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中圖分類號：TP3文獻標識碼：A

文章編號：1009-0118（2012）04-0210-02

計算機輔助工程（CAE)軟件是迅速發展中的計算力學、計算數學、相關的工程科學、工程管理學與現代計算機科學和技術相結合，而形成的一種綜合性、知識密集型信息產品。CAE與CAD/CAM／CAPP／PDM/ERP軟件一起，已經成為企業家和工程師們實現工程/產品創新的得力助手和有效工具。同時，也已成為專家、教授進行研究重要手段。

一、CAE的發展

CAE的理論基礎起源于20世紀40年代，1943年數學家首先涉及有限元分析領域，但由于手工計算的限制，直到1960年以后，隨著電子計算機的廣泛應用和發展，有限元技術依靠數值計算方法，才迅速發展起來。

隨著計算機的迅猛發展，70年代到80年代初，國外的CAE技術得以蓬勃發展。有限元分析技術在結構分析和場分析領域獲得了很大的成功，出現了許多著名的分析軟件如Nastran，I-DEAS等，此時的CAE主要在航空、航天、軍事等幾個領域中被使用。上世紀90年代是CAE技術的成熟壯大時期。大量的CAE軟件的涌現，使CAE技術幾乎遍及所有的制造業，CAE已經成為支持工程行業和制造企業信息化的重要技術。

CAE在提高工程/產品的設計質量，降低研究開發成本，縮短開發周期方面發揮了重要作用，成為實現工程/產品創新的支撐技術。主要體現在：

（一）CAE功能不斷擴充，實現多結構耦合析，實現多物理場耦合分析，多尺度耦合分析，以及結構、構件及其材料的一體化設計計算與模擬仿真。

（二）基于Internet/Intranet的CAD（計算機輔助設計）／CAE（計算機輔助工程）／CAM（計算機輔助制造）/CAPP（計算機輔助工藝設計）／PDM（產品數據管理）/ERP（企業資源計劃）的集成化、網絡化、智能化。

所謂CAD/CAM集成是指在CAD、CAE、CAPP、CAM各模塊之間有關信息的自動傳遞和轉換。集成化的CAD／CAM系統借助于公共的工程數據庫、網絡通信技術、以及標準格式的中性文件接口，把分散于機型各異的計算機中的CAD／CAM模塊高效地集成起來，實現軟、硬件資源共享，保證系統內信息的流動暢通無阻。

二、CAE應用中存在的問題

目前，在CAE應用中存在以下亟待解決的問題：

（一）標準化

俗話說，國有國法，行有行規。在這個工業時代，標準化就是工業生產的行規。而隨著CAE技術在我國各行各業普及和應用的發展，確保CAE技術應用的標準化和規范化，便成為了迫在眉睫的事情。目前CAE的管理存在著以下幾個不足，其主要表現在：

1、軟件方面近年來，CAE軟件開發成為商家的一塊新蛋糕，市場上CAE軟件各式各樣，其性能的優劣卻是參差不齊。多數企業在應用CAE技術方面面對林林總總的軟件無從選擇，急需規范CAE軟件上市的準入門檻。

2、缺乏對CAE技術人才的培訓和從業資格的認證。各行各業都有自己的資格認證考試，以此來規范和引導從業人員掌握相關技術及規范知識。建筑行業有建造師、監理工程師，學校有教師資格證，打官司要有律師，可是像CAE這樣跨行業的新型學科卻沒有相關的規定，企業只能是跟著感覺走。

3、缺乏對不同行業CAE技術正確合理應用的技術指導。總之，隨著CAE技術的普及與發展，制定CAE行業標準也迫在眉睫。不可否認，由于CAE技術應用的多樣化與復雜化，要制定適用于所有行業的CAE技術應用標準規范是有一定難度的，甚至是不可能的。但是，如果分散開來，依據不同的行業特點，制定具體行業的CAE標準規范，如重機制造行業、汽車行業、建筑行業等等，這樣操作起來應該比較容易，也會比較有針對性。

（二）與CAD協同，消除數據交換障礙

長久以來CAD軟件、CAE軟件都是單兵作戰，數據交換障礙很難得到消除。我們希望能在一個統一的環境下直接讀入各種CAD軟件的零件模型，并在這一環境下實現任意模型裝配和CAE分析，整合相同或不同CAD軟件模型數據就能得到CAE分析用的CAD模型庫，這些模型庫中保留了CAD中的設計參數，并通過連接技術實現與CAD軟件之間的共享，其優點是任何CAD和CAE人員對設計的改變都能立即反映到對方軟件環境中，從而實現設計-仿真的同步協調。只有真正消除了數據間的交換障礙，才能真正發揮出CAE軟件的強大功能。

（三）網絡化

計算機支持的協同工作的出現，為異地協同設計提供了環境支持，傳統的CAD/CAE/CAM技術也在向網絡化方向發展。隨著產品設計的復雜化及互聯網通信技術的日趨成熟，傳統的順序設計方式顯然已經過時，很難適應市場快速產品更新的競爭需求，企業各部門之間交互合作及數據共享，構建企業內部甚至企業之間的數字化設計交互虛擬平臺已不再只是概念化的問題，如何高效實現數據的同步及信息交互對提高產品的設計質量，縮短設計周期具有重要的現實意義。

（四）開放性

眾所周知，由于CAD技術和CAE技術的并行發展，使得在傳統意義上的CAD技術并不能實現和CAE技術的無縫對接。同時，根據虛擬仿真的對象、計算方法、物理場、應用行業等不同維度，CAE技術可以細分出很多單元技術。許多單元技術應用于特定行業、特定問題的CAE產品，各個領域的虛擬仿真結果得出了局部的性能仿真和改進建議，但是，單元的CAE產品無法實現產品整體性能提升，只能解決局部優化問題，無法解決全局優化問題。這就需要新開發的CAE軟件必須具有開放性，要為其他軟件提供開放的平臺。

（五）數據和系統兼容性

對產品進行虛擬仿真涉及到十分復雜的流程，而應用單元的CAE產品，需要手工管理仿真流程，導致虛擬仿真的效率不高。同時，數據的接收和系統的兼容成為了CAE技術發展的一個瓶頸。如何實現虛擬仿真流程的自動化，創建完整的仿真流程模板，并且能夠根據各個學科仿真的需求動態調整網格模型，提供統一的接口，這對于提升CAE技術的使用效率和質量非常關鍵。

（六）良好的數據管理機制

在這個信息大爆炸的年代，如何在海量的信息中找到自己有用的信息成為一個難題。同樣，在CAE虛擬仿真的過程中，生成了大量的、不同類型的仿真文檔和數據。例如：同樣的產品模型，應用同樣的CAE軟件，但不同的分析工程師，由于知識和經驗的差異，給出不同的參數，就會產生不同的數據，從而分析出來的結果差異會很大。因此，如何有效管理仿真文檔，如何建立分析文檔與產品模型的對應關系，如何建立虛擬仿真規范和知識庫，實現對虛擬仿真知識的捕捉和重用，是CAE技術深化應用必須解決的問題。

三、現代集成制造系統

現代集成制造系統（CIMS）的內涵是借助計算機，把企業中與制造有關的各種技術系統地集成起來，進而提高企業適應市場競爭的能力。這個概念強調了兩個方面：

（一）企業的各個生產環節是不可分割的，需要統一安排組織

（二）產品制造過程實質上是信息采集、傳遞、加工處理的過程

CIMS是一種先進的制造思想，但是由于當時技術水平的限制，直到80年代初，這個思想才被制造領域重視并采用。近十余年來，在市場競爭的激勵與相關技術進步的推動下，CIMS在實踐中被不斷充實、完善與發展。從這個概念出發，經歷了信息集成、過程集成和企業集成的研究和實踐，我們提出了現代集成制造系統(ContemporaryIntegratedManufacturingSystem，CIMS)的概念。四、我國的CIMS計劃

（一）信息集成

在企業內部實現信息正確、高速的共享和交換，是改善企業技術和管理水平必須首先解決的問題。信息集成對于提高企業的市場競爭力是有效的，但是直到現在實施信息集成的手段還比較落后。這使得企業CIMS應用工程開發周期長，質量不易得到保證。所以，信息集成在今后仍然是企業信息化的主要內容，也是實施諸如并行工程技術的基礎。在我國以信息集成為主要內容的CIMS應用工程，將仍是今后大多數企業信息化過程中必然要經歷的。

（二）過程集成

傳統串行作業的設計、開發過程，往往會造成產品開發過程中出現反復，使產品開發周期長、成本增加。如果把產品設計中的各個串行過程盡可能多地轉變為并行工程，在設計時考慮到下面工序中的可制造性、可裝配性，則可以減少反復，縮短開發時間。并行工程便是基于這一思想的一種先進制造模式。

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機械制造技術是研究產品設計、生產、加工制造、銷售使用、維修服務乃至回收再生的整個過程的工程學科,是以提高質量、效益、競爭力為目標,包含物質流、信息流和能量流的完整的系統工程。隨著社會的發展,人們對產品的要求也發生了很大變化,要求品種要多樣、更新要快捷、質量要高檔、使用要方便、價格要合理、外形要美觀、自動化程度要高、售后服務要好、要滿足人們越來越高的要求,就必須采用先進的機械制造技術。

1 先進制造技術的特點

1.1 是面向21世紀的技術

先進制造技術是制造技術的最新發展階段，是由傳統的制造技術發展起來的，既保持了過去制造技術中的有效要素，又要不斷吸收各種高新技術成果，并滲透到產品生產的所有領域及其全部過程。先進制造技術與現代高新技術相結合而產生了一個完整的技術群，它是具有明確范疇的新的技術領域，是面向21世紀的技術。

1.2 是面向工業應用的技術

先進制造技術并不限于制造過程本身，它涉及到產品從市場調研、產品開發及工藝設計、生產準備、加工制造、售后服務等產品壽命周期的所有內容，并將它們結合成一個有機的整體。先進制造技術的應用特別注意產生最好的實際效果，其目標是為了提高企業競爭和促進國家經濟和綜合實力的增長。目的是要提高制造業的綜合經濟效益和社會效益。

1.3 是駕馭生產過程的系統工程

先進制造技術特別強調計算機技術、信息技術、傳感技術、自動化技術、新材料技術和現代系統管理技術在產品設計、制造和生產組織管理、銷售及售后服務等方面的應用。它要不斷吸收各種高新技術成果與傳統制造技術相結合，使制造技術成為能駕馭生產過程的物質流、能量流和信息流的系統工程。

1.4 是面向全球競爭的技術

20世紀80年代以來，市場的全球化有了進一步的發展，發達國家通過金融、經濟、科技手段爭奪市場，傾銷產品，輸出資本。隨著全球市場的形成，使得市場競爭變得越來越激烈，先進制造技術正是為適應這種激烈的市場競爭而出現的。因此，一個國家的先進制造技術，它的主體應該具有世界先進水平，應能支持該國制造業在全球市場的競爭力。

1.5 是市場競爭三要素的統一

在20世紀70年代以前，產品的技術相對比較簡單，一個新產品上市，很快就會有相同功能的產品跟著上市。因此，市場競爭的核心是如何提高生產率。到了20世紀80年代以后，制造業要贏得市場競爭的主要矛盾已經從提高勞動生產率轉變為以時間為核心的時間、成本和質量的三要素的矛盾。先進制造技術把這三個矛盾有機結合起來，使三者達到了統一。

2 先進機械制造技術的發展現狀

近年來，我國的制造業不斷采用先進制造技術，但與工業發達國家相比，仍然存在一個階段性的整體上的差距。

（1）管理方面。工業發達國家廣泛采用計算機管理，重視組織和管理體制、生產模式的更新發展，推出了準時生產（JIT）、敏捷制造（AM）、精益生產（LP）、并行工程（CE）等新的管理思想和技術。我國只有少數大型企業局部采用了計算機輔助管理，多數小型企業仍處于經驗管理階段。

（2）設計方面。工業發達國家不斷更新設計數據和準則，采用新的設計方法，廣泛采用計算機輔助設計技術（CAD/CAM），大型企業開始無圖紙的設計和生產。我國采用CAD/CAM技術的比例較低。

（3）制造工藝方面。工業發達國家較廣泛的采用高精密加工、精細加工、微細加工、微型機械和微米/納米技術、激光加工技術、電磁加工技術、超塑加工技術以及復合加工技術等新型加工方法。我國普及率不高，尚在開發、掌握之中。

（4）自動化技術方面。工業發達國家普遍采用數控機床、加工中心及柔性制造單元（FMC）、柔性制造系統（FMS）、計算機集成制造系統（CIMS），實現了柔性自動化、知識智能化、集成化。我國尚處在單機自動化、剛性自動化階段，柔性制造單元和系統僅在少數企業使用。

3 我國先進機械制造技術的發展趨勢

（1）全球化。一方面由于國際和國內市場上的競爭越來越激烈，例如在機械制造業中，國內外已有不少企業，甚至是知名度很高的企業，在這種無情的競爭中紛紛落敗，有的倒閉，有的被兼并。不少暫時還在國內市場上占有份額的企業，不得不擴展新的市場；另一方面，網絡通訊技術的快速發展推動了企業向著既競爭又合作的方向發展，這種發展進一步激化了國際間市場的競爭。這兩個原因的相互作用，已成為全球化制造業發展的動力，全球化制造的第一個技術基礎是網絡化，網絡通訊技術使制造的全球化得以實現。

（2）網絡化。網絡通訊技術的迅速發展和普及，給企業的生產和經營活動帶來了革命性的變革。產品設計、物料選擇、零件制造、市場開拓與產品銷售都可以異地或跨越國界進行。此外，網絡通訊技術的快速發展，加速技術信息的交流、加強產品開發的合作和經營管理的學習，推動了企業向著既競爭又合作的方向發展。

（3）虛擬化。制造過程中的虛擬技術是指面向產品生產過程的模擬和檢驗。檢驗產品的可加工性、加工方法和工藝的合理性，以優化產品的制造工藝、保證產品質量、生產周期和最低成本為目標，進行生產過程計劃、組織管理、車間調度、供應鏈及物流設計的建模和仿真。虛擬化的核心是計算機仿真，通過仿真軟件來模擬真實系統，以保證產品設計和產品工藝的合理性，保證產品制造的成功和生產周期，發現設計、生產中不可避免的缺陷和錯誤。

（4）自動化。自動化是一個動態概念，目前它的研究主要表現在制造系統中的集成技術和系統技術、人機一體化制造系統、制造單元技術、制造過程的計劃和調度、柔性制造技術和適應現化生產模式的制造環境等方面。制造自動化技術的發展趨勢是制造全球化、制造敏捷化、制造網絡化、制造虛擬化、制造智能化和制造綠色化。

（5）綠色化。綠色制造則通過綠色生產過程、綠色設計、綠色材料、綠色設備、綠色工藝、綠色包裝、綠色管理等生產出綠色產品，產品使用完以后再通過綠色處理后加以回收利用。采用綠色制造能最大限度地減少制造對環境的負面影響，同時使原材料和能源的利用效率達到最高。

4 結語

制造技術不僅是衡量一個國家科技發展水平的重要標志,也是國際間科技競爭的重點。我國正處于經濟發展的關鍵時期,制造技術是我們的薄弱環節。只有跟上發展先進制造技術的世界潮流,將其放在戰略優先地位,并以足夠的力度予以實施,才能盡快縮小與發達國家的差距,才能在激烈的市場競爭中立于不敗之地。總之,在我國研究和發展先進制造技術勢在必行。

參考文獻

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一、引言

在一個國家的企業生產力構成中，制造技術的作用一般占60%左右。專家認為，世界上各個國家經濟的競爭，主要是制造技術的競爭。人們往往用AMT來概括先進制造技術AMT （Advanced Manufacturing Technology）。具體地說，就是指集機械工程技術、電子技術、自動化技術、信息技術等多種技術為一體所產生的技術、設備和系統的總稱。主要包括：計算機輔助設計、計算機輔助制造、集成制造系統等。AMT是制造業企業取得競爭優勢的必要條件之一，但并非充分條件，其優勢還有賴于能充分發揮技術威力的組織管理，有賴于技術、管理和人力資源的有機協調和融合。

二、先進制造技術發展中的關鍵技術

1.成組技術GT（Group Technology）是一門生產技術科學，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，稱為成組技術。它研究如何識別和發掘生產活動中有關事務的相似性，并對其進行充分利用。即把相似的問題歸類成組，尋求解決這一組問題相對統一的最優方案，以取得所期望的經濟效益。

成組技術應用與機械加工方面，其是將結構、材料、工藝相近似的零件組成一個零件族（組），按零件族制定工藝進行加工，擴大批量、減少品種、便于采用高效方法、提高勞動生產率。這就為提高多品種、小批量生產的經濟效益提供了一種有效的方法。

2.敏捷制造（AM）

敏捷制造AM（Agile Manufacturing）是指制造業采用現代通信手段，通過快速配置各種資源（包括技術、管理和人）以有效、協調的方式響應用戶的需求，實現制造的敏捷性。敏捷制造的目標是企業能夠快速響應市場的變化，根據市場需求，能夠在最短時間內開發制造出滿足市場需求的高質量的產品。敏捷制造包括產品制造機械系統的柔性、員工授權、制造商和供應商關系、總體品質管理及企業重構。敏捷制造是企業在競爭中取得成功的核心能力。首先表現為企業面對變幻莫測的市場需求能迅速做出判斷和反應；其次表現為企業具有有效、迅速的整合各方面資源并進行生產的條件和能力。

3.并行工程CE

并行工程（Concurrent Engineering）是對產品及其相關過程（包括制造過程和支持過程）進行并行、一體化設計的一種系統化的工作模式。在傳統的串行開發過程中，設計中的問題或不足，要分別在加工、裝配或售后服務中才能被發現，然后再修改設計，改進加工、裝配或售后服務（包括維修服務）。而并行工程要求產品開發人員在一開始就考慮產品整個生命周期中從概念形成到產品報廢的所有因素，包括質量、成本、進度計劃和用戶要求。并行工程的目標為提高質量、降低成本、縮短產品開發周期和產品上市時間。

4.快速成型技術（RPM）

快速成形技術又稱快速原型制造（Rapid Prototyping Manufacturing，簡稱RPM）技術，誕生于20世紀80年代后期，它不同于傳統的用材料去除方式制造零件的方法，是基于材料堆積法的一種高新制造技術，被認為是近20年來制造領域的一個重大成果。它利用所要制造零件的三維CAD模型數據直接生成產品原型，并且可以方便地修改CAD模型后重新制造產品原型，是集機械工程、CAD、逆向工程技術、分層制造技術、數控技術、材料科學、激光技術于一身，可以自動、直接、快速、精確地將設計思想轉變為具有一定功能的原型或直接制造零件，從而為零件原型制作、新設計思想的校驗等方面提供了一種高效低成本的實現手段。即，快速成形技術就是利用三維CAD的數據，通過快速成型機，將一層層的材料堆積成實體原型。

5.虛擬制造技術（VMT）

虛擬制造技術（virtual manufacturing technology，VMT）是以虛擬現實和仿真技術為基礎，對產品的設計、生產過程統一建模，在計算機上實現產品從設計、加工和裝配、檢驗、使用整個生命周期的模擬和仿真。這樣，可以在產品的設計階段就模擬出產品及其性能和制造過程，以此來優化產品的設計質量和制造過程，優化生產管理和資源規劃，以達到產品開發周期和成本的最小化，產品設計質量的最優化和生產效率最高化，從而形成企業的市場競爭優勢。盡管虛擬制造技術的出現只有短短的幾年時間，虛擬制造的應用將會對未來制造業的發展產生深遠的影響。

6.智能制造（IM）

智能制造（IM） （Intelligent Manufacturing，IM）是制造技術、自動化技術、系統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。其具體表現為：智能設計、智能加工、機器人操作、智能控制、智能工藝規劃、智能調度與管理、智能裝配、智能測量與診斷等。智能制造淵于人工智能的研究。一般認為智能是知識和智力的總和，前者是智能的基礎，后者是指獲取和運用知識求解的能力。智能制造應當包含智能制造技術和智能制造系統，智能制造系統不僅能夠在實踐中不斷地充實知識庫，具有自學習功能，還有搜集與理解環境信息和自身的信息，并進行分析判斷和規劃自身行為的能力。智能制造技術的研究開發對于提高生產效率與產品品質、降低成本，提高制造業市場應變能力、國家經濟實力和國民生活水準，具有重要意義。

三、結束語

制造技術不僅是衡量一個國家科技發展水平的重要標志，也是國際間科技競爭的重點。我國正處于經濟發展的關鍵時期，制造技術是我們的薄弱環節。只有跟上發展先進制造技術的世界潮流，將其放在戰略優先地位，并以足夠的力度予以實施，才能盡快縮小與發達國家的差距，才能在激烈的市場競爭中立于不敗之地。總之，在我國研究和發展先進制造技術勢在必行。

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機械制造技術是機械工程發展的核心內容。我國是機械制造大國，但是從國際水平來看，我國成為制造強國還有很長的距離。要想成為制造強國，就需要采取先進的技術，提高機械制造技術的水平。從當前的發展現狀來看，我國機械設計非常好，但是無法保證機械的制造質量，導致設計與制造不能同步進行，因此，這就需要國家采取各種手段來培養機械制造技術人才，使他們了解相關專業的知識與技術能力，將先進的、自動化技術應用在其中，從而提高機械制造技術水平，促進社會的健康發展。

一、先進的機械制造技術特點

1. 機械制造技術夠先進

21世紀是先進機械制造技術高速發展的最佳階段，先進的機械制造技術是建立在傳統的制造技術而發展起來的，一方面沿用了傳統制造技術中的基本要求，另一方面也引進并吸取了國外的成功經驗，并將其引入到機械產生制造的整個過程當中。也就是說，先進的機械制造技術是與當前社會的先進技術相互融合的一個產物，是現代化社會中的新的領域，制造技術水平有明顯的提高。

2. 機械制造技術涉及范圍廣

先進的機械制造技術所涉及到的范圍非常廣，不僅體現在機械本身，還涵蓋了市場調查、產品開發與利用、機械加工、維修等各個方面，而且在實際工作中，工作人員需要將其有機的結合，從而形成一個整體。在應用先進的機械制造技術的過程中，工作人員必須要了解機械工作的效果，以此來提高企業在市場競爭中的實力與綜合效益，最終促進國家經濟的健康發展。

3. 機械制造過程具有系統化特點

在機械制造行業當中，先進的機械制造技術要求將計算機技術、自動化技術等各種現代化先進技術應用在其中，并將其貫穿于整個機械制造的全過程中。不僅沿襲了傳統的制造技術，還吸取了現代化高新技術，使機械制造技術成為一項系統的、涵蓋多方面的工程。

4. 機械生產技術是面向全球競爭的一門技術

自我國加入世界貿易組織之后，全球經濟一體化的步伐越來越快，西方發達國家憑借先進的科學技術、經濟水平在國際市場中占有競爭優勢。如今國際市場競爭日益激烈，先進的機械制造技術也有了飛躍的發展，在激烈的市場中占有主導地位，所以，國家的機械制造技術水平決定了國家的發展水平，只有不斷提高制造技術水平，才能夠使國家在國際市場中提高其競爭實力。

5. 先進的機械制造技術統一市場競爭三要求

在上個世紀70年代之前，產品的制造技術相對比較簡單，如果在市場中出現了某一項新產品，那么各大工業都紛紛著力生產相同功能的產品，所以說當時的工業要想取得市場競爭實力，就需要不斷提高其生產率。自20世紀80世紀以來，機械制造業要想在市場中獲取競爭優勢，提高競爭實力，就需要制造業將市場競爭的三要素進行統一，即時間、成本以及質量進行統一。

二、先進機械制造技術的發展現狀

隨著社會的發展，我國制造業也開始將先進的技術引入進來，并得到了非常顯著的發展。但是從國際上看，我國制造業的發展仍然處于落后階段，還存在著非常大的距離，其主要體現在以下幾個方面：1）技術管理方面。在全球化步伐不斷加快的今天，國外工業發達國家在制造業當中采用了先進的計算機技術進行管理，并對其管理體制等各個方面加以重視，從而提出了更多先進的管理理念；而在我國，只有少部分的企業采用了計算機管理對局部進行管理，而很多工業企業仍然采用經驗管理的方式進行管理。2）設計方面。工業發達國家不斷更新設計數據和準則，采用新的設計方法，廣泛采用計算機輔助設計技術（CAD/CAM），大型企業開始無圖紙的設計和生產。我國采用CAD/CAM技術的比例較低。3）制造工藝方面。工業發達國家較廣泛的采用高精密加工、精細加工、微細加工、微型機械和微米/納米技術、激光加工技術、電磁加工技術、超塑加工技術以及復合加工技術等新型加工方法。我國普及率不高，尚在開發、掌握之中。4）自動化技術方面。工業發達國家普遍采用數控機床、加工中心及柔性制造單元（FMC）、柔性制造系統（FMS）、計算機集成制造系統（CIMS），實現了柔性自動化、知識智能化、集成化。我國尚處在單機自動化、剛性自動化階段，柔性制造單元和系統僅在少數企業使用。

三、我國先進機械制造技術的發展趨勢

（1）全球化。一方面由于國際和國內市場上的競爭越來越激烈，例如在機械制造業中，國內外已有不少企業，甚至是知名度很高的企業，在這種無情的競爭中紛紛落敗，有的倒閉，有的被兼并。不少暫時還在國內市場上占有份額的企業，不得不擴展新的市場；另一方面，網絡通訊技術的快速發展推動了企業向著既競爭又合作的方向發展，這種發展進一步激化了國際間市場的競爭。

（2）網絡化。網絡通訊技術的迅速發展和普及，給企業的生產和經營活動帶來了革命性的變革。產品設計、物料選擇、零件制造、市場開拓與產品銷售都可以異地或跨越國界進行。此外，網絡通訊技術的快速發展，加速技術信息的交流、加強產品開發的合作和經營管理的學習，推動了企業向著既競爭又合作的方向發展。

（3）虛擬化。制造過程中的虛擬技術是指面向產品生產過程的模擬和檢驗。檢驗產品的可加工性、加工方法和工藝的合理性，以優化產品的制造工藝、保證產品質量、生產周期和最低成本為目標，進行生產過程計劃、組織管理、車間調度、供應鏈及物流設計的建模和仿真。虛擬化的核心是計算機仿真，通過仿真軟件來模擬真實系統，以保證產品設計和產品工藝的合理性，保證產品制造的成功和生產周期，發現設計、生產中不可避免的缺陷和錯誤。

（4）自動化。自動化是一個動態概念，目前它的研究主要表現在制造系統中的集成技術和系統技術、人機一體化制造系統、制造單元技術、制造過程的計劃和調度、柔性制造技術和適應現化生產模式的制造環境等方面。

四、結語

制造技術不僅是衡量一個國家科技發展水平的重要標志，也是國際間科技競爭的重點。我國正處于經濟發展的關鍵時期，制造技術是我們的薄弱環節。只有跟上發展先進制造技術的世界潮流，將其放在戰略優先地位，并以足夠的力度予以實施，才能盡快縮小與發達國家的差距，才能在激烈的市場競爭中立于不敗之地。總之，在我國研究和發展先進制造技術勢在必行。

參考文獻

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近年來，世界范圍內出現了研究應用先進制造技術的浪潮，以機械制造為代表的先進制造技術己成為當代國際間科技競爭的重點。它的水平高低，在很大程度上反映了一個國家工業發展的水平，是現代企業提高產品開發與技術創新能力、穩定產品質量、増強競爭能力的看家本領在我國，先進制造技術的重要性己引起各界的認識和重視，被列為“九五”計劃和2010年中長期科研發展規劃中的主要關鍵技術和重要發展方向。因而，了解先進制造技術的發展趨勢和前沿技術，對全面把握我國先進制造技術的發展方向，確定它的發展目標及我們的戰略對策是十分必要的。

2先進制造技術的定義及技術特征

2.1定義

制造技術是使原材料成為產品所使用的一系列技術的總稱，是制造業賴以生存和進步的主體技術先進制造技術是制造業為了適應時代要求以提高競爭力，對制造技術不斷優化及推陳出新而形成的它是一個相對的、動態的概念，具有鮮明的時代特征，可以將先進制造技術定義為:制造業不斷吸收機械、電子、信息、材料、能源及現代管理等方面的成果，并將其綜合應用于制造的全過程，實現優質、高效?低耗清潔、靈活生產，取得理想技術經濟效果的制造技術總稱。

2.2技術特征

先進制造技術具有以下五個技術特征：

2.21先進性

先進制造技術的核心和基礎必須是優質、高效、低耗、清潔的工藝，它從傳統制造工業發展起來，并與新技術實現了局部或系統集成2.22通用性

先進制造技術不是單獨分割在制造過程的某一環節，它覆蓋了產品設計、生產設備、加工制造、銷售使用、維修服務，甚至回收再生的整個過程

  2.23系統性

隨著微電子、信息技術的引入，先進制造技術能駕馭信息生成采集、傳遞、反饋、調整的信息流動過程。先進制造技術是可以駕馭生產過程的物質流、能量流和信息流的系統工程

   22.4集成性

先進制造技術由于專業、學科間的不斷滲透、交叉、融合，界限逐漸淡化甚至消失，技術趨于系統化集成化，己發展成為集機械、電子、信息、材料和管理技術為一體的新興交叉學科。

22.5技術與管理的緊密結合

對市場變化作出更敏捷的反應及對最佳技術經濟效益的追求，使先進制造技術十分重視生產過程組織管理體制的合理化和最佳化，它是技術與管理自然科學與社會科學緊密結合的產物。

3先進制造技術的形成發展過程

先進制造技術的形成和發展同科技進步及市場需求密切相連在科技高速發展的推動下，制造業的資源配置沿著“勞動密集一一設備密集一一信息密集一一知識密集”的方向發展在市場需求不斷變化的驅動下，制造業的生產規模沿著“小批量一一少品種大批量一一多品種變批量”的方向發展與之相適應，制造技術的生產方式沿著“手工一一機械化一一單機自動化一一剛性流水自動化一一柔性自動化一一智能自動化”的方向發展

當代制造技術的前沿己經發展到以信息密集的柔性自動化生產方式滿足多品種、變批量的市場需求，并向知識密集的智能自動化方向發展在這個發展過程中，制造技術的內涵不斷延伸與發展，經歷了重視輔助工序、工裝?生產過程，不斷更新工藝方法，引入和集成信息技術以及更新管理觀念，促進生產組織變革等四個環節，逐漸形成了先進制造技米

4先進制造技術的發展趨勢

高生產率和高質量是先進制造技術的兩大追求目標先進制造技術的發展趨勢可概括成如下幾個方面

4.1向自動化柔性化、集成化和智能化方向發展

微電子、計算機自動化技術與傳統工藝及設備相結合，形成了多項制造自動化單元技術，經局部或簡單到復雜不同檔次的自動化制造系統，使傳統工藝產生顯著、本質的變化，極大地提高了生產效率和產品質量。當然，冷加工的發展道路是：NC(數控卜FMS(柔性制造系統）^CIMS(計算機集成制造系統hIMS(智能制造系統）熱加工的發展道路是：優質高效低耗工藝-低成本自動化-綜合自動化。

4.2向高精密方向發展

現代新技術產品需要高精度的制造，精密制造技術是先進制造技術的基礎，它包括精密加工和超精密加工、微細加工和超微細加工、微型機械等當前有代表意義的是以納米技術為代表的超精密加工技術和以微細加工為手段的微型機械技術。

精密加工和超精密加工的主要方法，目前有精密切削、超精密切削、超精密磨削和研磨加工等，其加工精度己從微米級(um)亞微米級（1~10-Vm)向納米級（1dVm)進軍。

微細和超微細加工是一種特殊的精密加工，它不僅加工精度極高，而且加工尺寸十分微小。如大規模集成電路芯片上的圖形是用電子束?離子束刻蝕的方法加工的，線寬可達0.1um，微型機械是機械技術與電子技術在納米級水平上相融合的產物。國外有人將納米技術與微型機械稱為“21世紀的核心技術”。

4.3向非傳統加工技術方向發展

在繼續開展傳統切削、磨削等新工藝的同時，各種非傳統加工方法也在開拓發展，并不斷開創新工藝，達到新的技術水平由于這類加工方法能解決大量普通機械加工方法難以解決甚至根本無法解決的問題，因而得到迅速發展，并顯示出極大的潛力和前景非傳統加工方法主要指一些物理的、化學的特種加工和高能密度加工，如電火花加工、電解加工、超聲波加工、激光加工、離子束加工等。特種加工的對象主要是難加工材料。高能密度加工主要指三束加工(激光束、電子束和離子束），它們是極有前途的加工方法不少非傳統加工法同時又是精密加工和超精密加工方法傳統加工和特種加工相結合的復合加工同樣有著良好的發展前景。

4.4采用新型生產模式，使企業適應多變市場需求機械制造生產模式除有通用機床加專用工藝裝備、數控機床加具有計算機輔助設計和自動編程功

柔性制造單元（FMC)加管理信息控制系統（MIS)以外，還有計算機集成制造系統（CIMS)智能制造系統（IMS)、并行工程（CE)、精節生產（LP)和敏捷制造（AM)等生產模式現代企業只有采取先進的生產模式，改進生產組織管理，才能増強在激烈的市場條件下的競爭能力。

5先進制造技術的技術前沿與新型生產模式

計算機集成制造（CIM)技術作為人類未來工廠的概念模式，得到很多國家的重視企業從經營計劃、產品設計、加工制造到市場銷售形成一個完整的系統，進行綜合優化它不斷吸收微電子、計算機、自動化等最新技術成果形成了計算機輔助設計(CAD)制造（CAM)工藝（CAPP)測試（CAT)評價（CAE)?數控機床（NC)加工中心（MC)、企業管理信息系統（MIS)?柔性制造系統（FMS)等一系列具有劃時代意義的新技術對上述技術進行局部或系統集成，就形成了從單機到生產線、從剛性到柔性、從簡單到復雜等不同檔次的集成制造系統(CIMS)可以預言CIMS將成為21世紀占主導地位的生產方式。

智能制造技術（IMT)旨在將人工智能溶進制造過程的各個環節，通過模擬專家的智能活動，取代或延伸制造環境中的部分腦力勞動，從而在制造過程中，系統能自動監測其運行狀態，在受到外界或內部激勵時能夠自動調整其參數，以期達到最佳狀態，具有自組織能力。它被稱為21世紀的制造技術。

并行工程（CE)技術旨在將產品設計與制造以及相關過程進行系統的綜合，以期在產品設計的同時就將生產、維修的各個環節考慮進去，大大縮短生產周期該技術的關鍵在于將CADCAMCATMIS等有機地集成起來，將引入動態并行機制，即將產品生產周期中各種因素進行有機綜合、并行處理，將產品設計、生產計劃丨生產加工、質量檢驗、市場分析等同步規劃，它可顯著縮短新產品從構思到實現批量生產的開發周期。

精節生產（LP)是由日本豐田公司率先提出并得以應用，后來受到美國的重視，它綜合了單件生產和大批量生產兩者的優點，其特點是：行小組自治工作制，工人既是主人也是雇員，企業把雇員看作比機器更為重要的固定資產。

(2)精簡一切生產中不產生價值的工作，減少管理層次，精簡組織機構。

(3)精益求精，以盡善盡美為最終目標，持續不斷地改進生產，降低成本，力爭無廢品、無庫存和產品品種多樣化。

敏捷制造（AM)是近年來美國為恢復其在國際制造業中領導地位而提出的一種生產模式它是將柔性生產技術熟練掌握生產技能和有知識的勞動力，與企業內部和企業之間合作的靈活管理集成在一起，通過所建立的共同基礎結構，對迅速改變或無法預見的消費者需求和市場時機作出快速響應它的主要特點是提出虛擬制造（VM)的概念，根據市場需求，采用虛擬公司來承接項目，開發產品和組織生產。從本企業和其它企業選出各種優勢力量，集成為一個單一的經營實體一一虛擬公司，當所承接的產品或項目一旦完成，虛擬公司即行解體。

CIMSIMSCELP和AM都是制造系統中新的生產模式，其宗旨都是為了提高企業競爭力，以適應多變的市場需求;在運行機理上都是強調集成，但在側重點上有所區別。

CE強調的是產品開發和設計與其它相關過程的集成，盡量保證開發和設計工作一次完善，減少反復，縮短產品生產制造周期。

LP是通過項目組或生產小組形式把各方面人員集成在一起，在生產?檢驗與維修等場地集成在一起，同時還采用相應的措施做到與協作廠家、用戶的集成，從而實現最大限度地精簡非増值人員和機構，提高企業競爭力。因而它強調的是組織管理和人員的集成。

AM則在先進的柔性生產技術的基礎上通過企業內部的多功能項目組與企業外的多功能組織組成虛擬公司，把全球范圍內的各種資源，包括人的資源集成在一起。

第一代CIMS只注重信息和功能的集成，隨著CIM技術的發展和應用，CIMS含義也在深化，第二代CIMS更強調技術、組織和人的全面集成

可見，CIMS與CELP及AM等生產模式并無本質區別，他們之間的關系是一種互補而不是替代 。

沒有計算機通訊系統?不采用現代制造技術的集成，是很難充分發揮精節生產的組織集成和人員集成的優勢，而敏捷制造的基礎和主體實質還是CIMS，不過只是CIMS的橫向發展，是企業級的集成擴展為社會系統內的集成;而LP和AM則為CIMS真正取得效益提供了新的思想和技術，又促進了CIMS的進一步發展

6推動我國先進制造技術發展的戰略設想

改革開放以來，通過研究開發、技術改造與國外引進，我國制造技術水平不斷發展和提高，己經具有相當規模和實力但是從總體上看，我國制造生產水平仍然比較落后，在質量、品種、成本效率效益和售后服務等方面與國外先進水平相比都有很大差距，缺乏國際競爭力。

為發展我國的先進制造技術，我們應把握時機，超越某些階段，迎頭趕上世界先進水平。要使這種愿望變為現實，必須明確先進制造技術的發展目標，采取相應的戰略對策6.1先進制造技術的發展目標

先進制造技術是使制造業強盛的關鍵所在，沒有先進制造技術，就不可能在發達的制造業在市場經濟為主體的世界經濟體系條件下，先進制造技術是由市場選擇和決定的。市場是先進制造技術存在、發展的源動力。先進制造技術研究的根本目的就在于及時、高效、優質、靈活、低耗地制造市場上有競爭力的產品，這是先進制造技術研究的市場觀發達國家制造業的管理專家和先進制造技術研究專家早己從殘酷市場競爭中明確了這一點，把占領市場作為發展先進制造技術的最終目標，建立和完善了一整套市場、技術、產品間相互聯系、相互制約?相互促進的機制。

我國市場經濟處在初級階段，制造業還比較落后，先進制造技術主要依靠引進和跟蹤的格局不會改變，中國是一個大國，應當有使產品具有進入國際市場的競爭力，先進制造技術應以提高制造業產品的市場競爭力為發展目標

   6.2戰略對策

6.2.1組織起來，加強合作，共同開發，推動先進制理技術于一體的綜合技術，它的發展涉及到規模管理資金保障、研究開發、生產應用等多個方面因此，必須把政策部門、科研單位、高等院校和企業各方面力量組織，加強合作，共同開發，尤其是要吸引企業界參與先進制造技術的研究，健全科技研究開發一體化機制，在先進制造技術研究中推進和建立大學、研究所和制造業相結合的研究體制隨著市場的國際化和全球信息網絡技術的發展，制造技術國際化日趨明顯，我國制造領域專家和企業家要有使自己產品和技術進入國際市場、投置于國際競爭的大環境下并成為知名品牌的雄才大略，要積極促進先進制造技術基礎研究的國際合作，以増強我國先進制造技術的實力

  

  6.22確定優先資助領域，支持應用前景明確的先進制造技術基礎研究，加快研究成果的應用轉化

當今世界科學技術化技術科學化的科技一體化趨勢日益明顯，技術的生命周期不斷縮短如果一種現在還算先進的技術不迅速應用，過不了幾年就可能被淘汰而大學在選擇制造方面的應用基礎研究項目時，往往缺乏先進制造技術的市場觀，不注重實際考察，不注重應用前景，不注重研究成果的應用轉化國家在應用基礎研究成果到技術開發和應用的成果轉化過程中的機制仍不健全。各部委?產業部門及國家自然科學基金委員會在資助先進制造技術基礎研究中，應確定優先資助領域，在強調支持前沿和創新的同時更要強調研究項目的應用前景，支持和鼓勵項目的聯合資助在跟蹤國際先進制造技術研究的同時，強調結合國情選題，面向經濟選題，瞄準應用選題

6.23持續開展制造業的技術改造

制造技術的發展是通過技術改造過程實現的，通過技術改造逐步淘汰老工藝、老設備，推廣應用先進的新工藝和新設備，以提高企業的制造技術水平，最終達到提高產品性能質量和對市場的應變能力。“八五”期間己對一批重點骨干企業實行重點投資，進行現代化的技術改造使諸如數控機床、加工中心'?計算機輔助設計、制造和管理等新技術在這些企業得到普及、推廣和應用。“九五”期間將這些技術在更多的企業中逐步推廣，視不同情況或建成FMCFMS，或進一步實現計算機集成制造系統。

進行技術改造必須從經營戰略和生產系統整體出發，不能單純把技術改造局限于更新工藝設備上因此，進行技術改造時應進行經濟分析與論證，以作出科學的決策與判斷

6.2.4采用新型的生產模式，改進生產組織管理，提高人員技術素質

先進制造技術既包括工藝技術設備，又包括生產的組織管理和人員技術素質只有相適應的生產組織管理和人員技術素質與其配套，先進的工藝技術裝備才能充分發揮其應有的作用，形成先進制造技術為此，要根據企業特點，采取適用的生產模式，改進生產的組織管理，提高人員的技術素質，使生產組織管理便于實現計算機化和信息化，便于集成為有機聯系的自動化整體，使參與生產過程的人員盡可能在技術上成為多面手，更好地適應多變的市場需求

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先進制造技術（AMT）就是指集機械工程技術、電子技術、自動化技術、信息技術等多種技術為一體所產生的技術、設備和系統的總稱。主要包括計算機輔助設計、計算機輔助制造、集成制造系統等。先進制造技術是制造業企業取得競爭優勢的必要條件之一，但并非充分條件，其優勢還有賴于能充分發揮技術威力的組織管理，有賴于技術、管理和人力資源的有機

一、先進制造技術特點

1.先進制造技術是制造技術的最新發展階段，是面向二十一世紀的技術制造業是社會物質文明的保證，是與人類社會一起動態發展的，因此，制造技術必然也將隨著科技進步而不斷更新。先進制造技術是制造技術的最新發展階段，是由傳統的制造技術發展而來，保持了過去制造技術中的有效要素;但隨著高新技術的滲入和制造環境的變化，已經產生了質了變化，先進制造技術是制造技術與現代高新技術結合而產生的一個完整的技術群，是一類具有明確范疇的新的技術領域，是面向二十一世紀的技術。

2.先進制造技術是面向工業應用的技術先進制造技術應能適合于在工業企業推廣并可取得很好的經濟效益。先進制造技術的發展往往是針對某一具體的制造業（如汽車工業、電子工業）的需求而發展起來的適用的先進制造技術，有明顯的需求導向的特征。先進制造技術不是以追求技術的高新度為目的，而是注重產生最好的實踐效果，以提高企業的競爭力和促進國家經濟增長和綜合實力為目標。

3.先進制造技術的競爭是面向全球的。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是支持該國制造業在全球范圍市場的競爭力。因此，先進制造技術的主體應具有世界水平。但是，每個國家的國情也將影響到從現有的制造技術水平向先進制造技術的過渡戰略和措施。我國正在以前所未有的速度進入全球化的國際市場，開發和應用適合國情的先進制造技術勢在必行。

在科學技術高速發展的推動下，制造業的資源配置沿著勞動密集、設備密集、信息密集、知識密集的方向發展。而與之相適應的制造技術的生產方式沿著手工、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展，這些推動了制造業的不斷發展，促進了制造業的不斷進步。

二、先進制造技術的發展趨勢

隨著全球經濟競爭的不斷激烈化，先進制造技術的發展在柔性化、自動化、敏捷化、虛擬化等基礎上趨于向以下幾個發展方向。

1.網絡化。制造業隨著經濟全球化也開始步入全球的一體化。從采購、設計、制造加工，再到銷售，已不再局限于某個企業、某個集團或是某個國家。地域的分散性必將給企業的經營和管理帶來諸多不便，隨之而來的是制造成本的增加。隨著網絡通訊技術的迅速發展和普及，企業可以通過制造的網絡化來有效組織管理分散在各地的制造資源。另外，制造企業也可以基于網絡實現世界范圍內的動態聯盟。這些都屬于虛擬市場，是基于信息化與虛擬化技術的進一步延伸。

2.集成化。制造業已不再局限于先進的制造加工技術，而應是集機械、電子、光學、信息、材料、能源、環境、現代管理等最新成就為一體的新興技術。各個專業、學科間不斷滲透、交叉、融合而使技術趨于系統化、集成化。同時，為了更大限度的實現信息資源共享與優化，企業內部及企業之間也應該實現集成化。

3.綠色化。大批量的生產模式是以消耗資源為代價的，而由此造成的資源枯竭和環境污染等問題已向人們敲響了警鐘。最有效地利用資源和最低限度地產生廢棄物是當前全球環境問題的治本之道，也是制造業探索更清潔、更優良的制造模式的重要方向，即通過綠色生產過程、綠色設計、綠色材料、綠色設備、綠色工藝、綠色包裝、綠色管理等生產出綠色產品。此外，產品使用完以后再通過綠色處理后加以回收利用。

4.極端化。這里指出的“極”是前沿科技發展的焦點，即在高溫、高壓、高濕、強腐蝕等條件下工作，或有高硬度、大彈性要求的，或在幾何形體上極大、極小、極厚、極薄的制造技術或產品。

5.智能化。智能化是先進制造技術自動化的深度延伸。隨著計算機技術的不斷發展，制造業不僅要實現物資流控制的傳統體力勞動自動化，還應實現信息流控制的腦力勞動的自動化。先進制造技術的智能化致力于設計技術的現代化，加工制造的精密化、快速化，自動化技術的柔性化、智能化，整個制造過程的網絡化、全球化、綠色化。

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1.1.先進制造技術是各國際企業在二十一世紀重點發展的技術。先進制造技術是現階段最新的制造技術,它是由傳統的制造技術發展過程中演變而來的,既保持了傳統制造技術中的主要制造標準,又不斷的通過結合各種高新技術成果完善制造標準,并逐步發展滲透到產品生產的各個領域當中。先進制造技術與現代高新科技相結合從而產生了一個面向二十一世界的具有明確范疇的完整的新技術領域。

1.2.先進制造技術是面向工業領域的實用技術。先進制造技術并不僅僅應用在制造過程本身,它還涉及到從產品的研發到銷售的所有內容,它將整個過程結合成一個有機的整體,其核心目標就是為了提高企業的競爭力和增強國家的綜合實力。

1.3.先進制造技術是一個涵蓋整個生產過程的系統工程。先進制造技術需要一些高新技術的支撐,如微電腦技術,信息系統技術,傳感應用技術,制造自動化技術,新型材料學和現代管理技術等等。

1.4.先進制造技術是國際間各企業重點發展的科技技術。二十世紀八十年代以來,經濟的全球化有了飛速發展,發達國家通過經濟等手段爭奪全球市場,傾銷自己產品。隨著全球商業利益集團的形成,使得全球經濟競爭變得愈發激烈,先進制造技術正是為了適應這種李烈全球競爭而出現的科技技術。因此,一個國家的先進制造技術應具有世界先進水平,以此來適應全球市場的激烈競爭。

2.先進制造技術的發展現狀

2.1.工業技術發達的國家在先進制造技術設計方面不斷的進行技術升級和研發大量專利技術,進而大量采用新的設計理念和方法,并使用計算機輔助設計技術、虛擬設計和仿真技術,這些技術都大大地提高了所設計產品的緊密度和其設計工作的效率,我國的相關企業在設計研發方面還跟國外技術發達企業存在著很大差距。

2.2.在制造工藝技術方面工業技術發達的國家早已開始大量采用高精密機械加工技術,納米加工技術,激光焊接加工技術,3D打印加工技術,電磁加工技術,一體成形加工技術,復合材料加工技術等尖端加工技術和加工方法,新型復合材料、新合金加工刀具也大量被研制出來,而我國的大部分制造加工企業就目前來看加工制造工藝還跟工業技術發達的企業存在著差距,高新加工工藝應用程度不高。

2.3.在機械自動化技術方面工業發達國家已經普遍使用數控自動化機床,其生產加工中心、自動制造單元,自動制造系統等都已形成高度自動化。數字化的機械制造加工設備在一定程度上可以實現柔性自動化技術、智能控制和網絡控制制造技術。而我國的制造企業目前對于現代自動設備的應用比例不高,自動化制造水平還比很低。

2.4.先進制造集成化是以計算機技術為基礎,綜合運用現代化加工技術,電子信息技術,自動化制造技術,信息系統工程技術等,將企業內部生產活動中的信息與產品庫存等信息集成,使之實現信息共享最優化,通過網絡把信息數據庫和企業的所有生產活動緊密的聯系在一起,充分的發揮科技制造技術,現代管理和人才的作用,讓企業全面提高管理水平,使企業的產品質量最優化,利潤最大化。

2.5.制造業智能化是今后先進制造技術的發展趨勢,它將計算機技術和人工智能融入到產品的生產過程當中的每個環節中,通過模擬人工智能所設定的參數活動,來取代傳統生產系統中一部分人力勞動。在企業產品生產過程中,人工智能系統能根據產品在生產過程中實際情況進行推理,并且做出在生產過程合理判斷,使生產活動優化到最佳狀態,制造智能化是生產制造自動化的高級階段,是制造集成化的延伸和發展。

2.6.制造標準化的應用隨著現代制造技術的不斷發展顯得越來越重要。制造標準化不但促進了生產企業之間的專利交流和技術合作,還促進制造產品設備之間的相互配套和兼容,更重要的是企業間制定一些制造標準確定了全球制造技術今后的發展趨勢。

2.7.工業發達國家的制造企業在組織生產管理方面采用先進計算機軟件進行管理,非常重視組織和科學的管理體制及生產模式研究創新的發展,生產標準如:準時生產,快速制造、精確生產等一些科學先進的管理經驗和管理技術。我國的大多數企業的計算機管理軟件還不先進,管理人員的管理水平還跟國外大企業存在一些差距。

3.先進制造技術今后的發展趨勢

3.1.精密化。現代高新技術產品對加工制造精度提出了越來越高的要求,據有關資料統計,目前世界上的超精密加工精度已經達到0.01微米,表面粗糙RA值達到0.06微米,可以予計在不遠的將來,加工精度達到0.01微米,即納米加工精度水平。

3.2.高速化。隨新舊新型刀具材料的不斷問世和軸承,,電子驅動等科學技術的快速進步,切削速度和主軸轉速得到了極大的提高。

3.3.柔性化。市場競爭的結果,必將是對產品的要求越來越多樣化和個性化,生產企業的生產模式也必然是小批量多品種,這就要求加工制造技術必須具有高度的柔性,這樣才能不斷適應市場對產品的多樣化要求。

3.4.網絡化。網絡通訊技術的迅速發展和普及,給企業的生產和經營活動帶來了革命性的變革。市場開發,產品設計,物料選擇,零件加工,產品銷售等生產活動都可以異地和跨國界進行。這就極大地加快了技術停息的交流。加強了企業之間產品開發的生產合作,促進了企業之間的優化和重組,大大縮短了產品的生產周期,提高了產品的市場競爭力。 3.5.虛擬化。是指設計過程中的擬實技術和制造過程中的虛擬技術,它可以大大加快產品的開發速度和減少開發的風險,產品設計中的擬實技術是面向產品的結構和性能,以優化產品性能和降低成本為目標,包括產品的動力學分析,運動仿真,造型設計,強度和剛度的有限元計算等街。

3.6.綠色化。隨著人類社會的進步和發展,可持續發展和

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中圖分類號：F406 文獻標識碼：A

收錄日期：2011年11月22日

先進制造技術（AMT）是以先進制造工藝技術、信息技術、計算機技術、設計方法、物流技術及相應的管理工程集成的現代制造工程，它通過技術和管理的優化組合，以實現優質、高效、低耗、清潔、靈活生產。實施先進制造技術是企業提高對動態多變的產品市場的適應能力和提升企業競爭優勢的重要途徑。制造過程通常伴隨著物料的流動過程，即物料的采購、存儲、生產、裝配、運輸和銷售等一系列活動，物流系統是先進制造系統的重要功能構成部分。

一、先進制造業物流系統的組成

制造系統將原材料加工并裝配成最終產品，在制造過程中存在物流、信息流、能量流、成本流和誤差流。制造系統從外部環境取得原材料、毛坯件和配套供應的零件、組件、部件，經過制造活動把其轉換為成品或廢棄物（如廢品、切屑等），再送回外部環境中。制造系統與外部環境的物質交換活動和物料在系統內的運動與制造變換形成企業物流。物流系統主要包括三個方面：原材料、半成品、成品所構成的工件流；刀具、夾具所構成的工具流；托盤、輔助材料、備件等所構成的配套流。

物流系統主要完成兩種工作：一是零件毛坯、原材料、工具等由外界搬運進系統以及將加工好的成品從系統中搬走；二是零件毛坯、原材料、工具在系統內的搬運。通常情況下，前者需要人工干預，后者可以自動完成。

在物流系統中，物料在企業內部的流動，即物料搬運處理系統最為重要。在系統中會發生三種庫存，即加工前的庫存、加工過程中的庫存和加工后的庫存。伴隨著三種庫存的是：毛坯制備、零件加工、零件在線檢測和成品檢驗、產品裝配和產品檢驗等物流過程。

二、先進制造業物流技術特征

物流技術是企業進行競爭的決定性因素。在先進生產中，從工位本身的技術，工件之間的連接技術和自動化起吊系統，直到整套的后勤中心，包括了許多功能領域。先進制造業物流技術具有以下特征：

1、強調清潔化生產過程。要求制造過程消耗盡可能少的自然資源（包括能源），并盡量少產生或者不產生有害污染。

2、強調柔性化生產過程。為了適應多品種、小批量生產的需要，各種物流設備應具有相應的柔性，能方便適應零件形狀和精度的改變。

3、生產過程自動化。為了減輕工人的勞動強度，提高設備使用率，保證零件加工精度，廣泛采用自動化設備。

4、零件加工高速化和精密化。先進加工技術要求實現零件高速加工和精密加工，以適應生產周期日益縮短、產品精度不斷提高的要求。

5、在線檢測及質量反饋控制。為了保證加工質量，大量采用在線檢測和質量反饋技術，實現檢測過程自動化。

6、庫存管理計算機化。為了減少各種庫存，提高資金的有效利用率，采用計算機進行庫存管理，廣泛采用計算機控制的立體倉庫和抓取物料的機械手。

三、先進制造業物流技術發展趨勢

先進制造業物流技術是一種科學化和系統化的生產、運輸服務技術體系，所涉及的領域非常廣闊，是集現代信息網絡技術、現代倉儲管理技術、現代輸送技術、現代管理控制技術以及新型的運營策略等諸多技術門類于一體的多學科、多領域的復合性管理科學，是一種先進生產力技術。在先進制造系統中，物流控制是系統的重要核心，物流的暢通和高效能極大提高整個系統的運營效率，也有助于企業管理者對生產項目分析和決策。隨著先進生產技術的不斷進步，先進制造業物流技術呈現出新的發展趨勢：

（一）自動化。制造過程的集成離不開物流系統的自動化。企業物流系統自動化是集光、機、電、信息等一體的系統工程。它使物料合理、經濟、有序的流動，并使物流、信息流、商流在計算機集成控制下實現物流的自動化、智能化和快捷化。自動化的核心是機電一體化，目的在于擴大企業物流作業能力，減少物流作業的差錯和提高勞動生產率。

物流系統及其自動化是計算機集成制造系統（CIMS）的重要組成部分，它是實現待加工零件的自動運輸、需使用的刀具自動配置和調度的關鍵設備和硬環境。自動物流系統中的設備一般有工業機器人、自動導向小車（AGV）、有軌小車、懸掛式機械手。存儲設備一般有中央立體倉庫、中央刀具庫、托盤交換站、公用托盤架和刀具暫存架等。

（二）信息化。企業物流信息具有信息量大、信息形式多樣、信息內容復雜和信息動態變化的特點。企業生產中物的流動伴隨著信息的流動，而信息流又控制著物流。以信息技術為手段，可以將獨立的物流環節有效地整合在一起。信息技術逐漸成為物流技術的核心，隨著信息技術、網絡技術和電子商務技術的發展，企業物流信息化是必然趨勢，信息化是物流系統的基礎。物流信息化表現為：物流信息商品化，物流信息收集數據庫化和代碼化，物流信息處理電子化和計算機化，物流信息傳遞網絡化、標準化和實時化，物流信息存儲數字化。

物流系統是一個復雜的系統，涉及大量繁雜的信息。高質量的物流服務有賴于信息的電子化。電子化的信息便于傳遞，這使得信息流動迅速、準確無誤，保證物流服務的準時和高效。電子化信息便于存貯和統計，可以有效減少冗余信息傳遞，減少作業環節，降低人力浪費。

（三）柔性化。在柔性制造系統（FMS）中，要求物流和工作流程能夠柔性地適應變化著的生產結構。FMS物料傳輸系統將各加工設備聯結起來，實現物料傳輸。FMS物料傳輸系統分為工件流和刀具流兩個子系統。工件流系統主要由工件庫、夾具庫、堆垛機、托盤架、裝卸站和傳送小車或傳送帶組成。刀具流主要由刀具、刀具緩沖站、中央刀庫、機附刀庫和刀具傳送機器人組成。

物料傳輸系統有四項主要任務：在不同的FMS系統間傳遞：在同一系統中不同子系統間傳遞；在組成子系統的各工作站間傳遞；在工作站內傳遞。

（四）綠色物流。日益嚴峻的環境問題和日趨嚴格的環保法規，已成為企業發展的新威脅。企業為了可持續發展，必須積極解決經濟活動中的環境問題，建立并完善綠色物流體系，通過綠色物流來追求高于競爭對手的相對競爭優勢。綠色物流與綠色制造、綠色消費共同構成了一個節約資源、保護環境的綠色經濟循環系統。

物流成本“冰山”理論揭示了企業物流結構的不合理對社會造成的環境污染損害。任何形式的環境污染都根源于物質的不適當流動，且不適當流動的量達到了一定規模就超過了環境的負載能力。專家分析認為，產品從投入到售出，制造加工時間僅占10%，幾乎90%的時間為儲運、裝卸、分裝、二次加工、信息處理等物流過程。綠色物流強調低投入、大物流的方式，在物流活動中，物流資源獲得充分利用的同時，努力減少對環境的影響和消除對環境的危害。綠色物流不僅是企業物流成本的降低，更重要的是綠色化和由此帶來的節能、高效、低污染。

（五）敏捷物流。隨著科學技術的迅猛發展，企業市場競爭加劇。研究認為產品在上市時間（T）、質量（Q）、成本（C）和服務（S）等產品競爭四大關鍵因素中，質量已不再是市場競爭的最大優勢。只有快速響應市場需求，提供滿足用戶個性需求的產品，才能在競爭中取勝，敏捷制造由此產生。敏捷物流在供應鏈一體化基礎上，為滿足目標顧客的準時化需求，綜合運用各種敏捷化管理手段和技術，對目標產品、服務和信息從起始點到目標地點，進行快速、高效、成本與效率比最優的物流活動過程。敏捷物流強調反應和運作以敏捷為目標，而敏捷目標是速度、滿意度、合作雙贏、供應鏈一體化集成的統一。速度是基本特征和衡量尺度，滿意度是物流的目標和顧客服務水平的尺度，合作雙贏是敏捷物流運行的機制和準則，供應鏈一體化的集成是基礎。敏捷物流的特性為：顧客化原則是第一原則；快速響應原則是表現；同步化原則是標準；成本效率原則是核心。

敏捷物流主要為企業生產服務，目標是實現生產過程中的敏捷供應鏈，以降低物料的流動成本和提高生產效率。敏捷物流有助于企業優化物料倉庫庫存，降低倉儲成本，保障企業生產順利進行。

主要參考文獻：

篇（9）

機械制造技術是研究產品設計、生產、加工制造、銷售使用、維修服務乃至回收再生的整個過程的工程學科，是以提高質量、效益、競爭力為目標，包含物質流、信息流和能量流的完整的系統工程。隨著社會的發展，人們對產品的要求也發生了很大變化，要求品種要多樣、更新要快捷、質量要高檔、使用要方便、價格要合理、外形要美觀、自動化程度要高、售后服務要好、要滿足人們越來越高的要求，就必須采用先進的機械制造技術。

1 先進制造技術的特點

1.1 是面向21世紀的技術

先進制造技術是制造技術的最新發展階段，是由傳統的制造技術發展起來的，既保持了過去制造技術中的有效要素，又要不斷吸收各種高新技術成果，并滲透到產品生產的所有領域及其全部過程。先進制造技術與現代高新技術相結合而產生了一個完整的技術群，它是具有明確范疇的新的技術領域，是面向21世紀的技術。

1.2 是面向工業應用的技術

先進制造技術并不限于制造過程本身，它涉及到產品從市場調研、產品開發及工藝設計、生產準備、加工制造、售后服務等產品壽命周期的所有內容，并將它們結合成一個有機的整體。先進制造技術的應用特別注意產生最好的實際效果，其目標是為了提高企業競爭和促進國家經濟和綜合實力的增長。目的是要提高制造業的綜合經濟效益和社會效益。

1.3 是駕馭生產過程的系統工程

先進制造技術特別強調計算機技術、信息技術、傳感技術、自動化技術、新材料技術和現代系統管理技術在產品設計、制造和生產組織管理、銷售及售后服務等方面的應用。它要不斷吸收各種高新技術成果與傳統制造技術相結合，使制造技術成為能駕馭生產過程的物質流、能量流和信息流的系統工程。

1.4 是面向全球競爭的技術

20世紀 80年代以來，市場的全球化有了進一步的發展， 發達國家通過金融、經濟、科技手段爭奪市場，傾銷產品，輸出資本。隨著全球市場的形成，使得市場競爭變得越來越激烈，先進制造技術正是為適應這種激烈的市場競爭而出現的。因此，一個國家的先進制造技術，它的主體應該具有世界先進水平，應能支持該國制造業在全球市場的競爭力。

1.5 是市場競爭三要素的統一

在20世紀 70年代以前，產品的技術相對比較簡單，一個新產品上市，很快就會有相同功能的產品跟著上市。因此，市場競爭的核心是如何提高生產率。到了20世紀80年代以后，制造業要贏得市場競爭的主要矛盾已經從提高勞動生產率轉變為以時間為核心的時間、成本和質量的三要素的矛盾。先進制造技術把這三個矛盾有機結合起來，使三者達到了統一。

2 先進機械制造技術的發展現狀

近年來，我國的制造業不斷采用先進制造技術，但與工業發達國家相比，仍然存在一個階段性的整體上的差距。

（1）管理方面。工業發達國家廣泛采用計算機管理，重視組織和管理體制、生產模式的更新發展，推出了準時生產（JIT）、敏捷制造（AM）、精益生產（LP）、并行工程（CE）等新的管理思想和技術。我國只有少數大型企業局部采用了計算機輔助管理，多數小型企業仍處于經驗管理階段。

（2）設計方面。工業發達國家不斷更新設計數據和準則，采用新的設計方法，廣泛采用計算機輔助設計技術（CAD/CAM），大型企業開始無圖紙的設計和生產。我國采用CAD/CAM技術的比例較低。轉貼于

（3）制造工藝方面。工業發達國家較廣泛的采用高精密加工、精細加工、微細加工、微型機械和微米/納米技術、激光加工技術、電磁加工技術、超塑加工技術以及復合加工技術等新型加工方法。我國普及率不高，尚在開發、掌握之中。

（4）自動化技術方面。工業發達國家普遍采用數控機床、加工中心及柔性制造單元（FMC）、柔性制造系統（FMS）、計算機集成制造系統（CIMS），實現了柔性自動化、知識智能化、集成化。我國尚處在單機自動化、剛性自動化階段，柔性制造單元和系統僅在少數企業使用。

3 我國先進機械制造技術的發展趨勢

（1）全球化。一方面由于國際和國內市場上的競爭越來越激烈，例如在機械制造業中，國內外已有不少企業，甚至是知名度很高的企業，在這種無情的競爭中紛紛落敗，有的倒閉，有的被兼并。不少暫時還在國內市場上占有份額的企業，不得不擴展新的市場；另一方面，網絡通訊技術的快速發展推動了企業向著既競爭又合作的方向發展，這種發展進一步激化了國際間市場的競爭。這兩個原因的相互作用，已成為全球化制造業發展的動力，全球化制造的第一個技術基礎是網絡化，網絡通訊技術使制造的全球化得以實現。

（2）網絡化。網絡通訊技術的迅速發展和普及，給企業的生產和經營活動帶來了革命性的變革。產品設計、物料選擇、零件制造、市場開拓與產品銷售都可以異地或跨越國界進行。此外，網絡通訊技術的快速發展，加速技術信息的交流、加強產品開發的合作和經營管理的學習，推動了企業向著既競爭又合作的方向發展。

（3）虛擬化。制造過程中的虛擬技術是指面向產品生產過程的模擬和檢驗。檢驗產品的可加工性、加工方法和工藝的合理性，以優化產品的制造工藝、保證產品質量、生產周期和最低成本為目標，進行生產過程計劃、組織管理、車間調度、供應鏈及物流設計的建模和仿真。虛擬化的核心是計算機仿真，通過仿真軟件來模擬真實系統，以保證產品設計和產品工藝的合理性，保證產品制造的成功和生產周期，發現設計、生產中不可避免的缺陷和錯誤。

（4）自動化。自動化是一個動態概念，目前它的研究主要表現在制造系統中的集成技術和系統技術、人機一體化制造系統、制造單元技術、制造過程的計劃和調度、柔性制造技術和適應現化生產模式的制造環境等方面。制造自動化技術的發展趨勢是制造全球化、制造敏捷化、制造網絡化、制造虛擬化、制造智能化和制造綠色化。

（5）綠色化。綠色制造則通過綠色生產過程 、綠色設計、綠色材料、綠色設備、綠色工藝、綠色包裝、綠色管理等生產出綠色產品，產品使用完以后再通過綠色處理后加以回收利用。采用綠色制造能最大限度地減少制造對環境的負面影響，同時使原材料和能源的利用效率達到最高。

4 結語

制造技術不僅是衡量一個國家科技發展水平的重要標志，也是國際間科技競爭的重點。我國正處于經濟發展的關鍵時期，制造技術是我們的薄弱環節。只有跟上發展先進制造技術的世界潮流，將其放在戰略優先地位，并以足夠的力度予以實施，才能盡快縮小與發達國家的差距，才能在激烈的市場競爭中立于不敗之地。總之，在我國研究和發展先進制造技術勢在必行。

參考文獻

篇（10）

機械制造技術是研究產品設計、生產、加工制造、銷售使用、維修服務乃至回收再生的整個過程的工程學科，是以提高質量、效益、競爭力為目標，包含物質流、信息流和能量流的完整的系統工程。隨著社會的發展，人們對產品的要求也發生了很大變化，要求品種要多樣、更新要快捷、質量要高檔、使用要方便、價格要合理、外形要美觀、自動化程度要高、售后服務要好，要滿足人們越來越高的要求，就必須采用先進的機械制造技術。

1.先進機械制造技術的發展現狀

1.1管理方面。工業發達國家廣泛采用計算機管理，重視組織和管理體制、生產模式的更新發展，推出了準時生產（JIT）、敏捷制造（AM）、精益生產（LP）、并行工程（CE）等新的管理思想和技術。我國只有少數大型企業局部采用了計算機輔助管理，多數小型企業仍處于經驗管理階段。

1.2設計方面。工業發達國家不斷更新設計數據和準則，采用新的設計方法，廣泛采用計算機輔助設計技術（CAD/CAM），大型企業開始無圖紙的設計和生產。我國采用CAD/CAM技術的比例較低。

1.3制造工藝方面。工業發達國家較廣泛地采用高精密加工、精細加工、微細加工、微型機械和微米/納米技術、激光加工技術、電磁加工技術、超塑加工技術及復合加工技術等新型加工方法。我國普及率不高，尚在開發、掌握之中。

近年來，機械工業企業自主開發創新能力有所增強，1997年科技人員總數達48萬人，技術開發經費支出達85億元，占全行業銷售收入的0.62%，有57家大型企業建立了國家級技術中心，有9%的企業建立了專門技術開發機構，行業整體技術水平有了明顯進步，主要表現在：為國民經濟提供成套技術裝備和汽車的能力有較大提高；產品結構正向合理化方向發展。

盡管機械工業的綜合技術水平近幾年有了大幅度提高，但與工業發達國家相比，仍存在著階段性的差距。主要問題在于：

1.3.1科技進步對機械工業增長的貢獻率目前僅為34%，先進國家高達70%以上。

1.3.2產品設計技術、制造工藝及裝備、制造過程自動化技術、管理技術落后，是制約機械產品水平的主要因素。

1.3.3機械產品技術水平不高，達到80年代末、90年代初國際先進水平的僅占18%，達到80年代中期國際水平的占27%，其余產品均在80年代以前的水平線上。

從總體上看，機械工業技術開發能力和技術基礎薄弱，發展后勁不足，技術來源主要依靠引進國外技術，對國外技術的依存度較高，對引進技術的消化吸收仍停留在掌握已有技術和提高國產化率上，沒有上升到形成產品自主開發能力和技術創新能力的高度。

1.3.4自動化技術方面。工業發達國家普遍采用數控機床、加工中心及柔性制造單元（FMC）、柔性制造系統（FMS）、計算機集成制造系統（CIMS），實現了柔性自動化、知識智能化、集成化。我國尚處在單機自動化、剛性自動化階段，柔性制造單元和系統僅在少數企業使用。

2.先進制造技術的特點

2.1是面向21世紀的技術

先進制造技術是制造技術的最新發展階段，是由傳統的制造技術發展起來的，既保持了過去制造技術中的有效要素，又要不斷吸收各種高新技術成果，并滲透到產品生產的所有領域及其全部過程。先進制造技術與現代高新技術相結合而產生了一個完整的技術群，它是具有明確范疇的新的技術領域，是面向21世紀的技術。

2.2是面向工業應用的技術

先進制造技術并不限于制造過程本身，它涉及到產品從市場調研、產品開發及工藝設計、生產準備、加工制造、售后服務等產品壽命周期的所有內容，并將它們結合成一個有機的整體。先進制造技術的應用特別注意產生最好的實際效果，其目標是為了提高企業競爭和促進國家經濟和綜合實力的增長，目的是要提高制造業的綜合經濟效益和社會效益。

2.3是駕馭生產過程的系統工程

先進制造技術特別強調計算機技術、信息技術、傳感技術、自動化技術、新材料技術和現代系統管理技術在產品設計、制造和生產組織管理、銷售及售后服務等方面的應用。它要不斷吸收各種高新技術成果與傳統制造技術相結合，使制造技術成為能駕馭生產過程的物質流、能量流和信息流的系統工程。

2.4是面向全球競爭的技術

20世紀80年代以來，市場的全球化有了進一步的發展，發達國家通過金融、經濟、科技手段爭奪市場，傾銷產品，輸出資本。全球市場的形成，使得市場競爭變得越來越激烈，先進制造技術正是為適應這種激烈的市場競爭而出現的。因此，一個國家的先進制造技術，它的主體應該具有世界先進水平，應能支持該國制造業在全球市場的競爭力。

2.5是市場競爭三要素的統一

在20世紀70年代以前，產品的技術相對比較簡單，一個新產品上市，很快就會有相同功能的產品跟著上市。因此，市場競爭的核心是如何提高生產率。到了20世紀80年代以后，制造業要贏得市場競爭的主要矛盾已經從提高勞動生產率轉變為以時間為核心的時間、成本和質量的三要素的矛盾。先進制造技術把這三個矛盾有機結合起來，使三者達到統一。

3.我國先進機械制造技術的發展趨勢

3.1全球化。一方面由于國際和國內市場上的競爭越來越激烈，例如在機械制造業中，國內外已有不少企業，甚至是知名度很高的企業，在這種無情的競爭中紛紛落敗，有的倒閉，有的被兼并。不少暫時還在國內市場上占有份額的企業，不得不擴展新的市場。另一方面，網絡通訊技術的快速發展推動了企業向著既競爭又合作的方向發展，這種發展進一步激化了國際間市場的競爭。這兩個原因的相互作用，已成為全球化制造業發展的動力，全球化制造的第一個技術基礎是網絡化，網絡通訊技術使制造的全球化得以實現。

3.2網絡化。網絡通訊技術的迅速發展和普及，給企業的生產和經營活動帶來了革命性的變革。產品設計、物料選擇、零件制造、市場開拓與產品銷售都可以異地或跨越國界進行。此外，網絡通訊技術的快速發展，加速技術信息的交流、加強產品開發的合作和經營管理的學習，推動了企業向著既競爭又合作的方向發展。

3.3虛擬化。制造過程中的虛擬技術是指面向產品生產過程的模擬和檢驗。檢驗產品的可加工性、加工方法和工藝的合理性，以優化產品的制造工藝、保證產品質量、生產周期和最低成本為目標，進行生產過程計劃、組織管理、車間調度、供應鏈及物流設計的建模和仿真。虛擬化的核心是計算機仿真，通過仿真軟件來模擬真實系統，以保證產品設計和產品工藝的合理性，保證產品制造的成功和生產周期，發現設計、生產中不可避免的缺陷和錯誤。

3.4自動化。自動化是一個動態概念，目前它的研究主要表現在制造系統中的集成技術和系統技術、人機一體化制造系統、制造單元技術、制造過程的計劃和調度、柔性制造技術和適應現化生產模式的制造環境等方面。制造自動化技術的發展趨勢是制造全球化、制造敏捷化、制造網絡化、制造虛擬化、制造智能化和制造綠色化。

3.5綠色化。綠色制造通過綠色生產過程、綠色設計、綠色材料、綠色設備、綠色工藝、綠色包裝、綠色管理等生產出綠色產品，產品使用完以后再通過綠色處理后加以回收利用。采用綠色制造能最大限度地減少制造對環境的負面影響，同時使原材料和能源的利用效率達到最高。

4.結語

制造技術不僅是衡量一個國家科技發展水平的重要標志，也是國際間科技競爭的重點。我國正處于經濟發展的關鍵時期，制造技術是我們的薄弱環節。只有跟上發展先進制造技術的世界潮流，將其放在戰略優先地位，并以足夠的力度予以實施，才能盡快縮小與發達國家的差距，才能在激烈的市場競爭中立于不敗之地。總之，在我國研究和發展先進制造技術勢在必行。

篇（11）

【中圖分類號】TH16 【文獻標識碼】A

【文章編號】1007―4309（2010）10―0086―2

先進制造技術AMT（Advanced Manufacturing Technology）是傳統制造技術在不斷吸收機械、材料、電子、信息、能源和現代化管理等領域的成果上產生的，它被綜合應用于產品的生產、設計、制造、檢測、管理和售后服務的全過程。它是由傳統的制造技術發展而來的，保留了過去制造技術中的有效要素，是制造技術與現代高新技術結合而產生的完整的技術群，先進制造技術的發展，大體經歷了四個階段：

第一階段（20世紀60―70年代）：柔性制造單元（CAD/CAM），它是以數控機床、加工中心和工業機器人為代表的。

第二階段（20世紀70―80年代）：柔性制造系統（FMS），它是以柔性制造單元加上自動或半自動物流輸送組合而成的，但特點仍然是分布式生產過程。

第三階段（20世紀80―90年代）：集成階段（CIMS），是以信息、工藝、物流、計算機集成控制為特點的。

第四階段（20世紀90年代至今）：智能集成制造系統階段，是以設計智能化、單元加工過程智能化和系統整體管理智能化為特征的。

一、先進制造技術的特點

目前，每一個國家都處于全球化市場中，先進制造技術的競爭是面向全球的。一個國家的先進制造技術對該國制造業在全球范圍市場的競爭力發揮著非常重要和不可替代的作用。先進制造技術的目標是要提高產品對動態多變的市場的適應能力以及競爭能力，同時實現優質、高效、低耗、清潔、靈活的生產。它不局限于制造工藝，而是覆蓋了市場分析、產品設計、加工和裝配、銷售、維修、服務，以及回收再生的全過程，概括起來有以下特點：

（1）成形和加工技術日趨精密化。

（2）企業裝備將以制造工藝、設備和工廠的柔性與可重構性作為顯著特點。

（3）虛擬制造技術和網絡制造技術將被廣泛應用。

（4）機電產品和先進制造技術將把智能化、數字化作為發展方向。

（5）以提高對市場快速反應能力為目標的制造技術將超速發展。

（6）先進制造技術的發展越來越離不開信息技術，信息技術發揮著越來越重要的作用。

（7）21世紀的企業面臨著要在管理方面進行創新的新課題。

（8）現代設計技術將成為21世紀制造業的重要特征。（現代技術的內涵即為：綠色產品設計技術、優良性能設計基礎技術、競爭優勢創建技術、全壽命周期設計技術。）

二、當前先進制造技術的發展趨勢

市場需求的個性化與多樣化趨勢越來越明顯，精密化、綠色化、智能化、信息化、虛擬化將成為未來先進制造技術發展的總趨勢。其主要體現在以下幾個方面：

（一）信息化

近幾年，信息技術和制造技術的不斷融合，使得數字化成為制造業日益發展的趨勢。數字化制造技術具有較多的優點，如使市場多樣化和個性化的需求得到滿足；能夠對市場作出快速的響應，使生產成本得以降低；能夠提高產品精度和可靠性；等等。數字化產品既方便、直觀，又便于通過計算機控制產品，對信息進行處理和傳遞。隨著計算機技術的飛速發展，制造業應用系統越來越離不開Internet技術，Internet技術是實現各種制造系統自動化的基礎，是其重要的支撐平臺。基于Web技術的供應鏈管理系統、數據交換轉換系統等成為產品的主流。據專家預測，在未來生產中占主導地位的將是基于網絡制造的分布式網絡化生產系統。因此，先進制造技術將把以微電子技術、軟件技術為核心，以數字化、網絡化為特征的信息化制造技術作為重要的發展方向。

（二）智能化

智能化就是應用人工智能技術實現產品生命周期（包括產品設計、制造、發貨、支持等）各個環節的智能化，如生產設備的智能化，人與制造系統的融合及人在其中智能的充分發揮等。智能化能夠使制造系統的自動化和柔性化水平得到進一步的提高，使生產系統的適應與判斷能力更加完善。

（三）精密化

超高速切削、超精密加工技術以及發展新一代制造裝備成為了加工制造技術的發展方向。

1.超精密加工技術

目前已進入納米級加工時代，加工精度和表面粗糙度分別達到了0.025μm和0．0045μm。超精切削厚度由目前的紅外波段向可見光波段甚至更短波段近；超精加工機床向多功能模塊化方向發展；超精加工材料由金屬擴大到非金屬。

2.超高速切削

目前，鋁合金超高速切削的切削速度已超過1 600m/min，鑄鐵、超耐熱鎳合金、鈦合金的速度分別為1 500m/min、300m/min和200m/min。超高速切削的發展已轉移到一些難加工材料的切削加工上。

3.新一代制造裝備的發展

市場競爭和新的產品、技術和材料的發展對新型加工設備的研究與開發起著推動作用，如“并聯桁架式結構數控機床”的發展就是一個典型的例子。它采用六個軸長短的變化，以實現刀具相對于工件的加工位姿的變化，是對傳統機床結構方案的突破。

（四）綠色化

由于資源與環境的約束日益嚴格，21世紀的制造業要以綠色制造為重要特征。與此相適應的，綠色制造技術的發展也將是快速的。主要表現為：

1.綠色產品設計技術，既能夠保證產品在生命周期內環保和對人類健康無危害，又能保證低能耗和高資源利用率。

2.綠色制造技術，使整個制造的過程對環境所造成的不利影響最小，廢棄物和有害物質的排放量最少，資源利用效率最高。

3.產品的回收和循環再制造，它主要包括以設計產品和處理材料為主的生產系統工廠和以處理循環產品生命周期結束時的材料為主的恢復系統工廠。如汽車等產品的拆卸、回收技術和生態工廠的循環式制造技術。

（五）虛擬化

在制造業中，虛擬現實技術（Virtual Reality Technology）越來越被廣泛地應用，它主要包括兩部分，即虛擬企業和虛擬制造技術。虛擬制造技術是在產品真正制出之前，先在虛擬制造環境中生成軟產品原型進行試驗，并且預測和評價其性能和可制造性。

三、未來先進制造技術發展中的關鍵技術

（一）虛擬制造VM（virtual manufacturing）

VM技術的發展是以仿真技術和虛擬現實VR（virtual reality）技術為基礎的。VM技術是在虛擬條件下模擬產品的設計、制造、測試、營銷的全過程，并預測和評價有關技術數據和性能指標，從而使產品開發周期得以縮短，使制造過程得以優化。VM技術是工程設計的一次革命性的進步，它的應用范圍是非常廣泛的，如快速設計與快速原型、面向裝配或制造的設計、產品維護、產品設計進入市場的并行處理和人員培訓等領域。

（二）智能制造IM（intelligent manufacturing）

智能制造技術是一門綜合技術。之所以這么說，是因為它是通過自動化技術、制造技術、系統工程和人工智能等學科互相交織和滲透形成的一門技術。智能設計、智能裝配、智能加工、智能控制、智能工藝規劃、智能調度與管理、智能測量與診斷等都屬于智能制造技術的范疇。對于制造系統集成自動化和柔性自動化來說智能制造是其新發展，也是其重要組成部分，智能傳感與檢測是智能制造的重點。

（三）納米制造

20世紀出現了一種高新技術，即納米技術。它的加工精度或尺寸為0.1nm―100nm。而納米制造是納米技術與制造技術相融合而產生的，精密加工、超精加工、微細加工和超微細加工都屬于納米制造。常用的制造技術有聚焦離子束工藝等。

（四）綠色制造GM（green manufacturing）

綠色制造是一種現代制造模式，它綜合考慮資源消耗和環境影響，其目的是使產品在整個生命周期中（包括從設計、制造、包裝、運輸、使用到報廢處理）做到對資源利用率最高，對環境的不利影響最小，并優化協調企業經濟效益和社會效益。目前綠色制造受到了全球制造業的關注，因為未來制造業的可持續發展離不開綠色制造，綠色制造已成為先進制造技術的主要內容，也是各國支持和優先發展的研究項目。

四、結論

我國將先進制造技術列入“九五”科技規劃和15年科技發展規劃中。21世紀的今天，經濟全球化進程日益加快，隨之而來的日益加劇的制造業領域的競爭，實際上是以先進制造技術為競爭核心的。在這樣的大環境、大背景下，我國不僅要迎接挑戰，而且要抓住機遇，要不斷地對傳統產業進行改造，發展先進制造技術，要在技術、機制、管理以及人才等方面進行創新，只有這樣我國才能實現躋身世界制造強國的目標。

【參考文獻】

[1]王隆太等.先進制造技術[M]. 北京：機械工業出版社，2003.

[2]張平亮等.先進制造技術[M]. 北京：高等教育出版社，2009.