先进制造技术在未来机械制造业的发展Word格式.doc

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计算机辅助设计、计算机辅助制造、集成制造系统等。

AMT是制造业企业取得竞争优势的必要条件之一，但并非充分条件，其优势还有赖于能充分发挥技术威力的组织管理，有赖于技术、管理和人力资源的有机协调和融合。

先进制造技术在传统制造技术的基础上融合了计算机技术、信息技术、自动控制技术及现代管理理念等，所涉及的内容非常广泛，学科跨度大。

本书围绕先进制造技术的各主题，系统地介绍了各先进制造技术的基本知识、关键技术及其在实际中的应用等。

制造技术是使原材料成为人们所需产品而使用的一系列技术和装备的总称，是涵盖整个生产制造过程的各种技术的集成。

从广义来讲，它包括设计技术、加工制造技术、管理技术等三大类。

其中设计技术是指开发、设计产品的方法；

加工制造技术是指将原材料加工成所设计产品而采用的生产设备及方法；

管理技术是指如何将产品生产制造所需的物料、设备、人力、资金、能源、信息等资源有效地组织起来，达到生产目的的方法[1][2][3]

1.2先进制造技术的特点

1.2.1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21世纪的技术。

1.2.2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。

1.2.3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。

1.2.4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。

1.2.5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。

除此之外，制造业不是“夕阳产业”，但是，制造技术中确有“夕阳技术”，这是同信息化格格不入、同高科技发展不相适应的技术，是缺乏市场竞争力的

技术，甚至还可能是危害可持续发展的技术。

所谓的“先进制造技术”，其实就是：

“制造技术”加“信息技术”和“管理科学”，再加上有关的科学技术交融而形成的制造技术。

先进制造技术以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产，提高产品对动态多变市场的适应能力和竞争力为目标。

它不局限于制造工艺，而是覆盖了市场分析、产品设计、加工和装配、销售、维修、服务，以及回收再生的全过程。

强调技术、人、管理和信息的四维集成，不仅涉及到物质流和能量流，还涉及到信息流和知识流，即四维集成和四流交汇是先进制造技术的重要特点。

先进制造技术更加重视制造过程组成和管理的合理化和革新，它是硬件、软件、脑件（人）与组织的系统集成。

[1][2][3]

2我国先进制造技术的形势

2.1制造技术的发展现状

2.1.1发达国家21世纪制造业发展战略

制造业在美国经济的重要性

强大的制造基础对国家的经济和军事力量是至关重要的。

一个国家只有生产得好，才能生活得好。

如美国2100万就业者（占总劳动力的17%）从事20%～30%高报酬的工作；

雇佣了75%的科学家和工程师进行90%的的非军事性的。

发达国家制造业发展战略

工业发达国家都把先进制造技术作为国家级关键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，各发达国家，如美国、日本、欧共体、德国等都针对先进制造技术的研发提出了国家级发展计划，旨在提高本国制造业的国际竞争能力。

如网络化制造作为未来的重要的制造模式，已经引起各国政府、研究机构和企业界的广泛重视。

20世纪90年代初，美国政府提出“先进制造技术”计划，将基于信息高速公路的敏捷制造作为美国21世纪的制造战略。

1991年美国里海大学（LehighUniversity）提出“美国企业网”（FAN，FactoryAmericanNet）计划，该计划的目的是研究如何利用信息高速公路，把美国的制造企业联系在一起。

随后，美国相继开展了“敏捷制造使能技术”（TechnologiesEnablingAgileManufactur2ing，TEAM）的研究（1994～1999）、以敏捷制造和虚拟企业为心内容的“下一代的制造”模式的研究（1995年）、计算机辅助制造网（CAMNet）的研究（1996年）、俄罗斯-美国虚拟企业网（Rus2sian-AmericanVirtualEnterpriseNetwork，RA-VEN）的研究（1997年）等。

为了支持中小企业技术创新、提高中小企业技术创新能力和效率，美国政府还帮助中小企业建立了信息网络，为中小企业免费提供广泛的信息服务。

日本政府出台了《信息化社会基本法》，计划在21世纪前5年建成全国超高速信息通信网，最大限度地普及因特网，争取成为世界上最先进的信息化国家之一。

1998年12月，欧洲联盟公布了“第五框架计划（1998～2002）”，将虚拟网络企业列入研究主题。

2002年，欧盟提出了“第六框架计划”，选定了需要重点攻关的7大领域，其中包括信息和网络技术。

欧盟第六框架计划的目的是，通过各种方法刺激信息技术的快速发展，加强信息的产业化，使所有欧洲公民从以信息和网络为主体的知识社会和发展中获益。

2000年，美国洛克希德-马丁公司提出了F-22飞机研制的虚拟工厂概念，打通了从设计、生产到管理的全数字化信息流。

2001年，该公司采用产品全生命周期管理（PLM）技术，为完成美国联合攻击战斗机（JSF）研制和采购项目，构建了全球虚拟企业，在整个飞机的生命周期内很好地保证了跨地区、跨企业的协同设计、协同制造和维护过程。

总之，工业化国家大都把先进制造技术作为本国的科技优先发展领域和高技术的实施重点；

发展中国家也十分重视制造业信息化，都把信息技术作为改造传统企业和产业结构调整的主要战略；

新兴工业化国家希望通过加快制造业信息化，跻身世界先进行列，众多发展中国家也希望以信息化推进工业化，以缩小与先进国家的差距。

[2][3][4]

2.1.2我国先进制造技术的发展现状

2.1.2.1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）、精益生产（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。

2.1.2.2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。

2.1.2.3制造工艺方面

工业发达国家较广泛地采用高精密加工、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。

近年来，机械工业企业自主开发创新能力有所增强，1997年科技人员总数达48万人，技术开发经费支出达85亿元，占全行业销售收入的0.62%，有57家大型企业建立了国家级技术中心，有9%的企业建立了专门技术开发机构，行业整体技术水平有了明显进步，主要表现在：

为国民经济提供成套技术装备和汽车的能力有较大提高；

产品结构正向合理化方向发展。

尽管机械工业的综合技术水平近几年有了大幅度提高，但与工业发达国家相比，仍存在着阶段性的差距。

主要问题在于：

传输的内容进行加密，而这些都是模拟电视所无法做到的。

全球数字电视渗透率比较数字电视分为四个等级：

有限清晰度电视（LDTV）、标准清晰度电视（SDTV）、改良清晰度电视（EDTV）和高清晰度电视（HDTV）。

HDTV与当前采用模拟信号传输的传统电视系统不同，HDTV采用了数字信号传输：

从电视节目的采集、制作，

到电视节目的传输，到用户终端的接收，全部实现数字化，因此HDTV给我们带来了极高的清晰度及大屏幕显示亲临影院的感觉。

同时信号抗噪能力也大大加强，在声音上带给人Hi-Fi级别的听觉享受。

和模拟电视相比，数字电视具有高清晰画面、高保真立体声伴音、电视信号可以存储、可与计算机完成多媒体系统、频率资源利用充分等多种优点。

HDTV也是DTV标准中最高的一种，拥有最佳的视频、音频效果。

HDTV规定了视频必须至少具备720线非交错式（720p，即常说的逐行）或1080线交错式隔行（1080i，即常说的隔行）扫描（DVD标准为480线），屏幕纵横比为16∶9。

决定清晰度的标准只有两个：

分辨率与编码算法。

美国的高清标准主要有两种格式，分别为1280×

720p/60和1920×

1080i/60，采用隔行扫描模式；

欧洲倾向于1920×

1080i/50，是通过两次扫描来完成的，每场实际扫描线数只有一半，即1080/2=540线。

其中以720p为最高格式，需要的行频支持为45kHz。

它采用的是逐行扫描模式，一幅完整画面一次显示完成，单次扫描线数可达720线，水平扫描达到1280点，同时由于场频为60Hz，画面既稳定清晰又不闪烁。

我们经常看到的HDTV分辨率是1280×

720和1920×

1080，但如果提高分辨率对于如今的显示器而言是不小的考验，很难在现有的显示器上获得更加出色的画质，因为此时的瓶颈在于显示设备。

另外编码算法也是不可忽视的环节。

HDTV基本可以分为MPEG2-TS、WMV-HD和H.264三种算法，不同的编码技术自然在压缩比和画质方面有着区别。

MPEG2-TS的“压缩比”较差，WMV-HD和H.264先进一些。

由于压缩的SDTV数字信号小于压缩HDTV信号，发送一个HDTV节目的播送设备可同时发送五个SDTV节目，称多信道广播。

SDTV及HDTV是数字电视的分类。

数字电视可分为低清晰度电视（L