先进制造技术及其发展趋势

先进制造技术及其发展摘要：介绍了先进制造技术的发展特点及趋势，分析了制造业特别是装备制造业在工业与国民经济中所占的重要地位, 指出发展先进制造技术是我国目前紧迫的重大任务重点论述。

指出现代制造业市场的特征、制造企业的特征和机械制造业的特征。

并且扎根在“机械”与“制造”的基础上, 服务于制造业的发展。

关键字：先进制造技术；制造；发展；趋势0 引言当今，世界范围内制造业的竞争变得越来越严酷。

人们对于产品的个性化要求越来越强烈!产品的生命周期越来越短!基于时间、个性化、质量和价格的竞争成了企业占领市场、击败对手的重要策略。

企业在尽可能短的时间内! 高效率低成本地为顾客提供个性化高质量产品的能力! 已成为当今企业竞争能力的一个基本标志。

应该说, 制造业是“永远不落的太阳” , 是现代文明的支柱之一它既占有基础地位, 又处于前沿关键, 既古老, 又年轻它是工业的主体, 是国民经济持续发展的基础它是生产工具、生活资料、科技手段、国防装备等及其进步的依托, 是现代化的动力源之一。

1 先进制造技术概述先进制造技术是面向21世纪的技术系统!它的目的是提高制造业的综合效益（包括经济效益、社会效益和环境生态效益），以赢得激烈的国际市场竞争。

它已不是传统意义上的机械制造技术，它是集机械、电子、光学、信息科学、材料科学、生命科学、管理学最新成就于一身的新兴技术。

先进制造技术最重要的特点在于，它是一项面向工业应用，具有很强实用性的新技术。

与传统制造技术相比，先进制造技术更具有系统性、集成性、广泛性、高精度性。

先进制造技术虽然仍大量应用于加工和装配过程，在其制造过程中还综合应用了设计技术、自动化技术、系统管理技术等。

先进制造技术比传统的制造技术更加重视技术与管理的结合，更加重视制造过程组织和管理体制的简化以及合理化，从而产生了一系列先进的制造模式，并能实现优质、高效、低耗、清洁、灵活的生产。

2 先进制造技术的体系结构（1）先进制造技术是一个动态技术。

它要不断吸收各种高新技术成果! 将其渗透到产品的设计、制造、生产管理及市场营销的所有领域及其全部过程!并且实现优质、高效、低耗、清洁、灵活的生产。

（2）不摒弃传统技术，而是不断用科技新成果新手段去研究它、改造它、充实它。

（3）它涉及到产品从市场调研、产品设计、工艺设计、加工制造、售前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。

（4）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等方面的应用。

（5）特别强调人的主体作用!强调人、技术、管理三者的有机结合。

（6）强调各专业学科之间的相互渗透和融合!淡化并最终消除它们之间的界限。

3 先进制造技术的现状现代的制造业市场大致有如下五大特征：第一是买方市场。

这是科学技术与生产力发展的必然结果, “卖方市场”已成为过去。

第二是多变性市场。

由于科技发展快, 技术更新快, 产品换代快, 如微电子产品半年到两年就得更新, 从而产品非大量化、分散化、个性化的生产越来越强, 市场越来越大, 竞争日趋激烈, 不确定因素猛增, 市场变化很快。

第汽是国际化市场。

市场打破国界, 走向区域化, 走向国际化, WTO与各种区域经济组织应运而生而兴。

第四是新兴产品市场。

这不仅涉及对传统产品用高新技术加以改造与发展而成的产品, 而且更涉及前所未有的新类型的“产品” , 从而导致如技术、软件、环保等产业的出现, 特别在第三产业中更是如此。

第五是虚拟巾场。

信息化的进一步是网络化, 网上的产品广告、商品展示、商品交易、客户关系和代理制等均属于虚拟市场。

在设计方面，计算机辅助设计(CAD)技术普及化。

计算机辅助设计(CAD)技术，是电子信息技术的—个重要组成部分，是促进科研成果的开发和转化，促进传统产业和学科的更新和改造，实现设计自动化，增强企业及其产品在市场上竞争能力，加速国民经济发展和国防现代化的—项关键性高新技术，也是进一步向计算机集成制造(CIMS)发展的重要技术基础。

CAD 技术的广泛应用，提高了我国企业整体的设计水平和产品开发能力。

以三维CAD和产品数据管理为重点，在软件市场和企业直用方面得到充分的发挥。

在应用方面，各种高新技术发展迅速，并取得了显著的成效。

主要表现在以下几个方面：快速原型制造技术由起步迈向成熟，应用初具规模；精密成形与加工技术水平显著提高，在汽车零部件、重大装配制造中获得广泛应用；热加工工艺模拟优化技术取得重要进展，使材料热加工由“技艺”走向“科学”；激光加工在基础研究和技术开发方面有实质性进展，产业应用获得经济效益；数控技术取得莺要进展，国内市场占有率有所提高；现场总线智能仪表研究开发获重要进展，应用已有一定的基础；现代集成制造系统研究和应用取得突破，在国际上已占有一席之地。

在管理方面，新生产模式的研究和实践具有特色，推动了我国制造业的技术进步和管理现代化。

通过学习和引进工业发达国家的先进管理经验，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，通过精简机构、减少管理层次和消除各种浪费现象，显著提高了企业的经营效益。

回顾20世纪对人类社会产生重大影响的科技发明，激光器的诞生无疑是一个极为耀眼的亮点，激光以其无与伦比的技术优势正继微电子技术之后，推动人类科学技术进入新的发展阶段。

发达国家为了在全球竞争环境中占据世界信息技术的制高点，赢得主动权，纷纷加紧实施激光产业发展计划，如美国的“激光核聚变计划”，德国的“激光2001行动计划”，英国实施“阿维尔计划”，日本启动“激光研究五年计划”等。

这些项目的实施，有效推动了全球激光产业进入高速发展阶段。

而在我国，自1961年中科院长春光学精密机械研究所研制出我国第一台红宝石激光器至今，我国激光技术的发展已有四十余年的历史。

经过四十年的艰苦发展，激光产品已在国内占据了较大的市场份额，在产品质量、性能等方面初步具备了与国外大公司竞争的实力。

尤为可喜的是，在现代经济向全球化发展的大趋势下，国内一部分激光厂商充分认识到，在全球化的大风暴之下，特别是在中国加入WTO后，中国激光产业不能只固守自己的市场，而应该放眼全球，参与全球的竞争，向经济全球化与贸易自由化主流迈出关键一步。

1998年，武汉楚天激光集团成功地与全球最大医疗激光仪器制造商——以色列ESC/SharPlan公司合作，成立了夏普兰楚天医疗激光制造有限公司，现已发展成为国内最大的激光医疗和美容设备制造商；华工激光走出国门，成功收购了澳大利亚切割系统公司，直接进入国际市场，具备雄厚实力的中国激光企业已经迈出了自己全球化的步伐。

4 先进制造技术的发展趋势信息化是制造技术发展的生长点，信息技术正在以人们难以想象的速度高速发展。

现代商新技术产品需要高精度制造，社会的发展对机械产品的质量提出了越来越高的要求。

这决定了发展精密加工、超精密加工技术是机械制造未来的—个重点。

现代制造业的方向并不只是计算机的集成，信息的集成，而是人、技术、组织的整体集成，包括功能集成、组织集成、信息集成、过程集成、知识集成和企业间的集成。

柔性化不仅是指企业的制造技术柔性化，还包括生产方式柔性化，管理模式柔性化。

由于先进制造技术本身是针对一定的应用目标、不断吸收各种高薪技术逐渐形成、不断发展的新技术，因而其内涵不是绝对的和一成不变的。

虚拟化是指在计算机内对产品、工艺和整个企业的性能进行仿真、建模和分析，在虚拟制造环境中生成软产品原型，代替传统的硬样品进行试验，对其性能和可制造性进行预测和评价，从而缩短产品的设计与制造周期，降低产品的开发成本。

提高对市场变化的响应能力。

智能制造是指综合利用各个学科、各种先进技术和方法，解决和处理制造系统中的各种问题。

系统能领会设计人员的意图，能够检测失误，回答问题，提出建议方案等。

绿色制造技术是指在保证产品的功能、质量、成本的前提下，综合考虑环境影响和资源利用的一种现代制造模式。

快速化是指对市场的快速响应，对生产的快速重组。

它要求生产模式有高度的柔性与高度敏捷性。

快速化能强有力地推动着制造技术的进步与发展，它是先进制造技术发展的“动力”。

先进制造技术的竞争正在导致制造业在全球范围内的重组，新的制造模式不断出现，更加强调实现优质、高效、清洁、灵活的生产。

数字化制造就是指制造领域的数字化。

它是制造技术、计算机技术、网络技术与管理科学的交叉、融和、发展与应用的结果, 也是制造企业、制造系统与生产过程、生产系统不断实现数字化的必然趋势。

它包含了三大部分以设计为中心的数字制造,以控制为中心的数字制造和以管理为中心的数字制造。

对制造设备而言, 其控制参数均为数字化信号。

对制造企业而言, 各种信息如图形、数据、知识和技能等均以数字形式, 通过网络, 在企业内传递, 以便根据市场信息迅速收集资料信息, 在虚拟现实、快速原型、数据库和多媒体等多种数字化技术的支持下, 对产品信息、工艺信息与资源信息进行分析、规划与重组, 实现对产品设计和产品功能的仿真, 对加工过程与生产组织过程的仿真, 或完成原型制造, 从而实现生产过程的快速重组与对市场的快速响应, 以满足客户化要求。

对全球制造业而言, 用户借助网络发布信息, 各类企业通过网络,根据需求, 应用电子商务, 实现优势互补, 形成动态联盟, 迅速协同设计并制造出相应的产品。

这样, 在数字制造环境下, 在广泛领域乃至跨地区、跨国界形成一个数字化组成的网, 企业、车间、设备、员工、经销商乃至有关市场均可成为网仁的一个“结点”在研究、设计、制造、销售和服务的过程中, 彼此交互, 围绕产品所赋予的数字信息, 成为驱动制造业活动的最活跃的因素。

在此还应着重指出, 制造知识包括技能、经验的获取、表达、存储、推理乃至系统化、公理化等,这是使制造技术发展到制造科学的关键’ , 而这又与数字化不可分开。

高生产率和高质量是先进制造技术的两大追求目标。

因此，先进制造技术主要向自动化、柔性化、集成化和智能化方向发展、向高精密方向发展、向非传统加工技术方向发展，采用新型生产模式，使企业适应多变市场需求。

5 结束语制造业是国家经济和综合国力的基础，被称为“立国之本”。

经过近几十年的发展，我国的制造工业已经取得了长足的进步。

但和先进国家相比还存在很大差距。

主要表现在：技术投入相对不足，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，缺乏国际竞争能力等方面。

面对这样形势，我们必须注重科技人才的培养，大力发展对高新技术的研究，加强政策与法规建设，建立与发展我国自主的NC、CAD／CAM、FMS、CIMS、IMS等制造自动化单元技术，提高制造业现代化管理水平，发展适应我国国情的生产模式。