2020年先進(jìn)制造技術(shù)的狀態(tài)和發(fā)展方向

1、nrxx 折 XXON快置矗蝮套賽)曜根ffito精w-密噌】淺談先進(jìn)制造技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)xxxxxxxxxxxxxxxx先進(jìn)制造技術(shù)不僅是衡量壹個(gè)國(guó)家科技發(fā)展水平的重要標(biāo)志，也是國(guó)際間科技競(jìng)爭(zhēng)的重 點(diǎn)。我國(guó)正處于工業(yè)化經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，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)制造技術(shù)的世界潮流，將其放于戰(zhàn)略優(yōu)先地位，且以足夠的力度予以實(shí)施，進(jìn)壹步推進(jìn)國(guó) 企改革，推動(dòng)建立強(qiáng)大的企業(yè)集團(tuán)。推進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新，推動(dòng)大型企業(yè)盡快建立技術(shù)開(kāi)發(fā)中心， 廣泛吸引人才，于重大技術(shù)創(chuàng)新項(xiàng)目中實(shí)行產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，才能盡快縮小同發(fā)達(dá)國(guó)家的差距， 才能于激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地。本文將詳細(xì)介紹先進(jìn)制造技術(shù)的含義、

2、特點(diǎn)以及于 我國(guó)的發(fā)展情況和發(fā)展趨勢(shì)。1先進(jìn)制造技術(shù)的含義和特點(diǎn)1.1含義先進(jìn)制造技術(shù)（AMT）是以人為主體，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為支柱，以提高綜合效益為目的， 是傳統(tǒng)制造業(yè)不斷地吸收機(jī)械、信息、材料、能源、環(huán)保等高新技術(shù)及現(xiàn)代系統(tǒng)管理技術(shù)等 方面最新的成果，且將其綜合應(yīng)用于產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)、制造、檢測(cè)、管理及售后服務(wù)的制造 全過(guò)程，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、敏捷制造，且取得理想技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果的前沿制造技 術(shù)的總稱。1.2先進(jìn)制造技術(shù)的特點(diǎn)1）是面向工業(yè)應(yīng)用的技術(shù)先進(jìn)制造技術(shù)且不限于制造過(guò)程本身，它涉及到產(chǎn)品從市場(chǎng) 調(diào)研、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)及工藝設(shè)計(jì)、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， 且將它

3、們結(jié)合成壹個(gè)有機(jī)的整體。2）是駕馭生產(chǎn)過(guò)程的系統(tǒng)工程先進(jìn)制造技術(shù)特別強(qiáng)調(diào)計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、傳感技 術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、新材料技術(shù)和現(xiàn)代系統(tǒng)管理技術(shù)于產(chǎn)品設(shè)計(jì)、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)成果和傳統(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(guò)程的物質(zhì)流、能量流和信息流的系統(tǒng)工程。3）是面向全球競(jìng)爭(zhēng)的技術(shù)隨著全球市場(chǎng)的形成，使得市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)變得越來(lái)越激烈，先進(jìn)制造技術(shù)正是為適應(yīng)這種激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)而出現(xiàn)的。因此，壹個(gè)國(guó)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(guó)制造業(yè)于全球市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力2先進(jìn)制造技術(shù)的組成先進(jìn)制造技術(shù)是為了適應(yīng)時(shí)代要求提高競(jìng)爭(zhēng)

4、能力，對(duì)制造技術(shù)不斷優(yōu)化和推陳出新而形 成的。它是壹個(gè)相對(duì)的，動(dòng)態(tài)的概念。于不同發(fā)展水平的國(guó)家和同壹國(guó)家的不同發(fā)展階段， 有不同的技術(shù)內(nèi)涵和構(gòu)成。從目前各國(guó)掌握的制造技術(shù)來(lái)見(jiàn)可分為四個(gè)領(lǐng)域的研究，它們橫 跨多個(gè)學(xué)科，且組成了壹個(gè)有機(jī)整體：2.1現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)1 ）計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)包括：有限元法，優(yōu)化設(shè)計(jì)，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)，模糊智能 CAD 等。2）性能優(yōu)良設(shè)計(jì)基礎(chǔ)技術(shù)包括：可靠性設(shè)計(jì)；安全性設(shè)計(jì)；動(dòng)態(tài)分析和設(shè)計(jì)；斷裂設(shè) 計(jì)；疲勞設(shè)計(jì)；防腐蝕設(shè)計(jì)；減小摩擦和耐磨損設(shè)計(jì)；測(cè)試型設(shè)計(jì)；人機(jī)工程設(shè)計(jì)等3）競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)創(chuàng)建技術(shù)包括：快速響應(yīng)設(shè)計(jì)；智能設(shè)計(jì)；仿真和虛擬設(shè)計(jì)；工業(yè)設(shè)計(jì)； 價(jià)值工程設(shè)計(jì)；模塊化設(shè)

5、計(jì)。4）全壽命周期設(shè)計(jì)包括：且行設(shè)計(jì)；面向制造的設(shè)計(jì)；全壽命周期設(shè)計(jì)。5）可持續(xù)性發(fā)展產(chǎn)品設(shè)計(jì)主要有綠色設(shè)計(jì)。6）設(shè)計(jì)試驗(yàn)技術(shù)包括：產(chǎn)品可靠性試驗(yàn)；產(chǎn)品環(huán)保性能實(shí)驗(yàn)和控制。2.2先進(jìn)制造工藝1）精密潔凈鑄造成形工藝；2）精確高效塑性成形工藝;3 ）優(yōu)質(zhì)高效焊接及切割技術(shù)；4 ）優(yōu)質(zhì)低效潔凈熱處理技術(shù);5）高效高精度機(jī)械加工工藝；6 ）新型材料成形和加工工藝;7）現(xiàn)代特種加工工藝；8）優(yōu)質(zhì)清潔表面工程新技術(shù)；9）快速模具制造技術(shù)；10）擬實(shí)制造成形加工技術(shù)。2.3自動(dòng)化技術(shù)1）數(shù)控技術(shù)；2）工業(yè)機(jī)器人；3）柔性制造系統(tǒng)（FMS）；4）計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）；5）傳感技術(shù)；6）自動(dòng)檢測(cè)及信

6、號(hào)識(shí)別技術(shù)；7）過(guò)程設(shè)備工況監(jiān)測(cè)和控制。2.4系統(tǒng)管理技術(shù)1）先進(jìn)制造生產(chǎn)模式；2）集成管理技術(shù)；3）生產(chǎn)組織方法。3先進(jìn)制造技術(shù)的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀3.1 國(guó)外先進(jìn)制造技術(shù)現(xiàn)狀于制造業(yè)自動(dòng)化發(fā)展方面，發(fā)達(dá)國(guó)家機(jī)械制造技術(shù)已經(jīng)達(dá)到相當(dāng)水平，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械制造系 統(tǒng)自動(dòng)化。產(chǎn)品設(shè)計(jì)普遍采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）、計(jì)算機(jī)輔助產(chǎn)品工程（CAE）和計(jì)算機(jī)仿 真等手段，企業(yè)管理采用了科學(xué)的規(guī)范化的管理方法和手段，于加工技術(shù)方面也已實(shí)現(xiàn)了底層 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。于這個(gè)基礎(chǔ)上再 提高制造系統(tǒng)的自動(dòng)化水平，對(duì)于改善企業(yè)的TQCS（T盡量縮短產(chǎn)品的交貨時(shí)間或提早新產(chǎn)

7、 品上市時(shí)間、Q一提高產(chǎn)品質(zhì)量、C一降低產(chǎn)品成本、S一提高服務(wù)水平）已無(wú)明顯的作用。 因此，近10余年來(lái)，發(fā)達(dá)國(guó)家主要從具有全新制造理念的制造系統(tǒng)自動(dòng)化方面尋找出路提出 了壹系列新的制造系統(tǒng)，如計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)、智能制造系統(tǒng)、敏捷制造、且行工程等。1）計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)它是于自動(dòng)化技術(shù)、信息技術(shù)和制造技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過(guò)計(jì)算機(jī)及軟件，將制造廠全部生產(chǎn)活動(dòng)有關(guān)的各種分散的自動(dòng)化系統(tǒng)有機(jī)地集成起來(lái)且適合于多品 種、中小批量生產(chǎn)的總體高效率、高柔性的制造系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)于概念上，主要 強(qiáng)調(diào)倆點(diǎn)：首先于功能上，它包含了壹個(gè)工廠的全部生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)活動(dòng),即從市場(chǎng)預(yù)測(cè)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、 加工工藝、制造、管理至

8、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，是壹個(gè)復(fù)雜的大系統(tǒng)，是工廠自動(dòng)化的發(fā)展方向。其次于集成上，它涉及的 自動(dòng)化不是工廠各個(gè)環(huán)節(jié)的自動(dòng)化的簡(jiǎn)單疊加，而是于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和分布式數(shù)據(jù)庫(kù)支持下的 有機(jī)集成。這種集成主要體當(dāng)下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， 以便縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期、提高質(zhì)量、降低成本。2）智能制造系統(tǒng)是指將專家系統(tǒng)、模糊推理、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(wèn)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)和知識(shí)，且用于解決生產(chǎn)中的實(shí)際問(wèn)題，從而 將工人

9、、工程技術(shù)人員多年來(lái)積累起來(lái)的豐富而又寶貴的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)保存下來(lái)，于實(shí)際的生產(chǎn) 中長(zhǎng)期發(fā)揮作用。3）且行工程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(kāi)發(fā)（需求分析一一概念 設(shè)計(jì)詳細(xì)設(shè)計(jì)過(guò)程設(shè)計(jì)一一加工制造試驗(yàn)檢測(cè)一一設(shè)計(jì)修改的流程，稱為 產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到制造的串行生產(chǎn)?；蜻^(guò)程而提出的壹個(gè)概念、壹種哲理和方法。4）敏捷制造又稱靈捷制造、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)技能和有知識(shí)的勞動(dòng)力和促進(jìn)企業(yè)內(nèi)部和企業(yè)之間相互合作的靈活管理集成于壹起，通過(guò) 所建立的共同基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，對(duì)迅速改變或無(wú)法預(yù)見(jiàn)的消費(fèi)者需求和市場(chǎng)時(shí)機(jī)作出快速響應(yīng)。市場(chǎng) 的快速響應(yīng)是敏捷制造的核心。3.2國(guó)內(nèi)先進(jìn)制造技

10、術(shù)現(xiàn)狀我國(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)?？墒请S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，仍然存于壹個(gè)階段性的整體上的差距。1）管理體制方面工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家國(guó)有企業(yè)所占比重較小，絕大部分企業(yè)是規(guī)范的股份XX 公司。我國(guó)國(guó)有企業(yè)所占比重較大，裝備制造業(yè)存于著帶根本性的問(wèn)題，制造業(yè)的人均勞動(dòng) 生產(chǎn)率遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國(guó)家，產(chǎn)業(yè)主體技術(shù)依靠國(guó)外，國(guó)有企業(yè)

11、深化改革遠(yuǎn)未到位，企業(yè)集 中度低，大型骨干企業(yè)少，圍繞大型骨干企業(yè)的中小企業(yè)群體也未形成。2）企業(yè)運(yùn)營(yíng)管理方面工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家廣泛采用計(jì)算機(jī)管理，重視組織和管理體制、生產(chǎn) 模式的更新發(fā)展，推出了準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)（JIT X靈敏制造（AMX精益生產(chǎn)（LP X且行工程（CE） 等新的管理思想和技術(shù)。我國(guó)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)中小型企 業(yè)仍處于經(jīng)驗(yàn)管理階段。3）產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)方面工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家不斷更新設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和準(zhǔn)則，采用新的設(shè)計(jì)方法，廣 泛采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)（CAD/CAM），大型企業(yè)開(kāi)始無(wú)圖紙的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)。我國(guó)采用 CAD/CAM技術(shù)的比例較低。于應(yīng)用技術(shù)及技術(shù)集成方面的能力仍比較低，

12、關(guān)聯(lián)的技術(shù)規(guī)范 和標(biāo)準(zhǔn)的研究制定相對(duì)滯后。4）加工制造工藝方面工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家較廣泛的采用高精密加工、精細(xì)加工、微細(xì)加工、微型機(jī)械和微米/納米技術(shù)、激光加工技術(shù)、電磁加工技術(shù)、超塑加工技術(shù)以及復(fù)合加工技術(shù) 等新型加工方法。我國(guó)普及率不高，尚于開(kāi)發(fā)、學(xué)習(xí)階段。例如：于高速超高速加工的各關(guān) 鍵領(lǐng)域如大功率高速主軸單元、高加減速直線進(jìn)給電機(jī)、陶瓷滾動(dòng)軸承等方面總體水平同國(guó) 外尚有較大差距；于超精密加工的效率、精度可靠性，特別是規(guī)格（大尺寸）和技術(shù)配套方 面和國(guó)外比，仍有相當(dāng)大的差距。5)加工機(jī)床和自動(dòng)化技術(shù)方面工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家普遍采用數(shù)控機(jī)床、加工中心及柔性制造單元(FMC 柔性制造系統(tǒng)(FMS X計(jì)算機(jī)集

13、成制造系統(tǒng)(CIMS)，實(shí)現(xiàn)了柔性自動(dòng)化、 知識(shí)智能化、集成化。我國(guó)尚處于單機(jī)自動(dòng)化、岡帷自動(dòng)化階段，柔性制造單元和系統(tǒng)僅于 少數(shù)企業(yè)使用。相比美國(guó)、德國(guó)和日本等機(jī)床發(fā)達(dá)國(guó)家，我國(guó)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品于設(shè)計(jì)水平、質(zhì) 量、精度、性能方面差距較大。從整體上來(lái)說(shuō)，我國(guó)數(shù)控機(jī)床和國(guó)外先進(jìn)相塞10年；于 高精尖技術(shù)方面的差距則達(dá)到了1015年。于高級(jí)數(shù)控系統(tǒng)、高速精密主軸單元、高速滾 動(dòng)部件和數(shù)控動(dòng)力刀架等核心零部件方面，我國(guó)仍無(wú)法國(guó)產(chǎn)化，主要依賴于進(jìn)口。4先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)近年來(lái)，制造工程領(lǐng)域的新技術(shù)像雨后春筍般相繼誕生如計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS),虛 擬生產(chǎn)(VM)，智能制造(IM)，綠色制造(GM

14、)等,這些新技術(shù)的產(chǎn)生的運(yùn)用決定了先進(jìn)制造業(yè)未來(lái)的發(fā)展方向?，F(xiàn)將先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)和特色闡述如下:4.1是發(fā)展的核心數(shù)，是指制造領(lǐng)域的數(shù)字化。其包括以設(shè)計(jì)為中心的數(shù)字制造，以控制為中心的數(shù) 字制造和以管理為中心的數(shù)字制造。對(duì)數(shù)字化制造設(shè)備而言，其控制參數(shù)均為數(shù)字化信號(hào)； 對(duì)數(shù)字化制造企業(yè)而言，各種信息(如圖形、數(shù)據(jù)、知識(shí)、技能等等)均以數(shù)字形式通過(guò)網(wǎng) 絡(luò)于企業(yè)內(nèi)傳遞，于多種數(shù)字化技術(shù)的支持下，企業(yè)對(duì)產(chǎn)品信息、工藝信息和資源信息進(jìn)行 分析、規(guī)劃和重組，實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和產(chǎn)品功能的仿真，對(duì)加工過(guò)程和生產(chǎn)組織過(guò)程的仿真 或完成原型制造，從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的快速重組和對(duì)市場(chǎng)的快速反應(yīng)。對(duì)全球制造業(yè)而言

15、， 于數(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(guò)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用電子商務(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)且制造出相應(yīng)的產(chǎn)品。4.2“精”是發(fā)展的關(guān)鍵精，是指加工精度及其發(fā)展。20世紀(jì)初，超精密加工的誤差是10pm ,7080年代為0.01pm，當(dāng)下僅為0.001pm，即1nm。從海灣戰(zhàn)爭(zhēng)、科索沃戰(zhàn)爭(zhēng)，到阿富汗戰(zhàn)爭(zhēng)、 伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)來(lái)見(jiàn)，武器的命中率越來(lái)越高，其實(shí)質(zhì)就是武器越來(lái)越精，也能夠說(shuō)，關(guān)鍵 就是打精度戰(zhàn)。于現(xiàn)代精密機(jī)械中，對(duì)精度要求極高，如人造衛(wèi)星的儀表軸承，其圓度、 圓柱度、表面粗糙度等均達(dá)到納米級(jí)基因作機(jī)械其移動(dòng)距離為納米級(jí)移動(dòng)精度為0.1nm ; 細(xì)微加工、納米加工技術(shù)，可

16、達(dá)納米以下的要求，如果借助于掃描隧道顯微鏡和原子力顯微 鏡的加工，則可達(dá)0.1nm。至于微電子芯片的制造，有所謂的三超：1）超凈加工車間塵埃顆粒直徑 1pm，顆粒數(shù)少于0.1 個(gè)/inch3；）超純芯片材料有害雜質(zhì)，其含量要 1/109 ；）超精加工精度達(dá)納米級(jí)。顯然，沒(méi)有先進(jìn)制造技術(shù)，就沒(méi)有先進(jìn)電子技術(shù)裝備；當(dāng)然，沒(méi)有先進(jìn)電子技術(shù)和信息 技術(shù)，也就沒(méi)有先進(jìn)制造裝備。先進(jìn)制造技術(shù)和先進(jìn)信息技術(shù)是相互滲透，相互支持，緊密 結(jié)合的。4.3“極”是發(fā)展的焦點(diǎn)極，就是極端條件，是指生產(chǎn)特需產(chǎn)品的制造技術(shù)，必須達(dá)到極的要求。例如， 能于高溫、高壓、高濕、強(qiáng)沖擊、強(qiáng)磁場(chǎng)、強(qiáng)腐蝕等條件下工作，或有高硬度、大

17、彈性等特 點(diǎn)，或極大、極小、極厚、極薄、奇形怪狀的產(chǎn)品等，均屬于特需產(chǎn)品。微機(jī)電系統(tǒng)就 是其中之壹。這是工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家高度關(guān)注的壹項(xiàng)前沿科技，亦即所謂微系統(tǒng)微制造。微機(jī) 電系統(tǒng)用途十分廣泛。于信息領(lǐng)域中，用于分子存儲(chǔ)器、原子存儲(chǔ)器、芯片加工設(shè)備等； 生命領(lǐng)域中，用于克隆技術(shù)、基因操作系統(tǒng)、蛋白質(zhì)追蹤系統(tǒng)、小生理器官處理技術(shù)、分子 組件裝配技術(shù)等；軍事武器中，用于精確制導(dǎo)技術(shù)、精確打擊技術(shù)、微型慣性平臺(tái)、微光學(xué) 設(shè)備等；航空航天領(lǐng)域中，用于微型飛機(jī)、微型衛(wèi)星、納米衛(wèi)星（0.1kg以內(nèi)）；微型 機(jī)器人領(lǐng)域中，用于各種醫(yī)療手術(shù)、管道內(nèi)操作、竊聽(tīng)和收集情報(bào)等；此外，仍用于微型測(cè)試儀器微傳感器、微顯微鏡、

18、微溫度計(jì)、微儀器等等。微機(jī)電系統(tǒng)能夠完成特種動(dòng)作和實(shí)現(xiàn)特種功能，乃至能夠溝通微觀世界和宏觀世界，其深遠(yuǎn)意義難以估量。4.4“自是發(fā)展的條件“自，就是自動(dòng)化。其為減輕、強(qiáng)化、延伸、取代人的有關(guān)勞動(dòng)的技術(shù)或手段。自動(dòng) 化總是伴隨有關(guān)機(jī)械或工具來(lái)實(shí)現(xiàn)的。能夠說(shuō)，機(jī)械是壹切技術(shù)的載體，也是自動(dòng)化技術(shù)的 載體。第壹次工業(yè)革命，以機(jī)械化這種形式的自動(dòng)化，來(lái)減輕、延伸或取代人的有關(guān)體力勞 動(dòng)；第二次工業(yè)革命，即電氣化進(jìn)壹步促進(jìn)了自動(dòng)化的發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計(jì)，從1870 1980年， 加工過(guò)程的效率提高為20倍，即體力勞動(dòng)得到了有效的解放，但管理效率只提高1.8至2.2 倍，設(shè)計(jì)效率只提高1.2倍，這表明腦力勞動(dòng)遠(yuǎn)沒(méi)

19、有得到有效的解放。信息化、計(jì)算機(jī)化和 網(wǎng)絡(luò)化，不但能夠極大地解放人的身體，而且能夠有效提高人的腦力勞動(dòng)水平。今天的自動(dòng) 化的內(nèi)涵和水平，已遠(yuǎn)非昔比，從控制理論、控制技術(shù)，到控制系統(tǒng)、控制元件等等，均有 著極大的發(fā)展。自動(dòng)化已成為先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的前提條件。4.5 “集”是發(fā)展的方法集，就是集成化。目前，集主要指壹下三方面:1）現(xiàn)代技術(shù)的集成機(jī)電壹體化是個(gè)典型，是高技術(shù)裝備的基礎(chǔ)。2）加工技術(shù)的集成特種加工技術(shù)及其裝備是個(gè)典型，如激光加工、高能束加工、電加3）企業(yè)的集成即管理的集成，包括生產(chǎn)信息、功能、過(guò)程的集成，也包括企業(yè)內(nèi)部的 集成和企業(yè)外部的集成。從長(zhǎng)遠(yuǎn)見(jiàn)，仍有壹點(diǎn)很值得注意，即由生物技術(shù)

20、和制造技術(shù)集結(jié)而 成的微制造的生物方法，或所謂的生物制造”。其依據(jù)是，生物是由內(nèi)部生長(zhǎng)而成器 件，而非同壹般制造技術(shù)那樣，由外加作用以增減材料而成器件”。這是壹個(gè)嶄新的充 滿活力的領(lǐng)域，作用難以估量。4.6 “網(wǎng)是發(fā)展的道路網(wǎng)，就是網(wǎng)絡(luò)化。制造技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化是先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的必由之路。制造業(yè)于市 場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，面臨多方的壓力：采購(gòu)成本不斷提高，產(chǎn)品更新速度加快，市場(chǎng)需求不斷變化， 全球化所帶來(lái)的沖擊日益加強(qiáng)等等。企業(yè)要避免這壹系列問(wèn)題，就必須于生產(chǎn)組織上實(shí)行某 種深刻的變革，拋棄傳統(tǒng)的小而全和大而全的夕陽(yáng)技術(shù)，把力量集中于自己最 有競(jìng)爭(zhēng)力的核心業(yè)務(wù)上?？茖W(xué)技術(shù)，特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，使

21、這種變革的需 要成為可能。制造技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化，會(huì)導(dǎo)致壹種新的制造模式，即虛擬制造組織，這是由地理 上異地分布的、組織上平等獨(dú)立的多個(gè)企業(yè)，于談判協(xié)商的基礎(chǔ)上，建立密切合作關(guān)系，形 成動(dòng)態(tài)的虛擬企業(yè)或動(dòng)態(tài)的企業(yè)聯(lián)盟”。此時(shí)，各企業(yè)致力于自己的核心業(yè)務(wù)，實(shí) 現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化動(dòng)態(tài)組合和共享。4.7“智是發(fā)展的前景智，就是智能化。制造技術(shù)的智能化是制造技術(shù)發(fā)展的前景。近20年來(lái)，制造系 統(tǒng)正于由原先的能量驅(qū)動(dòng)型，轉(zhuǎn)變?yōu)樾畔Ⅱ?qū)動(dòng)型，這就要求制造系統(tǒng)不但要具備柔性，而且 仍要表現(xiàn)出某種智能，以便應(yīng)對(duì)大量復(fù)雜信息的處理、瞬息萬(wàn)變的市場(chǎng)需求和激烈競(jìng)爭(zhēng)的復(fù) 雜環(huán)境，因此智能制造越來(lái)越受到重視。和傳統(tǒng)的制造

22、相比，智能制造系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：1）人機(jī)壹體化；2）自律能力強(qiáng)；3）自組織和超柔性；4）學(xué)習(xí)能力和自我維護(hù)能力；5）于未來(lái)，具有更高級(jí)的類人思維的能力。能夠說(shuō)，智能制造作為壹種模式，是集自動(dòng)化、集成化和智能化于壹身，且具有不斷向 縱深發(fā)展的高技術(shù)含量和高技術(shù)水平的先進(jìn)制造系統(tǒng)，也是壹種由智能機(jī)器和人類專家共同 組成的人機(jī)壹體化系統(tǒng)。其突出之處，是于制造諸環(huán)節(jié)中，以壹種高度柔性和集成的方式， 借助計(jì)算機(jī)模擬的人類專家的智能活動(dòng)，進(jìn)行分析、判斷、推理、構(gòu)思和決策，取代或延伸 制造環(huán)境中人的部分腦力勞動(dòng)，同時(shí)收集、存儲(chǔ)、處理、完善、共享、繼承和發(fā)展人類專家 的制造智能。盡管智能化制造道路仍很漫長(zhǎng)，可

23、是必將成為未來(lái)制造業(yè)的主要生產(chǎn)模式之壹， 潛力極大，前景廣闊。4.8 “綠”是發(fā)展的必然綠，就是綠色制造。人類必須從各方面促使自身的發(fā)展和自然界和諧壹致，制 造技術(shù)也不例外。制造業(yè)的產(chǎn)品從構(gòu)思開(kāi)始，到設(shè)計(jì)、制造、銷售、使用和維修，直到回收、 再制造等各階段，均必須充分顧及環(huán)境保護(hù)和改善。不僅要保護(hù)和改善自然環(huán)境，仍要保護(hù) 和改善社會(huì)環(huán)境、生產(chǎn)環(huán)境以及生產(chǎn)者的身心健康。其實(shí)，保護(hù)和改善環(huán)境，也是保護(hù)和發(fā) 展生產(chǎn)力。于此前提下，制造出價(jià)廉、物美、供貨期短、售后服務(wù)好的產(chǎn)品。作為綠色” 制造，產(chǎn)品必須力求同用戶的工作、生活環(huán)境相適應(yīng)，給人以高尚的精神享受，體現(xiàn)物質(zhì)文 明和精神文明的高度交融。因此，發(fā)展和采用壹項(xiàng)新技術(shù)時(shí)，必須樹(shù)立科學(xué)的發(fā)展觀，使制 造業(yè)不斷邁向綠色制造。上面所講的數(shù)、精、極、自、集、網(wǎng)、智、綠這8個(gè)方面，彼此滲透，相互依賴， 相互促進(jìn)，形成壹個(gè)整體