傳統(tǒng)制造技術(shù)與先進(jìn)制造技術(shù)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上傳統(tǒng)制造技術(shù)與先進(jìn)制造技術(shù) 摘要：機(jī)械制造技術(shù)不僅是衡量一個國家科技水平的重要標(biāo)志,也是國際間科技競爭的重點。本文對機(jī)械制造技術(shù)在世界上的發(fā)展作了簡要陳述,對傳統(tǒng)及先進(jìn)機(jī)械制造技術(shù)的現(xiàn)狀及技術(shù)特點進(jìn)行概括介紹,并簡述了未來機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展方向。關(guān)鍵詞：機(jī)械制造簡史 傳統(tǒng)及先進(jìn)機(jī)械制造技術(shù)特點 發(fā)展趨勢Traditional and advanced manufacturing technology（ School of mechanical engineering changzhou institute of technology jiangsu: zhang mi

2、n）Abstract: The mechanical manufacturing technology is not only the standard of the level of a national science and technology development ,but also the focus of competition between international science and technology. In this paper,it makes a brief statement about the mechanical manufacturing tech

3、nology in the development of world historyand the traditional and advanced mechanical manufacturing technology of the present situation and features .In the end, it introduces the mechanical manufacturing technology of the future development direction.Keywords: brief machinery manufacturing history

4、traditional and advanced mechanical manufacturing technology development trend1制造從人類的誕生就開始了。石器時代，使用減量法，把石塊的多余部分敲打掉，制造了石斧、石刀。發(fā)展到原始社會，利用等量法制造土陶制品。原始社會后期和封建社會初期，冶金技術(shù)(metallurgy technology)的發(fā)展，使用增量法制造大量的金屬制品。2而到了工業(yè)化時期，以英國人瓦特的蒸汽機(jī)(steam engine)為標(biāo)志，解決了動力問題，推動制造業(yè)從手工制造發(fā)展為機(jī)械制造。無疑現(xiàn)在的機(jī)械工業(yè)是每個國家工業(yè)體系的核心，在發(fā)展國民經(jīng)濟(jì)中占主

5、導(dǎo)地位。而在當(dāng)時，制造方法的極大發(fā)展表現(xiàn)在各種加工、切削技術(shù)及零件的制造向更精、更細(xì)、更專業(yè)化、更大批量的方向發(fā)展。3.到了80年代，隨著世界經(jīng)濟(jì)和人們生活水平的提高，市場環(huán)境發(fā)生了巨大的變化。一方面，表現(xiàn)為消費者需求日趨主體化、個性化和多樣化；另一方面則是市場競爭日趨全球化和激烈化。這一時期內(nèi)，基于先進(jìn)計算機(jī)技術(shù)和自動化技術(shù)，發(fā)展各種先進(jìn)的制造技術(shù)，從而優(yōu)化制造業(yè)的T（Time,交貨或新產(chǎn)品上市時間）、Q（Quality，產(chǎn)品質(zhì)量）、C(Cost,產(chǎn)品成本)、S（Service,服務(wù)），成為制造業(yè)贏得競爭的主要手段。這些制造技術(shù)主要包括CAD（計算機(jī)輔助設(shè)計）、CAPP（計算機(jī)輔助工藝規(guī)劃）

6、、CAM（計算機(jī)輔助制造）、DNC（直接數(shù)字控制）、FMS（柔性制造系統(tǒng)）、（制造資源計劃）、（成組技術(shù)）等。4年代以來，信息技術(shù)，尤其是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展給世界帶來了巨大的變化，全球經(jīng)濟(jì)一體化進(jìn)程打破了傳統(tǒng)的地域經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，市場變得更加廣闊。在這種時代背景下，快速響應(yīng)瞬息萬變的市場需求成為了制造系統(tǒng)贏得市場競爭的焦點。同時，世界正處于由資源消耗型的工業(yè)經(jīng)濟(jì)向信息知識為基礎(chǔ)的知識經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)變的重要時期。知識經(jīng)濟(jì)在很大程度上由高知識附加值的產(chǎn)品來體現(xiàn)，產(chǎn)品創(chuàng)新是知識經(jīng)濟(jì)的一個重要標(biāo)志。在這種情況下，組織結(jié)構(gòu)相對固定、制造資源相對集中、以區(qū)域經(jīng)濟(jì)環(huán)境為主導(dǎo)、以面向產(chǎn)品為特征的傳統(tǒng)的制造系統(tǒng)模式已與之不相

7、適應(yīng)，全球性的、以靈活敏捷的組織形態(tài)與控制機(jī)制，快速響應(yīng)市場需求變化的新一代制造模式紛紛涌現(xiàn)并得到長足的發(fā)展。5先進(jìn)制造技術(shù)是傳統(tǒng)制造業(yè)不斷地吸收機(jī)械、信息、材料及現(xiàn)代管理技術(shù)等方面最新的成果，并將其綜合應(yīng)用于產(chǎn)品開發(fā)與設(shè)計、制造、檢測、管理及售后服務(wù)的制造全過程，是實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、敏捷制造，并取得理想技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果的前沿制造技術(shù)的總稱。從本質(zhì)上可以說，先進(jìn)制造技術(shù)是傳統(tǒng)制造技術(shù)、信息技術(shù)、自動化(automate)技術(shù)和現(xiàn)代管理技術(shù)等的有機(jī)融合。先進(jìn)制造技術(shù)是制造業(yè)21世紀(jì)發(fā)展的方向。 6先進(jìn)制造技術(shù)的特點 6.1面向工業(yè)應(yīng)用的技術(shù)。先進(jìn)制造技術(shù)并不限于制造過程本身,它涉及到產(chǎn)品從

8、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,并將它們結(jié)合成一個有機(jī)的整體。先進(jìn)制造技術(shù)的應(yīng)用特別注意產(chǎn)生最好的實際效果,其目標(biāo)是為了提高競爭和促進(jìn)國家經(jīng)濟(jì)和綜合實力的增長,目的是要提高制造業(yè)的綜合經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。6.2駕馭生產(chǎn)過程的系統(tǒng)工程。先進(jìn)制造技術(shù)特別強(qiáng)調(diào)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。它要不斷吸收各種高新技術(shù)成果與傳統(tǒng)制造技術(shù)相結(jié)合,使制造技術(shù)成為能駕馭生產(chǎn)過程的物質(zhì)流、能量流和信息流的系統(tǒng)工程。6.3面向全球競爭的技術(shù)。20世紀(jì)80年代以來,市場的全

9、球化有了進(jìn)一步的,發(fā)達(dá)國家通過、科技手段爭奪市場,傾銷產(chǎn)品,輸出資本。隨著全球市場的形成,使得市場競爭變得越來越激烈,先進(jìn)制造技術(shù)正是為適應(yīng)這種激烈的市場競爭而出現(xiàn)的。因此,一個國家的先進(jìn)制造技術(shù),它的主體應(yīng)該具有世界先進(jìn)水平,應(yīng)能支持該國制造業(yè)在全球市場的競爭力。6.4市場競爭三要素的統(tǒng)一。在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。因此,市場競爭的核心是如何提高生產(chǎn)率。到了20世紀(jì)80年代以后,制造業(yè)要贏得市場競爭的主要矛盾已經(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)量的三要素的矛盾。先進(jìn)制造技術(shù)把這三個矛盾有機(jī)結(jié)合起來,使三

10、者達(dá)到了統(tǒng)一。7.傳統(tǒng)制造技術(shù)向高效化、敏捷化、清潔化發(fā)展7.1向高效方向發(fā)展機(jī)械加工、鑄造、鍛壓、焊接、熱處理與表面改性(surface modified)等傳統(tǒng)工藝技術(shù)在相當(dāng)長的時間內(nèi)仍將是量大面廣、經(jīng)濟(jì)實用的制造技術(shù)，對其加以優(yōu)化和革新具有重大技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。隨著精度補(bǔ)償、應(yīng)用軟件、傳感器(sensing element)、自動控制、新材料和機(jī)電一體化等技術(shù)的發(fā)展，工藝裝備在數(shù)控化的基礎(chǔ)上進(jìn)一步向生產(chǎn)自動化方向發(fā)展。例如，焊接生產(chǎn)已由單擊控制發(fā)展到專機(jī)群控，進(jìn)而發(fā)展到柔性生產(chǎn)及車間集中控制、大型焊接成套設(shè)備、多自由度焊接機(jī)器人和焊接工程專家系統(tǒng)；新一代裝備制造技術(shù)也在不斷發(fā)展，多軸聯(lián)動加工

11、中心，裝配作業(yè)集成機(jī)床、虛擬軸機(jī)床、快速成型機(jī)等設(shè)備也在不斷涌現(xiàn)；與工藝和裝備發(fā)展相匹配的計量測試技術(shù)、工礦監(jiān)測與故障診斷技術(shù)、裝配技術(shù)、質(zhì)量保證技術(shù)等也不斷取得新的進(jìn)展。7.2向敏捷化方向發(fā)展進(jìn)入世紀(jì)以來，世界經(jīng)濟(jì)表現(xiàn)為競爭全球化、貿(mào)易自由化、需求多樣化，產(chǎn)品生產(chǎn)朝多品種小批量方向發(fā)展，從而面對制造企業(yè)快速響應(yīng)市場和產(chǎn)品一次制造成功的要求日益提高。基于此，現(xiàn)代的產(chǎn)品設(shè)計正由手工繪圖方式向計算機(jī)自動繪圖方式方向發(fā)展，由滿足單個構(gòu)件要求的設(shè)計向?qū)φ麄€制造系統(tǒng)的功能的綜合設(shè)計、將設(shè)計與制造及相關(guān)因素進(jìn)行系統(tǒng)綜合的并行設(shè)計、基于網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程設(shè)計方向發(fā)展。面向制造、面向裝配、面向檢測的設(shè)計將利用并行工程

12、的原理和方法，從一開始就考慮到從產(chǎn)品概念設(shè)計到報廢處理的全生命周期的有關(guān)問題；在計算機(jī)建模仿真基礎(chǔ)上擴(kuò)展的虛擬制造技術(shù)，在產(chǎn)品設(shè)計階段就適時地、并行地、協(xié)同地虛擬出產(chǎn)品未來的制造全過程及產(chǎn)品性能、可制造性等相關(guān)因素。因此，可以預(yù)測，面向并行工程(Concurrent Engineering)的設(shè)計、虛擬制造的設(shè)計、全壽命周期設(shè)計、CAD/CAM/CAPP一體化技術(shù)等敏捷設(shè)計制造技術(shù)與系統(tǒng)將在今后若干年內(nèi)不斷發(fā)展。7.3向清潔化發(fā)展發(fā)達(dá)國家及發(fā)展中國家正大力發(fā)展清潔綠色的精密成型(precise confectioning)與加工制造技術(shù)，能實現(xiàn)少甚至無切削的塑性成型技術(shù)、干凈成型技術(shù)、粉末冶金

13、技術(shù)等將成為21世紀(jì)優(yōu)先發(fā)展的制造技術(shù)。隨著可持續(xù)發(fā)展思想的深入人心，發(fā)達(dá)國家正通過立法的、經(jīng)濟(jì)的、政策的、輿論的手段加強(qiáng)了對制造業(yè)的環(huán)境監(jiān)督與安全保護(hù)，對制造企業(yè)廢棄物的排放標(biāo)準(zhǔn)日趨嚴(yán)格，制造工藝安全標(biāo)準(zhǔn)也不斷提高。8放棄可能導(dǎo)致成本上漲放棄傳統(tǒng)制造技術(shù)可能會導(dǎo)致成本上漲，因此晶片公司通常都會盡力避免這種行為。波爾表示，使用新技術(shù)將導(dǎo)致英特爾的成品晶圓成本上漲2%至3%，每個晶圓都包含數(shù)百個晶片。美國市場研究公司Endpoint Technologies Associates市場研究員羅杰·凱(Roger Kay)說：“新的結(jié)構(gòu)足以讓該公司生產(chǎn)出大量可靠的22納米芯片。”其他企業(yè)今

14、后也有望采用這種3D生產(chǎn)方法，但必須要等到生產(chǎn)工藝降到22納米以下。從AMD剝離出來的晶片制造商Globalfoundries周三表示，將在今后的20納米工藝中使用傳統(tǒng)的晶體管。該公司發(fā)言人稱，在推出后續(xù)生產(chǎn)工藝前，沒有必要使用3D晶體管(transistor)技術(shù)9由此可見，傳統(tǒng)制造技術(shù)不會被會被淘汰，至少近幾年不會。而先進(jìn)制造技術(shù)將趨于全球化、網(wǎng)絡(luò)化、虛擬化、自動化、綠色化。9.1 全球化。一方面由于國際和國內(nèi)市場上的競爭越來越激烈。例如在機(jī)械制造業(yè)中,國內(nèi)外已有不少企業(yè),甚至是知名度很高的企業(yè),在這種無情的競爭中紛紛落敗,有的倒閉,有的被兼并,不少暫時還在國內(nèi)市場上占有份額的企業(yè),不得不

15、擴(kuò)展新的市場;另一方面,通訊技術(shù)的快速發(fā)展推動了企業(yè)向著既競爭又合作的方向發(fā)展,這種發(fā)展進(jìn)一步激化了國際間市場的競爭。這兩個原因的相互作用,已成為全球化制造業(yè)發(fā)展的動力,全球化制造的第一個技術(shù)基礎(chǔ)是網(wǎng)絡(luò)化,網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)使制造的全球化得以實現(xiàn)。 9.2 網(wǎng)絡(luò)化。網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的迅速發(fā)展和普及,給企業(yè)的生產(chǎn)和經(jīng)營活動帶來了革命性的變革。產(chǎn)品設(shè)計、物料選擇、零件制造、市場開拓與產(chǎn)品銷售都可以異地或跨越國界進(jìn)行。此外,網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的快速發(fā)展,加速技術(shù)信息的交流、加強(qiáng)產(chǎn)品開發(fā)的合作和經(jīng)營管理的學(xué)習(xí),推動了企業(yè)向著既競爭又合作的方向發(fā)展。 9.3 虛擬化。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

16、。檢驗產(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)過程計劃、組織管理、車間調(diào)度(workshop dispatcher)、供應(yīng)鏈及物流設(shè)計的建模和仿真。虛擬化的核心是計算機(jī)仿真,通過仿真軟件來模擬真實系統(tǒng),以保證產(chǎn)品設(shè)計和產(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、生產(chǎn)中不可避免的缺陷和錯誤。 9.4 自動化。自動化是一個動態(tài)概念,目前它的研究主要表現(xiàn)在制造系統(tǒng)中的集成技術(shù)和系統(tǒng)技術(shù)、人機(jī)一體化制造系統(tǒng)、制造單元技術(shù)、制造過程的計劃和調(diào)度、柔性制造技術(shù)和適應(yīng)現(xiàn)化生產(chǎn)模式的制造環(huán)境等方面。制造自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢是制

17、造全球化、制造敏捷化、制造網(wǎng)絡(luò)化、制造虛擬化、制造智能化和制造綠色化。 9.5 綠色化。綠色制造則通過綠色生產(chǎn)過程、綠色設(shè)計、綠色材料、綠色設(shè)備、綠色工藝、綠色包裝、綠色管理等生產(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。采用綠色制造能最大限度地減少制造對環(huán)境的負(fù)面影響,同時使原材料和能源的利用效率達(dá)到最高。10.我國正處于經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵時期,機(jī)械制造技術(shù)是我們的薄弱環(huán)節(jié)。只有跟上發(fā)展先進(jìn)機(jī)械制造技術(shù)的世界潮流,將其放在戰(zhàn)略優(yōu)先地位,并以足夠的力度予以實施,才能盡快縮小與發(fā)達(dá)國家的差距,才能在激烈的市場競爭中立于不敗之地。 參考文獻(xiàn)1楊叔子，吳波.先進(jìn)制造技術(shù)及其發(fā)展趨勢.機(jī)械工程學(xué)報20032李敏賢，面向21世紀(jì)的先進(jìn)制造技術(shù).機(jī)械工業(yè)自動化20093王先逵,現(xiàn)代制造技術(shù)手冊