先进制造业技术的特点与发展趋势最终版(9页).doc

-先进制造业技术的特点与发展趋势最终版-第 8 页201403届机械制造与自动化专业毕业生作业(设计)课题名称：先进制造业技术的特点与发展趋势学生姓名：张生娟指导教师：张琦江南大学网络教育学院2016 年 4月江南大学网络教育学院毕 业 论 文 (设 计) 姓 名张生娟校外学习中心(江苏无锡)无锡市现代远程教育中心(雪浪)学 号914315359证 件 号批 次201403层 次业余高起专专 业机械制造与自动化指导教师张琦课题名称先进制造业技术的特点与发展趋势（终稿）指导教师评 语 终 稿 成 绩 ：指导教师签名：年 月 日 先进制造业技术的特点与发展趋势 摘 要：首先介绍了先进制造技术发展的概念，重点从数字化、精密化、自动化、集成化、网络化等多方面阐述了先进制造技术的发展趋势和人才培养，以及发展制造业需处理的关系。 关键词：先进制造技术；特点；趋势；人才；关系 一、先进制造业技术概念 所谓先进制造技术,包括由于微电子技术、自动化技术、信息技术等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：计算机辅助技术、计算机辅助制造、集成制造系统等。二、先进制造技术发展特点 先进制造技术的发展有以下特点： 信息技术对先进制造技术的发展起着越来越重要的作用； 设计技术的不断现代化； 成形技术向精密成形或称净成形的方向发展； 加工技术向着超精密、超高速以及发展新一代制造装备的方向发展； 制造工艺、设备和工厂的柔性和可重构性将成为企业装备的显著特点； 虚拟制造技术和网络制造技术将广泛应用； 智能化、数字化是先进制造技术和机电产品的发展方向； 以提高市场快速反应为目标的制造技术将得到迅速发展和应用； 绿色制造成为21世纪制造业的重要特征；21世纪的企业面临管理创新。三、先进制造技术发展趋势 先进制造技术的未来发展应该包含以下几个方面：1 先进制造技术发展的核心是“数字化”“数字化”不仅是“信息化”发展的核心，而且也是先进制造技术发展的核心。信息的“数字化”处理同“模拟化”处理相比，有着不可比拟的优点：信息精确，信息安全，信息容量大。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3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、技能等等)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、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。2先进制造技术发展的关键是“精密化”“精密化”是指对产品、零件的精度要求越来越高，对产品、零件的加工精度要求越来越高。“精”可以说，是指加工精度及其发展，精密加工，细微加工，纳米加工，如此等等。2O世纪初，超精密加工的误差是10微米，3O年代达1微米，5O年代达01微米，7O至8O年代达001微米，至今达0001微米，即1纳米。由一组数据，可以看到微电子产品对加工精度的依赖程度，电子元件制造误差为，一般晶体管5O微米，一般磁盘5微米，一般磁头磁鼓05微米，集成电路005微米，超大型集成电路达0005微米，而合成半导体为1纳米。在现代超精密机械中，对精度要求极高，如人造卫星的仪表轴承，其圆度、圆柱度、表面粗糙度等均达纳米级；基因操作机械，其移动距离为纳米级，移动精度为01纳米。细微加工、纳米加工技术可达纳米以下的要求，如离子束加工可达纳米级，借助于扫描隧道显微镜(STM)与原子力显微镜的加工，则可达01纳米l4 J。实际上，纳米级的加工就是移动原子级的加工。3 先进制造技术发展的焦点是“极端化”“极端化”就是指在极端条件下工作的或者有极端要求的产品，从而也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、强腐蚀等等条件下工作的，或有高硬度、大弹性等等要求的，或在几何形体上极大、极小、极厚、极薄、奇形怪状的。例如，在信息领域中，分子存储器、原子存储器、量子阱光电子器件、芯片加工设备；军事武器中，精确制导技术，精确打击技术，微型惯性平台，微光学设备；航空航天领域中，微型飞机，微型卫星，“纳米”卫星(01kg以内)。MEMS可以完成特种动作与实现特种功能，乃至可以沟通微观世界与宏观世界，其深远意义难于估量。4 先进制造技术发展的条件是“自动化”“自动化”就是减轻人的劳动，强化、延伸、取代人的有关劳动的技术或手段。显然，自动化是重要的，自动化总是伴随有关机械或工具来实现的。可以说，机械是一切技术的载体，也是自动化技术的载体。第一次工业革命，以机械化这种形式的自动化来减轻、延伸或取代人的有关体力劳动；第二次工业革命，电气化进一步促进了自动化的发展。据统计，从1870年至1980年，加工过程的效率提高到2O倍，即体力劳动得到了有效的解放；但管理效率只提高为18至22倍，设计效率只12倍，这表明脑力劳动远没有得到有效的解放。即使在美国，1984年，CAD在福特公司只占40 ，通用公司34 ，Chrysler也不过67L2 ；此后，CAD发展极为迅速。今天在我国大量设计单位已“甩图板”了，CAD已十分普及了。信息化、计算机化与网络化，不但极大地解放了人的体力劳动，而且更为关键的是有效地提高了脑力劳动自动化的水平，解放了人的部分的脑力劳动。5 先进制造技术发展的方法是“集成化”“集成化”就是技术的集成，一是管理的集成；目前，“集成”主要指： 现代技术的集成，机电一体化是个典型，它是高技术装备的基础，如微电子制造装备，信息化、网络化产品及配套设备，仪器、仪表、医疗、生物、环保等高技术设备。显然，在机电一体化技术中，关键往往是：a检测传感技术；b信息处理技术；C自动控制技术；d伺服传动技术；e精密机械技术；f系统总体技术，而这些技术又同许多学科有关，又是一个“集”。 加工技术的集成，特种加工技术及其装备是个典型，如增材制造(即快速原型)、激光加工、高能束加工、电加工等等。企业集成，即管理的集成，包括生产信息、功能、过程的集成；包括生产过程的集成、全寿命周期过程的集成；也包括企业内部的集成，企业外部的集成。当然，管理的集成不可能不包含管理与技术的集成。还有一点值得注意，即由生物技术与制造技术集成而成的“微制造的生物方法”，或所谓的“生物制造”；即依据生物是由内部生长而成“器件”，而非同一般制造技术那样由外加作用以增减材料而成“器件”。可以预期，这是一个崭新的充满着活力的领域。6 先进制造技术发展的道路是“网络化。”制造技术的网络化是先进制造技术发展的必由之路，是制造业走向整体化、有序化，这同人类社会发展是同步的。制造技术的网络化由两个因素决定：一是生产组织变革的需要，一是生产技术发展的可能。这是因为制造业在市场竞争中，面临多方的压力：采购成本不断提高，产品更新速度加快，市场需求不断变化，客户定单生产方式迅速发展，全球制造所带来的冲击日益加强等等；企业要避免传统生产组织所带来的一系列问题，必须在生产组织上实行某种深刻的变革。这个变革体现在两方面：一方面利用网络，在产品设计、制造与生产管理等活动乃至企业整个业务流程中充分享用有关资源，即快速调集、有机整合与高效利用有关制造资源；与此同时，这必然导致制造过程与组织的分散化网络化，企业要抛弃传统的“小而全”与“大而全”这类“夕阳技术”，而集中力量在自己最有竞争力的核心业务上。在制造技术网络化中，电子商务应用值得关注。电子商务将业务数据数字化，并将数字信息使用和计算机业务处理同Internet进行集成，成为一种全新的业务操作模式。在电子商务下的网络化制造中，供应链管理、客户关系管理、产品生命周期管理共同构成了制造的增殖链。它具有两大优点：商务的直接化与透明化，这对降低成本、加快流通、提高效率、增加商业机会大有好处，从而对企业内部重组、经营战略与竞争模式有着深刻影响。7 先进制造技术发展发展的前景是“智能化”制造技术的智能化是制造技术发展的前景。近2O年来，制造系统正在由原先的能量驱动型转变为信息驱动型，这就要求制造系统不但要具备柔性，而且还要表现出某种智能，以便应对大量复杂信息的处理、瞬息万变的市场需求和激烈竞争的复杂环境，因此，智能制造越来越受到高度的重视。智能制造系统具有以下特点：人机一体化； 自律能力； 自组织与超柔性；学习能力与自我维护能力；在未来，具有更高级的类人思维的能力。由此出发，可以说智能制造作为一种模式，是集自动化、集成化和智能化于一身，并具有不断向纵深发展的高技术含量和高技术水平的先进制造系统，也是一种由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化系统。它突出了在制造诸环节中，以一种高度柔性与集成的方式，借助计算机模拟的人类专家的智能活动，进行分析、判断、推理、构思和决策，取代或延伸制造环境中人的部分脑力劳动。同时，收集、存储、处理、完善、共享、继承和发展人类专家的制造智能；当然，目前还只能算初步，但潜力极大，前景广阔。随着知识经济时代的初露端倪，知识将作为发展生产力主要的源泉，并导致以知识生产率取代劳动生产率，从而智能化制造的价值日益攀升。四、先进制造技术发展制造业需面临的问题和需要处理的关系 目前我国制造技术工业化面临的问题是：工业增长速度快，但是人均GDP低，经济效益低；关键生产技术落后，技术装备水平低；工业产值比重虽然有所提高，但是相应的市场服务体系不健全；农村劳动力转移迟缓，城市化水平低。我国是一个发展中大国，在经济和社会发展中，工业化阶段是不可逾越的。所以先进制造技术发展的同时需处理以下关系：(1)发展高技术与发展制造业相辅相成。以高技术改造提升制造业，努力提高制造业整体素质，增强制造业竞争力。用高技术(信息技术)改造传统产业的时候，对制造业企业而言，实际就是对先进制造技术的采用，所以制造业特别是装备制造业是高技术的重要载体。(2)劳动密集型、资金密集型与技术密集型产业。从国家整体上，继续大力发展劳动密集型以缓解就业难题；积极发展资金密集型(包括充分利用外资)；在有优势领域集中力量有重点地发展技术密集型制造业。(3)装备制造业与产业结构优化升级。落后的装备制造业是产业结构升级的主要制约因索，是工业改组改造和结构优化升级的主战场，应着眼于国际国内两个市场，加速提升和发展装备制造业，加大产业结构优化升级的步伐。(4)经济全球化和“民族工业”的关系。在经济全球化发展迅猛的背景下，传统意义上的封闭的“民族工业”实际已不复存在。当前国内有三种不同的观点：一是“民族工业”的提法是一种不合时宜、过时的提法；二是应该用“本土工业”或“自主工业”代替“民族工业”；三是在涉及国家经济安全和国防安全的关键性、战略性工业领域，应着力提高自主开发能力，发展“民族工业”，但随着社会的发展需对民族工业赋予新的内涵，指建在中国领土上，国内资本(包括国有资本和民营资本)为主，国家具有控制力，关键技术掌握在国人手里，具有中国自主品牌的工业。综上所述，处在21新世纪的我们要想不被时代淘汰，其一必须全方位，多角度的去学习完善自身的知识，单一的知识结构是无法满足现代化制造技术发展要求；其二必须具有不断创新，锐意进取的意识去进行吸收新知识，去适应我国现代化生产的新要求。面对过去相对薄弱的制造技术基础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，建立与发展我国自主的CAD/CAM,FMS,CIMS,IMS等等制造自动化单元技术，提高制造现代化管理水平，缩小与先进国家的技术差距。为早日实现伟大的中国梦而努力奋斗。参考文献：1.杨叔子 先进制造技术及其发展趋势 2004 求是2.朱剑英 机械工程科学前沿与发展的思考 2001 机械制造与自动化3.余俊 陈定方 现代设计方法及应用 2002 中国机械工业4.李彬 先进制造技术的发展与展望 2004 CAD与制造信息化