先进制造技术2#严选内容

1、洛阳理工学院第一进入系统建设技能方法专业：机电一体化技术类别：Z15025937姓名：赵胜利简述先进制造技术的定义和特征一、导言先进制造技术是集机械、电子、信息、材料、能源、管理等先进技术于一体的高新技术，是发展国民经济的重要基础技术之一。先进制造技术是制造业为提高竞争力和满足时代要求而形成的一个高科技集团。经过发展，已经形成了一个完整的体系结构。先进制造技术是生产力的主要组成部分，是国民经济的重要支柱。论文全集。它承担着为国民经济各部门和科学技术各学科提供设备、仪器和测试仪器的重要任务，已成为国民经济和科学技术生存和发展的重要手段。尤其是航空、航天、微电子、光电子、激光、分子生物学、核能等尖

2、端技术的出现和发展，离不开先进制造技术的基础。二、先进制造技术的起源“先进制造技术”一词起源于美国。二战结束前的制造技术可以统称为传统制造技术。第二次世界大战后，美国制造业在当时的国际环境中获得了前所未有的发展，并形成了强大的研发力量，强调基础和科学研究的重要性，忽视了制造技术的发展。到了20世纪70年代，随着日本和德国的经济复苏，美国制造业遇到了强大的挑战，汽车工业和其他行业的主导地位受到了强大的冲击。出口产品的竞争力远远落后于日本和德国，美国经济停滞不前，发展缓慢。在过去的几十年里，日本一直积极采用新的制造技术，这使它被公认为世界制造业的领导者。在此背景下，美国反思了制造技术与国民经济、技

3、术和国力之间的重要相互依存关系，强调了制造技术的重要性，明确了实现社会经济目标的关键是技术的重要性，制定了国家关键技术计划，并对其技术政策进行了重大调整。同时，以计算机为核心的新一代信息技术的发展也全面推动了制造技术的快速发展。由于经济和国防建设的需要，在激烈的市场竞争的刺激下，各个国家和地区都将传统制造技术与新发展的科技成果相结合，先进制造技术的概念逐渐形成和发展。三、先进制造技术的内涵先进制造技术(Advanced Manufacturing Technology)是尖端制造技术的总称，是传统制造业不断吸收机械、信息、材料和现代管理技术的最新成果，并将其全面应用于产品开发设计、制造、测试、

4、管理和售后服务的整个制造过程，从而实现高质量、高效率、低消耗、清洁敏捷的制造，达到理想的技术经济效果。从本质上讲，可以说是先进制造技术，是传统制造技术、信息技术、自动化技术和现代管理技术的有机结合。与传统制造技术相比，现代先进制造技术具有高效率、高质量和快速响应市场变化的特点。它贯穿于从产品设计、加工制造到产品销售、使用和维护的整个过程，成为一个“市场-产品设计-制造-市场”的大系统。然而，传统的制造工程一般只指加工过程。先进制造技术充分利用了计算机技术、传感技术、自动化技术、新材料技术、管理技术等最新成果。各种专业和学科继续交叉和融合，它们的界限逐渐淡化甚至消失。它是技术、组织和管理的有机结

5、合，特别注重制造过程组织和管理系统的简化和合理化。先进制造技术可以看作是硬件、软件、人员和支持网络(技术和社会)的集成和统一。先进制造技术不追求高度自动化或计算机化，而是强调以人为本，实现自主与自律的统一，最大限度地发挥人的积极性、创造性和相互协调性。先进制造技术是一个高度开放的自组织系统，它充分合理地利用全球资源，不断生产最具竞争力的产品。先进制造技术的目的是以最低的成本和最快的速度提供用户想要的产品，实现高质量、高效率、低消耗、清洁灵活的生产，达到理想的技术经济效果。四、先进制造技术的主要内容信息技术和现代管理技术是先进制造技术的两大支柱，而现代管理技术应该以先进制造理念为基础。不同的时代

6、有不同的消费需求和科学技术，不同的消费需求和科学技术会产生不同的生产技术和生产方法，这就需要不同的管理来适应它们。先进制造理念、信息技术和现代管理技术的有机结合是一种必然的生产方式。先进的制造理念、现代管理技术和先进的生产模式构成了先进制造技术成长的软环境。20世纪90年代以来，人1在总结成组技术、柔性制造系统、准时化生产、物料需求计划集成、CIMS等生产模式的经验和教训的基础上，提出了许多新的制造理念和生产模式。如以多功能合作小组工作模式为特征的并行工程、以简化组织、强调人的主动性为核心的精益生产和以动态多变的组织结构为主导、充分发挥技术与组织人员柔性集成的敏捷制造。先进工程设计技术是先进制

7、造技术的重要组成部分。论文全集。产品生产始于工程设计。工程设计包括需求分析、产品规划、方案设计、总体设计、详细设计、工艺设计等内容。工程设计的结果直接影响产品的功能、性能、质量、制造成本和交付时间。据统计，产品设计阶段决定了70%-80%的生产成本。先进制造技术是先进制造技术的核心和基础。根据设计方案，将原材料转化为实际产品的过程称为制造过程。论文全集。为了实现这一过程，有必要采用var先进制造技术的一个重要发展趋势是工艺设计从经验判断走向定量分析，其方法是数值模拟技术结合物理模拟和人工智能技术来确定工艺参数、优化工艺方案和预测加工质量使生产过程从“理论-实验-生产”转变为“理论-计算机模拟-

8、生产”。随着人工智能技术、计算机视觉技术、数字信息处理技术和机器人技术的融合，制造技术正朝着高效加工、数字化智能控制和机器人生产过程的方向发展。以下几点需要打破：(1)制造系统是一个复杂的大系统。为了满足制造系统的敏捷性、快速响应和快速重组能力，我们必须借鉴信息科学、生命科学和社会科学的研究成果，探索制造系统的新架构。制造模式与制造系统的有效运行机制。制造部门是制造系统优化的组织结构和良好的运行条件建模、仿真和优化的主要目标。制造系统的新架构不仅影响制造企业的敏捷性和需求响应能力和可重构能力是非常重要的，对于制造企业的底层生产设备来说也是灵活的、动态可重构的力提出了更高的要求。生物制造概念越来

9、越多地被引入制造系统，以满足制造系统的新要求。(2)为了支持快速敏捷制造，几何知识的共享已经成为现代制造技术中产品开发和制造的一个制约因素关键问题。例如，在计算机辅助设计和制造(CAD/CAM)集成、坐标测量(CMM)、机器人学等方面。在3-RealSpace中，有许多问题如几何算法设计和分析，特别是几何表示、几何计算和几何推理。在测量、机器人路径规划和零件定位(如定位)中，C空间(构形空间)存在几何计算和推理问题。物体操作描述、机器人多指抓取规划、装配运动规划和操作规划都需要螺旋空间中的几何推理。制造过程中物理和机械现象的几何研究已经形成了许多制造科学的研究课题，如几何计算和几何推理，其理论

10、有待进一步突破。目前，一门新学科计算机几何正在得到越来越广泛和深入的研究。(3)在现代制造过程中，信息不仅成为主导制造业的决定性因素，而且成为最活跃的因素驱动因素。提高制造系统的信息处理能力已经成为现代制造科学发展的关键。由于制造系统信息组织和结构的多层次性，制造信息的获取、集成和融合呈现出三维性和信息度量性维度，以及多层次的信息组织。制造信息的结构模型、制造信息的一致性约束、海量数据的传播和处理以及制造知识库的管理都需要进一步突破。(4)各种人工智能工具和计算智能方法在制造业中的广泛应用促进了制造智能的发展。头等基于：进化算法的计算智能工具在包括调度问题在内的组合优化技术领域越来越受到重视。

11、在解决制造中的组合优化问题时，有望突破问题规模在求解速度和精度方面的限制。制造智能化还表现在：智能调度、智能设计、智能加工、机器人、智能控制、智能工艺规划、智能诊断等诸多方面。这些问题不仅是产品创新的关键理论问题，也是制造从技术到科学的重要基础问题。这些问题的关键突破可以形成产品创新的基础研究体系。1.利用仿真技术，成形、修改和加工是机械制造过程的主要过程，即把原材料(主要是金属材料)制造成毛坯或零件的过程。这些过程，尤其是热加工过程，是极其复杂的高温、动态和瞬时过程，其间发生了一系列复杂的物理、化学和冶金变化。因此，多年来，热加工工艺设计只能直接观察，间接测试也非常困难。近年来，应用计算机技

12、术和现代测试技术形成的热加工过程模拟和优化设计技术在世界范围内流行起来，成为热加工各学科最热门的研究热点和跨世纪的技术前沿。利用仿真技术，对材料进行热加工(铸造、锻造、焊接、热处理、注射成型等)的工艺过程。)可以虚拟显示，并且可以预测技术结果(微观结构、性能和质量)。通过比较不同的参数，可以优化工艺设计，保证一次性制造大型零件的成功。确保该批次的一次性模具测试成功。仿真技术也开始应用于加工、特殊加工和装配过程，并向虚拟制造方向发展，成为分散网络化制造、数字化制造和制造全球化的技术基础。2.成形精度向几乎没有余量的方向发展毛坯和零件的成形是机械制造的第一步。金属坯料和零件的成形通常包括铸造、锻造

13、、冲压、焊接和轧制坯料下料。随着毛坯精密成形技术的发展，零件成形的形状和尺寸精度正从近净成形向无余量近净成形发展。“毛坯”和“零件”之间的净成形极限：越来越小。一些坯料在成形后已经接近或达到零件的最终形状和尺寸，并且可以在研磨后组装。主要方法包括各种形式的精密铸造、精密锻造、锻造、冷挤压和温挤压、精密焊接和切割。例如，在汽车生产中，正在研究和开发“接近零余量的敏捷精确冲压系统”和“智能电阻焊系统”。4.机械加工正朝着超精密和超高速发展。目前，超精密加工技术已经进入纳米加工时代，加工精度为0.025 m，表面粗糙度为0.0045 m。精细切削技术正在从目前的红带向可见带或不可见的紫外和x光带靠近

14、；超精密加工机床正朝着多功能模块化方向发展；超精加工材料从金属扩展到非金属。目前，铝合金高速切削已超过1600米/分钟；铸铁为1500米/分钟；超高速切削已经成为解决一些难加工材料加工问题的一种方法。5.采用新能源和复合加工。激光、电子束、离子束、分子束、等离子体、微波、超声波、电液、电磁和高压水射流等新能源或能量载体的引入，解决了新材料的加工和表面改性问题，形成了许多新的特种加工和高密度切割、焊接、熔化、锻造、热处理、表面保护等加工技术或复合工艺。其中，各种形式的激光加工发展最为迅速。这些新工艺不仅提高了加工效率和质量，而且解决了超硬材料、高分子材料、复合材料、工程陶瓷等新材料的加工难题。6

15、.利用自动化技术实现工艺过程的优化控制，微电子、计算机、自动化技术与工艺装备相结合，形成了从单机到系统、从刚性到柔性、从简单到复杂等不同等级的多种自动成形加工技术。这使得工艺过程控制方式发生了质的变化，其发展历程和趋势是：1)利用集成电路、可编程控制器和微型计算机等新的控制元件和器件来实现单机、生产线或2)利用新的传感、无损检测、物理和化学检验、计算机和微电子技术，对温度、压力、形状、尺寸、位移、应力、应变、振动、声音、图像、电、磁等参数， 对工艺过程中合金和气体的成分和组织结构进行实时测量和监控，实现测试技术的在线测量、电子化和数字化，计算机和工艺参数的闭环控制，进而实现自适应。 3)在工艺

16、设计、加工和物流过程中，综合运用计算机辅助工艺设计、数控、计算机辅助设计/计算机辅助制造、机器人、自动装卸和仓储、管理信息系统等自动化单元技术，形成不同等级的柔性自动化系统；数控加工、加工中心、柔性制造单元、柔性制造岛、柔性制造系统和柔性生产线(FTL)，最终形成计算机集成制造系统(CIMS)和智能制造系统(IMS)。7.采用清洁能源和原材料，实现清洁生产。加工过程会产生大量的废水、废渣、废气、噪音、振动、热辐射等。工作条件繁重而危险，已不能满足当代清洁生产的要求。近年来，清洁生产已经成为加工过程中的一个新目标。除了做好“三废”的治理外，重要的是从源头抓起，杜绝污染。方法之一是：一是使用清洁能

17、源，如用电加热代替燃煤加热锻坯，用电熔代替焦炭冲天炉熔化铁水；二是利用清洁工艺材料开发新的工艺方法，如在锻造生产中使用非石墨润滑材料，在砂型铸造中使用非粉煤型砂；第三，采用新结构降低设备的噪音和振动。例如，在铸造生产中，噪音大的冲击成型机已被注塑机和静态成型机所取代。在模锻生产中，高噪声、高能耗的模锻锤已逐渐被电液曲柄热模锻压机和高能螺旋压力机所取代。在清洁生产的基础上，“绿色制造”将成为21世纪制造业的一个重要特征，它在从设计、生产到使用乃至回收和废物处理的整个周期中满足特定的环境要求。国内外先进制造技术的定义、发展现状及发展趋势随着世界经济的国际化和科学技术的不断发展和快速进步，工业化程度已经成为一个国家在世界上突出地位的重要标志之一。