【正文】 第一篇：先進(jìn)制造技術(shù) 最終版《先進(jìn)制造技術(shù)導(dǎo)論》先進(jìn)制造技術(shù)綜述摘要：先進(jìn)制造技術(shù)是在傳統(tǒng)制造技術(shù)的基礎(chǔ)上，將計(jì)算機(jī)、電子、信息、自動(dòng)化、管理等科學(xué)技術(shù)綜合運(yùn)用于制造全過(guò)程所形成的一個(gè)技術(shù)體系。產(chǎn)品設(shè)計(jì)思想創(chuàng)新和設(shè)計(jì)技術(shù)創(chuàng)新是先進(jìn)制造技術(shù)的核心。制造技術(shù)先進(jìn)性的重要標(biāo)志之一就是低消耗、高效率、無(wú)污染，這一標(biāo)準(zhǔn)正符合當(dāng)今人類(lèi)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)。關(guān)鍵詞：先進(jìn)制造技術(shù)設(shè)計(jì)創(chuàng)新 中圖分類(lèi)號(hào)：TH11Advanced manufacturing technology were reviewedQilu university of technology,Institute of mechanical and automotive engineering,jinan 250353Abstract:Advanced manufacturing technology is on the basis of the traditional manufacturing technology,Computer, electronic, information, automation, management formed by the bination of science and technology in the whole process of a technical of product design innovation and technology innovation is the core of advanced manufacturing technology is one of the important signs of low consumption, high efficiency and less pollution,This standard is in accordance with the strategic objectives for the sustainable development of human society words: Advanced manufacturing technologyDesignInnovation術(shù)水平和工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比還很低，參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的能0前言力相對(duì)較弱。面對(duì)市場(chǎng)的國(guó)際化和競(jìng)爭(zhēng)的日益加劇，采用先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展我國(guó)的制造業(yè)已成為必然趨勢(shì)，我國(guó)也非常重視先進(jìn)制造技術(shù),但是，與制造業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家 和地區(qū)相比，我國(guó)先進(jìn)制造技術(shù)的研發(fā)與市場(chǎng)拓展還不均衡。主要表現(xiàn)為我國(guó)機(jī)械基礎(chǔ)件制造行業(yè)中的數(shù)控化率極低，先進(jìn)加工工藝、技術(shù)和裝備的普及程度嚴(yán)重不足。制造是人類(lèi)最基本的生產(chǎn)活動(dòng),隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷進(jìn)步,制造已不僅指單一的加工過(guò)程,而是包括市場(chǎng)調(diào)研和預(yù)測(cè)、產(chǎn)品決策、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、生產(chǎn)加工、質(zhì)量保證、生產(chǎn)過(guò)程管理、營(yíng)銷(xiāo)、售后服務(wù)等產(chǎn)品生命周期內(nèi)一系列相互聯(lián)系的活動(dòng)。制造技術(shù)是關(guān)系到國(guó)家生存和繁榮的重要技術(shù)基礎(chǔ)，其水平與制造業(yè)的發(fā)展程度反映一個(gè)國(guó)家的綜合國(guó)力、人民的生活水平、國(guó)防能力和社會(huì)的發(fā)展程度。我國(guó)的裝備制造業(yè)經(jīng)過(guò)數(shù)十年努力，已具有相當(dāng)規(guī)模積 累了大量的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)。但是隨著經(jīng)濟(jì)全球化的發(fā)展，由于我國(guó)的巨大市場(chǎng)和豐富的勞動(dòng)力資源，國(guó)外技術(shù)、資金、產(chǎn)品大量涌入，企業(yè)面臨前所未有的國(guó)內(nèi)外激烈的競(jìng)爭(zhēng)局面。競(jìng)爭(zhēng)要求企業(yè)產(chǎn)品更新?lián)Q代快，產(chǎn)品質(zhì)量高，價(jià)格低，交貨及時(shí)和服務(wù)好。近年來(lái)，我國(guó)的制造業(yè)不斷采用先進(jìn)制造技術(shù)，但和工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比，仍然存在一個(gè)階段性的整體上的差距。1先進(jìn)制造技術(shù)產(chǎn)生的背景近年來(lái)，隨著信息產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，許多人認(rèn)為制造業(yè)已成為“夕陽(yáng)產(chǎn)業(yè)”。制造技術(shù)中確有“夕陽(yáng)技術(shù)”，這些技術(shù)同信息化大潮格格不入，同高科技發(fā)展不相適應(yīng)，缺乏市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，甚至還可能危害生態(tài)環(huán)境。面臨劇烈的市場(chǎng)變化和技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)，許多工業(yè)國(guó)家迅速調(diào)整其技術(shù)政策，把提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和增強(qiáng)綜合國(guó)力作為科技政策的核心。例如，歷來(lái)重視產(chǎn)業(yè)技術(shù)的日本、澳大利亞和一些新興工業(yè)化國(guó)家。美、英等國(guó)過(guò)去一貫主張，產(chǎn)業(yè)技術(shù)的發(fā)展主要靠我國(guó)制造業(yè)市場(chǎng)具有很大的潛力，但我國(guó)的制造技*齊魯工業(yè)大學(xué)單東日基金資助項(xiàng)目《先進(jìn)制造技術(shù)導(dǎo)論》 市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，由企業(yè)自由發(fā)展，政府不必介入。近些年來(lái)，世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的嚴(yán)峻事實(shí)使美國(guó)政府意識(shí)到，制造業(yè)是美國(guó)工業(yè)的基礎(chǔ)，政府必須介入工業(yè)技術(shù)的發(fā)展。２０世紀(jì)８０年代末期，美國(guó)根據(jù)本國(guó)制造業(yè)面臨的挑戰(zhàn)和機(jī)遇，為增強(qiáng)制造業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力和促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，首先提出先進(jìn)制造技術(shù)的概念。政府和企業(yè)界投入巨資，組織大量專(zhuān)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)政府采取一系列措施進(jìn)行大規(guī)模的２１世紀(jì)制造業(yè)戰(zhàn)略的研究，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)、企業(yè)等各種層次的先進(jìn)制造技術(shù)協(xié)調(diào)、推廣、應(yīng)用研究中心。這些措施收到了良好的效果，使美國(guó)汽車(chē)水平大幅度提高，產(chǎn)量重新超過(guò)日本，并總結(jié)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。隨著科技進(jìn)步特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，世界范圍內(nèi)對(duì)制造業(yè)進(jìn)行了重新的認(rèn)識(shí)和定位，先進(jìn)制造技術(shù)為制造業(yè)注入新的活力，使制造業(yè)又重新生機(jī)勃勃。制造業(yè)絕不是“夕陽(yáng)產(chǎn)業(yè)”和“夕陽(yáng)技術(shù)”，先進(jìn)制造技術(shù)是高技術(shù)的載體，沒(méi)有哪個(gè)工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家不予以高度關(guān)注，先進(jìn)制造技術(shù)已經(jīng)成為全球制造業(yè)爭(zhēng)奪的市場(chǎng)焦點(diǎn)。先進(jìn)制造技術(shù)為制造業(yè)注入新鮮血液，是發(fā)展制造業(yè)的基礎(chǔ)，它是傳統(tǒng)制造業(yè)不斷地吸收機(jī)械、信息、電子、材料、能源和現(xiàn)代管理等方面的最新技術(shù)成果，并將其綜合應(yīng)用于產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)、制造、檢測(cè)、管理和售后服務(wù)的制造全過(guò)程，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔和敏捷制造，并取得理想經(jīng)濟(jì)效果的前沿制造技術(shù)的總稱(chēng)。2先進(jìn)制造技術(shù)的特點(diǎn)21世紀(jì)是國(guó)際化的大市場(chǎng)，世界各國(guó)市場(chǎng)競(jìng)相向國(guó)外開(kāi)放，促成制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的國(guó)際化，主要反映在使制造業(yè)的資源配置由一國(guó)范圍擴(kuò)大到世界范圍，致使制造業(yè)在全球范圍重新分布、組合和洗牌。企業(yè)通過(guò)國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)、局域網(wǎng)和內(nèi)部網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)針對(duì)世界上任何地域的用戶訂單，組建動(dòng)態(tài)聯(lián)盟企業(yè)，從而可在無(wú)國(guó)界的大市場(chǎng)中實(shí)現(xiàn)異地設(shè)計(jì)、異地制造和遠(yuǎn)程銷(xiāo)售。由于新技術(shù)革命改變了傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式，使未來(lái)的市場(chǎng)風(fēng)起云涌，變幻莫測(cè)，越來(lái)越多的消費(fèi)者要求制造業(yè)不僅能提供適應(yīng)特定目標(biāo)、特定環(huán)境和特定時(shí)間使用的有形產(chǎn)品，而且還能夠提供從產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、銷(xiāo)售、報(bào)廢和回收全生命周期的服務(wù)保證，產(chǎn)品內(nèi)涵從單一的實(shí)物擴(kuò)展到為用戶提供全面的解決方案。由于每個(gè)用戶群的看法和觀點(diǎn)不同，其提出的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和形狀也不盡相同，中小批量的產(chǎn)品越來(lái)越多，產(chǎn)品的多樣化特征也越來(lái)越明顯。 虛擬化虛擬制造是指利用計(jì)算機(jī)模擬與仿真技術(shù)、人工智能技術(shù)、并行工程以及ＣＡＤ／ＣＡＰＰ／ＣＡＭ／ＣＡＥ等多種技術(shù)，模擬現(xiàn)實(shí)制造環(huán)境或現(xiàn)實(shí)制造過(guò)程，呈現(xiàn)現(xiàn)實(shí)制造系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)或者現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品性能的一種制造技術(shù)。虛擬制造能顯著縮短產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期，提高產(chǎn)品的一次成功率。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，各種仿真軟件功能的不斷增強(qiáng)以及大量普及，未來(lái)企業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)將是虛擬公司之間的競(jìng)爭(zhēng)。由于產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造周期的不斷縮短，顧客要求的交貨期也相應(yīng)的越來(lái)越短；因此，高速生產(chǎn)技術(shù)得到了普遍應(yīng)用，即要求實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的高速化。又由于在產(chǎn)品的制造過(guò)程中，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方式和品種經(jīng)常改變，從而使各種柔性化的加工和裝配設(shè)備得到了廣泛應(yīng)用；因 此，生產(chǎn)過(guò)程應(yīng)能夠適應(yīng)這種變化，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的柔性化。２０世紀(jì)９０年代以來(lái)，為了降低制造成本及各種運(yùn)輸費(fèi)用，提高自身抵抗風(fēng)險(xiǎn)的能力，各個(gè)小型制造企業(yè)開(kāi)始紛紛聯(lián)合組成集團(tuán)公司，制造企業(yè)呈現(xiàn)越來(lái)越多的集中和并購(gòu)，制造業(yè)的市場(chǎng)集中度也得到了進(jìn)一步提高；然而，在全球經(jīng)濟(jì)中，一個(gè)國(guó)家的制造業(yè)欲獲得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，需要扎根于全球的中小企業(yè)集群，并選擇在地理位置上的有機(jī)集聚，通過(guò)不斷創(chuàng)新贏得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。隨著當(dāng)前綠色制造和循環(huán)制造概念的提出，制造業(yè)應(yīng)不僅考慮產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，還應(yīng)考慮從市場(chǎng)調(diào)研開(kāi)始到售后服務(wù)，再到產(chǎn)品報(bào)廢回收，以及循環(huán)使用的產(chǎn)品整個(gè)生命周期或多個(gè)生命周期。制造業(yè)的目標(biāo)將從注重?cái)?shù)量和質(zhì)量轉(zhuǎn)向服務(wù)，在個(gè)性化和多樣化需求條件下，充分體現(xiàn)以顧客為中心，全方位為顧客和社會(huì)服務(wù)的精神。為了獲得顧客的滿意，企業(yè)提供給顧客的不只是單一的產(chǎn)品，還是一種將服務(wù)和產(chǎn)品緊密聯(lián)系在一起的全面解決方案。從某種意義上說(shuō)，顧客的滿意程度還取決于企業(yè)提供的產(chǎn)品和服務(wù)給顧客增加的價(jià)值。3先進(jìn)制造技術(shù)的核心技術(shù)《先進(jìn)制造技術(shù)導(dǎo)論》 91制造領(lǐng)域廣泛使用的是正向工程，即根據(jù)產(chǎn)品總的功能要求，通過(guò)概念設(shè)計(jì)。以工程圖或一些模型表示，并制定出加工方案，然后利用各種設(shè)備和手段制造出產(chǎn)品。在正向工程中，概念設(shè)計(jì)是一種創(chuàng)造性思維過(guò)程，也是產(chǎn)品設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。創(chuàng)造性思維要求充分發(fā)揮設(shè)計(jì)人員的創(chuàng)造能力,從無(wú)到有創(chuàng)造一個(gè)全新方案，正向工程需要經(jīng)過(guò)試驗(yàn)中試、小批量生產(chǎn)等過(guò)程，產(chǎn)品從概念設(shè)計(jì)走向市場(chǎng)需要很長(zhǎng)的時(shí)間。 并行工程并行工程是指在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段就并行地進(jìn)行工藝準(zhǔn)備和生產(chǎn)準(zhǔn)備。并行工程是伴隨著計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)發(fā)展起來(lái)的，它要求產(chǎn)品的設(shè)計(jì)人員與其他人員一起工作。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段就考慮從概念形成到產(chǎn)品報(bào)廢處理各階段的所有因素。并行工程是一種設(shè)計(jì)思想，更是一門(mén)管理技術(shù)。并行工程有這樣幾個(gè)顯著特點(diǎn)：第一，要求不同專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員協(xié)同工作，特別強(qiáng)調(diào)團(tuán)隊(duì)工作精神；第二，強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品的其他過(guò)程與產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程并行進(jìn)行，特別強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品的生產(chǎn)準(zhǔn)備過(guò)程與產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程并行進(jìn)行，即在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的同時(shí)進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)； 第三，強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程的系統(tǒng)性。在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程中要綜合考慮產(chǎn)品的質(zhì)量、成本、生產(chǎn)進(jìn)度等因素；第四，及時(shí)對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案進(jìn)行審查，并反饋給設(shè)計(jì)人員，盡可能將產(chǎn)品設(shè)計(jì)的缺陷消滅在萌芽之中。正確運(yùn)用并行工程的思想，有利于縮短新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和上市的時(shí)間，有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量和降低成本。精度設(shè)計(jì)通過(guò)適當(dāng)選擇零部件的加工精度和裝配精度。在保證產(chǎn)品精度要求的前提下，使其制造成本最小。機(jī)械產(chǎn)品的性能(精度、振動(dòng)、噪聲等)與其零件的幾何精度(尺寸公差、形位公差、表面粗糙度)有著密切關(guān)系。一般可以通過(guò)控制零部件的幾何精度改善產(chǎn)品性能。產(chǎn)品及其零部件的精度水平與制造成本密切相關(guān)，精度要求越高，其制造成本越高，但是在精度較低的區(qū)間提高精度，其制造成本增加的幅度不大，而在精度較高的區(qū)間提高精度,其制造成本會(huì)成倍地增加。所以，一些機(jī)械產(chǎn)品都存在一種較為經(jīng)濟(jì)的精度區(qū)間。另一方面，在確定了產(chǎn)品精度后，需要在各種零部件之間和各道制造工序之間進(jìn)行精度分配。因此,，確定產(chǎn)品的精度以及在零部件之間和加工工序之間進(jìn)行精度分配，都是產(chǎn)品精度設(shè)計(jì)的任務(wù)。現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品一般都是由許多零部件組成的復(fù)雜系統(tǒng)，其中某一零部件失效就可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)失效。產(chǎn)品(或系統(tǒng))在運(yùn)行過(guò)程中失效時(shí)間完全是隨機(jī)的，需要通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)與統(tǒng)計(jì)分析才能找到它的規(guī)律。產(chǎn)品(或系統(tǒng))的可靠性指標(biāo)主要有可靠度?？煽啃栽O(shè)計(jì)就是在滿足產(chǎn)品(系統(tǒng))功能、成本等要求的同時(shí)，根據(jù)產(chǎn)品(零件系統(tǒng))的失效規(guī)律確定產(chǎn)品的可靠度平均故障間隔、故障率等可靠性指標(biāo)。與精度設(shè)計(jì)類(lèi)似，可靠性設(shè)計(jì)也需要考慮產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)可靠度和在零部件之間進(jìn)行可靠度分配。產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方案往往不是唯一的，從多個(gè)設(shè)計(jì)方案中尋找盡可能好的或者最優(yōu)方案的過(guò)程稱(chēng)為優(yōu)化設(shè)計(jì)。由于計(jì)算方法和計(jì)算手段的發(fā)展，產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化成為產(chǎn)品設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)?，F(xiàn)代產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計(jì)是以數(shù)學(xué)規(guī)劃為理論基礎(chǔ)，以計(jì)算機(jī)為工具，在有約束的條件下尋求滿足預(yù)定目標(biāo)的方案設(shè)計(jì)過(guò)程。產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計(jì)的難點(diǎn)在于建立優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型，即將產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案抽象成一個(gè)有約束的單目標(biāo)數(shù)學(xué)規(guī)劃問(wèn)題。優(yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)規(guī)劃的求解一般都有比較成熟的應(yīng)用程序，工程設(shè)計(jì)人員不必親自設(shè)計(jì)計(jì)算程序。4結(jié)論總之，重視制造業(yè)和先進(jìn)制造技術(shù)已成為全球化的大趨勢(shì)。先進(jìn)制造技術(shù)不是一項(xiàng)具體技術(shù)，而是利用系統(tǒng)工程技術(shù)將各種相關(guān)技術(shù)集成的一個(gè)有機(jī)整體；先進(jìn)制造技術(shù)是一種動(dòng)態(tài)技術(shù)，而不是一成不變的，它需要不斷吸收各種高新技術(shù)成果，并將其滲透到產(chǎn)品的所有領(lǐng)域，結(jié)合成一個(gè)有機(jī)整體，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔和靈活的生產(chǎn)；先進(jìn)制造技術(shù)的目的是提高制造業(yè)的綜合效益，其不摒棄傳統(tǒng)技術(shù)，而是有賴(lài)于不斷用科技新手段去研究它和傳承它，并應(yīng)用科技新成果去改造它和充實(shí)它；先進(jìn)制造技術(shù)在強(qiáng)調(diào)環(huán)境保護(hù)的同時(shí)，還強(qiáng)調(diào)各專(zhuān)業(yè)學(xué)科之間的相互滲透、融合和淡化，并消除其間的界限。我國(guó)先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展應(yīng)結(jié)合自身的特點(diǎn)，形成特色，大力發(fā)展一些關(guān)鍵前沿技術(shù)，比如新一代材料成型技術(shù)、微米及納米技術(shù)、快速原型制造以及智能制造等。在不久的將來(lái)，先進(jìn)制造技術(shù)將得到更大的發(fā)展和壯大，發(fā)展和應(yīng)用先進(jìn)制造技術(shù)是每個(gè)國(guó)家為提高企業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力和技術(shù)創(chuàng)新能力的必然選擇。參考文獻(xiàn)[1]周榮新，尤飛．２１世紀(jì)中國(guó)的先進(jìn)制造技術(shù)［Ｊ］． 江蘇技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報(bào)，２００３，９（４）：《先進(jìn)制造技術(shù)導(dǎo)論》 １１０－１１４． [2]徐健，楊林，徐慧．先進(jìn)制造技術(shù)為制造業(yè)帶來(lái)精彩［Ｊ］．機(jī)械制造自動(dòng)化，２００５，３４（４）：７－１１ [3]隋廣洲，弓滿鋒，李忠．論先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)及特征［Ｊ］．新技術(shù)新工藝，２０１２（６），７－１１． [4]Qiao B, Zhu based manufacturing system for the 21stcentury, forum of shapingthe future, EXPO 2000, Hannover.[5]李亨昭，邱敬之，戚法云．先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)與戰(zhàn)略設(shè)想［Ｊ］．電子機(jī)械工程，２０００，８４（２）：３－６．[6]Sun Zhijun, Zhu Jianying, Qiao Bing, Agenetic algorithm based approach to theintelligent optimization for schedulingmultiResource manufacturing[ C ].ICME2000, Shanghai, China.[7] Zhang L Y, ZhouR R, Zhu surface fitting to arbitrary