先进制造技术.doc

此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除先进制造技术摘要：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。结合白车身制造实例进一步了解先进制造技术的概念，先进制造技术的重要地位，以及我国先进制造业的发展状况，与发达国家存在的差距，并展望了先进制造技术的发展趋势。关键词：先进制造技术；内涵；工艺；现状；发展趋势；白车身精品文档 随着社会发展和人类文明进程的加快，与人类生产生活息息相关的各项实践活动正发生深刻的变革。制造业的发展尤为明显，从石器时代，经历青铜器和铁器时代，到蒸汽机时代，再到内燃机的发明，每一次生产的技术变革都对人类的文明起到极大的推动作用。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。特别是到了近现代，随着通信技术的发展，电子计算机和集成电路的出现，以及运筹学、现代控制理论、系统工程等软件科学的产生和发展，制造业又产生一次新的飞跃。制造已经不再是传统意义上简单地将原材料变为成品的过程，而是在先进工程技术的基础上，集成包括信息技术、网络技术等各项新兴技术在内的生产活动，而且越来越多地融入先进制造哲理、先进管理技 术以及先进生产模式。在近50年的发展过程中，逐渐形成了先进制造技术。1 先进制造技术的内涵和特点1.1 含义先进制造技术首先由美国于20世纪80年代提出，但是直到现在仍然没有一个明确的、一致公认的定义。它是一个相对的、动态的概念，是为了适应现代生产要求，对制造技术不断优化所形成的。但经过对其内涵和特征的分析研究，可以定义为：“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)、能源及现代化管理等方面的成果，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、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总称。”1.2 先进制造技术的特点 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。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）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2 我国先进制造技术的发展现状 自建国以来，尤其是改革开放20多年来，我国机械制造业得到了迅速地发展。国家有计划地部署了一系列国家级重点科技项目，有力地促进了我国先进制造与自动化技术的研究与应用推广，如：科技部组织实施的 863计划以CIMS和智能机器人为主题：“九五”国家科技攻关计划的CAD应用工程、精密制造技术开发与应用、数控技术与装备应用、现场总线控制技术开发与应用、工业机器人应用、激光技术应用等等2O多个重点项目；总装备部 (原国防科工委)在“九五”期 间，组织实施了我国武器装备先进制造技术的发展项目；航空、航天、兵器和机械等许多行业和部门在“九五”期间组织实施了行业先进制造技术项目；国家计委、经贸委等推动的用高技术改造传统产业的一系列计划。据统计，“九五”国家科技攻关计划制造业信息化技术方面有10多个相关重点项目完成了任务，并通过了验收。各项目共开发装备、装置100多个，建设中的试生产线、示范(试验)点300 多个，获得新产品、新工艺、新技术、新材料等科技成果800多项(其中，获国家科技进步奖8项，省、部级奖41项，申请专利89项)，发表和编写论文、报告1000多篇，产生综合经济效益数百亿元人民币，节汇创汇4.5亿美元。3 先进制造技术的发展趋势 先进制造技术具有传统制造技术无法比拟的优越性，其发展更是日新月异。为适应新世纪、新技术革命浪潮的冲击，迎接信息时代、制造全球化、贸易自由化、新型消费观念的挑战，先进制造技术必将朝着集成化、柔性化、网络化、信息化、虚拟化、智能化、绿色化、制造全球化等方向发展。 3.1 集成化 以计算机技术为基础，综合运用现代管理技术、制造技术、信息技术、自动化技术、系统工程技术等，将企业全部生产活动中的信息流与物质流有机集成，并实现最优化。它特别强调信息的集成和信息的共享，通过网络数据库使企业的所有生产活动紧密地联系在一起， 充分发挥技术、管理和人的作用，全面提高企业的管理水平、产品质量和经济效益。 3.2 柔性化 制造自动化系统发展大致过程是“刚性自动化可编程自动化综合自动化”，制造系统的柔性随着这个过程也变得越来越大。进一步的发展要求能快速实现制造系统的重组 (包括企业内部制造设备与工具系统重组，以及企业间的重组) 。模块化设计是提高企业制造自动化系统柔性的重要策略和方法，它可以有效改善设计工作柔性和制造系统柔性，并能够根据需要迅速实现制造系统的重组。3.3 网络化 网络通信技术的迅速发展和普及给企业的生产和经营活动带来革命性的变革，实现市场开发、产品设计、物料选择、零件加工和产品销售等生产活动的异地和跨国界进行，极大地加快技术信息的交流，加强企业之间产品开发的生产合作，促进企业之间的优化和重组，大 大缩短产品的生产周期，提高产品的市场竞争力。 3.4 信息化 在信 息技术条件下，将分布于世界各地的产品、设备、人员、资金、市场等企业资源有效地集成起来，采用各种类型的合作形式，建立以网络技术为基础的、高素质员工系统为核心的敏捷制造企业运作模式，打破小单位和行业的局限，深入开发、广泛利用信息资源，建立敏捷制造网络化工程，加速制造业数字化与网络化。这不仅对于制造业本身的改造、地区信息港的建设有十分重要的战略意义和现实意义，而且有利于在近年内开展异地设计与制造、网络服务、网上数据共享和网上培训等预期目标的实现，必将推进企业信息化进程。 3.5 虚拟化 虚拟化指设计过程中的拟实技术和制造过程中的虚拟技术，它可以大大加快产品的开发速度和减少开发的风险。产品设计中的拟实技术是面向产品的结构和性能，以优化产品性能和降低成本为目标，包括产品的动力学分析、运动仿真、造型设计、强度和刚度的有限元计算等。制造过程中的虚拟技术是面向产品生产过程的模拟，检验产品的可加工性和加工工艺的合理性，并进行生产过程计划、组织管理、车间调度等活动的建模和仿真。虚拟化的核心是计算机仿真，通过仿真来模拟真实系统，及早发现产品设计开发制造过程中的缺陷，以保证产品设计开发制造的合理性，并尽可能使其达到最佳。3.6 智能化 智能制造系统的特点是具有极强的适应性和友好性。对于人，强调安全性和友好性；对于环境，要做到无污染、省能源、资源回收和再利用；对于社会，则提倡合理的协作和竞争。智能制造的主要策略是综合利用各个学科、各种先进技术和方法(人工智能、神经网络、模糊控制、计算机技术、人类学、信息科学、管理科学等)解决和处理制造系统中的各种问题。 3.7绿色化 日趋严酷的环境与资源约束，使绿色制造业显得越来越重要，绿色制造技术也将得到快速发展，主要包括绿色产品设计技术、绿色制造技术、产品的回收和循环再造制造，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，以及在制造过程中达到对环境负面影响小、废弃物和有害物质的排放最小等要求。 3.8 制造全球化 目前世界经济已经步入全球化经济的时代，一方面国际和国内市场竞争越来越激烈，另一方面国内外企业间的合作也在不断加强，这就形成企业之间既合作又竞争的局面。上述两方面的相互作用，己成为全球化制造业发展的强大动力。制造业和制造技术的全球化，是21世纪最重要的发展趋势之一。4 先进白车身制造技术4.1 车身分类一般来讲，比较明确而又合理的分类形式是从结构和设计观点出发，按车身承载型式来分。按承载型式的区别，可将车身分为：非承载式、半承载式和承载式三大类，其定义如下：（1）非承载式（有车架式） 一般，货车（除微型货车）、大客车、专用汽车及大部分高级轿车上都装有单独的车架，车身上的载荷主要由车架来承担，但车身仍在一定程度上承受由车架弯曲和扭转变形所引起的载荷。（2）半承载式 半承载式是一种过度型的结构，车身下部仍保留有车架，不过它的强度和刚度要低于非承载式的车架，一般将它称之为底架。它之所以被命名为半承载式是出于以下考虑：让车身也分担部分载荷，以此来减轻车架的自重力。这种结构型式主要体现在大客车上。（3）承载式（无车架式） 承载式车身无车架，车身的强度和刚度通常主要由车身下部来予以保证，一般中低档轿车车身属于承载式车身。以S11车身为例，如图1所示图1 无车架式其前端由两根前纵梁、前围板，轮罩形成一刚性较强的框架；车身中部、后部由左、右侧围（包括顶梁、门槛梁、A柱、B柱、C柱等）和地板、顶盖及后备门框等构成的盒形结构。4.2 车身结构设计方需要考虑的要素 结构设计的强度、刚度要求； 轻量化+设计要素，包括结构合理性和合理选材； 结构设计的安全性要素 车身防腐蚀设计设计要素 车身密封性设计要素 结构设计的制造工艺性要素因此白车身可以从中底基座、GATE锁紧系统、GATE夹具、GATE支撑、自动快换单元和Y向驱动单元这六个单元来设计与制造。模型图如下所示 图2 总拼工位4.3 初步可行性分析阶段 此阶段主要工作是对整车的各项法规满足性、总体布置等可行性进行研究，主要体现在如下几个方面：（1）前、后保险杠处满足碰撞法规要求；（2）发动机最小迎风面积的检查，最小迎风面积不小于冷却系统的30；（3）前雨刮在风挡玻璃的刮扫面积，A区应大于98，B区应大于80；（4）驾驶员的视野校核；（5）发动机盖内板到发动机的最高位置间隙不小于70mm；（6）前、后大灯的发光角度要求；（7）前、后轮包络线的检查；（8）前、后安全带固定点检查；（9）前、后门玻璃半径的确定；（10）车身整体尺寸检查；（11）前、后盖开启角度的确认。具体步骤如图3所示 图3 主体框架5 总结当前，全球经济正处于一个根本性的变革时期，人类社会正在由工业经济时代步入了知识经济时代。在以高新技术为主要产业支柱，以智力资源为主要依托的知识经济条件下，高科技的知识经济促使制造业发生了革命性的变化。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。先进制造技术正是为了适应这一时代的要求，在不断吸收高新技术的最新成果，对传统制造技术进行更新改造中逐渐形成的一个技术体系。它是一个不断发展，不断更新的技术体系，是决定一个国家制造业发展水平的关键。因此，研究和探讨它的内涵、特点和发展趋势就显得尤为重要。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)：73782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)：10133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，2008，374金杰，张安阳快速成型技术及其应用J.浙江工业大学学报，2005，335盛晓敏，邓朝晖先进制造技术M.北京：机械工业出版社，20106 李宏，霍平，卢广顺先进制造技术的优越性及发展趋势中国教育技术装备，2010（12）7 王润孝先进制造技术导论M北京：科学出版社，20048 李梦群，庞学慧先进制造技术导论M北京：国防工业出版社，20059 郭卫，杨武成先进制造技术在机械行业的应用J起重运输机械，2006（6）：1410 王隆太先进制造技术北京：机械工业出版社，200311 于燕玲我国先进制造技术现状与发展策略机械研究与应用，2004（10）：141512 汪应洛先进制造生产模式与管理研究J中国机械工程，1997（2）13 唐立新先进制造技术系统讲座J机械与电子，1997（12） 14 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