導言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇先進制造技術及發展，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內容能為您提供靈感和參考。

篇1

隨著計算機技術、自動化控制技術和現代科學技術的高速發展及交叉融合，產生了要求高精度、高速度、多功能、復合型、安全環保、智能化的先進制造技術理念，與傳統的機械制造技術相比，先進制造技術是綜合了機械制造技術、計算機技術、電子技術、智能技術、網絡技術等先進技術的總稱。

一、先進制造技術的特點

1.先進制造技術涉及到產品從市場調研、產品開發及工藝設計、生產準備、加工制造、售后服務等產品壽命周期的所有內容，它的目的是提高制造業的綜合經濟效益和社會效益，是面向工業應用的技術。

2.先進制造技術強調計算機技術、信息技術、傳感技術、自動化技術、新材料技術和現代系統管理技術在產品設計、制造和生產組織管理、銷售及售后服務等方面的應用。它駕馭生產過程的物質流、能量流和信息流，是生產過程的系統工程。

3.80年代以來，隨著全球市場競爭越來越激烈，先進制造技術要求具有世界先進水平，它的競爭已經從提高勞動生產率轉變為以時間為核心的時間、成本和質量的三要素的競爭，因此它是面向全球競爭的技術。

4.先進制造技術的最新發展階段保持了過去制造技術的有效要素，同時吸收各種高新技術成果，滲透到產品生產的所有領域及其全部過程，從而形成了一個完整的技術群，具有面向21世紀新的技術領域。

二、先進制造技術發展方向

近年來，計算機技術、自動控制理論、數控技術、機器人、CAD/CAM技術、CIM技術以及網絡通信技術等在內的信息自動化技術的迅猛發展，為先進制造技術的發展和應用提供了日益增多的高效能手段。

（一）工業應用的技術，機械、電子、信息、材料及能源技術成果，綜合應用于制造過程。

1.數控技術（Numerical Control），簡稱數控（NC），是用數字量及字符作為加工的指令，實現自動控制的技術。目前數控一般采用通用或專用計算機實現數字程序控制，因此也稱為計算機數控技術（Computer Numerical Control），簡稱CNC，數控技術在國外一般都稱為CNC。數控技術的核心是數字控制技術，用計算機來對輸入的指令進行存儲、譯碼、計算、邏輯運算，并將處理的信息轉換為相應的控制信號，控制運動精度較高的驅動元件，使之按編程人員設定的運動軌跡來高效加工，從而徹底克服了傳統機械加工的缺點。

2.計算機輔助設計與制造（CAD/CAM），是計算機輔助設計（Computer Aided Design）簡稱CAD，與計算機輔助制造（Computer Aided Manufacturing）簡稱CAM相結合而組成的系統，依托強大軟件來完成產品設計中的建模、解算、分析、虛擬模擬、加工模擬、制圖、數控編程、編制工藝文件等工作。

3.特種加工技術，傳統機械切削加工的本質為：刀具材料比工件更硬，用機械能把工件上多余的材料切除，零件的形狀由機床的成型運動產生。但是，隨著生產發展和科學實驗的需要，很多工業部門，要求尖端科學技術產品向高精度、高速度、耐高溫、小型化和結構復雜化等方向發展。尺寸精度、表面粗糙度和某些特殊要求越來越高，工件材料越來越硬，加工表面越來越復雜，傳統的加工方法已不能滿足生產的需要，人們探索利用電、磁、聲、光、化學等能量或將多種能量組合施加在工件的被加工部位，實現材料去除、變形、改變性能或被鍍覆等非傳統加工方法，這些方法統稱為特種加工。

（二）制造業綜合自動化，信息技術、自動化技術、現代企業管理技術的有機結合。

1.機器人技術，計算機控制的可再編程的多功能操作器，又稱工業機器人。它能在三維空間內完成多種操作。機器人技術綜合了計算機、控制論、機構學、信息、傳感技術、人工智能和仿生學等多學科而形成的高新技術。

目前機器人大致分為兩大種，工業機器人（或稱機械手）是機器人的一種，它是由關節元件、末端執行器、機身和控制裝置所組成，具有類似人的動作的功能；另一種由于安裝有感覺元件和遙感元件，分析計算機及行走裝置，具有感覺、觸覺、分析、判斷、決策和行走的功能而稱為智能機器人。

2.成組技術，人們用大批量生產的組織形式以高效的生產設備、高效的工藝技術去制造單件小批的零件，降低生產成本，成組技術（Group Technology簡稱GT）就應運而生。成組技術就是應用相似性原理，在多品種產品的生產中將相似零件組織在一起進行生產，使組內零件近似為原來的單一品種的大批量，或者變單件、小批生產為批量生產，按照批量生產的生產組織、管理技術來進行生產。

3.柔性制造系統（FMS-Flexible Manufacturing System），是以計算機為控制中心實現自動完成工件的加工、裝卸、運輸、管理的系統。它具有在線編程、在線監測、修復、自動轉換加工產品品種的功能。一個柔性制造系統概括為以下三部分組成，即：加工系統、物料儲運系統和計算機控制的信息流系統。

柔性制造系統具有：高柔性，在線編程使計算機響應進行控制高自動化設備工作；高效率，合理控制設備的切削用量實現高效加工，減小輔助時間和準備、終結時間；高度自動化，工件的加工、裝配、檢驗、搬運、倉庫存取完全由自動化程度高的設備來完成；柔性化生產大大減少操作人員、機床數目，提高機床利用率，縮短生產周期、降低產品成本、降低庫存、減少流動資金、縮短資金流動周期，因此可取得較高的綜合經濟效益。

三、系統管理技術，制造業綜合自動化、過程工業綜合自動化、系統技術等綜合應用于制造全過程，實現優質、高效、低耗、清潔、靈活生產，獲得理想技術經濟效果

1.并行工程（Concurrent Engineering），簡稱（CE）是對產品及其設計過程和制造過程進行并行、集成設計的一種系統化工作模式，這種模式使產品開發人員從一開始就考慮到從概念形成到產品報廢的全生產周期中的所有因素，包括加工的質量、成本、進度和產品的技術性能及使用性能需求等，減少加工制造中可能出現的問題，加速產品開發過程，縮短開發周期。并行工程的最大特點是利用計算機的仿真技術，用上、下游共同決策方式，在計算機上進行產品整個生命周期各個階段的設計。

2.虛擬制造（Virtual Manufacturing），簡稱（VM）利用計算機技術、建模技術、信息處理技術、仿真技術對現實制造活動中的人、物、信息及制造過程進行全面的仿真模擬，以發現設計或制造中出現的問題，在產品實際生產前就改進完成，省略了產品的開發研制階段，達到降低設計和生產成本，縮短產品開發周期，增強產品競爭力的目的。

3.計算機集成制造系統（Computer Integrated Manufacturing Systen），簡稱（CIMS）是在自動化技術、信息技術及制造技術的基礎之上，通過計算機網絡及數據庫，將分散的自動化系統有機的集成起來，完成從原材料采購到產品銷售的一系列生產過程的高效益、高柔性的先進制造系統。系統包含技術應用系統：工程設計與制造系統、管理信息系統、制造自動化系統、質量保證系統和支撐系統：數據庫系統、通訊網絡保障系統。

現階段我國先進制造技術與先進國家相比還有一定的差距，但隨著國家對先進制造技術加大扶持力度，我國制造技術會更加進步。

參考文獻

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綠色制造是指運用再制造技術、環保型制造技術和節省資源型制造技術，生產出來的即環保節能，又節省資源以及易于回收利用的綠色產品。綠色制造即體現了循環經濟和可持續發展的戰略思想，也是關鍵、重大工程項目的技術支撐和產業的發展方向。

綠色制造涵蓋了綠色產品設計（產品全壽命周期設計）和綠色制造系統的內容，解決了廢棄產品處理的環境污染和資源浪費問題，推動了再制造產業的形成和報廢產品回收處理的問題。它包括了干式切削加工技術、凈成形制造技術、快速成型加工技術、虛擬制造技術和再制造工程技術等綠色制造的關鍵技術。

同時，運用再制造技術生產出的再制造產品的性能要求不低于新產品，因此采用的再制造技術既要適用，又要有很高的先進性，以保證再制造產品的應用性能。再制造技術隨著綠色制造技術的發展，不斷地棄舊納新或梯次更新，呈現出動態性的特征。這些變化需要再制造技術善于創新，不斷采用新方法、新工藝、新設備，以解決產品因性能落后而被淘汰的問題。

2 綠色再制造是再制造發展的必然

產品的再制造性是衡量產品再制造能力的基本指標。是否為綠色再制造，產品再制造性設計是實現基于再制造的產品多壽命周期的前提條件。面向多壽命周期的產品設計及評價技術重點發展方向為再制造性設計建模技術、再制造性指標設計技術和再制造性設計評價技術等。

作為多壽命周期工程中的關鍵技術，綠色、先進再制造工程技術重點發展方向是快速再制造成形技術、高效自動化拆裝技術和綠色清洗技術等。

表面工程技術是是再制造的重要技術支撐，其重點發展方向為納米表面工程技術、自動化表面技術和綠色表面技術等。

產品的再制造質量控制技術是實現再制造產品性能優于或等同于新產品的重要保證，也是產品多壽命周期的關鍵技術。其重點發展方向為再制造毛坯剩余壽命評估技術、再制造過程在線質量監控技術和再制造產品的質量檢測與評價技術等。

再制造過程中不斷地應用信息技術來進行管理，提升再制造的效益和再制造產品的質量。信息化再制造技術的重點發展方向為信息化再制造提升技術、信息化再制造管理技術與方法和虛擬與柔性再制造技術等。

正確評價并應用多壽命周期產品環境技術，來促進產品多壽命周期中的環境效益。多壽命周期產品環境技術重點發展方向為環境影響評價技術、環境影響分析技術和再制造清洗技術等。

3 再制造與先進制造的內在聯系

運用傳統的產品全壽命周期設計思想，其物流模式是“研制――使用――報廢”的開環系統；而運用再制造產品的全壽命周期設計思想，其物流模式是“研制――使用――再生”的閉環系統。站在全壽命生產周期的角度考慮制造是處于上游，而再制造處于下游。再制造與產品全生命生產周期的關系如圖1所示。

用于再制造生產的多生命生產周期設備的平均使用成本大為降低，并且隨著生命周期循環次數的增多而下明顯降低。用于再制造生產設備的成本平均只占制造生產設備的50％左右，并且再制造生產設備質量不低于原始制造設備(包括使用壽命)，因此其單位時間的使用成本大約也降低到相應數值。如果再考慮環境治理等而減少的社會成本，其綜合社會經濟效益應更為顯著。

4 再制造與先進制造的區別

兩者除了理論基礎、研究對象和研究內容等方面的區別以外，既有共性技術、兼容性技術和互補技術，還存在以下幾點不同。1）后者的關鍵技術包括：先進管理技術、先進工藝技術和先進信息化與自動化技術等；2）前者的關鍵技術包括：以微納米為代表的表面工程技術（包括如納米顆粒復合電刷鍍技術、納米固體干膜技術、納米熱噴涂技術、納米減摩自修復添加劑技術、納米涂裝技術、納米粘涂技術、納米薄膜制備技術、金屬表面納米化等）；高速噴涂技術、熱處理修復技術、自修復技術等；3）原料供應的區別：先進制造新產品以新開采的原始資源為主，再制造以廢舊的可再循環利用的零部件為主；4）生產及物流方式的區別：新產品生產周期較長，屬于正向物流；再制造產品生產周期較短，屬于逆向物流。

5 再制造與先進制造的發展方向

再制造與制造受兩個市場相互關聯的制約，兩者要進行決策的協調機制：1）生產資源的決策協調、資源分配與生產調度的協調等；2）引導和協調消費者的購買觀念：擴大再制造產品與新產品有利的差異性，應該擴大宣傳再制造對于環境污染更少、制造成本更低、節約原材料、降低資源和能量消耗，投入產出比高的積極作用；3）縮小再制造產品與新產品不利的差異性：用戶可能認為再制造產品的壽命不如新產品的壽命長，質量也不及新產品的可靠。消費觀念上的差異性對再制造產品不利，如何縮小這些差異性，讓消費者喜歡購買再制造產品，使之成為信得過的再制造產品是一個新的課題；4）選擇成熟品牌進行再制造，做好售后服務工作。如何提高再制造產品的技術標準公信力，制定包括各種產品的報廢標準、廢舊物資回收再制造的通用技術和關鍵技術標準完善再制造產品的技術標準，并將已認定的技術標準向社會公示，從而提高再制造產品的技術標準公信力；5）加強政府對再制造產品的監管力度。嚴把再制造產品質量關，引導用戶形成購買再制造產品的習慣。按照產品質量法，使再制造產品在質量、性能、耐用性等方面達到甚至超過新產品的水平。

再制造技術和先進制造技術之間的關系越來越密切，兩者之間存在許多互補性、共性和兼容性技術，運用產品全壽命周期理念，以面向制造的設計轉為面向再制造的設計。從產品生產源頭考慮末端產品的再制造，使政府和制造商制訂提高環境和資源的措施和要求。隨著再制造生產者獲得巨大的經濟利益和環境效益，使得越來越多的制造商投入到自己生產產品的再制造中，而且因其具有諸多優勢（技術設備、專利等方面），使得原設備制造商開展再制造生產經營活動將成為新的生產、發展趨勢。

6結論

進入21世紀后，節約資源能源和節能減排已成為世界各國關心的重要話題，再制造作為廢舊產品資源化的最佳形式和節能減排的重要途徑而得到廣泛關注。在科學發展觀指導下，人們對再制造工程的認識不斷深化，再制造工程的內涵也在不斷地拓展，目前再制造工程已成為發展循環經濟、構建資源節約型和環境友好型社會的重要組成部分。

先進制造與再制造雖然研究內容不同，但存在著緊密的本質的聯系，它們之間的關系是辯證的而且內涵深刻。再制造是先進制造中重要的組成部分，先進制造的發展帶動了再制造的發展；同時再制造本身又具有相對的獨立性，與維修工程、表面工程等相關學科密不可分，由于它的產業化和高科技的自然屬性，有統領和帶動這些學科共同發展的積極作用。再制造學科的發展無疑對于先進制造起到了支撐作用，有力地促進了先進制造技術的發展。

再制造工程作為一門新興學科，其學科體系內涵和相關基礎理論及應用實踐問題值得深入研究。反映了大量國內外學者在先進制造、再制造及其關系的前沿的資料和成果。

參考文獻

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[2]徐濱士，劉世參，史佩京.再制造工程和表面工程對循環經濟貢獻分析[J].中國表面工程，2009，19(1)．

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機械制造技術是研究產品設計、生產、加工制造、銷售使用、維修服務乃至回收再生的整個過程的工程學科,是以提高質量、效益、競爭力為目標,包含物質流、信息流和能量流的完整的系統工程。隨著社會的發展,人們對產品的要求也發生了很大變化,要求品種要多樣、更新要快捷、質量要高檔、使用要方便、價格要合理、外形要美觀、自動化程度要高、售后服務要好、要滿足人們越來越高的要求,就必須采用先進的機械制造技術。

1 先進制造技術的特點

1.1 是面向21世紀的技術

先進制造技術是制造技術的最新發展階段，是由傳統的制造技術發展起來的，既保持了過去制造技術中的有效要素，又要不斷吸收各種高新技術成果，并滲透到產品生產的所有領域及其全部過程。先進制造技術與現代高新技術相結合而產生了一個完整的技術群，它是具有明確范疇的新的技術領域，是面向21世紀的技術。

1.2 是面向工業應用的技術

先進制造技術并不限于制造過程本身，它涉及到產品從市場調研、產品開發及工藝設計、生產準備、加工制造、售后服務等產品壽命周期的所有內容，并將它們結合成一個有機的整體。先進制造技術的應用特別注意產生最好的實際效果，其目標是為了提高企業競爭和促進國家經濟和綜合實力的增長。目的是要提高制造業的綜合經濟效益和社會效益。

1.3 是駕馭生產過程的系統工程

先進制造技術特別強調計算機技術、信息技術、傳感技術、自動化技術、新材料技術和現代系統管理技術在產品設計、制造和生產組織管理、銷售及售后服務等方面的應用。它要不斷吸收各種高新技術成果與傳統制造技術相結合，使制造技術成為能駕馭生產過程的物質流、能量流和信息流的系統工程。

1.4 是面向全球競爭的技術

20世紀80年代以來，市場的全球化有了進一步的發展，發達國家通過金融、經濟、科技手段爭奪市場，傾銷產品，輸出資本。隨著全球市場的形成，使得市場競爭變得越來越激烈，先進制造技術正是為適應這種激烈的市場競爭而出現的。因此，一個國家的先進制造技術，它的主體應該具有世界先進水平，應能支持該國制造業在全球市場的競爭力。

1.5 是市場競爭三要素的統一

在20世紀70年代以前，產品的技術相對比較簡單，一個新產品上市，很快就會有相同功能的產品跟著上市。因此，市場競爭的核心是如何提高生產率。到了20世紀80年代以后，制造業要贏得市場競爭的主要矛盾已經從提高勞動生產率轉變為以時間為核心的時間、成本和質量的三要素的矛盾。先進制造技術把這三個矛盾有機結合起來，使三者達到了統一。

2 先進機械制造技術的發展現狀

近年來，我國的制造業不斷采用先進制造技術，但與工業發達國家相比，仍然存在一個階段性的整體上的差距。

（1）管理方面。工業發達國家廣泛采用計算機管理，重視組織和管理體制、生產模式的更新發展，推出了準時生產（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術。我國只有少數大型企業局部采用了計算機輔助管理，多數小型企業仍處于經驗管理階段。

（2）設計方面。工業發達國家不斷更新設計數據和準則，采用新的設計方法，廣泛采用計算機輔助設計技術（CAD/CAM），大型企業開始無圖紙的設計和生產。我國采用CAD/CAM技術的比例較低。

（3）制造工藝方面。工業發達國家較廣泛的采用高精密加工、精細加工、微細加工、微型機械和微米/納米技術、激光加工技術、電磁加工技術、超塑加工技術以及復合加工技術等新型加工方法。我國普及率不高，尚在開發、掌握之中。

（4）自動化技術方面。工業發達國家普遍采用數控機床、加工中心及柔性制造單元（FMC）、柔性制造系統（FMS）、計算機集成制造系統（CIMS），實現了柔性自動化、知識智能化、集成化。我國尚處在單機自動化、剛性自動化階段，柔性制造單元和系統僅在少數企業使用。

3 我國先進機械制造技術的發展趨勢

（1）全球化。一方面由于國際和國內市場上的競爭越來越激烈，例如在機械制造業中，國內外已有不少企業，甚至是知名度很高的企業，在這種無情的競爭中紛紛落敗，有的倒閉，有的被兼并。不少暫時還在國內市場上占有份額的企業，不得不擴展新的市場；另一方面，網絡通訊技術的快速發展推動了企業向著既競爭又合作的方向發展，這種發展進一步激化了國際間市場的競爭。這兩個原因的相互作用，已成為全球化制造業發展的動力，全球化制造的第一個技術基礎是網絡化，網絡通訊技術使制造的全球化得以實現。

（2）網絡化。網絡通訊技術的迅速發展和普及，給企業的生產和經營活動帶來了革命性的變革。產品設計、物料選擇、零件制造、市場開拓與產品銷售都可以異地或跨越國界進行。此外，網絡通訊技術的快速發展，加速技術信息的交流、加強產品開發的合作和經營管理的學習，推動了企業向著既競爭又合作的方向發展。

（3）虛擬化。制造過程中的虛擬技術是指面向產品生產過程的模擬和檢驗。檢驗產品的可加工性、加工方法和工藝的合理性，以優化產品的制造工藝、保證產品質量、生產周期和最低成本為目標，進行生產過程計劃、組織管理、車間調度、供應鏈及物流設計的建模和仿真。虛擬化的核心是計算機仿真，通過仿真軟件來模擬真實系統，以保證產品設計和產品工藝的合理性，保證產品制造的成功和生產周期，發現設計、生產中不可避免的缺陷和錯誤。

（4）自動化。自動化是一個動態概念，目前它的研究主要表現在制造系統中的集成技術和系統技術、人機一體化制造系統、制造單元技術、制造過程的計劃和調度、柔性制造技術和適應現化生產模式的制造環境等方面。制造自動化技術的發展趨勢是制造全球化、制造敏捷化、制造網絡化、制造虛擬化、制造智能化和制造綠色化。

（5）綠色化。綠色制造則通過綠色生產過程、綠色設計、綠色材料、綠色設備、綠色工藝、綠色包裝、綠色管理等生產出綠色產品，產品使用完以后再通過綠色處理后加以回收利用。采用綠色制造能最大限度地減少制造對環境的負面影響，同時使原材料和能源的利用效率達到最高。

4 結語

制造技術不僅是衡量一個國家科技發展水平的重要標志,也是國際間科技競爭的重點。我國正處于經濟發展的關鍵時期,制造技術是我們的薄弱環節。只有跟上發展先進制造技術的世界潮流,將其放在戰略優先地位,并以足夠的力度予以實施,才能盡快縮小與發達國家的差距,才能在激烈的市場競爭中立于不敗之地。總之,在我國研究和發展先進制造技術勢在必行。

參考文獻

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1.引言

制造技術是使原材料成為產品的一系列技術的總稱。自人類社會進入工業社會以來，制造業一直是國民經濟的支柱產業，制造技術水平的高低已成為衡量一個國家經濟實力和科技發展水平的重要標志之一。進入20世紀80年代以來，隨著計算機、信息技術的迅速發展，產品更新速度明顯加快，世界范圍的競爭日趨白熱化，傳統制造技術越來越不適應經濟的發展。工業發達國家普遍認為：在未來的競爭中，誰掌握了先進制造技術誰就掌握了市場。在一定程度上講，先進制造技術已成為一個國家命運的主宰。

2.先進制造技術的產生

先進制造技術（Advanced Manufacturing Technology，簡稱為AMT）是指微電子技術、自動化技術、信息技術等先進技術給傳統制造技術帶來的種種變化與新型系統。具體地說，就是指集機械工程技術、電子技術、自動化技術、信息技術等多種技術為一體所產生的技術、設備和系統的總稱。主要包括：計算機輔助設計、計算機輔助制造、集成制造系統等。

1993年，美國政府批準了由聯邦科學、工程與技術協調委員會（FCCSET）主持實施的先進制造技術計劃（Advanced Manufacturing Technology-AMT）計劃。先進制造技術計劃（Advanced Manufacturing Technology-AMT）是美國根據本國制造業面臨的挑戰和機遇，為增強制造業的競爭力和促進國家經濟增長，首先提出了先進制造技術（Advanced Manufacturing Technology）的概念。此后，歐洲各國、日本以及亞洲新興工業化國家如韓國等也相繼作出響應。

3.先進制造技術的特點

先進制造技術是制造技術的最新發展階段，先進制造技術相對傳統制造技術在應用范圍上的一個很大不同點在于，傳統制造技術通常只是指各種將原材料變成成品的加工工藝，先進制造技術雖然仍大量應用于加工和裝配過程，但由于其組成中包括了設計技術、自動化技術、系統管理技術，因而可以將其綜合應用于制造的全過程。并且傳統制造技術的學科、專業單一獨立，相互間的界限分明。先進制造技術由于專業和學科間的不斷滲透、交又、融合，界線逐漸淡化甚至消失，技術趨于系統化、集成化、已發展成為集機械、電子、信息、材料和管理技術為一體的新興交叉學科。

先進制造技術是面向全球的。隨著世界自由貿易體制的進一步完善，以及全球交通運輸體系和通信網絡的建立，制造業將形成全球化與一體化的格局，新的先進制造技術也必將是全球化的模式。目前每一國家都處于全球化市場中。一個國家的先進制造技術是支持該國制造業在全球范圍市場的競爭力。因此，先進制造技術的主體應具有世界水平。但是，每個國家的國情也將影響到從現有的制造技術水平向先進制造技術的過渡戰略和措施。中國正在以前所未有的速度進入全球化的國際市場，開發和應用適合國情的先進制造技術勢在必行。

4.先進制造技術的主體技術群和支撐技術群

先進制造技術的主體技術群主要包括有關產品設計技術和工藝技術兩大技術群。面向制造的設計技術群系指用于生產準備的工具群和技術群。設計技術對新產品開發生產費用、產品質量以及新產品上市時間都有很大影響。產品和制造工藝的設計可以采用一系列工具，例如計算機輔助設計以及工藝過程建模和仿真等，生產設施、裝備和工具，甚至整個制造企業都可以采用先進技術更有效地進行設計。近幾年發展起來的產品和工藝的并行設計具有雙重目的，一是縮短新產品上市的周期，二是可以將生產過程中產生的廢物減少到最低程度，使最終產品成為可回收、可再利用的，因此對實現面向保護環境的制造而言是必不可少的。制造工藝技術群是指用于物質產品生產的過程及設備。例如，模塑成形、鑄造、沖壓、磨削等。隨著高新技術的不斷滲入，傳統的制造工藝和裝備正在產生質的變化。制造工藝技術群是有關加工和裝配的技術，也是制造技術或稱生產技術的傳統領域。

支撐技術群是指支持設計和制造工藝兩方面取得進步的基礎性的核心技術。基本的生產過程需要一系列的支撐技術，諸如：測試和檢驗、物料搬運、生產計劃的控制以及包裝等。它們也是用于保證和改善主體技術的協調運行所需的技術，是工具、手段和系統集成的基礎技術。

5.先進制造技術的發展趨勢

先進制造技術的發展逐步智能化、信息化。基于CAD/CAM技術的CMS是制造業自動化的一個重要方向。CMS通過CAX系統和PDM系統，進行產品的數字化設計、仿真，并結合數字化制造設備，進行自動加工。智能制造技術（MT）是將人工智能融入制造過程的各個環節，通過模擬人類專家的智能活動，取代或延伸制造系統中的部分腦力勞動，在制造過程中系統能自動監測其運行狀態，在外界干擾或內部激勵下能自動調整其參數，以達到最佳狀態和具備自組織能力。信息化是當今社會發展的趨勢，信息技術正在以人們想象不到的速度向前發展。信息技術也正在向制造技術注入和融合，促進著制造技術和各種先進生產模式的發展，如C IM S、并行工程、精益生產、敏捷制造、虛擬企業與虛擬制造等，無不以信息技術的發展為支撐。

可持續發展的綠色制造正在逐步引起人們的重視。科技的發展創造了歷史的奇跡，但人們也認識到自然界的資源是有限的，環境和生態正遭受巨大的破壞，綠色制造與可持續發展已成為人們最為關注的課題之一。綠色制造是通過綠色生產過程、綠色設計、綠色材料、綠色設備、綠色工藝、綠色包裝、綠色管理等生產出綠色產品，產品使用完以后再通過綠色處理后加以回收利用。采用綠色制造能最人限度地減少制造對環境的負而影響，同時使原材料和能源的利用效率達到最高。對十日前世界資源緊張，環境惡化的現狀以及人類的持續發展的要求來講，綠色制造是必然的趨勢。

加工制造技術向著超精密、超高速的方向發展超精密加工技術。目前加工精度達到0.025μm，表而粗糙度達0.0045μm，已進入納米級加工時代。超精切削厚度由目前的紅外波段向可見光波段甚至更短波段靠近。超精加工機床向多功能模塊化方向發展，超精加工材料由金屬擴大到非金屬。

超高速切削。目前鋁合金超高速切削速度已超過27m/s，鑄鐵25m/s，超耐熱鎳合金為5m/s，超高速切削的發展已轉移到一些難加工材料的切削加工。

生物制造系統正在逐步形成。日本三重大學和岡山大學率先開展了生物技術應用于工程材料加工的研究，并初步證實了微生物加工金屬材料的可行性。我國于1982年將生物技術列為重點技術之一。生物學和制造學這兩個原來人們覺得毫不相干的學科，今天正在相互滲透、交叉，正在形成一個新的學科——生物制造系統。

6.我國先進制造技術的發展現狀

從“六五”開始我國就啟動了制造技術主要是機械制造技術的國家部委與地方級重點攻關研究開發，由于體制所限，這方面的規劃、研究開發主要是按行業分塊進行的。企業開發先進制造技術的能力薄弱，人力與資金投人都不足。1995年4月在北京召開了先進制造技術發展戰略研討會，從戰略高度探討了我國發展先進制造技術的路線和方法。同一時期，國家二期863規劃也開始規劃下世紀初先進制造技術的發展。

十幾年來通過技術引進和人才培養等各方面的努力，我國不少企業已掌握了一批相對先進的制造技術，但是和發達國家還是有很大差距。我國當務之急首先是要改善實施先進制造技術的基礎條件，包括擴大數控機床、加工中心的應用，建立完善的國產數控系統產業群，擴大市場占有率。再就是大力發展和推廣國產CAD/CAM計算機輔助設計與制造系統，在各大高校開設相關專業，加大人才培養力度。相信我國的先進制造技術在不久的將來會翻開嶄新的一頁。

7.結束語

知識就是財富，人類當前社會正在由工業經濟時代步入知識經濟時代。高科技的發展促使制造業發生了革命性的變化。先進制造技術就是在這個時代背景下應運而生，它是一個不斷發展、不斷更新的技術體系，使人類的生產生活發生了巨大改變。總之，21世紀的機械制造業是信息化、智能化、網絡化、不斷創新的綠色制造業，是人類智慧的結晶。

參考文獻

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[2]盛曉敏，鄧朝暉.先進制造技術[M].機械工業出版社，2000.

[3]張立鼎等.先進電子制造技術[M].國防工業出版社，2000.

[4]梁福軍，石治平.21世紀的制造技術[M].機械工程學報，2002.

篇5

中圖分類號：TM20 文獻標識碼：A

在工業發達國家都把先進制造技術作為國家級技術和優先發展領域。盡管決定國家綜合競爭力的因素有多種，但制造業的基礎地位不能忽視。20世紀90年代以來，各個發達國家都針對先進制造技術的研發提出了國家級發展計劃，旨在提高本國制造業的國際競爭能力。我國雖已成了制造大國，但不是制造強國，這表現在許多現代制造基礎技術尚未掌握，許多重大裝備不能自主制造，缺乏自主創新能力。所以，為了縮短與先進國家的差距，迎接新的挑戰，必須認清制造技術的發展趨勢，使我國的產品上質量，上效率，上品種和水平，以增強市場競爭力。

1 先進制造技術的內涵、特點

1.1 先進制造技術的內涵

先進制造技術是集多種技術為一體的總稱，它在制造業中不斷吸收信息技術和現代管理技術，從而產生新技術、新設備和新系統，并綜合應用于算機輔助設計、計算機輔助制造、集成制造系統等各個產品開發與設計、制造、檢測管理及售后服務的制造全過程，以實現優質、高效、低耗、清潔、敏捷制造，并取得較理想的技術經濟效果。所以，它是不斷沖擊傳統制造技術的新型系統。

1.2 先進制造技術的制造特點

1.2.1 面向新世紀的技術方法。先進制造技術是由傳統制造技術發展起來的，是制造技術的最新發展階段。

它既保留了傳統制造技術的有效要素，又吸取了各種高新技術成果，并將其滲透到產品生產的全部過程中，并在產品生產領域中不斷產生新的完整的技術群 ，形成具有明確范疇的新技術領域。所以，它是制造業中的新一輪技術革新。

1.2.2 是面向工業應用的技術方法。先進制造技術是一個有機的綜合體，又有很高的制度，它并不限于制造工藝，同時也覆蓋了市場調研分析，產品設計，外包，加工和裝配，銷售，維修，服務等產品壽命周期的全過程。

1.2.3 是駕馭生產過程的系統工程最有效方法。先進制造技術特別強調計算機技術、信息技術和現代系統管理技術在產品設計、制造和生產組織管理、銷售及售后服務等方面的應用。

1.2.4 是面向全球競爭的技術之一。制造業是綜合國力的支柱之一，也是現代國民經濟的體現。而制造技術的作用對制造業起著關鍵作用。隨著科學技術的發展和市場競爭日益激烈，制造企業對先進的制造技術進行了大力的研究和實施。從而先進的制造技術應運而生。

2 先進制造技術的新發展

2.1 柔性自動化

柔性自動化是集柔性制造單元、柔性制造系統、柔性自動生成線為一體，并在計算機支持下，能適應加工對象的自動化機械制造系統。它最顯著的特點就是可以有效改善設計工作和制造系統兩方面的柔性，并能夠根據實際情況迅速實現制造系統的重組。

2.2 知識智能化

知識智能化是將微電子學、計算機和系統工程等學科技術有機地結合起來，并在制造過程中，可以完整和理想地解決機械制造高自動化時的交叉問題。從而形成穩定的生產能力。

2.3 集成系統化

集成系統化是種高端技術行為，它強調技術和工程，并以解決方案為中心，將企業全部生產活動中的信息流和物質流有機結合，并實現最優化。所以，集成系統化有很強的復雜性，綜合性和專業性。它的實施，在一定程度上比集成化的產品更為重要。在制造業運用過程中，不但運行靈活，產品應變能力大，而且產品質量高，市場經濟效果顯著。

3 先進制造技術在國內外發展現狀

決定一個國家的綜合競爭力是多方面的，其影響的因素很多。制造業就是其中的組成部分，它的基礎地位十分重要，而先進制造技術既是制造業的基礎，又是它的升華。所以，各個工業發達的國家都把先進制造技術作為國家重量級的關鍵技術，引為優先發展領域。從二十世紀九十年代以來，美國，德國，日本等工業發達的國家，都在著力對現代先進制造技術進行跟蹤研究與探索，他們運用新興信息技術，網絡技術在工業制造過程中，從管理體制、經營理念、實際方法、制造手段等方面總結經驗，尋求新思路，并在原有基礎上，提出各種具有戰略意義和現實意義的先進制造技術，其目的都是為了提高本國制造業的國際競爭力。

而我國，雖然自建國以來，尤其是改革開放以來，國內制造業發展迅速，國家有計劃地推出一系列的重點科技項目，相應建立了比較完整的制造產業體系，有力地促進了先進制造技術的運用于推廣，為國民經濟和國防建設提供了許多重要裝備，但是與發達工業國家還存在明顯差距。這表現在技術創新能力較差，產品開發周期長，制造工藝設備相對落后，自動化生產程度低，高精尖技術開發薄弱。各個中小型企業及部分大型企業走的好似是低成本工藝控制自動化的道路。據統計，我國機床，汽車和重要發電設備等產品的產量雖居世界前列，但能躋身裝備制造業世界五百強的卻沒有一家。究其原因在于起步晚，創新能力低，體系不完善，突出比例相對較少。我國自改革開放以來，大力發展生產力，追求科技創新，不斷吸取國外先進技術，所以，才有了“十五”、“十一五”等長期的規劃目標，為發展先進制造大國而奮斗。

4 先進制造技術的未來發展

為適應新技術革命浪潮的沖擊，迎接新世紀的信息全球化、貿易自由化、制造全球化，新消費觀念的挑戰，先進制造技術正朝著全球化、集成化、智能化、精密化等方向發展。

其發展趨勢，先進制造技術越來越表現在于它的綜合運用，及管理方面的技術革新。在企業資源分散化、產品個性化的要求下，在信息管理技術的推動下，先進的制造技術綜合有效的利用將是制造企業提高競爭力的重要保障。

結語

世界經濟已經步入全球化經濟，國內外市場競爭日趨激烈，國內外企業合作密度日益加強。這種既合作又競爭的局面，不斷推動著制造業的發展，催動制造技術不斷更新。這正是衡量一個國家科技發展水平的重要標志，也是國際間科技競爭的重點。所以，先進制造技術是一個不斷發展，更新的新技術體系，研究和探索它的內涵，特點以及未來發展趨勢就顯得尤為重要。

篇6

近年來，世界范圍內出現了研究應用先進制造技術的浪潮，以機械制造為代表的先進制造技術己成為當代國際間科技競爭的重點。它的水平高低，在很大程度上反映了一個國家工業發展的水平，是現代企業提高產品開發與技術創新能力、穩定產品質量、増強競爭能力的看家本領在我國，先進制造技術的重要性己引起各界的認識和重視，被列為“九五”計劃和2010年中長期科研發展規劃中的主要關鍵技術和重要發展方向。因而，了解先進制造技術的發展趨勢和前沿技術，對全面把握我國先進制造技術的發展方向，確定它的發展目標及我們的戰略對策是十分必要的。

2先進制造技術的定義及技術特征

2.1定義

制造技術是使原材料成為產品所使用的一系列技術的總稱，是制造業賴以生存和進步的主體技術先進制造技術是制造業為了適應時代要求以提高競爭力，對制造技術不斷優化及推陳出新而形成的它是一個相對的、動態的概念，具有鮮明的時代特征，可以將先進制造技術定義為:制造業不斷吸收機械、電子、信息、材料、能源及現代管理等方面的成果，并將其綜合應用于制造的全過程，實現優質、高效?低耗清潔、靈活生產，取得理想技術經濟效果的制造技術總稱。

2.2技術特征

先進制造技術具有以下五個技術特征：

2.21先進性

先進制造技術的核心和基礎必須是優質、高效、低耗、清潔的工藝，它從傳統制造工業發展起來，并與新技術實現了局部或系統集成2.22通用性

先進制造技術不是單獨分割在制造過程的某一環節，它覆蓋了產品設計、生產設備、加工制造、銷售使用、維修服務，甚至回收再生的整個過程

  2.23系統性

隨著微電子、信息技術的引入，先進制造技術能駕馭信息生成采集、傳遞、反饋、調整的信息流動過程。先進制造技術是可以駕馭生產過程的物質流、能量流和信息流的系統工程

   22.4集成性

先進制造技術由于專業、學科間的不斷滲透、交叉、融合，界限逐漸淡化甚至消失，技術趨于系統化集成化，己發展成為集機械、電子、信息、材料和管理技術為一體的新興交叉學科。

22.5技術與管理的緊密結合

對市場變化作出更敏捷的反應及對最佳技術經濟效益的追求，使先進制造技術十分重視生產過程組織管理體制的合理化和最佳化，它是技術與管理自然科學與社會科學緊密結合的產物。

3先進制造技術的形成發展過程

先進制造技術的形成和發展同科技進步及市場需求密切相連在科技高速發展的推動下，制造業的資源配置沿著“勞動密集一一設備密集一一信息密集一一知識密集”的方向發展在市場需求不斷變化的驅動下，制造業的生產規模沿著“小批量一一少品種大批量一一多品種變批量”的方向發展與之相適應，制造技術的生產方式沿著“手工一一機械化一一單機自動化一一剛性流水自動化一一柔性自動化一一智能自動化”的方向發展

當代制造技術的前沿己經發展到以信息密集的柔性自動化生產方式滿足多品種、變批量的市場需求，并向知識密集的智能自動化方向發展在這個發展過程中，制造技術的內涵不斷延伸與發展，經歷了重視輔助工序、工裝?生產過程，不斷更新工藝方法，引入和集成信息技術以及更新管理觀念，促進生產組織變革等四個環節，逐漸形成了先進制造技米

4先進制造技術的發展趨勢

高生產率和高質量是先進制造技術的兩大追求目標先進制造技術的發展趨勢可概括成如下幾個方面

4.1向自動化柔性化、集成化和智能化方向發展

微電子、計算機自動化技術與傳統工藝及設備相結合，形成了多項制造自動化單元技術，經局部或簡單到復雜不同檔次的自動化制造系統，使傳統工藝產生顯著、本質的變化，極大地提高了生產效率和產品質量。當然，冷加工的發展道路是：NC(數控卜FMS(柔性制造系統）^CIMS(計算機集成制造系統hIMS(智能制造系統）熱加工的發展道路是：優質高效低耗工藝-低成本自動化-綜合自動化。

4.2向高精密方向發展

現代新技術產品需要高精度的制造，精密制造技術是先進制造技術的基礎，它包括精密加工和超精密加工、微細加工和超微細加工、微型機械等當前有代表意義的是以納米技術為代表的超精密加工技術和以微細加工為手段的微型機械技術。

精密加工和超精密加工的主要方法，目前有精密切削、超精密切削、超精密磨削和研磨加工等，其加工精度己從微米級(um)亞微米級（1~10-Vm)向納米級（1dVm)進軍。

微細和超微細加工是一種特殊的精密加工，它不僅加工精度極高，而且加工尺寸十分微小。如大規模集成電路芯片上的圖形是用電子束?離子束刻蝕的方法加工的，線寬可達0.1um，微型機械是機械技術與電子技術在納米級水平上相融合的產物。國外有人將納米技術與微型機械稱為“21世紀的核心技術”。

4.3向非傳統加工技術方向發展

在繼續開展傳統切削、磨削等新工藝的同時，各種非傳統加工方法也在開拓發展，并不斷開創新工藝，達到新的技術水平由于這類加工方法能解決大量普通機械加工方法難以解決甚至根本無法解決的問題，因而得到迅速發展，并顯示出極大的潛力和前景非傳統加工方法主要指一些物理的、化學的特種加工和高能密度加工，如電火花加工、電解加工、超聲波加工、激光加工、離子束加工等。特種加工的對象主要是難加工材料。高能密度加工主要指三束加工(激光束、電子束和離子束），它們是極有前途的加工方法不少非傳統加工法同時又是精密加工和超精密加工方法傳統加工和特種加工相結合的復合加工同樣有著良好的發展前景。

4.4采用新型生產模式，使企業適應多變市場需求機械制造生產模式除有通用機床加專用工藝裝備、數控機床加具有計算機輔助設計和自動編程功

柔性制造單元（FMC)加管理信息控制系統（MIS)以外，還有計算機集成制造系統（CIMS)智能制造系統（IMS)、并行工程（CE)、精節生產（LP)和敏捷制造（AM)等生產模式現代企業只有采取先進的生產模式，改進生產組織管理，才能増強在激烈的市場條件下的競爭能力。

5先進制造技術的技術前沿與新型生產模式

計算機集成制造（CIM)技術作為人類未來工廠的概念模式，得到很多國家的重視企業從經營計劃、產品設計、加工制造到市場銷售形成一個完整的系統，進行綜合優化它不斷吸收微電子、計算機、自動化等最新技術成果形成了計算機輔助設計(CAD)制造（CAM)工藝（CAPP)測試（CAT)評價（CAE)?數控機床（NC)加工中心（MC)、企業管理信息系統（MIS)?柔性制造系統（FMS)等一系列具有劃時代意義的新技術對上述技術進行局部或系統集成，就形成了從單機到生產線、從剛性到柔性、從簡單到復雜等不同檔次的集成制造系統(CIMS)可以預言CIMS將成為21世紀占主導地位的生產方式。

智能制造技術（IMT)旨在將人工智能溶進制造過程的各個環節，通過模擬專家的智能活動，取代或延伸制造環境中的部分腦力勞動，從而在制造過程中，系統能自動監測其運行狀態，在受到外界或內部激勵時能夠自動調整其參數，以期達到最佳狀態，具有自組織能力。它被稱為21世紀的制造技術。

并行工程（CE)技術旨在將產品設計與制造以及相關過程進行系統的綜合，以期在產品設計的同時就將生產、維修的各個環節考慮進去，大大縮短生產周期該技術的關鍵在于將CADCAMCATMIS等有機地集成起來，將引入動態并行機制，即將產品生產周期中各種因素進行有機綜合、并行處理，將產品設計、生產計劃丨生產加工、質量檢驗、市場分析等同步規劃，它可顯著縮短新產品從構思到實現批量生產的開發周期。

精節生產（LP)是由日本豐田公司率先提出并得以應用，后來受到美國的重視，它綜合了單件生產和大批量生產兩者的優點，其特點是：行小組自治工作制，工人既是主人也是雇員，企業把雇員看作比機器更為重要的固定資產。

(2)精簡一切生產中不產生價值的工作，減少管理層次，精簡組織機構。

(3)精益求精，以盡善盡美為最終目標，持續不斷地改進生產，降低成本，力爭無廢品、無庫存和產品品種多樣化。

敏捷制造（AM)是近年來美國為恢復其在國際制造業中領導地位而提出的一種生產模式它是將柔性生產技術熟練掌握生產技能和有知識的勞動力，與企業內部和企業之間合作的靈活管理集成在一起，通過所建立的共同基礎結構，對迅速改變或無法預見的消費者需求和市場時機作出快速響應它的主要特點是提出虛擬制造（VM)的概念，根據市場需求，采用虛擬公司來承接項目，開發產品和組織生產。從本企業和其它企業選出各種優勢力量，集成為一個單一的經營實體一一虛擬公司，當所承接的產品或項目一旦完成，虛擬公司即行解體。

CIMSIMSCELP和AM都是制造系統中新的生產模式，其宗旨都是為了提高企業競爭力，以適應多變的市場需求;在運行機理上都是強調集成，但在側重點上有所區別。

CE強調的是產品開發和設計與其它相關過程的集成，盡量保證開發和設計工作一次完善，減少反復，縮短產品生產制造周期。

LP是通過項目組或生產小組形式把各方面人員集成在一起，在生產?檢驗與維修等場地集成在一起，同時還采用相應的措施做到與協作廠家、用戶的集成，從而實現最大限度地精簡非増值人員和機構，提高企業競爭力。因而它強調的是組織管理和人員的集成。

AM則在先進的柔性生產技術的基礎上通過企業內部的多功能項目組與企業外的多功能組織組成虛擬公司，把全球范圍內的各種資源，包括人的資源集成在一起。

第一代CIMS只注重信息和功能的集成，隨著CIM技術的發展和應用，CIMS含義也在深化，第二代CIMS更強調技術、組織和人的全面集成

可見，CIMS與CELP及AM等生產模式并無本質區別，他們之間的關系是一種互補而不是替代 。

沒有計算機通訊系統?不采用現代制造技術的集成，是很難充分發揮精節生產的組織集成和人員集成的優勢，而敏捷制造的基礎和主體實質還是CIMS，不過只是CIMS的橫向發展，是企業級的集成擴展為社會系統內的集成;而LP和AM則為CIMS真正取得效益提供了新的思想和技術，又促進了CIMS的進一步發展

6推動我國先進制造技術發展的戰略設想

改革開放以來，通過研究開發、技術改造與國外引進，我國制造技術水平不斷發展和提高，己經具有相當規模和實力但是從總體上看，我國制造生產水平仍然比較落后，在質量、品種、成本效率效益和售后服務等方面與國外先進水平相比都有很大差距，缺乏國際競爭力。

為發展我國的先進制造技術，我們應把握時機，超越某些階段，迎頭趕上世界先進水平。要使這種愿望變為現實，必須明確先進制造技術的發展目標，采取相應的戰略對策6.1先進制造技術的發展目標

先進制造技術是使制造業強盛的關鍵所在，沒有先進制造技術，就不可能在發達的制造業在市場經濟為主體的世界經濟體系條件下，先進制造技術是由市場選擇和決定的。市場是先進制造技術存在、發展的源動力。先進制造技術研究的根本目的就在于及時、高效、優質、靈活、低耗地制造市場上有競爭力的產品，這是先進制造技術研究的市場觀發達國家制造業的管理專家和先進制造技術研究專家早己從殘酷市場競爭中明確了這一點，把占領市場作為發展先進制造技術的最終目標，建立和完善了一整套市場、技術、產品間相互聯系、相互制約?相互促進的機制。

我國市場經濟處在初級階段，制造業還比較落后，先進制造技術主要依靠引進和跟蹤的格局不會改變，中國是一個大國，應當有使產品具有進入國際市場的競爭力，先進制造技術應以提高制造業產品的市場競爭力為發展目標

   6.2戰略對策

6.2.1組織起來，加強合作，共同開發，推動先進制理技術于一體的綜合技術，它的發展涉及到規模管理資金保障、研究開發、生產應用等多個方面因此，必須把政策部門、科研單位、高等院校和企業各方面力量組織，加強合作，共同開發，尤其是要吸引企業界參與先進制造技術的研究，健全科技研究開發一體化機制，在先進制造技術研究中推進和建立大學、研究所和制造業相結合的研究體制隨著市場的國際化和全球信息網絡技術的發展，制造技術國際化日趨明顯，我國制造領域專家和企業家要有使自己產品和技術進入國際市場、投置于國際競爭的大環境下并成為知名品牌的雄才大略，要積極促進先進制造技術基礎研究的國際合作，以増強我國先進制造技術的實力

  

  6.22確定優先資助領域，支持應用前景明確的先進制造技術基礎研究，加快研究成果的應用轉化

當今世界科學技術化技術科學化的科技一體化趨勢日益明顯，技術的生命周期不斷縮短如果一種現在還算先進的技術不迅速應用，過不了幾年就可能被淘汰而大學在選擇制造方面的應用基礎研究項目時，往往缺乏先進制造技術的市場觀，不注重實際考察，不注重應用前景，不注重研究成果的應用轉化國家在應用基礎研究成果到技術開發和應用的成果轉化過程中的機制仍不健全。各部委?產業部門及國家自然科學基金委員會在資助先進制造技術基礎研究中，應確定優先資助領域，在強調支持前沿和創新的同時更要強調研究項目的應用前景，支持和鼓勵項目的聯合資助在跟蹤國際先進制造技術研究的同時，強調結合國情選題，面向經濟選題，瞄準應用選題

6.23持續開展制造業的技術改造

制造技術的發展是通過技術改造過程實現的，通過技術改造逐步淘汰老工藝、老設備，推廣應用先進的新工藝和新設備，以提高企業的制造技術水平，最終達到提高產品性能質量和對市場的應變能力。“八五”期間己對一批重點骨干企業實行重點投資，進行現代化的技術改造使諸如數控機床、加工中心'?計算機輔助設計、制造和管理等新技術在這些企業得到普及、推廣和應用。“九五”期間將這些技術在更多的企業中逐步推廣，視不同情況或建成FMCFMS，或進一步實現計算機集成制造系統。

進行技術改造必須從經營戰略和生產系統整體出發，不能單純把技術改造局限于更新工藝設備上因此，進行技術改造時應進行經濟分析與論證，以作出科學的決策與判斷

6.2.4采用新型的生產模式，改進生產組織管理，提高人員技術素質

先進制造技術既包括工藝技術設備，又包括生產的組織管理和人員技術素質只有相適應的生產組織管理和人員技術素質與其配套，先進的工藝技術裝備才能充分發揮其應有的作用，形成先進制造技術為此，要根據企業特點，采取適用的生產模式，改進生產的組織管理，提高人員的技術素質，使生產組織管理便于實現計算機化和信息化，便于集成為有機聯系的自動化整體，使參與生產過程的人員盡可能在技術上成為多面手，更好地適應多變的市場需求

篇7

中圖分類號：TD406 文獻標識碼：A

1 先進制造技術的特點

1.1 是新世紀的技術

機械制造是蒸汽時代就已經開始，到了21世紀，它已經成為了任何一個國家發展的必要條件。先進制造技術是在制造技術基礎上的發展和升華，在這之后既保留了傳統制造技術的精華，又吸收利用了這種高科技，將這兩方面的優勢雜糅在一起，形成了更加先進的技術，快速的參與到了各項產品生產及其他環節，大大提高了產品在生產、銷售、售后等方面的效率。先進制造技術具有極其明確的范疇，是21世紀最需要、最渴求的技術。

1.2 是面向工業應用的技術

先進制造技術涉及的范圍不僅僅局限于生產過程，它還包含了產品的設計和研發、施工工藝的設計、產品在生產、加工制造、售后維護維修等。它主要是應對于一些具有壽命周期的產品。先進制造技術的使用，其直接的就會體現在生產效率的提高和產品質量的提高。應用先進制造技術對于我國的國家經濟發展有著明顯的實際效果，它不僅僅提高了企業的綜合實力，還促進了我國綜合國力的增長。

1.3 是駕馭生產過程的系統工程

目前的先進制造技術主要應用了以下的先進技術：計算機技術、信息技術、傳感技術、自動化技術、新材料技術和現代系統管理技術在產品設計、制造和生產組織管理、銷售及售后服務。先進制造技術是在吸收各種高新科技的基礎上不斷發展的，它是與時俱進的技術，駕馭了生產過程的物質流、能量流和信息流，是一個先進系統工程。

1.4 是面向全球競爭的技術

“地球村”概念的出現，使得全世界的經濟有了多重的一體化，全球化市場的發展，以前相對封閉的經濟活動變得多種多樣，不再局限于一域的經濟市場，使得各個國家在爭奪市場方面有著空前的激烈性，發達國家不斷向外輸出資本和工廠，世界市場呈現出寸土必爭的盛況，而先進制造技術的產生正是順應這一時代的需求而產生。國家自身先進制造技術的水平，在一定程度上表現出了該國在國際市場競爭中的地位。

1.5 是市場競爭三要素的統一

在以前產品制造技術不發的時期，往往一種熱銷產品的上市，都會引來很多相似產品的出現，而這時的競爭主要指向生產率的提高上。而在先進制造技術出現后，制造業不僅僅是簡單的生產過程，這之中的競爭已經從提高生產率水平轉化到產品生產的成本、質量和時間上。先進制造技術正是利用這三方面的合理統一，從而達到了提高市場競爭力的目的。

2 先進機械制造技術的發展現狀

改革開放30年已經過去，在這30年里，我國已經成為了世界上最大的制造業國家，中國制造在各個我家都擁有相當大的份額。這一成果是我國的先進制造技術不斷發展的結果。我國制造業的發展可以用騰飛來形容，可是與發達國家相比，差距已然是巨大的。

2.1 管理方面。發達國家的制造業普遍采用了辦公自動化管理，計算機的應用早已應用到了管理體制和生產過程的各個環節。而準時生產（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術應用，又在思想形態上占據了先進性。而我國計算機輔助管理也僅僅應用到少數企業的個別部分，大多數的企業仍然是采用的經驗管理模式。

2.2 設計方面。在工業發達的國家，制造業的設計數據和工作準則都在不斷的更新中，在很多大型企業中都已經使用了無圖紙設計和生產模式，而在我國普遍的CAD/CAM技術利用率較低。

2.3 制造工藝方面。制造工藝需要有高精的制造工藝，發達國家在這方面都已經采取了高精密加工、精細加工、微細加工、微型機械和微米/納米技術、激光加工技術、電磁加工技術、超塑加工技術以及復合加工技術等新型加工方法。這些技術在我國的使用率很低，還有一些技術是在開發中，還沒有及時掌握，因此，我國的制造工藝和發達工業國家還有很大的差距。

3 我國先進機械制造技術的發展趨勢

3.1 全球化。第一，是國內的制造業已經受到了國際制造業的猛烈沖擊，他們不僅僅是爭奪國際市場，還進一步的進駐國內市場，這對我國的制造業是一個嚴峻的挑戰。這一現實情況逼迫的我國制造業要適應生存法則--優勝劣汰。國內的很多中小企業都在這一場沒有硝煙的戰爭中紛紛落敗，也有一些優秀的企業在這之中凸顯出來。第二，今網絡通訊技術已經深入到了企業的各個方面，這一技術給企業帶來了合作的同時，又進一步計劃了國際市場的競爭。這兩個因素已經大力的帶動了制造業的全球化。

3.2 網絡化。這個社會的網絡化已經深入到了人們的日常生活，迅速的網絡化水平，給企業帶來的是更加活性化的發展。企業的產品設計、生產資料、市場拓展和產品銷售都可以跨區域和跨國界的進行。而網絡通訊技術的發展，使得企業間的信息交流、技術交流更加的便利，這不僅僅方面的企業的進一步發展，又為企業的發展提供了發展的推動作用。

3.3 虛擬化。虛擬技術是指模擬生產過程和生產產品的技術，這可以檢驗生產過程的合理性和制造過程的效率。虛擬化主要都是運用計算機的仿真軟件來模擬現實的生產，用這一技術可以在進行產品生產之前來檢驗產品的質量，保證產品制造的準確性，及時避免不必要的錯誤。

3.4 自動化。自動化的發展是順應時代的必然，制造業自動化發展的未來趨勢是在制造業環節中高度智能化、自動化、網絡化、虛擬化、綠色化。

3.5 綠色化。綠色化是針對近年來興起的可持續發展觀衍生的發展趨勢，對生產模式進行總結，就是在設計、生產、材料、工藝、包裝以及管理等各個環節都實現綠色工藝，在循環環節也能夠積極回收再次使用。綠色制造是工業生產對環境傷害最小的生產模式，也使資源的有效利用率臻至最大。

結語

先進制造技術在一個國家的發展過程中占據這非常重要的位置，是衡量一個國家現代化的重要標志，也是在國際競爭中能否占據有利位置的重要因素。我國在走過30多年的改革開放后，我們的制造業已經到了一個需要質變的階段，先進制造技術的運用已經成為了我國制造業的軟肋，只有緊跟國際先進制造技術，努力學習，積極的應用到實處，才能引起制造業的質變，才能縮短和發達國家的差距，才能在時下激烈的市場競爭中占據一席之地，才能使我國的現代化更上一層樓。綜上所述，發展先進制造技術刻不容緩，需要我們必須有緊迫意識，加快發展先進制造技術的腳步。

篇8

先進制造技術是制造業21世紀發展的方向。先進制造技術的特點如下：

(1)先進制造技術貫穿了從產品設計、加工制造到產品銷售及使用維修等全過程，成為“市場一產品設計一制造一市場”的大系統。而傳統制造工程一般單指加工過程。

(2)先進制造技術充分應用計算機技術、傳感技術、自動化技術、新材料技術、管理技術等的最新成果，各專業、學科間不斷交叉、融合，其界限逐漸淡化甚至消失。

(3)先進制造技術是技術、組織與管理的有機集成，特別重視制造過程組織和管理體制的簡化及合理化。先進制造技術又可看作是硬件、軟件、人件和支持網絡（技術的與社會的）綜合與統一。

(4)先進制造技術并不追求高度自動化或計算機化，而是通過強調以人為中心，實現自主和自律的統一，最大限度地發揮人的積極性、創造性和相互協調性。

(5)先進制造技術是一個高度開放、具有高度自組織能力的系統，通過大力協作，充分、合理地利用全球資源，不斷生產出最具競爭力的產品。

(6)先進制造技術的目的在于能夠以最低的成本、最快的速度提供用戶所希望的產品，實現優質、高效、低耗、清潔、靈活生產，并取得理想的技術經濟效果。

美國從90年代初相繼提出了先進制造技術計劃、TEAM計劃、下一代制造（NGM)技術計劃、美國國家關鍵技術等，德國提出了“生產2000”計劃、“生產2000+”計劃、“微系統2000”計劃等、日本提出了智能制造系統計劃、韓國提出了高級先進技術國家計劃(G-7計劃）等。

圖1為先進制造技術的體系結構。

美國喬治?華盛頓大學于90年代初成立了由45位著名的未來學家和技術專家組成的新興技術預測委員會，在1996年的預測中，從可以預見到的最重要的技術進步中挑選85項將要出現的技術。共分為12個大類。其中在第類：制造業與機器人中有如下技術：

(1)計算機集成制造系統。在2012年，80%的工廠生產將實現計算機集成化；(2)生產自動化。到2015年，由于實現了生產自動化，工廠的就業人數在勞動力總人數中所占的比例將下降到10%以下；(3)大批量定制。到2011年，汽車、電器等30%以上的產品將廣泛實現大批量定制生產；(4)先進的機器人。到2016年，帶有傳感輸人、具有決策和學習功能、可移動的機器人將投放市場；(5)納米技術。到2016年，微型機器和納米技術將投人商業應用。

可以認為，這五種技術是最重要的先進制造技術。限于篇幅，這里僅對計算機集成制造系統和大批量定制作一簡單的介紹。這兩種技術對企業的影響范圍較大，有較大的適用性。

先進制造技術的發展趨勢可以概括為：

(1)數字化。在這方面，人們提出了CIMS、數字化工廠等概念。通過CAX(CAD，CAPP，CAE,CAM)系統和PDM系統，進行產品的數字化設計、仿真，并結合數字化制造設備，進行自動加工。并采用MRPII/ERP系統，對整個企業的物流、資金流、管理信息流和人力資源進行數字化管理。進一步的發展是，通過數字化的供應鏈管理（SCM)系統和客戶關系管理(CRM)系統，支持企業與供應商和客戶的合作。網絡技術的發展使企業內部和外部的數字化運作更加方便。

(2)知識化。知識將成為企業的最重要的生產要素，技術創新將是企業最重要的生存和競爭能力。知識管理技術、學習型組織等將受到越來越大的重視。

(3)模塊化。產品的模塊化和企業的模塊化將使企業能快速地、低成本地生產出顧客所需要的個性化產品。

    (4)微小化。微機械及制造技術正在迅速發展，這將導致一大類全新的產品，深刻改變人們的生活。

(5)綠色化。強調產品和制造過程對環境的友好性。 2計算機集成制造系統(CIMS)

自從美國的Harringtong博士在1973年提出CIMS概念以來，CIMS在世界上走過了曲折的道路，人們對C1MS的本質認識有了巨大的變化，主要是:現代制造業的方向并不只是計算機的集成，信息的集成，而是人、技術、組織的整體集成，包括功能集成、組織集成、信息集成、過程集成、知識集成和企業間的集成⑷。由于計算機集成制造系統這一詞容易使人誤解，以為只要將計算機集成在一起就能構造成一個先進的制造系統。為此，我國的一些學者提出了現代集成制造系統（CIMS，ContemporaryInte?gratedManufacturingSystems)的概念。當前，CIMS的發展有以下特點。

2.1集成化

CIMS中有以下幾個關鍵的信息集成系統。CIMS在這些系統的基礎上進一步實現企業的總體集成。

(1)ERP(企業資源計劃）系統：國外有名的系統是SAP,Oracle，Baan，IBM等，國內有金蝶、用友、開思等。ERP系統集成了企業中的生產管理、財務、人事、采購、銷售等子系統。系統涉及面廣，十分龐大，對人員素質、數據和流程規范性要求髙，因此實施難度大，成功率不高。

(2)CAD/CAPP/CAM一體化：目前雖然有些CAD系統可以支持CAD/CAPP/CAM-體化，但主要針對基本上都采用數控加工的零件，如PRO/E軟件。由于不同產品中的零件差別很大，每個企業的加工條件和水平也不相同，因此復雜零件的CAD/CAPP/CAM-體化還沒有通用的系統。

(3)PDM(產品數據管理）系統：被用于管理和控制由CAX(CAD、CAPP、CAE、CAM等的統稱)系統所形成的大量的信息，避免花費很多時間去尋找本應該垂手可得的信息。PDM是設計自動化技術系統的核心，在產品的整個生命周期內管理全部的產品知識和信息，并為產品開發過程中的各個應用系統提供所需的數據，為不同應用系統提供集成平臺。PDM系統以產品數據庫為底層支持，以B〇M為組織核心，把定義最終產品的所有工程數據和文檔聯系起來，實現產品數據的組織、控制和管理。PDM系統一般是由CAD軟件開發商所開發的。因此，同一軟件公司的CAD系統和PDM系統能很好的無縫集成，而來自不同軟件公司的CAD系統和PDM系統間的集成性就差多了。PDM系統的實施難度比CAD系統要大，因為前者涉及管理、組織等問題。

(4)工作流管理系統：主要用于辦公自動化，是企業管理層的信息集成系統。目前工作流管理系統與知識管理系統緊密結合起來，使企業的知識得以共享和保存。

2.2網絡化

以因特網為代表的網絡技術正在制造業中產生越來越大的影響。人類正在進入一個新的時代--網絡經濟時代，在制造業中，也正在出現一種新的模式--網絡化制造模式。在網絡化制造中，新的網絡空間與傳統的物理空間緊密結合，產生出各種新思想、新觀點、新方法和新系統。制造企業將利用因特網進行產品的協同設計和制造；通過因特網，企業將與顧客直接聯系，顧客將參與產品設計，或直接下訂單給企業進行定制生產，企業將產品直接銷售給顧客；由于因特網無所不到，市場全球化和制造全球化將是企業發展戰略的重要組成部分；由于在因特網上信息傳遞的快捷性，并由于制造環境變化的激烈性，企業間的合作越來越頻繁，企業的資源將得到更加充分和合理的利用。企業內聯網（Intranet)/外聯網（Extranet)也將極大地改變企業內的組織和管理模式，將有效地促進企業員工的信息和知識的交流和共享〔5〕。

2.3敏捷化

進人21世紀，企業將面對日益激烈的國際化競爭的挑戰，另一方面，企業可以利用制造全球化的機遇，專注發展自己有優勢的核心能力及業務，而將其它任務外包和外協。企業將變得更加敏捷，對市場的變化將有更快的反應能力。但這些需要新的信息技術的支持，如供應鏈管理系統，促進企業供應鏈反應敏捷、運行髙效，因為企業間的競爭將變成企業供應鏈間的競爭；又如客戶關系管理系統，使企業為客戶提供更好的服務，對客戶的需求作出更快的響應。2.4虛擬化虛擬制造可以簡單地理解為“在計算機內制造”，通過應用集成的、用戶友好的軟件系統生成“軟樣機”，對產品、工藝和整個企業的性能進行仿真、建模和分析。虛擬制造包括:虛擬設計、虛擬裝配和虛擬加工過程。新產品的開發需要考慮很多因素。例如在開發一種新車型時，其美學的創造性要受到安全性、人機工程學、可制造性及可維護性等多方面的制約。在虛擬設計中，利用虛擬原型在可視化方面的強大優勢以及可交互地探索虛擬物體的功能，對產品進行幾何、制造和功能等方面的交互建模與分析，快速評價不同的設計方案，可以從人機工程學角度檢查設計效果，設計師可直接參與操作模擬，移動部件和進行各種試驗，以確保設計的準確性。這種技術的特點是:①及早看到新產品的外形，以便從多方面觀察和評審所設計的產品；②及早發現產品結構空間布局中的干涉和運動機構的碰撞等問題；③及早對產品的可制造性有清楚的了解。美國波音飛機公司在設計波音777飛機中采用了虛擬制造技術。采用飛行仿真器及虛擬原型技術在各種模擬的條件下，對飛機進行飛行試驗。

2.5智能化

例如，隨著CAD系統中知識的積累，CAD系統的智能化程度將大幅度提髙。這種智能化具體表現為:①智能地支持設計者的工作，而且人機接口也是智能的。系統能領會設計人員的意圖，能夠檢測失誤，回答問題，提出建議方案等;②具有推理能力，使不熟練的設計者也能做出好的設計來。

2.6綠色化

包括綠色產品和綠色制造。要求產品的零部件易回收、可重復使用、盡量少用污染材料、在整個產品的制造和使用過程中排廢少、對環境的污染要盡可能的小、所消耗的能量也盡可能的少。要求制造和使用具有潔凈性。產品和制造過程的綠色化，不僅要求企業把環境保護當作自己的重要使命，同時也是企業未來生存和發展的戰略。因為不注意環境保護的企業將被市場所淘汰。

3大批量定制

當前我國已進人買方市場，一般產品和一般的制造能力嚴重過剩；隨著市場競爭的國際化，用戶可以在更廣泛的范圍內選擇自己需要的產品，用戶對產品的質量、價格和新穎性的要求越來越高。許多企業都在探索如何在這種新環境中生存和發展。大批量定制（MC，MassCustomization)就是一種很有前途的生產模式。大批量定制又稱大規模定制、大規模客戶化生產、批量定制、批量客戶化等。

從理論上講，大批量定制要實現以大批量的低成本和短交貨期生產用戶定制的單件產品，但實際上，大批量定制可以看作是一種低成本、快速滿足用戶個性化需求的產品設計、制造和營銷的新概念、新模式和新實踐。大批量生產和單件產品的定制生產一直是兩種水火不相容的生產方式。實現大批量定制不僅僅是技術問題，還涉及到組織、管理和技術的全面變革。真正實現大批量定制也并非是一個企業的事情，需要全行業、全社會的共同努力。因此，大講:量定制是一個大系統工程。

大批量定制從產品和過程兩個方面對制造系統及產品進行了優化，或者說產品維（空間維）和過程維（時間維）的優化。其中，產品維優化的主要內容是：

(1)正確區分用戶的共性和個性需求；

(2)正確區分產品結構中的共性和個性部分;

(3)將產品維的共性部分歸并處理；

(4)減少產品中的定制部分。

過程維優化的主要內容是：

(1)正確區分生產過程中的大批量生產過程環節和定制過程環節；(2)減少定制過程環節，增加大批量生產過程環節。

圖2描述了大批量定制中的產品維和過程維優化的基本原理。這里將企業產品中的各種零部件分為兩大類，一類是通用零部件，另一類是定制零部件。產品維優化方向是減少定制零部件數。這里還將產品的生產環節分成兩部分，一部分是大批量生產環節，另一部分是定制環節，過程維優化方向是減少定制環節數。大批量定制的實質是要減少圖2中的小矩形面積，理想的情況是該面積為零，但這實際上是不可能的。

圖2大批量定制中的產品維和過程維優化的基本原理大批量定制的典型案例有：

(1)美國萊維?斯特勞斯（LeviStrauss)服裝公司：該公司可以向用戶提供多達近千種不同的款式、花色，加上量體裁衣的服務，以保證用戶獲得稱心如意的牛仔褲。用戶只需多付10美元即可根據腰圍等個人尺寸在流水線上定制。公司的營業額上升了三成，庫存急劇減少，經營成本大幅降低。

(2)寶潔公司（P&G):把洗發劑的配方增加到5萬多種，只要顧客能拿出頭發的油性酸性指標，就可以按通常價格給顧客定制專用洗發劑。

(3)日本松下自行車工業公司：每輛車都是根據用戶的身體重量和愛好特制的，價格僅比現成的型號高10%，兩星期內交貨。不同定制的自行車中，大量零部件則是采用標準化戰略進行設計和制造的。

(4)福特公司：發動機的模塊化設計，即對6缸、8缸、10缸和12缸等不同規格的發動機結構進行調整，使其絕大部分組件都能通用，以盡可能少的規格部件實現最大的靈活組合。不同規格的發動機可在一條生產線上加工。每年節約數億美元。

(5)海爾集團：以58大門類9200個規格品種為素材，再加上提供的上千種“佐料”--2萬多個基本功能模塊，經銷商和消費者可自由地將這些“素材”和“佐料”組合，形成獨具個性的產品。目前可以提供適合B2B2C的模塊化網絡家電9萬種以上。

篇9

中圖分類號：F406 文獻標識碼：A

收錄日期：2011年11月22日

先進制造技術（AMT）是以先進制造工藝技術、信息技術、計算機技術、設計方法、物流技術及相應的管理工程集成的現代制造工程，它通過技術和管理的優化組合，以實現優質、高效、低耗、清潔、靈活生產。實施先進制造技術是企業提高對動態多變的產品市場的適應能力和提升企業競爭優勢的重要途徑。制造過程通常伴隨著物料的流動過程，即物料的采購、存儲、生產、裝配、運輸和銷售等一系列活動，物流系統是先進制造系統的重要功能構成部分。

一、先進制造業物流系統的組成

制造系統將原材料加工并裝配成最終產品，在制造過程中存在物流、信息流、能量流、成本流和誤差流。制造系統從外部環境取得原材料、毛坯件和配套供應的零件、組件、部件，經過制造活動把其轉換為成品或廢棄物（如廢品、切屑等），再送回外部環境中。制造系統與外部環境的物質交換活動和物料在系統內的運動與制造變換形成企業物流。物流系統主要包括三個方面：原材料、半成品、成品所構成的工件流；刀具、夾具所構成的工具流；托盤、輔助材料、備件等所構成的配套流。

物流系統主要完成兩種工作：一是零件毛坯、原材料、工具等由外界搬運進系統以及將加工好的成品從系統中搬走；二是零件毛坯、原材料、工具在系統內的搬運。通常情況下，前者需要人工干預，后者可以自動完成。

在物流系統中，物料在企業內部的流動，即物料搬運處理系統最為重要。在系統中會發生三種庫存，即加工前的庫存、加工過程中的庫存和加工后的庫存。伴隨著三種庫存的是：毛坯制備、零件加工、零件在線檢測和成品檢驗、產品裝配和產品檢驗等物流過程。

二、先進制造業物流技術特征

物流技術是企業進行競爭的決定性因素。在先進生產中，從工位本身的技術，工件之間的連接技術和自動化起吊系統，直到整套的后勤中心，包括了許多功能領域。先進制造業物流技術具有以下特征：

1、強調清潔化生產過程。要求制造過程消耗盡可能少的自然資源（包括能源），并盡量少產生或者不產生有害污染。

2、強調柔性化生產過程。為了適應多品種、小批量生產的需要，各種物流設備應具有相應的柔性，能方便適應零件形狀和精度的改變。

3、生產過程自動化。為了減輕工人的勞動強度，提高設備使用率，保證零件加工精度，廣泛采用自動化設備。

4、零件加工高速化和精密化。先進加工技術要求實現零件高速加工和精密加工，以適應生產周期日益縮短、產品精度不斷提高的要求。

5、在線檢測及質量反饋控制。為了保證加工質量，大量采用在線檢測和質量反饋技術，實現檢測過程自動化。

6、庫存管理計算機化。為了減少各種庫存，提高資金的有效利用率，采用計算機進行庫存管理，廣泛采用計算機控制的立體倉庫和抓取物料的機械手。

三、先進制造業物流技術發展趨勢

先進制造業物流技術是一種科學化和系統化的生產、運輸服務技術體系，所涉及的領域非常廣闊，是集現代信息網絡技術、現代倉儲管理技術、現代輸送技術、現代管理控制技術以及新型的運營策略等諸多技術門類于一體的多學科、多領域的復合性管理科學，是一種先進生產力技術。在先進制造系統中，物流控制是系統的重要核心，物流的暢通和高效能極大提高整個系統的運營效率，也有助于企業管理者對生產項目分析和決策。隨著先進生產技術的不斷進步，先進制造業物流技術呈現出新的發展趨勢：

（一）自動化。制造過程的集成離不開物流系統的自動化。企業物流系統自動化是集光、機、電、信息等一體的系統工程。它使物料合理、經濟、有序的流動，并使物流、信息流、商流在計算機集成控制下實現物流的自動化、智能化和快捷化。自動化的核心是機電一體化，目的在于擴大企業物流作業能力，減少物流作業的差錯和提高勞動生產率。

物流系統及其自動化是計算機集成制造系統（CIMS）的重要組成部分，它是實現待加工零件的自動運輸、需使用的刀具自動配置和調度的關鍵設備和硬環境。自動物流系統中的設備一般有工業機器人、自動導向小車（AGV）、有軌小車、懸掛式機械手。存儲設備一般有中央立體倉庫、中央刀具庫、托盤交換站、公用托盤架和刀具暫存架等。

（二）信息化。企業物流信息具有信息量大、信息形式多樣、信息內容復雜和信息動態變化的特點。企業生產中物的流動伴隨著信息的流動，而信息流又控制著物流。以信息技術為手段，可以將獨立的物流環節有效地整合在一起。信息技術逐漸成為物流技術的核心，隨著信息技術、網絡技術和電子商務技術的發展，企業物流信息化是必然趨勢，信息化是物流系統的基礎。物流信息化表現為：物流信息商品化，物流信息收集數據庫化和代碼化，物流信息處理電子化和計算機化，物流信息傳遞網絡化、標準化和實時化，物流信息存儲數字化。

物流系統是一個復雜的系統，涉及大量繁雜的信息。高質量的物流服務有賴于信息的電子化。電子化的信息便于傳遞，這使得信息流動迅速、準確無誤，保證物流服務的準時和高效。電子化信息便于存貯和統計，可以有效減少冗余信息傳遞，減少作業環節，降低人力浪費。

（三）柔性化。在柔性制造系統（FMS）中，要求物流和工作流程能夠柔性地適應變化著的生產結構。FMS物料傳輸系統將各加工設備聯結起來，實現物料傳輸。FMS物料傳輸系統分為工件流和刀具流兩個子系統。工件流系統主要由工件庫、夾具庫、堆垛機、托盤架、裝卸站和傳送小車或傳送帶組成。刀具流主要由刀具、刀具緩沖站、中央刀庫、機附刀庫和刀具傳送機器人組成。

物料傳輸系統有四項主要任務：在不同的FMS系統間傳遞：在同一系統中不同子系統間傳遞；在組成子系統的各工作站間傳遞；在工作站內傳遞。

（四）綠色物流。日益嚴峻的環境問題和日趨嚴格的環保法規，已成為企業發展的新威脅。企業為了可持續發展，必須積極解決經濟活動中的環境問題，建立并完善綠色物流體系，通過綠色物流來追求高于競爭對手的相對競爭優勢。綠色物流與綠色制造、綠色消費共同構成了一個節約資源、保護環境的綠色經濟循環系統。

物流成本“冰山”理論揭示了企業物流結構的不合理對社會造成的環境污染損害。任何形式的環境污染都根源于物質的不適當流動，且不適當流動的量達到了一定規模就超過了環境的負載能力。專家分析認為，產品從投入到售出，制造加工時間僅占10%，幾乎90%的時間為儲運、裝卸、分裝、二次加工、信息處理等物流過程。綠色物流強調低投入、大物流的方式，在物流活動中，物流資源獲得充分利用的同時，努力減少對環境的影響和消除對環境的危害。綠色物流不僅是企業物流成本的降低，更重要的是綠色化和由此帶來的節能、高效、低污染。

（五）敏捷物流。隨著科學技術的迅猛發展，企業市場競爭加劇。研究認為產品在上市時間（T）、質量（Q）、成本（C）和服務（S）等產品競爭四大關鍵因素中，質量已不再是市場競爭的最大優勢。只有快速響應市場需求，提供滿足用戶個性需求的產品，才能在競爭中取勝，敏捷制造由此產生。敏捷物流在供應鏈一體化基礎上，為滿足目標顧客的準時化需求，綜合運用各種敏捷化管理手段和技術，對目標產品、服務和信息從起始點到目標地點，進行快速、高效、成本與效率比最優的物流活動過程。敏捷物流強調反應和運作以敏捷為目標，而敏捷目標是速度、滿意度、合作雙贏、供應鏈一體化集成的統一。速度是基本特征和衡量尺度，滿意度是物流的目標和顧客服務水平的尺度，合作雙贏是敏捷物流運行的機制和準則，供應鏈一體化的集成是基礎。敏捷物流的特性為：顧客化原則是第一原則；快速響應原則是表現；同步化原則是標準；成本效率原則是核心。

敏捷物流主要為企業生產服務，目標是實現生產過程中的敏捷供應鏈，以降低物料的流動成本和提高生產效率。敏捷物流有助于企業優化物料倉庫庫存，降低倉儲成本，保障企業生產順利進行。

主要參考文獻：

篇10

制造業是現代國民經濟和綜合國力的重要支柱，其生產總值一般占一個國家國內生產總值的20%~55%。在一個國家的企業生產力構成中，制造技術的作用一般占60%左右。專家認為，世界上各個國家經濟的競爭，主要是制造技術的競爭。其競爭能力最終體現在所生產的產品的市場占有率上。隨著經濟技術的高速發展以及顧客需求和市場環境的不斷變化，這種競爭日趨激烈，因而各國政府都非常重視對先進制造技術的研究。

一、當前制造科學要解決的問題

當前制造科學要解決的問題主要集中在以下幾方面：

（1）制造系統是一個復雜的大系統，為滿足制造系統敏捷性、快速響應和快速重組的能力，必須借鑒信息科學、生命科學和社會科學等多學科的研究成果，探索制造系統新的體系結構、制造模式和制造系統有效的運行機制。制造系統優化的組織結構和良好的運行狀況是制造系統建模、仿真和優化的主要目標。制造系統新的體系結構不僅對制造企業的敏捷性和對需求的響應能力及可重組能力有重要意義，而且對制造企業底層生產設備的柔性和可動態重組能力提出了更高的要求。生物制造觀越來越多地被引入制造系統，以滿足制造系統新的要求。

（2）為支持快速敏捷制造，幾何知識的共享已成為制約現代制造技術中產品開發和制造的關鍵問題。例如在計算機輔助設計與制造(CAD／CAM)集成、坐標測量(CMM)和機器人學等方面，在三維現實空間(3-RealSpace)中，都存在大量的幾何算法設計和分析等問題，特別是其中的幾何表示、幾何計算和幾何推理問題；在測量和機器人路徑規劃及零件的尋位(如Localization)等方面，存在C-空間(配置空間ConfigurationSpace)的幾何計算和幾何推理問題；在物體操作(夾持、抓取和裝配等)描述和機器人多指抓取規劃、裝配運動規劃和操作規劃方面則需要在旋量空間(ScrewSpace)進行幾何推理。制造過程中物理和力學現象的幾何化研究形成了制造科學中幾何計算和幾何推理等多方面的研究課題，其理論有待進一步突破，當前一門新學科--計算機幾何正在受到日益廣泛和深入的研究。

（3）在現代制造過程中，信息不僅已成為主宰制造產業的決定性因素，而且還是最活躍的驅動因素。提高制造系統的信息處理能力已成為現代制造科學發展的一個重點。由于制造系統信息組織和結構的多層次性，制造信息的獲取、集成與融合呈現出立體性、信息度量的多維性、以及信息組織的多層次性。在制造信息的結構模型、制造信息的一致性約束、傳播處理和海量數據的制造知識庫管理等方面，都還有待進一步突破。

（4）各種人工智能工具和計算智能方法在制造中的廣泛應用促進了制造智能的發展。一類基于生物進化算法的計算智能工具，在包括調度問題在內的組合優化求解技術領域中，受到越來越普遍的關注，有望在制造中完成組合優化問題時的求解速度和求解精度方面雙雙突破問題規模的制約。制造智能還表現在：智能調度、智能設計、智能加工、機器人學、智能控制、智能工藝規劃、智能診斷等多方面。

這些問題是當前產品創新的關鍵理論問題，也是制造由一門技藝上升為一門科學的重要基礎性問題。這些問題的重點突破，可以形成產品創新的基礎研究體系。

二、現代機械工程的前沿科學

不同科學之間的交叉融合將產生新的科學聚集，經濟的發展和社會的進步對科學技術產生了新的要求和期望，從而形成前沿科學。前沿科學也就是已解決的和未解決的科學問題之間的界域。前沿科學具有明顯的時域、領域和動態特性。工程前沿科學區別于一般基礎科學的重要特征是它涵蓋了工程實際中出現的關鍵科學技術問題。

超聲電機、超高速切削、綠色設計與制造等領域，國內外已經做了大量的研究工作，但創新的關鍵是機械科學問題還不明朗。大型復雜機械系統的性能優化設計和產品創新設計、智能結構和系統、智能機器人及其動力學、納米摩擦學、制造過程的三維數值模擬和物理模擬、超精度和微細加工關鍵工藝基礎、大型和超大型精密儀器裝備的設計和制造基礎、虛擬制造和虛擬儀器、納米測量及儀器、并聯軸機床、微型機電系統等領域國內外雖然已做了不少研究，但仍有許多關鍵科學技術問題有待解決。

信息科學、納米科學、材料科學、生命科學、管理科學和制造科學將是改變21世紀的主流科學，由此產生的高新技術及其產業將改變世界的面貌。因此，與以上領域相交叉發展的制造系統和制造信息學、納米機械和納米制造科學、仿生機械和仿生制造學、制造管理科學和可重構制造系統等會是21世紀機械工程科學的重要前沿科學。

2．1制造科學與信息科學的交叉--制造信息科學

機電產品是信息在原材料上的物化。許多現代產品的價值增值主要體現在信息上。因此制造過程中信息的獲取和應用十分重要。信息化是制造科學技術走向全球化和現代化的重要標志。人們一方面對制造技術開始探索產品設計和制造過程中的信息本質，另一方面對制造技術本身加以改造，以使得其適應新的信息化制造環境。隨著對制造過程和制造系統認識的加深，研究者們正試圖以全新的概念和方式對其加以描述和表達，以進一步達到實現控制和優化的目的。

與制造有關的信息主要有產品信息、工藝信息和管理信息，這一領域有如下主要研究方向和內容：

(1)制造信息的獲取、處理、存儲、傳遞和應用，大量制造信息向知識和決策轉化。

(2)非符號信息的表達、制造信息的保真傳遞、制造信息的管理、非完整制造信息狀態下的生產決策、虛擬管理制造、基于網絡環境下的設計和制造、制造過程和制造系統中的控制科學問題。

這些內容是制造科學和信息科學基礎融合的產物，構成了制造科學中的新分支--制造信息學。

2．2微機械及其制造技術研究

微型電子機械系統(MEMS)，是指集微型傳感器、微型執行器以及信號處理和控制電路、接口電路、通信和電源于一體的完整微型機電系統。MEMS技術的目標是通過系統的微型化、集成化來探索具有新原理、新功能的元件和系統。MEMS的發展將極大地促進各類產品的袖珍化、微型化，成數量級的提高器件與系統的功能密度、信息密度與互聯密度，大幅度地節能、節材。它不僅可以降低機電系統的成本，而且還可以完成許多大尺寸機電系統無法完成的任務。例如用尖端直徑為5μm的微型鑷子可以夾起一個紅細胞；制造出3mm大小能夠開動的小汽車；可以在磁場中飛行的像蝴蝶大小的飛機等。MEMS技術的發展開辟了技術全新的領域和產業，具有許多傳統傳感器無法比擬的優點，因此在制造業、航空、航天、交通、通信、農業、生物醫學、環境監控、軍事、家庭以及幾乎人們接觸到的所有領域中都有著十分廣闊的應用前景。

微機械是機械技術與電子技術在納米尺度上相融合的產物。早在1959年就有科學家提出微型機械的設想，1962年第一個硅微型壓力傳感器問世。1987年美國加州大學伯克利分校研制出轉子直徑為60~120μm的硅微型靜電電動機，顯示出利用硅微加工工藝制作微小可動結構并與集成電路兼容制造微小系統的潛力。微機械技術有可能像20世紀的微電子技術那樣，在21世紀對世界科技、經濟發展和國防建設產生巨大的影響。近10年來，微機械的發展令人矚目。其特點如下：相當數量的微型元器件(微型結構、微型傳感器和微型執行器等)和微系統研究成功，體現了其現實的和潛在的應用價值；多種微型制造技術的發展，特別是半導體微細加工等技術已成為微系統的支撐技術；微型機電系統的研究需要多學科交叉的研究隊伍，微型機電系統技術是在微電子工藝的基礎上發展的多學科交叉的前沿研究領域，涉及電子工程、機械工程、材料工程、物理學、化學以及生物醫學等多種工程技術和科學。

目前對微觀條件下的機械系統的運動規律，微小構件的物理特性和載荷作用下的力學行為等尚缺乏充分的認識，還沒有形成基于一定理論基礎之上的微系統設計理論與方法，因此只能憑經驗和試探的方法進行研究。微型機械系統研究中存在的關鍵科學問題有微系統的尺度效應、物理特性和生化特性等。微系統的研究正處于突破的前夜，是亟待深入研究的領域。

2．3材料制備／零件制造一體化和加工新技術基礎

材料是人類進步的里程碑，是制造業和高技術發展的基礎。每一種重要新材料的成功制備和應用，都會推進物質文明，促進國家經濟實力和軍事實力的增強。21世紀中，世界將由資源消耗型的工業經濟向知識經濟轉變，要求材料和零件具有高的性能以及功能化、智能化的特性；要求材料和零件的設計實現定量化、數字化；要求材料和零件的制備快速、高效并實現二者一體化、集成化。材料和零件的數字化設計與擬實仿真優化是實現材料與零件的高效優質制備／制造及二者一體化、集成化制造的關鍵。一方面，通過計算機完成擬實仿真優化后可以減少材料制備與零件制造過程中的實驗性環節，獲得最佳的工藝方案，實現材料與零件的高效優質制備／制造；另一方面，根據不同材料性能的要求，如彈性模量、熱膨脹系數、電磁性能等，研究材料和零件的設計形式。進而結合傳統的去除材料式制造技術、增加材料式覆層技術等，研究多種材料組分的復合成形工藝技術。形成材料與零件的數字化制造理論、技術和方法，如快速成形技術采用材料逐漸增長的原理，突破了傳統的去材法和變形法機械加工的許多限制，加工過程不需要工具或模具，能迅速制造出任意復雜形狀又具有一定功能的三維實體模型或零件。

2．4機械仿生制造

21世紀將是生命科學的世紀，機械科學和生命科學的深度融合將產生全新概念的產品(如智能仿生結構)，開發出新工藝(如生長成形工藝)和開辟一系列的新產業，并為解決產品設計、制造過程和系統中一系列難題提供新的解決方法。這是一個極富創新和挑戰的前沿領域。

地球上的生物在漫長的進化中所積累的優良品性為解決人類制造活動中的各種難題提供了范例和指南。從生命現象中學習組織與運行復雜系統的方法和技巧，是今后解決目前制造業所面臨許多難題的一條有效出路。仿生制造指的是模仿生物器官的自組織、自愈合、自增長與自進化等功能結構和運行模式的一種制造系統與制造過程。如果說制造過程的機械化、自動化延伸了人類的體力，智能化延伸了人類的智力，那么，"仿生制造"則可以說延伸了人類自身的組織結構和進化過程。

仿生制造所涉及的科學問題是生物的"自組織"機制及其在制造系統中的應用問題。所謂"自組織"是指一個系統在其內在機制的驅動下，在組織結構和運行模式上不斷自我完善、從而提高對于環境適應能力的過程。仿生制造的"自組織"機制為自下而上的產品并行設計、制造工藝規程的自動生成、生產系統的動態重組以及產品和制造系統的自動趨優提供了理論基礎和實現條件。

仿生制造屬于制造科學和生命科學的"遠緣雜交"，它將對21世紀的制造業產生巨大的影響。

仿生制造的研究內容目前有兩個方面：

2．4．1面向生命的仿生制造

研究生命現象的一般規律和模型，例如人工生命、細胞自動機、生物的信息處理技巧、生物智能、生物型的組織結構和運行模式以及生物的進化和趨優機制等；

2．4．2面向制造的仿生制造

研究仿生制造系統的自組織機制與方法，例如：基于充分信息共享的仿生設計原理，基于多自律單元協同的分布式控制和基于進化機制的尋優策略；研究仿生制造的概念體系及其基礎，例如：仿生空間的形式化描述及其信息映射關系，仿生系統及其演化過程的復雜度計量方法。

機械仿生與仿生制造是機械科學與生命科學、信息科學、材料科學等學科的高度融合，其研究內容包括生長成形工藝、仿生設計和制造系統、智能仿生機械和生物成形制造等。目前所做的研究工作大多屬前沿探索性的工作，具有鮮明的基礎研究的特點，如果抓住機遇研究下去，將可能產生革命性的突破。今后應關注的研究領域有生物加工技術、仿生制造系統、基于快速原型制造技術的組織工程學，以及與生物工程相關的關鍵技術基礎等。

三、現代制造技術的發展趨勢

20世紀90年代以來，世界各國都把制造技術的研究和開發作為國家的關鍵技術進行優先發展，如美國的先進制造技術計劃AMTP、日本的智能制造技術（IMS）國際合作計劃、韓國的高級現代技術國家計劃(G--7)、德國的制造2000計劃和歐共體的ESPRIT和BRITE-EURAM計劃。

隨著電子、信息等高新技術的不斷發展，市場需求個性化與多樣化，未來現代制造技術發展的總趨勢是向精密化、柔性化、網絡化、虛擬化、智能化、綠色集成化、全球化的方向發展。

當前現代制造技術的發展趨勢大致有以下九個方面：

(1)信息技術、管理技術與工藝技術緊密結合，現代制造生產模式會獲得不斷發展。

(2)設計技術與手段更現代化。

(3)成型及制造技術精密化、制造過程實現低能耗。

(4)新型特種加工方法的形成。

(5)開發新一代超精密、超高速制造裝備。

(6)加工工藝由技藝發展為工程科學。