2022年先进制造技术进入“泛在信息制造”时代 .pdf
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1、先 进 制 造 技 术 进 入 “ 泛 在 信 息 制 造 ” 时 代转 载 自 弗 戈 工 业 在 线 , 作 者 : 孙 柏 林制 造 业 是 现 代 国 民 经 济 和 综 合 国 力 的 重 要 支 柱 , 创 造 了 我 国 国 民 生 产 总 值的 1/3 , 工 业 生 产 总 值 的 4/5 , 提 供 了 国 家 财 政 收 人 的 1/3 , 由 此 可 见 制 造技 术 的 水 平 对 一 个 国 家 的 经 济 实 力 和 科 技 发 展 水 平 所 产 生 的 重 要 影 响 。 而先 进 制 造 技 术 则 是 现 代 制 造 业 的 关 键 技 术 , 已 成 为
2、 一 个 国 家 综 合 实 力 和 科技 发 展 的 重 要 标 志 之 一 , 对 于 提 高 一 个 国 家 的 国 际 地 位 起 着 举 足 轻 重 的 作用 。我 国 对 先 进 制 造 技 术 是 高 度 重 视 的 。 在2011年 7 月 国 家 科 技 部 公 布 的 国家 “ 十 二 五 ” 科 学 和 技 术 发 展 规 划 ( 简 称 规 划 ) 中 , 又 再 次 将 先 进 制 造技 术 列 为 “ 强 化 前 沿 技 术 研 究 ” 的 重 要 课 题 之 一 。 规 划 认 为 , 前 沿 技 术 是高 技 术 领 域 中 具 有 前 瞻 性 、 先 导 性
3、和 探 索 性 的 重 大 技 术 , 是 未 来 高 技 术 更新 换 代 和 新 兴 产 业 发 展 的 重 要 基 础 。 先 进 制 造 技 术 作 为 高 技 术 战 略 的 重 要组 成 部 分 , 已 列 入 我 国 中 长 期 科 学 与 技 术 发 展 规 划 。 坚 持 自 主 创 新 , 围 绕国 家 重 大 需 求 , 探 索 引 领 未 来 发 展 的 先 进 制 造 前 沿 技 术 、 攻 克 支 撑 重 点 行业 的 共 性 关 键 技 术 和 掌 握 重 大 装 备 制 造 的 核 心 技 术 , 已 成 为 我 国 制 造 业 的发 展 方 向 。先 进 制
4、造 技 术 的 发 展 历 程近 200 年 来 , 在 市 场 需 求 不 断 变 化 的 驱 动 下 , 制 造 业 的 生 产 规 模 沿 着 “ 小批 量 少 品 种 、 大 批 量 多 品 种 、 变 批 量 ” 的 方 向 发 展 。 在 科 学 技 术 高 速发 展 的 推 动 下 , 制 造 业 的 资 源 配 置 沿 着 “ 劳 动 密 集 设 备 密 集 信 息 密 集 知 识 密 集 ” 的 方 向 发 展 。 与 之 相 适 应 , 制 造 技 术 的 生 产 方 式 沿 着 “ 手 工 机 械 化 单 机 自 动 化 刚 性 流 水 自 动 化 柔 性 自 动 化 智
5、 能 自 动 化 ” 的方 向 发 展 , 从 而 推 动 了 制 造 业 的 不 断 发 展 , 促 进 了 制 造 业 的 不 断 进 步 。1. 先 进 制 造 技 术 的 内 容先 进 制 造 技 术 是 一 门 综 合 性 、 交 叉 性 前 沿 学 科 和 技 术 , 学 科 跨 度 大 , 内 容广 泛 , 涉 及 制 造 业 生 产 与 技 术 、 经 营 管 理 、 设 计 、 制 造 以 及 市 场 各 个 方 面 。先 进 制 造 技 术 就 是 在 传 统 制 造 技 术 的 基 础 上 , 利 用 计 算 机 技 术 、 网 络 技 术 、控 制 技 术 、 传 感
6、技 术 与 机 、 光 、 电 一 体 化 技 术 等 方 面 的 最 新 进 展 , 不 断 发展 完 善 。2. 先 进 制 造 技 术 的 提 出 及 背 景名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页,共 7 页 - - - - - - - - - 先 进 制 造 技 术 源 于20 世 纪 80 年 代 的 美 国 , 是 为 提 高 制 造 业 的 竞 争 力 和 促进 国 家 经 济 增 长 而 提 出 的 。 近 年 来 , 随 着 科 学 技 术 的 不
7、断 发 展 和 学 科 间 的相 互 融 合 , 先 进 制 造 技 术 迅 速 发 展 , 不 断 涌 现 出 新 技 术 、 新 概 念 。 例 如 :成 组 技 术 ( GT) 、 精 益 生 产 ( LP) 、 并 行 工 程 ( CE) 、 敏 捷 制 造 ( AM) 、快 速 成 型 技 术 ( RPM ) 、 以 及 虚 拟 制 造 技 术 ( VMT) 等 。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
8、高 本 国 制 造 业 的 国 际竞 争 能 力 。先 进 制 造 技 术 是 面 向 全 球 的 竞 争 。 目 前 每 一 个 国 家 都 处 于 全 球 化 市 场 中 ,一 个 国 家 的 先 进 制 造 技 术 是 该 国 制 造 业 在 全 球 范 围 市 场 的 竞 争 力 。3. 我 国 先 进 制 造 技 术 的 发 展 状 况近 年 来 , 中 国 的 制 造 技 术 有 了 较 大 的 提 高 , 取 得 了 较 大 的 成 绩 。 经 过 国 家“ 863 计 划 ” 等 的 政 策 支 持 ,我 国 将 先 进 制 造 技 术 列 为 重 要 的 发 展 领 域 ,并
9、给 予 了 大 力 支 持 , 使 得 先 进 制 造 技 术 得 到 了 快 速 发 展 , 促 进 了 我 国 制 造 业能 力 的 提 升 和 生 产 组 织 与 管 理 的 进 步 。 目 前 , 我 国 已 发 展 成 为 一 个 制 造 大国 ; 但 与 发 达 国 家 相 比 仍 有 很 大 差 距 。 例 如 , 产 品 的 研 究 开 发 与 生 产 制 造过 程 脱 节 ; 再 如 , 国 外 先 进 制 造 技 术 的 引 进 与 国 产 化 相 对 较 弱 的 矛 盾 ; 三是 设 计 开 发 的 方 法 和 手 段 落 后 , 当 前 世 界 上 现 代 的 设 计
10、理 论 和 方 法 已 经 形成 体 系 , 如 全 寿 命 设 计 、 绿 色 设 计 、 可 靠 性 设 计 等 , 将 生 产 的 全 过 程 和 环保 等 要 求 贯 穿 于 设 计 中 。 而 我 国 的 大 多 数 企 业 还 是 停 留 在 经 验 设 计 阶 段 ,缺 乏 自 主 开 发 能 力 , 即 使 在 开 发 成 功 的 机 电 产 品 中 , 也 有 相 当 一 部 分 是 要利 用 国 外 的 技 术 ; 四 是 从 设 计 技 术 来 说 , 工 业 发 达 国 家 使 用 计 算 机 辅 助 设计 技 术 的 覆 盖 率 超 过 60%, 而 中 国 不 到
11、10%; 五 是 从 制 造 工 艺 来 说 , 中 国 大部 分 企 业 仍 采 用 较 落 后 的 工 艺 装 备 进 行 生 产 , 优 质 高 效 低 耗 的 先 进 工 艺 普及 程 度 不 足 10%;六 是 从 制 造 过 程 来 说 ,中 国 尚 处 在 单 机 自 动 化 、刚 性 自 动化 的 阶 段 ,已 拥 有 的 机 床 数 控 率 小 于 1%,柔 性 制 造 系 统 仅 在 个 别 企 业 使 用 。总 而 言 之 , 我 国 的 先 进 制 造 技 术 在 世 界 范 围 内 尚 处 于 产 业 链 的 低 端 。目 前 , 我 国 已 经 形 成 了 较 为
12、完 善 的 制 造 业 体 系 , 但 由 于 自 主 创 新 能 力 不 强 ,缺 乏 全 球 化 的 管 理 和 营 销 能 力 及 资 源 利 用 效 率 低 等 原 因 , 我 国 制 造 业 的 国际 竞 争 力 并 不 强 。 未 来 应 顺 应 世 界 先 进 制 造 业 的 发 展 趋 势 和 特 点 , 提 升 产品 的 附 加 值 , 减 少 资 源 消 耗 , 加 快 自 身 产 业 战 略 升 级 , 通 过 制 造 业 跨 越 式发 展 , 带 动 我 国 经 济 发 展 方 式 的 转 变 。 立 足 于 现 有 产 业 基 础 , 把 握 国 际 产业 发 展 趋
13、 势 , 提 升 研 发 创 新 能 力 。中 国 制 造 业 应 顺 应 世 界 先 进 制 造 业 发 展 趋 势 和 特 点 , 提 升 产 品 的 附 加 值 ,名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页,共 7 页 - - - - - - - - - 减 少 资 源 消 耗 , 加 快 自 身 产 业 战 略 升 级 , 通 过 制 造 业 跨 越 式 发 展 , 带 动 我国 经 济 发 展 方 式 的 转 变 。装 备 制 造 业 真 正 体 现 了 一 个
14、 国 家 的 实 力 ,在 产 业 链 上 具 有 非 常 强 的 带 动 性 。我 国 虽 然 是 世 界 制 造 大 国 , 制 造 业 占 国 家30 的 产 值 , 工 业 增 加 值 居 世 界第 四 位 。 但 与 工 业 发 达 国 家 相 比 , 我 国 的 制 造 技 术 仍 有 较 大 差 距 , 突 出 表现 为 高 端 装 备 制 造 技 术 落 后 , 对 国 家 各 领 域 发 展 的 装 备 支 撑 能 力 弱 , 能 源和 资 源 消 耗 大 , 环 境 污 染 严 重 。鉴 于 此 , 中 国 已 将 先 进 制 造 技 术 列 为 国 家 重 点 发 展 领
15、 域 之 一 , 力 争 在 21 世纪 的 先 进 制 造 技 术 领 域 占 有 一 席 之 地 。4. 先 进 制 造 技 术 发 展 中 的 关 键 技 术( 1) 成 组 技 术 ( GT) : 揭 示 和 利 用 事 物 间 的 相 似 性 , 按 照 一 定 的 准 则 分 类成 组 , 同 组 事 物 采 用 同 一 方 法 进 行 处 理 , 以 便 提 高 效 益 的 技 术 , 称 为 成 组技 术 。 在 机 械 制 造 工 程 中 , 成 组 技 术 是 计 算 机 辅 助 制 造 的 基 础 , 将 成 组 哲理 用 于 设 计 、 制 造 和 管 理 等 整 个
16、生 产 系 统 , 改 变 多 品 种 小 批 量 生 产 方 式 ,获 得 最 大 的 经 济 效 益 。( 2) 敏 捷 制 造 ( AM) : 敏 捷 制 造 ( AM) 是 指 企 业 实 现 敏 捷 生 产 经 营 的 一 种制 造 哲 理 和 生 产 模 式 。 敏 捷 制 造 包 括 产 品 制 造 机 械 系 统 的 柔 性 、 员 工 授 权 、制 造 商 和 供 应 商 关 系 、 总 体 品 质 管 理 及 企 业 重 构 。( 3) 并 行 工 程 ( CE) : 并 行 工 程 ( CE) 是 对 产 品 及 其 相 关 过 程 ( 包 括 制 造过 程 和 支 持
17、过 程 ) 进 行 并 行 、 一 体 化 设 计 的 一 种 系 统 化 的 工 作 模 式 。( 4) 快 速 成 型 技 术 ( RPM) : 快 速 成 型 技 术 ( RPM) 是 集 CAD/CAM 技 术 、 激光 加 工 技 术 、 数 控 技 术 和 新 材 料 等 技 术 领 域 的 最 新 成 果 于 一 体 的 零 件 原 型制 造 技 术 。( 5) 虚 拟 制 造 技 术 ( VMT) : 虚 拟 制 造 技 术 ( VMT) 以 计 算 机 支 持 的 建 模 、仿 真 技 术 为 前 提 , 对 设 计 、 加 工 制 造 、 装 配 等 全 过 程 进 行 统
18、 一 建 模 , 在 产品 设 计 阶 段 ,实 时 并 行 模 拟 出 产 品 未 来 制 造 全 过 程 及 其 对 产 品 设 计 的 影 响 ,预 测 出 产 品 的 性 能 、 产 品 的 制 造 技 术 、 产 品 的 可 制 造 性 与 可 装 配 性 , 从 而更 有 效 、 更 经 济 地 灵 活 组 织 生 产 , 使 工 厂 和 车 间 的 设 计 布 局 更 合 理 、 有 效 ,以 达 到 产 品 开 发 周 期 和 成 本 最 小 化 、 产 品 设 计 质 量 的 最 优 化 以 及 生 产 效 率的 最 高 化 。( 6) 智 能 制 造 ( IM ) : 智
19、能 制 造 ( IM ) 是 制 造 技 术 、 自 动 化 技 术 、 系 统 工名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页,共 7 页 - - - - - - - - - 程 与 人 工 智 能 等 学 科 互 相 渗 透 、 互 相 交 织 而 形 成 的 一 门 综 合 技 术 。 其 具 体表 现 为 : 智 能 设 计 、 智 能 加 工 、 机 器 人 操 作 、 智 能 控 制 、 智 能 工 艺 规 划 、智 能 调 度 与 管 理 、智 能 装 配 、
20、智 能 测 量 与 诊 断 等 。它 强 调 通 过 “ 智 能 设 备 ”和 “ 自 治 控 制 ” 来 构 造 新 一 代 的 智 能 制 造 系 统 模 式 。先 进 制 造 技 术 内 涵 广 泛 、 学 科 交 叉 , 并 且 不 断 地 发 展 与 完 备 , 在 激 烈 的 国际 市 场 竞 争 中 , 制 造 业 要 求 生 存 和 发 展 , 必 须 掌 握 并 科 学 运 用 最 先 进 的 制造 技 术 。 先 进 制 造 技 术 也 是 改 造 传 统 产 业 的 有 力 武 器 。 先 进 制 造 技 术 的 发展 与 产 业 化 , 将 对 国 民 经 济 的 发
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- 2022年先进制造技术进入“泛在信息制造”时代 2022 先进 制造 技术 进入 信息 时代
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