国内外先进制造技术的现状及发展趋势

国内外先进制造技术的现状及发

展趋势

国内外先进制造技术的现状及发展趋势机械制造业是国民经济最重要的基础产业，而机

械制造技术的不断创新是机械工业发展的技术基础和动力。随着科学技术的进步以及新的管理思想、管理模式和生产秘史的引进，近年来，先进制造技术在机械加工领域中的应用越来越广泛，越来越深入。我国制造科学技术有日新月异的变化和发展，确立了社会主义市场经济体制，但与先进的国家相比仍有一定差距，为了迎接新的挑战，必须认清制造技术的发展趋势，缩短与先进国家的差距，使我国的产品上质量、上效率、上品种和上水平，以增强市场竞争力，因此, 对制造技术及制造模式的研究和实施是摆在我们面前刻不容缓的重要任务，以实现我国机械制造业跨入世界先进行列。

先进制造技术AMT(Advanced Manufacturing Tecnology)是在传统制造的基础上，不断吸收机械、电子、信息、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，以实现优质、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和竞争能力的制造技术的总称，也是取得理想技术经济效益的制造技术的总称。

一先进制造国内外的现状 4 .我国先进制造技术的现状

自建国以来，尤其是改革开放以来，我国机械制造业得到了迅速地发展。机械工业是我国工业中发展最快的行业之一。

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。20世纪80年代以后，随着市场全球化的进一步

发展，市场竞争变得越来越激烈。

20世纪90年代初，随着CIMS技术的大力推广应用，包括有CIMS实验工程中心和7个开放实验室的研究环境已建成。在全国范围内，部署了CIMS的若干研究项目，诸如CIMS软件工程与标准化、开放式系统结构与发展战略，CIMS总体与集成技术、产品设计自动化、工艺设计自动化、柔性制造技术、管理与决策信息系统、质量保证技术、网络与数据库技术以及系统理论和方法等均取得了丰硕成果，获得不同程度的进展。但因大部分大型机械制造企业和绝大部分中小型机械制造企业主要限于CAD和管理信息系统，底层基础自动化还十分薄弱，数控机床由于编程复杂，还没有真正发挥作用。因此，与工业发达国家相比，我国的制造业仍然存在一个阶段性的整体上

的差距。

2■国外先进制造技术的现状

在产品设计方面，普遍采用计算机辅助产品设计（CAD）、计算机辅助工程分析（CAE）和计算机仿真技术；在加工技术方面，巳实现了底层（车间层）的自动化，包括广泛地采用加工中心（或数控技术）、自动引导小车（AGV）等•近10余年来，发达国家主要从具有全新制造理念的制造系统自动化方面寻找出路，提出了一系列新的制造系统。如计算机集成制造系统、智能制造系统、并行工程、敏捷制造等。

二、先进制造技术的组成

先进制造技术不是一般单指加工过程的工艺方法，而是横跨多个学科、包含了从产品设计、加工制造、到产品销售、用户服务等整个产品生命周期全过程的所有相关技术，涉及到设计、工艺、加工自动化、管理以及特种加工等多个领域，并逐步融合与集成。

可基本归纳为以下四个方面：

一、先进的工程设计技术

二、先进制造工艺技术

三、制造自动化技术

四、先进生产管理技术、制造哲理与生产模式

五、发展。

一、先进的工程设计技术

先进的工程设计技术包括众多的现代设计理论与方法。包括CAD CAE CAPP CAT PDM模块化设计、

DFX优化设计、三次设计与健壮设计、创新设计、反向工程、协同产品商务、虚拟现实技术、虚拟样机技术、并行工程等。

（1）产品（投放市场的产品和制造产品的工艺装备（夹具、刀具、量检具等））设计现代化。

（2）先进的工艺规程设计技术与生产技术准备手段。

二、先进制造工艺技术

（1）高效精密、超精密加工技术，包括精密、超精密磨削、车削，细微加工技术，纳米加工技术。超高速切削。

（2）精密成型制造技术，包括高效、精密、洁净铸造、锻造、冲压、焊接及热处理与表面处理技术。

（3）现代特种加工技术，包括高能束流（主要是激光束、以及电子束、离子束等）加工，电解加工与电火花（成型与线切割）加工、超声波加工、高压水加工等。

（4）快速成型制造（RPM）.快速成形技术是在计算机控制下，基于离散堆积原理采用不同方法堆积材

料最终完成零件的成型与制造的技术。

（5）先进制造工艺发展趋势

1）采用模拟技术，优化工艺设计；

2）成形精度向近无余量方向发展；

3）成形质量向近无“缺陷”方向发展；

4）机械加工向超精密、超高速方向发展；

5）采用新型能源及复合加工，解决新型材料的

加工和表面改性难题；

6）采用自动化技术，实现工艺过程的优化控制；

7）采用清洁能源及原材料，实现清洁生产；

8）加工与设计之间的界限逐渐谈化，并趋向集成及一体化；

9）工艺技术与信息技术、管理技术紧密结合，先进制造生产模式获得不断发展。

三、制造自动化技术

一句话：计算机控制自动化技术

（1）数控技术与数控机床；数控加工技术是为了实现机床控制自动化要求而发展的。它是指用代码化的数字、字母及符号表示加工要求、零件尺寸及其参数、加工步骤等，通过控制介质，输入到控制装置, 经过微机进行处理与计算，发出各种控制信号与数据，使机床各部件自动协调运动，实现自动加工的技

术。

（2）工业机器人（用于物流与加工）及物流设备；工业机器人是一种可编程的智能型自动化设备，是应用计算机进行控制的替代人进行工作的高度自动化系统。

（3）柔性制造系统（FMC,FMS,FM）包括加工设备（CNC机床）、检测设备、物料输送（工业机器人、自动交换托盘（APC、自动输送台车（RGV AGV等）和储存设备（立体仓库等）；

（4）计算机集成制造（CIM）和工厂自动化（FA）o 计算机集成制造系统（CIMS是由计算机管理系统、计算机辅助设计与制造CAD/CAM以及柔性制造系统FMS（还可能有其他生产单元）组成。

四、先进生产管理技术、制造哲理与生产模式包括:先进制造生产模式、集成管理技术和生产组织方

五、发展

当前先进制造技术的发展趋势大致有以下几个方面：

1、信息技术对先进制造技术的发展起着越来越重要的作用

2、设计技术不断现代化