先进制造技术的创新应用研究

Contribution to Virtual Manufacturing Background Research

In this document, we identify, assess and categorize research and applications

relevant to key aspects of Virtual Manufacturing (VM). We identify gaps in these

research and application efforts, and present an outlook for the future of VM

technologies. Below is a brief summary of our results:

Existing design technology is mainly focused on supporting detailed design

activity. CAD software systems, while providing increasingly sophisticated means of

manipulating shape and form represented in the computer, are poor at representing the

information critical at conceptual design. For VM to have an impact on this critical

phase of design, it will be crucial in next-generation systems to seamlessly integrate

conceptual-stage design analysis tools into some form of conceptual design system

航天先进制造技术研究报告

1. 引言

航天先进制造技术是为实现人类对太空的探索和利用而发展起来的一项高新技术。随着21世纪的到来，航天先进制造技术在制造材料、结构、装置、仪器等方面都取得了重大进展。为了更好地了解和掌握这一技术，本文将对航天先进制造技术进行详细的研究和分析。

2. 航天先进制造技术的发展历程

航天先进制造技术始于20世纪60年代，当时的美国人类登月计划为航天制造业奠定了基础。60年代末到70年代初，空间站的建造成为探索太空的热点，航天技术的要求也得到了进一步提高。80年代初期，先进航天制造技术的广泛使用成为了对航天材料、结构、装置、仪器等的需求。

3. 航天先进制造技术的重要领域

3.1 材料

航天器的制造首先需要使用具有高强度、高温和高耐腐蚀性等特点的材料。目前，航天制造中主要采用的材料有复合材料、超强材料、仿生材料等。其中，复合材料被广泛应用于太空探索的结构件和外壳中。

3.2 结构 航天器的结构设计是制造工艺中的重要环节。目前主要的结构设计方法有翼面模型、构架模型和贝塞尔模型。这些模型的应用大大提高了制造的效率和精度。

3.3 装置

航天装置主要包括发动机、推进系统、控制系统等。发动机是航天器不可或缺的动力源，目前航天器使用的发动机主要有火箭发动机、离子发动机和电磁发动机。这些发动机在推进系统和控制系统中的应用，大大增强了航天器的控制和稳定性。

3.4 仪器

航天器需要进行精确测量和控制才能成功执行各项任务，因此需要使用精密仪器。随着技术的进步，航天器使用的仪器也越来越先进，如使用光学仪器、红外线仪器、激光测距仪、摄像仪等。

4. 航天先进制造技术的应用

航天先进制造技术的应用包含了航天器的制造、发射、运行等方面。航天器的制造通常使用精密制造技术，如超精密加工、先进材料制备、CAE、CAD和虚拟制造等。而航天器的发射和运行涉及到许多先进技术，如发射系统的自动化、大型推力设备的使用、运行轨道和控制系统的优化等。

先进制造技术发展中的关键技术浅析

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。人们往往用AMT来概括先进制造技术AMT （Advanced

Manufacturing Technology）。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。

二、先进制造技术发展中的关键技术

1.成组技术GT（Group Technology）是一门生产技术科学，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。它研究如何识别和发掘生产活动中有关事务的相似性，并對其进行充分利用。即把相似的问题归类成组，寻求解决这一组问题相对统一的最优方案，以取得所期望的经济效益。

成组技术应用与机械加工方面，其是将结构、材料、工艺相近似的零件组成一个零件族（组），按零件族制定工艺进行加工，扩大批量、减少品种、便于采用高效方法、提高劳动生产率。这就为提高多品种、小批量生产的经济效益提供了一种有效的方法。

2.敏捷制造（AM）

敏捷制造AM（Agile Manufacturing）是指制造业采用现代通信手段，通过快速配置各种资源（包括技术、管理和人）以有效、协调的方式响应用户的需求，实现制造的敏捷性。敏捷制造的目标是企业能够快速响应市场的变化，根据市场需求，能够在最短时间内开发制造出满足市场需求的高质量的产品。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。敏捷制造是企业在竞争中取得成功的核心能力。首先表现为企业面对变幻莫测的市场需求能迅速做出判断和反应；其次表现为企业具有有效、迅速的整合各方面资源并进行生产的条件和能力。

ＬｏＷ　ＣＡＲＢ０Ｎ　ＷｏＲＬＤ　２０１３，８　Ｔ艺与设备　先进制造技术及其在电力设备制造　工业中的应用研究　伍楚同（湖南省送变电建设公司器材厂，湖南长沙４１０００４）　【摘　要】先进制造技术国家现代化的动力之一，能够全面体现国家的综合实力，直接影响到制造业的技术变革。本文对先进制造技术进行概　述，详细分析了先进制造技术在电力设备制造工业中的应用，并指出应用先进制造技术是发展电力设备制造工业的唯一出路。　【关键词】制造技术：电力设备；应用　【中图分类号】ＴＨ１６６　【文献标识码】Ｂ　【文章编号】２０９５—２０６６（２０１３）１５—０１２３—０２　１刖舌　制造业作为工业的主体，既是工业发展的基础，又处于核　心地位．而制造技术则是制造业发展的最关键因素。随着社会　需求的多样化、个性化发展，再加上科技的不断进步，传统的　制造技术已经无法满足社会需求，先进制造技术应运而生。先　进制造技术是制造技术不断发展的必然结果．也是制造业发　展的必然需求．电力设备制造工业必须依靠先进制造技术才　能够实现真正的发展。　２先进制造技术的概述　所谓先进制造技术．是指将电子信息、现代管理、机械工　程、自动化等多门学科综合应用到制造业中，用于产品设计与　规划、加工与制造、管理与销售等整个流程中，并重视安全、价　格、市场、环境、资源等方面的综合技术的统称＿１＿。先进制造技　术立足于市场需求．以提高效益为目的，实现高效、节能、灵　活、省料、优质生产，提高产品竞争力，适应市场的变化。归纳　起来它涵盖的内容主要包括以下几个方面：制造设计和规划、　制造装备和工艺、制造生产过程、制造组织和管理等。　先进制造技术是在传统制造技术的基础上发展而来，二者　却存在十分明显的差别。传统制造技术仅限于单一的专业学　科．一般是指将原料加工制作成产品的工艺技术，涉及的范围　非常狭窄。先进制造技术由于融ｊｒ－了多门学科，学科界限十分　淡化．并且涉及范围非常广泛，全面覆盖产品的设计和规划、生　产装备和工艺、销售和管理等整条生产链。正是源于对管理与　技术的结合的重视．使整个制造流程都得到了优化，才能够使　制造技术不断推陈出新．适应时代的变化速度，如图１。　新童产业汪市场需采　秉　娩　工　榴　度　ｉｊ＂ｒ￣、新材料，新健■、新设鲁、直靠【现实尊新技术　图１先进制造技术的范畴　３先进制造技术在电力设备制造工业中的应用　目前．我国的电力设备制造工业目前面临十分严峻的挑　战．一方面，我国电力设备制造工业的制造水平较低，在产品　的设计开发、成本质量、市场竞争等方面仍然存在许多不足。　另一方面，随着国内市场的开放程度深入．我国的电力设备制　造工业不但要面临国内同行的竞争．还要面临国际公司的直　接挑战。先进制造技术是扭转这一局面的关键因素，由于它涵　盖的范围十分广泛．在应用中能够贯穿产品从原料制成成品　再到销售管理、售后等整个过程。　３．１产品开发与设计　相对而言．我国的电力设备制造工业产品开发能力比较　薄弱，设计方法也较为落后。并行工程（ＣＥ）、虚拟制造（ＶＭ）以　及虚拟产品开发（ＶＰＤ）等先进制造技术的应用能够有效改变　当前这一现状．使我国的电力设备制造工业实现产品开发与　设计的创新．可应用的在技术主要包括以下几点：　３．１．１虚拟产品开发（ＶＰＤ）工具　ＶＰＤ是指通过计算机对产品开发的整个流程进行虚拟设　计．在进行物理模型制作前就可以了解评价开发产品的各个　方面。优化产品开发流程，加快开发速度　。具体的应用包括以　下几点：①在产品数据管理（ＰＤＭ）的基础上进行产品生产管　理．通过对开发过程的实时监控和动态跟踪．提高各部门的协　作．同时支持产品可视化、运动力学分析、有限元分析、动力学　分析等信息共享。②采用动力学分析进行振动形态分析，并通　过虚拟装配模型分析运动学，从而达到改进设计的目的。⑧利　用有限元分析法对关键件进行分析优化。使产品结构设计更　加合理，从而能够降低成本，提高质量。（　利用虚拟产品可视　化技术提高工业色彩设计及工业设计水平。⑤利用ＰＤＭ虚拟　出零件模型，从而进行产品部件及整体的虚拟装配演练，并对　装配进行系统评价．进行优化设置，同时为动力学、运动学分　析提实验模型　３．１．２计算机辅助设计（ＣＡＤ）工具　随着计算机的技术不断发展，ＣＡＤ技术也得到了发展与　兮　完善，其性能相对以往优越许多，可进行参数化设计、特征与　ｇ　实体建模、约束管理等多种功能的开发设计。具体的应用主要　，、７　包括：①在ＰＤＭ的基础上进行图形、数据共享和产品配置的　罡　管理，以达到提高成熟零件利用率的目的。（　利用ＣＡＤ进行　产品的三维设计，制作产品的三维造型。③在ＰＤＭ的基础上　对产品数字化进行管理，时产品能够实现建模的统一性，形成　翳　产品结构体系。　警　ｇ