【先进制造技术的发展趋势分析（论文）6200字】

工业发展是一个国家经济社会发达的主要标志,中国的制造产业在近年来得到了快速的发展,特别是信息集成技术的发展已成为中国工业发展趋势的重要决定因素。这就需要我们加大注重于科技人才的培育,大力发展新技术的研发,以形成和发展中国自己的NC、CAD/CAM、TMS、CIMS等先进制造业的自动化单元技术,以提升中国制造业现代化水平。基于此,人们需要对先进生产科学技术有一个全面的了解。一、先进制造技术的特点与组成领先制造科技(ADVANCEDMANUFACTURINGTECHNOLOGY,缩写为AMT)是指利用微电子技术、工业自动化信息、生物信息等领先科学技术,为传统制造科技所带来的种种变革和新系统。具体地说,它是指集现代机械工程技术、现代电气信息技术、自动化技术、现代信息技术等各种科学技术于一身而形成的工业生产工艺技术、装置和体系的通称。所谓现代化工业生产工艺技术,是为满足新时代社会和市场发展的需要,通过对传统工业生产工艺技术不断优化和推陈出新以增强市场竞争能力,并由此产生的一种相对的、动态的工艺技术概念。（一）先进制造技术的特点先进制造技术的特征主要表现为:动态性:由于先进制造技术主要根据特定的使用目标,而不断地吸收各类技术,所以先进制造技术自身的发展也并非一成不变,而只是由于其他有关科学技术的进展而不断地改变自己的技术内涵,反映了在不同的历史时代中先进制造技术都有它自己的特征。广泛性:传统的生产工艺技术是把所有原料都变为成品的加工工艺,而先进生产科学技术则在传统生产科学技术的基础上,大量运用在机械加工和组装等过程中,并由于先进制造中包含了产品设计工艺技术、生产自动化工艺技术和生产系统管理工艺技术等,因此其涉及面也十分广阔[[]冯宪章，刘爱敏，李法新主编．《先进制造技术基础》，2009（8）：8-16.[]冯宪章，刘爱敏，李法新主编．《先进制造技术基础》，2009（8）：8-16.实用性:先进的生产技术,首先是指一种主要面向制造业应用、有着很强实用价值的创新技术。其重点是根据某一具体工业的需要而发挥自己的先进、合理的生产技术水平[[]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，2003,41（03）：10-13.[]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，2003,41（03）：10-13.集成性:研究传统工业制造技术的学科与专业之间相对独立,且界线清楚。而先进的制造技术则是指一个集机械、电气、信息技术、材料与管理科学技术于一身的新兴交叉科学。系统性:先进制造技术,包括信息信号的产生、收集、传输、反馈与调节。一个先进生产技术的形成要系统的考虑到整体生产的全过程,从设计的开始就必须充分考虑产品设计过程在整体生命循环中,从概念建立到生产及报废管理等所有的因素,包括设计品质、生产成本、设计时间计划以及实际应用需求等。高效率灵活性:领先制造的核心理念是高质量、效率、低耗、洁净等,利用最新的制造技术手段进行局部整体或整个体系的制造整合。依据市场发展需求实现弹性产出。先进性:先进生产科学技术是多项科学技术和传统生产技术相结合的产品,它代表了制造业科技的趋势与走向。现代化农业生产技术的最终目标,是要提高农民对动态变化的商品市场的适应性和竞争。（二）先进制造技术的组成高品质、快捷、低耗、洁净等基础生产技术:传统的铸造工艺、锻压、连接、热加工、表面防护、机械加工等基本工序技术至今都在制造过程中大量应用,其中对基本工序技术经过优化后所产生的优良、高效率、低耗、清洁等基础生产,是中国现代化基础的主要部分。新兴的生产单元与技术:是在市场需求和创新型产品的推动下,生产技术机械与电子、信息技术、材料、新能源、环境科学、工程、现代管理等信息技术融合后所产生的全新制造科技。如工业自动单元工艺技术、极限加工工艺技术、产品质量与可靠性技术、工业系统管理信息技术、CAD/CAM、清洁制造工艺技术、材料成型工艺技术、激光材料及高密度能量加工制造科学技术、工艺过程模拟技术和工业设计过程综合优化工艺技术等。集成化技术:指将公司的某个部分,或整个公司内不同的相对于单独的产品设计方法和生产技术、计算机集成制造技术(CIMS)等[[][]李炜文，李建中．先进制造技术的应用发展趋势[J]矿山机械，2007，（06）：7-9.信息技术:即采用以上计算机系统为基础硬件,运用各类应用软件,以实现在整个生产流程中涉及生产信息的收集、生产工艺管理、生产信息贮存与传输等各环节的信息技术。包括互联网络信息技术、高速原型零部件生产工艺信息技术(RPM)、集成制造系统(IMS)、虚拟产品技术(VPD)等。现代化的制造业信息技术,主要分为:电脑辅助设计、计算机辅助制造、集成制造系统等。AMT是汽车制造业公司获得国际竞争优势的重要条件之一,但并没有充分条件,其优势还取决于公司能够充分发挥科技能力的有效组织,也有取决于公司科技、管理与人才的有机协同发展与融合。二、我国制造业与发达国家的差距（一）我国制造业制造技术的发展现状管理模式方面:中国大部分的民营企业特别是中小型的私营企业都处在经验管理阶段,只有极少数大中型民营企业实行了计算机辅助管理模式。产品设计方面:由于中国拥有独立知识产权的原创性技术较少,且生产技术大多依托于外国,产品设计基础与标准陈旧,企业缺少创新设计,对新型的产品设计方式运用也缺乏,企业采用CAD设计仅仅是为了甩开图板。生产工艺方面:中国在该领域的研究,虽然滞后于工业国家,但进展较快,研究技术水平也已接近甚至超过了国外的先进水平[[][]杨叔子，吴波．先进制造技术及其发展趋势[J]机械制造；2003,41（03）：10-13.自动化技术方面:目前中国还没有象发达国家一样,广泛的应用于数控技术、加工中心以及柔性生产单元、双柔性制造系统、计算机及集成生产控制系统等,目前尚处于单机智能化、双刚性自动化的阶段,而柔性生产单元与控制系统则只在个别企业中应用。技术创新方面:中国目前在经费投资和技术进步等方面,均远远落后于工业发达国家,在许多领域还没有掌握先进系统设计和技术,而许多尖端的技术设备也主要依靠采购外国先进产品。成套设备方面:中国的装备工业基础与共性产品研发实力薄弱,高精尖端产品基本依赖于进口;我国重大建设项目需要的部分重大成套设备基本依靠进口。完善的体制方面:目前,中国大部分民营企业技术创新能力相对弱小,没有形成技术创新的主体,也没有行业共性技术的研制与发展实力,应构建、完善中国信息装备工业发展的技术支撑体系。（二）我国制造业与发达工业国家间的差距生产结构的差异:我国机械工业的高速发展,主要依赖技术引进和追赶式发展策略,加上我国劳动力充足而资本较为匮乏,导致机械工业的科技开发明显落后。尽管目前我国机械工业的产品数量已处于全球前列,但仍大部分为劳动密集型生产,与具备高度独立自主专利的高、精、尖产品相对稀少。生产与投资结构的差距:机器工业为一般竞争性产业,其竞争状态和经济效益情况都直接受到生产投资构成的影响。公司内部的竞争,其实是对科技实力与创新的竞争,其技术能力与科技创新都在较大程度上依赖科学研究和对技术开发项目的投资。国家政府为保持机器制造商的市场实力,也加强了对技术投资的力度[[][]欧阳轩．先进制造技术及其在电力设备制造工业中的应用初探[J]．科技与创新，2017(21)：135+138—139．行业结构的差异:我国机械工业企业之所以在投资结构上无法增加政府科技开发投资,直接的根源因素是行业不合理,企业规模较小,产业布局散乱,大中小企业之间无法建立科学合理的专业化分工合理管理体系;更深层因素则是制度束缚,条块分割式经营造成的地区雷同和"分散化"趋势,有悖于全球机械工业企业日益投资密集化、产品国际化、机电一体化、市场集中化的发展趋势。机械设备工业为国际竞争性行业,对整体工业集中度要求较高。而外国大公司则普遍在产业中占据主导作用,并建立了层次分明的专业性分配合理管理体系,在大公司附近,又产生了总量庞大的专项性质的中小型公司。企业特别是大公司投巨资从事技术研发。我国机器工业在改革以来发生了分散化发展趋势,以至发生小企业排挤大公司的现象。三、先进制造技术的发展趋势（一）以信息化科技带动现代化生产科技的发展趋势计算机技术的产生与发展,诞生了许多崭新的生产行业,但同时也给中国传统的工业方式与管理理念带来了重大变化,使得先进的工业技术呈现出智能、互联网、集成化等新特点。而现代集成制造系统、并行工程、精益制造、虚拟产品制造等都是以基于信息化的技术发展趋势为前提的。而信息化技术和现代化生产技术的联合发展,是推动中国经济社会发展的巨大动能。（二）高精度、低耗能、快速化、无污染发展方向快速成形科技作为一种新兴科学技术,融入了计算机辅助设计,精细加工机械工艺,数控系统科技以及材质科学技术等专业知识,利用离散堆积基本原理,把所工程设计生产(CAD)的模拟转化成实际样件。目前,金属改性加工高新技术的主要方向为各类先进精密热处理与复合处理,能够达到显著降低能耗和彻底消除金属对环境的污染。（三）将加工工艺由技术发展为工艺科学断走向的定量分析。运用计算机辅助设计和制作技术,将加工工艺从传统的实体工艺向虚拟加工发展。最近期的发展方向是在并行工程环境下,进行虚拟成型生产,使产品在设计完成时,成型生产的准备工作也同步进行。（四）超精度、超高速、新一代制造装备发展方向超精细加工技术:中国目前的机械加工技术已经步入纳米级工艺时期。加工精确度已达零点零二五µm,表面粗糙度可以达到0.µm,超精磨削厚度也从目前的红外线波段逐渐向紫外波段或者更短波段逼近;超精加工机床将向功能模块化设计方向蓬勃发展;超精加工材料已从金属扩展至非金属材料等。超快切割工艺技术:目前,铝合金在超快切削的切削速度上已达到二千m/澳门管理学院-7500m/澳门管理学院,热变形铜合金为900m/澳门管理学院-5000m/澳门管理学院,刚为六百m/min-3000m/min,热铸钢为八百m/min-3000m/min,超高耐热镍合金为八十m/min-500m/min,铝镁合金为一百五十m/min-1000m/min,玻璃纤维增强塑料二千m/min-9000m/min。超快切割的技术发展重点已经转移到对某些较不易加工的金属材料的特殊切割工艺上了[[][]王宇．制造业发展中的管理创新模式研究p】．武汉：中南财经政法大学．2017．（五）专业学科间的界限逐渐淡化消失现代化的生产技术,在工艺、检验、运输、产品设计、原物料使用等各领域之间的边界也逐步淡化,逐渐趋向统一。并通过计算机的辅助设计和制作技术(CAD/CAM)使工业生产的设计与制作过程一体化。应用精密成型技术使得通过淬火、锻压等毛坯加工技术,可以得到更贴近产品最终外形、尺寸的零件,从而降低了切削加工量,并与金属切削工艺相结合,从而淡化了冷热工艺的界线。通过应用快速原型、直接零件生产(RPM)技术,可以自动或迅速地把产品设计思想变为具备某种构造和功用的产品原型并直接生产出零部件,从而使产品设计、生产之间的边界显得比较模糊[[][]宋健．制造业与现代化Ⅱ】．测控技术，2002，21(12)：1-8．（六）虚拟技术、人工智能在制造业中的应用越来越多虚拟现实科技(VIRTUALREDITYTECHNOLOGY),一般分为虚拟化制造业和虚拟化公司二个组成部分:虚拟化制造业科技是在本质上彻底改变产品设计、试制、改进产品设计、规模工业生产的传统企业生产制造管理模式。在商品实际生产出来以前,首先在虚拟生产生产制造工作环境中形成软商品原形(SOFTPROTOTYPE)取代传统的硬样本(HARDPRTOTYPE)并经过测试,然后对其特性与可制作特性做出预估与评估,以此缩短了产品研发的工程设计和生产制造时间,降低了生产制造的研发生产成本,从而增强了系统迅速应对市场变革的能力。虚拟企业是指根据某一市场的需求,利用网络联系,把与商品投资有关的各个公司机构临时构成一种协作体。该协作体在运作以前,就需要先分析产品组合的有无最优,如何协同工作,以及对商品投资后的风险、利润等因素作出评价。而这个协作体也就是虚拟企业。具有公司区域分散化、机构临时化、功能不完全化、信息共享化的特征。（七）智能制造技术方向的发展智慧制造技术,是指运用计算机技术模仿人的数据分析、决策、逻辑推理、构想和决定等智慧活动方式,并把上述的智慧活动方式与智慧机器人技术融合在一起,并贯通地运用到一个生产制造公司中的重要子系统(决策、采购管理、设计、生产规划、生产制造组装、产品质量保障和市场营销等),从而实现公司设计流程、生产制造过程技术和生产制造装置的自动化,是指计算机技术和智慧科技与装备生产制造过程技术之间的深度融合和集成[[][]李神文，李建中．先进制造技术的应用发展趋势Ⅱ】．矿山机械，2007，34(6)：7-9．智慧生产行业分为:机器人、无人机、人工智能、3D打印机、无人驾驶、虚拟现实、智慧物流、智能家居。世界智慧制造业发展趋势:以三D打印机为典型代表的"数字化"生产技术崭露头角;智慧生产技术和运用贯通制造业生产整个过程;全球范围内智慧制造业发展大国战略空前升温。当前我国智慧生产行业已经获得了若干基础研究和智慧生产技术,但还处在早期发展阶段,多数中小企业处在研究初级阶段,仅百分之十六的中小企业进入智慧生产技术应用阶段;并且重硬件轻软体的情况的现象很明显,仅在低端CAD应用软件和中小企业的管理软件上进行了广泛应用,而适用于各种复杂工程设计和企业管理系统的智能化高级软件技术还不足,在电脑辅助设计、资源计划软件、电商等高新技术范畴,与先进发展中国家间的差异也还较大。四、结论长期以来,全球发达的制造业大国都在倾注巨大资金研发领先制造业科技,并探讨中国制造业未来的发展走向。而近年来,中国已经成了全球制造业强国,并着手于领先制造业科技的研发。而由于中华民族国力的强盛、社会主义市场