先进制造论文

先进制造论文先进制造论文 周天 机械制造与自动化 机自 1001 帮 15 号 绪论绪论 先进制造业是相对于传统制造业而言 指制造业不断吸收电子信息 计算机 机 械 材料以及现代管理技术等方面的高新技术成果 并将这些先进制造技术综合应用于制 造业产品的研发设计 生产制造 在线检测 营销服务和管理的全过程 实现优质 高效 低耗 清洁 灵活生产 即实现信息化 自动化 智能化 柔性化 生态化生产 取得很 好经济社会和市场效果的制造业总称 摘要 摘要 制造及制造技术发展迅速 制造业的水平是国家综合实力的体现 先进制造技 术成为制造业的关键 柔性制造系统 计算机集成制造系统 网络制造 智能制造 及时 生产 精良生产 敏捷制造 绿色制造等 将以其先进的技术和观念 进入现代化生产 几百年来 制造一直是由手工艺和体力劳动完成的 工业革命以后 机器发挥着越来越重 要的作用 使制造业出现了飞速发展 先进制造技术成为产品竞争的主要手段 改革开放 之后 我国已成为世界制造大国 但 要从中国制造逐步成为中国创造 必须依靠先进制 造技术 1 1 先进制造产生背景先进制造产生背景 20 世纪 80 年代末 国际上提出了先进制造技术 Advanced Manufacturing Technology AMT 的新概念 ATM 最早起源于美国 摸过制造业在第二次时间大战及稍后时期得到了空前的 发展 形成了一支强大的研究开发力量 成为当时制造业的霸主 制造业可以 说是美国经济的主要支柱 因为美国财富的 68 来源也制造业 战后国际环境 发生了很多的变化 军事对峙和显示实力刺激制造业发展的背景减弱了 由于 美国长期受强调基础研究的影响 忽略制造技术的发展 到 20 世纪 70 年代日 本和德国经济的恢复时 美国制造也遇到了强有力的挑战 汽车业 家用电器 业 机床业 半导体业 应用电子工业 钢铁业的霸主地位相继退位 连优势 最为明显的航天 航空业遇到了强有力的竞争 出口产业的竞争力大大落后于 日本和德国 对外贸易逆差与日俱增 经济膨胀 发展缓慢 而日本在过去的 几十年内不断的主动采用制造新技术 已使其制造业成为公认的世界领袖 20 世纪 80 年代初期 美国一批有识之士相继发表言论 对美国制造业的衰退进行 了反思 强调了制造技术与国民经济及国力的至关重要的相依关系 强调了制 造技术的重要性 在次背景下 克林顿政府在上台后 相继提出了两个颇具有 号召力的口号 为美国的利益发展技术 技术是经济的发动机 强调 了具明确的社会经济目标的关键技术的重要性 制定了国家关键技术计划 并 对其技术基础做出了重大调整 美国先进制造技术也就是在这样一个社会经济 背景下出台了 此后 AMT 在诸多国家和地区得到广泛的应用 2 先进制造技术发展趋势先进制造技术发展趋势 人类已经进入一个新的世纪 处于新技术革命的巨大浪潮冲击下的制造业 面临着严 峻的挑战和机遇 新技术革命的挑战 信息时代的挑战 有限资源与日益增长的环保 压力的挑战 制造全球化和贸易自由化的挑战 消费观念变革的挑战 在新世纪中 制造业发展的重要特性是全球化 网络化 虚拟化方向发展 未来先进 制造技术发展的总趋势是像精密化 柔性化 智能化 全球化方向发展 2 1 企业生产方式面临重大变革企业生产方式面临重大变革 随着需求的个性化及制造的全球化 信息化 改变了制造业的传统观念和生产组织 方式 精益生产 敏捷制造 智能制造 虚拟制造 分散网络化制造系统等新的生产方 式不断出现 其特点是 以技术为中心向以人为中心转变 以金字塔式的多层生 产管理结构向扁平的网络结构转变 从传统的顺序工作方式向并行工作方式转变 从按功能划分部门的固定组织形式动态的 自主管理的小组工作组织形式转变 快速响应市场的竞争策略是制胜的法宝 2 2 绿色制造将成为绿色制造将成为 21 世纪制造业的重要特征世纪制造业的重要特征 日益严格的环境与资源的约束 是绿色制造越来越重要 中国的资源 环境问题尤为突 出 制造业不仅要解决生产过程的污染和资源浪费问题 更重要的是要为社会提供 制造寿命周期内没有污染 节约资源的产品 主要技术是 1 绿色设计技术 在产品设计阶段做考虑在其生命周期全过程的无污染 资源的合理 利用和回收 2 清洁生产技术 3 拆卸回收技术生态工厂的循环制造技术 4 ISOI4000 环保管理标准 2 3 设计技术不断现代化设计技术不断现代化 1 设计方法和手段的现代化 他突出反映在数值仿真或虚拟现实技术的发展 以及现代 产品建模理论的发展上 2 新的设计思路和方法不断出现 如并行设计 面向 X 的设计 DFX Design For x 健壮设计 Robust Design 优化设计 Optimal Design 反求工程技术等 3 由简单的 具体的 细节的设计转向复杂的总体设计和决策 要通盘考虑包括设计 制造 检测 销售 使用 维修 报废等阶段的产品的整个生命周期 4 由简单的 具体的 细节的设计转向综合考虑技术 经济和社会因素 设计不是单纯 追求某项性能指标的先进和高低 而注意考虑市场 价格 安全 美学 资源 环境等方 面的影响 2 4 虚拟技术的广泛应用虚拟技术的广泛应用 虚拟制造技术是以计算机支持的仿真技术为前提 对设计 加工 装配等过程统一建 模 形成虚拟的环境 虚拟的过程 虚拟的产品 主要包括 1 虚拟的设计 2 虚拟 的制造 3 虚拟的研究开发中心 将 异地 各具有优势的研究开发力量 通过网络和视像系统联系起来 进行异地开发 网上 讨论 4 虚拟企业 为了快速响应某一市场需求 通过信息高速公路 是产品制造得到一 个由不同公司临时组建成的没有围墙 超越时空约束 靠计算机网络联系 统一指挥的合 作组织实体 3 研究现状研究现状 新材料成形加工技术的研究开发 是近二 三十年来材料科学技术领域最 为活跃的方向之一 先进制备与成型加工技术的出现与应用 加上了新材料的 研究开发 生产和应用进程 促成了诸如微电子和生物医用材料等新兴产业的 形成 促进了现代航天航空 交通运输 能源环保等高技术产业的发展 先进工业国家对材料制备与成型加工技术的研究开发十分重视 美国制定 了 为了工业材料发展计划 其核心是开放先进的制备与成型加工技术 提高 材料性能 降低生产成本 满足未来工业发展对材料的需求 德国开展的 21 世纪新材料研究计划 将材料制备与成型加工技术列为六个重点内容之一 在 欧盟的 第六框架 计划中 先进制备技术时新材料领域的研究重点之一 日 本在 20 世纪 90 年代后期 先后实施了 超级金属 超钢铁 计划 重点是 发展先进的制备加工技术 精确控制组织 大幅度提高材料的性能 达到减少 材料用量 节省资源和能源的目的 同时开展本科学领域色前沿和基础研究 并综合利用相关学科基础理论和科技发展成果 提供预备新材料的新原理新方 法 也是材料科学与工程学科自身发展的需求 一大批先进技术和工艺不断发展和完善 并逐步获得实际应用 如快速凝 固 定向凝固 连续铸轧 连续铸挤 精密铸造 半固态加工 粉末注射成型 陶瓷胶态成型 热等静压 无模成型 微波烧结 离子束制备 激光快速成型 激光焊接 表面改性等 促进了传统材料的升级换代 加速了新材料的研究开 发 生产和应用 解决了高技术领域发展对特种高性能材料的制备加工与组织 性能精确控制的急需 现在将主要的先进材料加工技术分别介绍如下 1 快速凝固 2 半固态成型 3 无模成型 4 超塑性成型技术 5 金属粉末材料成型加工 6 陶瓷胶态成型 7 激光快速成型 8 电磁场附加制备与成型技术 9 先进连接技术 先进连接技术主要包括 铝合金激光焊接 镁合金激光焊接 机器人智能 焊接 10 表面改质改性 在材料的使用过程中 材料的表面性质和功能非常重要 许多体材料的失 效也往往是从表面开始的 通过涂覆 或沉积 外延生长 表面薄层材料或特 殊能量手段改变原材料表面的结构 即对处理进行表面改性 赋予较廉价的体 材料以高性能 高功能的表面 可以大大提高材料的使用价值和产品的附加值 是数十年来材料表面加工处理研究领域的主要努力方向 4 结论结论 制造技术不仅是衡量一个国家科技发展水平的重要标志 也是国际间科技竞争的重点 我 国正处于经济发展的关键时期 制造技术是我们薄弱的环节 只有跟上先进制造技术的世 界潮流 将其放在战略优先地位 并以足够的力度予以实施 才能尽快缩小与发达国家的 差距 才能在激烈的市场竞争中利于不败之地 总之 在我国研究和发展先进制造技术势 在必