畢業(yè)設(shè)計（論文）-淺談先進(jìn)制造技術(shù)及其發(fā)展趨勢

畢 業(yè) 論 文論文題目：淺談先進(jìn)制造技術(shù)及其發(fā)展趨勢 專 業(yè)：班 級：學(xué) 號：學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師：年 月 日摘要此文是先進(jìn)制造技術(shù)及其發(fā)展趨勢的深化與補(bǔ)充。首先，指出制造業(yè)在國家發(fā)展中所占的戰(zhàn)略地位。接著，從三個方面十二點(diǎn)詳細(xì)地分析了先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的特色與趨勢：產(chǎn)品本身，“精”、“極”、“文”：制造過程，“綠”、“快”、“省”、“效”；制造方法，“數(shù)”、“自”、“集”、“網(wǎng)”、“智”，并強(qiáng)調(diào)上述這些方面均應(yīng)基于“制造”與“機(jī)械”這兩個基點(diǎn)之上。最后，提出了先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的指導(dǎo)思想與我國應(yīng)該優(yōu)先發(fā)展的方向，強(qiáng)調(diào)必須自主創(chuàng)新，必須“以人為本”。 一般認(rèn)為，人類文明有三大物質(zhì)支柱：材料、能源和信息。這三大支柱都離不開人類的制造活動。沒有“制造”，就沒有人類。恩格斯在自然辯證法中講道：“直立和勞動創(chuàng)造了人類，而勞動是從制造工具開始的。”可以形象地講，人的歷程是從制造第一把石刀開始的。制造業(yè)是“永遠(yuǎn)不落的太陽”，是現(xiàn)代文明的支柱之一。它是工業(yè)的主體，是提供生產(chǎn)工具、生活資料、科技手段、國防裝備等的手段以及它們進(jìn)步的依托，是現(xiàn)代化的動力之一。關(guān)鍵字：先進(jìn)制造技術(shù)；制造；發(fā)展；趨勢目錄1. 概述11.1 先進(jìn)制造技術(shù)的含義11.2 先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展背景11.3先進(jìn)制造技術(shù)的組成22.先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展方向及其特點(diǎn)22.1當(dāng)前制造科學(xué)要解決的問題22.2先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展方向42.3先進(jìn)制造技術(shù)的主要特點(diǎn)53.先進(jìn)制造技術(shù)的體系結(jié)構(gòu)以及在制造業(yè)中的應(yīng)用63.1先進(jìn)制造技術(shù)的體系結(jié)構(gòu)63.2先進(jìn)制造技術(shù)在機(jī)械制造業(yè)中的應(yīng)用73.2.1我國機(jī)械制造業(yè)應(yīng)用先進(jìn)制造技術(shù)時存在的問題73.我國機(jī)械制造業(yè)成功實施先進(jìn)制造技術(shù)的對策83.1大力推進(jìn)機(jī)械制造業(yè)企業(yè)信息化83.2建立適宜的組織結(jié)構(gòu)93.3重視人才培養(yǎng)104.先進(jìn)制造技術(shù)對中國的影響與國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r104.1先進(jìn)制造技術(shù)的國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r104.1.1我國先進(jìn)制造技術(shù)的現(xiàn)狀104.2.2.國外先進(jìn)制造技術(shù)的現(xiàn)狀115.先進(jìn)制造技術(shù)未來的發(fā)展趨勢和戰(zhàn)略對策115.1先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展趨勢115.2我國先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的戰(zhàn)略對策165.2.1先進(jìn)制造技術(shù)是機(jī)械工業(yè)振興的重要技術(shù)支撐。165.2.2先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用要突出強(qiáng)調(diào)市場需求175.2.3通過重點(diǎn)支持有優(yōu)勢的研究機(jī)構(gòu)和企業(yè),與調(diào)整現(xiàn)有制造業(yè)的研究開發(fā)體系相結(jié)合,形成先進(jìn)制造技術(shù)研究開發(fā)及應(yīng)用的骨干力量。175.2.4通過選擇特定范圍進(jìn)行有限目標(biāo)的攻關(guān)與提高制造企業(yè)的競爭力相結(jié)合,形成制造業(yè)的優(yōu)勢領(lǐng)域。18結(jié)束語18參考文獻(xiàn)191. 概述 1.1 先進(jìn)制造技術(shù)的含義先進(jìn)制造技術(shù)是傳統(tǒng)制造技術(shù)與微電子、計算機(jī)、自動控制等現(xiàn)代高新技術(shù)相交叉融和的結(jié)果，是一個集機(jī)械、電子、光學(xué)、信息科學(xué)、材料科學(xué)、生物科學(xué)、管理學(xué)等新成就于一身的新興技術(shù)。經(jīng)濟(jì)性數(shù)控機(jī)床加工；微機(jī)數(shù)控電火花線切割；電解加工；高能束加工；復(fù)合加工等都是先進(jìn)技術(shù)加工。加工中心就是一個很常見的列子?。∠冗M(jìn)制造技術(shù)可以理解成是一個專業(yè)，也可以理解為是一個主干課程，在社會上的應(yīng)用幾乎遍及制造業(yè)所有角落，因AMT本身就是內(nèi)容比較廣泛，涉及到先進(jìn)的加工技術(shù)（精密加工等）、先進(jìn)的設(shè)計方法學(xué)（有限元法、逆向工程、模塊化設(shè)計等）、交叉領(lǐng)域的技術(shù)（綠色制造、生物制造等）、先進(jìn)的制造管理技術(shù)（創(chuàng)新管理法、現(xiàn)代管理方法）等等多個方面。具體例子如汽車行業(yè)的柔性制造技術(shù)和超精密加工技術(shù)，電腦等行業(yè)的模塊化設(shè)計技術(shù)，現(xiàn)代制造企業(yè)內(nèi)部的“零庫存”管理技術(shù)，生物行業(yè)的微電子技術(shù)和生物制造技術(shù)，能源行業(yè)的綠色制造技術(shù)等等先進(jìn)制造技術(shù)(Advanced Manufacturing Technology，簡稱為AMT）是指微電子技術(shù)、自動化技術(shù)、信息技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)給傳統(tǒng)制造技術(shù)帶來的種種變化與新型系統(tǒng)。具體地說，就是指集機(jī)械工程技術(shù)、電子技術(shù)、自動化技術(shù)、信息技術(shù)等多種技術(shù)為一體所產(chǎn)生的技術(shù)、設(shè)備和系統(tǒng)的總稱。主要包括：計算機(jī)輔助設(shè)計、計算機(jī)輔助制造、集成制造系統(tǒng)等。AMT是制造業(yè)企業(yè)取得競爭優(yōu)勢的必要條件之一，但并非充分條件，其優(yōu)勢還有賴于能充分發(fā)揮技術(shù)威力的組織管理，有賴于技術(shù)、管理和人力資源的有機(jī)協(xié)調(diào)和融合。1.2 先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展背景先進(jìn)制造技術(shù)（AMT）總體來說，是制造業(yè)不斷吸收信息技術(shù)及現(xiàn)代化管理等方面的成果，并將其綜合應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計、制造、檢測、管理、銷售、使用、服務(wù)乃至回收的制造全過程，以實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活生產(chǎn)，提高對動態(tài)多變的產(chǎn)品市場的適應(yīng)能力和競能力的制造技術(shù)的總稱?，F(xiàn)如今，AMT已成為各國搶占制造業(yè)高地的重要手段，對我國的制造業(yè)發(fā)展有著舉足輕重的作用。在20世紀(jì)80年代末，國際上提出了先進(jìn)制造技術(shù)的新概念，其最早起源于美國。 原先美國制造業(yè)在二戰(zhàn)及稍后時期得到了空前的發(fā)展，形成了一支強(qiáng)大的研究開發(fā)力量，成為當(dāng)時制造業(yè)的霸主。在二戰(zhàn)結(jié)束后，國環(huán)境發(fā)生了很大的變化，軍事對峙和顯示實力等刺激制造業(yè)發(fā)展的背景減弱了。由于美國長期受強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)研究的影響，忽視了制造技術(shù)的發(fā)展，到20世紀(jì)70年代日本和德國經(jīng)濟(jì)恢復(fù)時，美國制造業(yè)遇到了強(qiáng)有力的挑戰(zhàn)。汽車業(yè)，家用電器業(yè)，機(jī)床業(yè)半導(dǎo)體業(yè)，應(yīng)用電子工業(yè)，鋼鐵業(yè)的霸主地位相繼退位，連優(yōu)勢最為明顯的航天、航空業(yè)也遇到了強(qiáng)有力的競爭，出口產(chǎn)品的競爭力大大落后于日本和德國，對外貿(mào)易逆差與日俱增，經(jīng)濟(jì)膨脹，發(fā)展緩慢。而日本在過去幾十年內(nèi)不斷地主動采用制造新技術(shù)，已使其制造業(yè)成為公認(rèn)的世界領(lǐng)袖。20世紀(jì)80年代初期，美國一批有識之士相繼發(fā)表言論，對美國制造業(yè)的衰退進(jìn)行了反思，強(qiáng)調(diào)了制造業(yè)與國民經(jīng)濟(jì)及國力的至關(guān)重要的相依關(guān)系，強(qiáng)調(diào)了制造技術(shù)的重要性。在此背景下，克林頓政府上臺后，相繼提出了兩個頗有召力的口號：“為美國的利益發(fā)展科技”，強(qiáng)調(diào)了具有明確的社會經(jīng)濟(jì)目標(biāo)的關(guān)鍵技術(shù)的重要性，制定了國家關(guān)鍵技術(shù)計劃，并對其技術(shù)政策做了重大調(diào)整。美國先進(jìn)制造技術(shù)也就是在這樣一個社會經(jīng)濟(jì)背景下出臺了。其后，AMT在諸多國家和地區(qū)得到廣泛的應(yīng)用。1.3先進(jìn)制造技術(shù)的組成先進(jìn)設(shè)計技術(shù)是先進(jìn)制造技術(shù)的一個重要組成部分它是制造技術(shù)的第一個環(huán)節(jié)產(chǎn)品設(shè)計成本約占產(chǎn)品成本的10%,但卻決定了產(chǎn)品制造成本的70%80%,設(shè)計技術(shù)在制造技術(shù)中的作用和地位是舉足輕重的。通過介紹先進(jìn)設(shè)計技術(shù)的發(fā)展趨勢及未來的綠色設(shè)計、綜合智能優(yōu)化設(shè)計對先進(jìn)設(shè)計技術(shù)作了一個綜述。2.先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展方向及其特點(diǎn)2.1當(dāng)前制造科學(xué)要解決的問題當(dāng)前制造科學(xué)要解決的問題主要集中在以下幾方面： （1）是一個復(fù)雜的大系統(tǒng)，為滿足制造系統(tǒng)敏捷性、快速響應(yīng)和快速重組的能力，必須借鑒信息科學(xué)、生命科學(xué)和社會科學(xué)等多學(xué)科的研究成果，探索制造系統(tǒng)新的體系結(jié)構(gòu)、制造模式和制造系統(tǒng)有效的運(yùn)行機(jī)制。制造系統(tǒng)優(yōu)化的組織結(jié)構(gòu)和良好的運(yùn)行狀況是制造系統(tǒng)建模、仿真和優(yōu)化的主要目標(biāo)。制造系統(tǒng)新的體系結(jié)構(gòu)不僅對制造企業(yè)的敏捷性和對需求的響應(yīng)能力及可重組能力有重要意義，而且對制造企業(yè)底層生產(chǎn)設(shè)備的柔性和可動態(tài)重組能力提出了更高的要求。生物制造觀越來越多地被引入制造系統(tǒng)，以滿足制造系統(tǒng)新的要求。（2）為支持快速敏捷制造，幾何知識的共享已成為制約現(xiàn)代制造技術(shù)中產(chǎn)品開發(fā)和制造的關(guān)鍵問題。例如在計算機(jī)輔助設(shè)計與制造(CADCAM)集成、坐標(biāo)測量(CMM)和機(jī)器人學(xué)等方面，在三維現(xiàn)實空間(3-RealSpace)中，都存在大量的幾何算法設(shè)計和分析等問題，特別是其中的幾何表示、幾何計算和幾何推理問題；在測量和機(jī)器人路徑規(guī)劃及零件的尋位(如Localization)等方面，存在C-空間(配置空間ConfigurationSpace)的幾何計算和幾何推理問題；在物體操作(夾持、抓取和裝配等)描述和機(jī)器人多指抓取規(guī)劃、裝配運(yùn)動規(guī)劃和操作規(guī)劃方面則需要在旋量空間(ScrewSpace)進(jìn)行幾何推理1。制造過程中物理和力學(xué)現(xiàn)象的幾何化研究形成了制造科學(xué)中幾何計算和幾何推理等多方面的研究課題，其理論有待進(jìn)一步突破，當(dāng)前一門新學(xué)科-計算機(jī)幾何正在受到日益廣泛和深入的研究。（3）在現(xiàn)代制造過程中，信息不僅已成為主宰制造產(chǎn)業(yè)的決定性因素，而且還是最活躍的驅(qū)動因素。提高制造系統(tǒng)的信息處理能力已成為現(xiàn)代制造科學(xué)發(fā)展的一個重點(diǎn)。由于制造系統(tǒng)信息組織和結(jié)構(gòu)的多層次性，制造信息的獲取、集成與融合呈現(xiàn)出立體性、信息度量的多維性、以及信息組織的多層次性。在制造信息的結(jié)構(gòu)模型、制造信息的一致性約束、傳播處理和海量數(shù)據(jù)的制造知識庫管理等方面，都還有待進(jìn)一步突破。（4）各種人工智能工具和計算智能方法在制造中的廣泛應(yīng)用促進(jìn)了制造智能的發(fā)展。一類基于生物進(jìn)化算法的計算智能工具，在包括調(diào)度問題在內(nèi)的組合優(yōu)化求解技術(shù)領(lǐng)域中，受到越來越普遍的關(guān)注，有望在制造中完成組合優(yōu)化問題時的求解速度和求解精度方面雙雙突破問題規(guī)模的制約。制造智能還表現(xiàn)在：智能調(diào)度、智能設(shè)計、智能加工、機(jī)器人學(xué)、智能控制、智能工藝規(guī)劃、智能診斷等多方面。這些問題是當(dāng)前產(chǎn)品創(chuàng)新的關(guān)鍵理論問題，也是制造由一門技藝上升為一門科學(xué)的重要基礎(chǔ)性問題。這些問題的重點(diǎn)突破，可以形成產(chǎn)品創(chuàng)新的基礎(chǔ)研究體系。2.2先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展方向我國是世界上使用與發(fā)展機(jī)械最早的國家之一，制造業(yè)具有悠久的歷史。解放以來，我國制造工業(yè)有了很大的發(fā)展，已經(jīng)成為工業(yè)產(chǎn)業(yè)中門類比較齊全、具有相當(dāng)規(guī)模和一定技術(shù)基礎(chǔ)的部門之一。改革開放以來，制造工業(yè)充分利用國外的技術(shù)資源，進(jìn)行技術(shù)改造，依靠科技進(jìn)步，已經(jīng)取得了長足的發(fā)展。但與世界先進(jìn)水平相比，我國的制造業(yè)的產(chǎn)品在功能、質(zhì)量等方面還有較大的差距，產(chǎn)品構(gòu)成落后，精度保持性差、科研開發(fā)能力較薄弱、人員技術(shù)素質(zhì)還跟不上現(xiàn)代制造業(yè)飛速發(fā)展的需要。因此，有必要重新審視我國先進(jìn)制造技術(shù)（AMT）的發(fā)展方向。綠色制造GM。綠色制造是一個綜合考慮環(huán)境影響和資源效率的現(xiàn)代制造模式。綠色制造是可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略在制造業(yè)中的重要體現(xiàn)。其目標(biāo)是使產(chǎn)品在設(shè)計、制造、裝配、運(yùn)輸、銷售及使用的過程中努力做到資源的優(yōu)化利用、清潔生產(chǎn)和廢棄物的最少化及綜合利用。成型制造技術(shù)向凈成形方向的發(fā)展、干式加工的應(yīng)用、工藝模擬技術(shù)的發(fā)展、RPM/LOM/FDM等新型制造技術(shù)的涌現(xiàn)都是綠色制造技術(shù)應(yīng)用的重要表現(xiàn)。比如實現(xiàn)切削加工工藝的綠色化。目前這一綠色加工工藝主要集中在不使用切削液上，這主要是因為切削液既污染環(huán)境和危害工人健康，又增加資源和能源的消耗。而干切削和干磨削一般是大氣氛圍中(氮?dú)庵?、冷風(fēng)中或采用干式靜電冷卻技術(shù))不使用切削液進(jìn)行的切削。不過對某些加工方式和工件組合，完全不使用切削液的干切削和干磨削在實際中很難實現(xiàn)，故又出現(xiàn)了使用極微量潤滑(MQL)的準(zhǔn)干切削。目前，在歐洲的大批量機(jī)械加工中，已有10一15的加工使用了干切削和準(zhǔn)干切削。 “極端制造技術(shù)”也是目前裝備制造業(yè)的發(fā)展方向。極端制造是指這類產(chǎn)品的制造技術(shù)有“極”的要求。在高溫、高壓、高濕、強(qiáng)磁場、強(qiáng)腐蝕等條件下工作的，或有高硬度、大彈性等要求的，或在幾何形體上極大、極小、極厚、極薄、奇形怪狀的。如工業(yè)發(fā)達(dá)國家高度關(guān)注的一項前沿科技“微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）”，其運(yùn)用于信息領(lǐng)域中的分子存儲器、芯片加工設(shè)備；生命領(lǐng)域中的克隆技術(shù)、基因操作系統(tǒng)；軍事武器中的精確制導(dǎo)技術(shù)，精確打擊技術(shù)；航空航天領(lǐng)域中的微型飛機(jī)，微型衛(wèi)星，“納米”衛(wèi)星（0.1kg以內(nèi)）；以及醫(yī)用微型機(jī)器人等等。有了先進(jìn)的“極端制造技術(shù)”，人們就可以制造非常“大”和非?！靶　钡墓I(yè)產(chǎn)品。例如：三峽工程使用的70萬千瓦水輪機(jī)組重量達(dá)到430噸，而它卻是完整的“一件”物品，由鋼水一次澆鑄而成。要制造這個龐然大物，必須防止鋼水冷卻不均勻?qū)е碌拈_裂、起泡現(xiàn)象，所以在實際澆鑄前做了大量的數(shù)字化模擬澆鑄。再比如，航天器使用的微型液體泵，有的只有蚊子的吸管那么小，這也是利用“極端制造技術(shù)”才得以實現(xiàn)的。同時，最后美國提出“再制造”和“無廢棄物制造”的概念。在以前，美國制造的“阿帕奇”軍用直升機(jī)，使用幾百個小時后就要到工廠里進(jìn)行硬件檢修，更換磨損零件；而現(xiàn)在，只要在前方對主要部件噴涂離子涂料就可以了，飛機(jī)不用更換任何設(shè)備。虛擬制造主要就是利用計算機(jī)技術(shù)和裝備產(chǎn)生一個虛擬環(huán)境，應(yīng)用人類知識、技術(shù)和感知能力，與虛擬對象進(jìn)行交互作用，對產(chǎn)品設(shè)計和制造活動進(jìn)行全面的建模和仿真。虛擬制造技術(shù)從根本上改變了設(shè)計、試制、修改設(shè)計和規(guī)模生產(chǎn)的傳統(tǒng)制造模式。在產(chǎn)品真正制造以前，首先在虛擬制造環(huán)境中生產(chǎn)軟產(chǎn)品原形(SoftPrototype)，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的硬樣品(HardPrototype)，預(yù)測產(chǎn)品的設(shè)計和制造的合理性、產(chǎn)品性能和制造周期等，從而使產(chǎn)品的開發(fā)生產(chǎn)周期最短、成本最低、質(zhì)量最優(yōu)，最終提高快速響應(yīng)市場多變的能力。智能制造技術(shù)作為一種模式，通過知識工程、軟件制造系統(tǒng)和機(jī)器人技術(shù)，對工人的技能和專家知識進(jìn)行建模，能夠在無人干預(yù)的情況下進(jìn)行小批量的生產(chǎn)。它的突出之處就是將人工智能融入制造過程的各個環(huán)節(jié)，借助模擬專家的智能活動進(jìn)行分析、判斷、推理、構(gòu)思和決策，取代或延伸制造環(huán)境中的部分腦力勞動，同時收集、存儲、處理、完善、共享、繼承和發(fā)展人類專家的制造智能。由于這種制造模式，突出了知識在制造活動中的價值地位，而知識經(jīng)濟(jì)又是繼工業(yè)經(jīng)濟(jì)后的主體經(jīng)濟(jì)形式，所以智能制造就成為影響未來經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程的制造業(yè)的重要生產(chǎn)模式。2.3先進(jìn)制造技術(shù)的主要特點(diǎn) （1）先進(jìn)制造技術(shù)涉及到產(chǎn)品從市場調(diào)研、產(chǎn)品開發(fā)及工藝設(shè)計、生產(chǎn)準(zhǔn)備、加工制造、售后服務(wù)等產(chǎn)品壽命周期的所有內(nèi)容，它的目的是提高制造業(yè)的綜合經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，是面向工業(yè)應(yīng)用的技術(shù)。（2）先進(jìn)制造技術(shù)強(qiáng)調(diào)計算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、傳感技術(shù)、自動化技術(shù)、新材料技術(shù)和現(xiàn)代系統(tǒng)管理技術(shù)在產(chǎn)品設(shè)計、制造和生產(chǎn)組織管理、銷售及售后服務(wù)等方面的應(yīng)用。它駕馭生產(chǎn)過程的物質(zhì)流、能量流和信息流，是生產(chǎn)過程的系統(tǒng)工程。（3）80年代以來，隨著全球市場競爭越來越激烈，先進(jìn)制造技術(shù)要求具有世界先進(jìn)水平，它的競爭已經(jīng)從提高勞動生產(chǎn)率轉(zhuǎn)變?yōu)橐詴r間為核心的時間、成本和質(zhì)量的三要素的競爭，因此它是面向全球競爭的技術(shù)。（4）先進(jìn)制造技術(shù)的最新發(fā)展階段保持了過去制造技術(shù)的有效要素，同時吸收各種高新技術(shù)成果，滲透到產(chǎn)品生產(chǎn)的所有領(lǐng)域及其全部過程，從而形成了一個完整的技術(shù)群，具有面向21世紀(jì)新的技術(shù)領(lǐng)域。3.先進(jìn)制造技術(shù)的體系結(jié)構(gòu)以及在制造業(yè)中的應(yīng)用3.1先進(jìn)制造技術(shù)的體系結(jié)構(gòu)對先進(jìn)制造技術(shù)的體系結(jié)構(gòu)認(rèn)識很不統(tǒng)一，在此提供兩種先進(jìn)制造體系結(jié)構(gòu)以供參考。機(jī)械科學(xué)研究院（AMST）提出的先進(jìn)制造技術(shù)由多層次技術(shù)群構(gòu)成的體系圖，強(qiáng)調(diào)了先進(jìn)制造技術(shù)從基礎(chǔ)制造技術(shù)、新型制造單元技術(shù)到先進(jìn)制造集成技術(shù)的發(fā)展過程，也表明了在新型產(chǎn)業(yè)及市場需求的帶動之下，在各種高新技術(shù)（如能源技術(shù)、材料技術(shù)、微電子技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)以及系統(tǒng)工程和管理科學(xué)）的推動下先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展過程。 美國聯(lián)邦科學(xué)、工程和技術(shù)協(xié)調(diào)委員會（FCCSET）下屬的工業(yè)和技術(shù)委員會先進(jìn)制造技術(shù)工作組提出了先進(jìn)制造技術(shù)由主體技術(shù)群、支撐技術(shù)群、制造基礎(chǔ)設(shè)施組成的三位一體的體系結(jié)構(gòu)。這種體系不是從技術(shù)學(xué)科內(nèi)涵的角度來描繪先進(jìn)制造技術(shù)，而是著重從比較宏觀組成的角度來描繪了先進(jìn)制造技術(shù)的組成以及各個部分在制造技術(shù)發(fā)展過程中的作用。AMST多層次先進(jìn)制造技術(shù)體系 先進(jìn)制造技術(shù)是制造業(yè)為了提高競爭力以適應(yīng)時代要求，對制造技術(shù)不斷優(yōu)化及推陳出新而形成的高新技術(shù)群。在不同的國家、不同的發(fā)展階段，先進(jìn)制造技術(shù)有不同的內(nèi)容及組成。我國目前屬于先進(jìn)制造技術(shù)范疇的技術(shù)是一個三層次的技術(shù)群。 第一個層次是優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔基礎(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)工藝至今仍是生產(chǎn)中大量采用、經(jīng)濟(jì)適用的技術(shù)，這些基礎(chǔ)工藝經(jīng)過優(yōu)化而形成的優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔基礎(chǔ)制造技術(shù)是先進(jìn)制造技術(shù)的核心及重要組成部分。這些基礎(chǔ)技術(shù)主要有精密下料、精密塑性成形、精密鑄造、精密加工、精密測量、毛坯強(qiáng)韌化、精密熱處理、優(yōu)質(zhì)高效連接技術(shù)、功能性防護(hù)涂層及各種與設(shè)計有關(guān)的基礎(chǔ)技術(shù)、各種現(xiàn)代管理技術(shù)。 第二個層次是新型的制造單元技術(shù)。這是在市場需求及新興產(chǎn)業(yè)的帶動下，制造技術(shù)與電子、信息、新材料、新能源、環(huán)境科學(xué)、系統(tǒng)工程、現(xiàn)代管理等高新技術(shù)結(jié)合而形成的嶄新制造技術(shù)，如制造業(yè)自動化單元技術(shù)、極限加工技術(shù)、質(zhì)量與可靠性技術(shù)、系統(tǒng)管理技術(shù)、CADCAM、清潔生產(chǎn)技術(shù)、新材料成形加工技術(shù)、激光與高密度能源加工技術(shù)、工藝模擬及工藝設(shè)計優(yōu)化技術(shù)等。 第三個層次是先進(jìn)制造集成技術(shù)。這是應(yīng)用信息技術(shù)和系統(tǒng)管理技術(shù)，通過網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)庫對上述兩個層次的技術(shù)集成而形成的，如FMS、CIMS、IMS以及虛擬制造技術(shù)等。 以上三層次都是先進(jìn)制造技術(shù)的組成部分。3.2先進(jìn)制造技術(shù)在機(jī)械制造業(yè)中的應(yīng)用先進(jìn)制造技術(shù)是促進(jìn)機(jī)械制造業(yè)發(fā)展，進(jìn)而推動國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的有力武器。首先分析了我國機(jī)械制造業(yè)在運(yùn)用先進(jìn)制造技術(shù)中存在的問題，然后給出了我國機(jī)械制造業(yè)推動先進(jìn)制造技術(shù)的基本對策。3.2.1我國機(jī)械制造業(yè)應(yīng)用先進(jìn)制造技術(shù)時存在的問題（1）制造業(yè)信息技術(shù)的采用問題機(jī)械制造業(yè)企業(yè)信息技術(shù)的采用存在一些問題。首先是信息系統(tǒng)的集成度不夠，由于基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)范不一致，基本標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用接口不統(tǒng)一，各個平臺之間不能互連互通，造成“信息孤島”效應(yīng)，導(dǎo)致資源浪費(fèi)、低水平重復(fù)建設(shè)現(xiàn)象嚴(yán)重，已成為阻礙行業(yè)信息化建設(shè)的一個瓶頸。其次是行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范缺乏?，F(xiàn)在還沒有一套符合機(jī)械制造行業(yè)各專業(yè)的信息技術(shù)規(guī)范和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。再次是企業(yè)信息化資金投入嚴(yán)重不足。最后是企業(yè)參與電子商務(wù)的積極性有待提高。調(diào)查顯示大型企業(yè)未來1年參與電子商務(wù)的可能性僅為15.8，小型企業(yè)中不考慮參與電子商務(wù)的比例達(dá)到了39.4。大部分企業(yè)對電子商務(wù)的認(rèn)知僅僅停留在產(chǎn)品宣傳、知名度提高等較低的層面上，缺乏對電子商務(wù)的深刻認(rèn)識，這些都極大的影響了先進(jìn)制造技術(shù)的應(yīng)用績效。 （2）制造業(yè)組織結(jié)構(gòu)的問題早在20世紀(jì)50、60年代，由于形勢的需要，機(jī)械工業(yè)企業(yè)廠點(diǎn)規(guī)劃分散，各個地區(qū)都力求有比較完善的機(jī)械工業(yè)體系，各個部門有自己的機(jī)械制造行業(yè)，以便“自己自足”，這就為今天機(jī)械工業(yè)企業(yè)“星星滿天，不見月亮”的狀況種下了苦果；改革開放以來，三資企業(yè)和鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)異軍突起，更加重了機(jī)械工業(yè)企業(yè)布局散亂、低水平重復(fù)建設(shè)的程度?！按蠖⑿《笔菍Ξ?dāng)前中國機(jī)械企業(yè)組織結(jié)構(gòu)的高度概括。這種組織結(jié)構(gòu)，使企業(yè)內(nèi)部不能物盡其用，人盡其才，企業(yè)不堪重負(fù)，何來精力搞振興？何來財力搞發(fā)展？這種組織結(jié)構(gòu)，從國民經(jīng)濟(jì)大環(huán)境來看，不僅造成了社會資源的極大浪費(fèi)，更對先進(jìn)制造技術(shù)的實施績效產(chǎn)生重大影響。（3人力資源的短缺20世紀(jì)80年代，機(jī)械制造行業(yè)幾乎成為“夕陽產(chǎn)業(yè)”的代名詞，造成大量在機(jī)械設(shè)計和機(jī)械制造行業(yè)從事技術(shù)工作的人才外流，或“下海”或改行，即使在仍然從事機(jī)械設(shè)計與制造的人員中，也因知識得不到及時更新而知識老化。目前已經(jīng)出現(xiàn)技工、高級技工和高級技師人才奇缺的局面。與此同時，普通高等院校也紛紛縮減工程方面的專業(yè)，開辦熱門專業(yè)，以保證生源數(shù)量，保障學(xué)校的整體收益?；蛘叱霈F(xiàn)工程教育盲目向科學(xué)教育靠攏的現(xiàn)象，這就必然造成制造業(yè)的技術(shù)人才層次和結(jié)構(gòu)上的缺陷，已經(jīng)嚴(yán)重制約機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展，這一現(xiàn)狀引起了各級領(lǐng)導(dǎo)和社會各界的普遍關(guān)注。3.我國機(jī)械制造業(yè)成功實施先進(jìn)制造技術(shù)的對策3.1大力推進(jìn)機(jī)械制造業(yè)企業(yè)信息化(1)加強(qiáng)企業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)企業(yè)信息基礎(chǔ)設(shè)施是根據(jù)企業(yè)當(dāng)前業(yè)務(wù)和今后的發(fā)展趨勢，以及對信息采集、處理、存儲和流通的要求，構(gòu)筑由信息設(shè)備、通信網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫、支持軟件和應(yīng)用軟件等組成的環(huán)境。在規(guī)劃各種新技術(shù)的實施順序時，一般應(yīng)遵循以下原則：效益優(yōu)先、管理先行、打好信息基礎(chǔ)、最后實現(xiàn)整體集成。當(dāng)然，對于個別與信息系統(tǒng)和其他先進(jìn)制造技術(shù)相關(guān)性不大的技術(shù)，也可安排個別實施。企業(yè)信息基礎(chǔ)設(shè)施的構(gòu)筑必須從企業(yè)內(nèi)外部環(huán)境出發(fā)，在信息戰(zhàn)略的指導(dǎo)下有序進(jìn)行，它是企業(yè)信息化的硬環(huán)境，對于信息戰(zhàn)略的成功實施至關(guān)重要。(2)數(shù)據(jù)集成著眼于數(shù)據(jù)共享和數(shù)據(jù)倉庫的建設(shè)及維護(hù)。我們需要對數(shù)據(jù)倉庫進(jìn)行統(tǒng)一的數(shù)據(jù)規(guī)劃即建立一系列的主題數(shù)據(jù)庫，在不同的生產(chǎn)經(jīng)營層次上保證信息源的就地采集、存儲和使用，進(jìn)而進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸，使不同層次的同構(gòu)數(shù)據(jù)庫同步(或允許延時)更新，以支持不同層次、不同部門的管理工作。數(shù)據(jù)集成在完全擺脫了企業(yè)職能邊界和地域邊界的制約后，根據(jù)企業(yè)的戰(zhàn)略規(guī)劃和業(yè)務(wù)重組，獨(dú)立地確定企業(yè)業(yè)務(wù)需要的數(shù)據(jù)和信息。(3)加大信息化設(shè)備投入和軟件開發(fā)力度信息化設(shè)備投入和軟件開發(fā)力度是企業(yè)信息化建設(shè)的重點(diǎn)之一，就是信息化設(shè)備的投入，包括計算機(jī)，傳輸設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，檢索設(shè)備等。企業(yè)信息化建設(shè)另一重點(diǎn)，就是應(yīng)用軟件開發(fā)，而且要注重軟硬件的配套與兼容。(4)加強(qiáng)企業(yè)信息源建設(shè)在信息源建設(shè)方面，一是要抓標(biāo)準(zhǔn)和制度建設(shè)，不光要采用國際、國家，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，還要制定適合本企業(yè)的信息化工作標(biāo)準(zhǔn)，并相應(yīng)地制定和完善各種制度。二是作好信息源的采集、處理、傳輸工作，明確手工采集和自動采集信息的工作標(biāo)準(zhǔn)，確保數(shù)據(jù)倉庫的運(yùn)行。3.2建立適宜的組織結(jié)構(gòu)(1)變金字塔型機(jī)械式的組織結(jié)構(gòu)為扁平式的組織結(jié)構(gòu)傳統(tǒng)的組織層次繁多，導(dǎo)致了決策速度大大降低。因而，最大限度地縮減中間管理層級及人數(shù)，使組織扁平化，才能對市場條件、技術(shù)變化以及用戶需求做出迅速、柔性的反應(yīng)。對于中層管理人員，減少了對日常事務(wù)的管理，更多地負(fù)責(zé)企業(yè)業(yè)務(wù)的發(fā)展與提高企業(yè)的競爭能力。(2)組織網(wǎng)絡(luò)化(虛擬企業(yè))單個企業(yè)往往沒有充足的時間和經(jīng)濟(jì)實力獨(dú)自介入產(chǎn)品生命周期的所有階段，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)將成為未來企業(yè)的組織形式。按網(wǎng)絡(luò)形式組織的工作流程，構(gòu)成一個以具有固定連接的業(yè)務(wù)關(guān)系網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的聯(lián)合體。這種聯(lián)合，既存在于客戶和供應(yīng)商之間，也存在于多個合作企業(yè)之間或者是單個企業(yè)組織內(nèi)部，如空間上為分散的團(tuán)隊等形式。完善的網(wǎng)絡(luò)組織可以看作是虛擬企業(yè)，其功能和效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過原來單個企業(yè)的機(jī)動性和競爭性。在此，連接網(wǎng)絡(luò)所使用的高效的信息管理技術(shù)和通信技術(shù)起著關(guān)鍵的支持作用。3.3重視人才培養(yǎng)21世紀(jì)市場競爭的焦點(diǎn)是高素質(zhì)人才的較量，沒有高素質(zhì)人才的企業(yè)，就不能生存。先進(jìn)制造技術(shù)的實施離不開高素質(zhì)的員工隊伍，離不開員工的大力支持。因此，培養(yǎng)和造就高素質(zhì)的技術(shù)人才是全面提高企業(yè)競爭力的關(guān)鍵。機(jī)械工業(yè)要發(fā)展，要提高先進(jìn)制造技術(shù)應(yīng)用水平，就必須加強(qiáng)人才隊伍的建設(shè)，努力培養(yǎng)、引進(jìn)具有信息技術(shù)和專業(yè)技能的高素質(zhì)人才，加強(qiáng)全員職工培訓(xùn)，推廣、普及計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)教育，全面提高職工綜合素質(zhì)，為制造技術(shù)信息化創(chuàng)建好人才基礎(chǔ)。因此，營造一個以人為中心的企業(yè)文化氛圍，提高員工的學(xué)習(xí)能力，是企業(yè)的發(fā)展方向之一。4.先進(jìn)制造技術(shù)對中國的影響與國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r4.1先進(jìn)制造技術(shù)的國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r4.1.1我國先進(jìn)制造技術(shù)的現(xiàn)狀自建國以來，尤其是改革開放以來，我國機(jī)械制造業(yè)得到了迅速地發(fā)展。機(jī)械工業(yè)是我國工業(yè)中發(fā)展最快的行業(yè)之一。20世紀(jì)70年代以前，產(chǎn)品的技術(shù)相對比較簡單，一個新產(chǎn)品上市，很快就會有相同功能的產(chǎn)品跟著上市。20世紀(jì)80年代以后，隨著市場全球化的進(jìn)一步發(fā)展，市場競爭變得越來越激烈。20世紀(jì)90年代初，隨著CIMS技術(shù)的大力推廣應(yīng)用，包括有CIMS實驗工程中心和7個開放實驗室的研究環(huán)境已建成。在全國范圍內(nèi)，部署了CIMS的若干研究項目，諸如CIMS軟件工程與標(biāo)準(zhǔn)化、開放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與發(fā)展戰(zhàn)略，CIMS總體與集成技術(shù)、產(chǎn)品設(shè)計自動化、工藝設(shè)計自動化、柔性制造技術(shù)、管理與決策信息系統(tǒng)、質(zhì)量保證技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)庫技術(shù)以及系統(tǒng)理論和方法等均取得了豐碩成果，獲得不同程度的進(jìn)展。但因大部分大型機(jī)械制造企業(yè)和絕大部分中小型機(jī)械制造企業(yè)主要限于CAD和管理信息系統(tǒng)，底層基礎(chǔ)自動化還十分薄弱，數(shù)控機(jī)床由于編程復(fù)雜，還沒有真正發(fā)揮作用。因此，與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比，我國的制造業(yè)仍然存在一個階段性的整體上的差距。4.2.2.國外先進(jìn)制造技術(shù)的現(xiàn)狀在產(chǎn)品設(shè)計方面，普遍采用計算機(jī)輔助產(chǎn)品設(shè)計(CAD)、計算機(jī)輔助工程分析(CAE)和計算機(jī)仿真技術(shù)；在加工技術(shù)方面，巳實現(xiàn)了底層(車間層)的自動化，包括廣泛地采用加工中心(或數(shù)控技術(shù))、自動引導(dǎo)小車(AGV)等近10余年來，發(fā)達(dá)國家主要從具有全新制造理念的制造系統(tǒng)自動化方面尋找出路，提出了一系列新的制造系統(tǒng)。如計算機(jī)集成制造系統(tǒng)、智能制造系統(tǒng)、并行工程、敏捷制造等。5.先進(jìn)制造技術(shù)未來的發(fā)展趨勢和戰(zhàn)略對策5.1先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展趨勢與科學(xué)技術(shù)和市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展相應(yīng)，先進(jìn)制造技術(shù)，特別是先進(jìn)機(jī)械制造技術(shù)有如下幾個方面的發(fā)展趨勢與特色，現(xiàn)分述如下。 “數(shù)”是發(fā)展的核心 “數(shù)”就是“數(shù)字化”。“數(shù)字化”，數(shù)字地球，數(shù)字城市，數(shù)字工廠，數(shù)字制造，數(shù)字裝備，狂瀾巨浪，勢不可當(dāng)?！皵?shù)字化”不僅是“信息化”發(fā)展的核心，而且也是先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的核心。信息的“數(shù)字化”處理同“模擬化”處理相比，有著3個不可比擬的優(yōu)點(diǎn)：信息精確，信息安全，信息容量大。數(shù)字化制造就是指制造領(lǐng)域的數(shù)字化，它是制造技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與管理科學(xué)的交叉、融和、發(fā)展與應(yīng)用的結(jié)果，也是制造企業(yè)、制造系統(tǒng)與生產(chǎn)過程、生產(chǎn)系統(tǒng)不斷實現(xiàn)數(shù)字化的必然趨勢。它包含了三大部分：以設(shè)計為中心的數(shù)字制造，以控制為中心的數(shù)字制造和以管理為中心的數(shù)字制造。對制造設(shè)備而言，其控制參數(shù)均為數(shù)字化信號。對制造企業(yè)而言，各種信息（如圖形、數(shù)據(jù)、知識、技能等等）均以數(shù)字形式，通過網(wǎng)絡(luò)，在企業(yè)內(nèi)傳遞，以便根據(jù)市場信息，迅速收集資料信息，在虛擬現(xiàn)實、快速原型、數(shù)據(jù)庫、多媒體等多種數(shù)字化技術(shù)的支持下，對產(chǎn)品信息、工藝信息與資源信息進(jìn)行分析、規(guī)劃與重組，實現(xiàn)對產(chǎn)品設(shè)計和產(chǎn)品功能的仿真，對加工過程與生產(chǎn)組織過程的仿真，或完成原型制造，從而實現(xiàn)生產(chǎn)過程的快速重組與對市場的快速響應(yīng)，以滿足客戶化要求。對全球制造業(yè)而言，用戶借助網(wǎng)絡(luò)發(fā)布信息，各類企業(yè)通過網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)需求，應(yīng)用電子商務(wù)，實現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)，形成動態(tài)聯(lián)盟，迅速協(xié)同設(shè)計與制造出相應(yīng)的產(chǎn)品。這樣，在數(shù)字制造環(huán)境下，在廣泛領(lǐng)域乃至跨地區(qū)、跨國界形成一個數(shù)字化組成的網(wǎng)，企業(yè)、車間、設(shè)備、員工、經(jīng)銷商乃至有關(guān)市場均可成為網(wǎng)上的一個“結(jié)點(diǎn)”，在研究、設(shè)計、制造、銷售、服務(wù)的過程中，彼此交互，圍繞產(chǎn)品所賦予的數(shù)字信息，成為驅(qū)動制造業(yè)活動的最活躍的因素。在此還應(yīng)著重指出，制造知識（包括技能、經(jīng)驗）的獲取、表達(dá)、存儲、推理乃至系統(tǒng)化、公理化等，這是使制造技術(shù)發(fā)展到制造科學(xué)的關(guān)鍵，而這又與數(shù)字化不可分開。 “精”是發(fā)展的關(guān)鍵“精”是“精密化”。它一方面是指對產(chǎn)品、零件的精度要求越來越高，另一方面是指對產(chǎn)品、零件的加工精度要求越來越高。有了前者，才要求有后者；有了后者，才促使前者得以發(fā)展?！熬笔侵讣庸ぞ燃捌浒l(fā)展，精密加工，細(xì)微加工，納米加工，如此等等。20世紀(jì)初，超精密加工的誤差是10微米，30年代達(dá)1微米，50年代達(dá)0.1微米，70至80年代達(dá)0.01微米，至今達(dá)0.001微米，即1納米。從海灣戰(zhàn)爭，到科索沃戰(zhàn)爭，到阿富汗戰(zhàn)爭，到伊拉克戰(zhàn)爭，武器的命中率越來越高，就是武器越來越“精”，可以說，關(guān)鍵就是打“精度”戰(zhàn)爭。再由以下一組數(shù)據(jù)可以看到微電子產(chǎn)品對加工精度的依賴程度，電子元件制造誤差為，一般晶體管50微米，一般磁盤5微米，一般磁頭磁鼓0.5微米，集成電路0.05微米，超大型集成電路達(dá)0.005微米，而合成半導(dǎo)體為1納米。在現(xiàn)代超精密機(jī)械中，對精度要求極高，如人造衛(wèi)星的儀表軸承，其圓度、圓柱度、表面粗糙度等均達(dá)納米級；基因操作機(jī)械，其移動距離為納米級，移動精度為0.1納米。細(xì)微加工、納米加工技術(shù)可達(dá)納米以下的要求，如離子束加工可達(dá)納米級，借助于掃描隧道顯微鏡（STM）與原子力顯微鏡的加工，則可達(dá)0.1納米。至于微電子芯片的制造，有所謂的“三超”：1、超凈，加工車間塵埃顆粒直徑小于1微米，顆粒數(shù)少于每立方英尺0.1個；2、超純，芯片材料有害雜質(zhì)，其含量小于1ppb，即十億分之一；3、超精，加工精度達(dá)納米級。顯然，沒有先進(jìn)制造技術(shù)，就沒有先進(jìn)電子技術(shù)裝備；而沒有先進(jìn)電子技術(shù)與信息技術(shù)，也就沒有先進(jìn)制造裝備?！皹O”是發(fā)展的焦點(diǎn) “極”就是極端條件，就是指在極端條件下工作的或者有極端要求的產(chǎn)品，從而也是指這類產(chǎn)品的制造技術(shù)有“極”的要求。在高溫、高壓、高濕、強(qiáng)磁場、強(qiáng)腐蝕等等條件下工作的，或有高硬度、大彈性等等要求的，或在幾何形體上極大、極小、極厚、極薄、奇形怪狀的。顯然，這些產(chǎn)品都是科技前沿的產(chǎn)品。其中之一就是“微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）”。可以說，“極”是前沿科技或前沿科技產(chǎn)品發(fā)展的一個焦點(diǎn)。例如，在信息領(lǐng)域中，分子存儲器、原子存儲器、量子阱光電子器件、芯片加工設(shè)備；生命領(lǐng)域中，克隆技術(shù)、基因操作系統(tǒng)、蛋白質(zhì)追蹤系統(tǒng)，小生理器官處理技術(shù)、分子組件裝配技術(shù)；軍事武器中，精確制導(dǎo)技術(shù)，精確打擊技術(shù)，微型慣性平臺，微光學(xué)設(shè)備；航空航天領(lǐng)域中，微型飛機(jī)，微型衛(wèi)星，“納米”衛(wèi)星（0.1公斤以內(nèi)）；微型機(jī)器人領(lǐng)域中，腦科手術(shù)，清除腦血栓，管道內(nèi)操作，竊聽與收集情報，發(fā)現(xiàn)并殺死癌細(xì)胞；微型測試儀器，微傳感器，微顯微鏡，微溫度計，微儀器等等。MEMS可以完成特種動作與實現(xiàn)特種功能，乃至可以溝通微觀世界與宏觀世界，其深遠(yuǎn)意義難于估量。2002年，美國伯克利大學(xué)不僅制造了直徑為300微米的鏡頭，配以微米級探針的微米級顯微鏡，可深入植物細(xì)胞內(nèi)觀察，而且正在開發(fā)直徑為500納米的鏡頭的納米級顯微鏡。2002年美國康納爾大學(xué)還宣布研制出原子級納米“晶體管”，可以說，由單個原子輸送電流的“晶體管”這還是首次，被我國科技專家評為2002年世界十大科技新聞之一?！白浴笔前l(fā)展的條件“自”就是自動化。就是減輕人的勞動，強(qiáng)化、延伸、取代人的有關(guān)勞動的技術(shù)或手段。自動化總是伴隨有關(guān)機(jī)械或工具來實現(xiàn)的。可以說，機(jī)械是一切技術(shù)的載體，也是自動化技術(shù)的載體。第一次工業(yè)革命，以機(jī)械化這種形式的自動化來減輕、延伸或取代人的有關(guān)體力勞動，第二次工業(yè)革命，電氣化進(jìn)一步促進(jìn)了自動化的發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計，從1870年至1980年，加工過程的效率提高為20倍，即體力勞動得到了有效的解放；但管理效率只提高為1.8至2.2倍，設(shè)計效率只提高1.2倍，這表明腦力勞動遠(yuǎn)沒有得到有效的解放。即使在美國，1984年，CAD在福特公司只占40，通用公司34，Chrysler也不過67；此后，CAD發(fā)展極為迅速。今天在我國大量設(shè)計單位已“甩圖板”了，CAD已十分普及了。信息化、計算機(jī)化與網(wǎng)絡(luò)化，不但極大地解放了人的體力勞動，而且更為關(guān)鍵的是有效地提高了腦力勞動自動化的水平，解放了人的部分的腦力勞動。 “自動化”從自動控制、自動調(diào)節(jié)、自動補(bǔ)償、自動辨識等發(fā)展到自學(xué)習(xí)、自組織、自維護(hù)、自修復(fù)等更高的自動化水平；而且今天自動控制的內(nèi)涵與水平已遠(yuǎn)非昔比，從控制理論、控制技術(shù)、控制系統(tǒng)、控制元件，都有著極大的發(fā)展。自動化是先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的前提條件。從長遠(yuǎn)看，還有一點(diǎn)很值得注意，即由生物技術(shù)與制造技術(shù)集成的“微制造的生物方法”，或所謂的“生物制造”；即依據(jù)生物是由內(nèi)部生長而成“器件”，而非同一般制造技術(shù)那樣由外加作用以增減材料而成“器件”?？梢灶A(yù)期，這是一個嶄新的充滿著活力的領(lǐng)域，作用難以估量。在制造技術(shù)網(wǎng)絡(luò)化中，值得關(guān)注的是電子商務(wù)的應(yīng)用。電子商務(wù)是將業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)數(shù)字化，并將數(shù)字信息的使用和計算機(jī)的業(yè)務(wù)處理同Internet進(jìn)行集成，成為一種全新的業(yè)務(wù)操作模式。在電子商務(wù)的網(wǎng)絡(luò)化制造中，供應(yīng)鏈管理、客戶關(guān)系管理、產(chǎn)品生命周期管理共同構(gòu)成了制造的增殖鏈。它具有兩大優(yōu)點(diǎn)：商務(wù)的直接化與透明化，這對降低成本、加快流通、提高效率、增加商業(yè)機(jī)會大有好處，從而對企業(yè)內(nèi)部重組、經(jīng)營戰(zhàn)略與競爭模式有著深刻影響。但是，我國在電子商務(wù)的應(yīng)用上，還存在一系列問題，使其沒有得到應(yīng)有的應(yīng)用；這些問題大致是：在宏觀層面上，不夠統(tǒng)一；在企業(yè)層面上，“用”“體”分離；在社會服務(wù)體系上，服務(wù)滯后；在軟環(huán)境上，商務(wù)活動缺法又乏誠；在商業(yè)模式上，電子商務(wù)規(guī)模大于其效益，形成泡沫；而在基礎(chǔ)設(shè)施上，又十分缺乏，形成瓶頸。制造技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化不可阻擋，它的發(fā)展會導(dǎo)致一種新的制造模式，即虛擬制造組織，這是由地理上異地分布的、組織上平等獨(dú)立的多個企業(yè)，在談判協(xié)商的基礎(chǔ)上，建立密切合作關(guān)系，形成動態(tài)的“虛擬企業(yè)”或動態(tài)的“企業(yè)聯(lián)盟”。此時，各企業(yè)致力于自己的核心業(yè)務(wù)，實現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)，實現(xiàn)資源優(yōu)化動態(tài)組合與共享。正因為如此，對我國而言，大力發(fā)展“中場產(chǎn)業(yè)”，使之具有精湛的最強(qiáng)有力的核心業(yè)務(wù)，不失為發(fā)展機(jī)械制造業(yè)的重要戰(zhàn)略之一。 “智”是發(fā)展的前景 “智”就是智能化。制造技術(shù)的智能化是制造技術(shù)發(fā)展的前景。近20年來，制造系統(tǒng)正在由原先的能量驅(qū)動型轉(zhuǎn)變?yōu)樾畔Ⅱ?qū)動型，這就要求制造系統(tǒng)不但要具備柔性，而且還要表現(xiàn)出某種智能，以便應(yīng)對大量復(fù)雜信息的處理、瞬息萬變的市場需求和激烈競爭的復(fù)雜環(huán)境，因此，智能制造越來越受到高度的重視。智能化制造模式的基礎(chǔ)是智能制造系統(tǒng)，智能制造系統(tǒng)既是智能和技術(shù)的集成而形成的應(yīng)用環(huán)境，也是智能制造模式的載體。與傳統(tǒng)的制造相比，智能制造系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：1、人機(jī)一體化；2、自律能力；3、自組織與超柔性；4、學(xué)習(xí)能力與自我維護(hù)能力；5、在未來，具有更高級的類人思維的能力。由此出發(fā)，可以說智能制造作為一種模式，是集自動化、集成化和智能化于一身，并具有不斷向縱深發(fā)展的高技術(shù)含量和高技術(shù)水平的先進(jìn)制造系統(tǒng)，也是一種由智能機(jī)器和人類專家共同組成的人機(jī)一體化系統(tǒng)。它突出了在制造諸環(huán)節(jié)中，以一種高度柔性與集成的方式，借助計算機(jī)模擬的人類專家的智能活動，進(jìn)行分析、判斷、推理、構(gòu)思和決策，取代或延伸制造環(huán)境中人的部分腦力勞動。同時，收集、存儲、處理、完善、共享、繼承和發(fā)展人類專家的制造智能；當(dāng)然，目前還只能算初步。但潛力極大，前景廣闊。隨著知識經(jīng)濟(jì)時代的初露端倪，知識將作為發(fā)展生產(chǎn)力主要的源泉，并導(dǎo)致以知識生產(chǎn)率取代勞動生產(chǎn)率，從而智能化制造的價值日益攀升。目前，特別是分布式數(shù)據(jù)庫技術(shù)、智能代理技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等發(fā)展，將突出知識在制造活動中的價值地位。知識經(jīng)濟(jì)是繼工業(yè)經(jīng)濟(jì)后的主體經(jīng)濟(jì)形式。盡管智能化制造道路還很漫長，但是必將成為未來制造業(yè)的主要生產(chǎn)模式之一。制造業(yè)的產(chǎn)品從構(gòu)思開始，到設(shè)計階段、制造階段、銷售階段、使用與維修階段，直到回收階段、再制造各階段，都必須充分計及環(huán)境保護(hù)。所謂環(huán)境保護(hù)是廣義的，不僅要保護(hù)自然環(huán)境，還要保護(hù)社會環(huán)境、生產(chǎn)環(huán)境，還要保護(hù)生產(chǎn)者的身心健康。在此前提與內(nèi)涵下，還必須制造出價廉、物美、供貨期短、售后服務(wù)好的產(chǎn)品。作為“綠色”制造，產(chǎn)品還必須在一定程度上是藝術(shù)品，以與用戶的生產(chǎn)、工作、生活環(huán)境相適應(yīng)，給人以高尚的精神享受，體現(xiàn)著物質(zhì)文明、精神文明與環(huán)境文明的高度交融。每發(fā)展與采用一項新技術(shù)時，應(yīng)站在哲學(xué)高度，慎思“塞翁得馬，安知非禍”，即必須充分考慮可持續(xù)發(fā)展，計及環(huán)境文明。制造必然要走向“綠色”制造。上面所講的數(shù)、精、極、自、智這5個方面彼此滲透，相互依賴，相互促進(jìn)，形成一個整體；而且，它們是服務(wù)于制造技術(shù)的，此即，“機(jī)械”是基，“制造”是礎(chǔ)，這5個方面是一定要扎根在“機(jī)械”和“制造”這個基礎(chǔ)上；這就是說，要研究與發(fā)展“機(jī)械”本身與“制造”本身的理論與機(jī)理，而且這5個方面的技術(shù)要以此理論與機(jī)理為基礎(chǔ)來研究、來開發(fā)、來發(fā)展，要與此基礎(chǔ)相輔相成，最終是要服務(wù)于制造業(yè)的發(fā)展。離開“機(jī)械”與“制造”的本身去研究、去開發(fā)、去發(fā)展這5個方面的技術(shù)，都是迷失了方向的。5.2我國先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的戰(zhàn)略對策5.2.1先進(jìn)制造技術(shù)是機(jī)械工業(yè)振興的重要技術(shù)支撐。工業(yè)發(fā)達(dá)國家在其經(jīng)濟(jì)起飛和快速發(fā)展時期,無不把制造業(yè)作為經(jīng)濟(jì)騰飛的翅膀,而翅膀的骨架就是先進(jìn)制造技術(shù)。制造業(yè)的發(fā)達(dá)和先進(jìn)程度是一個國家工業(yè)化的表征。而某些國家一度忽視制造業(yè),導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)發(fā)展的停滯與緩慢,這種教訓(xùn)極為深刻。以金融和貿(mào)易為主的新加坡,并沒有放棄發(fā)展制造業(yè),而是明確地把制造業(yè)和金融服務(wù)業(yè)作為其經(jīng)濟(jì)的兩大輪子,制造業(yè)在其GDP中的比重由1960年的11.70%提高到1995年的25.3%。由此可見,無論大國、小國,制造業(yè)對其實現(xiàn)工業(yè)化和進(jìn)入先進(jìn)國家行列都是不可缺少的。機(jī)械工業(yè)是制造業(yè)最重要的組成之一。我國機(jī)械工業(yè)經(jīng)過40多年的發(fā)展,形成了一定的規(guī)模和基礎(chǔ),但還存在不少問題和差距。為此,國家已經(jīng)提出,要用15年時間,通過振興使其成為國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)。目前,機(jī)械工業(yè)部在國家有關(guān)部門的支持下,針對發(fā)展中存在的三個主要問題(即產(chǎn)品質(zhì)量差、組織結(jié)構(gòu)散、開發(fā)能力弱),計劃在九五期間打好產(chǎn)品質(zhì)量翻身、組織結(jié)構(gòu)優(yōu)化、開發(fā)能力提高的三大戰(zhàn)役,從而完成振興機(jī)械工業(yè)的第一階段任務(wù)。機(jī)械工業(yè)存在的三個主要問題,與過去一段時期不重視制造技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用不無關(guān)系;而三個主要問題的解決、三大戰(zhàn)役的勝利,離不開先進(jìn)制造技術(shù)。先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用應(yīng)緊緊圍繞機(jī)械工業(yè)的三個問題,為機(jī)械工業(yè)的振興做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。5.2.2先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用要突出強(qiáng)調(diào)市場需求發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù),既要按照市場需求,又要符合技術(shù)發(fā)展趨勢。從我國的實際情況出發(fā),更需突出強(qiáng)調(diào)市場需求?？v觀幾十年來我國技術(shù)發(fā)展的歷程,較多考慮的是技術(shù)發(fā)展的趨勢 ,而較少考慮市場需求。當(dāng)然,兩者從長遠(yuǎn)和根本上來說并不矛盾,但從近期來看,仍存在一個輕重緩急的安排問題。突出強(qiáng)調(diào)市場需求,可以使先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用在振興機(jī)械工業(yè)和發(fā)展國民經(jīng)濟(jì)中較快見效,可以使制造業(yè)企業(yè)盡快改變現(xiàn)有面貌,可以使制造業(yè)的競爭力得到明顯提高,從而使先進(jìn)制造技術(shù)從科學(xué)的殿堂走入經(jīng)濟(jì)建設(shè)的主戰(zhàn)場。不少企業(yè)應(yīng)用新技術(shù)、新工藝時,不結(jié)合本企業(yè)的實際,過多地追求高新尖,結(jié)果不僅沒有給企業(yè)帶來實惠,反而增加了成本,削弱了競爭力。因此,在先進(jìn)制