先进制造技术的发展与未来
宋天虎
摘要对先进制造技术发展所依赖的国际经济与科技发展趋势及制造业的
发展趋势作出概括，介绍我国大陆地区先进制造技术的发展，介绍大陆及香港地区正在合作实施的分散网络制造示范系统，呼吁海峡两岸携手并进，灵活组织两地资源，快速响应市场需求，提高我国制造业的竞争能力。
关键词先进制造技术全球化分散网络化制造系统竞争
中国图书资料分类法分类号TH16
1 世界经济与科技的发展趋势
1.1 经济与科技的全球化与一体化
90年代以来，随着冷战时代的结束，一个超越国界、超越区域经济的跨国
集团竞争对抗时代已初见端倪，跨国公司在全球范围迅速扩张，经济全球化、一体化的格局已经初步形成。
此外，随着科技内部的交叉和联系，以及科学技术与社会相互作用的进一步增强，国际合作成为科技发展的强大势头，如果视以前是一个对抗的竞争时代，现在则到了既有竞争又有合作的新时代。科技的发展对经济和社会的影响将空前广泛和愈加深刻。
1.2 “知识经济”是当今世界经济的新趋势
与农业经济和工业经济不同，知识经济是以知识为基础的经济，即人力资本和技术中的知识是经济发展的核心，未来经济的发展主要依赖知识和技术的推动。
知识经济有三大特征：①在健全的信息网络下以信息流为主导的经济；②以科技知识和人才教育作为两大支柱的经济；③开放合作和可持续发展的经济。1.3 21世纪将是信息的时代
信息科学技术是信息的生产、采集、存贮、变换、传递、处理及广泛利用的新兴科技领域。
以1946年第一台计算机诞生及50年代集成电路的发明为开端，在不足半个世纪的40多年间，信息技术已成为科技发展史上最辉煌，发展最迅速的技术；
信息技术将给21世纪经济和和社会发展带来革命性变化；
信息产业将成为未来全球经济中最宏大、最具活力的产业；
信息技术将成为知识经济社会中最重要的资源和竞争要素。
1.4 实施可持续发展战略
从本世纪70年代起，发生了一系列全球生态环境破坏对经济发展带来严重危害的事件，人们在反思中认识到，环境的污染和恶化已成为制约社会发展和人类生存的重大因素。1992年，联合国在巴西召开了世界环境与发展大会，通过
了《里约环境与发展宣言》及《21世纪议程》，提出了建立经济、社会、资源
和环境相协调、可持续发展的新模式。之后，包括中国在内的许多国家相继制定了自己的可持续发展战略。这一战略将成为21世纪的重要发展战略。
2 制造业的发展趋势
通过对近十几年来各国竞争力消长原因的分析，一度被视为“夕阳工业”
的传统制造业，其作用和地位又重新被人们所重视。同时，随着计算机技术、信息技术、自动化技术在制造业中的广泛应用，它们与传统制造技术相结合而形成的先进制造技术发展迅速，应用越来越广泛。
近几年来，制造业(特别是机械制造业)发生了一系列重大变化，主要表现在以下10个方面。
2.1 企业生产方式面临重大变革
随着需求的个性化及制造的全球化、信息化，改变了制造业的传统观念和生产组织方式。
精益生产、敏捷制造、智能制造、虚拟制造、虚拟企业等新概念相继出现。
其特点是5个转变：①从以技术为中心向以人为中心转变；②从金字塔式的多层次生产管理结构向扁平的网络结构转变；③从传统的顺序工作方式向并行工作方式转变；④从按功能划分部门的固定组织形式向动态的、自主管理的小组工作组织形式转变；⑤从质量第一的竞争策略向快速响应市场的竞争策略转变。2.2 绿色制造将成为21世纪制造业的重要特征
日趋严格的环境与资源约束，使绿色制造越来越被重视，它将成为21世纪制造业的一个重要特征。日本从环境和商业的角度出发，已对加工的浪费和产品对环境的冲击加以严肃认真的考虑。通产省从1992年开始实施一项“生态工厂”的10年计划。此外通产省与日本家电制造商联合，决定投资50亿日元研究开发废旧家电处理集成系统，预计1998年将建成一座示范型小规模实验工厂。丰田公司正在实施汽车拆卸回收工艺和旧泵回收计划。香港生产力促进局则打出了“绿色生产力”的口号，正在积极推行ISO14000国际环保管理标准、绿色产品标志及绿色奖励计划，培训清洁生产人才。
祖国大陆的资源并不丰富，环境污染问题已经非常突出。制造业不仅要解决生产过程的污染和资源浪费问题，更重要的是要为社会提供在全寿命周期内没有污染、节约资源的各类产品。
2.3 以提高对市场快速反应能力为目标的制造技术得到超速发展和应用
瞬息万变的市场促使交货期成为竞争力诸因素中的首要因素。为此，许多新观念、新技术得到了迅速的发展和应用。其中有代表性的有二：
并行工程在产品设计阶段就同时进行工艺过程设计，考虑产品整个生产周期的所有因素，大大缩短产品投放市场的时间。这种方法在日、美企业中已比较广泛地应用。
快速原型制造技术利用三维CAD的数据，将一层层的材料堆积成实物模型。这种技术可大大缩短产品开发周期，给制造业带来根本性变化。虽然90年代它
才进入市场，至今已在全球销售1 500台快速原型成形机。
2.4 虚拟技术将广泛应用
虚拟技术是以计算机支持的仿真技术为前提，对设计、加工、装配等工序统一建模，形成虚拟的环境、虚拟的过程、虚拟的产品、虚拟的企业。主要包括：①虚拟环境技术；②虚拟设计技术；③虚拟制造技术；④虚拟研究开发中心将异地的、各具优势的研究开发力量，通过网络和视像系统联系起来，进行异地开发、网上讨论；⑤虚拟企业为了快速响应某一市场需求，通过信息高速公路，将产品涉及的不同公司临时组建一个没有围墙、超越空间的约束、靠计算机网络联系、
统一指挥的合作经济实体。
面对新的格局、新的挑战，传统的封闭式的小而全、大而全的企业已越来越没有竞争力，各种开放方式的合作开发、生产与销售与日俱增，从用户订货、产品创意、设计、零部件生产、总成装配、销售以至售后服务全过程中各个环节都可以分别由处在不同地域的企业，按照某种契约进行互利合作。通过国际互联网、局域网和企业内部网，可以实现对世界上任何一地的用户订货，进行异地设计、异地制造，然后在最接近用户的生产基地制造成产品。全球化、网络化、虚拟化已成为制造业发展的重要特征。
2.5 零部件制造业发展迅速，“中场产业”崛起
由于经济不景气的长期化、传统产业趋向成熟和制造成本大幅度上升，日本一直保持竞争优势的装配产业已经衰退，以装配产业为龙头的产业体系开始出现问题。在装配产业停滞不前的同时，生产中间产品的部门却在持续发展，如汽车和家电行业，虽然装配性企业发展缓慢，出现衰退，但是汽车零部件制造企业却发展迅速，尤其是那些制造高功能零件和中间材料的企业发展惊人。日本学者借用足球比赛中的“中场”一词，把处于最终装配工业和基础材料工业之间的中间部分称为“中场产业”。“中场产业”以其独特的优势获得企业界的青睐，日本企业界纷纷致力于发展“中场产业”，有的学者还认为“中场产业”将成为制造业今后的核心和领导产业。
日本和美国的各汽车生产厂家一般只控制整车、车身和发动机的设计和生产，而零部件的设计和生产则由专业化的汽车零部件企业承担。这些企业向大型化、专业化、综合化和国际化的方向发展。
2.6 企业间从竞争走向既有竞争、又有结盟之路，政府鼓励企业联合开发
为了适应制造业国际化的发展趋势，不少企业已摆脱了那种“不是鱼死，就是网破”的一味竞争的思路，采取了“既有竞争，又有结盟”、“我赢你也赢”的策略。特别是同一国家的同行业企业，为了在国际上取得更大的竞争力和市场份额，在政府的支持下，围绕一些风险大、投入大的新产品开发或关键技术研究采取联合资助、联合行动，取得了良好的效果。如日本9家企业与京都大学恒野研究室联合开发出世界上第一台采用直线电机的卧式加工中心。又如美国三大汽车公司为了与日本丰田公司抗衡，夺回失去的优势，成立了美国汽车技术委员会，支持共同需要的研究课题。
2.7 技术创新将成为21世纪企业竞争的焦点
市场的动态多变，迫使企业必须及时调整经营策略。
美国制造业的经营策略由60年代的规模效益第一走向70年代的价格第一，再走向80年代的质量第一，而90年代已变为市场响应速度第一。
预计21世纪将是技术创新第一，即企业竞争的焦点将是技术创新。
2.8 重视生产技术的开发和应用
国际上大公司的信条是关键工艺技术一定要掌握在自己手里，要具有特色和不可替代性。
世界各大公司都有很强的生产技术开发力量，从事本公司需要的关键工艺、重要生产设备、自动线的开发。
如美国通用汽车公司“北美制造中心”的机器人实验室正在从事机器人在
车身焊接、喷涂、运输、机械加工、装配等生产过程中的应用研究。
2.9 企业视质量为生命，质量管理持之以恒
日本、美国企业的质量管理方法，在祖国大陆的企业里大都应用过，但有些
企业的质量时好时坏、质量问题不断出现，质量问题成了一些企业久治不愈的顽症。通过考察，我们认为，一是机制问题；二是人员素质问题；三是好的管理方法不能持之以恒。国外的不少企业我们曾去过多次，尽管每次都会得到一些新的印象，但对质量管理的重视及采取的一套严格的做法却未见走样，多年一贯制。可以说，日本企业视质量为生命的观念已深入到了每个职工的心里，变成了像吃饭、穿衣服那样的自觉行动。
2.10 以人为本，高度重视激发员工的积极性
与汽车工业发展的初期不同，当今各大汽车公司的管理者，都树立了“以人为本”的观念。日本电装公司的西尾制作所提出要使职工“活性化”。丰田公司十分重视新技术的培训，重视培养员工的创新精神和参与意识。日本各企业长期以来坚持开展合理化活动，员工参与十分踊跃。他们认为人的技能与自动化设备相结合是最好的结合，不必追求全盘自动化。
3 祖国大陆先进制造技术的发展和应用
近年来，大力推进先进制造技术在祖国大陆的发展和应用，已得到社会的共识，先进制造技术已被列为1996～2000年国家重点科技发展领域，给予优先支持。目前，一大批研究人员正在致力于先进制造技术研究开发和推广应用工作。
3.1 计算机辅助设计技术
1986～1990年是祖国大陆CAD技术蓬勃发展的时期。有2 500名科技人员参加了国家科技计划项目《重点机械产品计算机辅助设计(CAD)系统开发》的实施，对24种重要机械产品的CAD技术和数据库技术进行了研究并在工业中推广应用，取得了一大批重要的成果。
进入90年代之后，CAD技术走向了商品化、产业化、全面推广应用的新阶段。目前，大陆已有近百家CAD软件开发公司，开发出了一批具有自主版权的二维支撑软件，国产CAD软件的年产值已超过了1亿元人民币，机械行业的大型企业CAD的普及率达到了30%。应用CAD技术已成为企业提高市场应变能力和技术创新能力的重要手段。
3.2 精密成形技术
(1)精密铸造技术重点发展了熔模精密铸造、陶瓷型精密铸造、金属型铸造、消失模铸造等技术。采用消失模铸造生产的铸件质量好，铸件壁厚公差达到了±0.15 mm，表面粗糙度R a为25 μm。
(2)精密塑性成形技术重点发展了精冲技术、超塑成形技术、冷挤压技术、成形轧制等项技术。如700 mm汽轮机叶片精密辊锻和精整复合工艺已成功用于生产；楔横轧技术已用于汽车、拖拉机精密轴类锻件的生产，显示出极佳的经济性。
(3)精密焊接与切割技术重点发展了电子束焊接技术、激光焊接技术和切割技术、脉冲电阻焊接技术、感应钎焊技术。
3.3 快速原型/零件制造(RPM)技术
90年代初，大陆的清华大学、西安交通大学、华中理工大学和北京隆源公司相继进行了成形理论、工艺方法、设备、软件、材料等配套技术的研究。
(1)工艺研究主要对立体印刷(SLA)、分层实体制造(LOM)、选择性激光烧结(SLS)、熔化沉积制造(FDM)4种工艺进行应用开发。
(2)设备研制已能提供适用于上述4种工艺的成形设备和多功能成形机及
整体电极成形机。
(3)材料研究主要有SLA用料——光固化树脂，LOM用料——纸，SLS用料——树脂腊、工程塑料、陶瓷材料、铸造覆膜砂，FDM用料——腊、尼龙、ABS。其中部分材料可作为商品供应。
同时还进行了前端数据转换处理及后端应用技术开发。
这些技术已在工业造型设计、新产品样件制造、单件小批量金属零件制造、快速注塑模具制造中应用。目前，由政府资助正在深圳、天津等地建立一批向企业提供快速原型技术的服务机构。
3.4 金属材料热成形过程动态模拟技术
大陆在70年代末，从铸造行业开始，进行热成形过程的计算机模拟技术的研究。目前，已扩展到热成形的各个领域，这项研究被列入国家科技计划，给予重点资助。
(1)铸造对大型铸件充型、凝固过程进行了三维数据模拟；对铝合金、镍合金的微观组织形式过程进行二维、三维模拟。这些研究成果已在一些企业应用，取得了较好的效果。
(2)锻压初步建立了成形过程微观组织的演化方程和热塑性本构关系，已通过了部分实施验证，并在大锻件生产中得到初步应用。
(3)热处理将进行淬火和回火过程温度场、组织转变和应力场的数值模拟。
(4)焊接将进行焊接凝固热裂纹的模拟仿真、开裂机制研究，焊接氢致裂纹评价技术及数值模拟研究。
(5)模具在复杂模具设计中，采用有限元法、边界元法进行了流动、冷却和传热过程动态模拟，并已运用于数十套精密复杂模具的设计。
热成形过程的数值模拟已是大陆研究的一个热点，但距实用化还有相当一段距离。
3.5 超精密加工技术
大陆超精密加工技术起步较早，但直到80年代才取得较大的进展。如北京机床研究所先后研制出回转精度达0.02 μm的精密轴系；单点金刚石切削的超精车床、超精铣床、最高分辨0.02 μm的数控超精车床，可加工球面和非球面体，表面粗糙度达0.025 μm。目前，像计算机磁盘、录像机磁头、激光打印机的多面棱镜、复印机的感光筒等零件，大陆研制的超精机床都能保证精度要求。
3.6 数控技术
大陆数控技术经1981～1985年的技术引进、1986～1990年的消化吸收和1991～1995年开发自主版权的数控系统3个阶段的发展，已建立起了2个具有自主版权的数控平台：以PC机为基础的总线式、模块化、开放型单处理器平台和多处理器平台。开发出了4个具有自主版权的基本系统：中华Ⅰ型、航天Ⅰ型、蓝天Ⅰ型、华中Ⅰ型。并在此基础上开发出了数控车床和加工中心6个典型系统及针对数控磨齿机、齿轮机床、电加工机床、锻压机床、仿形机床、三坐标测量机特定功能要求的16种派生系列，为大陆实现数控机床的产业化奠定了基础。
目前，已形成了年产数控系统3 000台、主轴与进给装置5 000套的生产能力。今后，将以市场需求量最大的两大类普及型数控系统为重点，促进大陆数控产业的形成。
3.7 工业机器人
从1986年开始，大陆将机器人的研究开发列入国家科技计划。通过10年的努力，目前已掌握了机器人操作机的设计制造技术、控制系统设计和软件编程技
术，可以生产部分机器人的关键元器件，开发出了喷漆、弧焊、点焊、装配、搬运、水下作业等机器人。其中喷涂机器人已在20余家企业的喷漆工作站或自动喷漆生产线上获得应用；弧焊机器人已应用在汽车制造厂的焊接线上；水下机器人则走出国门，出口到国外。目前，大陆已安装的机器人大约有近500台。今后，将开发新一代的工业机器人，建立一批应用生产线或工作站，研究智能机器人。
3.8 计算机集成制造(CIMS)
近10年间，在祖国大陆每年都有3 000多名科学工作者涉及CIMS工程的研究、开发和实施。迄今为止，已经开展500多个应用研究项目，研究范围覆盖了系统集成技术、CAD/CAM、管理决策信息系统、质量系统工程和数据库等，开展了一系列关键技术的研究，包括复杂工业系统的模拟设计、异构环境的信息集成、基于STEP的CAD/CAM集成系统、并行工程构架和应用集成平台，某些研究达到了世界先进水平。
CIMS研究应用的另一个重点是帮助企业实施CIMS工程，迄今已有60个实施CIMS工程的应用示范企业，本世纪末，将扩展到2 000家企业。
大陆CIMS研究推广应用工程得到国际认同，1994年清华大学的国家CIMS
工程研究中心获得美国制造协会颁发的“大学领先奖”，1995年北京第一机床厂获得“工业领先奖”。
3.9 分散网络化制造(DNM)
在过去10年中，香港制造业中大约有80%～90%的厂家把劳动密集型及附加值较低的工序转移到珠江三角洲，独资或与内地合资开办了4万多个企业，从业人员达到400万人。香港利用内地廉价的劳动力和土地资源，从来料加工装配中每年获取数百至一千亿港元的利润；对珠江三角洲地区而言，也极大地促进了当地的经济繁荣，解决了部分劳动力的就业问题。但是随着国际和大陆经济环境的变化，必须重新认识香港和内地的这种低层次的合作和优势互补。例如，如何利用国内的智力资源、专业人才及企业大量剩余的生产能力?如何发挥香港对市场需求反应迅速和制造企业规模较小这两大特点?如何减少投资风险和提高竞争力?回答只有一个，就是使香港和内地联合起来，共同迎接全球制造的挑战。而建立“分散网络化制造系统”就是一条重要的途径。为了推出高质量、低成本的新产品，最快的办法是综合利用不同华人地区的现有设计能力和制造资源，把它们迅速组合成为一种没有围墙的、超越时空约束的、靠信息传输手段联系的、
统一指挥的经营实体——分散制造网络。
目前，中国机械科学研究院、同济大学、香港理工大学的研究人员正在开展合作研究，旨在2年内在大陆和香港的2 000家企业之间利用国际互联网建立制造资源信息网络；在模具行业和中小柴油机行业建立两个“分散网络化制造”的示范系统。如果取得成功，我们期望在祖国大陆、台湾、香港之间建立更多的分散网络化制造系统。
21世纪的中国制造业将面临严重的挑战和激烈的市场竞争，海峡两岸的企业应携手并进，灵活组织两地资源，快速响应市场需求，提升全中国制造业的竞争能力
先进制造技术的发展及体系结构 目录 摘要 (3) 关键词 (3) 1 知识经济条件下制造业的发展 (3) 1.1 制造系统的定义和内涵 (3) 1.2 制造业的发展 (3) 1.3 制造业的变革及挑战 (3) 2 先进制造技术的技术构成及特点 (4)
2.1 先进制造技术的定义 (4) 2.2 先进制造技术的技术构成 (4) 2.3 先进制造技术的特点 (4) 3 先进制造技术的分类 (5) 4 先进制造技术在国内外的发展 (5) 4.1 发达国家制造业的发展 (5) 4.2先进制造技术在我国的发展 (5) 5 先进制造技术的发展趋势及技术前沿 (6) 5.1 先进制造技术的发展趋势 (6) 5.2 先进制造技术的技术前沿 (6) 6总结 (6) 参考文献 (7)
先进制造技术的发展及体系结构 摘要：介绍了什么是先进制造技术，阐述了在当今社会条件下先进制造技术的 重要作用，综述了国内外先进制造技术的发展，讨论了先进制造技术的内涵、特点、体系结构及分类，指出我国先进制造技术的优先发展方向。 关键词：制造业；制造系统；先进制造技术 1 知识经济条件下制造业的发展 1.1 制造系统的定义和内涵 制造系统是制造业的基本组成实体。制造过程及其涉及的硬件、软件和人员组成的一个将制造资源转变成产品的有机整体，称为制造系统。制造系统从结构、功能、过程三个方面又有各自不同的定义。制造技术是完成制造活动所需的一切手段的总和。 1.2 制造业的发展 在知识经济条件下，制造业正在发生质的飞跃，制造业成为参与市场竞争的主体，是国民经济的支柱产业。知识经济对制造工业的影响表现在对产品和消费观念的改变，产品设计和制造过程的数字化和智能化，以及经营和制造活动的全球化等。越来越多的人认识到一个没有工业基础和制造业的城市是没有根基的城市。 1.3 制造业的变革及挑战 科学技术的发展和市场需求的不断变化，促进制造业生产规模沿着“小批量"少品种大批量"多品种变批量”方向发展，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，生产方式沿着“手工-机械化-刚性流水自动化-柔性自动化-智能自动化”方向发展。 传统的制造业是建立在规模经济的基础上。靠企业规模、生产批量、产品结构和重复性来获得竞争优势的，它强调资源的有效利用，以低成本获得高质量和高效率。但这种条件不能满足当今市场对产品花色品种和交货期的要求，为此工业经济时代对传统制造业提出了严峻的挑战。其特点是：产品生命周期缩短；用户需求多样化；大市场和大竞争；交货期成为竞争的第一要素；信息化和智能化；人的知识、素质和需求的变化；环境保护意识的增强与可持续发展。这些都促进
纳米技术发展史 【摘要】纳米技术是21世纪科技发展的制高点，是新工业革命的主导技术，它将引起一场各个领域生产方式的变革，也将改变未来人们的生活方式和工作方式，使得我们有必要认识一下纳米技术的发展史。纳米技术的发展史是一个很长的过程，同时也是一个广泛应用的过程。 【关键词】发展纳米技术纳米材料 纳米技术基本概念 纳米技术是以纳米科学为基础，研究结构尺度在0.1～100nm范围内材料的性质及其应用，制造新材料、新器件、研究新工艺的方法和手 段。纳米技术以物理、化学的微观研究理论为 基础，以当代精密仪器和先进的分析技术为手 段，是现代科学(混沌物理、量子力学、介观物 理、分子生物学)和现代技术(计算机技术、微电子和扫描隧道显微镜技术、核分析技术)相结合的产物。在纳米领域，各传统学科之间的界限变得模糊，各学科高度交叉和融合。 纳米技术包含下列四个主要方面： 1、纳米材料：当物质到纳米尺度以后，大约是在0.1—100纳米这个范围空间，物质的性能就会发生突变，出现特殊性能。这种既具不同于原来组成的原子、分子，也不同于宏观的物质的特殊性能构成的材料，即为纳米材料。如果仅仅是尺度达到纳米，而没有特殊性能的材料，也不能叫纳米材料。
过去，人们只注意原子、分子或者宇宙空间，常常忽略这个中间领域，而这个领域实际上大量存在于 自然界，只是以前没有认识到这个尺度 范围的性能。第一个真正认识到它的性 能并引用纳米概念的是日本科学家，他 们在20世纪70年代用蒸发法制备超微离子，并通过研究它的性能发现：一个导电、导热的铜、银导体做成纳米尺度以后，它就失去原来的性质，表现出既不导电、也不导热。磁性材料也是如此，象铁钴合金，把它做成大约20—30纳米大小，磁畴就变成单磁畴，它的磁性要比原来高1000倍。80年代中期，人们就正式把这类材料命名为纳米材料。2、纳米动力学，主要是微机械和微电机，或总称为微型电动机械系统,用于有传动机械的微型传感器和执行器、光纤通讯系统，特种电子设备、医疗和诊断仪器等.用的是一种类似于集成电器设计和制造的新工艺。特点是部件很小，刻蚀的深度往往要求数十至数百微米，而宽度误差很小。这种工艺还可用于制作三相电动机，用于超快速离心机或陀螺仪等。在研究方面还要相应地检测准原子尺度的微变形和微摩擦等。虽然它们目前尚未真正进入纳米尺度，但有很大的潜在科学价值和经济价值。3、纳米生物学和纳米药物学，如在云母表面用纳米微粒度的胶体金固定dna的粒子，在二氧化硅表面的叉指形电极做生物分子间互作用的试验，磷脂和脂肪酸双层平面生物膜，dna的精细结构等。有了纳米技术，还可用自组装方法在细胞内放入零件或组件使构成新的材料。新的药物，
我对未来制造技术发展的展望和畅想 ——工程职业概论（完全原创） ——西安交通大学机械43班杜从云社会的发展，其实就是生产力的发展，社会的进步，其实就是生产工具的进步，社会的发展，进步的程度，其实是由工具的发展程度决定的。归根结底，机械的发展就是生产工具的发展，更是社会的进步。未来机械制造技术的发展直接决定了社会的发展程度。要想达到所谓的共产主义社会，生产力不得不快速发展，机械行业更是先决条件。所以，必须先发展机械制造技术才能实现共产主义社会。 一直以来，机械行业都是人们关注的大事。比如赫赫有名的山东蓝翔挖掘机技术，德国的发动机，日本的比亚迪汽车，我们国家的解放牌汽车（虽然已经过时了，但那是我们国家时代进步的标志，不能忘却），这些都是世人所公认的好技术。然而，都是机械的快速发展才有了其他技术的崛起。机械的发展前途无量，我为我在机械学院学习机械骄傲，因为我们即将为社会的发展做出杰出的贡献。 选择机械专业，究其原因，是因为小时候看到了蓝翔的挖掘机技术，看到了特别牛的吊车，还有那无论怎样都跑不过的小汽车。看到了机械为我们带来的方便，带来的效率。我是来自一个小山村的孩子，一直渴望，有朝一日，能改变我家乡那落后的面目，能为家乡修一条像样的公路，让家乡的父老乡亲摆脱只能步行的状况。没办法，为了上街，大家不得不步行10余公里。当我看到山东蓝翔时，就看到了希望，看到了效率，看到了有一条公路横贯我们那个小山村。
进入西安交通大学的机械系后才发现，我们机械的发展远远不止挖掘机，更不是只有比亚迪汽车，解放牌的汽车······而是一切事业发展的基础。原来机械还分为机械设计，机械制造，机械维护，机械管理与机械自动化等等。可见，机械的方方面面都存在巨大的发展潜力，都需要我们大力度的研究，发明创造更多更好的工具，更实用的工具，让我们的双手更好地解放。 为了社会更好地进步，我期望未来的机械如下发展： 1·由庞大到微型化发展。 我们不难发现，很多的动力设备都是以体积庞大著称。比如说，（1）以前的主要动力工具柴油机，最原始的只有15马力的都需要16个人才能搬动，后面慢慢的变小，可以8个人搬运，在慢慢的变为如今4个人。直到不久前的汽油泵的问世，更加让柴油机变成了体积巨大的大哥大了。体积的减小，可以直接减少额外功的输出，可以大大提高机械的工作效率。 （2）计算机的发展大家一定不会陌生，或许大家还记得第一台计算机的模样，这恐怕是不敢想象的。试想一下，如果我们需要把计算机随身携带，在那个时候是一定不可能的。然而，随着社会的发展，人们日常生活的需要，不得不研发微型计算机，也就是今天的PC。当今的人们，计算机可以随身携带，可以放在书包里，直接拿在手上，甚至放在衣服的口袋中也可以。大大的为人们的使用带来了方便，做到了随时使用，我们再也不会因为携带的不方便放弃对电脑的使用。解决了人们很多的麻烦，极大的提高了我们工作的效率，为实现共产
先进制造技术的现状和发展趋势xxxx xxx xxxxxxxxx 先进制造技术不仅是衡量一个国家科技进展水平的重要标志，也是国际间科技竞争的重点。我国正处于工业化经济进展的关键时期，制造技术是我们的薄弱环节。只有跟上进展先进制造技术的世界潮流，将其放在战略优先地位，并以足够的力度予以实施,，进一步推进国企改革，推动建立强大的企业集团。推进技术创新，推动大型企业尽快建立技术开发中心，广泛吸引人才，在重大技术创新项目中实行产学研结合，才能尽快缩小同发达国家的差距，才能在猛烈的市场竞争中立于不败之地。本文将详细介绍先进制造技术的含义、特点以及在我国的进展状况和进展趋势。 1 先进制造技术的含义和特点 1.1 含义 先进制造技术（AMT）是以人为主体，以运算机技术为支柱，以提升综合效益为目的，是传统制造业持续地吸取机械、信息、材料、能源、环保等高新技术及现代系统治理技术等方面最新的成果，并将其综合应用于产品开发与设计、制造、检测、治理及售后服务的制造全过程，实现优质、高效、低耗、清洁、灵敏制造，并取得理想技术经济成效的前沿制造技术的总称。 1.2 先进制造技术的特点 1）是面向工业应用的技术先进制造技术并不限于制造过程本身，它涉及到产品从市场调研、产品开发及工艺设计、生产预备、加工制造、售后服务等产品寿命周期的所有内容，并将它们结合成一个有机的整体。 2）是驾驭生产过程的系统工程先进制造技术专门强调运算机技术、信息技术、传感技术、自动化技术、新材料技术和现代系统治理技术在产品设计、制造和生产组织治理、销售及售后服务等方面的应用。它要持续吸取各种高新技术成果与传统制造技术相结合，使制造技术成为能驾驭生产过程的物质流、能量流和信息流的系统工程。 3）是面向全球竞争的技术随着全球市场的形成，使得市场竞争变得越来越猛烈，先进制造技术正是为适应这种猛烈的市场竞争而显现的。因
先进制造技术及其发展 Xxxx （xx大学 xx学院江苏xx xxxxx） 摘要：对先进制造技术的起源、内涵进行了介绍。概述了先进制造技术(AMT)的体系结构和分类。提出先进制造技术向集成化、柔性化、网络化、信息化、虚拟化、智能化、绿色化、制造全球化等方向的发展趋势。[1] 关键词: 先进制造技术；AMT；关键技术；发展；体系结构 Advanced Manufacturing Technology and It's Development Trend Abstract: Introduces the origin, connotation of advanced manufacturing technology. Briefly introduced the structure system, the classification,and the characteristic of Advanced.The paper predicts the tendency of AMT, which is developing toward the characteristics of integrated, flexible, latticing, informational, virtual, intelligent, green and global manufacturing. Key words: Advanced manufacturing technology; AMT; key technology; development; system structure 0 引言 先进制造技术AMT(Advanced Manufacturing Technology)是集机械，电子，信息，材料，能源和管理等各项先进技术而发展起来的高新技术，它是发展国民经济的重要基础技术之一。先进制造技术是制造业为提高竞争力以适应时代的要求而形成的一个高新技术群，经过发展，已形成了完整的体系结构。先进制造技术是当今生产力的主要构成因素，是国民经济的重要支柱。它担负着为国民经济各部门和科学技术的各个学科提供装备、工具和检测仪器的重要任务，成为国民经济和科学技术赖以生存和发展的重要手段。尤其是一些尖端科技，如航空、航天、微电子、光电子、激光、分子生物学和核能等等技术的出现和发展，如果没有先进制造技术作为基础，是不可能实现的。自20世纪80年代末，国际上提出先进制造技术(AMT)的概念以来，以CAD／CAM技术、快速原型制造技术、柔性制造系统技术、计算机集成制造系统技术、虚拟制造、绿色制造、敏捷制造等为代表的一系列AMT在诸多国家和地区得到迅速的发展和广泛的应用，逐步实现了柔性化、自动化、敏捷化与虚拟化。进入21世纪后，以计算机技术、网络技术和通信技术等为代表的信息技术、生物技术及新材料技术，被应用于制造业的各个领域，使制造技术发生质的飞跃，制造生产模式发生了重大的改变。[2]
先进制造技术的现状和发展趋势
摘要近年来, 制造业出现了世界范围的研究并采用“先进制造技术”的浪潮，先进制造技术已成为当代国际间的科技竞争的重点。本文论述了先进制造技术的发展现状与发展趋势，指出：信息化、精密化、集成化、柔性化、动态化、虚拟化、智能化、绿色化将是未来制造技术的必然发展方向。 1.先进制造技术简介 1.1先进制造技术的定义 先进制造技术AMT(advanced manufacturing technology)是制造业不断吸收机械、电子、信息(计算机与通信、控制理论、人工智能等)、能源及现代系统管理等方面的成果，并将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务乃至回收的全过程，以实现优质、高效、低耗、清洁和灵活生产，提高对动态多变的产品市场的适应能力和竞争能力的制造技术的总称。它集成了现代科学技术和工业创新的成果，充分利用了信息技术，使制造技术提高到新的高度。先进制造技术是不断利用新技术逐步发展和完善的技术，因而它具有动态性和相对性。先进制造技术以提高企业竞争能力为目标,应用于产品的设计、加工制造、使用维修、甚至回收再生的整个制造过程，强调优质、高效、清洁、灵活生产，体现了环境保护与可持续发展和制造的柔性化。 1.2 先进制造技术的内涵和技术构成 先进制造技术的技术构成可以分为以提高生产效率和快速响应市场需求为 目的的技术构成和以满足特种需求为目的的技术构成。 以提高生产效率和快速响应市场需求为目的的技术构成强调制造系统与制 造过程的柔性化、集成化和智能化。包括： (1) 系统理论与技术(着重制造系统组织优化与运行优化,以提高制造系统的整体柔性与效率) 。 (2) 制造过程的单元技术(着重制造过程的优化,以提高单元的效率与精 度) 。系统理论与技术涉及范围包括：CIMS、敏捷制造、精益生产、智能制造等。制造过程单元技术涉及的范围包括：设计理论与方法、并行工程、系统优化、运行、控制、管理、决策与自组织技术、虚拟制造技术、制造过程智能检测、信息处理、状态检测、补偿与控制、制造设备的自诊断与自修复、智能机器人技术、
探究未来先进制造技术的发展趋势 （陕西国防学院赵xx 机制30096xx ） 摘要：机械制造技术不仅是衡量一个国家科技发展水平的重要标志，也是国际间科技竞争的重点。本文对我国机械制造技术的现状及技术特点进行分析，并简述了21世纪机械制造技术的发展方向。 关键词：机械制造技术特点发展方向 引言 我国正处于经济发展的关键时期，制造技术是我们的薄弱环节。只有跟上先进制造技术的世界潮流，将其放在战略优先地位，并以足够的力度予以实施，才能尽快缩小与发达国家的差距，才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。 一、先进制造技术的特点 1.1 是面向21世纪的技术 由传统的制造技术发展起来的，既保持了过去制造技术中的有效要素，又要不断吸收各种高新技术成果，并渗透到产品生产的所有领域及其全部过程。先进制造技术与现代高新技术相结合而产生了一个完整的技术群，它是具有明确范畴的新的技术领域，是面向21世纪的技术。 1.2 是面向工业应用的技术 先进制造技术并不限于制造过程本身，它涉及到产品从市场调研、产品开发及工艺设计、生产准备、加工制造、售后服务等产品寿命周期的所有内容，并将它们结合成一个有机的整体。先进制造技术的应用特别注意产生最好的实际效果，其目标是为了提高企业竞争和促进国家经济和综合实力的增长。目的是要提高制造业的综合经济效益和社会效益。 1.3 是驾驭生产过程的系统工程 先进制造技术特别强调计算机技术、信息技术、传感技术、自动化技术、新材料技术和现代系统管理技术在产品设计、制造和生产组织管理、销售及售后服务等方面的应用。它要不断吸收各种高新技术成果与传统制造技术相结合。使制造技术成为能驾驭生产过程的物质流、能量流和信息流的系统工程。 1.4 是面向全球竞争的技术 20世纪80年代以来，市场的全球化有了进一步的发展，发达国家通过金融、经济、科技手段争夺市场，倾销产品，输出资本，随着全球市场的形成，使得市场竞争变得越来越激烈，先进制造技术正是为适应这种激烈的市场竞争而出现的。因此，一个国家的先进制造技术，它的主体应该具有世界先进水平，应能支持该国制造业在全球市场的竞争力。 1.5 是市场竞争三要素的统一 在20世纪70年代以前，产品的技术相对比较简单，一个新产品上市，很快就会有相同功能的产品跟着上市。因此，市场竞争的核心是如何提高生产率。到了20世纪80年代以后，制造业要赢得市场竞争的主要矛盾已经从提高劳动生产率转变为以时间为核心的时间、成本和质量的三要素的矛盾。先进制造技术把这三个矛盾有机结合起来，使三者达到了统一。 二、我国先进机械制造技术的发展趋势 2.1全球化。一方面由于国际和国内市场上的竞争越来越 激烈，例如在机械制造业中，国内外已有不少企业，甚至是知名度很高的企业，在这种无情的竞争中纷纷落败，有的倒闭，有的被兼并。不少暂时还在国内市场上占有份额的企业，不得不扩展新的市场。另一方面，网络通讯技术的快速发展推动了企业向着既竞争又合作的方
毕业设计论文 作者学号 系部机电学院 专业机电一体化技术 题目先进制造技术的应用与发展 指导教师 评阅教师 完成时间：2014 年4月26 日
毕业设计(论文)中文摘要
目录 1 绪论 (4) 1.1先进制造技术的概述 (4) 2 先进制造技术的现状 (5) 3 先进制造技术的应用 (6) 4 先进制造技术的应用举例 (7) 4.1在产品制造过程与工艺技术中的应用 (7) 5 先进制造技术发展展望 (8) 6 计算机集成制造系统 (10) 6.1 CIMS 系统的功能组成 (11) 6.2 CIMS 系统的技术优势分析 (11) 6.2.1保障和提高了新产品开发的质量 (11) 6.2.2 缩短了新产品的上市周期 (12) 7 加工技术 (12) 7.1 超精密加工的技术范畴 (12) 7.2 超精密加工的关键技术 (13) 7.2.1 主轴 (13) 7.2.2 直线导轨 (13) 7.2.3 传动系统 (14) 7.3数控技术（Numerical Control（NC）） (14) 7.3.1 数控技术是应用制造技术的基础和核心 (15) 7.3.2数控技术的推广应用给机械制造业带来了重大变革 (15) 结论 (16) 致谢 (16) 参考文献: (17)
1绪论 1.1先进制造技术的概述 先进制造技术(Advanced Manufacturing Technology)，人们往往用AMT 来概括由于微电子技术、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：计算机辅助设计、计算机辅助制造、集成制造系统等。AMT是制造业企业取得竞争优势的必要条件之一，但并非充分条件，其优势还有赖于能充分发挥技术威力的组织管理，有赖于技术、管理和人力资源的有机协调和融合。先进制造技术在传统制造技术的基础上融合了计算机技术、信息技术、自动控制技术及现代管理理念等，所涉及的内容非常广泛，学科跨度大。本书围绕先进制造技术的各主题，系统地介绍了各先进制造技术的基本知识、关键技术及其在实际中的应用等。制造技术是使原材料成为人们所需产品而使用的一系列技术和装备的总称，是涵盖整个生产制造过程的各种技术的集成。从广义来讲，它包括设计技术、加工制造技术、管理技术等三大类。其中设计技术是指开发、设计产品的方法；加工制造技术是指将原材料加工成所设计产品而采用的生产设备及方法；管理技术是指如何将产品生产制造所需的物料、设备、人力、资金、能源、信息等资源有效地组织起来，达到生产目的的方法。 具体地说, 先进制造技术是制造业不断吸收信息技术和现代管理技术的成果, 并将其综合应用于产品设计、加工、检测、管理、销售、使用、服务乃至回收的制造全过程, 以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产, 提高对动态多变的市场的适应能力和竞争能力的制造技术的总称。与传统的制造技术相比, 当代的先进制造技术以其高效率、高品质和对于市场变化的快速响应能力为主要特征。先进制造技术是生产力的主要构成因素, 是国民经济的重要支柱。它担负着为国民经济各部门和科学技术的各个学科提供装备、工具和检测仪器的重要任务, 成为国民经济和科学技术赖以生存和发展
智能制造的现状与未来 杜超 （南京航空航天大学机电学院航空宇航制造工程系，南京，210000） 摘要：科学技术不断发展，推动我国各领域进步，由先进制造技术、信息技术、人工智能技术集于一身的智能制造技术已出现。智能制造以一种高度柔性与高度集成的方式，通过计算机来模拟人类专家实现生产制造过程。综述国内外智能制造发展现状，结合德国提出的“工业”和我国提出的“中国制造2025”战略论述智能制造的未来发展。 关键词：智能制造；工业；中国制造2025；未来发展 The present situation and future of intelligent manufacturing Chao Du (Aerospace Manufacturing Engineering, Nanjing University of Aeronautics & Astronautics,Nanjing 210000) Abstract:The continuous development of science and technology promote the progress of various fields in our country. Intelligent manufacturing technology has emerged with advanced manufacturing technology, information technology and artificial intelligence technology. Intelligent manufacturing is a highly flexible and highly integrated way, through the computer to simulate human experts to achieve manufacturing process. The development status of intelligent manufacturing at home and abroad is reviewed, and the future development of intelligent manufacturing is discussed in combination with the "industrial " submitted by German and the "China made 2025" submitted by China. Key words:intelligent manufacturing; industrial ; China made 2025; future development 引言 近年来，在工业领域与信息技术领域，都发生了深刻的变革。在工业领域主要包括工业机器人、3D打印等，而在信息技术领域主要包括大数据、云计算、社交网络、移动互联、人工智能等。这些变革带来了制造业的新一轮革命，特别是作为信息化与工业化高度融合产物的智能制造得到了长足发展。与以往发生的工业革命相同，西方发达国家在新的一轮制造业革命中依然扮演着重要的角色。具有代表性的是美国创新战略、先进制造业国家战略计划；日本的新产业创造战略；欧盟的智能制造系统(IMS2O20)路线图计划、德国的“工业”计划；韩国的高级先进制造技术计划(G-7)等[1]。中国也提出了“中国制造2025”，加快从制造大国转向制造强国。 1 智能制造的概念 智能制造技术[2]是指在制造工业的各个环节，以一种高度柔性与高度集成的方式，通过计算机来模拟人类专家制造的智能活动，对制造问题进行分析、判断、推理、构思和决策，旨在取代或延伸制造环境中人的部分脑力劳动；并对人类专家的制造过程进行收集、存贮、完善、共享、继承和发展。智能制造技术是制造技术、自动化技术、系统工程、人工智能等学科相互渗透和融合的一种综合技术。智能制造技术的研究对象是世界范围内的整个制造环境的集成化与自组织能力，包括智能制造处理技术、自组织加工单元、自组织机器人、智能
我国先进制造技术的发展现状 摘要：本文介绍了当今制造技术面临的问题，论述了先进制造的前沿科学，并展望了先进制造技术的发展前景。 关键词：问题；先进制造技术；前沿科学；应用前景 制造业是现代国民经济和综合国力的重要支柱，其生产总值一般占一个国家国内生产总值的20%~55%。在一个国家的企业生产力构成中，制造技术的作用一般占60%左右。专家认为，世界上各个国家经济的竞争，主要是制造技术的竞争。其竞争能力最终体现在所生产的产品的市场占有率上。随着经济技术的高速发展以及顾客需求和市场环境的不断变化，这种竞争日趋激烈，因而各国政府都非常重视对先进制造技术的研究。 1 当前制造科学要解决的问题 当前制造科学要解决的问题主要集中在以下几方面： （1）制造系统是一个复杂的大系统，为满足制造系统敏捷性、快速响应和快速重组的能力，必须借鉴信息科学、生命科学和社会科学等多学科的研究成果，探索制造系统新的体系结构、制造模式和制造系统有效的运行机制。制造系统优化的组织结构和良好的运行状况是制造系统建模、仿真和优化的主要目标。制造系统新的体系结构不仅对制造企业的敏捷性和对需求的响应能力及可重组能力有重要意义，而且对制造企业底层生产设备的柔性和可动态重组能力提出了更高的要求。生物制造观越来越多地被引入制造系统，以满足制造系统新的要求。（2）为支持快速敏捷制造，几何知识的共享已成为制约现代制造技术中产品开发和制造的关键问题。例如在计算机辅助设计与制造(CAD／CAM)集成、坐标测量(CMM)和机器人学等方面，在三维现实空间(3-Real Space)中，都存在大量的几何算法设计和分析等问题，特别是其中的几何表示、几何计算和几何推理问题；在测量和机器人路径规划及零件的寻位(如Localization)等方面，存在C-空间 (配置空间Configuration Space)的几何计算和几何推理问题；在物体操作(夹持、抓取和装配等)描述和机器人多指抓取规划、装配运动规划和操作规划方面则需要在旋量空间(Screw Space)进行几何推理。制造过程中物理和力学现象的几何化研究形成了制造科学
中国发展先进制造技术之我见 姓名：李福彬 班级：11020143 学号：50
中国发展先进制造技术之我见 一、什么是先进制造技术，内涵及特点。 先进制技术(Advanced Manufactuing Technology)，简称AMT，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：计算机辅助设计、计算机辅助制造、集成制造系统等。 目前对先进制造技术尚没有一个明确的、一致公认的定义，经过近年来对发展先进制造技术方面开展的工作，通过对其特征的分析研究，可以认为：先进制造技术是制造业不断吸收信息技术和现代管理技术的成果，并将其综合应用于产品设计、加工、检测、管理、销售、使用、服务乃至回收的制造全过程，以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产，提高对动态多变的市场的适应能力和竞争能力的制造技术的总称。它具有以下特点： （1）先进制造技术的实用性 先进制造技术最重要的特点在于，它首先是一项面向工业应用，具有很强实用性的新技术。从先进制造技术的发展过程，从其应用于制造全过程的范围，特别是达到的目标与效果，无不反映这是一项应用于制造业，对制造业、对国民经济的发展可以起重大作用的实用技术。先进制造技术的发展往往是针对某一具体的制造业（如汽车制造、电子工业）的需求而发展起来的先进、适用的制造技术，有明确的需求导向的特征；先进制造技术不是以追求技术的高新为目的，而是注重产生最好的实践效果，以提高效益为中心，以提高企业的竞争力和促进国家经济增长和综合实力为目标。 （2）先进制造技术应用的广泛性 先进制造技术相对传统制造技术在应用范围上的一个很大不同点在于，传统制造技术通常只是指各种将原材料变成成品的加工工艺，而先进制造技术虽然仍大量应用于加工和装配过程，但由于其组成中包括了设计技术、自动化技术、系统管理技术，因而则将其综合应用于制造的全过程，覆盖了产品设计、生产准备、
纳米科技的发展及未来的发展方向 论文 理学院 08光信息科学与技术 张箐 0836017
纳米科技的发展及未来的发展方向 一：纳米科技的起源： 纳米是长度度量单位，一纳米为十亿分之一米。纳米科技这一初始概念是已故美国著名物理学家、诺贝尔物理学奖得主费恩曼(R．Feynman)于1959年在美国加州理工学院作题为“在低部还有很大空间”的讲演中提出的。费恩曼指出：如果人类能够在原子或分子尺度上来加工材料、制备装置，则将会有许多激动人心的新发现。他还强调：人们需要新型的微型化仪器来操纵纳米结构并测定其性质。费恩曼憧憬说：试想，如果有一天，人们可以按自己的意志来安排一个个原子，将会产生怎样的奇怪现象。 与所有的天才假想一样，费恩曼的科学思想起初并未被接受。然而科技的迅猛发展很快证明了费恩曼是正确的。继费恩曼之后，许多科学家又尽情发挥想像力，从不同角度继续编织纳米技术的神奇梦想。 纳米科技的迅速发展是在1980年代末1990年代初。1980年代初，宾尼希(C．Binnig)和罗雷尔(H．Rohrer)等人发明了费恩曼所期望的纳米科技研究的重要仪器－－扫描隧穿显微镜(scanning tunneling microscopy，STM)。STM 不仅以极高的分辨率揭示出了“可见”的原子、分子微观世界，同时也为操纵原子、分子提供了有力工具，从而为人类进入纳米世界打开了一扇更加宽广的大门。 与此同时，纳米尺度上的多学科交叉迅速形成了一个有广泛学科内容和潜在应用前景的研究领域。1990年，纳米技术获得了重大突破。美国IBM公司阿尔马登研究中心（Almaden Research Center）的科学家使用STM把35个氙原子移动到各自的位置，组成了“IBM”三个字母，这三个字母加起来不到3纳米长。 1990年7月，第一届国际纳米科学技术大会和第五届国际扫描隧穿显微
现代机械制造技术的现状及趋势 现代制造技术的涵义相当广泛．一般认为，现代制造技术是以传统制造技术与计算机技术、信息技术、自动控制技术等现代高新技术交叉融合的结果，是一个集机械，电子、信息、材料、能源与管理技术于一体的新型交叉学科，它使制造技术的内涵和水平发生了质的变化。因此，凡是那些能够融合当代科技进步的最新成果，最能发挥人和设备的潜力，最能体现现代制造水平并取得理想技术经济效果的制造技术均称为现代制造技术，它给传统的机械制造业带来了勃勃生机。 1 现代机械制造技术的现状 1.1 国外情况 在产品设计方面，普遍采用计算机辅助产品设计(CAD)、计算机辅助工程分析(CAE)和计算机仿真技术；在加工技术方面，巳实现了底层(车间层)的自动化，包括广泛地采用加工中心(或数控技术)、自动引导小车(AGV)等．近10余年来，发达国家主要从具有全新制造理念的制造系统自动化方面寻找出路，提出了一系列新的制造系统。如计算机集成制造系统、智能制造系统、并行工程、敏捷制造等。 1.1.1 计算机集成制造系统(CIMS)
它是在自动化技术、信息技术和制造技术的基础上，通过计算机及其软件，将制造厂全部生产活动所需的各种分散的自动化系统有机地集成起来，是适合于多品种、中小批量生产的总体高效率、高柔性的制造系统。首先在功能上，它包含了一个工厂的全部生产经营活动，即从市场预测、产品设计、加工工艺、制造、管理至售后服务以及报废处理的全部活动．因此它比传统的工厂自动化的范围要大得多，是一个复杂的大系统，是工厂自动化的发展方向。其次，在集成上，它涉及的自动化不是工厂各个环节自动化的简单叠加，而是在计算机网络和分布式数据库支持下的有机集成。这种集成主要体现在以信息和功能为特征的技术集成，即信息集成和功能集成。计算机集成制造系统的核心技术是CAD/cAM技术。 1.1.2 智能制造系统(IMS) 是指将专家系统、模糊逻辑、人工神经网络等人工智能技术应用到制造系统中，以解决复杂的决策问题，提高制造系统的水平和实用性。人工智能的作用是要代替熟练工人的技艺，学习工程技术人员的实践经验和知识，并用于解决生产中的实际问题，从而将工人、工程技术人员多年来积累起来的丰富而又宝贵的实践经验保存下来，在实际的生产中长期发挥作用。智能制造系统的核心技术是人工智能。 1.1.3 并行工程(CE)又称同步工程或同期工程，是针对传统的产品串行开发过程而提出的概念和方法．并行工程是集成地、并行
纳米技术与未来生活 “正像七十年代微电子技术引发了信息革命一样，纳米科学技术将成 为下世纪信息时代的核心。” ——IBM的首席科学家Amotro ●纳米技术的起源与发展 1959年，著名物理学家、诺贝尔奖获得者理查德·费曼预言，人类可以用小的机器制作更小的机器，最后甚至可以根据人类的意愿，逐个排列原子或分子，制造超晶态产品，这是关于纳米技术最早的梦想。 七十年代，科学家开始从不同角度提出有关纳米技术的构想，1974年，科学家唐尼古奇最早使用纳米技术（Nano-technology）一词描述精密机械加工。1982年，科学家发明观察纳米结构的重要工具－－扫描隧道显微镜（STM），揭示了一个可直接探测的原子、分子世界，对当时称为“介观物理”（Mesoscopic Physics）的研究和发展产生了积极的促进作用。并且，只有在介观体系中才显得那么重要的表面和界面问题也开始发展成为科学。1990年7月，第一届国际纳米科学技术会议在美国巴尔的摩举办，标志着纳米科学技术的正式诞生。 ●纳米与纳米技术 所谓纳米，它仅仅是一个长度单位，一个纳米相当于十亿分之一米，是人类毛发直径的一万分之一，是可见光最短波长的四百分之一。如果做一个纳米的小球，把它放在一个乒乓球上，就好像把乒乓球放在地球上。纳米一个比微观尺度（原子大小为0.1纳米）大，又比宏观尺度（光学显微镜分辨极限的微米尺度）小的世界。这个世界里的研究工作是从基础物理学对这个尺度上的结构（纳米结构——Nano-structure）所表现出的奇异特性开始的。如果考察电子通过纳米圆环所组成电路，它的行为将不遵守欧姆定律，而表现出彼此之间的关联性（AB效应）。在这个尺度上的物质，表面原子或分子占了相当大的比例，已经无法区分它们是长程有序（晶态）、短程有序（液态），还是完全无序（气态）了，而成为物质的一种新的状态——纳米态。并且，人们很早就注意到这种纳米态的性质不主要取决于其体内的原子或分子，而是主要取决于表面或界面上分子排列的状态。由于它们具有量子力学上的强关联性而表现出完全不同于宏观和微观世界的介观性质，这就是纳米材料。 而通常讲的纳米科技就是对待这样一个数量级的微观世界的科学技术。其精髓是从对原子分子的精确控制出发，构建具有全新分子、全新排列形式的人造结构。也就是说，纳米技术希望能够操纵一个一个原子、一个一个分子，并用这种办法来做成一些材料和器件。1959年，加州理工学院的一位教授就提出了这样一种设想：做一种万能制造机，一面放上各样的分子、原子，另一面想出来什么东西，就通过原子的组排，轻松实现。而从原理上讲，利用纳米技术，是有可能的。可见纳米技术的神奇了。 作为纳米技术，本身它并不神秘，实际上从微米技术到纳米技术，应该说啊是科学发展的一个自然的结果。我们现在生活在微米时代。在微米时代，我们用计算机，录像机、电视，都是微米技术的结晶。比如奔腾芯片已经做到了0.17-0.18个微米，相当于几百个纳米。也就是说，从尺度上来讲，微米技术已经逐渐进入到纳米尺度。所以从某种意义上讲，从诶米科技到纳米科技是科学发展的必然结果。 然而，纳米技术不仅仅是微米技术的简单延伸，实际上纳米技术是建立在人们对纳米世
对未来制造技术发展的展望与畅想 老师您好，很高兴能以一名西安交通大学机械工程学院大一新生的身份来谈一谈自己对未来制造技术发展的展望和畅想。对于我们这个专业，我想我们毕业以后也会进入机械制造的大军中，所以我们应该对于机械制造行业有一个清晰的认识，才能适应社会的发展和时代的进步。 我国制造业作为国家的支柱产业，一直保持较好的发展态势。然而，随着我国人口红利的消失，人工费用的增长，传统制造业依靠人力发展的道路已经越走越窄。与此同时，以工业机器人为代表的智能装备，正为传统的装备制造以及物流等相关行业的生产方式带来了革命性的产业变革。 分析师指出：智能化是集信息技术、系统控制技术、电子技术、光电子技术、通信技术、传感技术、软件技术和专家系统等为一体，实现扩展或替代脑力劳动为目的的高层次的控制技术，是实现数字化工厂的重要技术基础。我国制造业在新时期新形式下的发展必伴随智能化、自动化。 智能装备典型代表是工业机器人，机器人在工业生产中具有很多优点。首先，它们能代替人做某些单调、频繁和重复的长时间作业，或是危险、恶劣环境下的作业。其次，在重复动作中可以保持较高精度，保证产品质量的稳定。第三，机器人可以连续工作，投资回收期较短。最后，机器人的使用成本较低，且便于控制，可以削减昂贵的人工费用，为企业节约大量的成本。 智能装备正支撑着我国装备制造业的转型升级。中国市场对机器人的强劲需求始终保持较高增速，相关数据显示，到2015 年，中国机器人市场有望成为全球规模最大的市场，需求总量将达36000 台，占全球比重18%。今后三年我国机器人销量将累计增长11.8 万台套。以每台30 万元计算，我国机器人单体市场平均每年100-150 亿元。 在《中国机器人行业发展态势及投资商机研究报告(2013-2017)》中提到：传统制造企业利润不断被压缩，人口红利的消失使得劳动密集型企业面临着前所未有的压力。加强设备自动化改造，提高生产自动化程度，减小劳动强度，改善作业环境，已经成为制造业的普遍共识。智能装备正在快速有效的拉动传统制造业的转型升级。 而对于现如今全球制造业前景 美国：数据不乐观 6月美国制造业活动从5月份的意外萎缩中恢复扩张，6月制造业指数从上个月的49回升至50.9，增幅略高于预期。其中新订单分项指数从48.8升至51.9，生产分项指数从48.6跳涨至53.4。制造业成本压力小幅上升，支付价格指数从5月的49.5升至52.5。 与此同时，制造业的就业分项指数从5月的50.1下跌到48.7，行业的就业情况是2009年9月来最差，经济复苏仍可能受到制造业复苏不力的挑战。 欧元区：整体仍萎缩 市场机构马基特(Markit)数据显示，欧元区6月PMI由5月的48.3升至48.8，显示出改善迹象，整体制造业创下近一年半以来的最乐观水平，但仍继续萎缩，尚未步入扩张。 多数欧元国家制造业在6月份的下降幅度均小于前几个月。西班牙制造业则从48.1上
第一章制造业与先进制造技术 1-1 叙述制造、制造系统、制造业、制造技术等概念，比较广义制造与狭义制造的概念。 制造：把原材料加工成适用的产品。 制造系统：制造过程及其所涉及的硬件、软件和人员组成的一个将制造资源转变为产品（含半成品）的有机整体，称为制造系统。制造系统还有以下三方面的定义：制造系统的结构定义；制造系统的功能定义；制造系统的过程定义。 制造业：是将制造资源（物料、能源、设备、工具、资金、技术、信息和人力等），通过制造过程，转化为可供人们使用与利用的工业品与生活消费品的行业。它涉及到国民经济的许多部门，是国民经济和综合国力的支柱产业。 制造技术：是完成制造活动所需的一切手段的总和，制造技术已成为一个涵盖整个生产过程、跨多个学科、高度集成的高新技术。 狭义制造是产品的机械工艺过程或机械加工过程。广义制造与狭义制造相比，制造的概念和内涵在范围和过程两方面大大拓展。在范围方面，制造涉及的工业领域远非局限于机械制造，而是涉及机械、电子、化工、轻工、食品、军工等国民经济的大量行业。在过程发面，广义制造不仅指集体的工艺过程，而是指包括市场分析、产品设计、计划控制、生产工艺过程、装配检验、销售服务和管理等产品整个生命周期的全过程。 1-2 试简述制造技术的发展历程。 制造技术的发展是由社会、政治、经济等多方面因素决定的。纵观近两百年制造业的发展历程，影响其发展最主要的因素是技术的推动及市场的牵引。人类科学技术的每次革命，必然引起制造技术的不断发展，也推动了制造业的发展。另一方面，随着人类的不断进步，人类的需求不断变化，因而从另一方面推动了制造业的不断发展，促进了制造技术的不断进步。 两百年来，在市场需求不断变化的驱动下，制造业的生产规模沿着“少品种大批量的规模生产——多品种小批量生产——个性化弹性批量生产；在科技高速发展的推动下，制造业的资源配置沿着“劳动密集——设备与资金密集——信息密集——知识密集”的方向发展，与之相适应，制造业的资源配置沿着“手工——机械化——单机自动化——刚性流水自动化——柔性自动化——智能自动化”的方向发展。制造技术则从机械化——机电—一体化与自动化——网络化与智能化发展。在组织管理方式上，从集中、固定的组织管理方式——分布、自治的管理——协同、创新的组织管理发展；在生产管理方式上，从面向库存——面向订单——面向市场与顾客发展；与资源环境的关系上，从利用资源、破坏环境——节约资源、关心环境——主动更新资源和美化环境发展。 1-3试简述机床发展历史及其各个阶段机床的技术特点。 1-4 论述制造业在国民经济中的地位与作用如何？ 它涉及到国民经济的许多部门，是国民经济和综合国力的支柱产业。在知识经济条件下，制造业是参与市场竞争的主体，它始终是国民经济的支柱产业。 1-5分析制造业在新世纪所面临的机遇与挑战及发展趋势。 人类进入21世纪后，社会与政治环境、市场需求、技术创新预示着制造业人类进入将发生巨大变化。美国国家科学研究委员会工程技术委员会、制造与工程设计院“制造业挑战展望委员会”对2020年制造业所面员会对临的形势，提出了六大挑战：快速响应市场能力的挑战——全部制造环节并行实现；打破传统经营面临的组织、地域及时间壁垒的挑战——技术资源的集成；信息时代的挑战——信息向知识的转变；日益增长的环保压力的挑战——