中國現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢(shì)(精選)

1、現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的現(xiàn)狀及趨勢(shì)現(xiàn)代制造技術(shù)的涵義相當(dāng)廣泛.一般認(rèn)為，現(xiàn)代制造技術(shù)是以傳 統(tǒng)制造技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)等現(xiàn)代高新技術(shù) 交叉融合的結(jié)果，是一個(gè)集機(jī)械，電子、信息、材料、能源與管理技 術(shù)于一體的新型交叉學(xué)科，它使制造技術(shù)的內(nèi)涵和水平發(fā)生了質(zhì)的變 化。因此，凡是那些能夠融合當(dāng)代科技進(jìn)步的最新成果，最能發(fā)揮人 和設(shè)備的潛力，最能體現(xiàn)現(xiàn)代制造水平并取得理想技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果的制 造技術(shù)均稱為現(xiàn)代制造技術(shù)，它給傳統(tǒng)的機(jī)械制造業(yè)帶來了勃勃生 機(jī)。1現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的現(xiàn)狀 1.1國外情況在產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面，普遍采用計(jì)算機(jī)輔助產(chǎn)品設(shè)計(jì)(cad)、計(jì)算機(jī) 輔助工程分析(cae)和計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)

2、；在加工技術(shù)方血，巳實(shí)現(xiàn)了 底層(車間層)的自動(dòng)化，包括廣泛地采用加工中心(或數(shù)控技術(shù))、自 動(dòng)引導(dǎo)小車(agv)等.近10余年來，發(fā)達(dá)國家主耍從具有全新制造理 念的制造系統(tǒng)口動(dòng)化方面尋找出路，提出了一系列新的制造系統(tǒng)。如 計(jì)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。1. 1. 1計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(cims)它是在自動(dòng)化技術(shù)、信息技術(shù)和制造技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過計(jì)算機(jī) 及其軟件，將制造廠全部生產(chǎn)活動(dòng)所需的各種分散的自動(dòng)化系統(tǒng)有機(jī) 地集成起來，是適合于多品種、中小批量生產(chǎn)的總體高效率、高柔性 的制造系統(tǒng)。首先在功能上，它包含了一個(gè)工廠的全部生產(chǎn)經(jīng)營活動(dòng), 即從市場(chǎng)預(yù)測(cè)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工工

3、藝、制造、管理至售后服務(wù)以及報(bào) 廢處理的全部活動(dòng).因此它比傳統(tǒng)的工廠自動(dòng)化的范圍要大得多，是 一個(gè)復(fù)雜的大系統(tǒng)，是工廠自動(dòng)化的發(fā)展方向。其次，在集成上，它 涉及的自動(dòng)化不是工廠各個(gè)環(huán)節(jié)自動(dòng)化的簡單疊加，而是在計(jì)算機(jī)網(wǎng) 絡(luò)和分布式數(shù)據(jù)庫支持下的有機(jī)集成。這種集成主要體現(xiàn)在以信息和 功能為特征的技術(shù)集成，即信息集成和功能集成。計(jì)算機(jī)集成制造系 統(tǒng)的核心技術(shù)是cad/cam技術(shù)。1. 1.2智能制造系統(tǒng)(tms)是指將專家系統(tǒng)、模糊邏輯、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等人工智能技術(shù)應(yīng)用 到制造系統(tǒng)中，以解決復(fù)雜的決策問題，提高制造系統(tǒng)的水平和實(shí)用 性。人工智能的作用是要代替熟練工人的技藝，學(xué)習(xí)工程技術(shù)人員的 實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)

4、和知識(shí)，并用于解決生產(chǎn)中的實(shí)際問題，從而將工人、工程 技術(shù)人員多年來積累起來的豐富而又寶貴的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)保存下來，在實(shí) 際的生產(chǎn)中長期發(fā)揮作用。智能制造系統(tǒng)的核心技術(shù)是人工智能。1.1.3并行工程(ce)又稱同步工程或同期工程，是針對(duì)傳統(tǒng)的產(chǎn) 品串行開發(fā)過程而提出的概念和方法.并行工程是集成地、并行地設(shè) 計(jì)產(chǎn)品及其相關(guān)各種過程的系統(tǒng)方法。該方法要求開發(fā)人員從設(shè)計(jì)開 始就考慮產(chǎn)品整個(gè)生命周期中的所有因素，包括產(chǎn)品制造工藝、質(zhì)量、 成本、進(jìn)度計(jì)劃和用戶耍求等。并行工程通過組成多學(xué)科的產(chǎn)品開發(fā) 群組協(xié)同工作，利用各種計(jì)算機(jī)輔助工具等手段，使產(chǎn)品開發(fā)的各個(gè) 階段，既有一定的時(shí)序又能并行，同時(shí)采用上、下游的

5、各種因素共同 決策產(chǎn)品開發(fā)各階段工作的方式，在產(chǎn)品開發(fā)的早期就能及時(shí)發(fā)現(xiàn)產(chǎn) 品開發(fā)全過程中的問題，從而縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降 低成本，增加企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)能力并行工程強(qiáng)調(diào)在集成環(huán)境下的并行工作, 因此，它是cims進(jìn)一步發(fā)展的方向。1. 1.4敏捷制造(am)又稱靈捷制造、迅速制造和靈活制造等，它是將柔性生產(chǎn)技術(shù)、 熟練掌握生產(chǎn)技能和知識(shí)的勞動(dòng)力與促進(jìn)企業(yè)內(nèi)部和企業(yè)z間和互 合作的靈活管理集成在一起，通過所建立的共同基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，對(duì)迅速改 變或無法預(yù)見的消費(fèi)者需求和市場(chǎng)時(shí)機(jī)作出快速響應(yīng)。敏捷制造的基 本原理是采用標(biāo)準(zhǔn)化和專業(yè)化的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和信息集成基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，以 分布式結(jié)構(gòu)連接各類企業(yè)，構(gòu)成虛擬

6、制造環(huán)境，以競(jìng)爭(zhēng)合作為原則， 在虛擬制造環(huán)境內(nèi)動(dòng)態(tài)選擇合作伙伴，并通過組成虛擬企業(yè)來適應(yīng)持 續(xù)多變、無法預(yù)料的市場(chǎng)變化.敏捷制造的核心是虛擬公司，虛擬公 司映射為虛擬制造系統(tǒng)，虛擬制造系統(tǒng)是敏捷制造的關(guān)鍵.敏捷制造 是一種戰(zhàn)略決策，它是能使各合作伙伴既保證各自的利益，又能獲得 共同利益的一種全新的生產(chǎn)組織模式和制造模式。目前，敏捷制造仍 在發(fā)展研究中11.2國內(nèi)情況近十幾年來，我國大力推廣應(yīng)用cims技術(shù)，20世紀(jì)90年代初 期己建成研究環(huán)境，包括有c1ms實(shí)驗(yàn)工程中心和7個(gè)開放實(shí)驗(yàn)室。 在全國范圍內(nèi)，部署了 cims的若干研究項(xiàng)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、c

7、ims總體與集成技術(shù)、產(chǎn)品 設(shè)計(jì)自動(dòng)化、工藝設(shè)計(jì)自動(dòng)化、柔性制造技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)庫技術(shù)以 及系統(tǒng)理論和方法等專題。各項(xiàng)研究均取得了豐碩成果，獲得不同程 度的進(jìn)展。近幾年，已有一些人中型骨干企業(yè)實(shí)施了工廠cims工 程.如成都飛機(jī)工業(yè)公司以國家cims實(shí)驗(yàn)工程為技術(shù)依托，和清華 大學(xué)、南京航空航天大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)等單位合作開發(fā)了計(jì)算機(jī)集 成制造系統(tǒng)工程，在公司的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和分布式數(shù)據(jù)庫支持下，由管 理信息系統(tǒng)、質(zhì)量信息系統(tǒng)、工程信息系統(tǒng)和車間自動(dòng)化系統(tǒng)有機(jī)集 成，形成了一個(gè)計(jì)算機(jī)輔助經(jīng)營、設(shè)計(jì)、管理、制造的初步集成系統(tǒng), 以滿足航空產(chǎn)品研制和多品種小批量生產(chǎn)的需要。但我國的機(jī)械制造 技術(shù)水平與

8、發(fā)達(dá)國家相比還有一定差距。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)。2現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展方向現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展主要表現(xiàn)在兩個(gè)方向上：一是精密工程 技術(shù)，以超精密加工的前沿部分微細(xì)加工、納米技術(shù)為代表，將 進(jìn)入微型機(jī)械電子技術(shù)和微型機(jī)器人的時(shí)代，二是機(jī)械制造的高度自 動(dòng)化，以cims和敏捷制造等的進(jìn)一步發(fā)展為代表。21世紀(jì)制造業(yè)的 發(fā)展方向可用。三化”來概括，即全球化、虛擬化和綠色化。2. 1全球化制造的全球化，可以說是21世紀(jì)機(jī)械制造業(yè)自動(dòng)化最重要的發(fā) 展趨勢(shì).近年來，在各種工業(yè)領(lǐng)域中，國際化經(jīng)營不僅成為大公司而 且已是中小規(guī)模企業(yè)取得成功的重要

9、因素。全球化制造的笫一個(gè)技術(shù) 基礎(chǔ)是網(wǎng)絡(luò)化。由于網(wǎng)絡(luò)通迅技術(shù)的迅速發(fā)展和普及，正在給企業(yè)的 生產(chǎn)和經(jīng)營活動(dòng)帶來革命性的變革。產(chǎn)品設(shè)計(jì)、物料選擇、零件制造、 市場(chǎng)開拓與產(chǎn)品銷售都可以異地或跨越國界進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)制造的全球 化。第二個(gè)技術(shù)基礎(chǔ)是集成化與標(biāo)準(zhǔn)化，異地制造實(shí)際上是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品 信息集成、功能集成、過程集成和企業(yè)集成.實(shí)現(xiàn)集成的基礎(chǔ)與關(guān)鍵 是標(biāo)準(zhǔn)化，可以說，沒有標(biāo)準(zhǔn)化就沒有全球化.2. 2虛擬化虛擬化是指設(shè)計(jì)過程中的擬實(shí)技術(shù)和制造過程中的虛擬技術(shù)。虛 擬化可以大大加快產(chǎn)品的開發(fā)速度和減少開發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)。產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的 擬實(shí)技術(shù)是指而向產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和性能分析技術(shù)，以優(yōu)化產(chǎn)品本身性能 和成本為目標(biāo)，包括產(chǎn)品

10、的運(yùn)動(dòng)仿真和干涉檢驗(yàn)、動(dòng)力學(xué)分析、造型 設(shè)計(jì)、人機(jī)工程學(xué)分析、強(qiáng)度和剛度的有限元計(jì)算等.制造過程中的 虛擬技術(shù)是指面向產(chǎn)品生產(chǎn)過程的模擬和檢驗(yàn)，檢驗(yàn)產(chǎn)品的可加工 性、加工方法和工藝的合理性，以優(yōu)化產(chǎn)品的制造工藝，保證產(chǎn)品質(zhì) 量、生產(chǎn)周期和最低成本為目標(biāo)，進(jìn)行生產(chǎn)過程計(jì)劃、組織管理、車 間調(diào)度、供應(yīng)鏈及物流設(shè)計(jì)的建模和仿真。虛擬化的核心是計(jì)算機(jī)仿 真。通過仿真軟件來模擬真實(shí)系統(tǒng)，以保證產(chǎn)品設(shè)計(jì)和產(chǎn)品工藝的合 理性，保證產(chǎn)品制造的成功和生產(chǎn)周期，發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)屮不可避免 的缺陷和錯(cuò)誤。2. 3綠色化已經(jīng)頒布實(shí)施的is09000系列國際質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和is014000國際環(huán) 保標(biāo)準(zhǔn)為制造業(yè)提出了一個(gè)新的課題，就是快速實(shí)現(xiàn)制造的綠色化， 綠色制造則通過綠色生產(chǎn)過程（綠色設(shè)計(jì)、綠色材料、綠色設(shè)備、綠 色工藝、綠色包裝、綠色管理）生產(chǎn)出綠色產(chǎn)品，產(chǎn)品使用完以后再 通過綠色處理后加以回收利用。采用綠