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1、现代制造技术概述摘要：现代制造技术，正是以现代制造业特别是机械制造企业所面临的严峻生存环境为背景而发展起来的。面对激烈的市场竞争、迅速发展的科学技术、不断变化的多产品变批量，企业无法沿用传统的制造技术和制造模式去面对上述严峻生存环境的挑战。因此，人们必须研究和探索新的制造技术和新的制造模式。现代制造技术与装备涵盖的内容较多，本文主要论述了现代制造技术及其内涵，现代制造技术的发展概况，中国现代制造装备的现状和发展趋势，现代制造的制度建设等。关键词：现代制造技术 中国现代制造装备 现状 发展趋势引言制造技术的涉及而较广，机械、电子、冶金、建筑、水利、信息、农业和交通运输等各个行业都要制造业的支持制
2、造业是一个支主产业，不同时期发展重点不同，但需要制造技术的支持是水恒的。制造技术具有普遍件和基础性，同时也只有特殊性和专业性。制造技术的发展经历了工匠手艺、设计工艺到制造系统三个重要阶段。生产发展和社会分工，形成 7 不同的制造单元技术，产生了包括设计、加工、装配、检验、维修、设备、工具和工装等多个直接或间接生产部门，加工方法也从传统的车、铣、钻、刨、磨发展到电加工、超声波加工、电子束加工、离子束加工、激光加工等多种特种加工方法。在生产组织上出现了适应大批大量生产需要的加工和装配流水线、自动线。随着信息技术的发展以及在制造技术中的应用，制造技术产生新的飞跃，出现了以物质流、能量流和信息流组成的
3、制造系统，形成了现代制造技术。正是这些卓省成效的现代制造技术，使得现代多品种、小批量的制造企业，在面对严峻生存环境的挑战下，能够顺应买方市场千变万化的需求及时开发并生产出不同买方所需要的各种新产品。在这些制造技术中，大都属于成熟技术，仅有的才刚刚起步。不同技术虽然例重点不同，但从企业目标、管理模式、运行机制、关键技术以及生产过程等方面来看有许多共同之处，不少技术相互交叉、方法共用，这些共同点形成子现代制造技术的发展方向。1 发展概况1.1 国外现状现代制造业是当今世界制造业发展的大趋势。世界各国十分重视发展制造业技术，为了占领制造业技术的制高点，许多国家都提出了跨世纪的研究计划。例如，美国政府
4、提出了美国国家关键技术 、 先进制造技术计划 、 敏捷制造与制造技术计划和下一代制造 ）等计划；在欧共体的尤里卡计划.信息技术研究发展战和第六届框架研究计划中与制造业信息化 技术相关的项目占有相当大的比重；日本的智能制造系统计划 ；英国的国家纳米技术计划等均将制造业技术列为重要研究内容。通过政府、企业、大学和科研院所的合作实施，这些计划大大促进了制造业信息化技术的发展，提升了各国制造业的国际竞争能力。1.2 国内现状近十多年来，国家有关部门有计划地部署了一系列国家级重点科技项目，有力地促进了我国制造业技术的发展与应用，如计划的主题和智能机器人主题；“九五”国家科技攻关计划的应用工程技术开发与应
5、用示范、精密成形与加工技术研发和应用示范、工业机器人产业化开发；总装备部在“九五”期间组织实施的我国武器装备先进制造技术的发展项目；航空、航天、兵器和机械等行业（部门）在“九五”期间组织实施的行业先进制造技术项目等。2000 年，在“九五”国家科技攻关计划当中，制造业技术方面有十多个相关重点项目完成了任务，这些项目为我国制造业技术的提升和高新技术的产业化做出了重要贡献。但由于我国工业化进程起步较晚，制造业的总体水平与国际发达国家相比还存在着阶段性差距。（1） 劳动力生产率及工业增加值率低（2） 低水平生产能力严重过剩，高水平生产能力不足（3） 技术创新能力十分薄弱，大部分技术及关键设备依赖进口
6、（4） 装备制造业规模较小，产业缺乏活力1.3 发展的特点现代制造业技术发展的主要特点可以概括为设计数字化、管理数字化、制造装备数字化、生产过程数字化和企业数字化。设计数字化技术是制造业信息化的重点之一，也是目前应用最广泛、研究最深入、效益最明显的领域。设计数字化技术是指产品设计手段与设计过程的数字化和智能化，包括产品设计数字化技术与过程设计数字化技术，前者的对象是产品，后者的对象则是产品的制造过程。管理数字化技术是指企业内外部管理的数字化、最优化和知识化。未来的制造企业管理技术的覆盖面、组成形式、经营模式、优化方法与技术、支撑平台与工具等都将发生很大的变化。在覆盖面方面，企业管理所涉及的范围
7、越来越广，系统集成度越来越高；在组织形式方面，面向过程的多功能项目组和跨企业的敏捷虚拟企业组织形式将成为发展的主流；在经营模式方面，适合未来全球化市场竞争和基于知识的新产品竞争的并行工程与敏捷虚拟企业管理模式、适合市场需求的个性化大批量定制生产模式等将是发展的主要趋势；在优化方法与技术方面，支持企业诊断与过程重组的企业模型及其建模方法、建模工具和仿真工具将进一步发展；在支撑平台与工具方面，未来的计算机网络、企业集成平台与集成框架、数据仓库与数据挖掘工具等将为企业管理信息系统提供高性能、强功能的技术支撑。制造装备数字技术实现了加工、装配的自动化和精密化，提高了产品的精度和加工、装配的效率，数字化
8、制造装备本质上是“数据驱动”和“软件控制”的自动化制造设备。数字化制造装备的普及应用引起了制造工艺装备的革命，导致了生产方式、管理体制、产品结构和产业结构的改变。生产过程数字化技术在获取生产流程中各种信息的基础上，将分散在不同地点的过程控制系统、生产调度系统和管理决策系统等有机地集成起来，通过对生产活动所需的各种信息的有机集成，形成一个集控制、监测、优化、调度、管理、经营和决策等功能于一体，并能适应各种生产环境和市场需求，高效益、高柔性的现代化企业综合自动化系统。企业数字化技术通过企业间的信息集成和过程集成实现了全球化环境下企业内外部资源的优化组合和最佳利用，促进了制造企业的业务过程、组织结构
9、与产品结构的调整。企业数字化技术的发展大致上经历了信息集成、过程集成和企业间集成等阶段，目前正在进入知识型企业和网络化制造阶段。2 制造业工程面临的主要任务（1） 突破一批重大关键技术，形成一批具有自主知识产权和市场竞争力的新产品。（2） 建立一批制造业信息化应用的示范企业和示范区域，并通过辐射和扩散效应提升我国制造业的核心竞争力。（3） 培育一批制造业信息化软件企业和制造业信息化咨询服务公司。（4） 培养锻炼一批人才，形成一支推进制造业信息化的基本人才队伍3 现代制造技术及其内涵 1-3现代制造技术，其内涵就是“制造技术”+“信息技术” + “管理科学” ，再加上相关的科学技术交融而形成的制
10、造技术。在制造的生产规模上，它从单件小批量一少品种大批量一多品种变批量发展；在生产方式上，呈现出从劳动密集型到设备密集型到信息密集型到知识密集型变化；在制造装备上，呈现出从手工到机械化到单机自动化到刚性自动线到秉性自动线到智能自动化；在制造技术和工艺方法上，表现为集工艺方法、工艺装备和工艺材料为一体的成套技术，使制造技术成为重视物流、检验、包装及储藏覆盖加工全过程的综合技术，不断发屁优质高效、低耗的工艺及加工方法，以取代落后工艺，不断吸收微电子、计算机和自动化等高新技术成果，并实现系统集成形成从单机到自动生产线等不同档次的自动化制造系统。现代制造技术引入工业工程和并行工程概念，强调系统化及其技
11、术和管理的集成，将技术和管理有机地结合在一起，并引入先进的管理模式，使制造技术及制造过程成为覆盖整个产品生命周期(设计、生产推备、加工制造、销售和维修，甚至再生回收)，包含物质流、能量流相信息流的系统工程。现代制造技术是多技术交融的技术，它适应并占领了现代制造业市场。我国这么一个大国，如果没有强大的现代制造业特别是装备制造业我国就不可能有独立自主的制造业与工业，即使制造业再大再多再好，也受制于人。21 世纪现代制造技术的发展趋势将是随着市场的全球化、竞争的激烈化、需求的个性化、生产的人性化面体现出的制造技术的信息化、服务化和高技术化。现代制造技术的内涵具体表现在以下几方面。3.1 信息化、数字
12、化制造技术信息、物质和能量是制造系统的三要素。随着计算机、自动化与通信网络技术在制造系统中的应用，信息的作用越来越重要。产品制造过程中的信息投入，已成为决定产品成本的主要因素。制造过程的实质是对制造过程中各种信息资源的采集、输入、加工和处理过程，最终形成的产品可看作是信息的物质表现，因此可以把信息看作是一种产业，包括在制造之中。3.2 精密与超精密加工技术精密加工、超精密加工技术、微型机械是现代制造技术发展的方向之一。精密和超精密加工技术包括精密和超精密切削加工、磨削加工、研磨加工以及特种加工和复合加工(如机械化学研磨、超声磨削和电解抛光等)三大领域。超精密加工技术已向纳米技术发展。纳米技术已
13、在纳米机械学、纳米电子学和纳米材料技术等领域得到了应用。目前，各国科学家正在进行微型机器人的研究，微型机器人可以潜人人体血管、脏器去疏通血管、诊治疾病。据国外预测，2l世纪将是微型机械电子技术和微型机器人的时代，因此有人将纳米技术与微型机械称为 21 世纪的核心技术。3.3 柔性自动化技术所谓柔性，是指个制造系统适应各种生产条件变化的能力，它与系统方案、人员和设备有关。系统方案的柔件是指加工不同零件的自由度。人员柔性是指操作人员能保证加工任务、完成数量和时间要求的适应能力。设备柔性是指机床能在短期内适应新零件的加工能力。柔性制造自动化的形式很多，如美国提出的敏捷制造，其主线就是高柔性生产。自动
14、化技术的成功应用，不但提高了效率，保证了产品质量，还可以代替人去完成危险场合的上作。对于批量较大的生产自动化，可适过机床自动化改装，应用自动机床、专用组合机床、自动生产线来完成。小批量生产自动化可通过NC、MC 、CAM 、CMS、CIM、IMS 等来完成。在未来的自动化技术实施过程中将更加重视人在自动化系统中的作用。3.4 现代集成制造技术现代集成制造技术包括技术的集成、管理的集成、技术与管理的集成，本质是知识的集成。现代制造技术就是制造技术、信息技术、管理科学与有关科学技术的集成。机电一体化技术就是现代技术集成的典型，它是检测传感技术、信息处理技术、自动控制技术、伺服传动技术以及精密机械技
15、术等多种技术的集成，这些技术与许多学科有关，是高技术装备的基础，如微电子制造装备，信息化、网络化产品及配套设备，仪器、仪表、医疗、生物和环保等高技术设备等特种加工技术及其装备是加工技术集成的典型如快速原型、激光加工、高能束加工和电加工等。企业集成是管理集成的典型，它包括生产过程的集成、产品全寿命周期过程的集成，包括企业内部的集成以及企业外部的集成。并行工程、敏捷制造、精良生产和计算机集成制造系统等都是集成制造技术的典型表现。制造与管理已经不可分割，管理的集成不可能不包含管理与技术的集成。3.5 网络化制造技术 4网络化制造技术是指用计算机网络，灵活而快速地组织社会资源，将分散在各地的生产设备资
16、源、智力资源和技术资源等，按资源优势互补的原则迅速地整合成一种跨地城的、靠网络联系的、统一指挥的制造、运营实体网络联盟，以实现网络化制造。网络化制造技术，使制造业走向整体化、有序化。实现网络化制造一方而取决于生产组织变革的需要，另一方而是生产技术发展的可能。现代制造业在巾场竞争中，而临多方压力，如采购成本不断提高，产品更新速度加快，市场需求不断变化，全球制造所带来的冲击日益加大，企业必须在生产组织上进行变革，抛弃传统的“小而全”与“大而全”这类“夕阳技术” ，集中力量在自己最有竞争力的核心业务上。企业通过网络，在产品设计、制造与生产管理乃至在企业整个业务流程中快速调集、有机整合与高效利用有关制造资源，实现制造过程与组织的分散化、网络化。网络化制造是由不同地线、组织上千等独立的多个企业，在谈判协商的基础上，建立密切合作关系，形成动态的。虚拟企业”成动态的“企业联盟” 。各企业致力于自己的核心业务，实现忧势互补，实现资源优化动态组合与共享。3.6 智能制造技术智能制造技
