先进制造技术研究综述及发展
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先进制造技术研究综述及发展崔海波工程技术学院 2012级机制5班摘要:本文对先进制造技术作了概述,分析了其产生的背景,指出其内涵与特征,介绍其当前的一些研究热点,比如现代集成制造、智能制造、绿色制造、虚拟制造、网络化制造、云制造等,并且分析了先进制造技术发展趋势,最后对先进制造技术的前景进行了展望。
关键词:AMT 概述内涵特征先进制造模式发展趋势0 前言制造业是现代国民经济和综合国力的重要支柱,在国民经济建设、社会进步、科技发展与国家安全中占有重要战略地位,其生产总值一般占一个国家国内生产总值的20%~55%。
世界各国经济实力的竞争,主要是先进制造技术的竞争,其竞争能力又体现在所生产产品的市场占有率上。
随着经济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(advanced manufactuing technology,简称AMT)的研究。
[1]1 AMT的概述AMT,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,AMT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AMT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。
[2]AMT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的“土壤”。
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技术的出现和发展,如果没有AMT作为基础,是根本不可能的。
2 先进制造技术的内涵及特征2.1先进制造技术的内涵先进制造技术是美国于20世纪80年代末期提出的,其根本原因在于其国家竞争力的不断减弱,贸易逆差过大,许多原来占优势的产品都在竞争中败于日本。
先进制造技术的研究与发展随着科技的不断进步和社会的不断变革,现代先进制造技术成为推动经济发展的重要因素,日益受到全球范围内各行业的重视。
充分利用先进制造技术可以提高生产效率、降低成本、保障质量和提高产品竞争力。
本文将对先进制造技术的研究和发展进行探讨。
一、先进制造技术的概述先进制造技术是结合现代科技和制造工艺专门研发出可应用的制造技术,是承载着高新技术的生产力手段,是制造业高质量和高效率发展的重要保障。
其目的是不断优化制造过程,加速新品研发周期,提高产品质量和生产效率,降低可能产生的成本,进而实现制造业的可持续发展。
先进制造技术可以划分为智能化制造技术、数字化制造技术、无损检测技术、微加工技术、3D打印技术、机器人技术等领域。
智能制造技术是现代的一种高度集成和高度自动化的制造技术,开启了全面自动化的生产模式。
数字化制造技术是把传统的制造技术转变为现代可持续的制造方式,采用设计、计算、制造、检测等数字技术为基础,形成一个综合智能化设备网络。
微加工技术则是一种对细小零件进行可控加工的高精密技术,多应用于微机械学电子学、制造等知识领域。
二、先进制造技术的应用先进制造技术在多个领域被广泛应用。
在航空制造中,3D打印技术减少了零部件的自身重量,加强了空气动力学的优化表现,提高了航空结构件的整体性能。
在汽车制造领域,数字化制造技术可实现车身模型的三维打印、电脑辅助设计,从而提高汽车的整体品质和精度。
当前机器人技术亦被越来越多的应用于柔性制造领域,它们可以实现对在制品的自动化搬运、物流管理和品质监测。
另一方面,先进制造技术还有望在生物医药、环保等领域发挥越来越重要的作用。
近年来,3D打印技术被广泛应用到人体器官制造,同时施工时大大降低了手术风险。
环境方面,先进制造技术可有效协助环保建设,将制造过程所产生的废气等污染减到最低,实现“绿色制造”。
三、先进制造技术的发展趋势先进制造技术在不断发展,目前存在许多可持续性的跟进研究,例如,制造工艺的数字化升级、3D打印技术的高精度化、机器人技术的智能化提高等。
先进制造技术的研究现状与未来展望随着科技的不断发展,制造业已经不再是以前那个简单的生产线,而是变得更加复杂和高效。
先进制造技术的研究与应用,正在推进制造业的数字化和自动化进程,促进制造业的转型和升级,提高产品质量和降低生产成本。
一、先进制造技术的研究现状先进制造技术主要包括数字化制造技术、柔性制造技术、智能制造技术和生态制造技术等。
数字化制造技术是将制造过程数字化,实现生产管理的可视化、透明化,例如:数字化车间、数字孪生等。
柔性制造技术则是针对市场快速变化的需求,提供适应性更强的生产流程,包括多品种生产系统、可编程的机床与设备等。
智能制造技术是在数字化和柔性制造的基础上,引入人工智能、机器学习等技术,实现自主、针对性、协作性和可持续性等要求。
生态制造技术则是为了解决环境污染和资源浪费的问题,以可持续发展为基础,包括循环经济、绿色生产、清洁生产等。
随着各种制造技术的不断产生和发展,这些技术也逐渐地进行融合和化学反应,形成更加复杂的制造技术体系,并促进了制造业的转型和升级。
二、先进制造技术的未来展望未来,先进制造技术将会呈现出更加多元化的发展趋势。
首先,在数字化制造技术领域,数字孪生技术将会成为数字化制造技术的新热点。
数字孪生技术可以将物理世界和数字世界相结合,模拟物理系统的历史演化和现状状态,为生产决策和优化提供数据和支撑。
其次,在柔性制造领域,数字化技术对柔性制造设备的自适应建模和预测技术的发展,将会成为主要趋势。
这种技术可以使柔性制造设备更加适应型、便捷型和高效率型。
第三,在智能制造方面,智能制造技术将逐渐与移动互联网、大数据等技术相融合,实现随时随地的可控、可靠、高效的制造过程。
最后,在生态制造方面,先进的生产方式将不再单一地关注环保,而是将生态融入到每个产品和制造过程中,形成可持续发展。
综上所述,随着先进制造技术的发展和应用,制造业将向数字化、智能化和柔性化的方向发展。
未来,先进制造技术也将突破传统的制造极限,实现物联网的普及和工业互联的进一步深入,从而推动制造业的发展,带动整个社会的繁荣发展。
先进制造技术研究与发展一、前言随着现代科技的不断进步,先进制造技术的研究与发展也越来越受到人们的关注。
先进制造技术是指采用现代先进的科技手段和理论来实现产品的制造过程,以提高产品的质量和效率为目的。
本文将从先进制造技术的研究与发展、先进制造技术的应用以及未来展望三个方面来探讨先进制造技术的发展现状及未来趋势。
二、先进制造技术的研究与发展先进制造技术的研究与发展是现代制造业中非常重要的一环。
先进制造技术的研究与发展主要围绕着降低成本、提高生产效率、提高产品质量、保护环境等方面展开。
目前,先进制造技术的研究与发展呈现多层次的态势。
在机器人、三维打印、虚拟现实等方面,世界各国均进行了大量的研究和投资。
自动化技术、计算机技术、传感器技术、先进材料技术等也是先进制造技术的热门领域。
先进制造技术的研究与发展不断推动着现代制造业向着更高效、更环保的方向发展。
三、先进制造技术的应用先进制造技术的应用已经逐步延伸到了众多领域,如汽车制造、飞机制造、电子制造、医疗器械制造等。
通过运用先进制造技术,企业可以进一步提高产品质量,增强市场竞争力。
例如,在汽车制造方面,应用轻量化、智能制造、先进装备等先进制造技术,不仅能够提高汽车制造的效率,而且可以提高汽车的性能和安全性;在医疗器械制造方面,应用三维打印技术,可以打印出高精度、符合个体化需求的医疗器械等。
四、未来展望随着现代科技的不断发展,先进制造技术将发挥越来越重要的作用。
在未来,先进制造技术将会为人们的生产、生活带来更多的便利和效益。
未来,先进制造技术将更加注重智能化和个性化生产。
人工智能、大数据等新技术的应用将会使生产的每一个环节都更加智能化;而个性化制造则将更好地满足消费者的需求,为企业带来更多的商机。
同时,我国在先进制造技术的研究和发展方面也正在不断加大投入和力度。
未来我国将进一步加强先进制造技术的研究和应用,积极推进“中国制造2025”战略,加速我国制造业的转型升级。
材料科学和先进制造技术的研究和发展材料科学及其应用是现代科技发展的重要支撑。
随着科技的不断进步,越来越多的新材料被广泛应用于各行各业,如航空、汽车、能源、电子等领域。
而先进制造技术则是材料科学的重要组成部分,它的快速发展不仅推动了材料科学的进步,还将对工厂、企业现代化改造带来巨大的推动作用。
一、材料科学研究与应用材料科学从一开始就是跨学科的领域。
比如,材料科学涉及到化学、物理、金属材料和非金属材料等方面的知识。
随着技术的不断进步和材料需求的不断变化,材料科学也在不断发展和创新。
目前,已经涌现出了许多新型材料,如复合材料、高分子材料、纳米材料等,在航空、汽车、能源、电子等领域得到广泛应用。
复合材料是一种通过对两种或两种以上各具特点的材料进行结合而得到的材料。
由于它具有较高的强度和刚度,并且比传统材料更加耐磨损,因此在航空、航天等领域被广泛使用。
高分子材料则是以高分子化合物为基础的一种新型材料,其应用范围广泛,涉及到汽车、建筑、电子、医学等领域。
纳米材料是直径在纳米级别下的材料,由于其特殊的物理和化学性质,具有广泛的应用前景,如电子、磁性材料、生物医学材料等。
二、先进制造技术的研究与新型工业的发展先进制造技术作为工业4.0的核心技术之一,具有非常重要的意义。
先进制造技术的能力不仅能够提高制造精度,还能够减少制造成本,减少甚至消除制造的浪费。
在现代制造领域中,数字化、互联化、智能化是制造体系发展的三大趋势。
其中数字化是将传统的生产过程转变为数字过程。
传统的制造流程需要多次人为干预,而数字化制造则能够实现全自动化,从而提高生产效率。
互联化是通过网络技术将所有人员和机器设备连接在一起,实现全局参数的实时共享,更加精确地控制生产过程。
智能化是让机器设备具备更加自主地决策和操作的能力。
随着先进制造技术的不断发展,许多传统行业的制造模式将重新配置,新的产业形态也将逐渐出现。
比如,在工业机器人的带动下,智能制造将成为未来工业发展的主流,实现新工业的发展。
先进制造技术综述摘要:从提出“先进制造技术”概念的国际背景入手,综述了先进制造技术的内涵和特点,强调了先进制造技术在我国现代装备制造业中的重要作用并提出了我国机械工业发展先进制造技术应采取的对策。
关键字:先进制造技术;现代装备制造业;应用;对策一、先进制造技术的提出背景没有制造业,就没有工业;没有先进制造技术,就没有现代装备制造业;没有强大的与高科技相应的现代装备制造业,就不可能有独立自主的现代工业。
科学技术进步和社会需求个性化、多样化的发展,使现代制造业市场出现了前所未有的买方化、国际化的大趋势,传统的制造技术和制造模式已无法适应现代制造环境的严峻挑战。
20世纪70年代,美国许多学者提出美国已进入“后工业化”社会,力图把经济发展的重心从制造业转向服务业等第三产业。
导致了美国科技优势和经济竞争力的衰退。
在某些工业领域诸如家电、汽车和机器人等产品方面的市场竞争力一度明显下降,并有相对落后于日本和德国等国家的危险趋势。
20世纪90年代初开始,克林顿政府发起了振兴美国经济计划,突出了现代装备制造业的支撑作用,强调了技术创新及其成果转化,提出了增强产品市场竞争力的关键是发展“先进制造技术”(Advanced Manufacturing Technology,简称AMT)的新观点和新概念。
之后,白宫科技政策办公室发表的国家关键技术报告中有四项涉及先进制造技术领域,即柔性计算机集成制造、智能加工设备、毫纳米级制造、系统管理技术。
面对21世纪国际经济竞争日益激烈的形势,美国、日本、西欧、新加坡等发达国家和地区以及部分新兴工业国都把需投入大量资金的先进制造技术及其系统的开发列为国家的重点发展领域。
美国政府投入14亿美元研发经费将先进制造技术作为1994年度重点扶持的科技领域;1996年用于制造业的生产技术设备更新投资高达3420亿美元;欧共体在1991-1994年期间投入74亿美元研究开发先进制造技术;日本在1986-1993年期间用于制造业的技术设备更新和工艺改造投资达3万亿美元。
先进制造技术的研究进展与应用研究随着科技的不断发展和全球产业的普及,先进制造技术已经成为了当今时代的热门话题之一。
这项技术不仅是实现“智能制造”的关键,还是推动经济发展和产业转型的重要手段。
本文将介绍目前先进制造技术的研究进展和应用研究情况,以及对于我国制造业的影响和未来发展趋势。
I. 先进制造技术的概念及发展历程先进制造技术是指一系列新型的信息化、自动化和智能化技术,用于提高产品质量和生产效率。
它的兴起缘于80年代日本制造业的崛起,即以基于第三产业的灵活制造系统(FMS)和基于流程控制的计算机集成制造(CIM)为代表的当前制造技术的两个方向。
此后,先进制造技术在全球范围内得到了广泛应用和研究,如数字化制造、模拟仿真、3D 打印、云制造等。
II. 先进制造技术的主要特征先进制造技术在提升制造车间的生产效率和产品质量方面,具有一些显著的特征。
首先,先进制造技术围绕人工智能、大数据、云计算等数字技术及其应用展开,使得生产和管理全面自动化、智能化、集成化。
其次,先进制造技术不断提高对于工艺过程的精确度和控制能力,使得制造车间具备了更高的自适应性和定制化能力。
最后,先进制造技术为降低生产环节的人力成本和物流成本提供了新的解决方案,从而大力促进了制造业的升级和转型。
III. 先进制造技术的应用领域先进制造技术的应用涉及多个领域,如飞机、汽车、军工、医疗、机器人等。
其中,飞机和汽车制造业是目前应用比较普遍的行业之一,并且在工艺和生产效率方面都实现了质的飞跃。
比如,空客公司的A350飞机利用先进制造技术生产,不仅强化了机身航空材料的轻量化设计,还能提供乘客更舒适的体验。
同时,汽车制造业也经历了从无人驾驶到电动汽车的变革,在所有这些方面都倚赖于先进制造技术的支持。
IV. 先进制造技术对中国制造业的影响和贡献对于中国制造业而言,先进制造技术的发展必将对其产生深远的影响和巨大的贡献。
在我国国内,先进制造技术科研机构和创新企业正在飞速增长,涉及自动化生产、工业互联网、大数据分析等多个领域。
先进制造技术及其发展趋势
一、先进制造技术
先进制造技术(AMT)是一种采用最前沿的技术,以改善制造和构建
产品和系统的过程。
它旨在提高制造质量,提高效率,减少成本,以及改
善产品性能。
先进制造技术的核心目标是减少任何制造过程中的等待时间,浪费和错误。
先进制造技术的目标是以有效和可行的方式实现快速,准确,可预测
的制造结果。
它将工厂中的先进自动化和机器人技术与高级的计算机技术
相结合,以进一步提高制造效率,改善制造质量和降低成本。
先进制造技
术包括虚拟仿真,计算机数值控制(CNC),3D打印,智能制造,制造执
行系统(MES),可编程序控制(PLC),计算机辅助设计(CAD),计算
机辅助制造(CAM),机器人和自动化装置,测量和检测技术,以及供应
链管理和制造流程管理。
二、发展趋势
随着智能制造技术的不断发展,先进制造技术也在不断发展。
未来几年,将看到先进制造技术的进一步发展,其中包括以下几点:(1)智能制造技术发展:由于人工智能,大数据和机器学习等新兴
技术的快速发展,智能制造将成为先进制造技术的一个重要基础。
(2)3D打印技术:目前。
我国的先进制造技术研究现状与发展趋势随着工业化的发展和科技的飞速发展,先进制造技术已成为我国企业
发展和技术创新的必要条件,也是推动我国工业发展的关键技术。
先进制
造技术的研究和应用具有重要的战略意义,深受我国政府和企业的重视。
目前,我国在先进制造技术研究方面取得了长足的进展。
近年来,我
国已经建立了一系列先进制造技术的研究项目,包括机器人技术、微造纤
维加工技术、热力学计算技术、生物技术等。
另外,在先进制造技术的应
用方面,我国以微机计算机为主的数控机床在机械加工中得到广泛应用,
数控技术已经在我国的建筑、机械制造、冶金等行业得到普及,激光切割
在金属切割、木工加工以及汽车制造等行业得到应用,纳米技术在医疗、
电子、搪瓷等产业得到了大量应用,电解技术具有可持续性和可重复性,
在金属表面处理上得到了广泛应用,3D打印技术在个性化产品的设计、
加工和制造中发挥着重要作用,虚拟现实技术及人机交互技术在产品设计、制造和维修中都发挥着重要作用。
今后,我国在先进制造技术的研究方面还将取得更大的进展。
未来,
我国将继续加大投入,支持技术研究,加快先进制造技术的发展。
先进制造技术的发展现状与未来趋势分析随着科技的飞速发展,制造业作为国民经济的重要支柱,也在不断地进行着变革和创新。
先进制造技术作为推动制造业进步的重要力量,正成为制造业发展的关键。
一、现状分析目前,先进制造技术已经在许多领域得到广泛应用。
以数字化制造技术为例,它通过数据的收集和分析,实现了生产过程的精准控制和优化。
在汽车制造领域,数字化制造可以将设计和生产环境进行无缝对接,实现智能化的生产。
在航空航天领域,数字化制造可以提高制造质量和效率,降低生产成本。
此外,人工智能、机器人技术、物联网等先进制造技术也得到了广泛应用,为制造业带来了巨大的变革。
二、趋势分析1. 自动化和智能化趋势随着人工智能和机器人技术的发展,制造业将迎来更多的自动化和智能化工厂。
自动化生产线可以减少人工操作,提高生产效率和质量。
智能化工厂通过数据分析和反馈机制,实现自我学习和优化,进一步提高生产效能和灵活性。
2. 3D打印技术的突破3D打印技术作为一种新型的生产方式,正在改变制造业的传统模式。
它可以通过打印出不同材料的模型和零部件,实现快速成型和个性化定制。
未来,随着3D打印技术的进一步发展,其应用范围将会更广泛,并且在制造业中扮演更重要的角色。
3. 网络化和协同化的生产模式在物联网的背景下,制造业正向网络化和协同化的方向发展。
通过连接机器、设备和系统,实现生产过程的实时监控和管理。
同时,供应链也将实现更加高效和灵活的管理,从而提高整体生产效率和响应能力。
三、未来展望在未来,先进制造技术将继续迎来更多的突破和创新。
随着科技的不断进步,制造业将进入全面数字化和智能化的时代。
自动化、智能化、网络化和协同化将成为制造业的主要特征。
同时,3D打印技术的广泛应用也将改变传统制造业的格局。
个性化定制、快速响应市场需求将成为制造业的新趋势。
然而,随着先进制造技术的快速发展,也会带来一些新的挑战和问题。
例如,人工智能和机器人可能会取代一部分传统劳动力,引发社会就业问题。
先进制造技术研究综述及发展崔海波工程技术学院 2012级机制5班摘要:本文对先进制造技术作了概述,分析了其产生的背景,指出其内涵与特征,介绍其当前的一些研究热点,比如现代集成制造、智能制造、绿色制造、虚拟制造、网络化制造、云制造等,并且分析了先进制造技术发展趋势,最后对先进制造技术的前景进行了展望。
关键词:AMT 概述内涵特征先进制造模式发展趋势0 前言制造业是现代国民经济和综合国力的重要支柱,在国民经济建设、社会进步、科技发展与国家安全中占有重要战略地位,其生产总值一般占一个国家国内生产总值的20%~55%。
世界各国经济实力的竞争,主要是先进制造技术的竞争,其竞争能力又体现在所生产产品的市场占有率上。
随着经济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(advanced manufactuing technology,简称AMT)的研究。
[1]1 AMT的概述AMT,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,AMT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AMT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。
[2]AMT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的“土壤”。
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技术的出现和发展,如果没有AMT作为基础,是根本不可能的。
2 先进制造技术的内涵及特征2.1先进制造技术的内涵先进制造技术是美国于20世纪80年代末期提出的,其根本原因在于其国家竞争力的不断减弱,贸易逆差过大,许多原来占优势的产品都在竞争中败于日本。
为此,美国政府和企业界投入了大量的资金进行研究,总结并提出了一系列先进制造技术的新理论。
这些战略在短短几年内,就收到了良好的效果,部分被日本占领的市场被重新夺回。
[3]目前对先进制造技术至今尚无统一的,明确的,公认的定义,但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,将其定义为:先进制造技术是制造业不断吸收信息技术及现代化管理等方面的成果,并将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务乃至回收的制造全过程,以实现高效、低耗、清洁、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成。
先进制造技术的核心,是优质、高效、低耗、清洁生产的基础制造技术,其目的是满足用户个性化$多样化的市场需求,提高制造业的综合经济效益,赢得激烈的市场竞争。
为此,先进制造技术比传统的制造技术,更加重视技术和管理的结合,重视制造过程组织和管理体制的简化和合理化。
[4]2.2 先进制造技术的特征(1)先进性。
先进制造技术的核心和基础,是经过优化的先进工艺(优质、高效、低耗、清洁工艺),其从传统制造工艺发展起来,并与新技术实现了局部或系统集成;此外,其先进性还应体现在必须面临人类在21世纪消费观念变革的挑战,满足对日益挑剔的市场的需求,实现灵活生产。
(2)系统性。
随着微电子信息技术的引入,先进制造技术能驾驭信息生成、采集、传递、反馈、调整的信息流动过程。
先进造技术是可以驾驭生产过程的物质流、能量流、资金流和信息流的系统工程,传统制造技术一般只能驾驭生产过程中的物质流、能量流和资金流。
(3)动态性。
先进制造技术是在针对一定的应用目标,不断吸收各种高新技术逐渐形成和发展起来的新技术,因而其内涵不是绝对的和一成不变的,反映在不同的时期,不同的国家和地区,先进制造技术有其自身不同的特点、重点、目标和内容。
因此,其为一个动态的、相对的、不断发展的技术体系。
(4)集成性。
先进制造技术由于专业$学科间的不断渗透,交叉,融合,界限逐渐淡化甚至消失,技术趋于系统化、集成化,已发展成为集机械、电子、信息、材料和管理技术为一体的新兴交叉学科,因此可以称其为制造工程。
(5)实用性。
先进制造技术的发展是针对某一具体的制造业需求而迅速发展起来的先进,实用的技术,有着明确的需求导向。
先进制造技术不是以追求技术的高新度为目的,而是注重产生最好的实践效果,以促进国家经济的快速增长和提高企业综合竞争力。
(6)广泛性。
先进制造技术不是单独分割在制造过程的某一环节,而是将其综合运用于制造的全过程,其覆盖了产品设计、生产设备、加工制造、销售使用、维修服务、甚至回收再生的整个过程。
[5]3 当前先进制造技术的研究热点3.1 常用先进制造模式的类型及特征自从 20 世纪 80 年代以来,随着市场全球化,经济一体化进程的加快,制造业的竞争越来越激烈,为了提高企业的核心竞争力,制造领域提出了一系列先进制造模式,也成了当前制造领域研究的热点,如现代集成制造、并行工程、虚拟制造、柔性制造、快速原型制造、敏捷制造、网络制造、智能制造、绿色制造以及最新的云制造。
而且随着社会的不断发展,制造模式也正朝着更广、更深、更智能化的方向发展。
表1列出了常用先进制造模式的类型及特征:3.2 几种先进制造模式的分析比较3.2.1 并行工程、柔性制造、成组制造和精益生产这 4 类制造模式,是一类基础的制造方法,也可以说是制造的一种准则,所应遵循的一种基础的标准。
无论是绿色制造、智能制造、生物制造,还是敏捷制造、网络化制造、云制造,都必须得遵循这种方法,通过他们可以节省时间,降低成本,节约资源。
[6]3.2.2 快速原型制造和虚拟制造快速原型和快速制模的结合和发展,形成了快速制造;虚拟原型与虚拟生产和虚拟企业的结合,形成了虚拟制造、快速原型和虚拟原型各有特点,相辅相成。
快速原型可以将可视的虚拟原型,变成实际的物理零件或产品;而虚拟原型,则为零件和产品提供更为快捷经济的设计制造方法,为产品设计提供了性能评价和可制造性分析等功能。
它们均以 CAD 技术为基础,达到同一个目的:缩短产品开发周期:提高产品设计品质和一次设计制造成功率。
3.2.3 智能制造、生物制造和绿色制造生物制造是从生命现象和生命科学出发来物化生命现象,其更关注设备和技术的柔性及智能化;智能制造的特征主要是智能化,智能化体现的是自动化的深度。
智能制造和生物制造有一定的共同点,无论是物化生命还是人工智能,都体现了智能化,都将生命现象融入到了制造之中。
绿色制造强调产品在设计、制造、使用及回收过程中对环境的影响最小,其侧重于技术、管理和人的积极作用的发挥。
[7]3.2.4 集成制造、敏捷制造、网络化制造与云制造集成制造是随着计算机技术、信息技术、网络技术的发展而产生的,人们开始将技术系统$生产系统和人们的思想理念集成起来,以便优化系统,共享资源,提高总体效益。
为了使企业能够应付迅速变化和不可预测的市场需求,以获得长期稳定经济效益。
在集成制造的基础上出现了敏捷制造。
[8]敏捷制造极富创造性地构建了一种企业的动态联盟:虚拟企业,以便能灵活快速地对市场变化做出积极的响应,使整个制造生产系统在技术、管理或人员、组织上都具备充分的柔性,尤其强调了组织的柔性。
随着计算机网络技术的飞速发展及其在制造业的广泛应用,使敏捷制造成为可能,而另一种制造模式:网络化制造也就应运而生。
网络化制造的特点,是制造厂和销售服务遍布全世界,企业能够在任何时刻与世界任何一个角落的用户或供应商打交道,通过网络的协调和运作,将遍布世界的制造厂和销售网点连成一体,不仅同合作伙伴甚至同竞争对手都能建立全球范围的生产和经营联盟网络。
因此,其柔性范畴扩大到了市场经营和供货环节,以完全柔性的制造系统来应付完全不确定的市场环境。
其实质是通过计算机网络进行生产经营业务活动各个环节的合作,以实现企业间的资源共享、优化组合和异地制造。
网络化制造和服务技术同云计算、云安全、高性能计算、物联网等技术融合形成了云制造。
云制造是一种利用网络和云制造服务平台,按用户需求组织网上制造资源(制造云),为用户提供各类按需制造服务的一种网络化制造新模式,其核心就是建立共享制造资源的公共服务平台,将巨大的社会制造资源池连接在一起,提供各种制造服务,实现制造资源与服务的开放协作,社会资源高度共享。
4 先进制造的发展趋势先进制造业追求的目标是:高品质、高效率、高柔性、低成本、低劳动力、低消耗、品种多和规格全的产品,因此,ATM的发展趋势应体现在以下几个方面:1)制造技术向自动化与智能化方向发展:随着电子技术、信息技术和计算机技术的发展,推动了制造技术向更深层次发展。
基于CAD/CAM技术的CIMS是制造业自动化的一个重要方向。
CIMS通过CAX(CAD,CAPP,CAE,CAM)系统和PDM系统,进行产品的数字化设计、仿真,并结合数字化制造设备,进行自动加工。
并采用MRPII/ERP系统,对整个企业的物流、资金流、管理信息流和人力资源进行数字化管理。
智能制造技术(IMT)是将人工智能融入制造过程的各个环节,通过模拟人类专家的智能活动,取代或延伸制造系统中的部分脑力劳动,在制造过程中系统能自动监测其运行状态,在外界干扰或内部激励下能自动调整其参数,以达到最佳状态和具备自组织能力。
例如机器人加工就是将机床与机器人、传感器、控制器组合而成的智能制造系统,它具有信息处理和知觉反馈、决策能力,可同时控制指挥多种操作,从而能提高效率、保证品质和降低成本。
[9] 2)精密成形与加工:精密加工、超精密加工技术、微型机械是AMT发展的方向之一。
精密和超精密加工技术包括精密和超精密切削加工、磨削加工、研磨加工以及特种加工和复合加工(如机械化学研磨、超声磨削和电解抛光等)三大领域。
超精密加工技术己向纳米技术发展。
纳米技术已在纳米机械学、纳米电子学和纳米材料技术得到了应用。
3)新型特种加工方法的形成:特种加工亦称“非传统加工”或“现代加工方法”,泛指用电能、光能、热能、电化学能、化学能、声能及特殊机械能等能量达到去除或增加材料的加工方法。
它包括激光加工技术、电子束加工技术、离子束加工技术、等离子加工技术、电加工技术等。
今后,特种加工将从实际出发,在融合传统技术和现代技术的基础上大力开发特种加工领域中的新方法,包括微细加工和复合加工。
[10]4)制造业中广泛应用VM技术和柔性制造技术:制造过程中的VM是指面向产品生产过程的模拟和检验。
VM的核心是计算机仿真,通过仿真软件来模拟真实系统,以保证产品设计和产品工艺的合理性,保证产品制造的成功和生产周期,发现设计、生产中不可避免的缺陷和错误。