【正文】 ，現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)在吸收計算機集成制造系統(tǒng)的優(yōu)秀成果的基礎上，繼續(xù)推動并行工程、虛擬制造、敏捷制造和動態(tài)聯(lián)盟的研究工作深入進行，并不斷吸收先進制造技術中的成功經(jīng)驗和先進思想，將它們進行推廣應用，由此使現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)成為先進制造技術的核心。3）我國現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的發(fā)展策略在市場競爭的推動下，先進制造技術發(fā)展十分迅速，新思想、新概念層出不窮，通過對現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)與先進制造技術關系的分析，我們認為在制定我國現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的發(fā)展策略時，應該注重以人為本的思想，運用并行工程的哲理，使各種先進制造技術相互銜接、協(xié)調(diào)發(fā)展，并不斷吸收先進制造技術的成熟成果，為先進制造技術在我國的廣泛應用起到促進的作用。目前，在美國并行工程已到了推廣應用階段，在虛擬制造方面也有商品化軟件投入市場，在這方面我們存在巨大的差距，主要表現(xiàn)在：研究工作方面，科研經(jīng)費緊缺，科研力量分散，科研成果難以推廣應用，人才流失嚴重；企業(yè)方面，企業(yè)的整體素質(zhì)不高，管理工作落后，科研能力薄弱，當面臨國際競爭時大多難以為繼，很難在現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)方面花費過多，而且受企業(yè)人員素質(zhì)的制約，一些先進的技術還不易取得立竿見影的效果，這些都挫傷了企業(yè)應用先進制造技術的熱情；國家政策方面，雖然國家對制造業(yè)十分重視，但是，由于我國當前正處在改革過程中，多種機制同時運行，多方利益難以協(xié)調(diào)，在資金使用上往往顧此失彼，而且國家財政困難，也難以使用重金支持現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的研究。綜上所述，發(fā)展我國的現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)應該以企業(yè)的需求為動力，通過政府的政策和計劃的協(xié)調(diào)，繼續(xù)深入開展并行工程、虛擬制造、敏捷制造和綠色制造的研究與應用，并利用分布式網(wǎng)絡化研究中心，組織各地區(qū)的科研力量，集中突破與現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)密切相關的如STEP標準的應用、CORBA規(guī)范的推廣、企業(yè)過程重構理論的研究等具有重大戰(zhàn)略意義的理論研究工作，逐步使現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)成為我國制造業(yè)的靈魂。第四篇：先進制造技術一、簡述機械制造業(yè)的變革及挑戰(zhàn)。（10分）機械制造業(yè)的變革：面對越來越激烈的國際市 場競爭，我國機械制造業(yè)面臨著嚴峻的挑戰(zhàn)。我們在技術上已經(jīng)落后，加上資金不足，資源短缺，以及管理體制和周圍環(huán)境還存在許多問題，需耍改進和完善，這些 都給我們迅速趕超世界先進水平帶來極大的困難。，對外開放的不斷擴大，為我國機械制造業(yè)的振興和發(fā)展提供了前所未有的 良好條件機械制造業(yè)作為一個傳統(tǒng)的領域已經(jīng)發(fā)展了很多年，積累了不少理論和實踐經(jīng)驗，但隨著社會的發(fā)展，人們的生活水平日益提高，各個方面的個性化需求越加強烈。作為已經(jīng)深入到各行各業(yè)并已成為基礎工業(yè)的機械制造業(yè)面臨著嚴峻的挑戰(zhàn)。機械制造技術的發(fā)展趨勢可以概括為：（1）機械制造自動化。（2）精密工程。（3）傳統(tǒng)加工方法的改進與非傳統(tǒng)加工方法的發(fā)展。機械制造自動化技術始終是機械制造中最活躍的一個研究領域，也是制造企業(yè)提高生產(chǎn)率和贏得市場競爭的主要手段。一、集成化計算機集成制造（CIMS）被認為是21世紀制造企業(yè)的主要生產(chǎn)方式。CIMS作為一個由若干個相互聯(lián)系的部分（分系統(tǒng)）組成，通?？蓜澐譃?部分：（MIS）（MAS）4． 質(zhì)量信息分系5． 計算機網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)庫分系統(tǒng)（Network amp。 DB）二、智能化智能制造系統(tǒng)可被理解為由智能機械和人類專家共同組成的人機一體化智能系統(tǒng)，該系統(tǒng)在制造過程中能進行智能活動，如分析、推理、判斷、構思、決策等。在智能系統(tǒng)中，“智能”主要體現(xiàn)在系統(tǒng)具有極好的“軟”特性（適應性和友好性）。三、敏捷化 敏捷制造是以競爭力和信譽度為基礎，選擇合作者組成虛擬公司，分工合作，為同一目標共同努力來增強整體競爭能力。為了達到快速應變能力，虛擬企業(yè)的建立是關鍵技術，其核心是虛擬制造技術，即敏捷制造是以虛擬制造技術為基礎的。實現(xiàn)敏捷制造的技術基礎包括：1． 大范圍的通訊基礎結構，要求在全國范圍內(nèi)建立工廠信息網(wǎng)絡和準時信息系統(tǒng)（JustInTimeInformation）。2． 柔性化、模塊化的產(chǎn)品設計方法。3． 高柔性、模塊化、可伸縮的制造系統(tǒng)。4． 為定單而設計、制造的生產(chǎn)方式。5． 基于任務的組織與管理。6． 基于信任的雇傭關系。四、虛擬化虛擬制造”的概念于20世紀90年代初期提出。虛擬制造以系統(tǒng)建模和計算機仿真技術為基礎，集現(xiàn)代制造工藝、計算機圖形學、信息技術、并行工程、人工智能、多媒體技術等高新技術為一體，是一項由多學科知識形成的綜合系統(tǒng)技術。虛擬制造利用信息技術、仿真計算機技術對現(xiàn)實制造活動中的人、物、信息及制造過程進行全面的仿真，以發(fā)現(xiàn)制造中可能出現(xiàn)的問題，在產(chǎn)品實際生產(chǎn)前就采取預防的措施，從而達到產(chǎn)品一次性制造成功，來達到降低成本、縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，增強產(chǎn)品競爭力的目的。五、清潔化清潔生產(chǎn)是指：將綜合預防的環(huán)境戰(zhàn)略，持續(xù)應用于生產(chǎn)過程和產(chǎn)品中，以便減少對人類和環(huán)境的風險。清潔生產(chǎn)的兩個基本目標是資源的綜合利用和環(huán)境保護。對生產(chǎn)過程而言，清潔生產(chǎn)要求滲透到從原材料投入到產(chǎn)出成品的全過程，包括節(jié)約原材料和能源，替代有毒的原材料和短缺資源，二次能源和再生資源的利用，改進工藝及設備，并將一切排放物的數(shù)量與毒性削減在離開生產(chǎn)過程之前。對于產(chǎn)品而言，清潔生產(chǎn)覆蓋構成產(chǎn)品整個生命周期的各個階段，即從原材料的提取到產(chǎn)品的最終處理，包括產(chǎn)品的設計、生產(chǎn)、包裝、運輸、流通、銷售及報廢等，合理利用資源，并最大限度地減少對人類和環(huán)境的不利影響。機械制造業(yè)的挑戰(zhàn)： 面對21世紀世界經(jīng)濟一體化的挑戰(zhàn)，機械制造業(yè)存在的主要問題有以下幾個方面： 1．合資帶來的憂愁改革開放以來，我國大量引進技術和技術裝備使機械制造業(yè)有了長足的發(fā)展，大型跨國公司紛紛進軍殺入國內(nèi)機械工業(yè)市場，主要集中在汽車、電工電器、文化辦公設備、儀器儀表、通用機械和工程機械等領域，這幾個行業(yè)約占機械工業(yè)外商直接投資金額的80％。存在著許多技術黑洞中國的機械制造業(yè)除了面臨“外敵”之外，自身也存在著諸多問題。整個工業(yè)制造設備的骨干都是外國產(chǎn)品，這暴露了我國工業(yè)化的虛弱性。機械制造業(yè)是一個國家的脊椎和脊柱，中國今后如果不把腰桿鍛煉硬了，挺直了，那么整個經(jīng)濟和國防都是虛弱的。機械制造業(yè)落后近30年機械制造產(chǎn)業(yè)在我國還處于起步階段，但在歐美等發(fā)達國家，已經(jīng)成為整個產(chǎn)業(yè)鏈上重要的一環(huán)，由于其具有對資源的循環(huán)利用、性價比高等優(yōu)點，在西方發(fā)達國家應用已經(jīng)比較普遍，但在我國機械市場中，機械制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展卻遇到了一系列現(xiàn)實挑戰(zhàn)。相比歐美等發(fā)達國家來說，業(yè)內(nèi)人士普遍認為，技術黑洞的形成與國家的重視程度、投入密切相關。國家在過失的二十多年來忽視了發(fā)展機械行業(yè)，在政策、資金等方面都出現(xiàn)了偏差，從政策方面來看，國家大的政策是在鼓勵企業(yè)加強對資源的循環(huán)利用，但相關配套政策規(guī)定的不夠健全，使得工程機械制造產(chǎn)業(yè)在國內(nèi)發(fā)展遭遇了現(xiàn)實尷尬。如制造產(chǎn)品被歸屬舊件回收，沒有增值稅發(fā)票，不能享受增值稅抵扣政策，也不能減免制造企業(yè)增值稅，這給企業(yè)的發(fā)展帶來較大的阻礙。綜上所述，機械制造業(yè)的發(fā)展方向是將傳統(tǒng)的制造技術與現(xiàn)代信息技術、管理技術、自動化技術、系統(tǒng)工程技術進行有機的結合，通過計算機技術是企業(yè)產(chǎn)品在全生命周期中有關的組織、經(jīng)營、管理和技術有機集成和優(yōu)化運行，在企業(yè)產(chǎn)品全生命周期中實現(xiàn)信息化、智能化、集成優(yōu)化達到產(chǎn)品上市快、服務好、質(zhì)量優(yōu)成本低的目的，進而提高企業(yè)的柔性、健壯性和敏捷性，是企業(yè)在激烈的市場競爭中立于不敗之地。二、簡述先進制造技術的定義、特點和發(fā)展趨勢。（10分）定義：先進制造技術(Advanced Manufacturing Technology，簡稱為AMT）是指微電子技術、自動化技術、信息技術等先進技術給傳統(tǒng)制造技術帶來的種種變化與新型系統(tǒng)。具體地說，就是指集機械工程技術、電子技術、自動化技術、信息技術等多種技術為一體所產(chǎn)生的技術、設備和系統(tǒng)的總稱。特點：、產(chǎn)品開發(fā)及工藝設計、生產(chǎn)準備、加工制造、售后服務等產(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)濟效益和社會效益，是面向工業(yè)應用的技術。、信息技術、傳感技術、自動化技術、新材料技術和現(xiàn)代系統(tǒng)管理技術在產(chǎn)品設計、制造和生產(chǎn)組織管理、銷售及售后服務等方面的應用。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。，隨著全球市場競爭越來越激烈，先進制造技術要求具有世界先進水平，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。，同時吸收各種高新技術成果，滲透到產(chǎn)品生產(chǎn)的所有領域及其全部過程，從而形成了一個完整的技術群，具有面向21世紀新的技術領域。發(fā)展趨勢：計算機技術、自動控制理論、數(shù)控技術、機器人、CAD/CAM技術、CIM技術以及網(wǎng)絡通信技術等在內(nèi)的信息自動化技術的迅猛發(fā)展，為先進制造技術的發(fā)展和應用提供了日益增多的高效能手段。（一）工業(yè)應用的技術，機械、電子、信息、材料及能源技術成果，綜合應用于制造過程。（Numerical Control），簡稱數(shù)控（NC），是用數(shù)字量及字符作為加工的指令，實現(xiàn)自動控制的技術。服了傳統(tǒng)機械加工的缺點。（CAD/CAM），是計算機輔助設計依托強大軟件來完成產(chǎn)品設計中的建模、解算、分析、虛擬模擬、加工模擬、制圖、數(shù)控編程、編制工藝文件等工作。，尺寸精度、表面粗糙度和某些特殊要求越來越高，工件材料越來越硬，加工表面越來越復雜，傳統(tǒng)的加工方法已不能滿足生產(chǎn)的需要，人們探索利用電、磁、聲、光、化學等能量或?qū)⒍喾N能量組合施加在工件的被加工部位，實現(xiàn)材料去除、變形、改變性能或被鍍覆等非傳統(tǒng)加工方法，這些方法統(tǒng)稱為特種加工。（二）制造業(yè)綜合自動化，信息技術、自動化技術、現(xiàn)代企業(yè)管理技術的有機結合。，計算機控制的可再編程的多功能操作器，又稱工業(yè)機器人。它能在三維空間內(nèi)完成多種操作。，人們用大批量生產(chǎn)的組織形式以高效的生產(chǎn)設備、高效的工藝技術去制造單件小批的零件，降低生產(chǎn)成本，成組技術（Group Technology簡稱GT）就應運而生。（FMSFlexible Manufacturing System），是以計算機為控制中心實現(xiàn)自動完成工件的加工、裝卸、運輸、管理的系統(tǒng)。它具有在線編程、在線監(jiān)測、修復、自動轉(zhuǎn)換加工產(chǎn)品品種的功能。柔性制造系統(tǒng)具有：高柔性，在線編程使計算機響應進行控制高自動化設備工作；高效率，合理控制設備的切削用量實現(xiàn)高效加工。（三）系統(tǒng)管理技術，制造業(yè)綜合自動化、過程工業(yè)綜合自動化、系統(tǒng)技術等綜合應用于制造全過程，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活生產(chǎn)，獲得理想技術經(jīng)濟效果。（Concurrent Engineering），簡稱（CE）是對產(chǎn)品及其設計過程和制造過程進行并行、集成設計的一種系統(tǒng)化工作模式，這種模式使產(chǎn)品開發(fā)人員從一開始就考慮到從概念形成到產(chǎn)品報廢的全生產(chǎn)周期中的所有因素，包括加工的質(zhì)量、成本、進度和產(chǎn)品的技術性能及使用性能需求等，減少加工制造中可能出現(xiàn)的問題，加速產(chǎn)品開發(fā)過程，縮短開發(fā)周期。（Virtual Manufacturing），簡稱（VM）利用計算機技術、建模技術、信息處理技術、仿真技術對現(xiàn)實制造活動中的人、物、信息及制造過程進行全面的仿真模擬，以發(fā)現(xiàn)設計或制造中出現(xiàn)的問題，在產(chǎn)品實際生產(chǎn)前就改進完成，省略了產(chǎn)品的開發(fā)研制階段，達到降低設計和生產(chǎn)成本，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，增強產(chǎn)品競爭力的目的。（Computer Integrated Manufacturing Systen），簡稱（CIMS）是在自動化技術、信息技術及制造技術的基礎之上，通過計算機網(wǎng)絡及數(shù)據(jù)庫，將分散的自動化系統(tǒng)有機的集成起來，完成從原材料采購到產(chǎn)品銷售的一系列生產(chǎn)過程的高效益、高柔性的先進制造系統(tǒng)。三、現(xiàn)代設計技術的核心因素及發(fā)展特點有哪些？ 列舉一些主要設計技術方法。（15分）現(xiàn)代設計技術的核心因素：質(zhì)量、時間和成本。質(zhì)量：滿足用戶功能要求，符合有關法律、標準和生態(tài)環(huán)境要求，安全性、可靠性、合理壽命，方便使用和維護保養(yǎng)，用戶培訓、質(zhì)量保證和維修服務。成本：產(chǎn)品成本、合理利潤、一次性安裝費用和經(jīng)常性維修費用。時間：設計開發(fā)的周期，供貨的時間、方式等方面的適應能力?，F(xiàn)代設計技術的特點：（1）系統(tǒng)性強調(diào)用系統(tǒng)的觀點處理設計問題。整體上把握涉及對象，考慮對象與人、環(huán)境的聯(lián)系。（2）動態(tài)性要考慮產(chǎn)品的靜態(tài)特性，和實際工作狀態(tài)下的動態(tài)特性，考慮與周圍環(huán)境的物資、能量及信息的交互。（3）創(chuàng)造性是建立在先進的設計理論及工具，能充分發(fā)揮設計者的創(chuàng)造性思維，運用各種手段和方法，開發(fā)出創(chuàng)造性的產(chǎn)品。（4）計算機化計算機已滲透到產(chǎn)品設計的各個環(huán)節(jié)，充分利用計算機的數(shù)值計算、嚴密的邏輯思維能力和巨大的信息存儲及處理能力：優(yōu)化設計、有限元分析和系統(tǒng)仿真等。（5）并行化、最優(yōu)化、虛擬化和自動化強調(diào)的是設計過程。綜合考慮產(chǎn)品全生命周期中的所有因素，強調(diào)并行設計。在設計過程中，用優(yōu)化的理論與技術，對產(chǎn)品進行方案優(yōu)選、結構優(yōu)選和參數(shù)優(yōu)選，達到整體優(yōu)化。自動化主要依靠計算機輔助設計技術和自動建模技術。（6）主動性現(xiàn)代設計在設計初期，就對產(chǎn)品全生命周期的各種可能做出準確預測，減少故障的發(fā)生，體現(xiàn)了主動性。主要設計技術方法：并行設計是一種對產(chǎn)品及其相關過程(包括設計制造過程和相關的支持過程)進行并行和集成設計的系統(tǒng)化工作模式。強調(diào)產(chǎn)品開發(fā)人員一開始就考慮產(chǎn)品從概念設計到消亡的整個生命周期里的所有相關因素的影響，把一切可能產(chǎn)生的錯誤、矛盾和沖突盡可能及早地發(fā)現(xiàn)和解決，以縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、降低產(chǎn)品成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量。二、虛擬設計在達到產(chǎn)品并行的目的以后，為了使產(chǎn)品一次設計成功，減少反復，往往會采用仿真技術，而對機電產(chǎn)品模型的建立和仿真又屬于是虛擬設計的范疇。虛擬設計能實現(xiàn)在產(chǎn)品加工制造之前，建立產(chǎn)品的功能、結構模型，并能對其進行修改和評審，以滿足不同客戶的要求。三、綠色設計綠色設計是指以環(huán)境資源保護為核心概念的設計過程，其基本思想就是在設計階段就將環(huán)境因素和預防污染的措施納人產(chǎn)品設計之中，將環(huán)境性能作為產(chǎn)品的設計目標和出發(fā)點，力求使產(chǎn)品對環(huán)境的影響為最小。四、可靠性設計機電產(chǎn)品的可靠性設計可定義為:產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力?？煽啃栽O計是以概率論為數(shù)學基礎，從統(tǒng)計學的角度去觀察偶然事件，