先进制造技术发展现状

先进制造技术发展现状（通用9篇）

先进制造技术发展现状 篇1

航空先进制造技术发展趋势

现代飞机和发动机进一步朝结构整体化、零件大型化方向发展.航空制造技术发展有以下趋势:数字化制造技术成为提升航空科技工业的重大关键制造技术;机械加工朝着高效数控加工方向发展;轻金属构件制造技术朝着制造大型化、整体化结构方向发展;复合材料整体结构制造技术迅速发展;冷却结构等新结构制造技术得到迅速发展;高能束流加工、特种焊接技术得到广泛应用;飞机结构装配技术朝着柔性化方向发展;先进无损检测技术朝着可视化、非接触式快速检测方向发展.

作 者：郭恩明 Guo Enming 作者单位：北京航空制造工程研究所刊 名：航空制造技术 ISTIC英文刊名：AERONAUTICAL MANUFACTURING TECHNOLOGY年，卷(期)：“”(z1)分类号：V2关键词：航空工业 制造技术 发展趋势

先进制造技术发展现状 篇2

先进制造技术AMT(advanced manufacturing technology)是一个相对的、动态的概念,是为了适应时代要求,提高竞争能力,对制造技术不断优化所形成的。虽然目前对先进制造技术仍没有一个明确的、一致公认的定义,但经过对其内涵和特征的分析研究,可以定义为:“先进制造技术是制造业不断吸收机械、电子、信息(计算机与通信、控制理论、人工智能等)、能源及现代系统管理等方面的成果,并将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务乃至回收的全过程,以实现优质、高效、低耗、清洁和灵活生产,提高对动态多变的产品市场的适应能力和竞争能力的制造技术的总称。”先进制造技术是发展国民经济的重要基础技术之一,对我国的制造业发展有着举足轻重的作用。

1 我国先进制造技术的发展状况

近10年来,中国先进制造技术在政府的关怀下得到快速发展和重大突破。具体表现在以下9个方面[2,3,5,7]。

a) 计算机辅助设计(CAD)技术普及化。CAD技术得到广泛的应用,提高了中国企业整体的设计水平和产品开发能力。以三维CAD和产品数据管理为重点,在软件市场和企业应用方面得到充分的发挥。在三维CAD软件开发上,主要表现为:第一代三维CAD软件及CAD/CAM系统纷纷上市、建立了2D和3D统一模型,软件的集成性得到提高与改善,软件的专业化和本地化得到加强。

b) 快速原型制造技术由起步迈向成熟,应用初具规模。快速原型制造技术是国外在20世纪80年代中期发展起来的高新技术,包括一切由CAD模型直接驱动的快速制造任意复杂形状三维实体的技术总称。中国从20世纪90年代期间起步,并取得了突破性的进展。目前已掌握了4种最主要的快速成型制造技术,即立体印刷(SLA)、分层实体制造(LOM)、选择性激光烧结(SLS)、熔融沉积成形(FDM)技术,并在工艺、装备、材料方面并举发展。采用上述技术的设备国内都已商品化生产,投放国内市场并有少量出口。

c) 精密成形与加工技术水平显著提高,在汽车零部件、重大装配制造中获得广泛应用。精密成形与加工技术是指机械零部件从毛坯成形、零件加工到装配成为产品的全过程中,采用近净成形、近无缺陷成形、超精密和超高速等多种先进技术,使制造过程精密、高效、低耗,以获得高精度、高品质产品的综合集成技术,近5年来取得重大进展。

d) 热加工工艺模拟优化技术取得重要进展,使材料热加工由“技艺”走向“科学”。热加工工艺模拟优化技术以材料热加工过程的精确数学建模和物理建模为基础,以数值模拟及相应的精确测试为手段,能够在计算机逼真的拟实环境中动态模拟热加工过程,预测材料经过成形、改性制成零件毛坯后的组织性能品质,特别是能找出易发缺陷的成因及消除方法,通过在虚拟条件下工艺参数的反复比较,得出最优工艺方案,通过模拟优化,可以确保关键大件一次制造成功;对于大批量生产的毛坯件,可以减小试模次数,直至确保一次试模成功。

e) 激光加工在基础研究和技术开发方面有实质性进展,产业应用获得经济效益。在应用基础研究方面:大功率CO2及YAG激光三维焊接和切割机理与技术研究已取得重要进展,一是建立了大功率激光光束的传输与聚焦理论及加工用激光光束品质的评定方法;二是建立了具有真正实用价值的激光三维加工数控自动编程。

f) 数控技术取得重要进展,国内市场占有率有所提高。中国在数控机床共性关键技术攻关、数控机床开发、数控系统和普及型数控机床产业化工程研究、传统装备的数控化改造等方面取得了进展,在一些基础技术和关键技术上有重大突破。开发出PC机为平台的数控系统,在充分利用计算机高速发展的硬件技术基础上提高了软件开发水平。在数控系统功能上,解决了多坐标联动、远程数据传输及远程控制、诊断等技术难题。开发了高速主轴单元、加工中心刀库和数控车床回转动力刀架,使普及型数控机床整体性能有了较大提高。

g) 现场总线智能仪表研究开发获重要进展,应用已有一定的基础。基于计算机及数字通信技术的工业控制通信网络技术,即现场总线技术,以及相关的设备及系统技术获得快速发展,这是未来工业自动化技术和自动化控制技术的重要发展方向。

h) 现代集成制造系统研究和应用取得突破,在国际上已占有一席之地。现代集成制造系统是一种新的制造模式,将信息技术、现代管理技术和制造技术相结合,并应用于产品生命周期的各个阶段,通过信息集成、过程优化及资源优化,实现物流、信息流、价值流的集成和优化运行,达到人与组织,经营管理和技术三要素的集成优化,以改进产品的开发时间、品质、成本、服务和环境,从而提高企业的市场应变能力和竞争能力。

i) 新生产模式的研究和实践具有特色,推动了中国制造业的技术进步和管理现代化,并在中国汽车制造业中首先推广。通过精简机构、减少管理层次和消除各种浪费现象,显著提高了企业的经营效益。

2 先进制造技术的体系结构及其分类[1,2,6,7]

目前对先进制造技术的体系结构认识很不统一,下面给出二种先进制造技术的体系结构以供参考。机械科学研究院(AMST)提出的先进制造技术由多层次技术群构成的体系图(图1),强调了从基础制造技术、新型制造单元技术到先进制造集成技术的发展过程,也表明了在新型产业及市场需求的带动之下,在各种高新技术的推动下先进制造技术的发展过程。

先进制造技术所涉及的学科门类多,包含的技术内容广泛。1994年,美国联邦科学、工程和技术协调委员会将先进制造技术分为三个技术群,即:1)主体技术群;2)支撑技术群;3)管理技术群。国内学者在此基础上进行了改进和充实,将其分为如图2所示的三大主体技术群和一个支撑技术群。

3 先进制造技术的发展趋势

进入21世纪,随着电子、信息等高新技术的不断发展,为适应市场需求的多变性与多样化,制造技术正朝着柔性化、智能化、集成化和宜人化、全球化、绿色生产化的趋势发展。[1,2,3,4]

3.1 柔性化

社会市场需求的多样化促使制造模式向柔性制造发展。据统计,自1975年至1990年,机械零件的种类增加了4倍,近80%的工作人员不直接与材料打交道,而与信息打交道,75%的活动不直接增加产品的附加值。随着技术革新和技术转让过程的加速,仅仅依靠生产技术进步取得品质和成本的最佳统一已明显不够,如何以最快的速度及时地开发出满足顾客愿望的产品并抢先打入市场,越来越成为竞争的焦点。这些都迫使现代企业必须具有很强的应变能力,能迅速响应用户提出的各种要求,并根据科技发展、市场需求的变化及时调整产品的类型和结构。原来的机械化、刚性自动化系统已不能适应这种需求,必须采用先进的柔性自动化系统。柔性制造系统、柔性装配系统(FAS)、面向制造与装配的设计以及并行工程等都是为生产技术的柔性化而开发研究的。

3.2 智能化

智能化被称为21世纪的制造技术,也是机械制造业发展的重要方向。智能制造技术将人工智能融入制造过程的各个环节,通过模拟专家的智能活动,取代或延伸制造环境中的部分脑力劳动,从而在制造过程中,系统具备自组织能力,能自动监测其运行状态,在受到外界或内部激励时能自动调整其参数,以达到最佳状态。

3.3 集成化

时间就是金钱,时间能赢得竞争的胜利。集成化已是摆在机械制造业面前头等重大的课题。以生产者为主导的生产方式正逐步向以消费者为主导的生产方式转变。集成化是先进制造系统的一个显著特征,这一集成特征正向着深度和广度方向发展。目前已从企业内部的信息集成发展到实现产品整个生命周期的过程集成,并将发展到企业间的动态集成。各个发展阶段的主要特点如下:

a) 信息集成:主要目的是通过网络和数据库把各自动化系统和设备包括已形成的自动化孤岛和异种设备互联,实现制造系统中的数据交换和信息共享;做到把正确的数据,在正确的时间,以正确的形式,送给正确的人,帮助人做出正确决策。

b) 功能集成:主要实现企业要素,即人、技术和管理组织的集成,并在优化企业运营模式基础上实现企业生产经营功能部分的整体集成。

c) 过程集成:主要通过产品开发过程的并行和多功能项目组成核心的企业科学化组织,实现产品开发过程、经营过程的集成,对企业过程进行重组与优化,使企业的生产与经营产生质的飞跃。

d) 全球化:面向21世纪国际化市场竞争的日益激烈以及高新技术的发展,动态联盟、虚拟公司、信息高速公路等的建立,顾客需求朝小批量多样化、交货快、成本低等方面发展,出现了强强联合的态势,使制造技术的全球化进程在20世纪80年代后迅速发展。这不仅与信息、交通的快速发展相关,更重要的是冷战的结束,关税壁垒被打破。一些发达国家通过经济手段来争夺市场,销售产品,输出

资本,争夺世界。

e) 绿色化:迄今为止,制造业已成为创造人类财富的支柱产业,是人类社会物质文明和精神文明的基础。绿色生产正是对生产过程和产品实施综合预防污染的战略,从生产的始端就注重污染的防范,以节能、降耗、减污为目标,以先进的生产工艺、设备和严格的科学管理为手段,以有效的物料循环为核心,使废物的产生量达到最小化,尽可能地使废物资源化和无害化,实现环境与发展的良性循环,最终达到持续协调发展。但是另一方面,在将制造资源转变为产品的制造过程中以及产品的使用和处理过程中消耗掉大量人类社会有限的资源,并对环境造成严重污染。因此,如何使制造业尽可能少地产生环境污染,是当前制造科学面临解决的重大问题。于是一个新的概念——绿色制造(green manufacturing)由此产生。绿色制造是面向21世纪的现代制造模式,它的实施将带来21世纪制造业的一系列重要变革或变化,是21世纪制造系统模式的必然选择和发展趋势之一。

4 结论

我国在先进制造技术方面和国外有较大的差距,特别是我国制造业的自动化、信息化水平不高。大力发展和应用先进制造技术,用其改造传统产业和形成高技术产业,提升我国制造业的产业结构、产品结构和组织结构,增强其技术创新能力、产品开发能力和市场竞争能力,是制造业特别是机械制造业走出困境的关键性措施。这样才能保证我们“世界工厂”地位的确立,实现由制造业大国向制造业强国的转变。

摘要：随着我国制造业的不断发展,先进制造技术得到越来越广泛的应用。介绍了先进制造技术的概念,分析我国目前先进制造技术的发展状况;从两种角度解释其结构特征,并从各种不同的角度展望先进制造技术的发展前景及其趋势特征。

关键词：先进制造技术,数控,制造业

参考文献

[1]刘飞,张晓冬,杨丹.制造系统工程[M].北京:国防工业出版社,2000.

[2]刘飞,罗振璧,张晓冬.先进制造系统[M].北京:中国科学技术出版社,2001.

[3]李梦群,庞学慧,王凡,等.先进制造技术导论[M].北京:国防工业出版社,2005.

[4]蔡建国,吴祖育.现代制造技术导论[M].上海:上海交通大学出版社,2002.

[5]杨坤怡,杜全兴.制造技术[M].北京:国防工业出版社,2005.

[6]张世昌.先进制造技术[M].天津:天津大学出版社,2004.

浅谈先进制造技术及其发展趋势 篇3

关键词：先进制造技术（advanced machining technology）；计算机集成制造系统（contemporary integrated manufacturing system）

近年来，先进制造技术在机械加工领域中的应用越来越广泛，越来越深入，并取得了很大的成绩。如何看待先进制造技术与机械制造业之间的相互关系、如何面对市场的竞争和新技术的挑战，采取相应的对策，这是我们机械行业必须认真思考的一个重要问题。

1.先进制造技术的发展趋势

先进制造技术是传统制造业不断地吸收机械、信息、材料及现代管理技术等方面最新的成果，并将其综合应用于产品开发与设计、制造、检测、管理及售后服务的制造全过程，实现优质、高效、低耗、清洁，并取得理想技术经济效果的前沿制造技术的总称。从本质上可以说，先进制造技术是传统制造技术、信息技术、自动化技术和现代管理技术等的有机融合。

先进制造技术的特点如下：

1.1.先进制造技术贯穿了从产品设计、加工制造到产品销售及使用维修等全过程，成为“市场—产品设计—制造—市场”的大系统。而传统制造工程一般单指加工过程。

1.2.先进制造技术充分应用计算机技术、传感技术、自动化技术、新材料技术、管理技术等的最新成果，各专业、学科间不断交叉、融合，其界限逐渐淡化甚至消失。

1.3.先进制造技术是技术、组织与管理的有机集成，特别重视制造过程组织和管理体制的简化及合理化。先进制造技术又可看作是硬件、软件、人和支持网络的综合与统一。

1.4.先进制造技术并不追求高度自动化或计算机化，而是通过强调以人为中心，实现自主和自律的统一，最大限度地发挥人的积极性、创造性和相互协调性。

1.5.先进制造技术的目的在于能够以最低的成本、最快的速度提供用户所希望的产品，实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产，并取得理想的技术经济效果。

制造业与机器人中有如下技术〔2〕：

1.5.1.计算机集成制造系统

1.5.2.生产自动化

1.5.3.大批量定制

1.5.4.先进的机器人

这四种技术是最重要的先进制造技术。仅对计算机集成制造系统和大批量定制作一简单的介绍。

2计算机集成制造系统（CIMS）

现代集成制造系统（contemporary integrated manufacturing system）是计算机集成制造系统新的发展阶段，在继承计算机集成制造系统优秀成果的基础上，它不断吸收先进制造技术中的相关思想的精华，从信息集成、过程集成向企业集成方向迅速发展，在先进制造技术中处于核心地位。

2.1集成化

CIMS中有以下几个关键的信息集成系统。

2.1.1.ERP（企业资源计划）系统：国外有名的系统是SAP ，Oracle ，Baan， IBM等，国内有金蝶、用友、开思等。ERP系统集成了企业中的生产管理、财务、人事、采购、销售等子系统。系统涉及面广，十分庞大，对人员素质、数据和流程规范性要求高，因此实施难度大，成功率不高。

2.1.2.CAD/CAPP/CAM一体化：目前虽然有些CAD系统可以支持CAD/CAPP/CAM一体化，但主要针对基本上都采用数控加工的零件，如PRO/E软件。由于不同产品中的零件差别很大，每个企业的加工条件和水平也不相同，因此复杂零件的CAD/CAPP/CAM一体化还没有通用的系统。

2.1.3.PDM（产品数据管理）系统：被用于管理和控制由CAX（CAD、CAPP、CAE、CAM等的统称）系统所形成的大量的信息，避免花费很多时间去寻找本应该唾手可得的信息。PDM是设计自动化技术系统的核心，在产品的整个生命周期内管理全部的产品知识和信息，并为产品开发过程中的各个应用系统提供所需的数据，为不同应用系统提供集成平台。PDM系统以产品数据库为底层支持，以BOM为组织核心，把定义最终产品的所有工程数据和文档联系起来，实现产品数据的组织、控制和管理。

2.2网络化

以因特网为代表的网络技术正在制造业中产生越来越大的影响。在制造业中，也正在出现一种新的模式——网络化制造模式。在网络化制造中，新的网络空间与传统的物理空间紧密结合，产生出各种新思想、新观点、新方法和新系统。制造企业将利用因特网进行产品的协同设计和制造；通过因特网，企业将与顾客直接联系，顾客将参与产品设计，或直接下订单给企业进行定制生产，企业将产品直接销售给顾客；由于因特网无所不到，市场全球化和制造全球化将是企业发展战略的重要组成部分；由于在因特网上信息传递的快捷性，并由于制造环境变化的激烈性，企业间的合作越来越频繁，企业的资源将得到更加充分和合理的利用。企业内联网（Intranet）/外联网（Extranet）也将极大地改变企业内的组织和管理模式，将有效地促进企业员工的信息和知识的交流和共享。

2.3虚拟化

虚拟制造可以简单地理解为“在计算机内制造”，通过应用集成的、用户友好的软件系统生成“软样机”，对产品、工艺和整个企业的性能进行仿真、建模和分析。虚拟制造包括：虚拟设计、虚拟装配和虚拟加工过程。例如在开发一种新车型时，其美学的创造性要受到安全性、人机工程学、可制造性及可维护性等多方面的制约。在虚拟设计中，利用虚拟原型在可视化方面的强大优势以及可交互地探索虚拟物体的功能，对产品进行几何、制造和功能等方面的交互建模与分析，快速评价不同的设计方案，可以从人机工程学角度检查设计效果，设计师可直接参与操作模拟，移动部件和进行各种试验，以确保设计的准确性。这种技术的特点是：①及早看到新产品的外形，以便从多方面观察和评审所设计的产品；②及早发现产品结构空间布局中的干涉和运动机构的碰撞等问题；③及早对产品的可制造性有清楚的了解。

3.结束语：

先进制造技术是传统制造业不断地吸收机械、信息、材料及现代管理技术等方面最新的成果，并将其综合应用于产品开发与设计、制造、检测、管理及售后服务的制造全过程，实现优质、高效、低耗、清洁、敏捷制造，并取得理想技术经济效果的前沿制造技术的总称。

参考文献：

[1]张世昌，《先进制造技术》.天津：天津大学出版社.2003

[2]顾新建，祁国宁.《知识型制造企业》.北京：国防工业出版社，2000

[3]顾新建，祁国宁，陈子辰.《网络化制造战略和方法》.北京：高等教育出版社，2001

先进制造技术发展现状 篇4

近年来，世界高新技术得到了惊人的发展。为了提供性能佳、质量优、成本低、可靠性和维护性好的装备产品，发达国家的制造技术有了很大的进步，不断推动新一代装备产品的问世。从飞机的研制生产来看，总体上世界先进制造技术有以下几个发展趋势。3.1 新材料、新结构工艺成为重点

新一代装备产品减轻结构重量和提高性能的主要途径是采用新材料和新结构，这也是发展先进制造技术的重点。

1)复合材料得到了迅速发展和广泛应用。树脂基复合材料已用于战斗机的主承力结构。复合材料在先进战斗机、大型客机的用量已分别达到结构重量的20％-30％、10％-30％[6]，已经出现了全复合材料的公务机。共固化成形、树脂传递模塑成形(RTM)、复杂件缠绕成形、丝束铺放等复合材料制造新技术均己用于生产，并建立了工序配套、计算机控制的生产系统。正在开发新的复合材料辐照固化技术和质量保证技术，并大力开展复合材料低成本制造技术的研究。

2)钛合金和铝锂合金在新一代飞机上应用量增加很多。引发和配套解决了其难度很大的高速切削、化铣、成形及焊接等关键工艺。钛合金的超塑成形，/扩散连接(SPF/DB)结构是一种新兴的耐热、整体、轻量化结构，在机体结构上具有广阔的应用前景，超塑成形，扩散连接组合工艺也已日趋成熟并向主承力结构扩大应用。先进发动机的空心宽弦风扇叶片也是超塑成形，扩散连接的制品。

3)随着难加工材料的大量应用，以电子束、激光束、离子束为代表的高能束流加工技术近10年来得到了迅猛发展，成为先进航空产品研制和生产不可缺少的制造技术。电子束焊接已用于飞机主承力框、起落架和发动机鼓筒轴、各类机匣，发展前景广阔。迄今为止，激光束仍是发动机零部件冷却孔系加工的首选工艺。此外，其他特种加工，如离子束加工、电加工、高压水射流加工、磨粒流加丁等在先进航空产品的制造中也都发挥着积极的作用。4)金属胶接技术有利于结构减重及抗疲劳，其生产工艺已基本成熟，形成了先进胶接体系，制造出了用作主承力结构的耐久胶接构件。由金属板材与树脂基预浸料胶接成的混杂层板胶接结构是金属胶接与复合材料的结合衍生物，能抑制裂纹扩展，大幅度提高壁板(蒙皮)疲劳寿命。其不同金属与不同预浸料的组合，还可更好地发挥减重效果。机体构件机械紧固件孔的精化加工和强化、孔壁孔周的挤压强化以及壁板零件的喷丸强化等技术都得到了进一步发展，大大延长了航空产品的使用寿命。

5)发动机热端部件工作温度的提高，带动了金属间化合物等一系列高温合金及碳—碳复合材料、金属基复合材料和陶瓷基复合材料的应用，还提出了新的涂层材料及涂层工艺的要求，随之推动了一大批新的热工艺技术的发展。等离子弧加工技术仍是多种性能涂层的主要工艺，电子束物理气相沉积方法已用于热障涂层及其他涂层的制取，电子束表面处理与热化学工艺相结合的方法可使制件表面具有特殊的性能。发动机的整体叶盘结构、新型封严结构的出现又带动了特种焊接(如摩擦焊、真空高温钎焊)的迅速发展。6)毛坯精化及近无余量制坯技术也已成为航空制造技术的重要发展趋势之一。国外航空发动机制造业中已形成精铸、精锻、精轧等一整套精密制坯技术，材料利用率从20％～30％提高到80％左右，机械加工量减少至原来的1/5～1/10。钛合金、高温合金的薄壁、整体精铸技术、单晶无余量空心涡轮叶片精铸技术、粉末冶金和热等静压技术已成为高推比发动机研制生产的关键制造技术。

3.2 精密及超精密加工技术迅速发展

随着装备的导航、制导和控制精度的提高，要求制造出材料特殊(如高硬脆性、高强度、高弹性、高熔点等)、结构复杂、体积小、尺寸和形状精度高于0.1μm、表面粗糙度小于0.01-0.02μm的机载设备零件。为了适应上述要求，美、英、日等到发达国家在高速数控加工技术，亚微米级超精密加工和复合超精密加工技术，纳米级超精密加工技术和高强度、高硬度、高脆性材料加工技术等方面进行了大量的研究工作，很多研究成果已用于生产。微米级坐标镗床已进入生产线，0.1μm超精密加工机床和各种超精密加工方法已广泛应用于机载关键零件的批生产。单刃金刚石车削技术已用于激光晶体材料的加工，表面粗糙度可达0.001μm。用金刚石和立方氮化硼砂轮的高速缓进强力磨削，可对难加工功能材料进行高精密(微米级精度、0.1μm级表面粗糙度)无毛刺加工，能获得复杂几何形状和极佳的表面完整性[10]。此工艺在美国已成为批生产加工技术，成批制造出各种功能材料的机载设备零件，如红外线或紫外光学系统、激光陀螺系统、微波管、光纤器件中的零件。

近年美国又研制出激光微细加工中心，该加工中心的视觉系统能提供加工过程的连续影像，并自动寻找、对准、测量和修正加工对象，加工精度可达百分之几微米以内。该激光微细加工中心还适用于硬脆材料(如氧化铝、碳化硅)加工，蚀刻线宽度0.25μm，打孔直径小于75μm，还可对各种材料的裸芯多芯电缆和光纤进行焊接，标志着功能材料的加工技术达到了新的水平。

20世纪90年代末，面临装备研制周期短、产品更新快、品种增多、批量减少和动态多变的市场，装备的质量、价格和交货期已成为增强飞机制造企业竞争力的3个决定性因素。3.3 计算机技术应用普遍

近年来，计算机技术有了空前迅速的发展。装备制造业是最早引入计算机技术的行业，计算机技术使装备制造技术得到了优化并产生了新的专业，这在很大程度上改变了装备制造技术的面貌。

计算机技术与飞机制造业的3大传统工艺技术(机械加工、钣金成形、铆接装配)相结合，极大地提高了航空制造业的技术水平。在机械加工方面，零件加工数控化和精密化已成公认目标，数控高速切削也正在被迅速推广，数控机床进一步向高速及复合化方向发展。机载设备生产所需的超精密加工技术也取得了长足的发展。在钣金成形方面，数控铣床板坯下料、蒙皮拉伸成形、壁板喷丸成形／强化、零件高压橡皮囊液压成形等主要工艺均已实现数控化。同时正在提高成形过程的数字模拟和动态仿真以及实时监控与变形量控制技术，钣金成形的专用设备正向多功能和柔性化发展。在铆接装配方面，数控钻铆机及干涉铆接的应用日益普遍，高压水制孔及激光辅助定位钻孔系统、计算机辅助钻削系统、计算机辅助电子经纬仪(CAT)系统、数字模拟装配和机器人自动化装配等先进设备和先进技术不断涌现，装配现场已一改劳动者密集的面貌。事实上，计算机技术已渗入各个制造专业，从工艺参数控制到工艺过程动态仿真，进而建立数据库，直到建立专家系统，正在简化工艺、稳定生产、保证质量、降低成本等方面发挥越来越大的作用。3.4 低成本制造技术备受关注

当今世界上工业发达国家正在研制第4代军用战斗机，不管性能多么突出，都必须在价格上能被用户或市场接受，否则就难以进行生产和销售。例如，由于F-22太贵，难以大量装备部队，所以美、英又联合研制了联合攻击战斗机(JSF)以满足军方的需求。又如，树脂基复合材料性能优异，已经得到了广泛的应用，但复合材料更大份额的应用在很大程度上受制于其昂贵的价格，为此，美国等一些西方国家专为发展“造得起、买得起”的复合材料制造技术开展了大量工作。例如，研制便宜的碳纤维、树脂，开发叠层缝合、树脂传递模塑成形(RTM)技术、丝束铺放成形，以及节能的“非热压罐固化技术(如辐照固化)”等种种低成本技术以提高产品性能和降低成本。麦道公司研究工作表明，采用织物缝合/树脂传递模塑成形(RTM)工艺制造的机翼已比相应的铝合金机翼减重25％，成本也降低了10％。市场经济要求航空制造技术必须走“造得起、买得起”的路，否则即使再好的技术，最终也不会有什么出路。为此，国外在这方面下了很大功夫，除积极采用现代集成制造技术和先进的产品全寿命管理技术外，无余量成形工艺(精铸、精锻等)、改良的成形方法(时效成形、超塑成形、超塑成形/扩散连接等)、特种焊接技术(电子束焊、摩擦焊等)、数控高速切削、机器人装配技术等低成本制造技术己得到了进一步的发展，这说明世界上即使是比较富裕的工业发达国家，在研究应用“造得起、买得起”的制造技术上也是不遗余力的。

先进制造技术与机械制造工艺 篇5

先进制造技术被看作是世界各国综合国力的衡量指标，拥有先进制造技术与机械制造工艺，就掌握了激烈竞争中的主动权。

但受我国基本国情影响，在此方面与国法发达国家对比还存在较大差距，在实际生产中呈现组诸多不足。

因此，我们对先进制造技术与机械制造工艺研究进行深入研究，并为其创新发展提供一切优越条件。

先进制造技术答案 篇6

下面哪一个不属于CIMS系统？B A.CAD B.GPS C.CAM D.CAPP 下列哪一种主要应用于CAE领域？C

A.NX B.Catia C.Ansys D.AutoCAD 逆向工程设计方法是现代设计中重要的一种设计方法，以下关于逆向工程的描述中不正确的是？B A.逆向工程分为实物逆向、软件逆向和影像逆向 B.三座标测量机是一种非接触式测量设备 C.Imageware是一种逆向工程造型软件

D.逆向设计就是“从有到无”，就是根据已经存在的产品模型，反向推出产品的设计数据（包括设计图纸或数字模型）的过程。

在并行工程设计和协同设计中，各子系统之间需要进行数据的交换，下面哪一种不是数据交换的标准格式？c A.dxf文件 B.STEP文件 C.dwg文件 D.IGES文件 就目前来讲，下面哪一种不属于先进制造技术？B

A.虚拟制造 B.刚性流水线制造 C.敏捷制造 D.绿色制造 柔性制造系统中的自动物料系统包括运输设备和储存设备。以下属于其储存设备的是哪个？B A.物料进出站 B.堆垛起重机 C.AGV小车 D.工业机器人

某种类型的企业强调与用户建立一种崭新的“战略依存关系”，强调用户参与制造的全过程。制造商将发现，最好的产品不是他们为客户设计的，而是他们和客户一起设计的。要想满足客户的越来越高的要求和期望，最好的方法是把客户吸收到产品设计和制造的流程中来。该类企业按订单组织生产，同时强调企业间的动态合作。这种企业是何种类型制造企业？C A.虚拟制造型 B.先进企业 C.敏捷制造型企业 D.人性化企业

20世纪40年代的库存控制订货点法，是针对哪种技术提出来的？M A.ERP B.CAD C.CRM D.MRP CAD技术经历了几十年的发展，已经相当成熟，下面哪项不是其关键技术？C A.几何造型技术 B.主模型技术 C.CRT显示技术 D.参数化和变量化技术 有限元分析方法的步骤中，前处理不包括下述哪项内容？A A.选择分析类型 B.划分网格 C.添加约束和载荷 D.创建几何模型

1.现代设计技术的体系结构主要包括： 基础技术、主体技术、支撑技术、应用技术。2.制造业的四次产业革命分别是 蒸汽机革命、电气革命、信息革命

、高新技术产业革命。3.CAD的中文名称 计算机辅助设计，MEMS的中文名称 微机电系统。

4.用于切削加工的FMS主要由以下四部分组成： 加工系统、储运系统、计算机控制系统 和软件系统。有限元法分析的步骤包括 前处理、求解 和 后处理。

一、简述超精密加工方法的加工环境要求

 要求恒温、恒湿、洁净、隔绝振动

（1）洁净度：在高洁净室内进行加工，无灰尘。通常要求洁净度为100级（每立方英尺空气内大于0.5μm的灰尘粒不超过100个）以上的洁净室。（2）温度：环境温度控制在20±0.06℃之间。

（3）湿度：在40％～50％RH之间。低于40％，会产生静电，高于50％会生锈。

（4）气流和压力：室内气流以均匀速度向同一个方向流动；室内压力高于室外，保持正压。（5）振动：带防振沟的隔振地基；把机床放在地下室；使用隔振气垫

二、简述柔性制造系统中“柔性”的含义

1．设备柔性：指制造系统中能加工不同类型零件所具备的转换能力，其中包括刀具转换、夹具转换等。

2．工艺柔性：能以多种工艺方法加工某一零件组的能力。如镗、铣、钻、铰、攻螺纹等加工。

3．工序柔性：能自动改变零件加工工序的能力。

4．路径柔性：能自动变更零件加工路径。如遇到系统中某台设备的故障,能自动将工件转换到另一台设备上加工。可以根据负荷,自动改变加工路线,提高利用率,减少等待时间。

5．产品柔性：产品改变时能经济、迅速的转产。

6．批量柔性：能在不同批量下运行都能获取经济效益。

7．扩展柔性：能根据生产的需要组建和扩展生产能力。

三、简述PDM系统的体系结构。

1底层平台层 主要指异构分布的计算机硬件环境、操作系统、网络与通信协议、数据库、中间件等支撑环境2核心服务层PDM软件产品一般指的就是核心服务层和PDM应用组件层，因为二者功能上有所不同，所以分别讨论3应用组件层PDM应用组件实际上就是由调用PDM基础服务的一组程序（界面）组成并能够完成一定应用功能的功能模块4应用工具层 应用工具主要指CAx/DFx等工程设计领域软件、Word等办公用软件以及所有PDM以外的其它应用软件，PDM通过多种方式与这些应用软件实现集成。5实施理念层PDM归根结底不是企业的经营管理模式而只是一种软件工具，这种软件工具只有在先进的企业运作模式下才能发挥其作用，因此PDM的实施几乎都离不开CE、CPC、VM、SCM、ISO9000等先进的管理理念和质量标准。

四、超精密加工是一个相对的概念，对于不同时期有不同的定义，这主要取决于各时期的科学技术的发展。但要实现超精密加工，对机床设备性能和加工环境都要有特殊要求。请简述这些要求是什么？

超精密加工是以高精度为目标的技术，必须综合应用各种新技术、且在各方面要求精益求精。实现超精加工的主要条件包括以下各方面高新技术：

（1）超精密加工机床与装、夹具；

（2）超精密切削刀具、刀具材料、刀具刃磨技术； （3）超精密加工工艺；

（4）超精密加工环境控制（包括恒温、隔振、洁净控制等）（5）超精密加工的测控技术 名词解释： AMT:先进制造技术 CAE: 计算机辅助工程 CIMS: 计算机集成制造系统 FMS: 柔性制造系统

MEMS: 微机电系统

四论述题

1试述虚拟制造技术的类别

设计为中心的虚拟制造 以生产为中心的虚拟制造 以控制为中心的虚拟制造

利用虚拟样机进行仿真分析的两个策略，以及虚拟制造技术如何实现降低设计制造成本，提高产品质量的。

以UG软件为设计研究平台，运用其复合建模、钣金建模、虚拟装配等相关参数化设计方法，建立发动机盖锁的虚拟样机模型，并运用UG的Motion模块进行运动学仿真分析，发挥虚拟样机软件的特长。虚拟样机技术可以减少实物模型和样机的投入，避免设计缺陷，缩短产品开发周期，降低产品开发成本和制造成本

（1）说明绿色设计有何不同于通常产品设计的特征；

 设计目标。设计目标中除考虑功能、性能、质量、成果等方面外，还必须考虑产品在整个生命周期过程中与环境和人的友好性；

 设计技术。除常规设计方法外，还必须采用可拆卸、可回收、模块化设计；

 设计评价。考虑从原料提炼、加工、制造、装配、包装、运输、废弃回收、重用处理等整个产品生命周期内，对环境造成的影响为最小；

 设计流程。并行闭环型设计，从废弃后的回收、重用、修复、再加工，进入新一轮的产品生命周期。

 设计目的。兼顾产品性能需求和环保影响。

（2）说明是否可以采用完全的绿色设计替代传统的设计；

不能。因为绿色设计成本大，技术要求高等诸多要求，因此现在还不能实现完全（3）为利于产品的后期维修和使用后的回收处理，还应该在设计过程中考虑哪些因素？ 可维修性和可回收性

五、1丰田系统是建立在准时化观念上的拉动式生产模式，以应付小订单多品种的挑战丰田消除浪费、减少非增值活动的各种措施

2精益生产：在同步生产的基础上，强调缩短生产周期；提高资源利用率；需求驱动 正确的确定价值就是以客户的观点来确定企业从设计到生产到交付的全部过程，实现客户需求的最大满足。

以客户的观点确定价值还必需将生产的全过程的多余消耗减至最少，不将额外的花销转嫁给用户。

论先进机械制造技术模式发展 篇7

受全球经济一体化和市场需求多元化的牵引以及信息技术和人工智能技术的推动，机械制造生产模式发生了重大的改变。其主要体现在：从按功能划分的固定组织形式向动态、自主管理的小组组织形式转变;从质量第一的竞争策略向快速响应市场的竞争策略转变;从以技术为中心向以人为中心转变;从传统的顺序工作方式向并行工作方式转变：从金字塔的多层次生产管理结构向扁平的网络结构转变。

柔性制造、模块化制造、智能制造、敏捷制造、精益生产、大规模定制等先进的制造模式正是这种转变过程的产物。

先进制造技术是一个多学科体系，其概念远远超越了传统制造技术和企业及车间，甚至国家间的界限，包容了从市场需求、环境需求、创新设计、工艺技术到生产过程的组织与监控、市场信息的反馈在内的工程系统。

1、模式分析。

世界各发达国家都在进行现代制造技术的研究与探索，从管理体制、经营理念、实际方法、方案评价、制造手段等方面总结经验，探索新思路先后提出了各种先进制造模式，其中主要有以下几种：(1)并行工程。并行工程是集成地、并行地设计产品及其相关过程(包括制造过程和支持过程)的系统方法、它要求产品开发人员在一开始就考虑产品整个生命周期中从概念形成到产品报废的所有因素，包括质量、成本、进度计划和用户要求。(2)精益生产。精益生产不公是一种生产方式，更重要的是一种运用于现代制造业的组织管理方法。精益生产是通过系统结构、人员组织、运行方式和市场供求等而不断变化，具有以人为本和精简生产中的一切不产生价值环节的特点。它对内以人为中心，对外以用户为上帝，在组织机构上以精简为手段，最终目标是实现零缺陷。

精益生产创始于20世纪50年代的日本丰田汽车制造公司。20世纪60年代中期，精益生产日益成熟，开始在日本各个汽车制造业推行，取得了巨大成效。(3)虚拟制造。虚拟制造利用信息技术、仿真技术、计算机技术对现实制造活动中的人、物、信息及制造过程进行全面的仿真，以发现制造中可能出现的问题，在产品实际生前就采取预防措施，从而使得产一次性制造成功，达到降低成本、缩短产品开发周期、增强产品竞争力的目的。虚拟制造技术将对制造业产生革命性的影响，它是并行工程、敏捷制造、精益生产的支撑技术，是品质工程实现的有力保证。(4)敏捷制造。敏捷制造是指制造企业采用现代通信手段，通过快速配置各种资源(包括技术、管理和人)，以有效和协调的方式响应用户需求，实现制造敏捷性的一种制造模式。其目的是使企业能够快速灵敏地响应市场的多样性变化，满足市场的多样化需求，获取长期的经济效益。(5)绿色制造。绿色制造是一个综合考虑环境影响和资源消耗的现代制造模式，其目标是使得产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个周期中，对环境的负面影响最小，资源的使用效率最高，并使企业经济效益和社会效益协调优化。

2、模式的发展方向。

在21世纪，现有的AMT将继续不断改进、完善和发展，新的AMT更会大量涌现。对于企业来说，开发和应用A M T更会大量涌现。对于企业来说，开发和应用A M T应能使其内部和其他企业、市场之间的各种活动得以灵活、敏捷、职能、高效、协调地运行，以达到产品上市快、质量好、成本低、服务好、环境清洁、资源消耗少等目的。由于选制造技术的推动，制造业未来的发展将呈现以下几个趋势：(1)精密工程技术。进入21世纪，社会的发展对一些产品的质量提出了越来越高的要求。诸如一些航空航天产品、仪器仪表产品和电子产品，其精度要求已达到亚微米级，甚至纳米级，这样的精度要求是普通加工方法难以实现的。这决定了制造业未来的重点是发展精密加工技术以及诸如激光加工、电火花加工等特种加工技术。

精密和超精密加工技术的发展和推广，提高了整个机械制造业的加工精度和技术水平，并普遍提高了机械产品的质量、性能和竞争力。例如，纽约A k r o n strippit-Houdaille公司将激光器与小组合冲孔机结合，因为激光束直径仅是人头发的两倍那么粗细，编程人员可以根据所设想的两维、三维空间形状加以切割与冲凿，它能切割一般冲孔机所不能切割的小角弧面与冲凿曲面工艺品，这也是模具制造带来了极大的便利。(2)微型系统制造技术。微型系统制造技术一般是指能实现总尺度很微小(如不超过几个毫米)的制造技术。它是机械技术与电子技术在微/纳米尺度上相融合的产物，发展极为迅速。

早在1959年就有科学家提出微型机械的设想，1962年第一个硅微型压力传感器问世，其后，开发出了尺寸50～500μm的齿轮、齿轮泵、气动涡轮及连接件等微型机构，美国是微型机械技术的发源地，在这一研究领域积累了丰富的经验。美国科学家正在研制质量是0.37g, 可直接射入血液中去消除沉积胆固醇的微机器人。日本东京大学的学者也即将研制成功高度不到1 m m的微机器人，它能穿过静脉血管和其他人体器官，能把它在体内的部位和检查结果传递给医疗专家加以治疗。微型系统制造技术有可能对世界科技、经济发展和国防建设产生巨大的影响。(3)可持续发展制造技术

可持续发展制造技术的目标是必须在产品的生产和消费两个方面承担起节约资源和保护环境的重要职责，而不再仅局限于实现产品的功能和满足用户的需求。它要求在产品的生产过程中就应采取面向产品整个生命周期的设计方法，目的是保证产品对环境的负面影响最小，资源利用率最高，对环境不构成危害。

可持续发展制造技术中的绿色制造技术是一种综合考虑环境影响和资源效率的AMT。以绿色制造技术为代表的可持续发展制造技术必将使传统制造业发生一系列巨大的变革和创新，从而成为21世纪的主要AMT。

参考文献

先进制造技术实验教学改革探讨 篇8

关键词：先进制造技术；机械类专业；实验教学

中图分类号：TH16-4

自20世纪80年代以来，随着计算机及其应用技术的迅速发展，先进制造技术在德国、美国、日本等发达国家得到了广泛的应用。在我国，各种先进的集成化、智能化加工技术和装备，如精密成形技术与装备、少无切削技术与装备、激光加工、3D打印等，进入了一个空前发展的阶段。

我国已经进入工业4.0时代，“中国制造2025”是我国实施制造强国战略的行动纲领，先进制造技术引起了广泛的重视，各大企业也相继提出需求计划。为了提高核心竞争力，企业必须具有快速响应市场的能力，缩短产品周期，降低产品成本，以新颖的产品满足不同顾客的需求。因此，企业需要大量先进制造技术方面的复合型、创新型人才[1]。

先进制造技术这门专业基础课，实践性很强，但由于受传统思想观念及实验教学条件等方面的限制，实验教学大部分是以教师讲授为中心，学生的创新创造性得不到很好的发挥[2]。因此，我们对实验教学体系、教学内容和教学方法等方面进行了改革，从而促进学生对先进制造技术的理解应用，并提高解决实际问题的能力。

1.构建合理的实验教学体系

先进制造技术课程体系包括：现代设计技术、先进制造工艺技术、制造自动化技术、现代生产管理技术和先进生产制造模式。根据机械类专业学生的专业特色，面向从产品设计、加工装配、质量检测、销售、售后服务到产品回收的整个产品周期链，形成以计算机辅助为基础，计算机应用实验教学为主线的教学体系[3]。

在计算机辅助实验教学过程中，应该优先培养学生的创造设计能力。在计算机辅助概念设计中，设计者用草图的方式生成零件的形状，可以灵活地调整设计的尺寸，将结构确定下来之后，再进行细节的设计。在完成计算机三维建模以后，设计者可以检查和发现有无结构误差、原理错误，可以及时发现问题并解决问题。在计算机应用实践教学中，着重加强计算机辅助工程和计算机辅助制造的应用。CAE和CAD密不可分，在三维建模完成之后，可以将模型进行动态仿真，模拟分析三维碰撞等动态行为。

2.精选实验教学内容

从教学内容上看，传统的先进制造技术实验教学中，验证性的实验占绝大部分，在一定程度上抑制了学生创新创造能力的培养。同时，实验教学资料非常详细，给学生思考和自主分析的时间过于少。在整个实验过程中，学生们倾向于按部就班地完成任务，依赖心理重，不利于综合素质的培养[4]。

鉴于此，应该注重培养学生的实验技能、动手能力和综合素质。精选实验教学内容，降低验证性实验的比例，提高综合性实验和设计性实验的比例。在计算机制图中，要以Pro E为实验软件，加强三维参数化制图的学习。在现代设计方法学习中，要介绍几种常用的现代设计理论，如：优化设计、可靠性设计、有限元法、协同设计、智能设计等[5]。在计算机辅助设计与制造的学习中，要掌握CAD/CAM技术的基本原理，熟悉CAD/CAM技术的发展动态，为后续的机械制造奠定理论的基础。在机械制造工艺设计中，应采用CAPP、夹具设计等进行辅助设计。在学生毕业设计实验中，应该针对产品，重点进行CAD、CAE、CAM等技术的综合应用。

实验指导书的相关内容应该适当修改，实验原理、实验步骤、实验应用等不用过于细致，简明扼要即可。增加一些与工程实际应用密切的、代表性强的典型实验，删除一些过于陈旧、落后的实验。验证性的实验，重点培养学生理解实验原理、掌握实验步骤、分析实验数据和结果；设计性的实验，重点考察同学们的资料查阅、培养设计创新能力。将验证性实验和设计性实验综合起来，有利于培养机械类专业学生的自主思考能力、创新设计能力和严谨求实的科学态度。

3.改进实验教学方法

在传统教学方法的影响之下，实验教学过程中，教师注重讲解，强调灌输理论知识和实验方法，忽略了培养学生的兴趣激发、创新创造意识和动手实践能力[6]。学生只注重实验结果，而不注重实验过程和实验分析，导致主观能动性和创造力得不到很好的发挥。我们通过改进以下三点教学方法来提高学生的主动求知欲和创造能力：

（1）统筹规划，合理安排。在实验教学过程中，教师应该将先进制造技术实验教学统筹安排，涉及整个产品周期链，确定好每一个阶段的培养目标，整体优化，避免重复。

（2）加强基础，注重实践。理论知识方面，应该加强机械制图、机械原理和机械零件这三门基础课程的学习。实验教学过程中，应该以培养综合性人才为目的，以先进制造技术实验为主线，跟踪科技发展的前沿，扩展知识面，着重培养学生的综合素质和创新能力[7]。

（3）加强实践教学，提高动手能力。 先进制造技术实验应该理论与实际紧密结合，在教学方式、教学考核等方面大胆创新，灵活变通，让学生能够发挥主观能动性和创新性，在实践中认识事物。通过加强实践教学，提高学生们的动手能力，提高了学生的就业能力，为机械、机器人、智能装备等行业输送高质量的综合性人才。

结束语：先进制造技术实验教学有待改革，通过构建合理的实验教学体系、精选实验教学内容、改进实验教学方法，以期待能够一定程度上提高学生的自主思考能力和创新创造性，为企业培养和输送综合素质高的人才。

参考文献

[1]刘白. 面向二十一世纪先进制造技术的机电专业教学改革[J]. 长沙大学学报，2000， 2： 14.

[2]蘇宏英. 基于工业中心的先进制造技术人才培养模式初探[J]. 广东技术师范学院学报，2005， 6.

[3]张剑. 高职“先进制造技术”教学模式与教学措施探讨[J]. 科教文汇，2015， 328.

[4]曲兴田. ?先进制造技术?课程建设与教学改革实践[J]. 长春大学学报，2006， 5： 16.

[5]刘敬露. 先进制造技术实习教学体系改革[J]. 实验科学与技术，2011， 2： 9.

[6]刘梅. 先进制造技术课程群实验教学方法研究[J]. 实验室研究与探索，2008， 10： 27.

先进制造技术 篇9

第一章．

1.简述先进制造技术的产生背景。2.先进制造技术的定义及特点是什么？ 3.简述先进制造技术的发展趋势。第二章．

1.简述FMS的定义。

2.FMS由哪几部分组成？各有什么作用？ 3.FMS的类型有哪些？各有何特点？ 4.如何选择加工设备？

5.主轴箱更换式机床有哪些类型？

6.常见的托盘交换器（APC）有哪几种形式？简述其工作过程。7.物料运储系统的作用是什么？由哪几部分组成？ 8.物料运储系统有哪些形式？各有何特点？

9.自动导向小车（AGV）有哪些特点？有哪些类型？并简述其中一种类型的工作原理。

10.自动换刀有哪几种方式？加工中心的刀库有哪几种类型？各有何特点？ 11.对道具进行监测的目的是什么？加工中刀具磨损和破损的主要监测方法有哪些？

12.FMS的控制系统是一个多级梯阶控制系统，简述各级作用。第三章

1.CIM与CIMS有何区别？ 2.CIMS的基本组成有哪些？ 3.简述CIMS的体系结构。

4.实施CIMS会给企业带来什么效益？ 第四章

1.快速原型制造技术的基本含义是什么？有何特点？ 2.请说明快速原型制造技术基本原理及基本过程。

3.常见的快速原型制造技术的工艺方法有哪些？请简述其中两个工艺方法的工艺原理。

4.请对几种典型的RP工艺的优缺点进行比较。

5.举例说明快速原型制造技术在机械领域中的应用。6.简述快速原型制造技术的发展趋势。第六章

1.并行工程的定义及特点是什么？其关键技术有哪些？ 2.什么是敏捷制造？它有什么组成？

3.智能制造的定义及特征是什么？其主要支持技术有哪些？

4.什么事绿色制造？它有什么特点？绿色制造的主要研究内容有哪些？ 5.虚拟制造的定义及特点是什么？其关键技术有哪些？ 6.虚拟制造的体系结构由哪些组成？各自作用是什么？

7.什么事精良生产？它是在什么背景下产生的？有什么特点？