【摘要】本論文介紹了先進(jìn)制造技術(shù)，闡述了先進(jìn)制造技術(shù)的特點(diǎn)，分析了先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展趨勢，并對(duì)先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展中的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究。 　　【關(guān)鍵詞】先進(jìn)制造技術(shù)；發(fā)展趨勢；關(guān)鍵技術(shù)
　　【中圖分類號(hào)】TH16 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A
　　【文章編號(hào)】1007―4309（2010）10―0086―2
　　
　　先進(jìn)制造技術(shù)AMT（Advanced Manufacturing Technology）是傳統(tǒng)制造技術(shù)在不斷吸收機(jī)械、材料、電子、信息、能源和現(xiàn)代化管理等領(lǐng)域的成果上產(chǎn)生的，它被綜合應(yīng)用于產(chǎn)品的生產(chǎn)、設(shè)計(jì)、制造、檢測、管理和售后服務(wù)的全過程。它是由傳統(tǒng)的制造技術(shù)發(fā)展而來的，保留了過去制造技術(shù)中的有效要素，是制造技術(shù)與現(xiàn)代高新技術(shù)結(jié)合而產(chǎn)生的完整的技術(shù)群，先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展，大體經(jīng)歷了四個(gè)階段：
　　第一階段（20世紀(jì)60―70年代）：柔性制造單元（CAD/CAM），它是以數(shù)控機(jī)床、加工中心和工業(yè)機(jī)器人為代表的。
　　第二階段（20世紀(jì)70―80年代）：柔性制造系統(tǒng)（FMS），它是以柔性制造單元加上自動(dòng)或半自動(dòng)物流輸送組合而成的，但特點(diǎn)仍然是分布式生產(chǎn)過程。
　　第三階段（20世紀(jì)80―90年代）：集成階段（CIMS），是以信息、工藝、物流、計(jì)算機(jī)集成控制為特點(diǎn)的。
　　第四階段（20世紀(jì)90年代至今）：智能集成制造系統(tǒng)階段，是以設(shè)計(jì)智能化、單元加工過程智能化和系統(tǒng)整體管理智能化為特征的。
　　
　　一、先進(jìn)制造技術(shù)的特點(diǎn)
　　
　　目前，每一個(gè)國家都處于全球化市場中，先進(jìn)制造技術(shù)的競爭是面向全球的。一個(gè)國家的先進(jìn)制造技術(shù)對(duì)該國制造業(yè)在全球范圍市場的競爭力發(fā)揮著非常重要和不可替代的作用。先進(jìn)制造技術(shù)的目標(biāo)是要提高產(chǎn)品對(duì)動(dòng)態(tài)多變的市場的適應(yīng)能力以及競爭能力，同時(shí)實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活的生產(chǎn)。它不局限于制造工藝，而是覆蓋了市場分析、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工和裝配、銷售、維修、服務(wù)，以及回收再生的全過程，概括起來有以下特點(diǎn)：
　�。�1）成形和加工技術(shù)日趨精密化。
　�。�2）企業(yè)裝備將以制造工藝、設(shè)備和工廠的柔性與可重構(gòu)性作為顯著特點(diǎn)。
　�。�3）虛擬制造技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)制造技術(shù)將被廣泛應(yīng)用。
　�。�4）機(jī)電產(chǎn)品和先進(jìn)制造技術(shù)將把智能化、數(shù)字化作為發(fā)展方向。
　�。�5）以提高對(duì)市場快速反應(yīng)能力為目標(biāo)的制造技術(shù)將超速發(fā)展。
　�。�6）先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展越來越離不開信息技術(shù)，信息技術(shù)發(fā)揮著越來越重要的作用。
　　（7）21世紀(jì)的企業(yè)面臨著要在管理方面進(jìn)行創(chuàng)新的新課題。
　�。�8）現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)將成為21世紀(jì)制造業(yè)的重要特征。（現(xiàn)代技術(shù)的內(nèi)涵即為：綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)、優(yōu)良性能設(shè)計(jì)基礎(chǔ)技術(shù)、競爭優(yōu)勢創(chuàng)建技術(shù)、全壽命周期設(shè)計(jì)技術(shù)。）
　　
　　二、當(dāng)前先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展趨勢
　　
　　市場需求的個(gè)性化與多樣化趨勢越來越明顯，精密化、綠色化、智能化、信息化、虛擬化將成為未來先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的總趨勢。其主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
　�。ㄒ唬┬畔⒒�
　　近幾年，信息技術(shù)和制造技術(shù)的不斷融合，使得數(shù)字化成為制造業(yè)日益發(fā)展的趨勢。數(shù)字化制造技術(shù)具有較多的優(yōu)點(diǎn)，如使市場多樣化和個(gè)性化的需求得到滿足；能夠?qū)κ袌鲎鞒隹焖俚捻憫?yīng)，使生產(chǎn)成本得以降低；能夠提高產(chǎn)品精度和可靠性；等等。數(shù)字化產(chǎn)品既方便、直觀，又便于通過計(jì)算機(jī)控制產(chǎn)品，對(duì)信息進(jìn)行處理和傳遞。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，制造業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)越來越離不開Internet技術(shù)，Internet技術(shù)是實(shí)現(xiàn)各種制造系統(tǒng)自動(dòng)化的基礎(chǔ)，是其重要的支撐平臺(tái)�；�于Web技術(shù)的供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)交換轉(zhuǎn)換系統(tǒng)等成為產(chǎn)品的主流。據(jù)專家預(yù)測，在未來生產(chǎn)中占主導(dǎo)地位的將是基于網(wǎng)絡(luò)制造的分布式網(wǎng)絡(luò)化生產(chǎn)系統(tǒng)。因此，先進(jìn)制造技術(shù)將把以微電子技術(shù)、軟件技術(shù)為核心，以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化為特征的信息化制造技術(shù)作為重要的發(fā)展方向。
　�。ǘ�）智能化
　　智能化就是應(yīng)用人工智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生命周期（包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、發(fā)貨、支持等）各個(gè)環(huán)節(jié)的智能化，如生產(chǎn)設(shè)備的智能化，人與制造系統(tǒng)的融合及人在其中智能的充分發(fā)揮等。智能化能夠使制造系統(tǒng)的自動(dòng)化和柔性化水平得到進(jìn)一步的提高，使生產(chǎn)系統(tǒng)的適應(yīng)與判斷能力更加完善。
　　（三）精密化
　　超高速切削、超精密加工技術(shù)以及發(fā)展新一代制造裝備成為了加工制造技術(shù)的發(fā)展方向。
　　1.超精密加工技術(shù)
　　目前已進(jìn)入納米級(jí)加工時(shí)代，加工精度和表面粗糙度分別達(dá)到了0.025μm和0．0045μm。超精切削厚度由目前的紅外波段向可見光波段甚至更短波段近；超精加工機(jī)床向多功能模塊化方向發(fā)展；超精加工材料由金屬擴(kuò)大到非金屬。
　　2.超高速切削
　　目前，鋁合金超高速切削的切削速度已超過1 600m/min，鑄鐵、超耐熱鎳合金、鈦合金的速度分別為1 500m/min、300m/min和200m/min。超高速切削的發(fā)展已轉(zhuǎn)移到一些難加工材料的切削加工上。
　　3.新一代制造裝備的發(fā)展
　　市場競爭和新的產(chǎn)品、技術(shù)和材料的發(fā)展對(duì)新型加工設(shè)備的研究與開發(fā)起著推動(dòng)作用，如“并聯(lián)桁架式結(jié)構(gòu)數(shù)控機(jī)床”的發(fā)展就是一個(gè)典型的例子。它采用六個(gè)軸長短的變化，以實(shí)現(xiàn)刀具相對(duì)于工件的加工位姿的變化，是對(duì)傳統(tǒng)機(jī)床結(jié)構(gòu)方案的突破。
　�。ㄋ模┚G色化
　　由于資源與環(huán)境的約束日益嚴(yán)格，21世紀(jì)的制造業(yè)要以綠色制造為重要特征。與此相適應(yīng)的，綠色制造技術(shù)的發(fā)展也將是快速的。主要表現(xiàn)為：
　　1.綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)，既能夠保證產(chǎn)品在生命周期內(nèi)環(huán)保和對(duì)人類健康無危害，又能保證低能耗和高資源利用率。
　　2.綠色制造技術(shù)，使整個(gè)制造的過程對(duì)環(huán)境所造成的不利影響最小，廢棄物和有害物質(zhì)的排放量最少，資源利用效率最高。
　　3.產(chǎn)品的回收和循環(huán)再制造，它主要包括以設(shè)計(jì)產(chǎn)品和處理材料為主的生產(chǎn)系統(tǒng)工廠和以處理循環(huán)產(chǎn)品生命周期結(jié)束時(shí)的材料為主的恢復(fù)系統(tǒng)工廠。如汽車等產(chǎn)品的拆卸、回收技術(shù)和生態(tài)工廠的循環(huán)式制造技術(shù)。
　　（五）虛擬化
　　在制造業(yè)中，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（Virtual Reality Technology）越來越被廣泛地應(yīng)用，它主要包括兩部分，即虛擬企業(yè)和虛擬制造技術(shù)。虛擬制造技術(shù)是在產(chǎn)品真正制出之前，先在虛擬制造環(huán)境中生成軟產(chǎn)品原型進(jìn)行試驗(yàn)，并且預(yù)測和評(píng)價(jià)其性能和可制造性。
　　
　　三、未來先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展中的關(guān)鍵技術(shù)
　　
　　（一）虛擬制造VM（virtual manufacturing）
　　VM技術(shù)的發(fā)展是以仿真技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)VR（virtual reality）技術(shù)為基礎(chǔ)的。VM技術(shù)是在虛擬條件下模擬產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造、測試、營銷的全過程，并預(yù)測和評(píng)價(jià)有關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)和性能指標(biāo)，從而使產(chǎn)品開發(fā)周期得以縮短，使制造過程得以優(yōu)化。VM技術(shù)是工程設(shè)計(jì)的一次革命性的進(jìn)步，它的應(yīng)用范圍是非常廣泛的，如快速設(shè)計(jì)與快速原型、面向裝配或制造的設(shè)計(jì)、產(chǎn)品維護(hù)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)入市場的并行處理和人員培訓(xùn)等領(lǐng)域。
　�。ǘ�）智能制造IM（intelligent manufacturing）
　　智能制造技術(shù)是一門綜合技術(shù)。之所以這么說，是因?yàn)樗�是通過自動(dòng)化技術(shù)、制造技術(shù)、系統(tǒng)工程和人工智能等學(xué)科互相交織和滲透形成的一門技術(shù)。智能設(shè)計(jì)、智能裝配、智能加工、智能控制、智能工藝規(guī)劃、智能調(diào)度與管理、智能測量與診斷等都屬于智能制造技術(shù)的范疇。對(duì)于制造系統(tǒng)集成自動(dòng)化和柔性自動(dòng)化來說智能制造是其新發(fā)展，也是其重要組成部分，智能傳感與檢測是智能制造的重點(diǎn)。
　�。ㄈ�）納米制造
　　20世紀(jì)出現(xiàn)了一種高新技術(shù)，即納米技術(shù)。它的加工精度或尺寸為0.1nm―100nm。而納米制造是納米技術(shù)與制造技術(shù)相融合而產(chǎn)生的，精密加工、超精加工、微細(xì)加工和超微細(xì)加工都屬于納米制造。常用的制造技術(shù)有聚焦離子束工藝等。
　�。ㄋ模┚G色制造GM（green manufacturing）
　　綠色制造是一種現(xiàn)代制造模式，它綜合考慮資源消耗和環(huán)境影響，其目的是使產(chǎn)品在整個(gè)生命周期中（包括從設(shè)計(jì)、制造、包裝、運(yùn)輸、使用到報(bào)廢處理）做到對(duì)資源利用率最高，對(duì)環(huán)境的不利影響最小，并優(yōu)化協(xié)調(diào)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。目前綠色制造受到了全球制造業(yè)的關(guān)注，因?yàn)槲磥碇圃鞓I(yè)的可持續(xù)發(fā)展離不開綠色制造，綠色制造已成為先進(jìn)制造技術(shù)的主要內(nèi)容，也是各國支持和優(yōu)先發(fā)展的研究項(xiàng)目。
　　
　　四、結(jié)論
　　
　　我國將先進(jìn)制造技術(shù)列入“九五”科技規(guī)劃和15年科技發(fā)展規(guī)劃中。21世紀(jì)的今天，經(jīng)濟(jì)全球化進(jìn)程日益加快，隨之而來的日益加劇的制造業(yè)領(lǐng)域的競爭，實(shí)際上是以先進(jìn)制造技術(shù)為競爭核心的。在這樣的大環(huán)境、大背景下，我國不僅要迎接挑戰(zhàn)，而且要抓住機(jī)遇，要不斷地對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行改造，發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)，要在技術(shù)、機(jī)制、管理以及人才等方面進(jìn)行創(chuàng)新，只有這樣我國才能實(shí)現(xiàn)躋身世界制造強(qiáng)國的目標(biāo)。
　　
　　【參考文獻(xiàn)】
　　[1]王隆太等.先進(jìn)制造技術(shù)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.
　　[2]張平亮等.先進(jìn)制造技術(shù)[M]. 北京：高等教育出版社，2009.
　　[3]馮憲章.先進(jìn)制造技術(shù)基礎(chǔ)[M]. 北京：北京大學(xué)出版社，2009.
　　【收稿日期】2010年8月21日
　　【作者簡介】崔長清（1979―）:男，吉林白城人，白城師范學(xué)院機(jī)電系講師，研究方向：機(jī)械制造。

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