先进制造技术试题a

先进制造技术试题a（精选8篇）

先进制造技术试题a 篇1

2.先进制造技术不局限于制造工艺,而是覆盖了市场分析.产品设计.加工和装配.销售.维修.服务以及回收再生的全过程.3.强调技术.人.管理和信息的四维集成,不仅设计无滞留和能量流,还涉及信息流和知识流,即四位集成和四维交汇是先进制造技术的重要特点

4.先进制造技术更加重视制造过程组织和管理合理化和革新,”它是硬件.软件.人与组织的系统集成.”

三.ＦＭＳ的定义：FMS由两台以上的机床,一套物料运输系统(从装载到卸载具有高度自动化)和一套控制系统的计算机所组成的制造系统.它采用简单地改变软件的方法便能制造出某些部件中的任何零件.四.FMS的硬件组成部分两台以上的数控机床或加工中心以及其他的加工设备,包括测量机.清洗剂.动平衡机.各种特种加工设备等;一套能自动装卸的运储系统,包括刀具的运储和工件原材料的运储,具体结构可采用传送带.有轨小车.无轨小车.搬运机器人.上下料托盘.交换工作站等;一套计算机控制系统.五.FMS的软件组成:FMS的运行控制；ＦＭＳ的质量保证；ＦＭＳ的数据管理和通信网络。

六．ＦＭＳ的类型

１．配备互补机床的ＦＭＳ２.配备可互相替换机床的ＦＭＳ３.混合式的FMS 七．ＦＭＳ的特点

１.机床连续２４ｈ运行 减少直接劳动工人数.缩短生产周期.减少在制品库存量.减少刀具和家具.柔性高

八．加工系统加工工件类型。棱柱体零件和回转体类零件

九．ＦＭＳ对机床的要求特点工序集中。高柔性和高生产率。容易控制 十．自动上下料装置

１.托盘交换器 回转式托盘交换器 往复式托盘交换器２.工业机器人 固定式机器人 移动式机器人

十一。FMS的零件运储系统 自动运输和自动储存两方面工作。十二。FMS零件运输系统的形式 1.直线运输形式 2.环形运输形式3.带支路的直线运输形式4.带支路的环形

运输形式5.网络型运输形式

十三.自动导向小车的特点 1.较高的柔性2.实时监视和扩展3.安全可靠4.维护方便 十四.自动导向小车的类型 1.有轨小车2.线导小车3.摇控小车4.光导小车 十五.刀具运输系统的组成刀具自动运输系统包括刀具自动运输和刀具管理系统两部分

十六.典型的FMS刀具自动运输系统由刀库系统.刀具预调及刀具装卸站.刀具交换装置以及管理和控制刀具流的刀具工作站计算机组成 十七.刀库系统由中央刀库和加工中心刀库组成 十八.自动换刀方式.1.顺序选刀方式2.刀座编码方式3.刀具编码方式 十九.刀库形状通常为转塔式.盘式(又称斗笠式)和链式 二十.ＦＭＳ控制系统结构

柔性制造系统分三层 单元层．工作站层和设备层

FMS通常采用递阶控制结构 ＦＭＳ控制系统是一个多级递阶控制系统 第一级是设备级控制器 第二级是工作站控制器 第三极是单元控制器 二十一．开放式单元控制器的四个特征 １． 时间和空间上具有开放性 ２． 功能结构上具有柔性 ３． 敏捷制造的反应能力 ４． 遵守ＩＳＯ/ＯＳＩ开放式系统参考模型 二十二。CIM基本概念

企业生产的各个环节是一个不可分割的整体，从市场分析。产品设计。技工制造。经营管理到售后服务的全部生产过程要统一考虑整个制造过程实质上是一个数据采集。传递和加工处理的过程，最终形成的产品可看做是数据的物质表现 二十三。ＣＩＭＳ计算机集成制造系统则是基于ＣＩＭ哲理的技术 二十四。CIMS的体系结构？？？ 二十五。系统建模的目的和要求

由于ＣＩＭＳ是一个多功能和多层次的大系统，所以在进行系统设计时，需要寻求一种结构化的系统建模方法，以便能从上层至下层。有粗略只细化地描述系统的功能及功能间的关系，确定系统功能间的信息关系和流向，明确各功能模块的需求，正确指导系统开发人员协同工作。

１.全面描述系统，并能逐步展开和细化；２.描述的精确性和准确性；３说明

各功能模块间的需求和接口界面４.能指导系统开发，具有可操作性

二十六。系统建模方法

ＩＤＥＦ建模方法１.ＩＤＥＦ０他描述系统的功能活动及其联系，建立系统的功能模型。２.ＩＤＥＦ１他描述系统信息及联系，建立系统的信息模型，并以此作为建立系统数据库的设计依据。３.ＩＤＥＦ２它用于系统模拟，建立系统的动态模型 第四章

1）.物体成型方法

1.去除成型2.受迫成型3.添加成型 2.快速成型技术的成型原理

快速成型技术是综合CAD技术。数控技术。材料科学。机械工程。电子技术和激光技术等技术，实现从零件设计到三维实体成型制造一体化的系统技术。在计算机控制下，基于离散/堆积原理采用不同方法堆积材料，最终完成零件的成型与制造的技术。从成型角度看，零件可视为逐点。线。面的叠加而成。从CAD模型中离散得到点。线。面的几何信息，再与快速成型的工艺参数信息结合，控制材料有规律的，精确的由点。线到面，由面到体地逐步堆积成零件。从制造角度看，他根据CAD造型生成零件三维几何信息，控制三维的自动生成型设备，通过激光束或其他方法将材料逐层堆积而形成成型或零件。２.）快速成型制造技术的特点

１.制造过程柔化2.技术高度集成化3.设计制造一体化4.产品开发快速化5.制造自由成型化6.材料使用广泛性

２.快速成型制造技术的分类

按制造工艺原理分类1.层合实体制造2.选择性激光烧结3.立体光刻4.熔融沉积棕矮星5.三维喷涂粘结6.焊接成型7.其他工艺 ３.）rpm的各种工艺方法优点

１.lom lom工艺只需在片材上切割出零件截面的轮廓，而不用扫描整个截面。

因此成型厚壁零件的速度较快，易于制造大型零件。该种工艺采用小功率的CO2激光器，工艺过程中不存在材料相变，成型后的成型无内应力，一

次不易引起去翘曲变形。零件的精度较高。工件外框与截面轮廓之间的多余材料在加工中能起到支撑作用，所有lom工艺无需再加支撑。Lom工艺的关节技术是控制激光光强和切割速度，是之达到到最佳配合，以保证良好的切口质量和切割深度。

２.Sls材料丰富 工艺简单 制造精度高 制造成本低 ３.Sla工艺成型的零件精度较高

４.Fdm成型速度快 不会产生粉尘 也不存在前几种工艺方法出现的有毒化学气体。激光和液态聚合物的泄漏，适合于办公室环境使用，成为新型的桌面制造系统。

５.3Dprinting非常精细 可以在实体上造出小至0.1mm的孔。

４.）快速成型制造技术在模具制造方面的应用可分为用RP成型间接快速制模IRT和RP系统直接快速制模DRT ５.）间接快速制模技术IRT方法

硅橡胶模环氧树脂模具金属冷喷涂模陶瓷性精密铸造法 第五章

1.）典型的企业生产类型

根据工艺过程的特点分为 流程式生产和离散式生产

根据企业组织生产的特点 分为四类按库存生产MTS按订单装配ATO 按订单生产MTO按订单设计ETO2.)先进管理技术的特点

科学化 信息化 集成化 智能化 自动化 网络化 3.）物料需求计划MRP基本原理及三要素

MRP基本原理是，将企业产品中的各种物料分为独立物料和相关物料，并按时间段来确定不同时期的物料需求，从而解决库存物料订货与组织生产问题 三要素 主生产计划MPS物料清单文件BOM库存信息 4.）MRP2的管理模式主要特点

1.计划的一致性和可行性2.管理系统性3.数据共享性4.模拟预见性与动态应变性5.物流与资金流的统一性 5.）MRP2实施应注意问题

1.系统实施前，要对企业现有组织机构，人员安排，生产工艺过程，管理方法和技术方面进行系统分析，并提出改进方案，即企业流程再造工程 2.为系统运行创造良好的运行环境。创造一个开放式的系统环境以适应不同的应用集成，以减少培训费用。同时应用软件也应具有很强的移植性，用户可以自由选择适合的产品并推广使用。

3.在系统实施过程中，企业领导要积极参与。领导的决策直接影响到系统实施的投入，并且系统实施需要各部门的统一规划，领导要起协调，指挥作用；另外企业领导要对系统项目进行科学严谨的进度计划管理。

4.企业一线管理人员要认识到自己是系统的真正主人，发挥主动性，创造性以积极配合，参与系统的实施。6.）PDM功能体系

PDM功能由两部分组成。应用功能和系统功能

应用功能包括电子仓库文档管理工作流管理产品结构配置管理分类和检索查看和圈阅功能 项目管理等

系统功能电子协作功能 工具与集成件功能 通信与告示 数据转换扫描成像7.)ERP的扩充点和主要特点

1.ERP更加面向市场，面向经营，面向销售，能够对市场快速响应。

2.ERP更强调企业流程与工作流，通过工作流实现企业的人员，财务 制造与分销间的集成，支持企业过程重组。

3.ERP更多地强调财务，具有较完善的企业财务管理体系。

4.ERP较多地考虑人的因素作为资源在生产经营规划中的作用，已考虑了人的培训成本等。

5.在生产制造计划中，ERP支持MRP2与JIT混合管理模式，也支持多种生产方式数据交换EDI。多数据库集成，图形用户界面，第四代语言及辅助工具等等。8.）ERP新增的典型功能与关键技术

1.供应链管理2.财务管理3多种方式的生产管理4.制造执行系统5.分布式对象计算结构

9.)虚拟公司的形式

虚拟生产 共生 策略联盟虚拟销售网络虚拟行政部门 第六章

1.并行工程的定义及特点

定义1.并行工程是一种系统的集成方法，他用并行方法对产品及其相关过程进行设计。它是产品开发人员从一开始就能考虑到产品全生命周期从概念形成到产品报废所有因素，包括质量 成本进度及用户需求

定义2.并行工程指的是一种工作模式，记在产品开发和生产的全过程中涉及的各种各样的工程行为被集成在一起并且尽可能并行地统筹考虑和实施。

特点1.强调团队工作将审核工作方式2强调设计过程的并行性3.强调设计过程的系统性4.强调设计过程的快速”短“反馈。10.）关键技术支持

1.过程管理与集成技术2.团队技术3.协同工作环境4.并行工程关键使能技术及工具5.并行工程集成框架

11.）虚拟产品开发的支持技术

1.虚拟现实技术2.基于功能单元建模的模型集成3.各种仿真技术4产品样机数字化技术5.人机交互技术6.虚拟装配和检测技术7.网络和硬件设备技术8.数据库技术和多媒体技术9.先进的组织支持 第七章

1.超精加工技术和纳米加工技术

目前工业发达国家的企业异能稳定掌握1um的加工机精度。通常称低于此值的加工为普通精度加工，而高于此值的加工称之为高精度加工。

在高精度加工的范畴内，根据经度水平的不同，分为三个档次： １.精度为3-0.3um,粗糙度为0.3-0.03um的叫精密加工

２.精度为0.3-0.03um,粗糙度为0.03-0.005um的叫超精密加工，或亚微米加

工

３.精度为0.03um,粗糙度优于0.005um以上的则称为纳米加工。目前应用最为

先进制造技术试题a 篇2

当前对于先进制造技术定义达到共识, 先进制造技术是促进制造业将高科技技术应用到生产过程中并发挥其对制造业发展的促进作用, 使得制造业整个流程利用上高新技术的总称。因为其能够高效地发展生产力, 因此其将符合时代发展潮流, 在不断的发展中各个流程不断创新优化, 使得生产流程中各个环节之间的联系加强, 最终形成高新技术、高度整合的制造体系。

而为形成先进技术体系, 首先需要将高效优质以及符合环保作为整个体系的核心, 将先进技术不断向基础生产方向靠近;其次不断进行创新优化, 在不断研究新技术的同时, 加强对现有技术潜力的挖掘。加快技术发展的质量及速度, 为先进技术体系的形成提供坚实的基础;在技术发展的同时还要符合市场需求, 符合时代要求的同时保证体系形成产生收益。诸如数控机床的形成能够为生产过程提供强大的生产力, 保证新技术产生经济以及各种收益;最后为保证体系的形成, 需要进行先进技术进行集成化的改革, 利用信息技术以及当前出现的技术保证统一管理以及体系的统一性。

2 先进制造技术特点及其现状

2.1 先进制造技术特点

2.1.1 全球化

随着各种技术的发展全球间的联系也越来越大, 全球间各种技术交流以及经济联系为先进技术的全球交流提供了基础。而对于先进技术的全球化, 其对先进技术的发展提供动力, 为先进技术转化为制造业中经济收益。由于全球的联系加强, 各地企业能够进行有效的任务分工, 这种模式能够有效发挥各地先进技术的优势, 在全球化进程中极大降低生产成本。

2.1.2 多元化

对于先进技术的发展, 其不仅仅是一个领域技术的孤立发展, 其是多个领域间技术的相互促进, 同时为同一制造工作提供支援。由于当前发展机会稍纵即逝, 各种孤立制造技术不能很好地抓住机遇, 同时不能满足各种机遇的需求, 加之市场方向不断转变, 使得制造技术不断走向多元化。制造业不能仅仅关心制造技术的发展, 对于信息技术以及金融管理技术的重视能够保证制造业知晓市场走向, 并不断将制造技术发展走向符合市场需求的潮流。

2.1.3 服务化

由于当前制造业对于市场需求的重视, 其加强对满足市场需求的能力, 为此制造业不断加强其服务性, 而为满足生产制造发展的需求就需要保证先进制造技术走向服务化。制造技术的发展不仅仅是设计, 还需加大对市场的考察。为消费者的需求考虑, 加大在产品后期服务性的投入, 为消费者服务服务是制造技术服务性的核心。在不断的发展潮流中, 企业针对服务性的重视将会改变先进技术发展的方向。

2.2 制造技术现状

当前各国都已认识到先进制造技术的重要性, 为提升国家综合能力都在技术发展方面给出了巨大的扶持, 都在技术研究方面投入精力, 重视技术人才培养。而全球化的浪潮下, 各国综合实力的竞争极大依靠科研技术的竞争。企业为提升竞争力, 加快制造技术到产品的转换, 多元化的先进制造技术格局正在形成, 诸如数控系统投入制造过程中, 正是各个先进技术转化为生产能力的体现。同时, 由于我国先进制造技术起步晚, 先进技术与外国距离较大, 需要进一步的发展以缩小与外国的差距。需要在下一步工作中加大先进技术的应用到机械制造中, 同时由于机械制造的发展正是机械制造工艺中的重要部分。先进制造技术的革新为制造机械的更新提供依据, 而机械制造工艺同时是制造技术的体现, 其又会为制造技术的发展提供动力。

3 针对制造工艺加强制造技术

3.1 加强先进技术开发

加强制造技术的开发需要针对整个环节进行改造, 不仅仅是技术设备的革新, 还有一配套管理措施的改革以及市场观念的改革, 加大技术开发以及加快制造设备的更新, 加强技术开发是提升综合竞争力的有效方法。将机械制造技术的创新放在重要位置, 同时需要将先进技术的开发与整体开发工作有机的结合。进行整体统一战略能够将同一整体中各个领域的收益扩大化, 某一领域的先进经验能够为其他流域提供便利。其次机械制造技术的革新将带动机械制造工艺的发展, 同时带动相关制造业的发展。

3.2 合理运用先进技术

进行机械制造工艺革新不能盲目照搬, 科学地选择高效的先进技术能够为机械制造提供促进作用, 合理利用先进制造技术, 以市场需求为核心, 打造符合市场需要的机械制造工艺。其次, 完善基础工作的准备, 在基础工作做好的基础上按计划进行发展, 不能操之过急导致产生负面影响。对于重点行业进行有针对性的建设, 可以进行试点性的尝试, 进行小范围新技术的尝试。在项目中及时总结经验, 找到导致尝试成功或者失败的原因, 不断总结经验为下一步扩大新技术的使用提供具有参考价值的经验。这样才能在大量新出现的先进技术中选择出符合市场需求的技术, 合理把握制造技术与工艺之间的关系, 进一步降低制造工艺革新的风险。

3.3 重视人才素质培养

人才是进行技术革新的重点, 对其进行科学的培养将对技术革新产生决定性的影响。而对人才素质培养不仅仅是专业技术的培养, 还有综合素质的培养。当前对人才综合素质的培养还不够, 忽略技术人才的综合实力的提升, 要打造复合型高新技术人才就需对技术人才的综合素质进行培养。加大人才在金融以及在管理方面的学习, 在进行人才培训过程中为人员提供实践机会, 便与其将理论知识应用到实际工作中去, 加大考核力度检验人员理论知识掌握情况以及应用到实践的能力。其次其道德素质的培养, 加强人才道德素质建设, 使其在工作中能够切实依据基本原则, 为实际上岗时提供综合能力强的复合型人才。

3.4 参考国外成功经验

国外领先我国必有其可参考的地方, 首先加大对先进技术的学习, 积极接受国外先进制造技术, 在不断的技术学习中形成符合我国实情的实用技术。其次对于国外成功的改革实例进行思考学习, 思考其成功的核心原因并探讨如何才能将其应用到符合我国实际情况中去。在我国长期的学习探索中, 已经形成我国特有的制造技术, 如何进一步发展需要不断虚心向强者学习, 打造出符合国情的先进制造技术。在参考先进经验的同时需要提升自己核心竞争力, 打造出拥有自主产权的国际标准, 这样在不断竞争中才能处于不败之地。

4 结束语

随着社会的发展以及各种技术的出现, 先进制造技术正是要将技术转化为生产动力, 为生产制造提供强大的动力。在先进制造技术发展过程中, 需综合我国国情, 建设具有我国特色社会主义的制造工业。因此在下一步的工作中需要加大对实际情况的了解, 建设多元化的综合制造工业, 进一步缩短与外国的差距, 为提升我国综合能力提供必要的基础与动力。

参考文献

[1]黄静.浅谈现代机械制造技术和加工工艺的应用[J].中国新技术新产品, 2013, 11:73.

[2]桑露萍.先进制造技术与机械制造工艺分析[J].科技创新导报, 2013, 08:46-47.

[3]周金锋.现代机械制造工艺的特点及发展探讨[J].科技致富向导, 2014, 02:189.

[4]盖晓艳.提高机械制造工艺技术的措施分析[J].科技致富向导, 2014, 09:305.

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 篇4

集成制造系统

概述：综述先进制造技术的概念、内涵、特点、主要内容等，结合现代集成制造系统理解先进制造技术及其发展历程

1先进制造技术概述 2 先进制造技术的内涵 3 先进制造技术的特点 4现代集成制造系统

1先进制造技术概述

先进制造技术是系统的工程技术，可以划分为三个层次和四个大类。三个层次：一是优质、高效、低耗、清洁的基础制造技术。这一层次的技术是先进制造技术 的核心，主要由生产中大量采用的铸造、锻压、焊接、热处理、表面保护、机械加工等基础 工艺优化而成。二是新型的制造单元技术。这是制造技术与高技术结合而成的崭新制造技术。这是运用信息技术 和系统管理技术，对上述两个层次进行技术集成的结果，系统驾驭生产过程中的物质流、能 量流和信息流。如成组技术（CT）、系统集成技术（SIT）、独立制造岛（AMI）、计算机集 成制造系统（CIMS）等。四个大类：一是现代设计技术，是根据产品功能要求，应用现代技术和科学知识，制定方案 并使方案付诸实施的技术。它是门多学科、多专业相互交叉的综合性很强的基础技术。现代 设计技术主要包括：现代设计方法，设计自动化技术，工业设计技术等；二是先进制造工艺技术，主要包括精密和超精密加工技术、精密成刑技术、特种加工技术、表而改性、制模和 涂层技术；三是制造自动化技术，其中包括数控技术、工业机器人技术、柔性制造技术、计 算机集成制造技术、传感技术、自动检测及信号识别技术和过程设备工况监测与控制技术等； 四是系统管理技术，包括工程管理、质量管理、管理信息系统等，以及现代制造模式（如精 益生产、CIMS、敏捷制造、智能制造等）、集成化的管理技术、企业组织结构与虚拟公司等 生产组织方法。关于先进制造技术的体系结构。2先进制造技术的内涵

目前对先进制造技术尚没有一个明确的、一致公认的定义，经过近年来对发展先进制造 技术方面开展的工作，通过对其特征的分析研究，可以认为：先进制造技术是制造业不断吸 收信息技术和现代管理技术的成果，并将其综合应用于产品设计、加工、检测、管理、销售、使用、服务乃至回收的制造全过程，以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产，提高对动 态多变的市场的适应能力和竞争能力的制造技术的总称。3 先进制造技术的特点

先进制造技术最重要的特点在于，它是一项面向工业应用，具有很强实用性的新技术。与传统制造技术相比，先进制造技术更具有系统性、集成性、广泛性、高精度性。先进制造 技术虽然仍大量应用于加工和装配过程，但在其制造过程中还综合应用了设计技术、自动化 技术、系统管理技术等。先进制造技术比传统的制造技术更加重视技术与管理的结合，更加 重视制造过程组织和管理体制的简化以及合理化，从产生了一系列先进的制造模式，并能 实现优质、高效、低耗、清洁、灵活的生产。先进制造技术主要有如下特征：

1）系统性 由于计算机技术，信息技术，传感技术，自动化技术，和先进管理等等技术的应用，并与传统的制造技术相结合，使先进制造技术成为能够驾驶在生产过程中的物质流，信息流，和能量流的系统工程

2）广泛性 传统制造技术通常只是将原材料变成成品的各种工艺加工，而先进制造技术贯穿了从生产设计，加工制造到产品销售及使用维修的整个过程，“成为市场——设计开发——加工制造——市场”的大系统

3）集成性 传统制造技术的学科专业单一，独立相互界限分明。而先进制造技术由于专业和学科的不断深入，交叉，融合其界限逐渐淡化和消失，技术系统化，集成化的现代交叉性制造系统工程。

4）动态性 先进制造技术是针对一定的应用目标不断吸收各种高新技术逐渐形成和发展起来的新技术因而其内涵不是绝对的和一成不变的。

5）实用性 先进制造技术的发展是针对某一具体的制造要而发展起来的先进实用技术，有着明确的需求方向 4现代集成制造系统

1）现代集成制造系统的含义与定位

现代集成制造系统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。具体地说，它将传统的制造技术与现代信息技术、管理技术、自动化技术、系统工程技术进行有机地结合，通过计算机技术使企业产品在全生命周期中有关的组织、经营、管理和技术有机集成和优化运行，在企业产品全生命周期中实现信息化、智能化、集成优化，达到产品上市快、服务好、质量优、成本低的目的，进而提高企业的柔性、健壮性和敏捷性，使企业在激烈的市场竞争中立于不败之地。从集成的角度看，早期的计算机集成制造系统侧重于信息集成，而现代集成制造系统的集成概念在广度和深度上都有了极大的扩展，除了信息集成外，还实现了企业产品全生命周期中的各种业务过程的整体优化，即过程集成，并发展到企业优势互补的企业之间的集成阶段。

现代集成制造系统的研究范围应该介于国家攀登计划和国家攻关计划之间。与攀登计划研究项目相比较，它更注重成果的应用性，尽可能将技术产业化，并推动我国制造业的现代化进程；与国家攻关计划相比较，它更注重解决我国制造业发展中的关键的共性问题、前瞻性问题和示范性问题。2）现代集成制造系统的技术构成

先进制造技术(AMT Advanced Manufacturing Technology)作为一个专有名词至今还没有一个明确的、一致公认的定义。通过对其内涵和特征的研究，目前共同的认识是：先进制造技术是传统制造技术不断吸收机械、电子、信息、材料、能源和现代管理等方面的成果，并将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务的制造全过程，以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活的生产，并取得理想技术经济效果的制造技术的总称。它具有如下一些特点：

从以技术为中心向以人为中心转变，使技术的发展更加符合人类社会的需要；

从强调专业化分工向模糊分工、一专多能转变，使劳动者的聪明才智能够得到充分发挥；

从金字塔的多层管理结构向扁平的网络化结构转变，减少层次和中间环节；

从传统的顺序工作方式向并行工作方式转变，缩短工作周期，提高工作质量；

从按照功能划分部门的固定组织形式向动态的自主管理的小组工作方式转变。

通过对先进制造技术的定义和特点的分析发现，现代集成制造系统拥有先进制造技术的绝大部分特点，只不过先进制造技术所涉及的范围要比现代集成制造系统大，因此通过对先进制造技术的综合考察，提出了一个现代集成制造系统的技术构成模式。在先进制造技术中，现代集成制造系统在吸收计算机集成制造系统的优秀成果的基础上，继续推动并行工程、虚拟制造、敏捷制造和动态联盟的研究工作深入进行，并不断吸收先进制造技术中的成功经验和先进思想，将它们进行推广应用，由此使现代集成制造系统成为先进制造技术的核心。3）我国现代集成制造系统的发展策略

在市场竞争的推动下，先进制造技术发展十分迅速，新思想、新概念层出不穷，通过对现代集成制造系统与先进制造技术关系的分析，我们认为在制定我国现代集成制造系统的发展策略时，应该注重以人为本的思想，运用并行工程的哲理，使各种先进制造技术相互衔接、协调发展，并不断吸收先进制造技术的成熟成果，为先进制造技术在我国的广泛应用起到促进的作用。

目前，在美国并行工程已到了推广应用阶段，在虚拟制造方面也有商品化软件投入市场，在这方面我们存在巨大的差距，主要表现在：研究工作方面，科研经费紧缺，科研力量分散，科研成果难以推广应用，人才流失严重；企业方面，企业的整体素质不高，管理工作落后，科研能力薄弱，当面临国际竞争时大多难以为继，很难在现代集成制造系统方面花费过多，而且受企业人员素质的制约，一些先进的技术还不易取得立竿见影的效果，这些都挫伤了企业应用先进制造技术的热情；国家政策方面，虽然国家对制造业十分重视，但是，由于我国当前正处在改革过程中，多种机制同时运行，多方利益难以协调，在资金使用上往往顾此失彼，而且国家财政困难，也难以使用重金支持现代集成制造系统的研究。

先进制造技术总结 篇5

1.引言

制造业是现代国民经济和综合国力的重要支柱，其创造了国民生产总值1/3，工业生产总值的4/5，提供了国家财政收入的1/3。由此可见，制造技术的水平将对一个国家的经济实力和科技发展的水平产生重要的影响。制造技术尤其是先进制造技术将主宰一个国家的命运，因而，各国政府都非常重视先进制造技术的研究和发展。先进制造技术源于20世纪80年代的美国，是为提高制造业的竞争力和促进国家经济增长而提出。同时，以计算机为中心的新一代信息技术的发展，推动了制造技术的飞跃发展，逐步形成了先进制造技术的概念。近年来，随着科学技术的不断发展和学科间的相互融合，先进制造技术迅速发展，不断涌现出新技术、新概念。例如:成组技术(GT)、精益生产(LP)、并行工程(CE)、敏捷制造(AM)、快速成型技术(RPM)、虚拟制造技术(VMT)等。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。尤其在经济全球化条件下，随着国际分工的深化，出现国际产业大转移、制造业布局大调整的趋势。其中广泛采用先进制造技术和先进制造模式，是当今国际制造业发展的突出现象。以制造业快速发展为标志的工业化阶段，是经济发展的必经阶段。把握先进制造业的发展趋势，借鉴有益的国际经验对于我国实施“十二五”发展战略，推动制造业转型升级，具有重要的现实意义。先进制造技术的含义和特点 2.1 含义

先进制造技术（AMT）是以人为主体，以计算机技术为支柱，以提高综合效益为目的，是传统制造业不断地吸收机械、信息、材料、能源、环保等高新技术及现代系统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。

2.2 先进制造技术的特点 1）是面向工业应用的技术 先进制造技术并不限于制造过程本身，它涉及到产品从市场调研、产品开发及工艺设计、生产准备、加工制造、售后服务等产品寿命周期的所有内容，并将它们结合成一个有机的整体。

2）是驾驭生产过程的系统工程 先进制造技术特别强调计算机技术、信息技术、传感技术、自动化技术、新材料技术和现代系统管理技术在产品设计、制造和生产组织管理、销售及售后服务等方面的应用。它要不断吸收各种高新技术成果与传统制造技术相结合，使制造技术成为能驾驭生产过程的物质流、能量流和信息流的系统工程。

3）是面向全球竞争的技术 随着全球市场的形成，使得市场竞争变得越来越激烈，先进制造技术正是为适应这种激烈的市场竞争而出现的。因此，一个国家的先进制造技术，它的主体应该具有世界先进水平，应能支持该国制造业在全球市场的竞争力 先进制造技术的组成

先进制造技术是为了适应时代要求提高竞争能力，对制造技术不断优化和推陈出新而形成的。它是一个相对的，动态的概念。在不同发展水平的国家和同一国家的不同发展阶段，有不同的技术内涵和构成。从目前各国掌握的制造技术来看可分为四个领域的研究，它们横跨多个学科，并组成了一个有机整体：

3.1 现代设计技术

1）计算机辅助设计技术

包括：有限元法，优化设计，计算机辅助设计技术，模糊智能CAD等。

2）性能优良设计基础技术 包括：可靠性设计；安全性设计；动态分析与设计；断裂设计；疲劳设计；防腐蚀设计；减小摩擦和耐磨损设计；测试型设计；人机工程设计等

3）竞争优势创建技术 包括：快速响应设计；智能设计；仿真与虚拟设计；工业设计；价值工程设计；模块化设计。

4）全寿命周期设计 包括：并行设计；面向制造的设计；全寿命周期设计。5）可持续性发展产品设计 主要有绿色设计。

6）设计试验技术 包括：产品可靠性试验；产品环保性能实验与控制。

3.2 先进制造工艺 1）精密洁净铸造成形工艺； 2）精确高效塑性成形工艺； 3）优质高效焊接及切割技术； 4）优质低效洁净热处理技术； 5）高效高精度机械加工工艺； 6）新型材料成形与加工工艺； 7）现代特种加工工艺； 8）优质清洁表面工程新技术； 9）快速模具制造技术； 10）拟实制造成形加工技术。

3.3 自动化技术

1）数控技术； 2）工业机器人；

3）柔性制造系统（FMS）； 4）计算机集成制造系统（CIMS）； 5）传感技术； 6）自动检测及信号识别技术； 7）过程设备工况监测与控制。

3.4 系统管理技术

1）先进制造生产模式； 2）集成管理技术；3）生产组织方法。先进机械制造技术的发展现状

近年来，我国的制造业不断采用先进制造技术，但与工业发达国家相比，仍然存在一个阶段的整体上的差距。1)制度落后

工业发达国家广泛采用计算机管理，重视组织和管理体制、生产模式的更新发展，推动了准时生产、敏捷制造、精益生产、并行工程等新的管理思想和技术。我国只有少数大型企业局部采用了计算机辅助管理。多数小型企业仍处于经验管理阶段。

2)设计方法落后

工业发达国家不断更新设计数据和准则。采用新的设计方法，广泛采用计算机辅助设计技术(CAD／CAM)，大型企业开始无图纸的设计和生产。我国采用CAD／CAM技术的比例较低。3)制造工艺落后

工业发达国家较广泛的采用高精密加工、精细加工、微细加工、微型机械和微米，纳米技术、激光加工技术、电磁加工技术、超塑加工技术以及复合加工技术等新型加工方法。我国普及率不高，尚在开发、掌握之中。

4)自动化程度低

工业发达国家普遍采用数控机床、加工中心及柔性制造单元、柔性制造系统、计算机集成制造系统，实现了柔性自动化、知识智能化、集成化。我国尚处在单机自动化、刚性自动化阶段，柔性制造单元和系统仅在少数企业使用。

5)管理方面

工业发达国家广泛采用计算机管理，重视组织和管理体制、生产模式的更新发展，推出了准时生产、敏捷制造、精益生产、并行工程等新的管理思想和技术。我国只有少数大型企业局部采用了计算机辅助管理，多数小型企业仍处于经验管理阶段。

5、我国先进机械制造技术的发展趋势

1)全球一体化

特别是加入世界贸易组织后，国际和国内市场上的竞争越来越激烈，例如在机械制造业中，国内外已有不少企业，甚至是知名度很高的企业，在这种无情的竞争中纷纷落败，有的倒闭，有的被兼并。不少企业暂时还在国内市场上占有份额的企业，不得不扩展新的市场；另一方面，网络通信技术的快速发展推动了企业向着既竞争又合作的方向发展，这种发展进一步激化了国际间市场的竞争。这两个原因的相互作用，已成为全球一体化制造企业发展的动力。2)信息化

信息通讯技术的迅速发展和普及，给企业的生产和经营活动带来了革命性的变革。产品设计、物料选择、零件制造、市场开拓与产品销售都可以异地或跨越国界进行。3)模拟化

制造过程中的模拟技术是指面向产品生产过程的模拟和检验。检验产品的可加工性、加工方法和工艺的合理性，以优化产品的制造工艺、保证产品质量、生产周期和最低成本为目标，进行生产过程计划、组织管理、车间调度、供应链及物流设计和产品工艺的合理性，保证产品制造的成功和生产周期，发现设计、生产中不可避免的缺陷和错误。4)自动化

自动化是一个动态概念，目前它的研究主要表现在制造系统中的集成技术和适应现代化生产模式的制造环境等方面。制造自动化技术的发展趋势是制造全球化、制造敏捷化、制造网络化、制造虚拟化、制造智能化和制造绿色化。5)绿色化

绿色制造则通过绿色生产过程、绿色设计、绿色材料、绿色设备、绿色工艺、绿色包装、绿色管理等生产出绿色产品，产品使用完以后再通过绿色处理后加以回收利用。采用绿色制造能最大限度地减少制造对环境的负面影响。同时使原材料和能源的利用效率达到最高。

6.结束语

制造业是国家经济和综合国力的基础，被称为“立国之本”。先进制造技术是现代制造业的关键技术，已经成为一个国家综合实力和科技发展的重要标志，为提高一个国家的国际地位起着举足轻重的作用。经过近几年的发展，我国的制造工业己经取得了长足的进步，但和先进国家相比还存在很大差距。主要表现在：技术投入相对不足，原有技术基础和研究开发能力薄弱，制造业产品落后，技术水平低，信息含量少，更新换代慢，以及市场营销、经营管理、人才素质相对落后，缺乏国际竟争能力等方而。因此，我国对先进制造技术已引起高度重视，大力发展先进制造技术，培养专业人才，使我国由世界制造大国逐步转变为世界制造强国。

7.参考文献

[1]杨叔子，吴波.先进制造技术及其发展趋势[J].机械工程学报，2003，39(10)：73～78。

[2]阳尧璋.21世纪制造技术发展趋势及重点发展方向[J].机械制造，2003(3)：10～13。

[3]刘晓玲，董平.先进制造技术的发展趋势及其关键技术[J].机械制造与自动化，2008，37。

先进制造技术 篇6

伽利略：意大利著名的天文学家、物理学家、数学家，被称为近代科学之父。伽利略最早创立了科学研究方法。当时，他对物理理象进行实验研究，并总结出了用实验的方法与数学方法、逻辑论证相结合的科学研究方法。

科研的目的：是探索规律、发现真理。也就是建立起科学的知识体系．从而可以顶见并改造现实。科研的手段则：是通过科学的方法有目的、有步骤的活动通过科学系统的行为方式、手段和方法，从而获得有关事物或现象的规律，发现真理。

科学研究方法的组成：历史与比较研究，行动研究，教育测量学，教育科学研究方法论，教育统计学，学前教育研究方法，社会调查。

一般是指利用科研手段和装备，为了认识客观事物的内在本质和运动规律而进行的调查研究、实验、试制等一系列的活动，为创造发明新产品和新技术提供理论依据。科学研究的基本任务就是探索、认识未知。

科学研究起源于问题，问题又有两类：

一类是经验问题，关注的是经验事实与理论的相容性，即经验事实对理论的支持或否证，以及理论对观察的渗透，理论预测新的实验事实的能力等问题；

另一类是概念问题，关注的是理论本身的自洽性，洞察力，精确度，统一性以及与其他理论的相容程度和理论竞争等问题。科学研究提供的对自然界作出统一理解的实在图景，解释性范式或模型就是“自然秩序理想”，它使分散的经验事实互相联系起来，构成理论体系的基本公理和原则，是整个科学理论的基础和核心。

根据研究工作的目的，任务和方法不同，科学研究通常划分为以下几种类型：

1、基础研究。是对新理论、新原理的探讨，目的在于发现新的科学领域，为新的技术发明和创造提供理论前提。

2、应用研究。是把基础研究发现的新的理论应用于特定的目标的研究，它是基础研究的继续，目的在于为基础研究的成果开辟具体的应用途径，使之转化为实用技术。

开发研究。又称发展研究，是把基础研究、应用研究应用于生产实践的研究，是科学转化为生产力的中心环节。

3、基础研究、应用研究、开发研究是整个科学研究系统三个互相联系的环节，它们在一个国家、一个专业领域的科学研究体系中协调一致地发展。科学研究应具备一定的条件，如需有一支合理的科技队伍，必要的科研经费，完善的科研技术装备，以及科技试验场所等。按照研究目的划分，科学研究可分为以下几种类型：

1.探索性研究。对研究对象或问题进行初步了解，以获得初步印象和感性认识，并为日后周密而深入的研究提供基础和方向。

2.描述性研究。正确描述某些总体或某种现象的特征或全貌的研究，任务是收集资料、发现情况、提供信息，描述主要规律和特征。3.解释性研究。探索某种假设与条件因素之间的因果关系，探寻现象背后的原因，揭示现象发生或变化的内在规律。

科学技术是生产力中最活跃的因素和社会变革的主导推动力量，国家利益是国家对外行为的最基本动因和处理国际关系的最高准则，二者之间有着十分密切的联系。科学的发展历程也表明，科学与国家利益之间的关系日益密切是一个显而易见的事实。进入20世纪，人们越来越意识到在国家的竞争中，科学技术能力的竞争越来越成为关键。特别是两次世界大战，使人们清楚地看到了科学技术在国家安全中的突出重要性，人们开始越来越紧密地把科学与国家利益联系在一起。科学是重要的国家资源的观点开始更加深入地影响世界各国的政治家和科学家，科学研究带来的政治、经济、文化等方面的变化对国家利益产生越来越大重要性。

回顾往昔，六十年来，站起来的中国人民，经过艰难的探索，其间，也走了弯路，吃了苦头，几经波澜。百年之交，千年之会的今天，终于迎来当今这个凭实力兴国强民的21世纪大发展时期，回首过去远至几百年近至几十年的悠悠历史，我们不难总结，20世纪乃至近代几个世纪从来都属于西方发达国家，这是因为西方发达国家在近代率先完成科技革命，把国家经济推向繁荣，“经济基础决定上层建筑”，繁荣的经济进而将国家的一切都在不同程度上推向更高层次。可以说，繁荣和成就来源于科技与创新，科技与创新反作用于经济，经济又直接对其他领域产生积极影响，进而使国家各个领域全面发展，增大了国家利益。对科学的研究是科技进步的源泉和根源，科学研究进行的程度和深度直接决定了科技革新的速度和程度，无疑这会影响国家大局利益。不难理解，国家利益就是满足或能够满足国家以生存发展为基础的各方面需要并且对国家在整体上具有好处的事物。科学研究能够产生新领域的发现，新发现势必会对科学进步和技术革新产生助推作用，韬光养晦的民族和国家都将科学研究和科技创新置于重要地位。当今，科学研究已成为国家的一种重要战略资源，综合国力的竞争已明显前移到了科学研究。对于我国来说，迅速提升科学研究的整体水平和原始创新能力，对于贯彻落实科学发展观，全面建设小康社会，在本世纪实现中华民族的伟大复兴至关重要。可以说，科学的发展代表着国家和人民的整体利益和长远利益。

大学生进行科学研究的重要性科学是世界文明进步的推动力量；科学是社会经济繁荣的前提；科学是国家繁荣兴盛的象征。它是不断研究和探索的产物，是实验的结晶。而大学生作为科学的追随者，对科学进行研究和发现，有着重要的意义。以科学中的医学来讲，它直接关乎人类的健康发展，健康与否，关系着人类文明的进步。随着全世界人口的增加，生态环境的恶化，人类的健康状况受到越来越多的威胁。对医学的研究，是对人类健康问题重要的保证，而以动物为实验品进行科学研究，保证了医学的可靠性，促进了医学的不断完善和发展。动物是人类的朋友，是生态环境的组成部分，但是在医学尤其是在西医学的发展中，离不开对动物的活体解剖实验。正确的认识对动物进行活体解剖的研究，减少不必要的动物实验，是每一个医学类大学生应有的价值观。现阶段的大学生是应试教育的产物，我们阅读过大量的书籍，懂得许多理论知识，但是对于医学这一严谨的科学，理论知识远远不够，我们需要做大量的实验，正是不断地进行科学研究，才有大量的丰富理论知识。对动物进行科学研究研究，它不仅对医学的发展有重要的意义，对大学生开拓视野，引领大学生对医学研究和发现有着重要影响。在实验室中，我们常以牛蛙为实验器材进行研究，通过对牛蛙的解剖和观察，有助于了解生物体结构与其功能，以及其对于环境适应的规律。在对牛蛙的解剖试验中，历史上有过重大的科学发现。例如，生理学家在对离体的青蛙心脏进行实验时，通常是使用生理盐水作为灌液的，用这种方法可以使心脏继续保持约半小时的跳动。但有一次实验却发生了意外，在伦敦大学医院，生理学家林格发现他实验用的离体青蛙心脏却连续跳动了几个小时也没停。他非常惊讶，对此大惑不解。起初，他还以为可能是受季节变化的影响。但经过后来进一步研究和核对，他才发现这是由于实验助手违反了操作规定造成的。当初助手在制作盐水溶液时，没有按规定用蒸馏水，用的却是自来水。根据这个情况，林格断定这是自来水中的那些盐份引起了心脏生理活动的增加。林格就是这样在观察中意外地发现了以他的名字命名的溶液，也因此对实验生理学的发展做出了重要贡献。在医学科学的大发现与动物实验的关系中，著名的例子还有很多。其中典型的有：

1、著名英国医生哈维，他采用狗、蛙、蛇、鱼、蟹和其他动物进行了一系列动物实验。根据大量的实验研究结果，发现了血液循环，证实了动物体内的血液循环现象，并阐明了心脏在此过程中的作用，指出血液受心脏推动，沿动脉流向全身各部，再沿静脉返回心脏，环流不息。这对生理学起了很大的发展作用。

2、俄国生理学家巴甫洛夫，他在狗身上创造了许多外科手术，改进了实验方法，以慢性实验代替了急性实验，从而能够长期地观察整体动物的正常生理过程，在研究消化生理过程中，形成了条件反射的概念，从而开辟了高级神经活动生理学研究，他的高级神经活动学说对于医学、心理学以及哲学等方面都有很大影响。1904年获诺贝尔生理或医学奖，著有《动物高级神经活动（行为）客观研究二十年经验》等著作。由于他在研究中经常不断地使用狗作研究对象，因此他的一些著作也以狗来命名，如《狗的血压的正常变动范围》、《狗的心脏的神经支配》等。他对动物实验给予了高度的评价，如说“没有对活动物进行试验和观察，人们就无法认识有机界的各种规律，这

是无可争辩的。”他对实验动物的作用和习性也很了解，有很多精辟的论述，如他说“狗由于素来对人好感，由于它的机敏、耐性以及驯顺而十分愉快地为实验者服务许多年，甚至终身。”“只有当必需才用猫作实验，因为这种动物性情急燥，本性凶恶，善叫。”“除了狗以外，家兔是最常用的实验动物，因为它是一种驯顺而活泼的动物，而且很少尖叫与反抗”。

3、法国生物化学家巴斯德，他在研究蚕病，鸡霍乱和炭疽病中，证实传染病是由病原微生物所引起。采用鸟类作动物实验，发现被减毒的鸡霍乱和炭疽病原菌能诱发免疫性。晚年在鸟和家兔上进行狂犬病疫苗的研究，对狂犬病免疫作出了很大贡献。他在研究炭疽病中，证实传染病是由病原微生物所引起的，其中有一个生动的事例。巴斯德很想知道有的地方为什么不断发生炭疽病，而且总是发生在同样的田野里，有时相隔数年之久。巴斯德从埋了十二年之久，死于炭疽病的羊尸体周围土壤中，分离出这种病菌。他奇怪这种有机体为什么能这样长时间地抗拒日照以及其他不利因素。一天巴斯德在地里散步时，发现一块土壤与周围颜色不同，遂请教农民。农民告诉他说，前一年这里埋了几只死于炭疽病的的羊。一向细心观察事物的巴斯德注意到土壤表层有大量蚯蚓带出的土粒。于是他想到蚯蚓来回不断从土壤深处爬到表层，就把羊尸体周围富有腐殖质的泥土以及泥土中含有的炭疽病芽胞带到表层。巴期德从不止步于设想，他立刻进行了实验，实验结果证实了他的预见。接种了蚯蚓所带泥土的豚鼠得了炭疽病。特别是医科类的学生，对动物进行科学研究，是对医学本质的最好的理解，它不仅开拓我们的视野，对医学成果的发现有着重要的意义。以动物进行科学实验研究的成果硕果累累，为代替人类疾病的发现做出了卓越的贡献。人类的生理结构极其复杂，各种疾病和生理病菌纷繁多样，要深入探讨其疾病病理和预防，以人为本的理念，是不能够在人体上进行试验的。动物和人虽有本质上的区别，但是生物体间却有共性。通过对动物进行科学研究和探索，可以推理到人类身体机理上，使人类复杂的疾病原理简单化，对人类的健康有及其深刻的意义和重要性。

1、引言

先进制造技术是当今议论较多的一个专用词语。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。然而，如何看待先进制造技术与机械制造工艺之间的相互关系、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。

2、先进制造技术的提出与体系

什么是先进制造技术？对此，目前尚没有一个明确的、一致的定义。但普遍公认的含义是：先进制造技术是制造业不断吸收信息技术和现代管理技术的成果。并将其综合应用于产品设计、加工、检测、生产管理、产品销售、使用、回收等制造全过程的制造技术的总称。

先进制造技术是制造业为了提高竞争力以适应时代的要求而形成的一个高新技术群，经过发展，已形成了完整的体系结构。但在不同的国家、不同的发展阶段，先进制造技术有不同的内容及组成方式。在我国，机械科学研究院提出了由多层次技术群构成的先进制造技术体系。第一个层次是优质、高效、低耗、清洁基础制造技术，它是先进制造技术的核心。第二个层次是新型的制造单元技术。制造技术与电子、信息、新材料、新能源、环境科学、系统工程、现代管理等高新技术结合而形成的崭新制造技术，如数控技术、清洁生产技术、机器人技术等等。第三个层次是先进制造集成技术。这是应用信息技术和系统管理技术，通过网络与数据库对上述两个层次的技术集成而形成的。如虚拟技术等。

3、先进制造技术与机械制造工艺的关系 制造技术是现代制造产业的基础与核心。而机械制造工艺是制造业的根本。一方面先进制造技术广泛应用于机械制造业。推动着机械制造工艺的发展，并带动其他制造业的进步；另一方面，机械制造技术的更新、发展又集中体现着先进制造技术，并补充、丰富了先进制造技术。因此，先进制造技术与机械制造工艺的关系是相辅相成的，不能忽视甚至废弃任何一方的发展。

4、先进制造技术在机械制造工艺中的应用

如前所述。先进制造技术是一个庞大的技术群，在机械制造的整个过程中，无论是在产品的设计开发、还是在产品生产制造或是经营管理中都能充分利用先进制造技术。近几年。机械制造业发生了一系列重大变化，主要表现在以下几个方面。4.1业生产方式发生重大变革 由于先进制造技术的应用，现代机械制造企业逐步改变了传统观念，在生产组织方式上发生了五个转变：从传统的顺序工作方式向并行工作方式转变；从金字塔式的多层次生产管理结构向扁平的网络结构转变；从按功能划分部门的固定组织形式向动态、自主管理的小组工作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。

4.2产品设计开发应用了现代设计技术的最新成果

现代设计的方法和技术主要有：绿色设计,在开发和应用新技术时，必须把保护环境、爱护人类的“生态平衡”意识摆在设计、制造和使用的首位，“以人为本”是制造技术发展的最高准则。绿色技术就是为了减轻环境污染或减少原材料的浪费、充分利用自然资源的使用技术。绿色设计的目的就是克服传统设计的不足，使产品满足环保的要求。它包括产品从概念形成到生产制造、使用乃至废弃后的回收、再利用及处理等各个阶段。绿色设计从根本上防止了污染，节约了资源和能源。因此，绿色设计也是现代机械制造业进行产品设计开发的一个重要原则。

5、我国机械工业发展先进制造技术的对策 我国是一个制造业基础薄弱的国家，而机械制造业占的比重又较大。尽管近十年来。我 国机械制造业不断引进国外的先进制造技术，但与发达国家相比仍有较大的差距。主要表现为：技改投入相对不足，技术装备、生产工艺、生产管理、市场观念、人员素质相对落后。面对新世纪国际机械制造业的竞争和高新技术发展的挑战，我国机械制造业应采取以下对策：

5.1加强先进制造技术的应用与自身制造技术的开发相结合 加强先进制造技术在机械制造业的应用，对发展机械制造业、增强机械制造业的生命力十分必要。但同时，我们也应注藿机械制造技术自身的开发，这对于丰富先进制造技术、促进其他制造业的发展至关重要。

5.2发挥企业主体作用与政府引导、扶助相结合

机械制造企业是应用先进制造技术的主体，也是技术开发、投资的主体。因此，企业应改变观念，眼光放远，在这两方面舍得花人力、物力和财力。5.3立足实际先行试点

推广应用先进制造技术在机械制造业的应用与推广要立足于实际，循序渐进。要结合中国实际，因地制宜，滚动式发展。应选择一些重点行业、重点地区、重点企业进行试点，待成熟后再广泛推广，不可搞“一刀切”。5.4加强人才培训

人才是技术发展的关键。要加强先进制造技术的应用和开发，必须提高人员索质，加强人才培训。应培养一批德才兼备、既懂科学技术，又懂管理的优秀企业家，还要造就一支具有较高职业素质的技术工人队伍。5.5加强国际交流与合作

世界各国的机械制造技术的发展都有自己的特色和侧重点。通过加强国际交流与合作，可迅速吸收应用先进制造技术，并结合本国国情来发展机械制造技术。

先进制造技术领域“十三五”规划编制

“十三五”规划要落实创新驱动发展战略纲要和国家“十三五”规划，体现全局性和指导性，涵盖相关方面对科技支撑的需求；要在总结“十二五”规划实施成效和吸收“十三五”规划战略研究成果的基础上，明确先进制造领域科技发展思路和重点任务，完善规划总体框架，衔接各主题板块内容；要与国家科技计划管理改革工作相衔接，统筹考虑重点任务、基地与人才建设等；要广泛征求各方意见，充分凝聚共识。

未来先进制造技术的发展趋势

随着市场需求个性化与多样化，未来先进制造技术发展的总趋势是向精密化、柔性化、网络化、虚拟化、智能化、清洁化、集成化、全球化的方向发展。

在21世纪中，随着电子、信息等高新技术的不断发展，随着市场需求个性化与多样化，未来先进制造技术发展的总趋势是向精密化、柔性化、网络化、虚拟化、智能化、清洁化、集成化、全球化的方向发展。

当前先进制造技术的发展趋势大致有以下几个方面：

1、信息技术对先进制造技术的发展起着越来越重要的作用

信息化是当今社会发展的趋势，信息技术正在以人们想象不到的速度向前发展。信息技术也正在向制造技术注入和融合，促进着制造技术的的不断发展。可以说先进制造技术的形成与发展，无不与信息技术的应用与注入有关。它使制造技术的技术含量提高，使传统制造技术发生质的变化。信息技术对制造技术发展的作用目前已占第一位。在21世纪对先进制造技术的各方面发展将起着更重要的作用。

信息技术促进着设计技术的现代化，加工制造的精密化、快速化，自动化技术的柔性化、智能化，整个制造过程的网络化、全球化。各种先进生产模式的发展，如CIMS、并行工程、精益生产、灵捷制造、虚拟企业与虚拟制造，也无不以信息技术的发展为支撑

2、设计技术不断现代化

产品设计是制造业的灵魂。现代设计技术的主要发展趋势是：

(1)设计手段的计算机化

在实现了计算机计算、绘图的基础上，当前突出反映在数值仿真或虚拟现实技术在设计中的应用，以及现代产品建模理论的发展上，并且向智能化设计方向发展。

(2)新的设计思想和方法不断出现

如并行设计、面向“X”的设计(Design For X--DFX)、健壮设计(Robust Design)、优化设计Optimal Design)、反求工程技术(Revese Engineering)等。

(3)向全寿命周期设计发展

传统的设计只限于产品设计，全寿命周期设计则由简单的、具体的、细节的设计转向复杂的总体的设计和决策，要通盘考虑包括设计、制造、检测、销售、使用、维修、报废等阶段的产品的整个生命周期。

(4)设计过程由单纯考虑技术因素转向综合考虑技术、经济和社会因素

设计不只是单纯追求某项性能指标的先进和高低、而是注意考虑市场、价格、安全、美学、资源、环境等方面的影响。

3、成形及改进制造技术向精密、精确、少能耗、无污染方向发展

成形制造技术是铸造、塑性加工、连接、粉末冶金等单元技术的总称。展望21世纪，成形制造技术正在从制造工件的毛坯、从接近零件形状(Near Net Shape Proccess)向直接制成工件精密成形或称净成形(Net Shape Proccess)的方向发展。

据国际机械加工技术协会预测，到下世纪初，塑性成形与磨削加工相结合，将取代大部分中小零件的切削加工。改性技术主要包括热处理及表面工程各项技术。主要发展趋势是通过各种新型精密热处理和复全处理达到零件性能精确、形状尺寸精密以及获得各种特殊性能要求的表面(涂)层，同时大大减少能耗及完全消除对环境的污染。

4、加工制造技术向着超精密、超高速以及发展新一代制造装备的方向发展

(1)超精密加工技术

目前加工精度达到0.025μm，表面粗糙度达0.0045μm，已进入纳米级加工时代。超精切削厚度由目前的红外波段向可见光波段甚至更短波段近;超精加工机床向多功能模块化方向发展;超精加工材料由金属扩大到非金属。

(2)超高速切削

目前铝合金超高速切削的切削速度已超过1600m/min，铸铁为1500m/min，超耐热镍合金为300m/min，钛合金200m/min。超高速切削的发展已转移到一些难加工材料的切削加工。

(3)新一代制造装备的发展

市场竞争和新产品、新技术、新材料的发展推动着新型加工设备的研究与开发，其中典型的例子是“并联桁架式结构数控机床”(或俗称“六腿”机床)的发展。它突破了传统机床的结构方案，采用六个轴长短的变化，以实现刀具相对于工件的加工位姿的变化。

5、工艺由技艺发展为工程科学，工艺模拟技术得到迅速发展

先进制造技术的一个重要发展趋势是，工艺设计由经验判断走向定量分析，加工工艺由技艺发展为工程科学。

热加工过程的数值模拟与物理模拟是一个重要的发展方向，是使热加工工艺由技艺走向科学的重要标志。应用数值模拟于铸造、锻压、焊接、热处理等工艺设计中，并与物理模拟和专家系统相结合，来确定工艺参数，优化工艺方案，预测加工过程中可能产生的缺陷及应采取的防止措施，控制和保护加工工件的质量。采用这种科学的模拟技术并与少量的实验验证结合，以代替过去一切都要通过大量重复实验的方法，不仅可以节省大量的人和物力，而且还可以通过数值模拟来解决一些目前无法在实验室进行直接研究的复杂问题。

工艺模拟也发展并应用于金属切削加工过程、产品设计过程。最新的进展是在并行工程环境下，开展虚拟成形制造，使得在产品的设计完成时，成形制造的准备工作(如铸造)也同时完成。

6、专业、学科间的界限逐渐淡化、消失

先进制造技术的不断发展，在冷热加工之间，加工、检测、物流、装配过程之间，设计、材料应用、加工制造之间，其界限均逐渐淡化，逐步走向一体化。例如，CAD、CAPP、CAM的出现，使设计、制造成为一体;精密成形技术的发展，使热加工可能直接提供接近最终形状、尺寸的零件，它与磨削加工相结合，有可能覆盖大部分零件的加工，淡化了冷热加工的界限;快速原型/零件制造(Rapid Prototyping/Parts Manufacturing--RPM)技术的产生，是近20年制造领域的一个重大突破，它可以自动而迅速地将设计思想物化为具有一定结构和功能的原型或直接制造零件，淡化了设计、制造的界限;机器人加工工作站及FMS的出现，使加工过程、检测过程、物流过程融为一体;现代制造系统使得自动化技术与传统工艺密不可分;很多新材料的配制与成型是同时完成的，很难划清材料应用与制造技术的界限。

这种趋势表现在生产上是专业车间的概念逐渐淡化，将多种不同专业的技术集成在一台设备、一条生产线、一个工段或车间里的生产方式逐渐增多。

7、绿色制造将成为21世纪制造业的重要特征

日趋严格的环境与资源的约束，使绿色制造业显得越来越重要，它将是21世纪制造业的重要特征，与此相应，绿色制造技术也将获得快速的发展。主要体现在：

(1)绿色产品设计技术 使产品在生命周期符合环保、人类健康、能耗低、资源利用率高的要求。

(2)绿色制造技术 在整个制造过程，使得对环境负面影响最小，废弃物和有害物质的排放最小，资源利用效率最高。绿色制造技术主要包含了绿色资源、绿色生产过程和绿色产品三方面的内容。

(3)产品的回收和循环再制造 例如，汽车等产品的拆卸和回收技术，以及生态工厂的循环式制造技术。它主要包括生产系统工厂--致力于产品设计和材料处理、加工及装配等阶段，恢复系统工厂--主要对产品(材料使用)生命周期结束时的材料处理循环。

8、虚拟现实技术在制造业中获得越来越多的应用

虚拟现实技术(Virtual Reality Technology)主要包括虚拟制造技术和虚拟企业两个部分。

虚拟制造技术将从根本上改变了设计、试制、修改设计、规模生产的传统制造模式。在产品真正制出之前，首先在虚拟制造环境中生成软产品原型(Soft Prototype)代替传统的硬样品(Hard Prototype)进行试验，对其性能和可制造性进行预测和评价，从而缩短产品的设计与制造周期，降低产品的开发成本，提高系统快速响应市场变化的能力。

虚拟企业是为了快速响应某一市场需求，通过信息高速公路，将产品涉及到的不同企业临时组建成为一个没有围墙、超越空间约束、靠计算机网络联系、统一指挥的合作经济实体。虚拟企业的特点是企业的功能上的不完整、地域上的分散性和组织结构上的非永久性，即功能的虚拟化、组织的虚拟化、地域的虚拟化。

9、信息技术、管理技术与工艺技术紧密结合，先进制造生产模式获得不断发展

制造业在经历了少品种小批量--少品种大批量、--多品种小批量生产模式的过渡后，70年代、80年代开始采用计算机集成制造系统(CIMS)进行制造的柔性生产的模式，并逐步向智能制造技术(IMT)和智能制造系统(IMS)的方向发展。精益生产(LP)、灵捷制造(AM)等先进制造模式相继出现，预计21世纪初，先进制造模式必将获得不断发展。

上述几种先进制造生产模式的进展，主要体现了以下五个转变：

1)从以技术为中心向以人为中心转变；

2)从金字塔式的多层次生产向扁平的网络结构转变；

3)从传统的顺序工作方式向并行工作方式转变；

4)从按功能划分部门的固定组织形式向动态的、自主管理的小组工作组织形式转变；

需要关注的汽车先进制造技术 篇7

美日欧等汽车工业发达国家通过多年的研究, 对轿车工业提出了2010年达到3L/100k m油耗的目标。在降低油耗、减少排放的诸多措施当中, 减轻车身重量的对策得到汽车制造行业的广泛重视。资料表明, 轿车自重每减少100kg, 百公里油耗可降低0.4～1.0L, 车重减轻10%最多可实现节油8%, 减轻汽车自重以降低燃油消耗成为世界各大汽车生产厂家提高竞争能力的关键。

1. 激光拼焊板冲压成形成套技术与装备

激光拼焊技术, 即将经不同表面处理、不同钢种、不同厚度的两块或多块钢板通过激光拼焊方法, 自由组合使之成为一个毛坯件, 汽车厂直接使用此毛坯件冲压成零部件。使用拼焊板冲压的零件具有减重、结构安全性和结构精度高等优点, 是汽车轻量化的先进制造技术之一。

世界主要汽车制造厂商在车身制造中大量使用激光拼焊板, 激光拼焊板制造及冲压已经形成成熟的技术。目前全世界已有300余条激光拼焊线, 每年生产的激光拼焊板有几亿件。

2006年我国共生产约1000万件激光拼焊板, 激光拼焊生产线的数量已经达到13条, 但全部依靠进口。预测2010年我国将生产2500万件拼焊板, 激光拼焊生产线的数量将达到25条;2020年我国将生产6000万件拼焊板, 激光拼焊生产线的数量将达到60条。采用激光拼焊技术后, 从2015～2020年累计可节油209亿元以上。

2. 高强度、超高强度钢车身冲压件冷、热成形成套技术与装备

由于高强度、超高强度钢兼具节能、安全双重优点, 发达国家的汽车制造业在车身制造中广泛使用了高强度钢、超高强度钢。以美国通用公司为例, 1990年普通高强度钢使用率10%, 到2003年增至30%, 今后规划将为45%。

国内合资企业已经在其高级车型上大量使用高强度钢、超高强度钢, 但冲压模具几乎全部依赖进口。目前民族品牌汽车企业不能在车身上大量使用高强度、超高强度钢的技术瓶颈是国内不能自主研发高强度、超高强度冲压工艺及模具。

同时, 最近我国颁布了新的碰撞安全法规, 对安全性要求越来越高。汽车企业在设计时一方面要考虑节能要求, 另一方面还要满足国家的强制性安全标准。因而高强度、超高强度钢的使用数量将逐年迅速增加, 其应用范围将从目前的高级车型扩大到中级和经济型轿车。根据我国汽车现有产量和发展趋势, 2010年高强度、超高强钢冲压模具市场需求量将近万套, 2020年增至数万套。高强度、超高强度钢板热成形成套技术、软件和装备必然是各大汽车厂商的急迫需求, 应用前景十分广阔。初步估计, 年产值可以达到500亿元以上。

3.内高压成形技术与装备

汽车轻量化制造有两个途径:结构减重和材料减重。材料减重即采用铝合金等轻质材料, 存在成本高的缺点;而采用空心变截面构件减重成本较低。

内高压成形结构件比冲压件可减重20%～35%, 内高压成形的空心轴类件比实心轴减重30%～50%, 适合制造各种轻量化空心结构件。如汽车行业的发动机托架等底盘构件、车身框架、座椅框架、前轴、后轴及驱动轴、排气系统异型管件等。

2 0 0 0年以来内高压成形行业产值每年递增近2 0%, 2 0 0 4年北美和欧洲内高压成形产值各约100亿美元, 据测算, 空心轻体件占新型轿车结构件的比例近5 0%。截至2 0 0 6年底, 欧洲约有120条内高压成形生产线, 年产约2000万件内高压件;北美地区约有100条生产线, 年产3600万件内高压件;南美与亚洲地区约有2 3条生产线。

国内奥迪A6、A4, 帕萨特B5, 马自达M6, 克莱斯勒300C和奔腾等大部分为从国外进口内高压成形件。国外厂商不仅设备售价昂贵, 而且零件售价极高, 严重制约了我国汽车制造业的发展。德国SCHULER公司一台5000t内高压成形机的价格为4000万～5000万元, 一条内高压成形生产线价格则高达1亿元。预计国内近年轿车内高压成形件需求约500万～1000万件/年, 至少需要50条 (台套) 内高压成形生产线 (装备) 。整车厂家目前均对内高压成形装备有迫切需求。此外, 内高压成形桥壳是利用内高压成形技术配合两端缩径和局部整形将管料成形为桥壳的技术, 这种桥壳把后盖直接成形出来, 省去了桥壳后盖的制造和大量的焊接工作, 同时也降低了由于焊接带来的隐患, 有很好的发展前景。

4.铝合金超塑成形技术与装备

铝质零件减重效果可达30%～40%。每使用1k g铝, 可使轿车寿命期减少20kg尾气排放。同时, 铝是绿色环保材料, 易回收。采用铝节省的能量, 是生产该零件所用原铝耗能的6～12倍。

目前, 几乎所有北美、欧洲及日本的著名汽车制造商都在新车型上尽可能利用铝合金材料。1999年, 奥迪公司推出的A2车型, 与相当的钢质车型相比, 减重43%, 后来出现的Audi A8, 通过激光焊和铆接的方法把铝合金钣金件连接到铝合金空间框架上, 减重近50%。在福特公司为纪念成立100周年生产的Ford GT纪念车上, 采用了全铝结构车身, 几乎所有的覆盖件都是用超塑性成形技术生产的。在欧洲每辆轿车的轻合金用量已超过120kg, 占轿车自重的10%, 在某些结构部位呈现出“以铝代钢”的趋势。用铝合金板材代替钢板制造汽车覆盖件已是当前汽车行业的重要发展趋势之一。但是, 此种5083铝合金板材只有少数国外公司能批量生产。

在我国, 目前每辆汽车轻合金用量约为国外先进水平的50%左右, 而铝合金精密塑性成形零件更少、只有国外的1/3。与国外存在整体差距表现为:轻合金零部件品种少、质量不能满足使用要求, 更重要的是我国尚未开发出轻合金近净成形的专用装备, 关键技术和设备均需要进口, 受制于人, 已成为制约我国汽车制造技术发展的瓶颈之一。

传统发动机的节能环保制造装备

我国汽车产量超过1000万辆后, 节能环保压力越来越大。目前, 我国汽车的汽油消费量约占汽油生产量的86%, 排放占大气污染约24%, 很快会上升至30%以上 (目前西方国家占到了33%～34%) 。同时, 我国2010年有可能成为世界第一碳排放国, 大气变暖将威胁到国民经济和社会发展。发动机的节能环保已是汽车工业发展的重中之重。

发动机的节能环保技术路线分为新能源发动机和传统发动机的节能环保技术, 后者又可以归结为柴油化和小型化。

1.电控共轨柴油喷射系统关键零部件制造装备

柴油机比汽油机节约燃料1/3以上, 但传统的机械控制式柴油机排放差, 振动大、噪声大。大多数跨国公司在20世纪90年代初开始投入巨资开发柴油机电控共轨燃油系统, 该技术应用于柴油机之后, 大大降低了其振动、噪声, 同时也提高了排放和节能水平。90年代后期, 电控共轨燃油系统开始在少数发达国家批量投放市场。由于其节能、环保的优势, 发展速度惊人。电控共轨燃油系统被广泛应用于商用车、轿车和客车上, 成为汽车工业的一次革命性突破。

为使发动机满足不断提高的国家法规和用户使用要求, 共轨喷油系统的喷油压力已高达160～180MPa, 用户对喷油系统的寿命要求达到80万km, 喷油特性的控制精度更需进一步提高。另外, 发动机的运转速度又非常高, 系统中的一些关键部件承受高温和振动的环境, 因此, 共轨喷油系统的每一个零部件在结构、制造精度、材料和性能检测等方面的要求比常规系统需都高。

电控共轨喷油系统的机械部件有高压供油泵、共轨和喷油器三大总成。在这些总成中, 柱塞偶件、喷油器偶件、进出油阀偶件、进油计量或控制阀、喷油控制阀、喷油器体偶件、限流阀和压力安全阀等部件都是配合要求极高的高精度偶件。不仅要求运动件运动灵活, 而且要求间隙足够小, 使160～180MPa高压油的泄露量尽可能小, 起到高压密封的作用。因而, 对制造装备的基本要求是各种微米—亚米级精密机床以及精密装配和检测装备。

鉴于电控共轨系统的使用范围除了汽车外, 还包括各类军车、舰船、农机, 长期市场需求将达到1000万套以上, 产业化合理规模建议不少于50万套。按此设计机械加工和装配制造系统的基本要求是, 精益、敏捷、柔性自动线。因而制造系统的设计、装备的选购和逐渐国产化是重大关键。

2.有自主知识产权的涡轮增压器关键零部件制造装备

小型化发动机或成最实用的节能减排路线。在兼顾燃油经济性和动力性能的问题上, 发动机的涡轮增压技术较好地解决了这个问题。目前, 在国内市场上应用涡轮增压技术的现象在1.8L及以上大排量车型上比较常见, 而在1.6L及以下小排量车型上, 涡轮增压 (T) 动力轿车近来逐渐成为流行趋势。2009年上半年我国汽车业出现的“涡轮风暴”, 刮向了更为广阔的小排量车型上, 也使得涡轮增压技术开始越来越“亲民”。如长安、奇瑞等都在进行小排量升功率战略, 拟以0.8T功率达到1.3L, 1.0T功率达到1.8L, 1.6T功率达到2.0L以上。

涡轮增压技术正成为全球车辆发展的主流。欧洲更是领先全球, 据统计, 至2008年底, 欧洲地区50%的车辆都使用了涡轮增压技术。2008年全球涡轮增压器产量1800万台, 国产品牌仅100万台左右。随着节能减排的需求日益强烈, 涡轮增压器的应用飞速增长:柴油机涡轮增压器年增长率50%, 汽油机涡轮增压器年增长率180%。

粉末注射成形的涡轮增压器转子是涡轮增压器的核心部件, 在性能和经济性上均优于铸件, 自主研发粉末注射成形涡轮转子是推动我国涡轮增压器产业的关键技术。

3. 装配式凸轮轴的成套技术及装备

凸轮轴是发动机的高速旋转部件, 减轻其重量可以明显降低发动机的油耗。装配式凸轮轴可以将重量减轻30%左右, 同时在性能和使用寿命上也比铸造或锻造的整体式凸轮轴要高。经过20年的发展, 装配式凸轮轴已经被大批量应用到各类发动机上, 并逐渐取代整体式凸轮轴。目前, 全球每年的车用凸轮轴产量超过1.5亿根, 其中装配式凸轮轴约占20%, 全部为国外企业制造。我国的凸轮轴产量约1亿根/年, 全部为整体式凸轮轴。

装配式凸轮轴节约材料3 0%, 金属切削加工成本降低25%, 以典型的四缸2.2L发动机凸轮轴为例进行计算, 铸造整体式凸轮轴重量约2.72k g/根, 切削加工成本约40元/根。如果我国到2015年装配式凸轮轴达到德国T h y s s e n K r u p p公司目前的产量 (1200万根/年) , 则节约钢材约1万t/年, 节约切削加工成本约1.2亿元/年。同时, 减重30%的节能, 回报社会效益巨大。

制造过程的绿色革命

1.粉末金属成形制造技术

金属或陶瓷粉末注射成形技术结合了注塑工艺和粉末冶金技术的优点, 是新兴的净成形制造技术, 可以大批量经济高效地生产三维复杂形状的零部件。粉末注射成形关键汽车零部件在欧美汽车工业界已经广泛应用, 包括涡轮增压器转子、导向叶片、同步器齿箍等。

世界粉末注射成形工艺发展极为迅速, 2004～2009年的平均年增长率为8.4%。2008年世界金属注射成形汽车零部件的年生产总量为1205.6t, 其中欧洲占50%, 亚洲占28.2%, 美洲占21.8%。亚洲部分的产品主要由日本、新加坡、台湾生产, 中国大陆在关键汽车零部件的粉末注射成形产品上基本为零。生产这类产品的高性能注射机和脱脂烧结炉基本被欧美企业垄断。

按照目前粉末注射成形市场的年增长率8%测算, 到2 0 2 0年全球粉末注射成形产品将会达到9000t/年 (销售额约68亿元/年) , 其中汽车零部件将会超过2500t/年 (销售额约19亿元/年) 。若与切削加工相比, 粉末注射成形的平均成本节约率为20%, 则到2020年每年节约成本约14亿元, 2009～2020年累计节约120亿元。

2.节能环保电焊机

汽车整车厂设备电力负荷最大的是焊装车间, 一般一个五万辆整车厂的车身焊装车间就要有上百台点焊机。全国整车工厂有200余家, 具有规模的焊装线约500多条, 在服役的点焊机有五万台之多。电焊机又是耗能、耗铜的大户, 每台电焊机都是一只电老虎, 工厂的许多电能都消耗在电焊机上;世界上的许多铜材都被用来生产电焊机的变压器。按五年换一次车型计算, 国内每年更新车身焊装线约有100余条, 加上服役设备的折旧更新, 每年汽车行业大约有一万台的点焊机需求市场。因此, 开发先进、节能、节材的点焊机不仅对车身焊接质量重要, 对汽车整车工厂和整个汽车行业都具有明显的效果和重要的意义。

D S P高频逆变点焊机是一款具有世界领先水平的高技术产品。它节能、节材、低辐射、低使用成本、高焊接质量、可焊接多种材料的优势, 必将成为国内外汽车生产厂家的首选。如果按预期目标实现, 对我国汽车焊接领域将是一次重大变革, 对传统焊接设备是一次质的创新和飞跃。次高频点焊机可节省4 0%～5 0%的用电, 汽车行业的整体能耗下降将达到2 0%以上。

结语

在提升中国汽车行业整体制造水平的过程中, 笔者希望还能引起汽车制造企业和装备企业关注的技术有:电控共轨燃油喷射系统产业化、涡轮增压器产业化、自主品牌发动机制动器、自主品牌动力无中断A M T、重型商用车A M T研发与产业化等、复合材料零部件成形技术与装备、发动机敏捷柔性自动线的成套技术与装备、高精度曲轴成套制造技术与装备、汽车镁合金零部件压铸成套技术装备。愿通过你我的共同努力, 推动中国汽车整体制造水平快步发展。

先进制造技术试题a 篇8

关键词：先进制造技术 教学内容 自主学习

中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2013）05（a）-0037-02

先进制造技术是制造业为了适应现代生产环境以及市场动态变化，在传统制造技术基础上通过不断吸收科学技术最新成果而逐渐发展起来的一个新兴技术群，包括现代设计技术、先进制造工艺技术、制造系统综合自动化技术和现代管理技术。机械类本科专业开设先进制造技术课程，可以大大拓宽学生专业视野，掌握制造技术最新发展，以适应现代制造企业对人才的需求，其重要性日趋显著。然而，由于全球高新技术的高速发展以及先进技术的庞大信息量，决定了本课程教学实施的难度。传统的以教师为主、學生为客的教学模式，教师要全面了解先进制造技术的最新动态，往往心有余而力不足，学生被动接受教学内容，学习积极性往往不高。而且，先进制造技术发展日新月异，培养学生获取制造技术最新发展的能力显得更为重要。自主学习是与传统的接受性学习相对应的一种现代学习模式，通过课程网站学习先进制造技术课程的教学基本内容，通过自主讲座，培养学生获取制造技术最新发展的能力，为日后推广先进制造技术，提高我国机械制造技术水平奠定基础。

1 先进制造技术课程的特点

（1）内容综合性。先进制造技术是一门交叉学科，涉及众多学科的知识内容，授课教师不可能对所有领域都进行过深入研究，采用多位教师授课的教学模式效果会好一点，但一般普通本科院校均不具备这样的条件。对于不是自己研究方向的内容，往往通过资料查阅和整理再灌输给学生，这样教学效果很难提高。

（2）教材滞后性。先进制造技术是一门前沿科学，教材内容与技术最新进展相比存在一定滞后性。因此，授课教师必须及时检索、查阅相关技术最新研究成果并补充到教学内容中，使学生能够掌握制造技术的最新知识。

（3）理论基础性。先进制造技术涉及众多学科的理论知识，如管理科学、电子科学、材料科学、信息科学等，这些课程机械类本科专业学生大多都未开设，先进制造技术课程教学学时有限，无法在规定时间内让学生掌握各种新技术的内涵与应用。

（4）技术先进性。先进制造技术作为制造领域的新兴技术群，在实际生产中应用往往还不广泛，作为应用性人才的普通本科院校学生，认为这些技术自己今后工作中大多都不会涉及，影响了学习的兴趣。

2 先进制造技术课程开展自主学习的必要性

自主学习是与传统的接受学习相对应的一种现代学习方式。以学生作为学习的主体，通过学生独立的分析、探索、实践、质疑、创造等方法来实现学习目标[1]。以自主学习作为先进制造技术课程主要教学模式的必要性是由课程的特点及教学目的决定的。

（1）先进制造技术覆盖面广，王隆太主编的《先进制造技术》教材涵盖了计算机辅助设计、优化设计、反求工程等6项现代设计技术；材料受迫成形工艺技术、超精密加工技术、高速加工技术等6项先进制造工艺技术，其中的材料受迫成形工艺技术又有10余项；制造系统综合自动化技术包括了机床数控技术、工业机器人和柔性制造技术：现代管理技术包括了物料需求计划、制造资源计划等6项技术。这些技术的基本原理各不相同，许多技术哲理深奥，理解和掌握都比较困难，往往需要单独开设一门课程才能讲清楚。以课堂教学方式，在一门少学时课程中要将众多技术的基本原理、关键技术、发展趋势等内容都讲清楚，是不现实的。

（2）机械类本科专业开设先进制造技术课程的主要目的在于拓宽学生专业视野，建立推广先进制造技术的意识。因此，让学生意识到先进制造技术对制造业的巨大推动作用以及知道如何获取制造技术最新发展比让学生了解单项技术的内涵与现状更加重要。由此可见，先进制造技术课程改革的方向不是“怎样使学生在有限的时间内学到更多知识？”而是“怎样使学生感受到先进制造技术的巨大威力，了解获取制造技术最新发展的途径”。

自主学习，学生可以按照自己的实际需要选择学习内容，突破了时间和空间的限制，通过自主讲座，培养学生获取制造技术最新发展的能力。因此，开展自主学习是先进制造技术课程的改革方向。

3 基于课程网站的自主学习

通过课程网站学习先进制造技术课程的教学基本内容。课程网站主要包括以下三部分内容：

（1）将先进制造技术课程的体系结构，各项技术的基本原理、关键技术、发展趋势等内容制成多媒体课件，供学生通过校园网教学平台浏览学习。课程网站应包括大量图片、动画、电影等多媒体资料，这些资料除了上网查询外，还可以通过参加相关学术会议、邀请专家讲学等方式获取。

（2）结合科研、生产实际，建立应用先进制造技术的典型案例库。教师结合本人承担的科研项目、为企业解决的生产难题，进行理论剖析，使学生感到直观具体，生动形象，印象深刻。

（3）建立国内外有关先进制造技术主要网站的链接。重点包括先进制造技术教学、论坛、期刊、公司网站等，方便学生全面了解和学习先进制造技术内容。

4 面向自主讲座的自主学习

给学生布置课外论文作业，让学生在给定范围内自由选题，通过作业对有关课题进行分析研究，发现问题并提出解决方案，能充分发挥学生的创新性思维。但课外论文是在下课后完成的，学生撰写论文时大多都不太认真，甚至抄袭他人，从而达不到教学目的。互主教学法[2]让学生参与课程的准备与讲授，调动了学生学习的主动性。因此，我们在布置课外论文作业后，安排了学生自主讲座教学环节。

面向自主讲座自主学习的具体方案为：根据先进制造技术的体系结构，把同学按照学号分为现代设计技术、先进制造工艺技术、制造系统综合自动化技术和现代管理技术四组。每位学生围绕专题收集资料，撰写论文，并做成PPT上台讲课，时间10～15分钟，讲完后老师点评，其他学生提问。每组学生讲课时另安排一组学生给他们实名打分，分A、B、C、D四级，规定各级打分比例原则上各占25%，根据打分结果确定论文作业成绩。

增加自主讲座教学环节，学生普遍加强了论文撰写的投入，取得良好的教学效果。考虑到大多数学生没有讲课经历，我们预先给出了讲课提纲，让学生针对某项先进制造技术的基本原理、关键技术、技术特点、应用条件等展开讨论，并选出学生优秀PPT课件作为样例，供下一届学生参考。

5 结语

先进制造技术覆盖面广，普通本科院校教学和实验资源又比较匮乏，以传统课堂讲授为主的教学模式，学生注意力难以持久。为此，我们只选取若干制造技术进行课堂讲授，其余教学内容均采用自主学习的教学模式。这样不但保证了课堂教学的效果，也培养了学生自主学习的能力，充分调动学生的能动性，达到较好的教学效果。

参考文献

[1]周炎根，桑青松.国内外自主学习理论研究综述[J].安徽教育学院学报，2007， 25（1）：100-104.