先进制造技术总结

1 / 22 先进制造技术总结 先进制造技术总结 1.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。近年来，随着科学技术的不断发展和学科间的相互融合，先进制造技术迅速发展，不断涌现出新技术、新概念。例如 :成组技术、精益生产、并行工程、敏捷制造、快速成型技术、虚拟制造技术等。先进制造技术是发展国民经济的重要基础技术之一，对我国的制造业发展有着举足轻重的作用。尤其在经济全球化条件下，随着国际分工的深化，出现国际产业大转移、制造业布局大调整的趋势。其中广泛采用先进制造技术和先进制造模式，是当今国际制造业发展的突出现象。以制造业快速发展为标志的工业化阶段，是经济发展的必经阶段。把握先进制造业的发展趋势，借鉴有益2 / 22 的国际经验对于我国实施“十二五”发展战略，推动制造业转型升级，具有重要的现实意义。 2 先进制造技术的含义和特点 含义 先进制造技术是以人为主体，以计算机技术为支柱，以提高综合效益为目的，是传统制造业不断地吸收机械、信息、材料、能源、环保等高新技术及现代系统管理技术等方面最新的成果，并将其综合应用于产品开发与设计、制造、检测、管理及售后服务的制造全过程，实现优质、高效、低耗、清洁、敏捷制造，并取得理想技术经济效果的前沿 制造技术的总称。 先进制造技术的特点 1） 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。 2） 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。 3 / 22 3）是面向全球竞争的技术 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 3 先进制造技术的组成 先进制造技术是为了适应时代要求提高竞争能力，对制造技术不断优化和推陈出新而形成的。它是一个相对的，动态的概念。在不同发展水平的国家和同一国家的不同发展阶段，有不同的技术内涵和构 成。从目前各国掌握的制造技术来看可分为四个领域的研究，它们横跨多个学科，并组成了一个有机整体： 现代设计技术 1）计算机辅助设计技术 包括：有限元法，优化设计，计算机辅助设计技术，模糊智能 CAD 等。 2）性能优良设计基础技术 包括：可靠性设计；安全性设计；动态分析与设计；断裂设计；疲劳设计；防腐蚀设计；减小摩擦和耐磨损设计；测试型设计；人机工程设计等 3）竞争优势创建技术 包括：快速响应设计；智能设计；仿真与虚拟设计；工业设计；价值工程设计；模块化设计。 4 / 22 4）全寿命周期设计 包括：并行设计；面向制造的设计；全寿命周期设计。 5）可持续性发展产品设计 主要有绿色设计。 6）设计试验技术 包括：产品可靠性试验；产品环保性能实验与控制。 先进制造工艺 1） 精密洁净铸造成形工艺； 2） 精确高效塑性成形工艺； 3） 优质高效焊接及切割技术； 4） 优质低效洁净热处理技术； 5） 高效高精度机械加工工艺； 6） 新型材料成形与加工工艺； 7） 现代特种加工工艺； 8） 优质清洁表面工程新技术； 9） 快速模具制造技术； 10） 拟实制造成形加工技术。 自动化技术 1） 数控技术； 2） 工业机器人； 3） 柔性制造系统； 4）计算机集成制造系统； 5） 传感技术； 6） 自动检测及信号识别技术； 7） 过程设备工况监测与控制。 系统管理技术 5 / 22 1） 先进制造生产模式； 2） 集成管理技术； 3） 生产组织方法。 4 先进机械制造技术的发展现状 近年来， 我国的制造业不断采用先进制造技术，但与工业发达国家相比，仍然存在一个阶段的整体上的差距。 1) 制度落后 工业发达国家广泛采用计算机管理，重视组织和管理体制、生产模式的更新发展，推动了准时生产、敏捷制造、精益生产、并行工程等新的管理思想和技术。我国只有少数大型企业局部采用了计算机辅助管理。多数小型企业仍处于经验管理阶段。 2) 设计方法落后 工业发达国家不断更新设计数据和准则。采用新的设计方法，广泛采用计算机辅助设计技术，大型企业开始无图纸的设计和生产。我国采 用 CAD CAM 技术的比例较低。 3) 制造工艺落后 工业发达国家较广泛的采用高精密加工、精细加工、微细加工、微型机械和微米，纳米技术、激光加工技术、电磁加工技术、超塑加工技术以及复合加工技 术等新型加工方法。我国普及率不高，尚在开发、掌握之中。 4) 自动化程度低 6 / 22 工业发达国家普遍采用数控机床、加工中心及柔性制造单元、柔性制造系统、计算机集成制造系统，实现了柔性自动化、知识智能化、集成化。我国尚处在单机自动化、刚性自动化阶段，柔性制造单元和系统仅 在少数企业使用。 5) 管理方面 工业发达国家广泛采用计算机管理，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、敏捷制造、精益生产、并行工程等新的管理思想和技术。我国只有少数大型企业局部采用了计算机辅助管理，多数小型企业仍处于经验管理阶段。 5、我国先进机械制造技术的发展趋势 1) 全球一体化 特别是加入世界贸易组织后，国际和国内市场上的竞争越来越激烈，例如在机械制造业中，国内外已有不少企业，甚至是知名度很高的企业，在这种无情的竞争中纷纷 落败，有的倒闭，有的被兼并。不少企业暂时还在国内市场上占有份额的企业，不得不扩展新的市场；另一方面，网络通信技术的快速发展推动了企业向着既竞争又合作的方向发展，这种发展进一步激化了国际间市场的竞争。这两个原因的相互作用，已成为全球一体化制造企业发展的动力。 2) 信息化 信息通讯技术的迅速发展和普及，给企业的生产和7 / 22 经营活动带来了革命性的变革。产品设计、物料选择、零件制造、市场开拓与产品销售都可以异地或跨越国界进行。 3) 模拟化 制造过程中的模拟技术是指面向产 品生产过程的模拟和检验。检验产品的可加工性、加工方法和工艺的合理性，以优化产品的制造工艺、保证产品质量、生产周期和最低成本为目标，进行生产过程计划、组织管理、车间调度、供应链及物流设计和产品工艺的合理性，保证产品制造的成功和生产周期，发现设计、生产中不可避免的缺陷和错误。 4) 自动化 自动化是一个动态概念，目前它的研究主要表现在制造系统中的集成技术和适应现代化生产模式的制造环境等方面。制造自动化技术的发展趋势是制造全球化、制造敏捷化、制造网络化、制造虚拟化、制造智能化和制造绿色化。 5) 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。 6.结束语 制造业是国家经济和综合国力的基础，被称为“立8 / 22 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。 7.参考文献 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， XX， 39： 73 78。 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， XX： 10 13。 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， XX， 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， XX， 33。 5盛晓敏，邓朝晖 .先进制造技术 M.北京：机械工业出版社， 2016。 9 / 22 先进制造技术 摘要：随着社会经济和高新科学技术的发展 , 可持续发展战略的而提出与实施 ,以及制造业的快速发展，先进制 造技术应用越来越广泛 .其可分类为以下五个大类：现代设计技术、先进制造技术、加工自动化技术、现代生产管理技术、先进制造生产模式及系统。每项技术在社会生产中都起着非常重要的作用。 一、先进制造技术的内涵和体系结构 先进制造技术是在传统制造基础上不断吸收机械、电子、信息、材料、能源以及现代管理技术的成果，将其综合应用于产品设计、加工装配、检验测试、经营管理、售后服务乃至回收的制造全过程，以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活的生产，提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力的制造技术的总称。 先进制造技术的核心是优质、高效、低耗、清洁生产的基础制造技术。其目的是满足用户个性化、多样化的市场需求，提高制造业的综合经济效益，赢得激烈的市场竞争。为此，先进制造技术更加注重技术与管理的结合，重视制造组织和管理体制的简化及合理化。与传统制造技术比较，先进制造技术具有系统性、广泛性、集成性、动态性、实用性特点。 在我国，先进制造技术分为三大主体技术群和一个10 / 22 支撑技术群：现代制造工程设计技术群、制造系统管理技术群、物料处理和设备技术群、支撑技术群。 根据先进制造技术的功能和研究对 象，结合国家“九五”先进制造技术专项计划指南等，先进制造技术分为现代设计技术、先进制造技术、加工自动化技术、现代生产管理技术、先进制造生产模式及系统五个大了类 . 现代设计技术 现代设计技术是根据产品功能要求 ,应用现代技术和科学知识 ,制定设计方案并使方案付诸实施的技术。其具有系统性、动态性、创造性、计算机化、并行化、最优化、虚拟化和自动化特点。 现代设计技术课分解为基础技术、主体技术、支撑技术和应用技术。基础技术是指传统的设计理论和方法，它为现代设计技术提供了坚实的理论基 础，是现代设计技术发展的源泉。主体技术即计算机辅助设计技术。支撑技术包括设计方法学、可信性设计技术以及设计实验技术，为设计信息的处理、加工推理、验证提供了多种理论、方法和手段的支撑。应用设计技术是针对实用的目的，解决各类具体产品设计领域的技术。现代设计已经扩展到产品的规划、制造、营销和回收等各个方面，它还涉及到政治、经济、法律、人文科学、艺术科学等领域。 CAD 技术是以计算机为工具，处理产品设计过程中得11 / 22 图形和数据信息，辅助完成产品设计过程的技术。其可以大大提高设计质量和设计生产效率，可以较大幅度 降低生产成本，减轻设计人员的劳动强度。 CAD 技术正在逐步地取代传统的产品设计方法，已成为新产品开发的主要手段。现代设计方法是以设计产品为目标的一个知识群体的总称，是现代设计技术的一个重要内容，所涉及具体方法和内容十分广泛。 先进制造工艺技术 机械制造工艺是将各种原材料通过改变其形状、尺寸、性能或相对位置，使之成为成品或半成品的方法和过程。先进制造工艺技术是在不断变化和发展的传统机械制造工艺基础上逐步形成的一种制造工艺，是高新技术产业化和传统工艺高新技术化的结果。它具有优质、高效、低耗、 洁净、灵活的特点，是先进制造技术的核心和基础。 先进制造工艺技术包括： 高效精密成型技术它是生产局部或全部无余量或少余量半成品工艺的简称，包括精密结晶铸造成型工艺、精确高效塑性成形工艺、优质高效焊接及切割技术、优质低耗洁净热处理技术、快速成型和制造技术等。 高效高精度切削加工工艺。包括有精密和超精密加工、高速切削和磨削、复杂性面的数控加工、游离磨粒的高效加工等。 12 / 22 现代特种加工工艺。它是指那些不属于常规加工范畴的加工工艺如电加工、超声波加工等。 表面 改性、制模和涂层技术。它是采用物理、化学、金属学、高分子化学、电学、光学和机械等技术及其组合，赋予产品表面耐磨、耐蚀、耐热、耐辐射、抗疲劳的特殊功能，从而达到提高产品质量、延长使用寿命、赋予产品新性能的新技术的统称，是表面工程的重要组成部分。 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。 四、制造自动化技术 在“广义制造”概念下，制造自动化包含产品设计自动化、企业管理自动化、加工过程自动化、和质量控制自动化等产品制造全过程以及各个环节综合集成自动化，以使产品制造过程实现高效、优质、低耗、及时、洁净的目的。 制造自动化技术涉及数控技术、工业机器人技术 、13 / 22 柔性制造技术、传感技术、自动检测技术、信息处理和识别技术等内容。数控技术是指用数字化信号对设备运行及其加工过程进行控制的一种自动化技术，是实现制造过程自动化的基础，是自动化柔性系统的核心，是现代集成制造系统的重要组成部分。工业机器人是一种课重复编程的多自由度的自动控制操作机，是涉及机械学、控制技术、传感技术、人工作职能、计算机科学等多学科技术为一体的现代制造业的基础设备。其应用领域日益广泛。机器人的研究和应用水平也是衡量一个国家制造业及其工业自动化水平的标志之一。柔性制造技术是集数控技术、计算机技术、机器 人技术以及现代管理技术为一体的现代制造技术。自 20 世纪 60 年代以来，柔性制造技术得到迅速发展，出现了柔性制造系统、柔性制造单元、柔性 制造自动线等一系列现代制造设备和系统。柔性制造技术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 现在，制造自动化技术正朝着制造敏捷化、网络化、虚拟化、智能化、全球化、绿色化发展。 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14 / 22 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。 现代生产管理技术是先进制造技术体系中的重要组成部分，包括现代信息管理系统、物流系统管理、工作物流管理、产品数据管理、质量保障体系、及时生产技术等。 现代生产管理技术的特点： 以技术为中心向一人为中心的转变企业生产组织从递阶多层管理结构形势向扁平网络式结构转变，强调组织结构简化，减少结构层次，增强生产组织的灵活性 由传统的顺序工作方式向并行工作方式转变企业从按功能计划部门的固定组织形式，向动态的自主管理的群体工作小组形势转变企业从单纯竞争走向既有竞争又结盟之路质量是企业尊严和品牌价值的起点，快速响应市场的竞争策略师制胜法宝技术创新成为企业竞争的焦点 六、先进生产制造模式及系统 先进生产模式及系统是面向企业生产全过程，是将先进的信息技术与生产技术相结合的一种新思维和新哲理，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、并行工程、敏捷制造、智能制造、精良生产等先进的生产组织15 / 22 管理模式和控制方法。 计算机集成制造是将企业所有的人员、功能、信息和组织等诸方面集成为一个整体的生产方式。计算机集成制造系统则是基于 CIM 理念而组成的系统，是 CIM 的具体实现。并行工程是一种对产品及其相关过程进行并行的、一体化设计的工作模式，这种模式可以使产品开发人员一开始就能考虑到从产品概念设计到产品消亡的整个产品生命周期中的所有因素，包括质量、成本、进度和用户要求。就是运用多种现代管理方法和手段，以社会需求为 依托，以充分发挥人发的作用为根本，有效配置和合理使用企业资源为企业谋求经济效益的一种新型企业生产方式。精益生产方式的资源配置原则是以彻底消除无效劳动和浪费为目标。敏捷制造又称灵捷制造，是指企业快速调整自己，以适应当今市场持续多变的能力；以任何方式来高速、低耗地完成它所需要的任 何调整，依靠不断开拓创新来引导市场，赢得竞争。制造企业在采用敏捷制造策略后将在以下几个方面会引起明显的变革：联合竞争、技术和交叉能力、环境意识加强、信息成为商品。智能制造系统是一种由智能机器人和人类专家共同组成的人机一体化系 统。它突出了在制造诸环节中，以一种高度柔性与集成的方式，借助计算机模拟人类专家的智能活动进行分析、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，同时收集、存储、完善、共16 / 22 享、继承和发展人类专家的制造智能。与传统制造系统比较，智能制造系统具有自律能力、人机一体化、虚拟现实、自组织和超柔性、学习能力和自我维护能力。它将成为影响未来经济发展过程中制造业的重要生产模式。 结论 先进制造技术融合了众多高新技术，涉及到制造业中的产品的整个生命周期，能实现优质、高效、低耗、洁净、灵活 的生产，同时也提高了对多变市场的应对能力和竞争能力。现在人类社会已经步入知识经济时代，知识和技术被认为是提高生产率和实现经济快速增长的驱动器。因而，先进制造技术已成为制造企业在激烈市场竞争中立于不败之地并求得迅速发展的关键因素，成为世界经济发展和满足人类日益增的需求的重要支撑，成为加速高科技发展和实现国防现代化的助推器 先进制造技术学习体会 2016 级机制本四 李帅 11011140414 先进制造技术学习心得 本学期开学我们就接触到了先进制造技术这 门课程，董艳老师讲的很好， 先来简单介绍一下什么是先进制造技术吧，先进制造技术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17 / 22 助制造、集成制造系统等。它可分为主体技术群和支撑技术群 .其中主体技术群又分为面向制造的设计技术群和制造工艺技术群，其中面向制造的设计技术群系指用于生产准备的工具群和技术群。设计技术对新产品开发生产费用、产品质量以及新产品上市时间都有很大影响。 产品和制造工艺的设计可以采用一系列工具 ,例如计算机辅助设计以及工艺过程建模和仿真等 ,生产设施、装备和工具 ,甚至整个制造企业都可以采用先进技术更有效地进行设计。近几年发展起来的产品和工艺的并行设计具有双重目的 ,一是缩短新产品上市的周期 ,二是可以将生产过程中产生的废物减少到最低程度 ,使最终产品成为可回收、可再利用的 ,因此对实现面向保护环境的制造而言是必不可少的。而制造工艺技术群是指用于物质产品生产的过程及设备。例如 ,模塑成形、铸造、冲压、磨削等。随着高新技术的不断渗入 ,传统的制造工艺和装备正在产生质的变化。制造工艺技术群是有关加工和装配的技术 ,也是制造技 术或称生产技术的传统领域。而制造技术群指支持设计和制造工艺两方面取得进步的基础性的核心技术。基本的生产过程需要一系列的支撑技术 ,诸如 :测试和检验、物料搬运、生产计划的控制以及包装等。 它们也是用于保证和改善主体技术的协调运行所需的技术 ,是工具、手段和系统集成的基础技术。支撑技术群18 / 22 包括 : 信息技术 :接口和通信、数据库技术、集成框架、软件工程人工智能、专家系统和神经网络、决策支持系统。 标准和框架：数据标准、产品定义标准、工艺标准、检验标准、接口框架。 机床和工具技术。 传感器和控制技术：单机加工 单元和过程的控制、 执行机构、传感器和传感器组合、生产作业计划。 其它。先进制造技术的特点是： 是制造技术的最新发展阶段 ,是面向 21世纪的技术制造业是社会物质文明的保证 ,是与人类社会一起动态发展的 ,因此 ,制造技术必然也将随着科技进步而不断更新。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而来 ,保持了过去制造技术中的有效要素 ;但随着高新技术的渗入和制造环境的变化 ,已经产生了质了变化 ,先进制造技术是制造技术与现代高新技术结合而产生的一个完整的技术群 ,是一类具有明确范畴的新的技术领域 ,是面向 21 世纪的技术。 是面向工业应用的技术先进制造技术应能适合于在工业企业推广并可取得很好的经济效益 ,先进制造技术的发展往往是针对某一具体的制造业的需求而发展起来的适用的先进制造技术 ,有明显的需求导向的特征。先进制造技术不是以追求技术的高新度为目的 ,而是注重产生最好的实践效果 ,以提高企业的竞争力和促进国家经济增长和综合实力为目标。 是面向全球竞争的目前每一国家都处于全球化市场中。一个国家的先进制造技术是19 / 22 支持该国制造业在全球范围市场的竞争力。因此 ,先进制造技术的主体应具有世界水平。但是 ,每个国家的国情也将影响到从现有 的制造技术水平向先进制造技术的过渡战略和措施。我国正在以前所未有的速度进入全球化的国际市场 ,开发和应用适合国情的先进制造技术势在必行。先进制造技术计划最初是美国因本国制造业面临的挑战和机遇 ,为增强制造业的竞争力和促进国家经济增长 ,便首先提出了先进制造技术的概念。此后 ,欧洲各国、日本以及亚洲新兴工业化国家如韩国等也相继作出响应。而我国是从 1995 年把其列入为提高工业质量及效益的重点开发推广项目。但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先进制造技术上都有雄厚的实力。这就是我所了解的先进 制造技术。 上课期间讲了重点讲了两个关于先进制造技术这门课程里的重点，第一个是精密和 超精密切削加工。精密和超精密切削加工是在传统切屑加工技术基础上，综合应用近代科技和工艺成果而形成的一门高新技术，是现代军事电子装备制造中不可缺少的重要基础技术。其中精密切削加工是指切屑加工误差为 ,表面粗糙度值为 um 的切削加工方法。而超精密切削加工是指切屑加工误差为 ,表面粗糙度值为 Ra um 的切削加工方法。二者是机密和超精密加工中最基本的加工方法。超精密加工中20 / 22 的微细加工时当今世界上最精密的制造技 术，制造误差在亚微米至纳米极，这已经是用单纯的切削加工难以达到的了。精密和超精密切削加工的特点是 二者是一门多学科的综合性高技术它包括机、电、光等多种高技术，是一个内容极其广泛的制造系统工程，不仅要考虑加工方法、加工设备、加工刀具、加工环境、被加工材料、加工中的检测与补偿等，而且还要研究其切屑机理及其相关技术。 加工检测一体化 二者的在线检测和在位检测极为重要。因为加工精度很高，表面粗糙度值很低，如果工件加工完毕卸