先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展及體系結(jié)構(gòu)

先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展及體系結(jié)構(gòu)目錄TOC\o"1-5"\h\z摘要 3關(guān)鍵詞 3\o"CurrentDocument"1知識(shí)經(jīng)濟(jì)條件下制造業(yè)的發(fā)展 3\o"CurrentDocument"1.1制造系統(tǒng)的定義和內(nèi)涵 3\o"CurrentDocument"1.2制造業(yè)的發(fā)展 3\o"CurrentDocument"1.3制造業(yè)的變革及挑戰(zhàn) 3\o"CurrentDocument"2先進(jìn)制造技術(shù)的技術(shù)構(gòu)成及特點(diǎn) 4\o"CurrentDocument"2.1先進(jìn)制造技術(shù)的定義 4\o"CurrentDocument"2.2先進(jìn)制造技術(shù)的技術(shù)構(gòu)成 4\o"CurrentDocument"2.3先進(jìn)制造技術(shù)的特點(diǎn) 4\o"CurrentDocument"3先進(jìn)制造技術(shù)的分類(lèi) 5\o"CurrentDocument"4先進(jìn)制造技術(shù)在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展 5\o"CurrentDocument"4.1發(fā)達(dá)國(guó)家制造業(yè)的發(fā)展 5\o"CurrentDocument"4.2先進(jìn)制造技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展 5\o"CurrentDocument"5先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)及技術(shù)前沿 6\o"CurrentDocument"5.1先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 6\o"CurrentDocument"5.2先進(jìn)制造技術(shù)的技術(shù)前沿 6\o"CurrentDocument"6總結(jié) 6\o"CurrentDocument"參考文獻(xiàn) 7先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展及體系結(jié)構(gòu)摘要:介紹了什么是先進(jìn)制造技術(shù)，闡述了在當(dāng)今社會(huì)條件下先進(jìn)制造技術(shù)的重要作用，綜述了國(guó)內(nèi)外先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展，討論了先進(jìn)制造技術(shù)的內(nèi)涵、特點(diǎn)、體系結(jié)構(gòu)及分類(lèi)，指出我國(guó)先進(jìn)制造技術(shù)的優(yōu)先發(fā)展方向。關(guān)鍵詞:制造業(yè)；制造系統(tǒng)；先進(jìn)制造技術(shù)1知識(shí)經(jīng)濟(jì)條件下制造業(yè)的發(fā)展1.1制造系統(tǒng)的定義和內(nèi)涵制造系統(tǒng)是制造業(yè)的基本組成實(shí)體。制造過(guò)程及其涉及的硬件、軟件和人員組成的一個(gè)將制造資源轉(zhuǎn)變成產(chǎn)品的有機(jī)整體，稱(chēng)為制造系統(tǒng)。制造系統(tǒng)從結(jié)構(gòu)、功能、過(guò)程三個(gè)方面又有各自不同的定義。制造技術(shù)是完成制造活動(dòng)所需的一切手段的總和。1.2制造業(yè)的發(fā)展在知識(shí)經(jīng)濟(jì)條件下，制造業(yè)正在發(fā)生質(zhì)的飛躍，制造業(yè)成為參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的主體，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)。知識(shí)經(jīng)濟(jì)對(duì)制造工業(yè)的影響表現(xiàn)在對(duì)產(chǎn)品和消費(fèi)觀念的改變，產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造過(guò)程的數(shù)字化和智能化，以及經(jīng)營(yíng)和制造活動(dòng)的全球化等。越來(lái)越多的人認(rèn)識(shí)到一個(gè)沒(méi)有工業(yè)基礎(chǔ)和制造業(yè)的城市是沒(méi)有根基的城市。1.3制造業(yè)的變革及挑戰(zhàn)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和市場(chǎng)需求的不斷變化，促進(jìn)制造業(yè)生產(chǎn)規(guī)模沿著“小批量〃少品種大批量〃多品種變批量”方向發(fā)展，資源配置沿著“勞動(dòng)密集-設(shè)備密集-信息密集-知識(shí)密集”的方向發(fā)展，生產(chǎn)方式沿著“手工-機(jī)械化-剛性流水自動(dòng)化-柔性自動(dòng)化-智能自動(dòng)化”方向發(fā)展。傳統(tǒng)的制造業(yè)是建立在規(guī)模經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)上?？科髽I(yè)規(guī)模、生產(chǎn)批量、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和重復(fù)性來(lái)獲得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的，它強(qiáng)調(diào)資源的有效利用，以低成本獲得高質(zhì)量和高效率。但這種條件不能滿(mǎn)足當(dāng)今市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品花色品種和交貨期的要求，為此工業(yè)經(jīng)濟(jì)時(shí)代對(duì)傳統(tǒng)制造業(yè)提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。其特點(diǎn)是：產(chǎn)品生命周期縮短；用戶(hù)需求多樣化;大市場(chǎng)和大競(jìng)爭(zhēng);交貨期成為競(jìng)爭(zhēng)的第一要素;信息化和智能化；人的知識(shí)、素質(zhì)和需求的變化；環(huán)境保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng)與可持續(xù)發(fā)展。這些都促進(jìn)了傳統(tǒng)制造技術(shù)不斷變革，不斷推陳出新，產(chǎn)生了新的制造技術(shù)。2先進(jìn)制造技術(shù)的技術(shù)構(gòu)成及特點(diǎn)2.1先進(jìn)制造技術(shù)的定義先進(jìn)制造技術(shù)是為了適應(yīng)時(shí)代要求提高競(jìng)爭(zhēng)力，對(duì)制造技術(shù)不斷優(yōu)化及推陳出新而形成的?？啥x為：先進(jìn)制造技術(shù)是制造業(yè)不斷吸收機(jī)械電子、信息、能源及現(xiàn)代系統(tǒng)管理等方面的成果，并將其綜合應(yīng)用到產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、檢測(cè)、管理、銷(xiāo)售、使用、服務(wù)乃至回收的制造全過(guò)程，以實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活生產(chǎn)。提高對(duì)動(dòng)態(tài)多變的產(chǎn)品市場(chǎng)的適應(yīng)能力和競(jìng)爭(zhēng)能力的制造技術(shù)的總稱(chēng)。2.2先進(jìn)制造技術(shù)的技術(shù)構(gòu)成先進(jìn)制造技術(shù)的構(gòu)成由基礎(chǔ)技術(shù)、新型單元技術(shù)及集成技術(shù)三個(gè)層次構(gòu)成。第一層次基礎(chǔ)技術(shù)是優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、少污染基礎(chǔ)制造技術(shù)。鑄造、鍛壓、焊接、熱處理、表面保護(hù)、機(jī)械加工等基礎(chǔ)工藝優(yōu)化而形成的優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、少污染的基礎(chǔ)制造技術(shù)至今仍是先進(jìn)制造技術(shù)的核心及重要組成部分。第二層是新型的先進(jìn)制造單元技術(shù)。這是在市場(chǎng)需求及新興產(chǎn)業(yè)的帶動(dòng)下，制造技術(shù)與電子、信息等高新技術(shù)結(jié)合而形成的嶄新的制造技術(shù)。如：制造業(yè)自動(dòng)化單元技術(shù)、極限加工技術(shù)、工藝模擬及設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)等。第三層是先進(jìn)制造集成技術(shù)。這是應(yīng)用信息、計(jì)算機(jī)和系統(tǒng)管理技術(shù)對(duì)上述兩個(gè)層次的技術(shù)局部或系統(tǒng)集成而形成的先進(jìn)制造技術(shù)的高級(jí)階段。2.3先進(jìn)制造技術(shù)的特點(diǎn)當(dāng)今先進(jìn)制造技術(shù)共以下幾大大特點(diǎn)。（1） 先進(jìn)性。先進(jìn)制造技術(shù)的核心必須是優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔工藝。（2） 廣泛性。先進(jìn)制造技術(shù)覆蓋從產(chǎn)品設(shè)計(jì)到回收再生整個(gè)過(guò)程。（3） 實(shí)用性。先進(jìn)制造技術(shù)不是以高新為目的，而是注重產(chǎn)生最好的實(shí)踐結(jié)果。（4） 系統(tǒng)性。先進(jìn)制造技術(shù)是可以駕馭生產(chǎn)過(guò)程的物質(zhì)流、能量流和信息流的系統(tǒng)工程。（5） 動(dòng)態(tài)性。先進(jìn)制造技術(shù)不是一成不變的，而是要不斷吸收各種高新技術(shù)。（6） 集成性。先進(jìn)制造技術(shù)是多學(xué)科交叉形成的新興學(xué)科，又稱(chēng)為“制造工程”。先進(jìn)制造技術(shù)強(qiáng)調(diào)的是實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活生產(chǎn)，技術(shù)與管理的緊密結(jié)合，是面向21世界的技術(shù)系統(tǒng)。3先進(jìn)制造技術(shù)的分類(lèi)將目前各國(guó)掌握的制造技術(shù)系統(tǒng)化，對(duì)先進(jìn)制造技術(shù)的研究分為4大領(lǐng)域。它們橫跨多個(gè)學(xué)科，并組成一個(gè)有機(jī)整體。（1） 現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)。包括計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)、性能優(yōu)良設(shè)計(jì)基礎(chǔ)技術(shù)、競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)創(chuàng)建技術(shù)、全壽命周期設(shè)計(jì)、可持續(xù)性發(fā)展產(chǎn)品設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)技術(shù)。（2） 先進(jìn)制造工藝。包括精密潔凈鑄造成型工藝、精確高效塑性成形工藝、優(yōu)質(zhì)高效焊接及切割技術(shù)、優(yōu)質(zhì)低耗潔凈熱處理技術(shù)等。（3） 自動(dòng)化技術(shù)。包括數(shù)控技術(shù)、工業(yè)機(jī)器人、柔性制造技術(shù)（FMS）、計(jì)算機(jī)集成制造技術(shù)（CIMS）等。（4） 系統(tǒng)管理技術(shù)。包括先進(jìn)制造生產(chǎn)模式、集成管理技術(shù)、生產(chǎn)組織方法。4先進(jìn)制造技術(shù)在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展4.1發(fā)達(dá)國(guó)家制造業(yè)的發(fā)展在美國(guó)、日本以及西歐的一些發(fā)達(dá)國(guó)家，由于起步較早，經(jīng)過(guò)幾十年的摸索，其先進(jìn)制造技術(shù)已經(jīng)趨于成熟。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面，普遍采用計(jì)算機(jī)輔助產(chǎn)品設(shè)計(jì)（CAD）、計(jì)算機(jī)輔助工程分析（CAE）和計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)；在加工技術(shù)方面，已實(shí)現(xiàn)了底層（車(chē)間層）的自動(dòng)化，包括廣泛地采用加工中心（或數(shù)控技術(shù)）、自動(dòng)引導(dǎo)小車(chē)（AGV）等。近10余年來(lái)，發(fā)達(dá)國(guó)家主要從具有全新制造理念的制造系統(tǒng)自動(dòng)化方面尋找出路，提出了一系列新的制造系統(tǒng)。如計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)、智能制造系統(tǒng)、并行工程、敏捷制造等。4.2先進(jìn)制造技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展我國(guó)制造技術(shù)經(jīng)建國(guó)以來(lái)，特別是改革開(kāi)放三十年的發(fā)展已經(jīng)形成較完備的技術(shù)體系，為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展所需各類(lèi)機(jī)械產(chǎn)品的制造提供基本的工藝技術(shù)，并取得了重要成就。然而與國(guó)外工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比，仍存在階段性差距。近幾年我國(guó)政府及有關(guān)領(lǐng)高人對(duì)先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展給予了高度關(guān)注。自“九五”計(jì)劃以來(lái)，國(guó)家自然科學(xué)基金會(huì)已將不少經(jīng)費(fèi)投入先進(jìn)制造技術(shù)的基礎(chǔ)性研究，組織開(kāi)展了“先進(jìn)制造技術(shù)基礎(chǔ)優(yōu)先領(lǐng)域戰(zhàn)略研究”。在此基礎(chǔ)上，加大了對(duì)先進(jìn)制造技術(shù)的支持，以加強(qiáng)發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)的后勁，提出了先進(jìn)制造技術(shù)重大項(xiàng)目，目前已開(kāi)始付諸實(shí)施。5先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)及技術(shù)前沿5.1先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)（1） 綠色制造將成為21世紀(jì)制造業(yè)的重要特征。日趨嚴(yán)格的環(huán)境與資源的約束，使綠色制造越來(lái)越重要。中國(guó)的環(huán)境資源問(wèn)題尤其突出，制造業(yè)不僅要解決生產(chǎn)過(guò)程中的污染和資源浪費(fèi)問(wèn)題，更重要的是為社會(huì)提供在壽命周期內(nèi)沒(méi)有污染。節(jié)約資源的產(chǎn)品。（2） 設(shè)計(jì)技術(shù)不斷現(xiàn)代化。設(shè)計(jì)技術(shù)的主要發(fā)展趨勢(shì)是設(shè)計(jì)方法和手段的現(xiàn)代化、新的設(shè)計(jì)方法和手段不斷出現(xiàn)、由簡(jiǎn)單到復(fù)雜、由單一到綜合。（3） 成形制造技術(shù)向精密成形或凈成形的方向發(fā)展。（4） 加工制造技術(shù)向著超精密、超高速以及發(fā)展新一代制造裝備的方向發(fā)展。（5） 新型加工方法以及復(fù)合工藝不斷發(fā)展。（6） 應(yīng)用快速原型制造技術(shù)的快速制造技術(shù)得到快速發(fā)展和應(yīng)用。（7） 虛擬技術(shù)將廣泛應(yīng)用。虛擬制造技術(shù)主要包括虛擬設(shè)計(jì)、虛擬制造、虛擬研究開(kāi)發(fā)中心、虛擬企業(yè)。（8） 工藝模擬技術(shù)得到迅速發(fā)展。5.2先進(jìn)制造技術(shù)的技術(shù)前沿制造業(yè)為迎接2020年的重大挑戰(zhàn)，經(jīng)美國(guó)國(guó)家科學(xué)研究委員會(huì)工程技術(shù)委員會(huì)制造與工程設(shè)計(jì)院“制造業(yè)挑戰(zhàn)委員會(huì)”經(jīng)過(guò)專(zhuān)題討論和調(diào)研、預(yù)測(cè)，優(yōu)先選出10項(xiàng)具備較大技術(shù)潛力的技術(shù)領(lǐng)域。它們分別是：可重組制造系統(tǒng)，無(wú)浪費(fèi)工藝，新的材料工藝，生物制造技術(shù)，企業(yè)建模和仿真，信息技術(shù)，滿(mǎn)足多層次用戶(hù)需求的產(chǎn)品及工藝設(shè)計(jì)方法，增強(qiáng)型人-機(jī)界面，勞動(dòng)力教育和培訓(xùn)，智能協(xié)作系統(tǒng)軟件。6總結(jié)/r/