【正文】 型材料加工技術(shù)、清潔能源、環(huán)境科學(xué)等結(jié)合而成，涉及多學(xué)科交叉、集成與融合，對(duì)應(yīng)于先進(jìn)制造技術(shù)中的主體技術(shù)和管理技術(shù)；第三層（外層）為先進(jìn)制造模式／系統(tǒng)（集成技術(shù)），是由先進(jìn)制造單元技術(shù)和組織管理等 融合而成的現(xiàn)代集成制造模式，強(qiáng)調(diào)技術(shù)系統(tǒng)和社會(huì)系統(tǒng)的協(xié)同與融合 。 6 第 2 章 先進(jìn)制造技術(shù)與新工業(yè)革命 先進(jìn)制造技術(shù)的概念、內(nèi)涵及主要內(nèi)容 先進(jìn)制造技術(shù)（ advanced manufacturing technology 簡稱 AMT）是美國在20 世紀(jì) 80 年代末提出的概念，是作用于產(chǎn)品整個(gè)壽命周期的所有實(shí)用技術(shù)的總稱，主要是指在當(dāng)今技術(shù)條件下能顯著提高企業(yè)的設(shè)計(jì)、加工、檢測(cè)、物料儲(chǔ)運(yùn)、營銷和生產(chǎn)管理等方面能力的設(shè)備，計(jì)算機(jī)軟硬件和管理方法，其涉及制造技術(shù)的各個(gè)方面，包括工程設(shè)計(jì)、制造自動(dòng)化、制造工藝技術(shù)、現(xiàn)代管理技術(shù)以及相關(guān)的支持環(huán)境和條件。 （ 4） 發(fā)展我國先進(jìn)制造技術(shù)的關(guān)鍵前沿技術(shù) 。 擬實(shí)施和上馬的項(xiàng)目必須根據(jù)企業(yè)總體規(guī)劃進(jìn)行嚴(yán)格論證。 人是技術(shù)的主體，沒有高素質(zhì)的人才， 再好的技術(shù)也會(huì)被束之高閣。對(duì)涉及面廣、技術(shù)難度大的技術(shù)， 其研究及推 廣應(yīng)用需要投入大量的 力、物力及資金。發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)要結(jié)合國情，突出重點(diǎn)，在吸收世界各國經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上， 走一條具有自身特點(diǎn)的道路。但是與制造業(yè)發(fā)達(dá)國家和地區(qū)相比，國內(nèi)的先進(jìn)制造技術(shù)的研發(fā)與市場(chǎng)拓展還不均衡。很多新材料的配制和成型是同時(shí)完成的，很難劃清材料應(yīng)用與制造技術(shù)的界限。先進(jìn)制造技術(shù)的不斷發(fā)展，使得冷、熱加工之間， 加工、檢測(cè)、物流和裝配過程之間，設(shè)計(jì)、材料應(yīng)用和加工制造之間的界限也逐漸淡 化，逐步走向一體化。在不久的將來，為應(yīng)對(duì)大量復(fù)雜信息的處理、瞬息萬變的市場(chǎng)需求和激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭，智能制造會(huì)越來越受到重視。 智能化是發(fā)展的前景 以智能機(jī)器人和人類專家共同組成的人機(jī)一體化智能系統(tǒng)，使制造系統(tǒng)具有自適應(yīng)能力、自學(xué)習(xí)能力和自組織能力，能極大地提高 系統(tǒng)的響應(yīng)速度和決策水平。 5 綠色化是發(fā)展的方向 綠色制造是一個(gè)綜合考慮環(huán)境影響因素和資源效率的現(xiàn)代化制造模式，當(dāng)前日趨嚴(yán)格的環(huán)境與資源的約束使綠色制造業(yè)顯得越來越重要，綠色制造技術(shù)也將獲得快速的發(fā)展。 網(wǎng)絡(luò)化是發(fā)展的道路 隨著網(wǎng)絡(luò)化的進(jìn)一步普及，各種網(wǎng)上銷售和網(wǎng)上購物正在悄然進(jìn)入人們的生活當(dāng)中，網(wǎng)絡(luò)化已經(jīng)成為先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的必由之路，這必將導(dǎo)致新的制造模式，即虛擬制造組織，形成動(dòng)態(tài)的虛擬企業(yè)或企業(yè)聯(lián)盟。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。對(duì)全球制造業(yè)而言，在數(shù)字制造環(huán)境下，用戶借助網(wǎng)絡(luò)發(fā)布信息，各類企業(yè)通過電子商務(wù)實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，形成動(dòng)態(tài)聯(lián)盟，迅速協(xié)同設(shè)計(jì)并制造出相應(yīng)的產(chǎn)品。 先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 數(shù)字化制造技術(shù) 數(shù)字化制造技術(shù)是支持信息化和知識(shí)化制造業(yè)的技術(shù)，是先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的核心， 包括以設(shè)計(jì)為中心、以控制為中心和以管理為中心的數(shù)字制造。這些措施收到了良好的效果，使制造水平大幅度提高。我國政府和企業(yè)界投入巨資，組織大量專家進(jìn)行研究和分析，得出的結(jié)論是振興中國經(jīng)濟(jì)的出路在于振興美國的制造業(yè)，經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭歸根到底是制造技術(shù)和制造能力的競(jìng)爭。我國尚處在單機(jī)自動(dòng)化、剛性自動(dòng)化階段，柔性制造單元和系統(tǒng)僅在少數(shù)企業(yè)使用。我國普及率不高，尚在開發(fā)、掌握之4 中。我國采用 CAD/CAM 技術(shù)的比例較低。我國只有少數(shù)大型企業(yè)局部采用了計(jì)算機(jī)輔助管理，多數(shù)小型企業(yè)仍處于經(jīng)驗(yàn)管理階段。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。為了提高自身抵抗風(fēng)險(xiǎn)的能力，各個(gè)小型制造企業(yè)開始紛紛聯(lián)合組成集團(tuán)公司，制造企業(yè) 呈現(xiàn)越來越多的集中和并購，制造業(yè)的 市場(chǎng)集中度也得到了進(jìn)一步提高。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)過程的高速化。 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 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)。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)品越來越多，產(chǎn)品的多樣化特征 也越來越明顯。 21 世紀(jì)是國際化的大市場(chǎng)，世界各國市場(chǎng)競(jìng)相向國外開放，促成制造業(yè)競(jìng)爭的國際化，主要反映在使制造業(yè)的資源配置由一 國范圍擴(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。它不局限于制造工藝 ,而是覆蓋了市場(chǎng)分析、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工和裝配、銷售、維修、服務(wù) ,以及回收再生的全過程。先進(jìn)制造技術(shù)把這三個(gè)矛盾有機(jī)結(jié)合起來，使三者達(dá)到了統(tǒng)一。因3 此，市場(chǎng)競(jìng)爭的核心是如何提高生產(chǎn)率。目的是要提高制造業(yè)的綜合經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。 我國先進(jìn)制造技術(shù)的現(xiàn)狀 先進(jìn)制造技術(shù)是制造技術(shù)的最新發(fā)展階段，是由傳統(tǒng)的制造技術(shù)發(fā)展起來的，既保持了過去制造技術(shù)中的有效要素，又要不斷吸收各種高新技術(shù)成果，并滲透到產(chǎn)品生產(chǎn)的所有領(lǐng)域及其全部過程。 2021 年 ,美國洛克希德 馬丁公司提出了 F22 飛機(jī)研制的虛擬工廠概念 , 打通了從設(shè)計(jì) 、 生產(chǎn)到管理的全數(shù)字化信息流 。 2021 年 1 月 ,歐洲聯(lián)盟公布了“第五框架計(jì)劃 (2021～ 2021)” ,將虛擬網(wǎng)絡(luò)企業(yè)列入研究主題 2021 年 ,歐盟提出了“第六框架計(jì)劃 ” ,選定了需要重點(diǎn)攻關(guān) 的 7 大領(lǐng)域 ,其中包括信息和網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 。 20 世紀(jì) 90年代初 ,美國政府提出“先進(jìn)制技 術(shù) ”計(jì)劃 ,將基于信息高速公路的敏捷制造作為美國 21 世紀(jì)的制造戰(zhàn)略。 盡管決定國家綜合競(jìng)爭力的因素有多種 ,但制造業(yè)的基礎(chǔ)地位不能忽視 。雇 傭了 75%的科學(xué)家和工程師進(jìn)行 90%的非軍事性的 Research and Development— 研制與開發(fā) ； 每 100 份工作支持著 60 個(gè)以上的非制造業(yè)職位 ； GNP 的 1/5(超過 1 兆美元 )為其它經(jīng)濟(jì)部門提供基本產(chǎn)品 。 一個(gè)國家只有生產(chǎn)得好 ,才能生活得好 。自從美國提出先進(jìn)制造技術(shù)這一概念以來，很快在日本、西歐各國以及亞洲新興工業(yè)國家做出了2 響應(yīng)，紛紛將先進(jìn)制造技術(shù)列為國家的高新技術(shù)和優(yōu)先發(fā)展項(xiàng)目，世界各國都已重視研究、應(yīng)用先進(jìn)制造技術(shù)。 其中，強(qiáng)調(diào)要促進(jìn)先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展，成立各種層次的先進(jìn)制造技術(shù)研究中心，并提出了一系列如并行工程、精益生產(chǎn)和敏捷制造等先進(jìn)制造技術(shù)的新理論，收效良好。 國外先進(jìn)制造技術(shù)的現(xiàn)狀 近些年來，世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的嚴(yán)峻事實(shí)使美國政府意識(shí)到，制造業(yè)是美國工業(yè)的基礎(chǔ)，政府必須介入工業(yè)技術(shù)的發(fā)展。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。 先進(jìn)制造技術(shù)為制造業(yè)注入活力 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。例如， 歷來重視產(chǎn)業(yè)技術(shù)的日本、澳大利亞和一些新興工業(yè)化國家。制造技術(shù)中確有“ 夕陽技術(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)爭力， 甚至還可能危害生態(tài)環(huán)境。1 第 1 章 緒論 先進(jìn)制造技術(shù)的背景 世界制造業(yè)及其格局的發(fā)展變化 近年來，隨著信息產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，制造技術(shù)中的某些技術(shù)已經(jīng)不再適應(yīng)高科技的快速發(fā)展，不能很好地融入信息化產(chǎn)業(yè)的大潮，缺乏市場(chǎng)競(jìng)爭力，甚至還可能危及生態(tài)環(huán)境。 許多人認(rèn)為制造業(yè)已成為“夕陽產(chǎn)業(yè)”。面臨劇烈的市場(chǎng)變化和技術(shù)競(jìng)爭，許多工業(yè)國家迅速調(diào)整其技術(shù)政策， 把提高市場(chǎng)競(jìng)爭力和增強(qiáng)綜合國力作為科技政策的核心。美、 英等國過去一貫主張，產(chǎn)業(yè)技術(shù)的 發(fā)展主要靠市場(chǎng)競(jìng)爭，由企業(yè)自由發(fā)展，政府不必介入。制造業(yè)絕不是“ 夕陽產(chǎn)業(yè)” 和“ 夕陽技術(shù)”，先進(jìn)制造技術(shù)是高技術(shù)的載體，沒有哪個(gè)工業(yè)發(fā)達(dá)國家不予以高度關(guān)注，先進(jìn)制造技術(shù)已經(jīng)成為全球制造業(yè)爭奪的市場(chǎng)焦點(diǎn)。 從本質(zhì)上看，信息技術(shù)＋傳統(tǒng)制造技術(shù)的發(fā)展＋ 自動(dòng)化技術(shù)＋現(xiàn)代管理技術(shù)就是先進(jìn)制造技術(shù)。 20 世紀(jì) 80 年代末期，美國根據(jù)本國制造業(yè)面臨的挑戰(zhàn)和機(jī)遇，為增強(qiáng)制造業(yè)競(jìng)爭力和促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)增長，采取了一系列措施，進(jìn)行了大規(guī)模的 21 世紀(jì)制造業(yè)的戰(zhàn)略研究，并首先提出了先進(jìn)制造技術(shù)的理念。緊接著，許多工業(yè)國家如日本、澳大利亞、西歐各國以及一些新興的工業(yè)化國家也都迅速調(diào)整其技術(shù)政策，開始重視研究和應(yīng)用先進(jìn)制造技術(shù)，將提高市場(chǎng)競(jìng)爭力和增強(qiáng)綜合國力作為科技決策的核心。 制造業(yè)在美國經(jīng)濟(jì)的重要性 強(qiáng)大的制造基礎(chǔ)對(duì)國家的經(jīng)濟(jì)和軍事力量是至關(guān)重要的 。 如美國 2100 萬就業(yè)者 (占總勞動(dòng)力的 17%)從事 20%～ 30%高報(bào)酬的工作 。 發(fā)達(dá)國家 先進(jìn)制造技術(shù) 發(fā)展戰(zhàn)略 工業(yè)發(fā)達(dá)國家都把先進(jìn)制造技術(shù)作為國家級(jí)關(guān)鍵技術(shù)和優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域 。 20 世紀(jì) 90年代以來 ， 各發(fā)達(dá)國家 ,如美國 、 日本 、 歐共體、德國等都針對(duì)先進(jìn)制造技術(shù)的研發(fā)提出了國家級(jí)發(fā)展計(jì)劃 ， 旨在提高本國制造業(yè)的國際競(jìng)爭能力。 1991 年美國里海大學(xué) (Lehigh University)提出“美國企業(yè)網(wǎng)” (FAN, Factory American Net )計(jì)劃 ,該計(jì)劃的目的是研究如何利用信息高速公路 ,把美國的制造企業(yè)聯(lián)系在一起 。 歐盟第六框架計(jì)劃的目的是 ,通過各種方法刺激信息技術(shù)的快速發(fā)展 ,加強(qiáng)信息的產(chǎn)業(yè)化 ,使所有歐洲公民從以信息和網(wǎng)絡(luò)為主體的知識(shí)社會(huì)和發(fā)展中獲益 。 總之 ,工業(yè)化國家大都把先進(jìn)制造技術(shù)作為本國的科技優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域和高技術(shù)的實(shí)施重點(diǎn) ； 發(fā)展中國家也十分重視制造業(yè)信息化 ,都把信息技術(shù)作為改造傳統(tǒng)企業(yè)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的主要戰(zhàn)略 ；新興工業(yè)化國家希望通過加快制造業(yè)信息化 ,躋身世界先進(jìn)行列 ,眾多發(fā)展中國家也希望以信息化推進(jìn)工業(yè)化 ,以縮小與先進(jìn)國家的差距 。先進(jìn)制造技術(shù)的應(yīng)用特別注意產(chǎn)生最好的實(shí)際效果，其目標(biāo)是為了提高企業(yè)競(jìng)爭和促進(jìn)國家經(jīng)濟(jì)和綜合實(shí)力的增長。在 20 世紀(jì) 70 年代以前，產(chǎn)品的技術(shù) 相對(duì)比較簡單，一個(gè)新產(chǎn)品上市，很快就會(huì)有相同功能的產(chǎn)品跟著上市。到了 20 世紀(jì) 80 年代以后，制造業(yè)要贏得市場(chǎng)競(jìng)爭的主要矛盾已經(jīng)從提高勞動(dòng)生產(chǎn)率轉(zhuǎn)變?yōu)橐詴r(shí)間為核心的時(shí)間、成本和質(zhì)量的三要素的矛盾。 我國先進(jìn)制造技術(shù)的特點(diǎn) 先進(jìn)制造技術(shù)是制造技術(shù)加信息技術(shù)和管理科學(xué) ,再加上有關(guān)的科學(xué)技術(shù)交融而形成的制造技術(shù)。其具有如下特點(diǎn)：（ 1）全球化。 （ 2）多樣化。（ 3）虛擬化