mm, 壁厚减薄至0. 8 ~1.25 mm) , 整体铸造钛合金机匣、涡轮盘、环形件, 精密轧制高温合金、钛合金环形件等。

2) 整体叶盘制造技术

主要有: 失蜡精密铸造整体叶盘, 五坐标数控铣削加工技术, 电子束焊接技术, 超塑成形与扩散连接技术, 线性摩擦焊接技术, 数控电解加工技术 ( 图8) , 采用热等静压技术将粉末高温合金盘和精铸叶片扩散连接为整体叶盘, 采用不同部位施加不同变形量的形变热处理方法获得双重组织和性能的盘件, 锻接法制造整体涡轮盘后将单晶精铸叶片直接连接到锻造涡轮盘轮缘上的技术, 钛合金薄壁大型复杂机匣精铸及热等静压处理技术; 高温合金整体叶盘的无损检测技术等。

3) 叶片制造技术[20]

压气机叶片和涡轮叶片是航空发动机的核心零件, 也是制造技术最高超、制造工作量最大的零件。叶片制造除了应用上述各种热加工制造技术外, 还采用各种先进的切削加工和特种加工方法, 主要有: 多轴联动数控机床及加工技术, 高速、超高速切削机床及加工技术, 高效精密砂带磨削加工技术 ( 图9) , 超精磨削加工技术, 超精抛光、研磨技术, 精密电火花加工技术, 电解加工技术, 精密机-电复合加工技术, 激光打细微孔技术等。

特别要指出的是, 目前常采用各种“冷、热”组合加工技术来制造宽弦风扇叶片。例如美国企业制造F119 发动机的钛合金风扇叶片时, 是先用切削加工方法把钛合金毛坯加工成两个半叶片, 再用真空扩散焊连接成一个整体空心平板叶身, 最后用超塑成形法加工成最终叶型。

4) 复合材料制造技术[17,18]

减轻飞机和发动机的质量对于提高飞机性能有非常重要的意义, 目前在第四代战斗机和大型客机的航空动力装置上越来越多地采用各种复合材料。例如在推重比15~ 20 高性能发动机上的压气机采用整体叶环, 由于采用复合材料, 叶片减轻, 可以直接固定在承力环上, 从而取消了轮盘, 使结构质量减轻70%。

树脂基复合材料构件的制造技术有自动铺带技术 ( ATL) 、自动纤维铺放技术 ( AFP) 、激光定位、自动剪裁技术、模压成形、树脂传递模塑成形 ( RTM) 、树脂膜浸渍成形 ( RFI) 、热压罐固化成形等技术 ( 图10) 。

制造复合材料零件与制造金属材料零件相似, 也常采用各种“冷、”组合加工技术。例如制造GE90发动机的复合材料风扇叶片, 采用石墨纤维/增韧环氧树脂预浸带, 用七轴CNC自动缠绕机缠绕成叶片。又如对于推重比15~20高性能发动机的金属基复合材料风扇叶片, 美国的企业拟用连续碳化硅纤维增强的钛基复合材料 (Ti MMC) 来制造, 将采用超塑成形/扩散连接工艺制出空心风扇叶片。

5) 特种加工技术[21]

航空发动机制造中大量应用各种特种加工技术。以高能束流加工为代表的特种加工技术是航空发动机制造常应用的主要特种加工技术, 主要方法有: 电火花加工、电解加工, 电铸成型, 电解磨, 电化学抛光, 电子束加工, 离子束加工, 等离子加工, 超声波加工, 磨料流加工, 高压水射流切割, 超高速切削 ( 磨削) , 金刚石超精密车削 ( 磨削) , 喷丸加工, 爆炸成型, 激光打孔, 激光加工, 激光表面强化等。

特种焊接技术在航空发动机焊接结构件上的应用越来越广泛。特种焊接技术主要包括: 钨极惰性气体保护弧焊 ( GTAW) , 活性焊剂焊接技术, 自蔓延高温合成焊接法, 等离子弧焊 ( PAW) , 电子束焊 ( EBW) , 激光焊 ( LBW) , 真空钎焊 ( VB) , 扩散焊 ( DB) , 惯性摩擦焊, 线性摩擦焊等。

涂层技术在航空发动机关键零部件的耐磨、高温防护、隔热、封严以及钛合金零件的防微动磨损、阻燃等方面起了显著的作用, 应用越来越广泛。先进的涂层方法主要包括: 真空等离子喷涂, 层流等离子喷涂, 超音速火焰喷涂, 电子束物理气相沉积, 化学气相沉积, 真空离子溅射涂层等。

装配式凸轮轴的先进制造技术 篇10

装配式凸轮轴制造方法为预先成形凸轮, 然后将凸轮和心轴连接在一起, 这种加工工艺从根本上克服了传统凸轮轴制造工艺的诸多缺点。与传统方式加工的整体式凸轮轴相比, 装配式凸轮轴将凸轮轴的设计、材料选择、性能分析三者恰当结合起来, 是凸轮轴制造技术上的新突破, 顺应了当今世界汽车工业发展的趋势。

工艺特点

装配式凸轮轴制造工艺是由心轴、凸轮、轴颈等若干分体零件, 通过特定的连接技术使其按工作要求装配在一起。其核心技术在于凸轮与心轴的连接, 既要保证凸轮轴向的准确定位, 同时又要保证凸轮的相位角度, 装配式凸轮轴结构及剖面图如图1所示。

与传统的凸轮轴制造、锻造加工方法相比, 装配式凸轮轴加工技术有如下优点:

(1) 实现柔性设计、柔性生产与敏捷制造在装配过程中, 可实现凸轮相位角与轴向位置的控制、调整与修正, 有利于新产品的设计与制造, 缩短新产品研制周期。

(2) 利于材料分体优化与凸轮轴结构形式选择可根据配气机构对凸轮轴各个部位性能的不同要求, 在同一凸轮轴上合理选择不同的凸轮、轴颈与心轴材料。如凸轮采用粉末冶金或铸钢, 凸轮轴采用冷拔钢管。这不仅有利于优化产品性能, 也有利于改善凸轮轴加工性能和优化成本, 保证其抗扭强度、刚度、弯曲性能及耐磨性等要求。

(3) 可大幅度降低制造成本可视具体材料及形状要求, 采用冷精密塑性成形、粉末冶金烧结、精密铸造等工艺精密成形凸轮, 减少昂贵的凸轮切削加工过程, 节省工时、降低成本。

(4) 降低整体重量空心管心轴、凸轮材料的优化及精密成形技术的应用, 可使凸轮轴整体重量降低20%～40%, 节约材料可达30%以上。

(5) 提高精度、质量, 延长寿命可针对不同零件采用最适宜的热处理技术与表面强化技术, 因而可显著提高凸轮工作曲面抗点蚀能力和耐磨性, 避免整体凸轮轴热处理过程中产生的变形, 从而大幅度提高凸轮轴的制造精度、质量和使用寿命。

(6) 降低装配成本, 提高整体刚度凸轮轴的全部部件分体加工, 并装配集成, 可降低装配工时与装配成本, 提高凸轮轴整体刚度。针对不同的凸轮材料与连接技术, 其动态扭矩可达800～1000N·m, 并可降低摩擦, 承受较高的阀门冲击载荷。

(7) 凸轮工作型面任意近净成形技术可用于不同曲率的凸轮加工, 包括新型负曲率凸轮轴, 从而使结构复杂、难加工的凸轮轴制造变为现实, 对新型发动机的研究开发与推广应用极为有利。可大幅度节省凸轮轴加工设备与工时, 尤其是节省用于凸轮加工的靠模车床、数控车床等设备;分体零件与设备小型化也减少了设备投资和场地面积。

(8) 提高生产自动化、集约化程度凸轮在心轴上的排列可以非常紧凑, 在多气门顶置凸轮轴的加工制造方面显示出巨大的优越性。可大幅度提高凸轮轴生产的自动化、集约化程度。

国外装配式凸轮轴技术发展

装配式凸轮轴作为一个全新的概念, 20世纪80年代初就在发达国家的汽车行业崭露头角, 并由此掀起了凸轮轴制造技术的革命。目前装配式凸轮轴主要应用于高性能发动机上。世界上许多汽车制造厂家都在使用装配式凸轮轴制造新技术, 但因掌握的程度、方法不同, 使用装配式凸轮轴的种类也不同。

20世纪90年代, 美国通用汽车有限公司申请专利通过对空心轴体扩胀完成紧固连接。英国GKN科技有限公司对空心轴体内腔施加液压力或机械压力实现轴体与已成形凸轮的紧固连接。日本丰田汽车公司、德国埃米特公司、德国的戴姆勒-克莱斯勒、法国雷诺公司以及俄罗斯的一些生产厂家均有采用扩管连接的工艺进行凸轮轴的生产工艺。日本活塞环株式会社、德国大众汽车公司等都曾申请采用扩管法连接的专利技术。

德国、日本、美国等汽车工业发达国家已将焊接法应用于装配式凸轮轴的实际生产中。

另外, 日本精工株式会社、柱塞环株式会社、活塞环株式会社还开发并应用了多种粉末烧结连接技术, 如整体凸轮轴粉末烧结扩散熔接、机械连接与烧结扩散连接的复合技术。

德国奔驰公司、美国A E公立公司申请了利用热套法进行连接的专利技术, 英国GKN Bound Brook公司申请了采用粘结剂连接的专利技术, 以及英国专利局公布了关于销钉径向定位和楔形键定位凸轮的专利。据文献报道, 日本日野公司采用凸轮加热套装然后对其进行铜焊连接的生产方式。

国内装配式凸轮轴生产技术现状

目前, 国内凸轮轴的生产大部分仍沿用传统一体式加工方法, 即整体铸造或锻造生产毛坯, 然后再采用繁琐复杂的切削加工。也有采用楔横轧工艺进行制坯, 但凸轮轮廓无法轧制出来, 仍需大量的切削加工工序和工时。同时, 凸轮轴表面经渗碳淬火处理后, 必然伴有变形发生, 为后续的校直工序带来诸多困难, 对凸轮轴产品质量影响很大。而凸轮通常采用切削加工方法, 既加工困难又不易保证加工质量, 现在国内绝大多数仍然沿用靠模车削和磨削方法加工凸轮型面, 仅有个别厂家引进国外凸轮轴数控磨床。

1.合资公司装配式凸轮轴技术状况

国内, 上海通用汽车有限公司引进了美国通用汽车公司的装配式凸轮轴的制造技术和设备。采用钢球通过式机械扩管进行凸轮轴的装配, 即首先在凸轮轴装配机的定位胎具上将凸轮、轴颈等分体零件相对于心轴管预先定位并夹紧, 然后液压缸及其推进夹头将钢球沿心轴管一侧推进, 并由另一侧推出, 钢球直径大于心轴管直径, 靠机械过盈量实现凸轮、轴颈与心轴管间的连接。

一汽大众有限公司采用了德国蒂森克虏伯公司的装配式凸轮轴装备。采用机械滚花连接方式进行凸轮轴的装配, 即在凸轮装配机上首先对心轴管机械滚挤齿形, 然后心轴管下行回转压入回转定位盘上的凸轮、轴颈等分体零件。由于心轴管滚挤齿形, 凸轮、轴颈等分体零件内孔预先由拉刀拉出内花键, 故具有较高的连接强度。该公司的凸轮轴装配机采用数控方式, 具有较高的自动化程度与生产效率。

2.国内自主研发的装配式凸轮轴装备

近年来, 国内对装配式凸轮轴连接技术及装备的研制给予了高度重视并取得很大进展。哈尔滨工业大学液力成形工程研究中心开展了组合式空心凸轮轴液压扩径连接技术的研究及内高压成形设备 (见图2) 的试制, 依靠内高压液力将空心轴体扩胀实现与凸轮的连接。

吉林大学对装配式凸轮轴已经研制开发多年, 对制造技术与自动化装备进行了系统的研究开发, 对滚花连接机理 (见图3) 进行了深入探讨, 应用计算机模拟方法对连接部位的应力、应变及扭转力矩做了模拟研究和有限元分析计算, 成功研究出装配式凸轮轴三轴数控装配机床 (见图4) 。

本机床为单机自动化机床, 为其配套凸轮、端头自动上料机械手和心轴自动上下料机械手, 可实现全部自动化生产过程。该自动化装配机由机械系统、液压系统、数控系统三大部分组成。

机械系统核心工作部分由花键滚挤机构、立式轴体夹持机构和卧式回转工作台组成, 采用高精度的传动和导向机构:

(1) 花键滚挤机构采用三点对称滚花系统, 该机构由滚挤刀、滑块、内凸轮机构、液压缸等组成, 两个液压缸可驱动内凸轮正反向旋转, 内凸轮工作曲面使滚挤刀具实现进退运动, 从而对轴体进行齿形花键的滚挤加工, 并保证滚花力对称均匀。

(2) 立式轴体夹持机构可上下运动与回转运动, 上下运动采用伺服电动机→消隙齿轮→滚珠丝杠→直线导轨的传动系统, 回转运动采用伺服电动机→消隙齿轮的传动机构, 精确保证轴体滚花位置以及凸轮装配位置与角度。

(3) 卧式回转送料装置采用伺服电动机→回转盘的传动系统, 将凸轮、轴颈和端头法兰等送到装配位置。

液压系统由六个不同作用的液压缸组成, 分别完成凸轮单元的上料和卸料、内凸轮机构的正反向旋转、回转盘的制动等, 辅助实现整机的自动运行功能。

控制系统采用SIEMENS 802D数控系统, 系统中输入输出模块、内置PLC模块、驱动模块之间的通信由PROFIBUS总线接口来实现。装配机采用三轴CNC系统实现全自动装配。

目前, 自主研发的凸轮轴数控装配机已经在国内发动机零部件生产企业应用, 取得了良好的技术与经济效果, 并且正在为国内多家发动机零部件生产企业试制装配式凸轮轴新产品。

结语

先进的制造技术 篇11

关键词：机械制造；特点；发展趋势

《机械工业“十三五”质量管理规划纲要》提出我国要全面提高机械工业产品质量和质量管理水平，实现中国制造的机械产品知名品牌零突破。实现“机械制造大国”向“机械制造强国”的转变就必须从提高现金机械制造技术入手，本文立足于我国先进机械制造技术的发展特点，分析在大数据时代背景下，机械制造技术的发展趋势，从而实现我国制造强国战略目标。

一、我国先进机械制造技术的现状

随着我国机械制造规划纲要的出台，实现机械强国战略目标就必须要提高我国先进机械制造技术的发展，虽然经过多年的发展我国先进机械制造技术在不但提高，甚至一些领域已经达到或者超越世界水平，但是我们也要看到我国先进机械制造技术所存在的缺陷：一是我国先进机械制造技术的整体水平不高。相比国外先进机械制造技术，我国在高端机械制造领域的技术水平还不高，尤其是在智能化机械制造方面表现的更是不足；二是先进机械制造技术的创新能力不足。我国先进机械制造技术的的科研转化存在断层，很多制造技术停留在理论层面，全缺乏产品的成果转化；三是我国先进机械制造技术缺乏集群效应。

二、我国先进机械制造技术的特点

（1）先进机械制造技术的系统性。随着大数据以及智能化时代的发展，我国先进机械制造技术越来越倾向于对互联网技术的应用，尤其是“互联网+机械制造”行动的实施，提高了机械制造技术的网络化，从而实现了对机械制造过程的全面监管性，实现了机械制造设计、加工、销售管理以及售后维修的系统化。比如基于工业智能技术的机械智能技术则是将机械制造中所有环节因素统一进行分析与判断，从而制造出符合社会需求的机械产品。（2）市场化。随着智能技术的发展，先进制造技术不在紧紧局限在对机械产品的制造，而是需要从设计需求、产品研发以及价值制作等环节着手，将他们统一纳入到系统中，注重加工产品的实际效果。尤其是在全球经济一体化背景下，我国作为机械制造大国必须要清晰的认识到当前世界机械制造领域内的竞争，了解我国机械制造工作效率的现状，根据市场技术变革进行创新，以此增强我国机械制造产品的市场竞争力。（3）制造技术的快捷性。基于机械制造领域竞争的不断加剧，如何利用最少的时间制造出先进的产品是企业发展的关键，因此企业要提高机械制造技术的便捷性，通过建立标准化的成产流水实现产品设计与产品销售的时差，将市场的敏感性纳入到生产过程中；同时受到我国环境污染问题的影响，机械制造技术呈现出绿色化、生态化的特点。机械制造领域强化节能生产，通过技术创新实现能源结构的合理利用。（4）先进制造技术的智能化。智能技术是先进机械制造技术的主要特征，也是未来发展的主要方向。机械制造技术的智能化就是实现了机械制造各个环节的统一，通过虚拟网络和实体生产的相互渗透提高机械制造产品的性能。可以说美国的“工业互联网”、德国“工业4.0”以及我国的“互联网+”战略都体现出虚拟网络与实体物理深度融合——即智能制造的特征。

三、我国先进机械制造技术的发展趋势

（1）仿真技术应用越来越广泛。机械仿真技术主要是利用互联网技术实现对机械产品的立体构建，随着智能化时代的发展，通过仿真技术可以大大提高机械制造的经济效益，避免出现过度的资源浪费，比如目前研制的机器人机械产品就是就是基于仿真技术而产生的，通过仿真技术实现了机械设备的自动化操作，增强了产品的结构性能。比如目前我国网络上炒的比较火热的“智能机器人与李世石的围棋比赛就是我国仿真技术在机械制造领域应用的体现。（2）工业4.0。新一轮工业革命的本质是未来全球新工业革命的标准之争，各个国家都在构建自己的智能制造体系，智能机械制造技术主要包括：工业物联网、云计算、工业大数据、工业机器人、3D打印、知识工作自动化、工业网络安全、虚拟现实和人工智能。工业物联网、云计算和工业大数据是基于分布式和连接的三大基础，工业机器人和3D打印是两大硬件工具，知识工作自动化和工业网络安全是两大软件支持，而虚拟现实与人工智能是面向未来的两大牵引技术。例如实施基于工业互联网的装备健康能效监测诊断和在役再制造工程，则是应用互联网技术的具体体现。（3）绿色化。绿色制造则通过绿色生产过程、绿色设计、绿色材料、绿色设备、绿色工艺、绿色包装、绿色管理等生产出绿色产品，产品使用完以后再通过绿色处理后加以回收利用。采用绿色制造能最大限度地减少制造对环境的负面影响，同时使原材料和能源的利用效率达到最高。

参考文献：

[1] 李建，我国机械制造技术的发展趋势[J]. 中国科技信息，2014年03期

先进制造技术及发展趋势 篇12

世界各国间的经济竞争, 主要体现在机械制造技术为代表的竞争上。面对激烈的市场变化和技术竞争, 经济发达国家都把制造业作为本国的经济支柱, 不断调整其发展战略和政策方针。先进制造技术正是制造业适应时代要求提高竞争力, 对制造技术不断优化推陈出新形成的。

二、先进制造技术及其内涵

先进制造技术 (ATM) 这一概念是美国上世纪80年代末期提出来的, 很快日本、西欧各国及亚洲新兴工业国家就相继做出响应, 纷纷将先进制造技术的研究和开发作为国家的高新技术和优先发展项目。

1. 先进制造技术定义

先进制造技术是制造业不断吸取机械、电子、信息、材料、能源, 以及现代管理等方面的成果, 并将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务等生产制造的全过程, 实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产, 以及取得理想技术经济效果的制造技术的总称。

在不同的国家、不同的发展阶段, 先进制造技术有不同的内容及组成。我国目前属于先进制造技术范畴的技术是一个三层次的技术群 (见下图) , 三层次都是先进制造技术组成部分, 但其中每一个层次都不等于先进制造技术全部。

2. 先进制造技术的分类

根据先进制造技术的功能和研究对象, 可将其技术归纳为以下五个大类。

(1) 现代设计技术

现代设计技术包含: (1) 现代设计方法。包括有模块化设计、系统化设计、价值工程、模糊设计、面向对象的设计、反求工程、并行设计、绿色设计、工业设计等。 (2) 产品可信性设计。可信性设计包括可靠性设计、安全性设计、动态分析与设计、防断裂设计、防疲劳设计、耐环境设计、健壮设计、维修设计和维修保障设计等。 (3) 设计自动化技术。包括产品的造型设计、工艺设计、工程图生成、有限元分析、优化设计、模拟仿真、虚拟设计、工程数据库等内容。

(2) 先进制造工艺

先进制造工艺是先进制造技术的核心和基础, 是使各种原材料、半成品成为产品的方法和过程。先进制造工艺包括高效精密成形技术、高精度切削加工工艺、特种加工, 以及表面改性技术等内容。

(3) 加工自动化技术

加工自动化是用机电设备工具取代或放大人的体力, 甚至取代和延伸人的部分智力, 自动完成特定的作业, 包括物料的存储、运输、加工、装配和检验等各个生产环节的自动化。加工过程自动化技术涉及到数控技术、工业机器人技术、柔性制造技术、传感技术、自动检测技术、信号处理和识别技术等内容。

(4) 现代生产管理技术

现代生产管理技术是指制造型企业在从市场开发、产品设计、生产制造、质量控制到销售服务等一系列的生产经营活动中, 为了使制造资源得到总体配置优化和充分利用, 使企业的综合效益得到提高而采取的各种计划、组织、控制及协调的方法和技术的总称。包括现代管理信息系统、物流系统管理、工作流管理、产品数据管理、质量保障体系等。

(5) 先进制造生产模式及系统

先进制造生产模式及系统是面向企业生产全过程, 将先进的信息技术与生产技术相结合的一种新思想和新哲理, 其功能覆盖企业的生产预测、产品设计开发、加工装配、信息与资源管理直至产品营销和售后服务的各项生产活动, 是制造业的综合自动化的新模式。它包括计算机集成制造 (CIM) 、并行工程 (CE) 、敏捷制造 (AM) 、智能制造 (IM) 、精良生产 (LP) 等先进的生产组织管理模式和控制方法。

三、先进制造技术的发展趋势

随着以信息技术为代表的高新技术的不断发展和市场需求的个性化与多样化, 未来制造业发展的重要特征是全球化、网络化、虚拟化, 未来先进制造技术发展的总趋势是向精密化、柔性化、虚拟化、网络化、智能化、敏捷化、清洁化、集成化及管理创新的方向发展。当前先进制造技术的发展趋势大致有以下几个方面:

第一, 信息技术对先进制造技术的发展起着越来越重要的作用。信息技术促进着设计技术的现代化, 成形与加工制造的精密化、快速化、数字化, 自动化技术的柔性化、集成化、智能化, 整个制造过程的虚拟化、网络化、全球化。

第二, 设计技术不断现代化。一是设计方法和手段的现代化。二是新的设计思想和方法不断出现。如并行设计, 面向“X”的设计DFX, 健壮设计, 反求工程技术等。三是向全寿命周期设计发展。四是设计过程、快速造型和设计验证, 由单纯考虑技术因素转向综合考虑技术、经济和社会因素。

第三, 成形技术向精密成形的方向发展。制造工件的毛坯正在从接近零件形状向直接制成工件即精密成形的方向发展。精密铸造技术、精密塑性成形技术、精密连接技术等精密成形技术将获飞速发展。

第四, 加工技术向着超精密、超高速, 以及发展新一代制造装备的方向发展。目前, 超精加工已实现亚微米级加工, 并正在向纳米加工时代迈进, 加工材料由金属扩大到非金属;超高速切削用于铝合金的切削速度已超过1600m/min, 铸铁为1500m/min等。

第五, 为满足个性化需求, 制造工艺、设备和工厂的柔性和可重构性将成为企业装备的显著特点。先进的制造工艺、智能化的软件和柔性的自动化设备、企业的柔性发展战略, 构成未来企业竞争的软、硬件资源。

第六, 虚拟制造技术和网络制造技术将广泛应用。虚拟制造技术以计算机支持的仿真技术为前提, 形成虚拟的环境、虚拟的制造过程、虚拟的产品、虚拟的企业, 从而大大缩短产品开发周期, 提高一次成功率。在国际互联网、局域网和内部网上, 企业可以实现对世界上任何一地的用户订单而组建动态联盟企业, 进行异地设计、异地制造, 然后在最接近用户的生产基地制造成产品。

第七, 智能化、数字化是先进制造技术和机电产品的发展方向。将智能技术注入先进制造技术和产品, 可使之具有“智慧”, 能部分代替人的脑力劳动。将数字技术用于制造过程, 可大大提高制造过程的柔性和加工过程的集成性, 从而提高制造过程的质量和效率, 增强产品的市场竞争力。

第八, 以提高市场快速反应能力为目标的制造技术将得到迅速发展和应用。瞬息万变的市场促使交货期成为竞争力诸因素中的首要因素。为此, 许多与此有关的新观念、新技术在21世纪将得到迅速的发展和应用。其中有代表性的是:并行工程技术、模块化设计技术、快速原型成形技术、快速资源重组技术、客户化生产方式。

第九, 绿色制造已成为21世纪制造业的重要特征。日趋严格的环境与资源约束, 使绿色制造越来越被重视。中国的制造业不仅要解决自身生产过程中的污染和资源浪费问题, 更重要的是要为社会提供全寿命周期内没有污染, 节约资源的各类产品及环保装备。

第十, 21世纪的企业面临管理创新。面对高速发展的信息化和经济全球化及激烈的市场竞争环境, 改变制造业的传统观念和生产组织方式, 加速了现代管理理论的发展和创新。因此, 全球正在兴起“管理革命”。

参考文献

[1]孙大涌:先进制造技术.北京:机械工业出版社, 2002.7