先進(jìn)制造技術(shù)的前瞻介紹

據(jù)悉，20世紀(jì)70年代以來，以計(jì)算機(jī)信息技術(shù)為基礎(chǔ)的高新技術(shù)得到迅猛發(fā)展，這也為傳統(tǒng)的制造業(yè)提供了新的發(fā)展機(jī)遇，意味著傳統(tǒng)制造業(yè)將要更新?lián)Q代。計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)等與傳統(tǒng)制造技術(shù)相結(jié)合，形成了先進(jìn)制造技術(shù)概念，它已越來越受到世界各工業(yè)化國(guó)家的重視，人們對(duì)它的內(nèi)涵的認(rèn)識(shí)也越來越清晰。 

我國(guó)當(dāng)前先進(jìn)制造技術(shù)的應(yīng)用 

先進(jìn)制造技術(shù)已在我國(guó)得到了廣泛的使用，下面介紹應(yīng)用比較成熟的先進(jìn)制造技術(shù)。 

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)(CAD)。進(jìn)入20世紀(jì)90年代之后，CAD技術(shù)走上了商品化、產(chǎn)業(yè)化和全面推廣應(yīng)用的新階段。應(yīng)用CAD技術(shù)已成為提高市場(chǎng)應(yīng)變能力和技術(shù)創(chuàng)新能力的重要手段。

精密成型技術(shù)。精密鑄造技術(shù)重點(diǎn)發(fā)展了熔模精密制造、陶瓷型精密鑄造、金屬型鑄造、消失模鑄造等技術(shù)。精密塑性成型技術(shù)重點(diǎn)發(fā)展了精沖技術(shù)、超塑成型技術(shù)、冷擠壓技術(shù)和成型軋制等技術(shù)。 

超精密加工技術(shù)。我國(guó)超精密加工技術(shù)起步較早，但直到20世紀(jì)80年代才取得了較大發(fā)展。 

數(shù)控技術(shù)。我國(guó)數(shù)控技術(shù)經(jīng)過1981-1985年的技術(shù)引進(jìn)、1986-1990年的消化吸收和1991-1995年開發(fā)自主版權(quán)的數(shù)控系統(tǒng)3個(gè)階段的發(fā)展，已建立了2個(gè)具有自主版權(quán)的數(shù)控平臺(tái)，即以PC機(jī)為基礎(chǔ)的總線式、模塊化、開放型中處理器平臺(tái)和多處理器平臺(tái)。開發(fā)出了4個(gè)具有自主版權(quán)的基本系統(tǒng)：中華Ⅰ型、航天Ⅰ型、藍(lán)天Ⅰ型、華中Ⅰ型。并在此基礎(chǔ)上開發(fā)了數(shù)控車床和加工中心6個(gè)電信系統(tǒng)及針對(duì)數(shù)控磨齒機(jī)、電加工機(jī)床、三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)等特定功能要求的16種派生系列，這就為我國(guó)實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)業(yè)化奠定了基礎(chǔ)。 

計(jì)算機(jī)集成制造(CIMS)。計(jì)算機(jī)集成制造研究范圍覆蓋了系統(tǒng)集成技術(shù)、CAD/CAM、管理決策信息系統(tǒng)、質(zhì)量系統(tǒng)工程和數(shù)據(jù)庫(kù)等，開展了系列關(guān)鍵技術(shù)的研究，包括復(fù)雜工業(yè)系統(tǒng)的模擬設(shè)計(jì)、異構(gòu)環(huán)境的信息集成，基于STEP的CAD/CAM集成系統(tǒng)、并行工程構(gòu)架和應(yīng)用集成平臺(tái)。 

分散網(wǎng)絡(luò)化制造(DNM)。生產(chǎn)在地域上的分散性，要求分散網(wǎng)絡(luò)化制造。建立分散網(wǎng)絡(luò)化制造系統(tǒng)，可以推出更高質(zhì)量、更低成本的新產(chǎn)品，綜合利用不同企業(yè)的現(xiàn)有設(shè)計(jì)能力和制造資源，把它們迅速組合成為一種沒有圍墻的、超越時(shí)空約束的、靠信息傳輸手段聯(lián)系的、統(tǒng)一指揮的經(jīng)營(yíng)實(shí)體。 

先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 

近二三十年先進(jìn)制造技術(shù)的進(jìn)展和未來的發(fā)展趨勢(shì)主要有如下幾個(gè)方面：1.常規(guī)制造工藝的優(yōu)化，保持原有工藝原理不變，通過改善工藝條件，優(yōu)化工藝參數(shù)來實(shí)現(xiàn)。2.新型加工方法的發(fā)展，新能源的引入、新型材料的應(yīng)用、產(chǎn)品特殊功能的要求等都促進(jìn)了新型加工方法的形成與發(fā)展，如激光加工技術(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。3.專業(yè)、學(xué)科間的界限逐漸淡化、消失，在制造技術(shù)內(nèi)部冷熱加工之間，加工過程、檢測(cè)過程、物流過程、裝配過程之間，設(shè)計(jì)、材料應(yīng)用、加工制造之間，其界限均逐漸淡化，逐漸走向一體化。4.工藝設(shè)計(jì)由經(jīng)驗(yàn)走向定量分析。5.信息技術(shù)、管理技術(shù)與工藝技術(shù)緊密結(jié)合。微電子、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化技術(shù)與傳統(tǒng)工藝及設(shè)備相結(jié)合，形成多項(xiàng)制造自動(dòng)化單元技術(shù)，經(jīng)局部或系統(tǒng)集成后，形成了不同檔次的自動(dòng)化制造技術(shù)系統(tǒng)，使傳統(tǒng)工藝產(chǎn)生顯著、本質(zhì)的變化，極大地提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

數(shù)字化制造是先進(jìn)制造的核心技術(shù) 

隨著信息時(shí)代的來臨，全球進(jìn)入了數(shù)字化時(shí)代。數(shù)字化時(shí)代的主要特征是數(shù)字化技術(shù)在生產(chǎn)、生活、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、科技、文化、教育和國(guó)防等各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用不斷擴(kuò)大并取得日益顯著的效益。 

數(shù)字化技術(shù)和各種專業(yè)技術(shù)相融合形成了各種數(shù)字化專業(yè)技術(shù)，如數(shù)字化制造技術(shù)、數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)、數(shù)字化視聽技術(shù)。相對(duì)傳統(tǒng)的制造技術(shù)，數(shù)字化制造技術(shù)是一項(xiàng)融合數(shù)字化技術(shù)和制造技術(shù)，且以制造工程學(xué)為理論基礎(chǔ)的重大的制造技術(shù)革新，是先進(jìn)制造技術(shù)的核心，有廣闊的應(yīng)用前景。 

數(shù)字化制造是在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與制造技術(shù)不斷融合、發(fā)展和應(yīng)用的基礎(chǔ)上誕生的，其內(nèi)涵為：以CAD/CAM/CAE為一體的技術(shù)，以MRP、MIS、PDM為主體的制造信息支持系統(tǒng)，數(shù)字控制制造技術(shù)。 

數(shù)字化制造包括以下幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)： 

制造過程的建模與仿真。制造過程的建模與仿真是在計(jì)算機(jī)上用解析或數(shù)值的方法表達(dá)或建模制造過程，建模通常基于制造工藝本身的物理和化學(xué)知識(shí)，并為實(shí)驗(yàn)所驗(yàn)證。目前，仿真與建模已成為推進(jìn)制造過程設(shè)計(jì)、優(yōu)化和控制的有效手段。仿真和建模最重要的工作是優(yōu)化工藝參數(shù)以確保用最高的質(zhì)量?jī)r(jià)格比制造符合設(shè)計(jì)要求的零件。 

網(wǎng)絡(luò)化敏捷設(shè)計(jì)與制造。利用快速發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，提高企業(yè)對(duì)市場(chǎng)的響應(yīng)速度。美國(guó)企業(yè)已經(jīng)開始應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)并取得了明顯的效益。我國(guó)企業(yè)技術(shù)與國(guó)際接軌就必須在此領(lǐng)域開展研究。 

網(wǎng)絡(luò)化敏捷設(shè)計(jì)與制造重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域應(yīng)包括：敏捷信息基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)(合作企業(yè)模型，中國(guó)企業(yè)信息基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)及其標(biāo)準(zhǔn)，跨企業(yè)的敏捷設(shè)計(jì)與制造的信息基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)及其集成方法，基于供應(yīng)商的設(shè)計(jì)與制造，面向設(shè)計(jì)的合作支持技術(shù)，跨企業(yè)合作管理技術(shù)和使能技術(shù))，敏捷產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)，敏捷工藝設(shè)計(jì)技術(shù)，基于網(wǎng)絡(luò)的研究開發(fā)，敏捷生產(chǎn)技術(shù)。 

虛擬產(chǎn)品開發(fā)。虛擬產(chǎn)品開發(fā)有四個(gè)核心要素：數(shù)字化產(chǎn)品和過程模型、產(chǎn)品信息管理、高性能計(jì)算與通信、組織/管理的改變。