先進(jìn)制造技術(shù)6

第1章先進(jìn)制造技術(shù)概論12331.1先進(jìn)制造技術(shù)的提出和發(fā)展1.2先進(jìn)制造技術(shù)的內(nèi)涵和體系結(jié)構(gòu)

1.3先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)返回1.1

先進(jìn)制造技術(shù)的提出和發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)(AdvancedManufacturingTechnology,AMT)這一概念是美國(guó)于20世紀(jì)80年代末期提出來(lái)的,其根本原因是由于美國(guó)競(jìng)爭(zhēng)力不斷減弱,貿(mào)易逆差劇增,許多美國(guó)原來(lái)占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)的產(chǎn)品都在競(jìng)爭(zhēng)中輸給日本。為此,美國(guó)政府和企業(yè)界投入巨資,組織大量專家進(jìn)行研究和分析,得出的結(jié)論是:“振興美國(guó)經(jīng)濟(jì)的出路在于振興美國(guó)的制造業(yè)”,“經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)歸根到底是制造技術(shù)和制造能力的競(jìng)爭(zhēng)”。因而,美國(guó)政府采取了一系列措施:1988年投資進(jìn)行大規(guī)模的“21世紀(jì)制造業(yè)戰(zhàn)略的研究”;克林頓總統(tǒng)也于1993年2月發(fā)表專題報(bào)告,提出“要促進(jìn)先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展”;成立國(guó)家級(jí)、地區(qū)級(jí)、大學(xué)和企業(yè)等各種層次的先進(jìn)制造技術(shù)協(xié)調(diào)、推廣和應(yīng)用研究中心。下一頁(yè)返回1.1

先進(jìn)制造技術(shù)的提出和發(fā)展這些措施收到了良好的效果,如美國(guó)汽車制造水平大幅度提高,產(chǎn)量重新超過日本;總結(jié)并提出了一系列先進(jìn)制造技術(shù)的新理論,如并行工程、精益生產(chǎn)、敏捷制造等。自從美國(guó)提出先進(jìn)制造技術(shù)這一概念以來(lái),日本、西歐各國(guó)以及亞洲各新興工業(yè)國(guó)家也相繼做出了響應(yīng),紛紛將先進(jìn)制造技術(shù)列為國(guó)家的高新技術(shù)和優(yōu)先發(fā)展項(xiàng)目。1.1.2先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展概況1.美國(guó)在促進(jìn)AMT的發(fā)展方面,美國(guó)走在世界的前面。20世紀(jì)90年代以來(lái),其制定和實(shí)施了一系列發(fā)展AMT的科技政策、戰(zhàn)略和規(guī)劃。(1)六點(diǎn)行動(dòng)上一頁(yè)下一頁(yè)返回1.1

先進(jìn)制造技術(shù)的提出和發(fā)展美國(guó)20世紀(jì)90年代科技政策的特點(diǎn)是:重視產(chǎn)業(yè)技術(shù)的發(fā)展,以制造業(yè)為中心,注重技術(shù)推廣,強(qiáng)調(diào)產(chǎn)業(yè)整體技術(shù)水平和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力的提高。美國(guó)總統(tǒng)克林頓關(guān)于發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)提出六點(diǎn)行動(dòng):①對(duì)先進(jìn)制造技術(shù)的研究開發(fā)提供更多的資助,開發(fā)新汽車和新建筑技術(shù);②支持敏捷制造;③建立全國(guó)制造技術(shù)推廣中心網(wǎng);④促進(jìn)本地區(qū)建立技術(shù)聯(lián)盟;⑤促進(jìn)制造工程教育的發(fā)展;⑥促進(jìn)考慮環(huán)境的制造技術(shù)的發(fā)展。(2)先進(jìn)制造技術(shù)計(jì)劃上一頁(yè)下一頁(yè)返回1.1

先進(jìn)制造技術(shù)的提出和發(fā)展1993年,美國(guó)政府批準(zhǔn)了由聯(lián)邦科學(xué)、工程與技術(shù)協(xié)調(diào)委員會(huì)(FCCSET)主持實(shí)施的AMT計(jì)劃。1994年,美國(guó)商務(wù)部國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所(NIST)發(fā)起了面向制造應(yīng)用的系統(tǒng)集成(SystemsIntegrationforManufacturingApplications,SIMA)計(jì)劃,該計(jì)劃屬于美國(guó)政府實(shí)施的高性能計(jì)算與通信(HPCC)計(jì)劃的一部分。NIST的所有7個(gè)實(shí)驗(yàn)室均參加了SIMA計(jì)劃。該計(jì)劃主要研究開發(fā)能夠提高制造系統(tǒng)集成水平的相關(guān)技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn),到1995年,其已經(jīng)開發(fā)、測(cè)試和演示驗(yàn)證了能將支持設(shè)計(jì)、規(guī)劃和生產(chǎn)等企業(yè)活動(dòng)的各種軟件應(yīng)用集成在一起的集成技術(shù)。利用這些集成技術(shù),再結(jié)合網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)來(lái)改造企業(yè)的制造系統(tǒng),使它們成為模塊化、開放式、可重構(gòu)和智能化的系統(tǒng)。該計(jì)劃的研究領(lǐng)域包括:上一頁(yè)下一頁(yè)返回1.1

先進(jìn)制造技術(shù)的提出和發(fā)展①制造系統(tǒng)環(huán)境,包括面向設(shè)計(jì)的信息協(xié)議、適用于電子元件信息交換的電子商務(wù)、框架集成、制造企業(yè)集成、生產(chǎn)/產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理、快速反應(yīng)制造、供應(yīng)鏈集成、面向制造的虛擬環(huán)境及可視化等15個(gè)項(xiàng)目。②標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)環(huán)境(SDE),包括應(yīng)用協(xié)議開發(fā)環(huán)境、產(chǎn)品模型數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)(StandardfortheExchangeofProductModelData,STEP)一致性測(cè)試和STEP實(shí)施原型3個(gè)項(xiàng)目。③試驗(yàn)平臺(tái)與技術(shù)轉(zhuǎn)讓環(huán)境(TTTE),包括先進(jìn)制造系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)測(cè)試平臺(tái)、適用于評(píng)價(jià)與優(yōu)化產(chǎn)品和工藝設(shè)計(jì)的分析工具等9個(gè)項(xiàng)目。(4)敏捷制造使能技術(shù)戰(zhàn)略發(fā)展計(jì)劃上一頁(yè)下一頁(yè)返回1.1

先進(jìn)制造技術(shù)的提出和發(fā)展1995年11月,美國(guó)正式發(fā)布了敏捷制造使能技術(shù)戰(zhàn)略發(fā)展計(jì)劃(TechnologiesEnablingAgileManufacturingStrategicPlan,TEAM),其每年投資3000萬(wàn)美元,該計(jì)劃到1999年結(jié)束。美國(guó)國(guó)防部、美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所、美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)等部門都參加了TEAM計(jì)劃的實(shí)施。另外,,有3000多家私營(yíng)企業(yè)、60多家公司、16所大學(xué)和國(guó)際財(cái)團(tuán)以及許多政府機(jī)構(gòu)直接參與了此項(xiàng)計(jì)劃。2.德國(guó)德國(guó)是世界制造業(yè)的傳統(tǒng)強(qiáng)國(guó),以良好的質(zhì)量和生產(chǎn)工藝聞名于世。制造業(yè)是德國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)部門,其機(jī)械產(chǎn)品在國(guó)際市場(chǎng)上享有盛譽(yù),產(chǎn)品占世界同類產(chǎn)品的1/5左右,研發(fā)獲得的發(fā)明專利數(shù)量居世界首位。上一頁(yè)下一頁(yè)返回1.1

先進(jìn)制造技術(shù)的提出和發(fā)展3.日本為繼續(xù)保持經(jīng)濟(jì)強(qiáng)國(guó)地位和經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展勢(shì)頭,日本決定通過發(fā)展本國(guó)尖端技術(shù)、開拓現(xiàn)有技術(shù)來(lái)開發(fā)新產(chǎn)品、新工藝,創(chuàng)造新市場(chǎng)和新產(chǎn)業(yè),力爭(zhēng)成為一個(gè)以創(chuàng)造性科學(xué)技術(shù)為基礎(chǔ)的國(guó)家。對(duì)于先進(jìn)的、將成為競(jìng)爭(zhēng)熱點(diǎn)的預(yù)競(jìng)爭(zhēng)力(Pre-competitive)以及能加強(qiáng)國(guó)家未來(lái)工業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)的計(jì)劃,其主要由政府統(tǒng)一規(guī)劃和協(xié)調(diào)。從20世紀(jì)80年代末期開始,日本相繼出臺(tái)了4項(xiàng)重大計(jì)劃,即:(1)智能制造系統(tǒng)計(jì)劃智能制造系統(tǒng)(IntelligentManufacturingSystem,IMS)計(jì)劃是日本通產(chǎn)省(MITI)于1989年發(fā)起的一項(xiàng)國(guó)際合作研究計(jì)劃,美國(guó)、加拿大、澳大利亞、歐共體和歐洲自由貿(mào)易聯(lián)盟等國(guó)家和地區(qū)組織紛紛加入進(jìn)來(lái).上一頁(yè)下一頁(yè)返回1.1

先進(jìn)制造技術(shù)的提出和發(fā)展它是迄今為止制造業(yè)領(lǐng)域內(nèi)最大的一項(xiàng)國(guó)際合作研究,其目標(biāo)是全面展望21世紀(jì)先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì),先行開發(fā)下一代制造技術(shù),以解決全球制造業(yè)面臨的共同問題,如提高產(chǎn)品質(zhì)量和性能,促進(jìn)科技成果轉(zhuǎn)化,改善地球環(huán)境,推動(dòng)全球制造、信息制造技術(shù)的體系化和標(biāo)準(zhǔn)化,快速響應(yīng)制造業(yè)的全球化等。該計(jì)劃先后經(jīng)歷了可行性研究(1992—1994年)和全面實(shí)施(1995—2005年)兩個(gè)階段。(2)未來(lái)計(jì)劃1996年,日本文部省下屬的日本科學(xué)振興會(huì)(JSPS)發(fā)起未來(lái)計(jì)劃(FutureProgram)。⑤通過將生命科學(xué)與化學(xué)技術(shù)的集成來(lái)生產(chǎn)新型材料(6個(gè)課題)。(3)風(fēng)險(xiǎn)企業(yè)型實(shí)驗(yàn)室計(jì)劃1995年,日本文部省發(fā)起風(fēng)險(xiǎn)企業(yè)型實(shí)驗(yàn)室計(jì)劃。該計(jì)劃的主要目的是促進(jìn)創(chuàng)新性研究開發(fā)活動(dòng),為新工業(yè)和風(fēng)險(xiǎn)企業(yè)培養(yǎng)年輕的科技人才。上一頁(yè)下一頁(yè)返回1.1

先進(jìn)制造技術(shù)的提出和發(fā)展該計(jì)劃共資助了21所日本著名國(guó)立大學(xué)的實(shí)驗(yàn)室,這些實(shí)驗(yàn)室的研究領(lǐng)域以微型機(jī)械制造、虛擬現(xiàn)實(shí)硬件與軟件技術(shù)、毫微米技術(shù)等為主。(4)促進(jìn)創(chuàng)新性工業(yè)技術(shù)研究開發(fā)計(jì)劃1995年,日本通產(chǎn)省新能源與工業(yè)技術(shù)開發(fā)組織(NEDO)發(fā)起促進(jìn)創(chuàng)新性工業(yè)技術(shù)研究開發(fā)計(jì)劃(NewIndustryCreativeTypeTechnologyR&DPromotionProgram)。4.英國(guó)英國(guó)政府在支持工程和技術(shù)規(guī)劃(EngineeringandTechnologyProgramme)及制造系統(tǒng)工程(ManufacturingSystemEngineering)研究方面開展了如下先進(jìn)制造技術(shù)研究:上一頁(yè)下一頁(yè)返回1.1先進(jìn)制造造技術(shù)的的提出和和發(fā)展5.韓韓國(guó)1991年年底底,韓國(guó)國(guó)政府提提出了極極先進(jìn)技技術(shù)國(guó)家家計(jì)劃(HighlyAdvancedNationalProject,HANP),由韓國(guó)國(guó)科技部部、工商商部、能能源部和和交通部部聯(lián)合實(shí)實(shí)施。該該計(jì)劃的的目標(biāo)是是:到2000年把韓韓國(guó)的技技術(shù)實(shí)力力提高到到世界一一流工業(yè)業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)國(guó)家水平平。這一一計(jì)劃包包括先進(jìn)進(jìn)制造系系統(tǒng)、新新能源、、電氣車車輛、人人機(jī)接口口技術(shù)等等7個(gè)大大項(xiàng)目,其中先先進(jìn)制造造系統(tǒng)的的含義是是將市場(chǎng)場(chǎng)需求、、設(shè)計(jì)、、制造和和銷售等等集成在在一起的的系統(tǒng)。。先進(jìn)制制造系統(tǒng)統(tǒng)項(xiàng)目從從1992年12月開開始實(shí)施施,為期期10年年,共分分3個(gè)部部分:基基礎(chǔ)技術(shù)術(shù),開發(fā)發(fā)集成化化的開放放式系統(tǒng)統(tǒng)、標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)化技術(shù)術(shù)以及系系統(tǒng)性能能評(píng)價(jià)方方法;下下一代加加工系統(tǒng)統(tǒng),開發(fā)發(fā)下一代代加工設(shè)設(shè)備、機(jī)機(jī)械技術(shù)術(shù)與生產(chǎn)產(chǎn)工藝技技術(shù);電電子產(chǎn)品品的裝配配和檢驗(yàn)驗(yàn)技術(shù),開發(fā)下下一代印印刷版裝裝配和檢檢驗(yàn)技術(shù)術(shù)、高性性能裝配配機(jī)構(gòu)和和制造系系統(tǒng)、系系統(tǒng)操作作集成技技術(shù)和智智能技術(shù)術(shù)等。上一頁(yè)返回1.2先進(jìn)制造造技術(shù)的的內(nèi)涵和和體系結(jié)結(jié)構(gòu)先先進(jìn)制造造技術(shù)的的內(nèi)涵和和特點(diǎn)隨著社會(huì)會(huì)需求個(gè)個(gè)性化、、多樣化化的發(fā)展展,生產(chǎn)產(chǎn)規(guī)模沿沿小批量量→大批批量→多多品種變變批量的的方向發(fā)發(fā)展,以以及以計(jì)計(jì)算機(jī)為為代表的的高技術(shù)術(shù)和現(xiàn)代代化管理理技術(shù)的的引入、、滲透與與融化,不斷地地改變著著傳統(tǒng)制制造技術(shù)術(shù)的面貌貌和內(nèi)涵涵,從而而形成了了先進(jìn)制制造技術(shù)術(shù)。1.先先進(jìn)制造造技術(shù)的的內(nèi)涵目前對(duì)先先進(jìn)制造造技術(shù)尚尚沒有一一個(gè)明確確的、一一致公認(rèn)認(rèn)的定義義,經(jīng)過過近年來(lái)來(lái)對(duì)發(fā)展展先進(jìn)制制造技術(shù)術(shù)方面開開展的工工作,通通過對(duì)其其特征的的分析研研究,可可以認(rèn)為為:先進(jìn)進(jìn)制造技技術(shù)是制制造業(yè)不不斷吸收收信息技技術(shù)和現(xiàn)現(xiàn)代管理理技術(shù)的的成果,是將其其綜合應(yīng)應(yīng)用于產(chǎn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)計(jì)、制造造、檢測(cè)測(cè)、管理理、銷售售、使用用、服務(wù)務(wù)乃至回回收的制制造全過過程,以以實(shí)現(xiàn)優(yōu)優(yōu)質(zhì)、高高效、低低耗、清清潔和靈靈活生產(chǎn)產(chǎn),提高高對(duì)動(dòng)態(tài)態(tài)多變的的市場(chǎng)的的適應(yīng)能能力和競(jìng)競(jìng)爭(zhēng)能力力的制造造技術(shù)的的總稱。。下一頁(yè)返回1.2先進(jìn)制造造技術(shù)的的內(nèi)涵和和體系結(jié)結(jié)構(gòu)2.先先進(jìn)制造造技術(shù)的的特點(diǎn)(1)先先進(jìn)制造造技術(shù)的的實(shí)用性性先進(jìn)制造造技術(shù)最最重要的的特點(diǎn)在在于,它它首先是是一項(xiàng)面面向工業(yè)業(yè)應(yīng)用,具有很很強(qiáng)實(shí)用用性的新新技術(shù)。。先進(jìn)制制造技術(shù)術(shù)的發(fā)展展過程、、其應(yīng)用用于制造造全過程程的范圍圍和其達(dá)達(dá)到的目目標(biāo)與效效果,無(wú)無(wú)不反映映這是一一項(xiàng)應(yīng)用用于制造造業(yè),并并對(duì)制造造業(yè)和國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)濟(jì)的發(fā)展展可以起起重大作作用的實(shí)實(shí)用技術(shù)術(shù)。先進(jìn)進(jìn)制造技技術(shù)的發(fā)發(fā)展往往往是針對(duì)對(duì)某一具具體的制制造業(yè)(如汽車車制造、、電子工工業(yè))的的需求而而發(fā)展起起來(lái)的先先進(jìn)、適適用的制制造技術(shù)術(shù),具有有明確需需求導(dǎo)向向的特征征;先進(jìn)進(jìn)制造技技術(shù)不是是以追求求技術(shù)的的高新為為目的,而是注注重產(chǎn)生生最好的的實(shí)踐效效果,以以提高效效益為中中心,以以提高企企業(yè)的競(jìng)競(jìng)爭(zhēng)力、、促進(jìn)國(guó)國(guó)家經(jīng)濟(jì)濟(jì)增長(zhǎng)和和增強(qiáng)國(guó)國(guó)家綜合合實(shí)力為為目標(biāo)。。(2)先進(jìn)制制造技術(shù)應(yīng)用用的廣泛性上一頁(yè)下一頁(yè)返回1.2先進(jìn)制造技術(shù)術(shù)的內(nèi)涵和體體系結(jié)構(gòu)先進(jìn)制造技術(shù)術(shù)相對(duì)傳統(tǒng)制制造技術(shù)在應(yīng)應(yīng)用范圍上的的一個(gè)很大不不同點(diǎn)在于,傳統(tǒng)制造技技術(shù)通常只是是指各種將原原材料變成成成品的加工工工藝,而先進(jìn)進(jìn)制造技術(shù)雖雖然仍大量應(yīng)應(yīng)用于加工和和裝配過程中中,但由于其其組成中包括括了設(shè)計(jì)技術(shù)術(shù)、自動(dòng)化技技術(shù)、系統(tǒng)管管理技術(shù),因因而則將其綜綜合應(yīng)用于制制造的全過程程,覆蓋了產(chǎn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生生產(chǎn)準(zhǔn)備、加加工與裝配、、銷售使用、、維修服務(wù)甚甚至回收再生生的整個(gè)過程程。(3)先進(jìn)制制造技術(shù)的動(dòng)動(dòng)態(tài)特征由于先進(jìn)制造造技術(shù)本身是是針對(duì)一定的的應(yīng)用目標(biāo),不斷地吸收收各種高新技技術(shù)逐漸形成成和發(fā)展的新新技術(shù),因而而其內(nèi)涵不是是絕對(duì)的、一一成不變的。。反映在不同同的時(shí)期,先先進(jìn)制造技術(shù)術(shù)有其自身的的特點(diǎn);反映映在不同的國(guó)國(guó)家和地區(qū),先進(jìn)制造技技術(shù)有其本身身重點(diǎn)發(fā)展的的目標(biāo)和內(nèi)容容,并通過重重點(diǎn)內(nèi)容的發(fā)發(fā)展以實(shí)現(xiàn)這這個(gè)國(guó)家和地地區(qū)制造技術(shù)術(shù)的跨越式發(fā)發(fā)展。上一頁(yè)下一頁(yè)返回1.2先進(jìn)制造技術(shù)術(shù)的內(nèi)涵和體體系結(jié)構(gòu)(4)先進(jìn)制制造技術(shù)的集集成性傳統(tǒng)制造技術(shù)術(shù)的學(xué)科、專專業(yè)單一獨(dú)立立,相互間的的界限分明;先進(jìn)制造技技術(shù)由于專業(yè)業(yè)和學(xué)科間的的不斷滲透、、交叉、融合合,界線逐漸漸淡化甚至消消失,技術(shù)趨趨于系統(tǒng)化、、集成化,并并已發(fā)展成為為集機(jī)械、電電子、信息、、材料和管理理技術(shù)為一體體的新型交叉叉學(xué)科,因此此可以稱其為為“制造工程程”。(5)先進(jìn)制制造技術(shù)的系系統(tǒng)性傳統(tǒng)制造技術(shù)術(shù)一般只能駕駕馭生產(chǎn)過程程中的物質(zhì)流流和能量流。。隨著微電子子、信息技術(shù)術(shù)的引入,先先進(jìn)制造技術(shù)術(shù)還能駕馭信信息生成、采采集、傳遞、、反饋、調(diào)整整的流動(dòng)過程程。(6)先進(jìn)制制造技術(shù)強(qiáng)調(diào)調(diào)的是實(shí)現(xiàn)優(yōu)優(yōu)質(zhì)、高效、、低耗、清潔潔、靈活的生生產(chǎn)上一頁(yè)下一頁(yè)返回1.2先進(jìn)制造技術(shù)術(shù)的內(nèi)涵和體體系結(jié)構(gòu)先進(jìn)制造技術(shù)術(shù)的核心是優(yōu)優(yōu)質(zhì)、高效、、低耗、清潔潔等基礎(chǔ)制造造技術(shù),它是是從傳統(tǒng)的制制造工藝發(fā)展展起來(lái)的,并并與新技術(shù)實(shí)實(shí)現(xiàn)了局部或或系統(tǒng)集成,其重要的特特征是實(shí)現(xiàn)優(yōu)優(yōu)質(zhì)、高效、、低耗、清潔潔、靈活的生生產(chǎn)。(7)先進(jìn)制制造技術(shù)最終終目標(biāo)是要提提高對(duì)動(dòng)態(tài)多多變的產(chǎn)品市市場(chǎng)的適應(yīng)能能力和競(jìng)爭(zhēng)能能力為確保生生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效效益持續(xù)穩(wěn)步步的提高能對(duì)對(duì)市場(chǎng)變化做做出更敏捷的的反應(yīng),以及及對(duì)最佳技術(shù)術(shù)效益的追求求,以提高企企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)能能力,先進(jìn)制制造技術(shù)比傳傳統(tǒng)的制造技技術(shù)更加重視視技術(shù)與管理理的結(jié)合,更更加重視制造造過程組織和和管理體制的的簡(jiǎn)化以及合合理化,從而而產(chǎn)生了一系系列先進(jìn)的制制造模式。隨隨著世界自由由貿(mào)易體制的的進(jìn)一步完善善,以及全球球交通運(yùn)輸體體系和通信網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的建立,制造業(yè)將形形成全球化與與一體化的格格局,新的先先進(jìn)制造技術(shù)術(shù)也必將成為為全球化的模模式。上一頁(yè)下一頁(yè)返回1.2先進(jìn)制造技術(shù)術(shù)的內(nèi)涵和體體系結(jié)構(gòu)先先進(jìn)制造技技術(shù)的體系結(jié)結(jié)構(gòu)及其分類類1.先進(jìn)制制造技術(shù)體系系結(jié)構(gòu)先進(jìn)制造技術(shù)術(shù)是一個(gè)多學(xué)學(xué)科體系,其其自身具有復(fù)復(fù)雜的體系結(jié)結(jié)構(gòu),因此,人們對(duì)先進(jìn)進(jìn)制造技術(shù)的的體系結(jié)構(gòu)認(rèn)認(rèn)識(shí)也不統(tǒng)一一。(1)AMST多層次先先進(jìn)制造技術(shù)術(shù)體系A(chǔ)MST提出出的由多層次次技術(shù)群構(gòu)成成的體系結(jié)構(gòu)構(gòu)強(qiáng)調(diào)先進(jìn)制制造技術(shù)從基基礎(chǔ)制造技術(shù)術(shù)、新型制造造單元技術(shù)到到先進(jìn)制造集集成技術(shù)的發(fā)發(fā)展過程,AMST體系系結(jié)構(gòu)如圖1.1所示。上一頁(yè)下一頁(yè)返回1.2先進(jìn)制造技術(shù)術(shù)的內(nèi)涵和體體系結(jié)構(gòu)1994年年年初,美國(guó)聯(lián)聯(lián)邦科學(xué)、工工程和技術(shù)協(xié)協(xié)調(diào)委員會(huì)(FCCSET)下屬的的工業(yè)和技術(shù)術(shù)委員會(huì)先進(jìn)進(jìn)制造技術(shù)工工作組做出了了有關(guān)制造技技術(shù)的分類目目錄,這是對(duì)對(duì)先進(jìn)制造技技術(shù)內(nèi)涵的首首次較系統(tǒng)的的說明。根據(jù)據(jù)這一定義,先進(jìn)制造技技術(shù)主要包括括以下三個(gè)技技術(shù)群:①主體技術(shù)術(shù)群;②支撐技術(shù)術(shù)群;③制造基礎(chǔ)礎(chǔ)設(shè)施(制造造技術(shù)環(huán)境)。上述三部分相相互聯(lián)系,相相互促進(jìn),組組成一個(gè)完整整的體系,每每一部分均不不可缺少,否否則就很難發(fā)發(fā)揮預(yù)期的整整體功能效益益。FCCSET先進(jìn)制制造技術(shù)的系系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及主主要內(nèi)容如圖1.2所示。上一頁(yè)下一頁(yè)返回1.2先進(jìn)制造技術(shù)術(shù)的內(nèi)涵和體體系結(jié)構(gòu)2.先進(jìn)制制造技術(shù)的分分類先進(jìn)制造技術(shù)術(shù)橫跨多個(gè)學(xué)學(xué)科,主要可可以概括為以以下幾個(gè)方面面:先進(jìn)設(shè)計(jì)計(jì)技術(shù)、先進(jìn)進(jìn)制造工藝技技術(shù)、制造自自動(dòng)化技術(shù)、、先進(jìn)制造模模式和先進(jìn)生生產(chǎn)管理技術(shù)術(shù)。(1)先進(jìn)設(shè)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)術(shù)是在傳統(tǒng)設(shè)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上上繼承和發(fā)展展起來(lái)的,是是一門多專業(yè)業(yè)、多學(xué)科相相互交叉的綜綜合性很強(qiáng)的的基礎(chǔ)技術(shù)科科學(xué)。其定義義如下:先進(jìn)進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)是是根據(jù)產(chǎn)品功功能要求和市市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)(時(shí)時(shí)間、質(zhì)量、、價(jià)格等)的的需要,應(yīng)用用現(xiàn)代技術(shù)和和科學(xué)知識(shí),經(jīng)過設(shè)計(jì)人人員創(chuàng)造性思思維、規(guī)劃和和決策,制訂訂可以用于制制造的方案,并使方案付付諸實(shí)施的技技術(shù),它包括括了有關(guān)的各各項(xiàng)工程技術(shù)術(shù),如計(jì)算機(jī)機(jī)輔助設(shè)計(jì)、、計(jì)算機(jī)輔助助工程、計(jì)算算機(jī)輔助工藝藝設(shè)計(jì)、反求求工程、模塊塊化設(shè)計(jì)、動(dòng)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)、可可靠性設(shè)計(jì)和和優(yōu)化設(shè)計(jì)等等。上一頁(yè)下一頁(yè)返回1.2先進(jìn)制造技術(shù)術(shù)的內(nèi)涵和體體系結(jié)構(gòu)(2)先進(jìn)制制造工藝技術(shù)術(shù)先進(jìn)制造工藝藝技術(shù)是先進(jìn)進(jìn)制造技術(shù)的的核心和基礎(chǔ)礎(chǔ),任何高級(jí)級(jí)的自動(dòng)控制制系統(tǒng)都無(wú)法法取代先進(jìn)制制造工藝技術(shù)術(shù)的作用。美美國(guó)國(guó)防關(guān)鍵鍵技術(shù)計(jì)劃指指出:“制造造工藝是將先先進(jìn)技術(shù)轉(zhuǎn)化化為可靠、經(jīng)經(jīng)濟(jì)、精良武武器裝備的關(guān)關(guān)鍵?！彪S著著機(jī)械工業(yè)的的發(fā)展和科學(xué)學(xué)技術(shù)的進(jìn)步步,機(jī)械制造造工藝的內(nèi)涵涵和面貌不斷斷發(fā)生變化,而且變化和和發(fā)展速度越越來(lái)越快:常常規(guī)工藝不斷斷優(yōu)化并得到到普及,新型型加工方法不不斷出現(xiàn)和發(fā)發(fā)展。目前,主要的新型型加工方法類類型有精密加加工和超精密密加工、超高高速加工、微微細(xì)加工、特特種加工及高高密度能源加加工、快速原原型技術(shù)、新新型材料加工工、大件及超超大件加工和和復(fù)合加工等等加工方法。。(3)制造自自動(dòng)化技術(shù)上一頁(yè)下一頁(yè)返回1.2先進(jìn)制造技術(shù)術(shù)的內(nèi)涵和體體系結(jié)構(gòu)制造自動(dòng)化是是指在廣義的的制造過程所所有環(huán)節(jié)中采采用自動(dòng)化技技術(shù),實(shí)現(xiàn)制制造全過程的的自動(dòng)化。制制造自動(dòng)化技技術(shù)就是研究究對(duì)制造過程程的規(guī)劃、運(yùn)運(yùn)作、管理、、組織、控制制與協(xié)調(diào)優(yōu)化化等的自動(dòng)化化技術(shù),以使使產(chǎn)品制造過過程實(shí)現(xiàn)高效效、優(yōu)質(zhì)、低低耗、靈活和和清潔的目標(biāo)標(biāo)。其主要包包括數(shù)控技術(shù)術(shù)、工業(yè)機(jī)器器人技術(shù)、自自動(dòng)化加工裝裝備技術(shù)、物物流系統(tǒng)及輔輔助過程自動(dòng)動(dòng)化技術(shù)、網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)制造技術(shù)術(shù)、傳感技術(shù)術(shù)、自動(dòng)檢測(cè)測(cè)技術(shù)、信號(hào)號(hào)處理和識(shí)別別技術(shù)、制造造過程監(jiān)測(cè)與與控制技術(shù)等等方面。(4)先進(jìn)制制造模式和先先進(jìn)生產(chǎn)管理理技術(shù)先進(jìn)制造模式式是應(yīng)用與推推廣先進(jìn)制造造的組織方式式,它以獲取取生產(chǎn)有效性性為首要目標(biāo)標(biāo),以制造資資源快速有效效集成為基本本原則,其工工作重點(diǎn)在于于組織的創(chuàng)新新和人的因素素的發(fā)揮。上一頁(yè)下一頁(yè)返回1.2先進(jìn)制造技術(shù)術(shù)的內(nèi)涵和體體系結(jié)構(gòu)先進(jìn)制造模式式包括精益生生產(chǎn)(LP)、計(jì)算機(jī)集集成制造(CIM)、敏敏捷制造(AM)、智能能制造(IM)等。先進(jìn)進(jìn)生產(chǎn)管理技技術(shù)是企業(yè)中中采取的各種種計(jì)劃、組織織、控制及協(xié)協(xié)調(diào)的方法和和技術(shù)的總稱稱,包括生產(chǎn)產(chǎn)信息管理(PMM)、、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管管理(PDM)和工裝流流程管理(WPM)等。。上一頁(yè)返回1.3先進(jìn)制造技術(shù)術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)勢(shì)1.“數(shù)”是是發(fā)展的核心心“數(shù)”是指制制造領(lǐng)域的數(shù)數(shù)字化,它包包含數(shù)字化設(shè)設(shè)計(jì)、數(shù)字化化制造和數(shù)字字化控制。對(duì)對(duì)數(shù)字化制造造企業(yè)而言,各種信息(如圖形、數(shù)數(shù)據(jù)、知識(shí)、、技能,等等等)均以數(shù)字字形式通過網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)在企業(yè)內(nèi)內(nèi)傳遞,在多多種數(shù)字化技技術(shù)的支持下下,企業(yè)對(duì)產(chǎn)產(chǎn)品信息、工工藝信息與資資源信息進(jìn)行行分析、規(guī)劃劃與重組,實(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品設(shè)設(shè)計(jì)和產(chǎn)品功功能及對(duì)加工工過程與生產(chǎn)產(chǎn)組織過程的的仿真或完成成原型制造,從而實(shí)現(xiàn)生生產(chǎn)過程的快快速重組和對(duì)對(duì)市場(chǎng)的快速速反應(yīng)。對(duì)全全球制造業(yè)而而言,在數(shù)字字化制造環(huán)境境下,用戶借借助網(wǎng)絡(luò)發(fā)布布信息,各類類企業(yè)通過網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用電子子商務(wù),實(shí)現(xiàn)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),形成動(dòng)態(tài)聯(lián)聯(lián)盟,迅速協(xié)協(xié)同設(shè)計(jì)并制制造出相應(yīng)的的產(chǎn)品。2.“精”是是發(fā)展的關(guān)鍵鍵“精”是指加加工精度及其其發(fā)展。20世紀(jì)初,超超精密加工的的誤差是10μm,20世紀(jì)七八十十年代為0.01μm,現(xiàn)在僅為0.001μμm,即1nm。下一頁(yè)返回1.3先進(jìn)制造技術(shù)術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)勢(shì)從海灣戰(zhàn)爭(zhēng)、、科索沃戰(zhàn)爭(zhēng)爭(zhēng),到阿富汗汗戰(zhàn)爭(zhēng)、伊拉拉克戰(zhàn)爭(zhēng),武武器的命中率率越來(lái)越高,其實(shí)質(zhì)就是是武器越來(lái)越越“精”,也也可以說,關(guān)關(guān)鍵就是打““精度”戰(zhàn)?！，F(xiàn)代超精密密機(jī)械對(duì)精度度要求極高,如人造衛(wèi)星星的儀表軸承承,其圓度、、圓柱度、表表面粗糙度等等均達(dá)到納米米級(jí);基因操操作機(jī)械其移移動(dòng)距離為納納米級(jí),移動(dòng)動(dòng)精度為0.1nm;細(xì)細(xì)微加工、納納米加工技術(shù)術(shù)可達(dá)納米以以下的要求,如果借助于于掃描隧道顯顯微鏡與原子子力顯微鏡的的加工,則可可達(dá)0.1nm。至于微微電子芯片的的制造,有所所謂的“三超超”:3.“極”是是發(fā)展的焦點(diǎn)點(diǎn)“極”就是極極端條件,是是指生產(chǎn)特需需產(chǎn)品的制造造技術(shù)必須達(dá)達(dá)到“極”的的要求。例如如,能在高溫溫、高壓、高高濕、強(qiáng)沖擊擊、強(qiáng)磁場(chǎng)、、強(qiáng)腐蝕等條條件下工作,或有高硬度度、大彈性等等特點(diǎn),或極極大、極小、、極厚、極薄薄、奇形怪狀狀的產(chǎn)品等,都屬于特需需產(chǎn)品?！拔⑽C(jī)電系統(tǒng)””就是其中之之一,這是工工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家家高度關(guān)注的的一項(xiàng)前沿科科技,亦即所所謂微系統(tǒng)微微制造.上一頁(yè)下一頁(yè)返回1.3先進(jìn)制造技術(shù)術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)勢(shì)?！拔C(jī)電系系統(tǒng)”用途十十分廣泛,其其在信息領(lǐng)域域中用于分子子存儲(chǔ)器、原原子存儲(chǔ)器、、芯片加工設(shè)設(shè)備;在生命命領(lǐng)域中用于于克隆技術(shù)、、基因操作系系統(tǒng)、蛋白質(zhì)質(zhì)追蹤系統(tǒng)、、小生理器官官處理技術(shù)、、分子組件裝裝配技術(shù);在在軍事武器中中用于精確制制導(dǎo)技術(shù)、精精確打擊技術(shù)術(shù)、微型慣性性平臺(tái)、微光光學(xué)設(shè)備;在在航空航天領(lǐng)領(lǐng)域中用于微微型飛機(jī)、微微型衛(wèi)星、““納米”衛(wèi)星星(0.1kg以內(nèi));在微型機(jī)器器人領(lǐng)域中用用于各種醫(yī)療療手術(shù)、管道道內(nèi)操作、竊竊聽與收集情情報(bào)。此外,其還用于微微型測(cè)試儀器器、微傳感器器、微顯微鏡鏡、微溫度計(jì)計(jì)、微儀器,等等。“微微機(jī)電系統(tǒng)””可以完成特特種動(dòng)作與實(shí)實(shí)現(xiàn)特種功能能,乃至可以以溝通微觀世世界與宏觀世世界,其深遠(yuǎn)遠(yuǎn)意義難以估估量。4.“自”是是發(fā)展的條件件“自”就是自自動(dòng)化,它是是減輕、強(qiáng)化化、延伸或取取代人的有關(guān)關(guān)勞動(dòng)的技術(shù)術(shù)或手段。自自動(dòng)化總是伴伴隨有關(guān)機(jī)械械或工具來(lái)實(shí)實(shí)現(xiàn)的。上一頁(yè)下一頁(yè)返回1.3先進(jìn)制造技術(shù)術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)勢(shì)可以說,機(jī)械械是一切技術(shù)術(shù)的載體,也也是自動(dòng)化技技術(shù)的載體。。第一次工業(yè)業(yè)革命以機(jī)械械化這種形式式的自動(dòng)化來(lái)來(lái)減輕、延伸伸或取代人的的有關(guān)體力勞勞動(dòng),第二次次工業(yè)革命即即電氣化進(jìn)一一步促進(jìn)了自自動(dòng)化的發(fā)展展。5.“集”是是發(fā)展的方法法“集”就是集集成化。目前前“集”主要要包括以下幾幾方面的內(nèi)容容:①現(xiàn)代技術(shù)術(shù)的集成。如如機(jī)電一體化化,它是高技技術(shù)裝備的基基礎(chǔ)。②加工技術(shù)術(shù)的集成。特特種加工技術(shù)術(shù)及其裝備,如激光加工工、高能束加加工、電加工工,等等。③企業(yè)的集集成,即管理理的集成,包包括生產(chǎn)信息息、功能和過過程的集成,也包括企業(yè)業(yè)內(nèi)部的集成成和企業(yè)外部部的集成。上一頁(yè)下一頁(yè)返回1.3先進(jìn)制造技術(shù)術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)勢(shì)6.“網(wǎng)”是是發(fā)展的道路路“網(wǎng)”就是網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)化。制造造技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)絡(luò)化是先進(jìn)制制造技術(shù)發(fā)展展的必由之路路。制造業(yè)在在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中中面臨多方的的壓力:采購(gòu)購(gòu)成本不斷提提高,產(chǎn)品