浅谈先进制造技术及其发展趋势.docx
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车业伦次
论丈题日：
浅谈先进制造技术及其发展趋势
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摘要
此文是《先进制造技术及其发展趋势》的深化与补充。
首先，指出制造业在国家发展中所占的战略地位。
接着，从三个方面十二点详细地分析了先进制造技术发展的特色与趋势：
产品本身，“精”、“极”、“文”：
制造过程，“绿”、“快”、“省”、“效”；制造方法，“数”、“自”、“集”、“网”、“智”，并强调上述这些方面均应基于“制造”与“机械”这两个基点之上。
最后，提出了先进制造技术发展的指导思想与我国应该优先发展的方向，强调必须自主创新，必须“以人为本一般认为，人类文明有三大物质支柱：
材料、能源和信息。
这三大支柱都离不开人类的制造活动。
没有“制造”，就没有人类。
恩格斯在《自然辩证法》中讲道:
“直立和劳动创造了人类，而劳动是从制造工具开始的。
”可以形象地讲，人的历程是从制造第一把石刀开始的。
制造业是“永远不落的太阳”，是现代文明的支柱之一。
它是工业的主体，是提供生产工具、生活资料、科技手段、国防装备等的手段以及它们进步的依托，是现代化的动力之一。
关键字：
先进制造技术；制造；发展；趋势
目录
1.概述 1
1.1先进制造技术的含义 1
1.2先进制造技术的发展背景 1
1.3先进制造技术的组成 2
2.先进制造技术的发展方向及其特点 2
2.1当前制造科学要解决的问题 2
2.2先进制造技术的发展方向 4
2.3先进制造技术的主要特点 5
3.先进制造技术的体系结构以及在制造业中的应用 6
3.1先进制造技术的体系结构 6
3.2先进制造技术在机械制造业中的应用 7
3.2.1我国机械制造业应用先进制造技术时存在的问题 7
3.我国机械制造业成功实施先进制造技术的对策 8
3.1大力推进机械制造业企业信息化 8
3.2建立适宜的组织结构 9
3.3重视人才培养 10
4.先进制造技术对中国的影响与国内外发展状况 10
4.1先进制造技术的国内外发展状况 10
4.1.1我国先进制造技术的现状 10
4.2.2.国外先进制造技术的现状 11
5.先进制造技术未来的发展趋势和战略对策 11
5.1先进制造技术的发展趋势 11
5.2我国先进制造技术发展的战略对策 16
5.2.1先进制造技术是机械工业振兴的重要技术支撑。
16
5.2.2先进制造技术的发展和应用要突出强调市场需求 17
5.2.3通过重点支持有优势的研究机构和企业，与调整现有制造业的研究开发体系相结合,形成先进制造技术研究开发及应用的骨干力量。
17
5.2.4通过选择特定范围进行有限目标的攻关与提高制造企业的竞争力相结合，形成制造业的优势领域。
18
结束语 19
参考文献 19
1.概述
1.1先进制造技术的含义
先进制造技术是传统制造技术与微电子、计算机、自动控制等现代高新技术相交叉融和的结果，是一个集机械、电子、光学、信息科学、材料科学、生物科学、管理学等新成就于一身的新兴技术。
经济性数控机床加工；微机数控电火花线切割；电解加工；高能束加工；复合加工等都是先进技术加工。
加工中心就是一个很常见的列子啊！
先进制造技术可以理解成是一个专业，也可以理解为是一个主干课程，在社会上的应用几乎遍及制造业所有角落，因AMT本身就是内容比较广泛，涉及到先进的加工技术（精密加工等）、先进的设计方法学（有限元法、逆向工程、模块化设计等）、交叉领域的技术（绿色制造、生物制造等）、先进的制造管理技术（创新管理法、现代管理方法）等等多个方面。
具体例子如汽车行业的柔性制造技术和超精密加工技术，电脑等行业的模块化设计技术，现代制造企业内部的“零库存”管理技术，生物行业的微电子技术和生物制造技术，能源行业的绿色制造技术等等
先进制造技术（AdvancedManufacturingTechnology,简称为AMT）是指微电子技术、自动化技术、信息技术等先进技术给传统制造技术带来的种种变化与新型系统。
具体地说，就是指集机械工程技术、电子技术、自动化技术、信息技术等多种技术为一体所产生的技术、设备和系统的总称。
主要包括：
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。
1.2先进制造技术的发展背景
先进制造技术（AMT）总体来说，是制造业不断吸收信息技术及现代化管理等方面的成果，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能力的制造技术的总称。
现如今，AMT已成为各国抢占制造业高地的重要手段，对我国的制造业发展有着举足轻重的作用。
在20世纪80年代末，国际上提出了先进制造技术的新概念，其最早起源于美国。
原先美国制造业在二战及稍后时期得到了空前的发展，形成了一支强大的研究开发力量，成为当时制造业的霸主。
在二战结束后，国环境发生了很大的变化，军事对峙和显示实力等刺激制造业发展的背景减弱了。
由于美国长期受强调基础研究的影响，忽视了制造技术的发展，至U20世纪70年代日本和德国经济恢复时，美国制造业遇到了强有力的挑战。
汽车业，家用电器业，机床业半导体业,应用电子工业，钢铁业的霸主地位相继退位，连优势最为明显的航天、航空业也遇到了强有力的竞争，出口产品的竞争力大大落后于日本和德国，对外贸易逆差与日俱增，经济膨胀，发展缓慢。
而日本在过去几十年内不断地主动采用制造新技术，已使其制造业成为公认的世界领袖。
20世纪80年代初期，美国一批有识之士相继发表言论，对美国制造业的衰退进行了反思，强调了制造业与国民经济及国力的至关重要的相依关系，强调了制造技术的重要性。
在此背景下，克林顿政府上台后，相继提出了两个颇有召力的口号：
“为美国的利益发展科技”，强调了具有明确的社会经济目标的关键技术的重要性，制定了国家关键技术计划，并对其技术政策做了重大调整。
美国先进制造技术也就是在这样一个社会经济背景下出台了。
其后，AMT在诸多国家和地区得到广泛的应用。
1.3先进制造技术的组成
先进设计技术是先进制造技术的一个重要组成部分它是制造技术的第一个环节产品设计成本约占产品成本的10%,但却决定了产品制造成本的70%~80%,设计技术在制造技术中的作用和地位是举足轻重的。
通过介绍先进设计技术的发展趋势及未来的绿色设计、综合智能优化设计对先进设计技术作了一个综述。
2.先进制造技术的发展方向及其特点
2.1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：
（）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-RealSpace）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ConfigurationSpace）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（ScrewSpace）进行几何推理［1］。
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。
2.2先进制造技术的发展方向
我国是世界上使用与发展机械最早的国家之一，制造业具有悠久的历史。
解放以来，我国制造工业有了很大的发展，巳经成为工业产业中门类比较齐全、具有相当规模和一定技术基础的部门之一。
改革开放以来，制造工业充分利用国外的技术资源，进行技术改造，依靠科技进步，已经取得了长足的发展。
但与世界先进水平相比，我国的制造业的产品在功能、质量等方面还有较大的差距，产品构成落后，精度保持性差、科研开发能力较薄弱、人员技术素质还跟不上现代制造业飞速发展的需要。
因此，有必要重新审视我国先进制造技术（AMT）的发展方向。
绿色制造GMO绿色制造是一个综合考虑环境影响和资源效率的现代制造模式。
绿色制造是可持续发展战略在制造业中的重要体现。
其目标是使产品在设计、制造、装配、运输、销售及使用的过程中努力做到资源的优化利用、清洁生产和废弃物的最少化及综合利用。
成型制造技术向净成形方向的发展、干式加工的应用、工艺模拟技术的发展、RPM/LOM/FDM等新型制造技术的涌现都是绿色制造技术应用的重要表现。
比如实现切削加工工艺的绿色化。
目前这一绿色加工工艺主要集中在不使用切削液上，这主要是因为切削液既污染环境和危害工人健康，又增加资源和能源的消耗。
而干切削和干磨削一般是大气氛围中（氮气中、冷风中或采用干式静电冷却技术）不使用切削液进行的切削。
不过对某些加工方式和工件组合，完全不使用切削液的干切削和干磨削在实际中很难实现，故又出现了使用极微量润滑（MQL）的准干切削。
目前，在欧洲的大批量机械加工中，B有10%—15%的加工使用了干切削和准干切削。
“极端制造技术”也是目前装备制造业的发展方向。
极端制造是指这类产品的制造技术有“极”的要求。
在高温、高压、高湿、强磁场、强腐蚀等条件下工作的，或有高硬度、大弹性等要求的，或在几何形体上极大、极小、极厚、极薄、奇形怪状的。
如工业发达国家高度关注的一项前沿科技“微机电系统（MEMS）”，其运用于信息领域中的分子存储器、芯片加工设备；生命领域中的克隆技术、基因操作系统；军事武器中的精确制导技术，精确打击技术；航空航天领域中的微型飞机，微型卫星，“纳米”卫星（0.1kg以内）；以及医用微型机器人等等。
有了先进的“极端制造技术”，人们就可以制造非常“大”和非常“小”的工业产品。
例如：
三峡工程使
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