先进制造技术篇（1） 随着 科学 技术的飞速发展和市场竞争日益激烈，越来越多的制造 企业 开始将大量的人力、财力和物力投入到先进的制造技术和先进的制造模式的 研究 和实施策略之中。改革开放以来，我国制造科学技术有日新月异的变化和发展，确立了 社会 主义市场 经济 体制，但与先进的国家相比仍有一定差距，为了迎接新的挑战，必须认清制造技术的发展趋势，缩短与先进国家的差距，使我国的产品上质量、上效率、上品种和上水平，以增强市场竞争力，因此，对制造技术及制造模式的研究和实施是摆在我们面前刻不容缓的重要任务，以实现我国机械制造业跨入世界先进行列。 一、机械制造业的发展趋势 先进的制造业是将物料、能源、设备、资金、技术、信息和人力等制造资源通过先进的制造技术、先进的管理技术和先进的制造过程转变成人类需求产品的行业。行业追求的目标是：高质量、高效率、高柔性、低成本、低劳动力、低消耗、品种多和规格全的产品，因此， 21世纪的机械制造技术的发展趋势体现在以下几个方面： （一）精密化 精密加工、特种加工、超精密加工技术、微型机械是 现代 化机械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。超精密加工技术己向纳米(l nm=10-3μm)技术发展。纳米技术己在纳米机械学、纳米 电子 学和纳米材料技术得到了 应用 。因此，它促进了机械科学、光学科学、测量科学和电子科学的发展。 （二）自动化 自动化技术自20世纪初出现以后，经历了由刚性自动化向柔性自动化的发展过程，自动化技术的成功应用，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工作。对于批量较大的生产自动化，可通过机床自动化改装、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、fms、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。 （三）信息化 信息、物质和能量是制造系统的三要素。产品制造过程中的信息投入，己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。为此一些企业开始利用 网络 技术、 计算 机联网、信息高速公路、卫星传递数据等实现异地生产。使生产分散网络化，以适应高柔性生产的需要。 （四）柔性化 随着科学技术的飞速发展和人民生活水平不断提高，促使产品更新换代的速度不断加快，这就要求现代企业必须具备一定的生产柔性来满足市场多变的需要。所谓柔性，是指一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。系统方案的柔性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。 （五）集成化 集成是综合自动化的一个重要特征。集成的作用是将原来独立运行的多个单元系统集成一个能协调工作的和功能更强的新系统。集成不是简单的连接，是经过统一规划设计， 分析 原单元系统的作用和相互关系并进行优化重组而实现的。集成化的目的是实现制造企业的功能集成，功能集成要借助现代管理技术、计算机技术、自动化技术和信息技术实现技术集成，同时还要强调人的集成，由于系统中不可能没有人，系统运行的效果与企业经营思想、运行机制、管理模式都与人有关，因此在技术上集成的同时，还应强调管理与人的集成。 （六）智能化 智能化是制造技术的发展趋势之一。智能制造技术(imt)是将人工智能融入制造过程的各个环节，在整个制造过程中贯彻智力活动，使系统柔性的方式集成起来，通过模拟人类专家的智能活动，取代或延伸制造系统中的部分脑力劳动，在制造过程中系统能自动监测其运行状态，在受到外界干扰或内部激励能自动调整其参数，以达到最佳状态和具备自组织能力。 二、先进的制造模式 机械制造业发展趋势表明，只有采用先进的制造技术并能实施在相匹配的制造模式中才能符合上述的趋势。制造模式是指企业体制、经营、管理、生产组织和技术系统的形态和运作模式。 （一）精良生产(lp)与独立制造岛(ami) 20世纪90年代美国麻省理工学院(mit)提出精良生产(lp)概念。它的特征是：（1）重视客户需求，以最快的速度和适宜的价格提供质量优良的适销新产品去占领市场，并向客户提供优质服务。（2）重视人的作用，强调一专多能，推行小组自治工作制，赋予每个工段有一定的独立自，运行企业文化。（3）精简一切生产中不创造价值的工作，减少管理层次，精简组织结构，简化产品开发过程和生产过程，减少非生产费用，强调一体化质量保证。（4）精益求精、持续不断的改进生产、降低成本、零废品、零库存和产品品种多样化。 独立制造岛是教授根据在引进先进技术的同时，必须改革生产组织的角度提出新的生产模式。独立制造岛的技术构思是：以gt为基础，以nc机床为核心，强调信息流的自动化和以人为中心的生产模式，它的特征是：组织、人员和技术三者的有机集成，面向车间、权力下放、综合治理，并以获取经济效益为主要目标。ami是发展 （二）敏捷制造与虚拟制造 美国通用汽车公司与里海大学于1988年提出了敏捷制造(am)，am是在不可预测的持续变化的竞争环境中取得繁荣成长，并具有能对客户需求的产品和服务驱动市场做出迅速响应的生产模式。am的特征是：（1）制造资源的集成性， 企业 间联作集成。充分发挥各企业的长处，针对限定市场的目标要求共同合作完成任务。（2）具有需求响应的快捷性和高度的制造柔性。制造柔性是指制造企业对市场要求迅速转产和能实现产品多品种变批量的快速制造。（3）充分发挥人的作用，不断提高企业职工素质和 教育 水平，优化人机功能分配。 虚拟制造(vm)是国际上提出的新概念。vm与am联系密切。vm的特征是：当市场新的机遇出现时，组织几个有关公司联作，把不同的公司，不同地点的工厂或车间重新组织协调工作。在运行之前必须 分析 组合是否最优，能否协调运行，以及投产后的效益和风险进行评估，这种联作公司称虚拟公司。虚拟公司在一定的环境和条件下通过虚拟制造系统运行，包括物理基础、 法律 保障、 社会 环境和信息技术。因此 研究 开发虚拟制造技术(vmt)和虚拟制造系统(vms)意义重大，美国称am为21世纪制造业 发展 战略。 （三）集成制造与智能制造 美国哈林顿博士在“ 计算 机和集成制造”一书中提出计算机和集成制造(cim)的概念。集成制造的核心 内容 是：制造企业从市场预测、产品设计、加工制造、经营管理直至售后服务是一个不可分割的整体，需要统筹考虑。整个制造过程的实质是信息采集、传递和加工过程，最终生产的产品可看作是信息的物质表现。集成是cim的核心，这种集成不仅是物的集成，更主要的是以信息集成为特征的技术集成和功能集成，计算机是集成的工具，计算机和辅助各单元技术是集成的基础，信息交换是桥梁，信息共享是关键。集成的目的在于制造企业组织结构和运行方式的合理化和最优化，以提高企业对市场变化的动态响应速度，并追求最高整体效益和长期效益。 智能制造(im)是美国出版研究im和ims书籍中首先提出的。它的特征是：在制造 工业 的各个环节的高度柔性与高度集成的方式，通过计算机和模拟人类专家的智能活动，进行分析、判断、推理、构思和决策，旨在取代或延伸制造环境中人的部分脑力劳动，并对人类专家的制造智能进行收集、存储、完善、共享、继承与发展。 三、存在差距和实施策略 改革开放以来，通过技术改造和引进国外先进制造技术，使我国的制造工业有了长足的进步，但和先进国家相比还存在很大差距，表现在：技改投入相对不足，原有技术基础和研究开发能力薄弱，制造业产品落后，技术水平低，信息含量少，更新换代慢，以及市场营销、经营管理、人才素质相对落后，缺乏国际竞争能力。面对这样形势，发展先进制造技术、实施先进的制造模式已经到了刻不容缓的地步。为了使我国的制造业站在世界先进行列，必须采取相适应的措施和策略。 （一）人才是关键。发展和推广先进的制造技术、实施先进的制造模式人才是关键。我国是社会主义市场 经济 体制，研究先进制造技术和先进的生产模式其根本目的是制造出有竞争力的产品去占领国内市场和国际市场， 科技 人员必须强化市场意识，因此人才的培养要注意市场导向。要有产业观念、企业观念、信息观念、竞争观念和效益观念。科技人员要懂得市场营销、经营管理和经济法。要拓宽学科领域，更新教育内容与 方法 ，培养一支了解和掌握机械工程 科学 的前沿技术人才，加速先进制造技术的推广和实施，为市场经济服务。 （二）加强政策与法规建设， 建立强有力的宏观调控机制。在市场经济环境下，国家仍应制订科学的制造产业规划和制造技术进步的总体规划，以及相应的法规政策。避免重复建设、重复生产和重复引进的事情发生，要尽可能减少和避免市场盲目竞争造成的损失。 （三）发展适应我国国情的生产模式。对于一些先进的制造技术和先进的制造模式，要根据我国现实存在的技术水平和能力向前发展，避免盲目的追求 目前 实施有一定困难的理想的先进科学制造技术。目前要积极发展适应我国国情的制造模式。 先进制造技术篇（2） 一.先进制造技术的特点 1.先进制造技术是面向21世纪的技术 先进制造技术是制造技术的最新发展阶段，是由传统的制造技术发展起来的，既保持了过去制造技术中的有效要素，又要不断吸收各种高新技术成果，并渗透到产品生产的所有领域及其全部过程。先进制造技术与现代高新技术相结合而产生了一个完整的技术群，它是具有明确范畴的新的技术领域，是面向21世纪的技术。 2.先进制造技术是面向工业应用的技术 先进制造技术并不限于制造过程本身，它涉及到产品从市场调研、产品开发及工艺设计、生产准备、加工制造、售后服务等产品寿命周期的所有内容，并将它们结合成一个有机的整体。先进制造技术的应用特别注意产生最好的实际效果，其目标是为了提高企业竞争和促进国家经济和综合实力的增长。目的是要提高制造业的综合经济效益和社会效益。 3.先进制造技术是驾驭生产过程的系统工程 先进制造技术特别强调计算机技术、信息技术、传感技术、自动化技术、新材料技术和现代系统管理技术在产品设计、制造和生产组织管理、销售及售后服务等方面的应用。它要不断吸收各种高新技术成果与传统制造技术相结合，使制造技术成为能驾驭生产过程的物质流、能量流和信息流的系统工程。 4.先进制造技术是面向全球竞争的技术 20世纪80年代以来，市场的全球化有了进一步的发展，发达国家通过金融、经济、科技手段争夺市场，倾销产品，输出资本。随着全球市场的形成，使得市场竞争变得越来越激烈，先进制造技术正是为适应这种激烈的市场竞争而出现的。因此，一个国家的先进制造技术，它的主体应该具有世界先进水平，应能支持该国制造业在全球市场的竞争力。 5.先进制造技术是市场竞争三要素的统一 在20世纪70年代以前，产品的技术相对比较简单，一个新产品上市，很快就会有相同功能的产品跟着上市。因此，市场竞争的核心是如何提高生产率。到了20世纪80年代以后，制造业要赢得市场竞争的主要矛盾已经从提高劳动生产率转变为以时间为核心的时间、成本和质量的三要素的矛盾。先进制造技术把这三个矛盾有机结合起来，使三者达到了统一。 二.先进机械制造技术的发展现状 近年来，我国的制造业不断采用先进制造技术，但与工业发达国家相比，仍然存在一个阶段性的整体上的差距。 1.管理方面 工业发达国家广泛采用计算机管理，重视组织和管理体制、生产模式的更新发展，推出了准时生产（JIT）、敏捷制造（AM）、精益生產（LP）、并行工程（CE）等新的管理思想和技术。我国只有少数大型企业局部采用了计算机辅助管理，多数小型企业仍处于经验管理阶段。 2.设计方面 工业发达国家不断更新设计数据和准则，采用新的设计方法，广泛采用计算机辅助设计技术（CAD/CAM），大型企业开始无图纸的设计和生产。我国采用CAD/CAM技术的比例较低。 3.制造工艺方面 工业发达国家较广泛的采用高精密加工、精细加工、微细加工、微型机械和微米/纳米技术、激光加工技术、电磁加工技术、超塑加工技术以及复合加工技术等新型加工方法。我国普及率不高，尚在开发、掌握之中。 4.自动化技术方面 工业发达国家普遍采用数控机床、加工中心及柔性制造单元（FMC）、柔性制造系统（FMS）、计算机集成制造系统（CIMS），实现了柔性自动化、知识智能化、集成化。我国尚处在单机自动化、刚性自动化阶段，柔性制造单元和系统仅在少数企业使用。 三.我国先进机械制造技术的发展趋势 1.全球化 一方面由于国际和国内市场上的竞争越来越激烈，例如在机械制造业中，国内外已有不少企业，甚至是知名度很高的企业，在这种无情的竞争中纷纷落败，有的倒闭，有的被兼并。不少暂时还在国内市场上占有份额的企业，不得不扩展新的市场；另一方面，网络通讯技术的快速发展推动了企业向着既竞争又合作的方向发展，这种发展进一步激化了国际间市场的竞争。这两个原因的相互作用，已成为全球化制造业发展的动力，全球化制造的第一个技术基础是网络化，网络通讯技术使制造的全球化得以实现。 2.网络化 网络通讯技术的迅速发展和普及，给企业的生产和经营活动带来了革命性的变革。产品设计、物料选择、零件制造、市场开拓与产品销售都可以异地或跨越国界进行。此外，网络通讯技术的快速发展，加速技术信息的交流、加强产品开发的合作和经营管理的学习，推动了企业向着既竞争又合作的方向发展。 3.虚拟化 制造过程中的虚拟技术是指面向产品生产过程的模拟和检验。检验产品的可加工性、加工方法和工艺的合理性，以优化产品的制造工艺、保证产品质量、生产周期和最低成本为目标，进行生产过程计划、组织管理、车间调度、供应链及物流设计的建模和仿真。虚拟化的核心是计算机仿真，通过仿真软件来模拟真实系统，以保证产品设计和产品工艺的合理性，保证产品制造的成功和生产周期，发现设计、生产中不可避免的缺陷和错误。 先进制造技术篇（3） 中图分类号：TU741 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）04（a）-0105-02 机械系统设计及制造技术是把机器看作具有特定功能的、相互间存在有机联系的统一体。机械系统设计从系统的观点来进行机器的设计，并从使用效果为终结点来制造，将会有利于机器设计及制造的创新性、多样化和综合最优化。 先进制造技术，简称AMT，即Advanced Manufacturing Technology，是美国于80年代提出。当时，各国制造业面临复杂多变的外部环境，传统的制造技术变得越来越不适应快速变化的环境，先进的制造技术，尤其是计算机技术和信息技术在制造业中广泛应用，美国根据本国制造业的挑战与机遇，为了加强其制造业的竞争能力和促进国民经济增长提出先进制造技术这一专有名词，一经提出，立即获得欧洲各国、日本及亚洲新兴工业化国家的响应。 先进制造技术是制造业不断吸收机械、电子、信息（计算机与通信、控制理论、人工智能等）、能源及现代化系统管理等方面的成果，并将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务乃至回收的制造全过程，以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产，提高对动态多变的产品市场的适应能力和竞争能力的制造技术的总称。 对先进制造技术的研究可分为四大领域，分别是：现代设计技术，先进制造工艺，自动化技术，系统管理技术。 现代设计技术是根据产品功能要求和市场竞争（时间、质量、价格等）的需要，应用现代技术科学知识，经过设计人员创造性思维、规划和决策，制定可以用于制造的方案，并使方案付诸实施的技术。现代设计技术使产品设计建立在科学工作者的基础上。随着科学工作者技术落后的不断发展，其设计范畴也不断地扩大，从单纯的产品设计扩展到全寿命周期设计，包括考虑环境因素的绿色设计；在设计的组织方式上，从传统的顺序设计方式过渡到并行设计方式；在设计手段上，从传统的手工设计向现代化计算机辅助设计过渡。 先进制造工艺技术是先进制造技术的核心和基础。它是机械制造工艺不断变化和发展后所形成的制造工艺技术，包括了常规工艺经优化后的工艺，以及不断出现和发展的新型加工方法。其主要技术体系由先进成形加工技术、表面工程技术等技术构成及先进制造加工技术。在此重点提一下快速原型制造技术。快速原型/零件制造（Rapid Prototype/Part Manufacturing，简称RPM）技术是20世纪后期起源于美国，并很快发展起来的一种先进制造技术，RPM技术是近20年来制造技术领域的一次重大突破。RPM技术是综合利用CAD技术、数控技术、材料科学、机械工程、电子技术及激光技术的技术集成以实现从零件设计到三维实体原型制造一体化的系统技术。RPM技术采用（软件）离散/（材料）堆积的原理而制造零件通过离散获得堆积的顺序、路径、限制和方式，通过堆积材料“叠加”起来形成三维实体。离散/堆积的工作过程由CAD模型开始，先将CAD模型离散化，沿某一方向（常取Z向）切成许多层面，即分层（属信息处理过程），然后在分层信息控制下顺序加工各片层并层层结合，堆积出三维零件，该零件作为CAD模型的物理体现与之对应，此为物理过程。RPM技术中，物理堆积过程具体是通过采用粘结、熔结、聚合作用或化学反应等手段，逐层可选择地固化树脂、切割薄片、烧结粉末、材料熔覆或材料喷洒等方式来实现的，从而快速堆积制作出所要求形状的零件（或模型）。各种RPM技术的过程流都包括CAD模型建立、前处理（如生成STL文件格式，将模型分层切片）、快速原型过程（原型制作）和后处理（如去除支架、清理表面、固化处理）等四个步骤。快速成形原理如（图1）示所示。 RPM技术的内涵即其成形机理和工艺控制与传统成形方式有很大差别，主要表现在：RPM不是使用一般意义上的模具或刀具，而是利用光、热、电等物理手段（其中激光是经常应用的）实现材料的转移与堆积；原型是通过堆积不断增大，其力学性能不但取决于成形材料本身，而且与成形中所施加的能量大小及施加方式有密切关系；在成形工艺控制方面，需要对多个坐标进行精确的动态控制。能量在成形物理过程中是一个极为关键因素，在以往的去除成形（切削磨削加工）和受迫成形（铸造锻压）中，能量是被动地供给的，一般无须对加工能量进行精确的预测与控制，而在离散/堆积类型的RPM中，单元体（分层体）制造中能量是主动地供给的，需要准确地预测与控制，对成形中的能量形式、强度、分布、供给方式以及变化等进行有效的控制，从而经由单元体的制造而完成成形。 目前，国外有几种典型和较成熟的商品化RPM技术，如光固化立体成形，叠层实体制造，选择性激光烧结，熔融沉积成形，三维印刷工艺等。 快速成型技术即可用于产品的概念设计、功能测试等方面，又可直接用于工件设计、模具设计和制造等领域，RPM技术在汽车、电子、家电、医疗、航空航天、工艺品制作以及玩具等行业有着广泛的应用。快速成型技术应用于产品加工时不用刀具，不需要前期投入专门安装，在逆向工程（Reverse Engineering）中有着广泛的应用。快速成型制造技术可实现低成本、高生产率和短周期的生产特点。从设计和工艺的角度出发可以设计形状复杂的零件，无需受时间、成本、可制造性方面的限制。 RPM技术系统的设计过程是一个创造性过程，同时也是一个不断完善的反复过程。进行系统设计时必须遵循两个基本原则。 （1）目标集中原则：在一个时间阶段内思考和解决的问题不能太多，否则会干扰主要问题的解决。 （2）满足目标原则：要求所设计出的新系统能满足系统的目标要求，使所设计的系统达到预期的目的。 （图2）为系统设计步骤的框图，表示了系统设计的概要内容。 在系统设计完成之后，对于结构和内容比较复杂的系统，为了进一步确定它的可信程度，往往采用系统仿真技术，对系统的各组成结构的性质及其相互关系建立具有一定逻辑关系和数学性质的仿真模型，根据仿真模型对系统进行定量分析，以获得鉴定所需的信息。 制造自动化技术是先进制造技术的重要组成部分，主要是指制造系统开放式智能体系结构优化与调度理论、生产过程和设备自动化技术以及产品研究与开发过程自动化技术等。它包括数控技术、工业机器人、柔性制造系统、计算机集成制造系统、传感技术、自动检测及信号识别技术、过程设备工况监测与控制等。系统管理技术包括先进制造生产模式、集成管理技术、生产组织方法等。 随着机械制造技术的不断深入发展，将会越来越多的融入更高的人工智能技术，这需要我们机械制造从业者和研究者投入更多的心血和精力。 结语 先进制造技术对于机械制造来说是一种革命，这种变革所带来的效果是非常巨大的，比如，应用了先进制造技术可以使普通机床成为数控机床乃至加工中心；但先进制造技术还需充分利用计算机技术、传感技术和可控驱动元件特性，以实现机械系统的现代化、智能化和自动化。 参考文献 [1] 翁世修，吴振华.机械制造技术基础[M].上海：上海交通大学出版社，2012. 先进制造技术篇（4） 摘要： 本文介绍了当今制造技术面临的问题，论述了先进制造的前沿科学，并展望了先进制造技术的发展前景。 关键词：问题； 先进制造技术； 前沿科学； 应用前景 论文 制造业是现代国民经济和综合国力的重要支柱，其生产总值一般占一个国家国内生产总值的20%~55%。在一个国家的企业生产力构成中，制造技术的作用一般占60%左右。专家认为，世界上各个国家经济的竞争，主要是制造技术的竞争。其竞争能力最终体现在所生产的产品的市场占有率上。随着经济技术的高速发展以及顾客需求和市场环境的不断变化，这种竞争日趋激烈，因而各国政府都非常重视对先进制造技术的研究。 1 当前制造科学要解决的问题 当前制造科学要解决的问题主要集中在以下几方面： （1）制造系统是一个复杂的大系统，为满足制造系统敏捷性、快速响应和快速重组的能力，必须借鉴信息科学、生命科学和社会科学等多学科的研究成果，探索制造系统新的体系结构、制造模式和制造系统有效的运行机制。制造系统优化的组织结构和良好的运行状况是制造系统建模、仿真和优化的主要目标。制造系统新的体系结构不仅对制造企业的敏捷性和对需求的响应能力及可重组能力有重要意义，而且对制造企业底层生产设备的柔性和可动态重组能力提出了更高的要求。生物制造观越来越多地被引入制造系统，以满足制造系统新的要求。 （2）为支持快速敏捷制造，几何知识的共享已成为制约现代制造技术中产品开发和制造的关键问题。例如在计算机辅助设计与制造(cad／cam)集成、坐标测量(cmm)和机器人学等方面，在三维现实空间(3-real space)中，都存在大量的几何算法设计和分析等问题，特别是其中的几何表示、几何计算和几何推理问题；在测量和机器人路径规划及零件的寻位(如localization)等方面，存在c-空间 (配置空间configuration space)的几何计算和几何推理问题；在物体操作(夹持、抓取和装配等)描述和机器人多指抓取规划、装配运动规划和操作规划方面则需要在旋量空间(screw space)进行几何推理。制造过程中物理和力学现象的几何化研究形成了制造科学中几何计算和几何推理等多方面的研究课题，其理论有待进一步突破，当前一门新学科--计算机几何正在受到日益广泛和深入的研究。 （3）在现代制造过程中，信息不仅已成为主宰制造产业的决定性因素，而且还是最活跃的驱动因素。提高制造系统的信息处理能力已成为现代制造科学发展的一个重点。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、集成与融合呈现出立体性、信息度量的多维性、以及信息组织的多层次性。在制造信息的结构模型、制造信息的一致性约束、传播处理和海量数据的制造知识库管理等方面，都还有待进一步突破。 （4）各种人工智能工具和计算智能方法在制造中的广泛应用促进了制造智能的发展。一类基于生物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求解技术领域中，受到越来越普遍的关注，有望在制造中完成组合优化问题时的求解速度和求解精度方面双双突破问题规模的制约。制造智能还表现在：智能调度、智能设计、智能加工、机器人学、智能控制、智能工艺规划、智能诊断等多方面。 这些问题是当前产品创新的关键理论问题，也是制造由一门技艺上升为一门科学的重要基础性问题。这些问题的重点突破，可以形成产品创新的基础研究体系。 2 现代机械工程的前沿科学 不同科学之间的交叉融合将产生新的科学聚集，经济的发展和社会的进步对科学技术产生了新的要求和期望，从而形成前沿科学。前沿科学也就是已解决的和未解决的科学问题之间的界域。前沿科学具有明显的时域、领域和动态特性。工程前沿科学区别于一般基础科学的重要特征是它涵盖了工程实际中出现的关键科学技术问题。 超声电机、超高速切削、绿色设计与制造等领域，国内外已经做了大量的研究工作，但创新的关键是机械科学问题还不明朗。大型复杂机械系统的性能优化设计和产品创新设计、智能结构和系统、智能机器人及其动力学、纳米摩擦学、制造过程的三维数值模拟和物理模拟、超精度和微细加工关键工艺基础、大型和超大型精密仪器装备的设计和制造基础、虚拟制造和虚拟仪器、纳米测量及仪器、并联轴机床、微型机电系统等领域国内外虽然已做了不少研究，但仍有许多关键科学技术问题有待解决。 信息科学、纳米科学、材料科学、生命科学、管理科学和制造科学将是改变21世纪的主流科学，由此产生的高新技术及其产业将改变世界的面貌。因此，与以上领域相交叉发展的制造系统和制造信息学、纳米机械和纳米制造科学、仿生机械和仿生制造学、制造管理科学和可重构制造系统等会是21世纪机械工程科学的重要前沿科学。 2．1 制造科学与信息科学的交叉--制造信息科学 机电产品是信息在原材料上的物化。许多现代产品的价值增值主要体现在信息上。因此制造过程中信息的获取和应用十分重要。信息化是制造科学技术走向全球化和现代化的重要标志。人们一方面对制造技术开始探索产品设计和制造过程中的信息本质，另一方面对制造技术本身加以改造，以使得其适应新的信息化制造环境。随着对制造过程和制造系统认识的加深，研究者们正试图以全新的概念和方式对其加以描述和表达，以进一步达到实现控制和优化的目的。 与制造有关的信息主要有产品信息、工艺信息和管理信息，这一领域有如下主要研究方向和内容： (1) 制造信息的获取、处理、存储、传递和应用，大量制造信息向知识和决策转化。 (2) 非符号信息的表达、制造信息的保真传递、制造信息的管理、非完整制造信息状态下的生产决策、虚拟管理制造、基于网络环境下的设计和制造、制造过程和制造系统中的控制科学问题。 这些内容是制造科学和信息科学基础融合的产物，构成了制造科学中的新分支--制造信息学。 2．2 微机械及其制造技术研究 微型电子机械系统(mems)，是指集微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路、接口电路、通信和电源于一体的完整微型机电系统。mems技术的目标是通过系统的微型化、集成化来探索具有新原理、新功能的元件和系统。mems的发展将极大地促进各类产品的袖珍化、微型化，成数量级的提高器件与系统的功能密度、信息密度与互联密度，大幅度地节能、节材。它不仅可以降低机电系统的成本，而且还可以完成许多大尺寸机电系统无法完成的任务。例如用尖端直径为5μm的微型镊子可以夹起一个红细胞；制造出3mm大小能够开动的小汽车；可以在磁场中飞行的像蝴蝶大小的飞机等。mems技术的发展开辟了技术全新的领域和产业，具有许多传统传感器无法比拟的优点，因此在制造业、航空、航天、交通、通信、农业、生物医学、环境监控、军事、家庭以及几乎人们接触到的所有领域中都有着十分广阔的应用前景。 微机械是机械技术与电子技术在纳米尺度上相融合的产物。早在1959年就有科学家提出微型机械的设想，1962年第一个硅微型压力传感器问世。1987年美国加州大学伯克利分校研制出转子直径为60~120μm的硅微型静电电动机，显示出利用硅微加工工艺制作微小可动结构并与集成电路兼容制造微小系统的潜力。微机械技 术有可能像20世纪的微电子技术那样，在21世纪对世界科技、经济发展和国防建设产生巨大的影响。近10年来，微机械的发展令人瞩目。其特点如下：相当数量的微型元器件(微型结构、微型传感器和微型执行器等)和微系统研究成功，体现了其现实的和潜在的应用价值；多种微型制造技术的发展，特别是半导体微细加工等技术已成为微系统的支撑技术；微型机电系统的研究需要多学科交叉的研究队伍，微型机电系统技术是在微电子工艺的基础上发展的多学科交叉的前沿研究领域，涉及电子工程、机械工程、材料工程、物理学、化学以及生物医学等多种工程技术和科学。 目前对微观条件下的机械系统的运动规律，微小构件的物理特性和载荷作用下的力学行为等尚缺乏充分的认识，还没有形成基于一定理论基础之上的微系统设计理论与方法，因此只能凭经验和试探的方法进行研究。微型机械系统研究中存在的关键科学问题有微系统的尺度效应、物理特性和生化特性等。微系统的研究正处于突破的前夜，是亟待深入研究的领域。 2．3 材料制备／零件制造一体化和加工新技术基础 材料是人类进步的里程碑，是制造业和高技术发展的基础。每一种重要新材料的成功制备和应用，都会推进物质文明，促进国家经济实力和军事实力的增强。21世纪中，世界将由资源消耗型的工业经济向知识经济转变，要求材料和零件具有高的性能以及功能化、智能化的特性；要求材料和零件的设计实现定量化、数字化；要求材料和零件的制备快速、高效并实现二者一体化、集成化。材料和零件的数字化设计与拟实仿真优化是实现材料与零件的高效优质制备／制造及二者一体化、集成化制造的关键。一方面，通过计算机完成拟实仿真优化后可以减少材料制备与零件制造过程中的实验性环节，获得最佳的工艺方案，实现材料与零件的高效优质制备／制造；另一方面，根据不同材料性能的要求，如弹性模量、热膨胀系数、电磁性能等，研究材料和零件的设计形式。进而结合传统的去除材料式制造技术、增加材料式覆层技术等，研究多种材料组分的复合成形工艺技术。形成材料与零件的数字化制造理论、技术和方法，如快速成形技术采用材料逐渐增长的原理，突破了传统的去材法和变形法机械加工的许多限制，加工过程不需要工具或模具，能迅速制造出任意复杂形状又具有一定功能的三维实体模型或零件。 2．4 机械仿生制造 21世纪将是生命科学的世纪，机械科学和生命科学的深度融合将产生全新概念的产品(如智能仿生结构)，开发出新工艺(如生长成形工艺)和开辟一系列的新产业，并为解决产品设计、制造过程和系统中一系列难题提供新的解决方法。这是一个极富创新和挑战的前沿领域。 地球上的生物在漫长的进化中所积累的优良品性为解决人类制造活动中的各种难题提供了范例和指南。从生命现象中学习组织与运行复杂系统的方法和技巧，是今后解决目前制造业所面临许多难题的一条有效出路。仿生制造指的是模仿生物器官的自组织、自愈合、自增长与自进化等功能结构和运行模式的一种制造系统与制造过程。如果说制造过程的机械化、自动化延伸了人类的体力，智能化延伸了人类的智力，那么，"仿生制造"则可以说延伸了人类自身的组织结构和进化过程。 仿生制造所涉及的科学问题是生物的"自组织"机制及其在制造系统中的应用问题。所谓"自组织"是指一个系统在其内在机制的驱动下，在组织结构和运行模式上不断自我完善、从而提高对于环境适应能力的过程。仿生制造的"自组织"机制为自下而上的产品并行设计、制造工艺规程的自动生成、生产系统的动态重组以及产品和制造系统的自动趋优提供了理论基础和实现条件。 仿生制造属于制造科学和生命科学的"远缘杂交"，它将对21世纪的制造业产生巨大的影响。 仿生制造的研究内容目前有两个方面： 2．4．1 面向生命的仿生制造 研究生命现象的一般规律和模型，例如人工生命、细胞自动机、生物的信息处理技巧、生物智能、生物型的组织结构和运行模式以及生物的进化和趋优机制等； 2．4．2 面向制造的仿生制造 研究仿生制造系统的自组织机制与方法，例如：基于充分信息共享的仿生设计原理，基于多自律单元协同的分布式控制和基于进化机制的寻优策略；研究仿生制造的概念体系及其基础，例如：仿生空间的形式化描述及其信息映射关系，仿生系统及其演化过程的复杂度计量方法。 机械仿生与仿生制造是机械科学与生命科学、信息科学、材料科学等学科的高度融合，其研究内容包括生长成形工艺、仿生设计和制造系统、智能仿生机械和生物成形制造等。目前所做的研究工作大多属前沿探索性的工作，具有鲜明的基础研究的特点，如果抓住机遇研究下去，将可能产生革命性的突破。今后应关注的研究领域有生物加工技术、仿生制造系统、基于快速原型制造技术的组织工程学，以及与生物工程相关的关键技术基础等。 3 现代制造技术的发展趋势 20世纪90年代以来，世界各国都把制造技术的研究和开发作为国家的关键技术进行优先发展，如美国的先进制造技术计划amtp、日本的智能制造技术（ims）国际合作计划、韩国的高级现代技术国家计划(g--7)、德国的制造2000计划和欧共体的esprit和brite-euram计划。 随着电子、信息等高新技术的不断发展，市场需求个性化与多样化，未来现代制造技术发展的总趋势是向精密化、柔性化、网络化、虚拟化、智能化、绿色集成化、全球化的方向发展。 当前现代制造技术的发展趋势大致有以下九个方面： (1) 信息技术、管理技术与工艺技术紧密结合，现代制造生产模式会获得不断发展。 (2) 设计技术与手段更现代化。 (3) 成型及制造技术精密化、制造过程实现低能耗。 (4) 新型特种加工方法的形成。 (5) 开发新一代超精密、超高速制造装备。 (6) 加工工艺由技艺发展为工程科学。 (7) 实施无污染绿色制造。 先进制造技术篇（5） 二、加强对工艺技术人员的管理与监督，实现工艺标准化 机械制造企业的发展过程中，既要加大对工艺设计应用的技术支持，也要更加严格的对工艺技术人员的工作进行管理和监督，制定产品的质量的生产全过程追溯制度及产品的加工工艺设计应用步骤要求的会商制度，严格防止有残次品、质量过差产品的出现。生产工艺标准化是现代机械制造企业重点发展的目标，也是工艺技术工作的基本要求。工艺标准化工作是对现代机械制造企业的一个整体要求。工艺标准化工作不仅仅是工艺要达到标准要求，它包含整个企业的管理、纪律、以及加工的水平等都要达到标准要求。工艺标准化工作涉及到很多在工艺加工过程中的要求，这些要求都是根据以往加工过程中出现的问题和缺点来制定的。 三、现代机械制造工艺是实现制造技术创新的方向 市场经济的竞争实质是先进制造技术的竞争。先进制造技术是现代技术创新与工艺技术进步的典型代表，不仅体现了应用信息技术与系统管理技术的完美结合，更是新型制造单元技术创新的集成化。现代先进制造技术以优质、节能、环保、经济、高效为中心，在逐渐向基础制造工艺扩展。第一，先进制造技术已经被大范围的运用到机械制造领域，促进了机械制造工艺的进步，并对其他相关产业也有积极影响。第二，机械制造工艺不断革新，其重点内容又是先进制造技术。所以，先进制造技术和机械制造工艺的关系是相互促进，产品和制造工艺的设计可以采用一系列工具（例如计算机辅助设计（CAD））以及工艺过程建模和仿真等。生产设施与装备、技术应用与优化、工具选用与工艺改进，甚至整个制造企业都可以采用先进技术进行有效地设计。虚心汲取国外先进制造技术，关注机械制造技术自身创新，合理采用先进制造技术。强化先进制造技术过程，全面开发包括技术装备、生产技术、管理体制、市场观念及人员调配等环节。通过积极的汲取过程不断丰富我们自身的制造技术，探索出最符合企业自身发展需要的先进制造技术，并带动相关制造业打下坚实基础。 四、推进绿色制造工艺、创新生产力的生产过程 先进制造技术“以人为本”的理念及对各种技术资源合理且有效地利用，保证产品能达到应有的性能和要求、产品具有良好的经济性等，这就使得先进制造技术所体现的绿色制造具备重大的经济价值和社会价值。绿色制造，是指全面考虑环境和资源因素，从原材料的选择、设计，生产的初加工、精细加工与装配，销售、使用和维修，直到报废回收再利用等产品在整个生命周期中对环境的负面影响最小，对资源的消耗量最少，对环境的污染最小，并使企业经济效益和社会效益协调优化的现代制造模式。根据绿色制造的根本原则，综合考虑在机械产品生命周期中的技术、环境以及经济性等各种因素，机械制造工艺实现绿色制造，应着重考虑机械绿色设计建模；机械材料的选择；机械产品的可拆卸性设计；机械产品的可回收性设计；机械产品的成本设计；机械产品使用的安全保护设计；机械产品设计数据库和知识库的建立等方面的技术工艺设计。 五、机械制造工艺技术创新是实现绿色制造的保证 1、净成形制造工艺技术应用与创新。净成形制造可以节约传统毛坯制造时的能耗、物耗，大大减少了产品的制造周期和生产费用；2、干式加工工艺技术应用与创新。干式加工不仅简化了工艺、减少成本，同时还消除了冷却液带来的如废液排放和回收等一系列问题；3、工艺模拟技术应用与创新。运用计算机大数据技术，将形状构造的物理模拟，性能指标的数值模拟以及专家系统相结合，获取并确定最佳工艺参数并优化工艺方案，预测并验证加工过程中可能产生的缺陷和防止措施，有效控制并保证加工工件的质量；4、虚拟制造技术应用与创新。在虚拟制造环境下生成软产品模型来代替传统的硬样品进行实验，对其性能、可制造性及质量控制进行预测和评估，减少实型制造成本；5、废弃物回收利用技术的创新，实现生产方式从开式循环模式变为闭式循环模式转变。 先进制造技术篇（6） 【Abstract】This paper presents the key feature of advanced manufacturing technology. The relationship of advanced manufacturing technology and digital technology were discussed. The status and development of the digital technology and advanced manufacturing technology were analyzed. Pointing out that digital manufacturing is the core technology of the advanced manufacturing technology. Several key technologies in the digital manufacturing system were specifically discussed. 【Keywords】Digital technology； Advanced Manufactories Technology； Mechanical Manufacture； Informatization 1 先进制造技术的含义 先进制造技术AMT（Advanced Manufactories Technology）是指以提高制造企业综合效益为目的，综合利用信息、能源、环保等高新技术以及现代系统管理技术，对传统制造过程中及产品的整个寿命周期中的使用、维护、回收、利用等有关环节进行研究并发行的所有适用技术的总称[1-2]。 相对传统制造技术，数字化制造技术是一项融合数字化技术和制造技术，且以制造工程科学为理论基础的重大的制造技术革新，是先进制造技术的核心。数字化先进制造是在计算机和网络技术与制造技术的不断融合、发展和广泛应用的基础上诞生的。它是对制造过程进行数字化的描述，将制造信息采用数字化的表征、存储、处理、传递和加工，从而在数字空间中完成产品的制造过程[3-6]。 2 数字化是先进制造技术的基础 2.1 先进制造技术的基本特征 先进制造技术包括以下五个基本特征。 （1）先进性。制造工艺作为先进制造技术的基础，必须是经过优化的先进工艺。先进制造技术的基础必须是优质、高效、低耗、清洁工艺，它从传统制造工艺发展起来，并与新技术实现了局部或系统集成。 （2）通用性。先进制造技术不是单独分割在制造过程的某一环节，它覆盖了产品设计、生产设备、加工制造、销售使用、维修服务，甚至回收整个过程。 （3）系统性。随着微电子、信息技术的引入，先进制造技术的驾驭信息生成、采集、传递、反馈、调整的信息流动过程。先进制造技术是可以驾驭生产过程的物质流、能量流和信息流的系统工程。 （4）集成性。先进制造技术由于专业、学科间的不断渗透、交叉、融合，界限逐渐淡化甚至消失，技术趋于系统化、集成化，已发展成为集机械、电子、信息、材料和管理技术为一体的新兴交叉学科。 （5）技术与管理的更紧密结合。对市场变化做出更敏捷的反应及对最佳技术经济效益的追求，使先进制造技术十分重视生产过程组织管理体制的合理化和最佳化。 2.2 基于数字化的先进制造技术 数字化制造技术符合先进制造技术的上述五个基本特征。先进制造技术时代是数字化信息的时代，数字化技术是数字的生产、采集、存贮、变换、传递、处理及广泛利用的新兴科技领域。制造业从50年代数控机床的发明，标志着机械制造业向着数字化走出了第一步，随后制造信息化沿着三个方面推进，一是现场生产方面，如：NC/CNC/DNC/PLC/FMS/AC等；二是产品和工艺设计方面，如APT/CAD/CAM/CAE等；三是生产管理和集成方面，如MRP/PDM/ERP/CIMS等。可以说信息技术改变了当代制造业的面貌。 3 数字化是先进制造技术发展的核心 3.1 数字化先进制造的核心技术 数字化是先进制造技术的核心，它是在计算机和网络技术与制造技术的不断融合、发展和广泛应用的基础上诞生的。数字化先进制造主要包括以下几个核心技术[4，6]： （1）制造过程的建模与仿真。制造过程的建模与仿真是在一台计算机上用解析或数值的方法表达或建模制造过程，建模通常基于制造工艺本身的物理和化学知识，并为实验所验证。 （2）网络化敏捷设计与制造。利用快速发展的网络技术，改善企业对市场的响应性。我国企业向国际接轨就必须在此领域开展研究，尽快掌握并赶上国外先进水平。 （3）虚拟产品开发。虚拟产品开发有四个核心要素：数字化产品和过程模型、产品信息管理、高性能计算与通讯和组织、管理的改变。 3.2 数字化对先进制造技术的实现 （1）数字制造的全球实现―网络制造。随着数字化技术、计算机网络技术及交通运输事业的迅速发展，这些企业可利用协同工作技术，在一定的时间、一定的空间内，利用计算机网络，小组成员共享通过数字网络在企业内部传递的知识与信息。 （2）数字制造的动态联盟―敏捷制造。为实现高增值、高产品质量及优质服务，只有借助于高性能计算机和高速网络，在数字化环境中，充分利用其他企业制造过程的信息流和数据库等有用的数字化资源，才能对变化市场做出快速的响应。对于某些产品一个企业不可能快速、经济地独立开发和制造其全部，必须根据任务，由一个公司的某些部门或不同公司按资源、技术和人员的最优配置。于是，一种以数字制造为平台的先进制造技术即数字制造的动态联盟―敏捷制造崭露头角。 （3）数字制造的计算机实现―虚拟制造。数字化表征与传递、建模与仿真是数字制造的核心科学问题。这种能实现制造形状与过程的数字化表征、非符号化制造知识的表征、制造信息的可靠获取及其传递的、由整个制造信息形成的数字空间，为计算机和计算机网络的应用提供了用武之地。 （4）数字制造的快速实现―快速原型制造。制造业面临两个重要的挑战：一是要大大减少开发时间，二是产品的个性化。虽然计算机辅助设计和制造（CAD和CAM）已在很大程度上改善了传统的产品设计和制造方法，但在计算机辅助设计和计算机辅助制造集成实践过程中仍有许多障碍。 虚拟制造技术在计算机上实现了产品实际的制造过程，对缩短产品开发的周期、减少开发费用、提高市场竞争能力做出了重大贡献。通过长期的探索与实践，催生了制造技术上的又一次新的变革―快速成型制造技术。 （5）数字制造的环保化实现―绿色设计与制造。制造业为人类的繁荣昌盛做出了巨大贡献的同时，每年产生了近55亿吨的无害废品和7亿吨的有害废品。因此，为了有效地保护环境，一定要在制造的各个阶段进行污染控制。有必要使用能在各个阶段评估环境被影响的后果的工具和方法学来支持设计和制造，一种具有意识的先进制造技术―绿色设计与制造ECD&M （EnvironmentallyConscious Design and Manufacturing ）。 4 数字化是先进制造技术发展的未来 目前，计算机和网络已成为制造业企业的基础环境和重要手段，目前世界500强企业无一例外地建立了内部网。制造业在知识经济到来时呈现明显的信息化趋势，可以说信息技术在促进当代制造业发展过程中的作用是第一位的，信息技术将在更深层次上渗透和改造传统制造业。 当前，数字化制造正在深入发展，其主要趋势呈以下四点： （1）由二维向三维的转变―形成以MBD/MBI（Model Based Definition，MBD 基于模型的定义/Model-BasedInstructions，MBI基于模型的作业指导书）为核心的设计与制造。MBD是用集成的三维实体模型来完整的表达产品生命周期各阶段的产品定义技术标准，为设计人员服务，解决的是要制造什么的问题；MBI是以三维模型表达的车间工作规范和方法，为加工、装配、检测人员服务，解决的是怎么制造的问题。MBD/MBI技术将使工程技术人员从繁琐的二维图纸和表格文化中解放出来，可将更多精力转移到需求分析和产品创新研发上。 （2）真正并行和协同的实现-数字化制造中的直观可视化工作环境以及建模和仿真技术，为并行和协同工作提供了友好的协同工作环境及有效的实验验证手段和评估优化工具。数字化制造是制造业信息化发展的新阶段，也是目前制造业的重要发展方向，如精密化、智能化、网络化、极端化等，无一不与数字化制造技术的发展密切相关。 （3）数字化装配与维修的应用―装配是产品生命周期中的重要环节。虚拟现实技术（VR， Virtual Reality）的发展为解决装配序列规划和装配性能仿真提供新的思路和方法，虚拟装配技术可在无物理样机的情况下对产品可装配性、可拆卸性、可维修性和装配过程中的装配精度、装配性能等进行分析、预测和验证，并支持面向生产现场的装配工艺过程的动态仿真、规划与优化。目前虚拟装配技术已从简单的几何装配正朝着考虑精度、物性、过程、环境等多方面因素的装配技术方向发展，这是推进虚拟装配技术实用化发展的重要一步。 （4）数字化车间与数字化工厂―数字化工厂是数字化制造技术在车间和和工厂集成应用和高效运营的全新生产模式。它在三维工艺过程、工艺装备、生产线布局和生产管理综合优化和集成的基础上，实现产品在工厂、车间和生产线上由设计到制造的数字化执行、管理和控制问题，是实现企业挖潜和增效的最有效形式。目前，生产线建模仿真技术和车间布局规划已日益受到重视，它为高效物流实施以及精益生产、可重构制造、单元化制造等先进制造模式提供科学分析工具，尤其对多品种、变批量和混线生产等复杂生产模式具有重要指导意义。 5 结束语 先进制造技术是改造传统制造业的有效手段，为了有效地在我国利用先进制造技术改造传统制造业，需要明确研究、开发和应用先进制造技术的重点。综观以上先进制造技术的现状和发展，可以看出数字制造实为先进制造技术的核心技术，是实施其他先进制造技术的平台。 数字化先进制造技术是席卷全球的数字化浪潮中的重要一环，其本质是支持数字化或信息化制造业的技术。充分运用当代数字化技术，大力发展数字化先进制造技术符合本世纪制造业的发展趋势。 【参考文献】 [1]杨叔子，吴波，李斌. 再论先进制造技术及其发展趋势[J].机械工程学报，2006，42（1）：5-8. [2]江征风，吴华春.以数字制造为基础的先进制造技术[J].组合机床与自动化加工技术，2005，6：5-7. [3]张训杰，童伟国，陈林静，胡金泽.先进制造技术与数字化制造[J].装备制造技术，2007，11：106-107. 先进制造技术篇（7） 一、引言八十年代以来，顾客对产品的需求从单一型向多样型转变，国际市场的竞争日趋激烈。据国外的调查表明，企业之间的竞争焦点已从价格因素向柔性、质量、对市场变化的快速响应等非价格因素转移[1]。随着世界工业市场竞争的不断加剧，为了生存和发展，越来越多的企业认识到实施先进制造技术的重要性，并已经开始引进和实施AMT[2]。在AMT的研究和应用不断取得成功的同时，也有许多企业发现AMT带来的效益并不如所期望的那么大，甚至还有许多失败的例子摆在人们面前。影响先进制造技术成功应用的因素有很多，其中一个重要的因素是产品的质量。 传统的统计过程质量控制基于休哈特控制图，监测控制同一产品的同一质量特征的变化规律，使之满足精度并保持稳定，在刚性自动化大生产中得到了广泛的应用，并取得了巨大的经济效益[3]。但是，在小批量生产方式占主导地位的AMT生产环境下，传统的统计模型无法得到足够的数据来建立统计控制关系。因此，传统的SPQC却不能直接被应用在AMT生产环境下，SPQC需要一种新的指导思想。对此，国内外均做了一些研究[4-8]，提出一些解决方案，但均没能在根本上解决数据不足的问题。 此外，在先进制造系统中还存在对控制图的识别问题。传统的生产环境下控制图是否处于统计控制状态下，是由人对控制图进行统计状态的识别。在AMT生产环境下如果继续沿用这种方法，一方面影响信息反馈的及时性，另一方面工人一直监视控制图会提高工作强度，降低他们的工作效率。利用模式识别算法对控制图自动识别，就可以很好地解决这两方面的问题。有一些工序的失控状态很容易用普通算法识别，例如控制变量超出控制界限以及连续的上升和下降的趋势。然而对于小波动的持续上升或下降或者是循环变化趋势，则难以用普通方法进行判断。由于神经计算技术的发展，许多以前计算量很大并耗时较长的问题得到了解决，模式识别就是其中的一项。考虑到在AMT生产模式中计算机化是基本条件之一，而且生产环境中的计算机只是利用已经训练好的程序运行识别算法，不需要太大的计算量。因此，利用神经网络对控制图的异常模式进行识别是非常合适的。 基于以上讨论，本文提出了基于等效工序能力的统计过程控制方法，并给出了统计变量的计算方法。而且，以这种统计方法所得到的控制图的变化趋势为研究对象，采用人工神经网络理论设计了控制图异常状态的自动识别软件。 二、基于等效工序能力的统计过程质量控制方法 1.等效工序能力控制的理论基础现代统计过程质量控制的出发点是在事前控制加工过程，使其处于正常状态；而不是在事后通过检验的方法控制次品的扩散。进行的是“过程控制”而不是“产品控制”。总的来说，只要是无显著差异的5M1E[9]环境下生产出来的产品的质量特征值（不一定为同类产品）偏离期望值的正常波动服从的分布。等效工 序能力控制图通过对的标准化变换，使得等效工序能力控制图的控制界限不随质量特征的不同

而变化，使统计变量成为服从标准正态分布的无量纲量的随机变量，达到利用历史数据的目的。不同的统计变量的转换方法不同，但其基本理论可以由下式表达： (1) 式(1)是对的标准化，新得到的统计变量T为服从标准正态分布的无量纲量随机变量，控制界限 在给定第一类统计错判的容许概率的情况下固定不变。这样在等效工序能力下，不同产品的质量特征以及同一产品的不同质量特征就能够通过标准化变换利用同一种统计方法分析，实现不同但相关的统计特征之间的统计关系，达到充分利用一台机床的历史数据和部分相关数据的目的，实现在中小批量生产中对加工工序的统计过程质量控制。 2.x-Rs控制方法统计变量的计算基于以上思想，本文改进了传统的单值-移动极差控制图，利用这种控制图实现了对多品种、小批量生产过程的统计过程质量控制。 传统的单值－移动极差控制图是用所有数据的均值作为的估计值，故只有在数据全部收集后才 能进行控制图的绘制和分析，而在实际生产中，数据是一批一批或一个一个获得的。因此改进的单值－移动极差控制图在获得第i个数据后，为充分利用已知信息，用过去i-1个数据来计算控制界限和统计变量。并通过统计变换，消去统计变量中的平均值和整体方差，实现对质量信息的充分利用。 (1)单值控制变量的计算 改进的单值变量在每个控制点，利用进行判别。 因为，由正态过程平均值的抽样分布性质可知： 由正态过程的可加性和正态过程的标准化变换得到： 因为总体标准差未知，故必须消去表达式中的。由标准差的抽样分布的性质可知： 根据student-t分布的定义得到： 化简后得到： (2) 上式表明，服从自由度为i－2的student-t分布，对于给定的显著性水平，由student-t分布找出满足下式的控制界限值使得： 但由于在给定下，随着n的变化而变化，因此首先作自由度为i－2的student-t分布概率密度积分得（p(t)为t分布概率密度函数），然后对积分值进行反标准正态变换得到单值控制图的统计变量。 (3) 此时统计变量根据给定的第一类统计错判的容许概率，由标准正态分布找出满足下式的控制界限： 如果把某次检测的数据代入上式中，使或一段时间内值的排列出现异常趋势则意味着工 序已发生了变化，反之则工序处于统计控制状态。 (2)移动极差控制变量的计算 因为：且 则可知在生产过程没有显著变异的情况下的特征分布规律服从于的正态分布规律。 星空体育 所以，由正态过程的基本性质可得 且由特征分布的定义可以得到： 由特征分布的概念可以得到： (4) 由于在给定第一类统计错判的容许概率的情况下，随着i的变化而变化，为此特做以下变换。自由 度为的F分布的概率密度积分为，其值为0到1之间，对进行反标准正态变换得到移动极 差控制图的统计变量： (5) 用T2作为统计变量，新的控制图的中心线为0，如采用3原则时，其上下控制界限就是+3和-3。至此，以T1和T2为统计控制变量，就可画出改进的单值－移动极差控制图了。控制图的中心线为0，上下控制界限根据给定的第一类统计错判的容许概率计算，不再随样本大小和物理特征的变化而变化。 三、异常模式自动识别本研究将前馈型的反向传播神经网络算法用于AMT质量控制中的异常模式自动识别，采用离线训练与在线识别相结合的方法，建立了一个三层的神经网络。该网络的输入是经过预处理的二进制数，输出是一种特定的控制图表现趋势。网络由输入层、隐层和输出层组成。输入层有i个结点，每个结点代表控制图上按顺序排列的一个质量特征，数值为特征点在控制图上的位置。输出层有o个结点，结点输出值为1或0，代表了o种不同的控制图异常趋势。隐层结点数为h，本文采用实验分析的方法确定隐层结点数。整个网络的结点数为i+h+o。 人工神经网络的学习算法为有教师的δ学习律，其输入与输出关系满足非线性单调上升的函数： (6) 在实际研究中，训练数据是利用VisualC++中的随机数函数产生(0,1)上均匀分布的随机数Ri。利用所产生的随机数，并根据中心极限定理，由式(7)生成标准正态分布的样本。变换标准正态分布的总体生成80组不同作用趋势的数据，其中20组数据为普通的，60组为三种复杂趋势，分别是小波动的持续上升、小波动的持续下降和循环趋势。 星空体育 (7) 利用这80组数据，对所建立的神经网络进行训练取得了良好的效果。在对不同加工过程中所得到的20组实际数据的测试中，全部正确。对各种其它方法不易判断的复杂趋势具有良好的判断能力。 四、结论本文在研究SPQC技术应用于先进制造环境下所存在的问题的基础上，提出了解决AMT生产环境下质量数据不足的问题的方法，给出了基于等效工序能力的统计过程控制图的控制变量的计算方法；分析表明这种质量控制方法能够有效地控制先进制造生产环境下生产过程的稳定，算法易于编程计算机化，是一种适用于AMT环境的统计过程质量控制技术。同时，利用以前馈型的反向传播神经网络算法为基础的模式识别技术，开发了加工过程异常模式的自动识别软件，应用表明具有良好的效果。 参考文献： [1]Levy,P.etal.,“OrganizationalStrategyforCIM”,Computer-IntegratedManufacturingSystem,1991,4. [2]国家科委科技司情报司，航空航天部航天科技情报研究所，“美国国家关键技术”，1991.9. [3]M.Al-SaltiandA.statham,“AReviewoftheLiteratureoftheUseofSPCinBatchProduction”,QualityandReliabilityEngineeringInternational.Vol.10,pp49-61. [4]王永信，单件、小批加工质量统计分析方法的研究，西安交通大学，1991. [5]GeorgeF.Koons,JefferyJ.Luner,SPCinLow-volumeManufacturing:ACaseStudy,J.ofQualityTechnology,vol.23,No.4,1991. [6]StephenV.Crowder,“AnSPCModelforShortProductionRuns:MinimizingExpectedCost”,Technometrics1992.2Vol.34pp64-73. [7]PatricaP.Ramsey,“SimpleTestsofNormalityinSmallSamples”,JounalofQualityTechnology,1990.10,Vol.22,pp299-307. [8]Shih-YenLin,“Short-RunStatisticalProcessControl:MulticriteriaPartFamilyFormation”,QualityandReliabilityEngineeringInternational,1997,Vol.13,pp9-24. 先进制造技术篇（8） 制造业是我国经济发展的核心，同样对于很多国家而言，制造业也都有着举足轻重的地位，导致全球制造业领域的竞争十分激烈。所以，本文从制造业层面展开研究，深刻剖析先进制造技术和机械制造工艺的现状，寻求发展的契合点，从而获得适合两者发展策略。 一、先进制造技术与机械制造工艺分析 先进制造技术是对比的产物，旨在过往技术的差异下，所实现的高效率、低成本生产方式。而结合当前信息时代背景，先进制造技术也与信息化、数字化的使用息息相关。从技术背景来看，目前的先进制造技术，主要囊括了电子技术、新型管理理念、信息技术等当前使用较为广泛的技术形式，再结合所处领域的技术水平及实力，所形成的技术模式。可以认为，先进制造技术是解决当前困境的技术模式，能够突破现有技术生产瓶颈，从而达到优化生产，提升生产力的目的。不过，即使先进制造技术，其自身也存在着一定的发展阻碍。所以，当周边技术有所提升时，新型的先进技术便会将当前技术模式替代。而制造工艺则体现在具体的技术环节上，以生产力为根本，实现多层面、多层级的技术优化，优化、简化生产流程，并提升产品质量，从而将机械制造工艺的功能最大化发挥出来。 二、先进制造技术及机械制造工艺关系 一般意识认为，先进制造技术依托机械制造工艺，在工艺基础上逐步形成完善且可靠的生产技术。然而，事实上一些先进制造技术，可能源自于材料科学，或是新型辅助技术的出现。故而，前者的认知是不全面的。而不可否认，新技术也是提升工艺的有效渠道，随着新兴技术的出现，机械制造工艺会以成本、效率等方面的需求进行优化，从而形成工艺的升级。因此，可以认为两者的关系为：先进制造技术是时函的产物，也是诸多生产领域发展的带动着。而其影响着机械制造工艺的发展，同时也会因制造工艺的升级而丰富自身。所以两者关系相辅相成、共同促进。 三、先进制造技术水平与机械制造工艺质量提高对策 1.注重整合，加强创新 实现的先进制造技术水平，必须要确保在现有的技术水平上达到一定水准。该问题，也是我国一些企业盲目拖进长期无法提升而导致消亡的重要原因。所以在实现先进技术的创造之前，必须确保对当前技术的掌握水准。同时，虽然技术与工艺之间有着上述的联系。但是，从两者根本导向来看，完全可以分开进行创新性发展。首先，整合当前技术，有效实现技术优化；其次，积极鼓励创新，扩大技术创新优势；第三，深化工艺创新，提升生产基础优势。同时，国家应主导技术和工艺创新，提供优势资源进行扶持，并作为中间角色，将企业与高等院校紧密的联系在一起，从而提升国家的创新能力。

2.增加投入，加大扶持 政府的付出对于技术和工艺的发展尤为重要。首先，政府应当建立专项基金，用于鼓励创新和研发工作；其次，政府应当对优势产业进行扶持，确保此类产业能够平稳有效的实现发展；最后，政府实现直接资金注入，帮助有潜力的企业发展，既起到扶持作用，同时也可以作为公共产品的投资收入，使政府公共服务能力得以提升。除政府外，院校也应该加强社会人才扶持。在现有的教学体系，为机械生产工艺和先进技术领域，培养适合的社会人才。同时，院校也可以寻求企业的帮助，实行定点输送培养的方式，使毕业生更加符合企业需求，从而构建的制造业发展的良性循环。 3.注重推广，稳步发展 技术不能够固守自珍，应当在适合的环境中，发挥出最大作用。但是，先进技术和工艺的创新，很多是由企业所有。企业为了保证自身的竞争力，并不會按照政府的请求将其推广。所以，笔者认为应当从两个方面进行：首先，政府为主导鼓励研究所创新，并用研究成果扶持相关企业，从而促进区域制造业发展；其次，鼓励企业之间实现技术减缓，促进区域共同发展，实现地方经济的良性竞争。政府和高等院校在技术发展层面功能，应当更多是作为经济背景的调节，既要合理的鼓励区域竞争，也应当将竞争控制在良性层面，不断实现先进技术的推广和扶持。 4.加强合作，培养人才 人才是技术发展的必要元素。培养人才主要从三个方面进行：第一，高等学院的自主培养，确保人才知识程度。高校的教育可以保证人才的知识基础，如此也是其未来发展重要支持；第二，实现政府专项奖励机制，鼓励人才在校创新；第三，实行校企合作制度，保证人才与学校的契合性。事实上，校企合作所带来的影响是多层面的。企业不仅可以获得优质的毕业生，也能够将员工送到院校的研究所中，接受高等教育的培养。 四、结语 先进的技术发展水平，很大程度上决定了制造业的发展。我国目前所处于的瓶颈，主要在于高速发展与研究的脱节。随着政府支持和社会力量的注入，先进制造技术与机械制造工艺，将能够在较短的时间内突破瓶颈，从而恢复我国以往的制造业发展水准。本文的主要研究，同样是一次为目的，通过对相关技术和工艺提升的探讨，提出了一定切实可行的策略，希望能够为我国制造业发展略尽绵力。 参考文献： [1]桑露萍.先进制造技术与机械制造工艺分析[J].科技创新导报，2013（03）. 先进制造技术篇（9） 总的来说相关的制造行业对我国的经济发展起到了不可忽视的作用，因此进行相关制造行业的改革，使其更加符合社会发展的需求对我国的经济方面能够带来很大的好处。而且在很大方面来说，我国的相关制造行业与先关的机械行业进行有机的结合在很大的程度上能够使得我国的制造行业的发展有明显的提高，从而使得我国的相关经济水平取得了更加良好的发展。自我国实施相关的改革开放以来相关的制造业也取得了很快速的发展，这种快速的发展使得我国的相关制造工艺在很大的程度上得到了一定的提升。在这个高速发展的过程就需要对相关的制造技术与相关的机械制造工艺进行相应的结合，从而在很大的程度上使得制造业的发展更加符合社会的需求。 1 先进制造技术与机械制造工艺两者之间的联系以及应用 1.1 先进制造技术与机械制造工艺两者之间的联系 在现在社会的不断发展的过程中相关的制造技术的发展对我国的经济发展起到非常重要的作用，而且相关的制造技术的发展所涉及的范围也非常广泛，不仅包括相关的工业制造项目还包括相关的食品制造和机械制造的项目。总的来说，我国社会经济的发展在很大的程度上是取决于相关的制造技术的。而且对相关的制造技术的概述还可以看出相关的制造行业是属于我国现在社会上经济来源的最主要动力，因此做好相关的制造技术对我国的经济发展能够起到非常重要的作用。另外相关的机械制造工业在我国的发展也占据着很高的地位，这就在很大的程度上要求对相关的机械制造进行相关的改革。从很大反方面来说，我国机械行业的发展中出现的相关机械设备在很大的程度上还存在一定的问题，为了对这些问题进行合理有效的改善就需要对机械设备进行相关的机械设计和重新制造，在这里就涉及了相关的计息可制造。而且在进行相关的制造技术中也经常会使用一些机械设备，这就在很大的程度上使得这两者之间有一个紧密的联系。从相关的实例中可以看出在进行相关的制造技术中配合使用相关的机械制造工艺，可以在很大的程度上使得相关的制造技术的进行发挥事半功倍的效果，在一定的程度上可以使得相关的制造技术得到更好的发展。总而言之，这两者之间是存在非常紧密的关系，在一定程度上是相互影响和制约的。 1.2 先进制造技术在机械制造工艺中的应用 相关的来说，实行先进的制造技术对社会的经济发展起到作用是非常大的，而且进行相关先进的制造技术在对现在社会上的技术设计和相关的工艺设计的影响是非常大的。而且在近年来发展的机械制造工艺在很大声的程度上是受相关的制造技术的影响，这也在很大的程度上表明了相关的制造技术采取先进的手法可以对机械制造工艺产生一定的影响。对与机械行业的改变通过相关的实例可以发现其改变的趋势主要在于对机械制造工艺的生产方式产生一些变化，这些变化要求相关的机械制造工艺在进行生产的过程中采取先进的设计理念。而先进的制作技术在很大的程度上也能够满足这种先进机械化的生产，因此先进的制造技术在机械制造工艺中的应用主要在于使得机械制造工艺的生产更加便捷，进一步实现相关产品零库存的思想目标。 2 提高先进制造技术水平和机械制造工艺质量的相关措施 制造业在国民经济中占据主导地位，涉及社会各个行业，先进制造技术的水平高低决定了机械制造工艺质量的好坏，因此我们必须提高先进制造技术，改进机械制造工艺能力。在新形势下若想提高机械制造工艺创新能力，就必须采取相关方面的措施，以此提高先进制造技术水平。 2.1 采取措施提高先进制造技术运用与机械制造工艺之间的契合度，加强工艺创新研究开发力度，使制造技术同机械制造工艺进行整合。机械制造工艺创新是指机械制造企业利用新型生产制造技术、制造方式和规则体系等等，目的在于提高机械制造企业的生产运作能力、机械设备的品质和经营效率的制造活动。工艺创新的方法主要有：应用信息化手段、使用先进设备、使用集成技术、使用优化理论。 2.2 国家政府部门要提供政策和资金支持，帮助制造部门研究先进制造技术和机械制造的工艺程序。不仅如此，制造单位也要积极参与研究，因为制造单位才是研发的主体。就目前现状来说，机械制造单位应当改变传统的制造理念，处理好长远利益和短期目标之间的关系，加大投入力度，提高经营管理质量。政府部门要关注机械制造的发展，尤其是对薄弱的环节，应该充分发挥管理职能，采用政策积极引导、支持制造企业的发展。 2.3 坚持实事求是的原则，根据实际需要确定试行区域，不断循序渐进的推广先进制造技术和机械制造工艺技术。先进制造技术的研发和推广要因地适宜，地区、单位之间的差异性比较大，在开展推广工作的时候要立足实际，采用滚动式发展方式。试行地区应当采用重点单位和具有代表性的单位，不断的研究与分析，一定好待先进制造技术体系完善和成熟之后再广泛应用于制造企业。 2.4 政府部门和制造企业与高校联合起来，培养创新型和复合型人才，提高机械制造人才的创新能力。创新是指人们为了发展的需要，运用已知的信息，不断突破常规，发现或产生某种新颖、独特的有社会价值或个人价值的新事物、新思想的活动。创新活动的核心是"新"，它或者是产品的结构、性能和外部特征的变革，或者是造型设计、内容的表现形式和手段的创造，或者是内容的丰富和完善。 结束语 社会的进步过程中往往伴随着相关技术的改革，尤其对我国现在社会上高速发展的制造行业和机械行业来说这种改革的趋势显得更快速。而且在现在社会的发展过程中为了相应国家的社会发展需求对相关的制造工业进行相应的改革就显得格外的重要。对相关的制造行业的发展来说在很大的程度上是需要涉及相关的机械行业，因此合理有效的发展机械行业使得相关的制造行业得到更好的发展，对我国的经济发展起到非常重要的作用。 参考文献 [1]丛高祥，陈丽，李凯，王忠义.现代机械制造技术的主要特征与发展趋势[J].价值工程，2011（9）. 先进制造技术篇（10） ？？？ 先进机械制造技术包括产品市场调研，新产品的研究和发明，产品的工艺设计，产品的生产准备工作，产品的加工制造以及产品的售后服务工作等，因此先进机械制造技术是将市场调研、产品生产和售后服务整个过程有机结合的整体。并且，先进机械制造技术的应用最为重要的是注重生产产品所产生的实际效果，因为应用先进机械制造技术所生产出来的产品，质量的好坏在很大程度上决定了企业产品的竞争力，所以，重视先进机械制造技术产生的效果是非常重要的。 1.2 先进机械制造技术是驾驭生产过程的系统工程 先进机械制造技术主要是将现代化技术有效结合起来，它的设计主要是将现代化的计算机技术、信息技术、传感技术、自动化技术、新材料技术以及科学的现代系统管理技术有效地结合起来，研发成先进的机械制造技术。因此，先进的机械制造技术是机械制造企业不断吸收现代化高新技术，并且将传统的机械制造技术结合起来，从而使先进的机械制造技术成为成功驾驭生产过程的系统工程，能够有效地控制生产过程的信息流、物质流以及能量流，成为企业在未来发展过程中主要应用的现代化技术。 1.3 先进机械制造技术是面向全球竞争的技术 随着市场全球化的迅猛发展，发达的资本主义国家在抢夺市场、倾销资本和进行资本输出的过程中主要是通过金融、经济和科技等手段实现的。如今全球市场的形成日渐成熟，经济市场的竞争也变得越来越激烈，先进机械制造技术的出现是符合这种经济市场环境的。因此，我国企业应用先进的机械制造技术，不仅能够体现企业的机械制造技术水平，而且也表明了我国的机械制造水平。 1.4 先进机械制造技术是市场竞争三要素的统一

我国在改革开放以前，机械制造企业生产产品的技术相对来说比较简单，只要有新产品进入到经济市场，很快就会出现与此产品相同功能的产品在经济市场上流通，所以，在当时的市场环境下，机械制造企业提高产品生产率，增加产品的产量，才是企业提高市场竞争力的重要手段。改革开放以后，随着我国市场经济的快速发展，我国机械制造企业也取得较快的发展，主要通过减少生产产品的时间，降低生产成本，提高产品质量来提高市场竞争力，增加产品在经济市场上的占有率。 1.5 先进机械制造技术是面向新时代的新技术 先进机械制造技术是在传统机械制造技术的基础上，融入现代化技术，不断发展而成的新的机械制造技术。先进机械制造技术不仅保留了传统机械制造技术好的方面，而且还吸收了现代化的高新技术，通过不断实验，逐渐应用于实践中，从而形成先进的机械制造技术。因此，我国机械制造企业应用的先进机械制造技术是融合现代高新技术的新技术，是面向新时代的新技术。 1.6 先进机械制造技术的先进性和实用性 先进机械制造技术采用的是高效率、低耗能、优质、清洁以及灵活性较强的工艺，这些工艺都是优化过的先进工艺，不仅保留了传统机械制造技术的有效因素，并且能够在传统工艺的基础上不断发展和改造，同时又引用了高新技术成果，从而形成先进的工艺，充分体现了先进机械制造技术的先进性。先进机械制造技术是满足具体制造业的发展需求，通过不断研发和实践，形成的先进、实用的机械制造技术，并且先进机械制造技术是非常重视这种技术的实际效果的，从而充分体现了先进机械制造技术的实用性。由此可见，我国机械制造企业应用的先进机械制造技术能够突显这种新技术的先进性和实用性。 1.7 先进机械制造技术的集成性和动态性 由于先进机械制造技术是将机械、电子、信息、材料以及管理技术有效结合起来的高新技术，是系统化的机械制造技术，因此，先进机械制造技术是由现代化高新技术集成的，充分体现了先进机械制造技术的集成性。先进机械制造技术不是单一的技术，而是有很多高新技术组成的技术群，并且这个技术群是动态技术，在不同的发展时间发展不同的技术特点，从而能够适应不同时期制造企业的发展要求，使企业能够在各种时期都能够取得良好的经济效益和社会效益。因此，制造企业应用先进的机械制造技术生产产品，可以充分体现先进机械制造技术的动态特性。 二、先进机械制造技术的应用 随着全球经济的快速发展，工业的带动作用是不能忽视的。从工业发展情况看，发达国家机械制造业在制造业所占的比例很大，因此很多机械制造企业为了提高生产质量和效率，先后将一些高新技术应用到机械制造中，从而使得先进机械制造技术的理论不断成熟，研发先进机械制造技术的速度不断发展，逐渐应用到机械制造中，这也促进了机械制造业的发展。从我国机械制造业的发展情况看，我国机械制造企业所采用的制造技术相对落后，与西方发达国家的机械制造企业相比，我国机械制造企业生产的产品在全球市场中所占的份额会很小，缺乏较强的市场竞争力。 2.1 现代设计技术的应用 我国机械制造企业在生产产品过程中已经应用了现代设计技术，并且机械产品的开发和设计与现代设计技术是密不可分的。企业为了提高机械产品的生产质量和效率，提高机械制造产品的市场竞争力，大都会把绿色环保设计、并行工程设计、可靠性设计、计算机辅助设计、模糊设计以及虚拟设计等现代设计技术应用到机械制造过程中。 2.2 产品制造中应用新工艺和新技术 机械制造工艺作为机械制造整个过程的重要组成部分，主要是将初始原材料和一些半成品加工成产品。随着先进机械制造技术应用于整个产品生产的过程中，满足了企业制造的需求。 2.3 网络通讯技术和虚拟技术的应用 先进制造技术篇（11） 中图分类号：TM20 文献标识码：A 在工业发达国家都把先进制造技术作为部级技术和优先发展领域。尽管决定国家综合竞争力的因素有多种，但制造业的基础地位不能忽视。20世纪90年代以来，各个发达国家都针对先进制造技术的研发提出了部级发展计划，旨在提高本国制造业的国际竞争能力。我国虽已成了制造大国，但不是制造强国，这表现在许多现代制造基础技术尚未掌握，许多重大装备不能自主制造，缺乏自主创新能力。所以，为了缩短与先进国家的差距，迎接新的挑战，必须认清制造技术的发展趋势，使我国的产品上质量，上效率，上品种和水平，以增强市场竞争力。 1 先进制造技术的内涵、特点 1.1 先进制造技术的内涵 先进制造技术是集多种技术为一体的总称，它在制造业中不断吸收信息技术和现代管理技术，从而产生新技术、新设备和新系统，并综合应用于算机辅助设计、计算机辅助制造、集成制造系统等各个产品开发与设计、制造、检测管理及售后服务的制造全过程，以实现优质、高效、低耗、清洁、敏捷制造，并取得较理想的技术经济效果。所以，它是不断冲击传统制造技术的新型系统。 1.2 先进制造技术的制造特点 1.2.1 面向新世纪的技术方法。先进制造技术是由传统制造技术发展起来的，是制造技术的最新发展阶段。 星空体育 它既保留了传统制造技术的有效要素，又吸取了各种高新技术成果，并将其渗透到产品生产的全部过程中，并在产品生产领域中不断产生新的完整的技术群 ，形成具有明确范畴的新技术领域。所以，它是制造业中的新一轮技术革新。 1.2.2 是面向工业应用的技术方法。先进制造技术是一个有机的综合体，又有很高的制度，它并不限于制造工艺，同时也覆盖了市场调研分析，产品设计，外包，加工和装配，销售，维修，服务等产品寿命周期的全过程。 1.2.3 是驾驭生产过程的系统工程最有效方法。先进制造技术特别强调计算机技术、信息技术和现代系统管理技术在产品设计、制造和生产组织管理、销售及售后服务等方面的应用。 1.2.4 是面向全球竞争的技术之一。制造业是综合国力的支柱之一，也是现代国民经济的体现。而制造技术的作用对制造业起着关键作用。随着科学技术的发展和市场竞争日益激烈，制造企业对先进的制造技术进行了大力的研究和实施。从而先进的制造技术应运而生。 2 先进制造技术的新发展 2.1 柔性自动化 柔性自动化是集柔性制造单元、柔性制造系统、柔性自动生成线为一体，并在计算机支持下，能适应加工对象的自动化机械制造系统。它最显著的特点就是可以有效改善设计工作和制造系统两方面的柔性，并能够根据实际情况迅速实现制造系统的重组。 2.2 知识智能化 知识智能化是将微电子学、计算机和系统工程等学科技术有机地结合起来，并在制造过程中，可以完整和理想地解决机械制造高自动化时的交叉问题。从而形成稳定的生产能力。 2.3 集成系统化 集成系统化是种高端技术行为，它强调技术和工程，并以解决方案为中心，将企业全部生产活动中的信息流和物质流有机结合，并实现最优化。所以，集成系统化有很强的复杂性，综合性和专业性。它的实施，在一定程度上比集成化的产品更为重要。在制造业运用过程中，不但运行灵活，产品应变能力大，而且产品质量高，市场经济效果显著。 3 先进制造技术在国内外发展现状 决定一个国家的综合竞争力是多方面的，其影响的因素很多。制造业就是其中的组成部分，它的基础地位十分重要，而先进制造技术既是制造业的基础，又是它的升华。所以，各个工业发达的国家都把先进制造技术作为国家重量级的关键技术，引为优先发展领域。从二十世纪九十年代以来，美国，德国，日本等工业发达的国家，都在着力对现代先进制造技术进行跟踪研究与探索，他们运用新兴信息技术，网络技术在工业制造过程中，从管理体制、经营理念、实际方法、制造手段等方面总结经验，寻求新思路，并在原有基础上，提出各种具有战略意义和现实意义的先进制造技术，其目的都是为了提高本国制造业的国际竞争力。 而我国，虽然自建国以来，尤其是改革开放以来，国内制造业发展迅速，国家有计划地推出一系列的重点科技项目，相应建立了比较完整的制造产业体系，有力地促进了先进制造技术的运用于推广，为国民经济和国防建设提供了许多重要装备，但是与发达工业国家还存在明显差距。这表现在技术创新能力较差，产品开发周期长，制造工艺设备相对落后，自动化生产程度低，高精尖技术开发薄弱。各个中小型企业及部分大型企业走的好似是低成本工艺控制自动化的道路。据统计，我国机床，汽车和重要发电设备等产品的产量虽居世界前列，但能跻身装备制造业世界五百强的却没有一家。究其原因在于起步晚，创新能力低，体系不完善，突出比例相对较少。我国自改革开放以来，大力发展生产力，追求科技创新，不断吸取国外先进技术，所以，才有了“十五”、“十一五”等长期的规划目标，为发展先进制造大国而奋斗。 4 先进制造技术的未来发展 为适应新技术革命浪潮的冲击，迎接新世纪的信息全球化、贸易自由化、制造全球化，新消费观念的挑战，先进制造技术正朝着全球化、集成化、智能化、精密化等方向发展。 其发展趋势，先进制造技术越来越表现在于它的综合运用，及管理方面的技术革新。在企业资源分散化、产品个性化的要求下，在信息管理技术的推动下，先进的制造技术综合有效的利用将是制造企业提高竞争力的重要保障。 结语 世界经济已经步入全球化经济，国内外市场竞争日趋激烈，国内外企业合作密度日益加强。这种既合作又竞争的局面，不断推动着制造业的发展，催动制造技术不断更新。这正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。所以，先进制造技术是一个不断发展，更新的新技术体系，研究和探索它的内涵，特点以及未来发展趋势就显得尤为重要。