現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)資料僅供參考文件編號(hào)：2022年4月現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)版本號(hào)：A修改號(hào)：1頁(yè)次：1.0審核：批準(zhǔn):發(fā)布日期：現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)袁鋒摘要知識(shí)經(jīng)濟(jì)和高科技的迅猛發(fā)展給制造業(yè)帶來前所未有的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，現(xiàn)代制造技術(shù)被賦予新的內(nèi)涵和特征，與其它學(xué)科交互融合發(fā)展，對(duì)傳統(tǒng)的制造業(yè)產(chǎn)生了巨大的沖擊。只有采用先進(jìn)制造技術(shù)并不斷創(chuàng)新，我國(guó)制造業(yè)才能在激烈競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地。為此闡述了現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。關(guān)鍵詞:現(xiàn)代制造技術(shù)；特征；趨勢(shì)。引言制造是人類社會(huì)賴以生存和發(fā)展的基石，任何時(shí)代都離不開制造業(yè)，制造業(yè)具有永恒性和不可替代性，它不僅是一個(gè)國(guó)家國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，而且對(duì)其經(jīng)濟(jì)和政治的領(lǐng)導(dǎo)地位也有著決定性的影響，一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)的崛起在很大程度上取決于制造業(yè)的發(fā)展。在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，約有1／4的人口從事各種形式的制造活動(dòng)，70以上的物質(zhì)財(cái)富來自制造業(yè)。因此，很多國(guó)家把制定制造業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略列為重中之重。戰(zhàn)后，日本、德國(guó)等國(guó)家由于重視制造業(yè)，國(guó)力很快得以恢復(fù)，成為制造強(qiáng)國(guó)，經(jīng)濟(jì)實(shí)力也躍居世界前列。美國(guó)認(rèn)為要重振經(jīng)濟(jì)雄風(fēng)，保持美國(guó)在全球經(jīng)濟(jì)中的霸主地位，必須大力重振制造業(yè)，奪回其制造業(yè)的世界霸主地位。為此，美國(guó)加大了制造業(yè)的投資力度，積極進(jìn)行策略研究，現(xiàn)在某些領(lǐng)域已基本趕上甚至超過日本而與其并駕齊驅(qū)?？梢娭圃鞓I(yè)對(duì)一個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)地位和政治地位具有至關(guān)重要的影響。近年來，隨著高新技術(shù)和知識(shí)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，生命科學(xué)、材料科學(xué)、信息技術(shù)、微電子技術(shù)、航空航天等新興的科學(xué)技術(shù)不斷涌現(xiàn)。以計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)與傳統(tǒng)制造技術(shù)相結(jié)合的先進(jìn)制造技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，對(duì)傳統(tǒng)的制造業(yè)產(chǎn)生了巨大的影響和沖擊。目前，世界各國(guó)尤其是工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家都非常重視制造技術(shù)的開發(fā)研究和應(yīng)用，在這一領(lǐng)域的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，我們要想在新一輪的較量中立于不敗之地，就必須大力發(fā)展制造技術(shù)。1現(xiàn)代制造技術(shù)的主要特征1．1制造內(nèi)涵的擴(kuò)展隨著通訊和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，全球性的貿(mào)易壁壘正在逐步消失，制造技術(shù)已發(fā)展成為一個(gè)涵蓋整個(gè)生產(chǎn)過程、跨多個(gè)學(xué)科且高度復(fù)雜的集成技術(shù)。制造的概念和內(nèi)涵得到大大擴(kuò)展，它是一種涵蓋面很廣的廣義制造概念，是“大過程”、“大制造”，包括光、機(jī)、電產(chǎn)品的制造，工藝流程設(shè)計(jì)，通用產(chǎn)品和高精尖產(chǎn)品的制造以及材料制備；不僅包括機(jī)械加工方法，而且還包括高能束加工方法、硅微加工方法、電化學(xué)加工方法等；它不但包括從毛坯到成品的加工制造過程，而且還涉及產(chǎn)品的市場(chǎng)信息收集與分析、產(chǎn)品的選型決策、產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制造過程、產(chǎn)品的銷售和售后服務(wù)、報(bào)廢產(chǎn)品的處理以及產(chǎn)品的疲勞強(qiáng)度和全壽命過程的預(yù)估等產(chǎn)品整個(gè)生命周期的全過程。1．2先進(jìn)制造技術(shù)、制造系統(tǒng)和制造模式的發(fā)展近年來，制造工程與制造科學(xué)取得了前所未有的成就，先進(jìn)制造技術(shù)、制造系統(tǒng)和制造模式層出不窮，制造業(yè)得到空前的發(fā)展。建立在以現(xiàn)代信息技術(shù)為核心的制造技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的現(xiàn)代制造系統(tǒng)，將會(huì)給未來的制造業(yè)帶來更多意想不到的奇跡。其中最有代表性的有：①敏捷制造(AM)。1988年美國(guó)里海大學(xué)和通用汽車公司在研究總結(jié)美國(guó)制造業(yè)的現(xiàn)狀和潛力后提出了敏捷制造的生產(chǎn)模式，1992年美國(guó)政府將其作為具有劃時(shí)代意義的21世紀(jì)制造企業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略。敏捷制造是將柔性制造的先進(jìn)技術(shù)和生產(chǎn)技能、有素質(zhì)的勞動(dòng)力以及促進(jìn)企業(yè)內(nèi)部和企業(yè)之間的靈活管理三者集成在一起，利用信息技術(shù)對(duì)千變?nèi)f化的市場(chǎng)機(jī)遇做出快速響應(yīng)，最大限度地滿足顧客的要求。②虛擬制造(VM)。虛擬制造是利用制造過程的計(jì)算機(jī)模型及其仿真來實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和研制的模式，它從根本上改變了傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造模式，在產(chǎn)品制造出來之前應(yīng)在虛擬制造環(huán)境中完成軟產(chǎn)品原型，代替系統(tǒng)的硬件進(jìn)行試驗(yàn)，對(duì)其性能進(jìn)行預(yù)測(cè)和評(píng)估，從而大大縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造周期，降低產(chǎn)品的開發(fā)成本，提高其快速響應(yīng)市場(chǎng)變化的能力，以便更可靠地決策產(chǎn)品研制，更經(jīng)濟(jì)有效地組織生產(chǎn)，從而實(shí)現(xiàn)制造系統(tǒng)全面最優(yōu)的制造生產(chǎn)模式。③精良生產(chǎn)(LP)。1990年美國(guó)麻省理工學(xué)院總結(jié)了第二次世界大戰(zhàn)后以豐田汽車為代表的日本制造工業(yè)的經(jīng)驗(yàn)，提出了以改革企業(yè)生產(chǎn)管理為特點(diǎn)的精良生產(chǎn)模式。它的基本要求是企業(yè)在生產(chǎn)過程中要同時(shí)獲得極高的生產(chǎn)率、最好的產(chǎn)品質(zhì)量和極大的生產(chǎn)柔性，使所生產(chǎn)出的產(chǎn)品具有精益特點(diǎn)。它摒棄了大量生產(chǎn)方式在人力資源、庫(kù)存資金積壓上造成的極大浪費(fèi)，特別是單一品種生產(chǎn)對(duì)市場(chǎng)變化的需求極不適應(yīng)的種種弊端，發(fā)展了按市場(chǎng)訂單進(jìn)行及時(shí)生產(chǎn)的豐田汽車模式。④智能制造(IM)。智能制造是一種由智能機(jī)器和人類專家共同組成的人機(jī)一體化智能系統(tǒng)，它在制造過程中能進(jìn)行智能活動(dòng)，諸如分析、推理、判斷、構(gòu)思和決策等。通過人與智能機(jī)器的合作共事，去擴(kuò)大、延伸和部分地取代人類專家在制造過程中的腦力勞動(dòng)。IM將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和模糊控制技術(shù)等先進(jìn)制造技術(shù)應(yīng)用于制造業(yè)，使制造過程實(shí)現(xiàn)智能化。1．3制造技術(shù)的多學(xué)科交叉特征經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步對(duì)制造科學(xué)提出了新的要求與期望，它與信息科學(xué)、生命科學(xué)、材料科學(xué)、管理科學(xué)等不同學(xué)科之間的交叉融合更為緊密，形成了多學(xué)科交叉、多方位立體發(fā)展的模式。一方面，制造技術(shù)為信息科學(xué)、生物科學(xué)和材料科學(xué)提供觀察、實(shí)驗(yàn)、檢測(cè)、制造的裝備和技術(shù)支持；另一方面，信息科學(xué)、生物科學(xué)、材料科學(xué)的最新成果也會(huì)應(yīng)用于制造業(yè)，進(jìn)一步豐富制造科學(xué)的內(nèi)容，同時(shí)，它們的發(fā)展也給制造業(yè)不斷提出新的使命和挑戰(zhàn)，從而促進(jìn)制造科學(xué)的進(jìn)一步提高。制造生產(chǎn)模式對(duì)制造過程、制造系統(tǒng)和產(chǎn)品的優(yōu)質(zhì)將起著關(guān)鍵的作用，而制造生產(chǎn)模式是管理科學(xué)、社會(huì)人文科學(xué)與制造科學(xué)的交叉、融匯和發(fā)展而成的結(jié)果，有著統(tǒng)率生產(chǎn)過程、加速高新技術(shù)的發(fā)展、決定產(chǎn)品質(zhì)量和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力的作用。1．4信息技術(shù)是現(xiàn)代制造技術(shù)發(fā)展的重要保障先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展與信息技術(shù)的發(fā)展密不可分。信息技術(shù)，特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)，極大地改變著制造的面貌，是先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展與制造科學(xué)形成的客觀條件。信息這一要素已成為現(xiàn)代制造業(yè)中最重要的資源和最寶貴的競(jìng)爭(zhēng)要素。制造技術(shù)不僅加工、處理信息，而且將制造信息錄制、物化在原材料上，提高其信息含量，使之轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品?，F(xiàn)代制造業(yè)，尤其高科技、深加工企業(yè)，其主要投入已不再是材料和能源，而是信息和知識(shí)；其所創(chuàng)造的社會(huì)財(cái)富實(shí)際上也是某種形式的信息，即產(chǎn)品信息和制造信息。未來的產(chǎn)品一般應(yīng)是基于信息或知識(shí)的產(chǎn)品。未來的制造技術(shù)將向數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，信息技術(shù)將貫穿整個(gè)制造業(yè)。2制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)21世紀(jì)，制造業(yè)日趨全球化，先進(jìn)制造技術(shù)向著自動(dòng)化、柔性化、集成化和智能化方向發(fā)展。總的來看，納米技術(shù)、超精密加工技術(shù)和可持續(xù)制造技術(shù)是今后發(fā)展的關(guān)鍵。2．1納米技術(shù)掃描隧道顯微鏡的發(fā)明與應(yīng)用使人們對(duì)世界的認(rèn)識(shí)進(jìn)入納米尺度，從宏觀轉(zhuǎn)向微觀擴(kuò)展。納米技術(shù)和納米制造技術(shù)是當(dāng)前競(jìng)相研究的最前沿領(lǐng)域，它將使人們?cè)谏a(chǎn)方式和生活方式上有更大的改觀。納米技術(shù)包括納米材料技術(shù)、納米加工技術(shù)、納米裝配技術(shù)、納米測(cè)量技術(shù)和納米機(jī)械學(xué)等。納米技術(shù)對(duì)制造業(yè)已經(jīng)產(chǎn)生了很大的影響，對(duì)傳統(tǒng)制造方法、制造工藝與手段帶來了巨大沖擊；同時(shí)，納米技術(shù)的發(fā)展帶動(dòng)了微型系統(tǒng)制造技術(shù)的發(fā)展。微型系統(tǒng)是機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)在微／納米尺度上相融合的產(chǎn)物，發(fā)展極其迅速，有可能對(duì)世界各國(guó)的科技、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國(guó)防建設(shè)產(chǎn)生重大影響。其覆蓋領(lǐng)域十分廣泛，從1959年科學(xué)家提出微型機(jī)械的設(shè)想，到第一個(gè)硅微型壓力傳感器問世，以及微型齒輪、微型齒輪泵、微型氣動(dòng)渦輪及聯(lián)接件、硅微型靜電電機(jī)、微型加速度計(jì)，直至2000年重僅200多克的微衛(wèi)星上天，微型系統(tǒng)受到了世界各國(guó)越來越多的青睞，其應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒉粩鄶U(kuò)大。2．2超精密加工技術(shù)現(xiàn)代制造技術(shù)要求不斷提高產(chǎn)品的加工質(zhì)量、性能、可靠性和穩(wěn)定性，而這些都取決于加工精度的提高。超精密加工技術(shù)是高精尖產(chǎn)品和國(guó)防武器生產(chǎn)的重要手段。在超精密加工領(lǐng)域，美國(guó)、英國(guó)、日本居世界前列。超精密加工主要包括超精密切削、超精密磨削、研磨以及超精密特種加工(主要包括電子束、離子束加工等)。目前，超精密加工已不再是孤立的加工方法和單純的工藝問題，而是一項(xiàng)包含范圍極廣的系統(tǒng)工程。要實(shí)現(xiàn)超精密加工，不僅需要超精密的機(jī)床和刀具、穩(wěn)定的環(huán)境，更重要的是要具備先進(jìn)的計(jì)算機(jī)誤差檢測(cè)和在線補(bǔ)償。2．3可持續(xù)制造技術(shù)可持續(xù)制造技術(shù)是指在產(chǎn)品的整個(gè)生命周期中要充分考慮到節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境兩方面的問題，其目標(biāo)是使產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)輸、使用到報(bào)廢處理的整個(gè)產(chǎn)品生命周期中，對(duì)環(huán)境的負(fù)面作用最小，資源消耗盡可能小，并使企業(yè)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益協(xié)調(diào)優(yōu)化。其中綠色制造技術(shù)作為可持續(xù)制造技術(shù)的典型代表，正在被越來越多的企業(yè)接受和認(rèn)同，并逐步得到應(yīng)用，在美國(guó)、西歐和日本等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)，綠色制造研究是先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域的一大熱點(diǎn)。隨著人類居住環(huán)境的惡化、資源的短缺，可持續(xù)制造必將成為21世紀(jì)制造業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。3我國(guó)制造業(yè)的對(duì)策制造技術(shù)的全球化和中國(guó)加入WTO給我國(guó)的制造業(yè)帶來了前所未有的發(fā)展機(jī)遇，同時(shí)也面臨著巨大的挑戰(zhàn)。當(dāng)前，人類社會(huì)已進(jìn)入信息時(shí)代和知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代，國(guó)際經(jīng)濟(jì)合作與交往日益緊密，全球產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)進(jìn)入大調(diào)整的重要時(shí)期，世界正在形成一個(gè)統(tǒng)一的大市場(chǎng)。世界范圍內(nèi)制造業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)變得越來越嚴(yán)酷，人們對(duì)于產(chǎn)品的個(gè)性化和服務(wù)的要求越來越強(qiáng)烈，產(chǎn)品的生命周期越來越短，只有采取積極的應(yīng)對(duì)措施，才能逐步縮短我國(guó)在制造領(lǐng)域與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的差距。3．1適應(yīng)市場(chǎng)需求，增強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力進(jìn)入21世紀(jì)，用戶的消費(fèi)觀念有了很大改變，對(duì)企業(yè)和產(chǎn)品提出了更新、更高的要求，產(chǎn)品的交貨時(shí)間、新產(chǎn)品的開發(fā)時(shí)間和上市時(shí)間，甚至產(chǎn)品的整個(gè)生命周期都顯著縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期縮短，對(duì)市場(chǎng)的響應(yīng)已經(jīng)成為企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵所在。誰(shuí)能在最短的時(shí)間內(nèi)交貨，開發(fā)出新產(chǎn)品并打入市場(chǎng)，并在產(chǎn)品整個(gè)生命周期之內(nèi)提供最好的服務(wù)，誰(shuí)就能夠占領(lǐng)市場(chǎng)。同時(shí)，原來對(duì)于產(chǎn)品質(zhì)量、成本要求的內(nèi)涵也有所改變，質(zhì)量除了指對(duì)產(chǎn)品本身的性能、功能、外觀、可靠性和使用壽命等方面的要求外，更重要的是指如何在產(chǎn)品整個(gè)生命周期之內(nèi)全面地滿足客戶的要求，包括各種服務(wù)，顧客對(duì)產(chǎn)品及其服務(wù)的滿意程度是衡量產(chǎn)品質(zhì)量和企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的重要指標(biāo)。成本也不是指單一的產(chǎn)品制造和銷售成本，而且是指包括產(chǎn)品的運(yùn)行成本、維護(hù)成本及報(bào)廢后的處理成本在內(nèi)的全部成本。為了降低成本，要求企業(yè)的產(chǎn)品和制造系統(tǒng)均具有高度的柔性，以響應(yīng)快速變化的市場(chǎng)，增強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。3．2應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)改造傳統(tǒng)制造技術(shù)在高科技和知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代來臨之際，必須用先進(jìn)制造技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)的制造技術(shù)進(jìn)行改造，對(duì)其進(jìn)行全面研究和充實(shí)。我國(guó)傳統(tǒng)的制造技術(shù)、工藝手段及裝備仍然相當(dāng)落后，必須從其它學(xué)科及新科技領(lǐng)域吸取營(yíng)養(yǎng)并與之相結(jié)合，才能逐漸發(fā)展成為技術(shù)含量高、附加值大的現(xiàn)代制造技術(shù)，如納米制造技術(shù)、超精密加工技術(shù)、微型系統(tǒng)制造技術(shù)、敏捷制造技術(shù)和綠色制造等。要利用先進(jìn)制造系統(tǒng)原理優(yōu)化企業(yè)組織結(jié)構(gòu)，使其從產(chǎn)品開發(fā)、加工制造和市場(chǎng)開拓等方面得到重大改進(jìn)，提高企業(yè)的綜合效益，以贏得激烈的國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。3．3提高企業(yè)創(chuàng)新能力創(chuàng)新是一個(gè)民族發(fā)展的動(dòng)力，缺乏創(chuàng)新就會(huì)缺乏活力。企業(yè)的創(chuàng)新不僅指產(chǎn)品設(shè)計(jì)和生產(chǎn)工藝上的創(chuàng)新，還要包括制造觀念的更新、組織的重構(gòu)、經(jīng)營(yíng)的重組。綜合創(chuàng)新能力是推動(dòng)企業(yè)發(fā)展的動(dòng)力和最強(qiáng)大的競(jìng)爭(zhēng)武器。現(xiàn)代制造業(yè)應(yīng)努力樹立創(chuàng)新意識(shí)，培養(yǎng)創(chuàng)新能力，加快形成以企業(yè)為中心的技術(shù)創(chuàng)新體系，實(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新、機(jī)制創(chuàng)新、組織管理創(chuàng)新和人才創(chuàng)新。3．4重視人才培養(yǎng)全球大市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)，歸根結(jié)底是人才的競(jìng)爭(zhēng)?，F(xiàn)代制造技術(shù)都非常重視人的因素，強(qiáng)調(diào)以人為本和人的主體作用?，F(xiàn)代制造業(yè)是多學(xué)科相互滲透融合而發(fā)展的，生產(chǎn)和管理模式正在向信息密集型和知識(shí)密集型轉(zhuǎn)變，對(duì)人的素質(zhì)也提出了較高的要求。一方面，應(yīng)完善人才培養(yǎng)機(jī)