制造自动化技术的发展历程和及前景.doc

。 制造自动化技术的发展历程和前景 自动化（Automation）是指机器设备、系统或过程（生产、管理过程）在没有人或较少人的直接参与下，按照人的要求，经过自动检测、信息处理、分析判断、操纵控制，实现预期的目标的过程。自动化技术广泛用于工业、农业、军事、科学研究、交通运输、商业 治疗、服务和家庭等方面。采用自动化技术不仅可以把人从繁重的体力劳动、部分脑力劳动以及恶劣、危险的工作环境中解放出来，而且能扩展人的器官功能，极大地提高劳动生产率，增强人类认识世界和改造世界的能力。因此，自动化是工业、农业、国防和科学技术现代化的重要条件和显著标志。 自动化是美国科学家哈德在1936年提出的。他认为在一个生产过程中，机器之间的零件转移不用人区搬运就是自动化，这就是早期自动化的概念。制造自动化概念是一个动态发展的过程，在过去一段时间内人们认为自动化使用机器代替人的体力劳动能够只能完成指定的作业，但是随着科技不断地进步，计算机技术的不断发展和应用，制造自动化的功能目标不再是仅仅代替人的部分脑力劳动去自动完成指定的作业。随着制造技术.电子技术.信息技术.管理技术等发展，制造自动化已经远远突破上述传统的概念。二十世纪以来，为了实现自动化，人们研究和制造了成千上万种自动控制系统，极大地推动了生产劳动、社会服务、军事工程和科学研究等活动。自动控制系统通常由控制器、执行机构和信息反馈装置三部分组成。反馈装置的任务是监视和测量执行机构和工作对象的状态变化和执行结果，把这些信息反馈给控制器。控制器则根据任务的定义和当前执行情况决定以后应该采取的措施，以机械的、光电的或其他的物理方式向执行机构发出指令，以便后者准确地加以执行。 第二次世界大战以来的四十多年中，特别是六十年代以后，在发达国家和很多发展中国家，人们的生产方式和生活方式都发生了巨大的变化。这种变化最重要的标志是，在社会劳动时间不断缩减的情况下，社会劳动生产率和人均国民收入都增长了大约十倍，人的平均寿命大大延长。促成这种急剧变化的主要原因是科学技术的进步，所以普遍认为人类正在经历着一场新的技术革命。在科学技术领域里对新技术革命贡献最大的是两个相互联系紧密的领域：一是信息技术（微电子技术、计算机技术和通信技术等）的重大突破；二是系统科学的概念、理论和方法的工程化应用。前者是后者得以成功的物资基础，后者又为前者的发展开辟了道路制造自动化的发展与技术发展密切相关，其生产模式也经历了五个阶段。第一阶段：刚性自动化阶段。这一阶段包括单机自动线和刚性自动线，在上世纪四五十年代这个技术已经相当成熟，在这一阶段中应用传统的机械设计与制造工艺方法，其特征是高生产率和刚性结构，很难实现生产产品的改变。第二阶段：数控加工阶段。数控技术包括数控和计算机数控，数控加工设备包括数控机床，加工中心等，该阶段引入的新技术有数控技术，计算机编程技术等。第三阶段：柔性制造阶段。该阶段的特征是强调制造过程的柔性和高效率，比较适合于多品种.中小批量的生产，此阶段涉及的主要技术包括成组技术，计算机直接数控和分布式数控，柔性制造单元，柔性制造系统，柔性加工线，离散系统理论和方法.仿真技术.车间计划与控制.制造过程监控技术.计算机控制与通信网络等。第四阶段：计算机集成制造和计算机集成制造系统阶段，其特征是强调制造全过程的系统性和集成性。第五阶段：新的制造自动化模式阶段，包括智能制造.敏捷制造.虚拟制造.网络制造.全球制造和绿色制造。发展趋势现代生产和科学技术的发展，对自动化技术提出越来越高的要求，同时也为自动化技术的革新提供了必要条件。70年代以来，自动化开始向复杂的系统控制和高级的智能控制发展，并广泛地应用到国防、科学研究和经济等各个领域，实现更大规模的自动化，例如大型企业的综合自动化系统、全国铁路自动调度系统、国家电力网自动调度系统、空中交通管制系统、城市交通控制系统、自动化指挥系统、国民经济管理系统等。自动化的应用正从工程领域向非工程领域扩展，如医疗自动化、人口控制、经济管理自动化等。自动化将在更大程度上模仿人的智能，机器人已在工业生产、海洋开发和宇宙探测等领域得到应用，专家系统在医疗诊断、地质勘探等方面取得显著效果。工厂自动化、办公自动化、家庭自动化和农业自动化将成为新技术革命的重要内容，并得到迅速发展。但是制造业的发展也要尽可能的减少当地环境污染，绿色制造是一种综合考虑环境影响和资源利用效率的现代制造模式，其目标是使得产品从设计.制造.包装.运输.使用到报废处理的整个产品寿命周期中，对环境的负面影响最小.资源利用效率最高。总之制造业是国民经济的主要支柱，而先进制造技术室增强新产品开发和企业竞争力的重要手段，先进制造技术的内涵已远非人们传统的概念，它已经是计算机信息.电子.自动化.材料.各种加工等技术综合。所以对已国家.企业.