先进制造技术小结

1先进制造技术小结毕节学院机械工程学院2011级（2）班刘丽琴摘要：随着社会经济和高新科学技术的发展，可持续发展战略的提出与实施，以及制造业的快速发展，先进制造技术应用越来越广泛，其可分类为以下五类：现代设计技术、先进制造技术、加工自动化技术、现代管理技术、先进制造生产模式及系统。每项技术在社会生产中都起非常重要的作用。介绍了先进制造技术与机械制造业的相互关系，和先进制造业的应用领域等。以及先进制造技术的应用，有传统制造业向观念现代机械制造业的转变，先进制造技术现状及其发展趋势，以及日益国际化的制造方式，以及柔性制造系统等在先进制造技术中的运用，和先进制造技术工艺特点等以及未来发展方向。关键词：先进制造技术；机械制造业；柔性制造、先进制造业一、引言制造业是现代国民经济和综合国力的支柱，其创造了国民生产总值的1/3，工业生产总值的4/5，提供了国家财政收入的1/3。由此可见，支柱技术的水平将对一个国家的经济实力和科技发展的水平产生重要的影响。制造技术尤其是先进制造技术将主宰一个国家的命运，因而，各国政府都非常重视先进制造技术的研究和发展，先进制造技术源于20世纪80年代的美国，是为提高制造业的竞争力和促进国家经济增长而提出的。同时，一计算机为中心的新一代信息技术的发展，推动了制造技术的飞跃发展，逐步形成了先进制造技术的概念。近年来，随着科学技术的不断发展和学科间的相互融合，先进制造技术迅速发展，不断涌现出新技术，新概念。例如：成组技术（GT）、精益技术（LP）、并行工程（CE）、敏捷制造（AM）、快速成型技术（RPM）、虚拟制造技术（VMT）等。先进制造技术是发展国民经济的重要基础之一，对我国的制造业发展有着举足轻重的作用。尤其在经济全球化条件下，随着国际分工的深化，出现国际产业大转移。制造业布局大调整的趋势。其中广泛采用先进制造技术和先进制造模式，是当今国际制造业发展的突出现象。一制造业快速发展为标志的工业化阶段，是经济发展的必经阶段，把握先进制造业的发展趋势，借鉴有益的国际经验对于我国实施“十二五”发展战略，推动制造业转型升级，具有重要的现实意义。二、先进制造技术的含义和特点1.先进制造技术的含义先进制造技术AMT（AdvancedManufacturingTechnology）是在传统制造基础上，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）、材料、能源和现代管理技术等方面的成果，将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务的制造全过程，一实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产，提高对动态多变的市场的适应能力的制造技术的总称，也是取得理想2技术经济效益的制造技术的总称。当前的金融危机也许还会催生新的先进制造技术，特别在生产管理技术方面。2.先进制造技术的特点1）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、产品开发机工艺设计、生产准备、加工制造、售后服务等产品寿命周期的所有内容，并给它们结合成一个有机的整体。2）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、传感器技术、自动化技术、新材料技术和知道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。3）是面向全球竞争的技术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，它的主题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。4）现代制造技术贯穿了从市场预测、产品设计、采购和生产经营管理、制造装配、质量保证、市场销售、售后服务、报废处理回收再利用等整个制造过程。2.现代制造技术注重技术、管理、人员三者的集成；是多学科交叉融合的产物，核心是信息技术、现代管理技术和制造技术的有机结合。5）现代制造技术的主要目标是提高制造业对市场的适应能力和竞争力。6）现代制造技术重视环境保护和资源的合理利用。三、先进制造技术的内涵与体系结构及分类1.先进制造技术的内涵及技术构成先进制造技术在不同发展水平的国家的不同发展阶段，有不同的技术内涵和构成，对我国而言，它是一个多层次的技术群。先进制造技术的内涵和层次及其技术构成如图。3新型产业及市场需求带动（重大设备、高新产业、社会协调发展）CIMS系先进技术极限加工微统基础方法技术电工清洁生子程产技术工艺模拟及及及工艺设计技术计管系统管理优质高效算理技术低耗清洁制造业自动机科FMS基础制造化单元技术IMS应学技术用（基础技术）技质量与可新材料成形术靠性技术激光等与加工技术特种加工集成技术激光等新能源的技术新材料技术先进制造技术内涵、层次及其技术构成示意图1.基础技术第一层次是优质、高效、低耗、少污染基础制造技术。2.新型单元技术第二层次是新型的先进制造单元技术。3.集成技术第三层次是先进制造集成技术。以上三个层次都是先进制造技术的组成部分，但其中每一个层次都不等于先进制造技术的全部。先进制造技术的核心是优质、高效、低耗、清洁生产的基础制造技术。其目的是满足用户个性化、多样化的市场需求，提高制造业的综合经济效益，赢得激烈的生产竞争。为此，先进制造技术更加注重技术与管理的结合，重视制造注重和管理体制的简化及合理化。与传统制造技术比较，先进制造技术具有系统性、广泛性、集成性、动态性、实用性特点。2.先进制造技术的体系结构1994年，美国联邦科学、工程和技术协调委员会（FCCSEF）下属的工业和技术委员会先进制造技术工作组提出将先进制造技术分为三个技术群：①主体技术群；②支撑技术群；③制造技术环境。这三个技术群相互联系、相互促进，组成一个完整的体系，每部分均不可缺4少，否则就难发挥预期的整体功能效益。如下图。主体技术群面向制造的设计技术群制造工艺技术群①产品、工艺设计①材料生产工艺●计算机辅助设计②加工工艺●工艺过程建模和仿真③联接与装配●系统工程集成④测试和检测●工作环境设计⑤环保技术②快速成型技术⑥维修技术③并行工程⑦其他支撑技术群①信息技术②标准和框架●接口和通信●数据库●数据标准●产品定义和标准●集成框架●软件工程●工艺标准●检验标准●人工智能●决策支持●接口框架③机床和工具技术④传感器和控制技术制造技术环境①质量管理④全国监督和基准评测②用户/供应商交互作用⑤技术获取和利用③工作人员培训和教育先进制造技术的体系结构先进制造技术的体系结构体系：先进制造技术在不同发展水平的国家和同一国家的不同发展阶段，有不同的技术内涵和构成，对我国而言，它是一个多层次的技术群。1）基础技术第一层次是优质、高效、低耗、清洁基础制造技术。经过优化的基础工艺如铸造、锻压、焊接、热处理、表面保护、机械加工等。2）新型的制造单元技术第二个层次是新型的先进制造单元技术。这是在市场需求及新兴产业的带动下，制造技术与电子、信息、新材料、新能源、环境科学、系统工程、现代管理等高新技术结合而形成的崭新的制造技术。3）集成技术第三个层次是先进制造集成技术。这是应用信息、计算机和系统管理技术对上述两个层次的技术局部或系统集成而形成的先进制造技术的高级阶段。如：FMS、CIMS、IMS等。以上三层次都是先进制造技术的组成部分，但其中每一个层次都不等于先进5制造技术的全部。3.先进制造技术的分类将目前各国掌握的制造技术系统化，对先进制造技术的研究分为下述4大领域，它们横跨多个学科，并组成一个有机整体。1）现代设计技术（1）计算机辅助设计技术。包括：有限元法；优化设计；计算机辅助设计；反求工程技术；模糊智能CAD；工程数据库。（2）性能优良设计基础技术。包括：可靠性设计；安全性设计；动态分析与设计；防断裂设计；疲劳设计；防腐蚀设计；减摩和耐磨损设计；健壮设计；耐环境设计；维修性设计和维修性保障设计；测试性设计；人机工程设计。（3）竞争优势创建技术。包括：快速响应设计；智能设计；仿真与虚拟设计；工业设计；模块化设计。（4）全寿命周期设计。包括：并行设计；面向制造设计；全寿命周期设计。（5）可持续性发展产品设计。主要有绿色设计。（6）设计试验技术。包括：产品可靠性试验；产品环保性能试验与控制、仿真试验与虚拟试验。2）先进制造工艺（1）精密洁净铸造成形工艺。包括：外热冲天炉熔炼、处理、保护成套技术；钢液精炼与保护技术；近代化学固化砂铸造工艺；高效金属型铸造工艺与设备；气化膜铸造工艺与设备；铸造成形工艺模拟和工艺CAD。(2)精确高效塑性成形工艺。包括：热锻生产线成套技术；冷温成形成套技术；精密辊锻和楔横轧技术；大型覆盖件冲压成套技术；精密冲裁工艺；超塑和等温成形工艺；锻造成形模拟和工艺CAD。（3）优质高效焊接机切割。包括：新型焊接电源及控制技术；激光焊接技术；优质高效低稀释率堆焊技术；精密焊接技术；焊接机器人；现代切割技术；超塑和等温成形工艺；焊接过程的模拟仿真与专家系统。（4）优质低耗洁净热处理技术。包括：可控气氛热处理；真空热处理；离子热处理；激光表面合金化；可控冷却。（5）高效高精密机械加工工艺。包括：精密加工和超精密加工；调整切削与高速磨削；变速切削；复杂型面的数控加工；游离磨料的高效加工。（6）现代特种加工。包括：激光加工；复合加工；微细加工和纳米加工；水力加工。（7）新型材料成形与加工工艺。包括：新型材料的铸造成形；新型材料的塑性成形；新型材料的焊接；新型材料的热处理；新型材料的机械加工。（8）优质清洁表面工程新技术。包括：化学镀非晶态技术；新型节能表面涂装技术；铝及铝合金表面强化处理技术；超声速喷涂技术；热喷涂激光表面重熔复合处理技术；等离子化学气相沉积技术；离子辅助沉积技术。（9）快速模具制造技术。包括：锻模CAD/CAM一体化技术；快速原型制造技术。（10）拟实制造成形加工技术。包括：材料热加工拟实制造成形；机械加工的拟实制造技术；机械产品的拟实装配技术。3）自动化技术（1）数控技术。包括：数控装置；进给系统和主轴系统；数控机床的程序6编制。（2）工艺机器人。包括：机器人操作机；机器人控制系统；机器人传感器；机器人生产线总体控制。（3）柔性制造系统（FMS）。包括：FMS的加工系统；FMS的物流系统；FMS的调度与控制；FMS的故障诊断。（4）计算机集成制造系统（CIMS）。（5）传感技术。（6）自动检测及信号识别技术。包括：自动检测CAT；信号识别系统；数据获取；数据处理；特种提取；识别。（7）过程设备工况监测与控制。包括：过程监视控制系统；在线反馈质量。4）系统管理技术（1）先进在生产模式。包括：精益生产；CIMS；敏捷制造；分散网络化制造系统；智能制造。（2）集成管理技术。包括：并行工程；MRP与JIT的集成——生产组织方法；基于作业的成本管理（ABC）；现代质量保障体系；知道管理信息系统；生产率工程；制造资源的快速有效集成。（3）生产组织方法。包括：虚虚拟公司理论与组织；企业组织结构的变革；以人为本的团队建设；企业重组工程。四、先进制造技术生产模式制造哲理：是关于制造系统的世界观，是客观制造系统在人脑中得主观影像，也是人们设计或改造制造系统是所依据的基本概念、原理、思想和理论。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的模式。制造模式与制造哲理区别：制造模式与制造哲理共同构成制造技术发展的软环境。制造哲理是关于制造系统的世界观，是客观制造系统在人脑中得主观影像，也是人们设计或改造制造系统是所依据的基本概念、原理、思想和理论。制造模式是制造哲理在制造系统中的反映，它反映了在运行过程中所遵循的规律。因此，我们应避免只重视制造技术而忽视制造模式的倾向。先进制造模式：是应用先进制造技术的生产组织和技术系统的形态与运作方式。它以获得生产有效性为首要目标，以制造资源快速集成为基本原则，以人--组织--技术相结合为实施途径，使制造系统获得精益、敏捷、优质与高效的特征，以适应市场变化对时间、质量、成本、服务和环境的新要求。1.GT----grouptec