第一篇：先進制造技術前沿發展與未來趨勢

現代制造技術前沿發展與未來趨勢

畢節學院 機械工程學院 機械一班 金欽 32321101008

摘要：本文介紹了當今制造技術面臨的問題，論述了先進制造的前沿科學，并展望了先進制造技術的發展前景，最后提出我國制造技術要跨入世界先進行列可行的實施策略。隨著科學技術的飛速發展和市場競爭日益激烈，越來越多的制造企業開始將大量的人力、財力和物力投入到先進的制造技術和先進的制造模式的研究和實施策略之中。改革開放以來，我國制造科學技術有日新月異的變化和發展，確立了社會主義市場經濟體制，但與先進的國家相比仍有一定差距，為了迎接新的挑戰，對先進制造技術及制造模式的研究和實施是擺在我們面前刻不容緩的重要任務，必須認清制造技術的發展趨勢，縮短與先進國家的差距，使我國的產品上質量、上效率、上品種和上水平，以增強市場競爭力，實現我國機械制造業跨入世界先進行列之夢想。

關鍵詞：制造科學； 先進制造技術； 機械制造； 發展趨勢

引言

制造業是現代國民經濟和綜合國力的重要支柱，其生產總值一般占一個國家國內生產總值的20%~55%。在一個國家的企業生產力構成中，制造技術的作用一般占60%左右。專家認為，世界上各個國家經濟的競爭，主要是制造技術的競爭。其競爭能力最終體現在所生產的產品的市場占有率上。隨著經濟技術的高速發展以及顧客需求和市場環境的不斷變化，這種競爭日趨激烈，因而各國政府都非常重視對先進制造技術的研究。當前制造科學要解決的問題

當前制造科學要解決的問題主要集中在以下幾方面：

（1）制造系統是一個復雜的大系統，為滿足制造系統敏捷性、快速響應和快速重組的能力，必須借鑒信息科學、生命科學和社會科學等多學科的研究成果，探索制造系統新的體系結構、制造模式和制造系統有效的運行機制。制造系統優化的組織結構和良好的運行狀況是制造系統建模、仿真和優化的主要目標。制造系統新的體系結構不僅對制造企業的敏捷性和對需求的響應能力及可重組能力有重要意義，而且對制造企業底層生產設備的柔性和可動態重組能力提出了更高的要求。生物制造觀越來越多地被引入制造系統，以滿足制造系統新的要求。

（2）為支持快速敏捷制造，幾何知識的共享已成為制約現代制造技術中產品開發和制造的關鍵問題。例如在計算機輔助設計與制造(CAD／CAM)集成、坐標測量(CMM)和機器人學等方面，在三維現實空間(3-Real Space)中，都存在大量的幾何算法設計和分析等問題，特別是其中的幾何表示、幾何計算和幾何推理問題；在測量和機器人路徑規劃及零件的尋位(如Localization)等方面，存在C-空間(配置空間Configuration Space)的幾何計算和幾何推理問題；在物體操作(夾持、抓取和裝配等)描述和機器人多指抓取規劃、裝配運動規劃和操作規劃方面則需要在旋量空間(Screw Space)進行幾何推理[1]。制造過程中物理和力學現象的幾何化研究形成了制造科學中幾何計算和幾何推理等多方面的研究課題，其理論有待進一步突破，當前一門新學科--計算機幾何正在受到日益廣泛和深入的研究。（3）在現代制造過程中，信息不僅已成為主宰制造產業的決定性因素，而且還是最活躍的驅動因素。提高制造系統的信息處理能力已成為現代制造科學發展的一個重點。由于制造系統信息組織和結構的多層次性，制造信息的獲取、集成與融合呈現出立體性、信息度量的多維性、以及信息組織的多層次性。在制造信息的結構模型、制造信息的一致性約束、傳播處理和海量數據的制造知識庫管理等方面，都還有待進一步突破。

（4）各種人工智能工具和計算智能方法在制造中的廣泛應用促進了制造智能的發展。一類基于生物進化算法的計算智能工具，在包括調度問題在內的組合優化求解技術領域中，受到越來越普遍的關注，有望在制造中完成組合優化問題時的求解速度和求解精度方面雙雙突破問題規模的制約。制造智能還表現在：智能調度、智能設計、智能加工、機器人學、智能控制、智能工藝規劃、智能診斷等多方面。

這些問題是當前產品創新的關鍵理論問題，也是制造由一門技藝上升為一門科學的重要基礎性問題。這些問題的重點突破，可以形成產品創新的基礎研究體系。現代制造工程的前沿科學

不同科學之間的交叉融合將產生新的科學聚集，經濟的發展和社會的進步對科學技術產生了新的要求和期望，從而形成前沿科學。前沿科學也就是已解決的和未解決的科學問題之間的界域。前沿科學具有明顯的時域、領域和動態特性。工程前沿科學區別于一般基礎科學的重要特征是它涵蓋了工程實際中出現的關鍵科學技術問題。

超聲電機、超高速切削、綠色設計與制造等領域，國內外已經做了大量的研究工作，但創新的關鍵是機械科學問題還不明朗。大型復雜機械系統的性能優化設計和產品創新設計、智能結構和系統、智能機器人及其動力學、納米摩擦學、制造過程的三維數值模擬和物理模擬、超精度和微細加工關鍵工藝基礎、大型和超大型精密儀器裝備的設計和制造基礎、虛擬制造和虛擬儀器、納米測量及儀器、并聯軸機床、微型機電系統等領域國內外雖然已做了不少研究，但仍有許多關鍵科學技術問題有待解決。

信息科學、納米科學、材料科學、生命科學、管理科學和制造科學將是改變21世紀主流科學，由此產生的高新技術及其產業將改變世界的面貌。因此，與以上領域相交叉發展的制造系統和制造信息學、納米機械和納米制造科學、仿生機械和仿生制造學、制造管理科學和可重構制造系統等會是21世紀機械工程科學的重要前沿科學。

2．1 制造科學與信息科學的交叉--制造信息科學

機電產品是信息在原材料上的物化。許多現代產品的價值增值主要體現在信息上。因此制造過程中信息的獲取和應用十分重要。信息化是制造科學技術走向全球化和現代化的重要標志。人們一方面對制造技術開始探索產品設計和制造過程中的信息本質，另一方面對制造技術本身加以改造，以使得其適應新的信息化制造環境。隨著對制造過程和制造系統認識的加深，研究者們正試圖以全新的概念和方式對其加以描述和表達，以進一步達到實現控制和優化的目的。

與制造有關的信息主要有產品信息、工藝信息和管理信息，這一領域有如下主要研究方向和內容：

(1)制造信息的獲取、處理、存儲、傳遞和應用，大量制造信息向知識和決策轉化。(2)非符號信息的表達、制造信息的保真傳遞、制造信息的管理、非完整制造信息狀態下的生產決策、虛擬管理制造、基于網絡環境下的設計和制造、制造過程和制造系統中的控制科學問題。

這些內容是制造科學和信息科學基礎融合的產物，構成了制造科學中的新分支--制造信息學。

2．2 微機械及其制造技術研究

微型電子機械系統(MEMS)，是指集微型傳感器、微型執行器以及信號處理和控制電路、接口電路、通信和電源于一體的完整微型機電系統。MEMS技術的目標是通過系統的微型化、集成化來探索具有新原理、新功能的元件和系統。MEMS的發展將極大地促進各類產品的袖珍化、微型化，成數量級的提高器件與系統的功能密度、信息密度與互聯密度，大幅度地節能、節材。它不僅可以降低機電系統的成本，而且還可以完成許多大尺寸機電系統無法完成的任務。例如用尖端直徑為5μm的微型鑷子可以夾起一個紅細胞；制造出3mm大小能夠開動的小汽車；可以在磁場中飛行的像蝴蝶大小的飛機等。MEMS技術的發展開辟了技術全新的領域和產業，具有許多傳統傳感器無法比擬的優點，因此在制造業、航空、航天、交通、通信、農業、生物醫學、環境監控、軍事、家庭以及幾乎人們接觸到的所有領域中都有著十分廣闊的應用前景[2]。

微機械是機械技術與電子技術在納米尺度上相融合的產物。早在1959年就有科學家提出微型機械的設想，1962年第一個硅微型壓力傳感器問世。1987年美國加州大學伯克利分校研制出轉子直徑為60~120μm的硅微型靜電電動機，顯示出利用硅微加工工藝制作微小可動結構并與集成電路兼容制造微小系統的潛力。微機械技術有可能像20世紀的微電子技術那樣，在21世紀對世界科技、經濟發展和國防建設產生巨大的影響。近10年來，微機械的發展令人矚目。其特點如下：相當數量的微型元器件(微型結構、微型傳感器和微型執行器等)和微系統研究成功，體現了其現實的和潛在的應用價值；多種微型制造技術的發展，特別是半導體微細加工等技術已成為微系統的支撐技術；微型機電系統的研究需要多學科交叉的研究隊伍，微型機電系統技術是在微電子工藝的基礎上發展的多學科交叉的前沿研究領域，涉及電子工程、機械工程、材料工程、物理學、化學以及生物醫學等多種工程技術和科學。

目前對微觀條件下的機械系統的運動規律，微小構件的物理特性和載荷作用下的力學行為等尚缺乏充分的認識，還沒有形成基于一定理論基礎之上的微系統設計理論與方法，因此只能憑經驗和試探的方法進行研究。微型機械系統研究中存在的關鍵科學問題有微系統的尺度效應、物理特性和生化特性等。微系統的研究正處于突破的前夜，是亟待深入研究的領域。2．3 材料制備／零件制造一體化和加工新技術基礎

材料是人類進步的里程碑，是制造業和高技術發展的基礎。每一種重要新材料的成功制備和應用，都會推進物質文明，促進國家經濟實力和軍事實力的增強。21世紀中，世界將由資源消耗型的工業經濟向知識經濟轉變，要求材料和零件具有高的性能以及功能化、智能化的特性；要求材料和零件的設計實現定量化、數字化；要求材料和零件的制備快速、高效并實現二者一體化、集成化。材料和零件的數字化設計與擬實仿真優化是實現材料與零件的高效優質制備／制造及二者一體化、集成化制造的關鍵。一方面，通過計算機完成擬實仿真優化后可以減少材料制備與零件制造過程中的實驗性環節，獲得最佳的工藝方案，實現材料與零件的高效優質制備／制造；另一方面，根據不同材料性能的要求，如彈性模量、熱膨脹系數、電磁性能等，研究材料和零件的設計形式。進而結合傳統的去除材料式制造技術、增加材料式覆層技術等，研究多種材料組分的復合成形工藝技術。形成材料與零件的數字化制造理論、技術和方法，如快速成形技術采用材料逐漸增長的原理，突破了傳統的去材法和變形法機械加工的許多限制，加工過程不需要工具或模具，能迅速制造出任意復雜形狀又具有一定功能的三維實體模型或零件。

2．4 機械仿生制造

21世紀將是生命科學的世紀，機械科學和生命科學的深度融合將產生全新概念的產品(如智能仿生結構)，開發出新工藝(如生長成形工藝)和開辟一系列的新產業，并為解決產品設計、制造過程和系統中一系列難題提供新的解決方法。這是一個極富創新和挑戰的前沿領域。

地球上的生物在漫長的進化中所積累的優良品性為解決人類制造活動中的各種難題提供了范例和指南。從生命現象中學習組織與運行復雜系統的方法和技巧，是今后解決目前制造業所面臨許多難題的一條有效出路。仿生制造指的是模仿生物器官的自組織、自愈合、自增長與自進化等功能結構和運行模式的一種制造系統與制造過程。如果說制造過程的機械化、自動化延伸了人類的體力，智能化延伸了人類的智力，那么，“仿生制造”則可以說延伸了人類自身的組織結構和進化過程[3]。

仿生制造所涉及的科學問題是生物的“自組織”機制及其在制造系統中的應用問題。所謂“自組織”是指一個系統在其內在機制的驅動下，在組織結構和運行模式上不斷自我完善、從而提高對于環境適應能力的過程。仿生制造的“自組織”機制為自下而上的產品并行設計、制造工藝規程的自動生成、生產系統的動態重組以及產品和制造系統的自動趨優提供了理論基礎和實現條件。

仿生制造屬于制造科學和生命科學的“遠緣雜交”，它將對21世紀的制造業產生巨大的影響。

仿生制造的研究內容目前有兩個方面： 2．4．1 面向生命的仿生制造

研究生命現象的一般規律和模型，例如人工生命、細胞自動機、生物的信息處理技巧、生物智能、生物型的組織結構和運行模式以及生物的進化和趨優機制等；

2．4．2 面向制造的仿生制造

研究仿生制造系統的自組織機制與方法，例如：基于充分信息共享的仿生設計原理，基于多自律單元協同的分布式控制和基于進化機制的尋優策略；研究仿生制造的概念體系及其基礎，例如：仿生空間的形式化描述及其信息映射關系，仿生系統及其演化過程的復雜度計量方法。

機械仿生與仿生制造是機械科學與生命科學、信息科學、材料科學等學科的高度融合，其研究內容包括生長成形工藝、仿生設計和制造系統、智能仿生機械和生物成形制造等。目前所做的研究工作大多屬前沿探索性的工作，具有鮮明的基礎研究的特點，如果抓住機遇研究下去，將可能產生革命性的突破。今后應關注的研究領域有生物加工技術、仿生制造系統、基于快速原型制造技術的組織工程學，以及與生物工程相關的關鍵技術基礎等。3 現代制造業的先進生產模式

制造業發展趨勢表明，只有采用先進的制造技術并能實施在相匹配的生產模式中才能符合上述的趨勢。生產模式是指企業體制、經營、管理、生產組織和技術系統的形態和運作模式。

（一）精良生產(LP)與獨立制造島(AMI)20世紀90年代美國麻省理工學院(MIT)提出精良生產(LP)概念。它的特征是：（1）重視客戶需求，以最快的速度和適宜的價格提供質量優良的適銷新產品去占領市場，并向客戶提供優質服務。（2）重視人的作用，強調一專多能，推行小組自治工作制，賦予每個工段有一定的獨立自主權，運行企業文化。（3）精簡一切生產中不創造價值的工作，減少管理層次，精簡組織結構，簡化產品開發過程和生產過程，減少非生產費用，強調一體化質量保證。（4）精益求精、持續不斷的改進生產、降低成本、零廢品、零庫存和產品品種多樣化。

獨立制造島是張曙教授根據在引進先進技術的同時，必須改革生產組織的角度提出新的生產模式。獨立制造島的技術構思是：以GT為基礎，以NC機床為核心，強調信息流的自動化和以人為中心的生產模式，它的特征是：組織、人員和技術三者的有機集成，面向車間、權力下放、綜合治理，并以獲取經濟效益為主要目標[4]。AMI是發展中國家走向工廠自動化的重要途徑，它的推廣對中國機械制造業轉向市場機制，參與國際競爭意義重大。

（二）敏捷制造與虛擬制造

美國通用汽車公司與里海大學于1988年提出了敏捷制造(AM)，AM是在不可預測的持續變化的競爭環境中取得繁榮成長，并具有能對客戶需求的產品和服務驅動市場做出迅速響應的生產模式。AM的特征是：（1）制造資源的集成性，企業間聯作集成。充分發揮各企業的長處，針對限定市場的目標要求共同合作完成任務。（2）具有需求響應的快捷性和高度的制造柔性。制造柔性是指制造企業對市場要求迅速轉產和能實現產品多品種變批量的快速制造。（3）充分發揮人的作用，不斷提高企業職工素質和教育水平，優化人機功能分配。

虛擬制造(VM)是國際上提出的新概念。VM與AM聯系密切。VM的特征是：當市場新的機遇出現時，組織幾個有關公司聯作，把不同的公司，不同地點的工廠或車間重新組織協調工作。在運行之前必須分析組合是否最優，能否協調運行，以及投產后的效益和風險進行評估，這種聯作公司稱虛擬公司。虛擬公司在一定的環境和條件下通過虛擬制造系統運行，包括物理基礎、法律保障、社會環境和信息技術[5]。因此研究開發虛擬制造技術VMT)和虛擬制造系統(VMS)意義重大，美國稱AM為21世紀制造業發展戰略。

（三）集成制造與智能制造

美國哈林頓博士在“計算機和集成制造”一書中提出計算機和集成制造(CIM)的概念。集成制造的核心內容是：制造企業從市場預測、產品設計、加工制造、經營管理直至售后服務是一個不可分割的整體，需要統籌考慮。整個制造過程的實質是信息采集、傳遞和加工過程，最終生產的產品可看作是信息的物質表現。集成是CIM的核心，這種集成不僅是物的集成，更主要的是以信息集成為特征的技術集成和功能集成，計算機是集成的工具，計算機和輔助各單元技術是集成的基礎，信息交換是橋梁，信息共享是關鍵。集成的目的在于制造企業組織結構和運行方式的合理化和最優化，以提高企業對市場變化的動態響應速度，并追求最高整體效益和長期效益。

智能制造(IM)是美國出版研究IM和IMS書籍中首先提出的。它的特征是：在制造工業的各個環節的高度柔性與高度集成的方式，通過計算機和模擬人類專家的智能活動，進行分析、判斷、推理、構思和決策，旨在取代或延伸制造環境中人的部分腦力勞動，并對人類專家的制造智能進行收集、存儲、完善、共享、繼承與發展。先進制造技術的發展趨勢

先進的制造業是將物料、能源、設備、資金、技術、信息和人力等制造資源通過先進的制造技術、先進的管理技術和先進的制造過程轉變成人類需求產品的行業。行業追求的目標是：高質量、高效率、高柔性、低成本、低勞動力、低消耗、品種多和規格全的產品，因此，21世紀的機械制造技術的發展趨勢體現在以下幾個方面：

（一）精密化

精密加工、特種加工、超精密加工技術、微型機械是現代化機械制造技術發展的方向之一。精密和超精密加工技術包括精密和超精密切削加工、磨削加工、研磨加工以及特種加工和復合加工(如機械化學研磨、超聲磨削和電解拋光等)三大領域。超精密加工技術己向納米(l nm=10-3μm)技術發展。納米技術己在納米機械學、納米電子學和納米材料技術得到了應用。因此，它促進了機械科學、光學科學、測量科學和電子科學的發展。

（二）自動化

自動化技術自20世紀初出現以后，經歷了由剛性自動化向柔性自動化的發展過程，自動化技術的成功應用，不但提高了效率，保證了產品質量，還可以代替人去完成危險場合的工作。對于批量較大的生產自動化，可通過機床自動化改裝、應用自動機床、專用組合機床、自動生產線來完成。小批量生產自動化可通過NC、MC、CAM、FMS、CIM、IMS等來完成。在未來的自動化技術實施過程中，將更加重視人在自動化系統中的作用。

（三）信息化

信息、物質和能量是制造系統的三要素。產品制造過程中的信息投入，己成為決定產品成本的主要因素。制造過程的實質是對制造過程中各種信息資源的采集、輸入、加工和處理過程，最終形成的產品可看作是信息的物質表現，因此可以把信息看作是一種產業，包括在制造之中。為此一些企業開始利用網絡技術、計算機聯網、信息高速公路、衛星傳遞數據等實現異地生產。使生產分散網絡化，以適應高柔性生產的需要。

（四）柔性化

隨著科學技術的飛速發展和人民生活水平不斷提高，促使產品更新換代的速度不斷加快，這就要求現代企業必須具備一定的生產柔性來滿足市場多變的需要。所謂柔性，是指一個制造系統適應各種生產條件變化的能力，它與系統方案、人員和設備有關。系統方案的柔性是指加工不同零件的自由度。人員柔性是指操作人員能保證加工任務，完成數量和時間要求的適應能力。設備柔性是指機床能在短期內適應新零件的加工能力。

（五）集成化

集成是綜合自動化的一個重要特征。集成的作用是將原來獨立運行的多個單元系統集成一個能協調工作的和功能更強的新系統。集成不是簡單的連接，是經過統一規劃設計，分析原單元系統的作用和相互關系并進行優化重組而實現的。集成化的目的是實現制造企業的功能集成，功能集成要借助現代管理技術、計算機技術、自動化技術和信息技術實現技術集成，同時還要強調人的集成，由于系統中不可能沒有人，系統運行的效果與企業經營思想、運行機制、管理模式都與人有關，因此在技術上集成的同時，還應強調管理與人的集成。

（六）智能化

智能化是制造技術的發展趨勢之一。智能制造技術(IMT)是將人工智能融入制造過程的各個環節，在整個制造過程中貫徹智力活動，使系統柔性的方式集成起來，通過模擬人類專家的智能活動，取代或延伸制造系統中的部分腦力勞動，在制造過程中系統能自動監測其運行狀態，在受到外界干擾或內部激勵能自動調整其參數，以達到最佳狀態和具備自組織能力。5 我國存在的差距與可實施策略。

改革開放以來，通過技術改造和引進國外先進制造技術，使我國的制造工業有了長足的進步，但和先進國家相比還存在很大差距，表現在：技改投入相對不足，原有技術基礎和研究開發能力薄弱，制造業產品落后，技術水平低，信息含量少，更新換代慢，以及市場營銷、經營管理、人才素質相對落后，缺乏國際競爭能力。面對這樣形勢，發展先進制造技術、實施先進的制造模式已經到了刻不容緩的地步。為了使我國的制造業站在世界先進行列，必須采取相適應的措施和策略。

（一）人才是關鍵。發展和推廣先進的制造技術、實施先進的制造模式人才是關鍵。我國是社會主義市場經濟體制，研究先進制造技術和先進的生產模式其根本目的是制造出有競爭力的產品去占領國內市場和國際市場，科技人員必須強化市場意識，因此人才的培養要注意市場導向。要有產業觀念、企業觀念、信息觀念、競爭觀念和效益觀念。科技人員要懂得市場營銷、經營管理和經濟法。要拓寬學科領域，更新教育內容與方法，培養一支了解和掌握機械工程科學的前沿技術人才，加速先進制造技術的推廣和實施，為市場經濟服務。

（二）加強政策與法規建設，建立強有力的宏觀調控機制。在市場經濟環境下，國家仍應制訂科學的制造產業規劃和制造技術進步的總體規劃，以及相應的法規政策。避免重復建設、重復生產和重復引進的事情發生，要盡可能減少和避免市場盲目競爭造成的損失。

（三）發展適應我國國情的生產模式。對于一些先進的制造技術和先進的制造模式，要根據我國現實存在的技術水平和能力向前發展，避免盲目的追求目前實施有一定困難的理想的先進科學制造技術。目前要積極發展適應我國國情的制造模式。

（四）建立與發展我國自主的 NC、MC、CAD、CAM、FMS、CAT、CIM、IMS等制造自動化單元技術，結合實際情況實現與現有成熟技術的有效結合。同時要有組織有計劃的引進先進制造技術進行消化和吸收。對于引進的并行工程(CE)、敏捷制造(AM)、精良生產(LP)、智能制造(IM)等先進制造模式要根據它們的技術構思和特征開發創新成適合我國國情的生產模式，(如獨立制造島)以使企業適應市場經濟的需要[7]。

（五）提高制造業現代化管理水平。現代管理核心是信息管理、物質管理、質量管理、生產過程管理和市場信息管理、加強企業人才的培養同時與國際接軌，開展ISO9000系列管理體系認證，加快現代企業制度改革，為先進制造技術的發展奠定良好的基礎。

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第二篇：先進制造技術及其發展

先進制造技術及其發展

Xxxx

（xx大學 xx學院 江蘇xx xxxxx）

摘 要：對先進制造技術的起源、內涵進行了介紹。概述了先進制造技術(AMT)的體系結構和分類。提出先進制造技術向集成化、柔性化、網絡化、信息化、虛擬化、智能化、綠色化、制造全球化等方向的發展趨勢。[1]

關鍵詞: 先進制造技術 ；AMT；關鍵技術；發展；體系結構

Advanced Manufacturing Technology and It's

Development Trend Abstract: Introduces the origin, connotation of advanced manufacturing technology.Briefly introduced the structure system, the classification,and the characteristic of Advanced.The paper predicts the tendency of AMT, which is developing toward the characteristics of integrated, flexible, latticing, informational, virtual, intelligent, green and global manufacturing.Key words: Advanced manufacturing technology;AMT;key technology;development;system structure 0 引言

先進制造技術AMT(Advanced Manufacturing Technology)是集機械，電子，信息，材料，能源和管理等各項先進技術而發展起來的高新技術，它是發展國民經濟的重要基礎技術之一。先進制造技術是制造業為提高競爭力以適應時代的要求而形成的一個高新技術群，經過發展，已形成了完整的體系結構。先進制造技術是當今生產力的主要構成因素，是國民經濟的重要支柱。它擔負著為國民經濟各部門和科學技術的各個學科提供裝備、工具和檢測儀器的重要任務，成為國民經濟和科學技術賴以生存和發展的重要手段。尤其是一些尖端科技，如航空、航天、微電子、光電子、激光、分子生物學和核能等等技術的出現和發展，如果沒有先進制造技術作為基礎，是不可能實現的。自20世紀80年代末，國際上提出先進制造技術(AMT)的概念以來，以CAD／CAM技術、快速原型制造技術、柔性制造系統技術、計算機集成制造系統技術、虛擬制造、綠色制造、敏捷制造等為代表的一系列AMT在諸多國家和地區得到迅速的發展和廣泛的應用，逐步實現了柔性化、自動化、敏捷化與虛擬化。進入21世紀后，以計算機技術、網絡技術和通信技術等為代表的信息技術、生物技術及新材料技術，被應用于制造業的各個領域，使制造技術發生質的飛躍，制造生產模式發生了重大的改變。[2] 1 先進制造技術的起源

“先進制造技術”一詞源于美國。二戰結束之前的制造技術，可以統稱為傳統的制造技術，美國制造業在第二次世界大戰以后，在當時的國際環境背景下得到了空前的發展，并形成了一支強大的研究開發力量，強調基礎科學研究的重要性，忽視制造技術的發展。至20 世紀70 年代，隨著日、德經濟的恢復，美國制造業遇到了強有力的挑戰，汽車業等行業的霸主地位，遇到了強有力的沖擊，出口產品的競爭力大大落后于日、德，美國經濟滯脹，發展緩慢。而日本在過去幾十年內不斷主動地采用制造新技術，已使其成為制造業公認的世界領袖。在此背景下，美國反思了制造技術同國民經濟、技術與國力的至關重要的相互依賴關系，強調了制造技術的重要性，明確了社會經濟目標的關鍵是技術的重要性，制定了國家關鍵技術計劃，并對其技術政策作了重大調整。[3]與此同時，以計算機為中心的新一代信息技術的發展，也全面推動了制造技術的飛躍發展。由于經濟和增強國防的需要，在劇烈的市場競爭的刺激下，各個國家和地區紛紛將傳統的制造技術與新發展起來的科技成就相結合，先進制造技術的概念逐步形成并發展。先進制造技術的內涵及特點

先進制造技術是傳統制造業不斷地吸收機械、信息、材料及現代管理技術等方面最新的成果，并將其綜合應用于產品開發與設計、制造、檢測、管理及售后服務的制造全過程，實現優質、高效、低耗、清潔、敏捷制造，并取得理想技術經濟效果的前沿制造技術的總稱。從本質上可以說，先進制造技術是傳統制造技術、信息技術、自動化技術和現代管理技術等的有機融合與傳統的制造技術比較起來，當代先進的制造技術以其高效率、高質量和對于市場變化的快速響應能力為主要特征。它貫穿了從產品設計、加工制造到產品銷售及使用維修等全過程，成為“市場———產品設計———制造———市場”的大系統。而傳統制造工程一般單指加工過程。[4]先進制造技術充分應用計算機技術、傳感技術、自動化技術、新材料技術、管理技術等的最新成果，各專業、學科間不斷交叉、融合，其界限逐漸淡化甚至消失。它是技術、組織與管理的有機集成，特別重視制造過程組織和管理體制的簡化及合理化。先進制造技術又可看作是硬件、軟件、人和支持網絡（技術的與社會的）綜合與統一。先進制造技術并不追求高度自動化或計算機化，而是通過強調以人為中心，實現自主和自律的統一，最大限度地發揮人的積極性、創造性和相互協調性。先進制造技術高度開放、具有高度自組織能力的系統，通過大力協作，充分、合理地利用全球資源，不斷生產出最具競爭力的產品。

先進制造技術的目的在于能夠以最低的成本、最快的速度提供用戶所希望的產品，實現優質、高效、低耗、清潔、靈活生產，并取得理想的技術經濟效果。[5] 先進制造技術體系結構

對先進制造技術的體系結構認識很不統一。機械科學研究院（AMST）提出的先進制造技術由多層次技術群構成的體系圖，強調了先進制造技術從基礎制造技術、新型制造單元技術到先進制造集成技術的發展過程，也表明了在新型產業及市場需求的帶動之下，在各種高新技術（如能源技術、材料技術、微電子技術和計算機技術以及系統工程和管理科學）的推動下先進制造技術的發展過程。先進制造技術是制造業為了提高競爭力以適應時代要求，對制造技術不斷優化及推陳出新而形成的高新技術群。在不同的國家、不同的發展階段，先進制造技術有不同的內容及組成。我國目前屬于先進制造技術范疇的技術是一個三層次的技術群。見圖 1。[6]

圖1 AMST提出的先進制造體系結構

第一個層次是優質、高效、低耗、清潔基礎制造技術。鑄造、鍛壓、焊接、熱處理、表面保護、機械加工等基礎工藝至今仍是生產中大量采用、經濟適用的技術，這些基礎工藝經過優化而形成的優質、高效、低耗、清潔基礎制造技術是先進制造技術的核心及重要組成部分。這些基礎技術主要有精密下料、精密塑性成形、精密鑄造、精密加工、精密測量、毛坯強韌化、精密熱處理、優質高效連接技術、功能性防護涂層及各種與設計有關的基礎技術、各種現代管理技術。[7]

第二個層次是新型的制造單元技術。這是在市場需求及新興產業的帶動下，制造技術與電子、信息、新材料、新能源、環境科學、系統工程、現代管理等高新技術結合而形成的嶄新制造技術，如制造業自動化單元技術、極限加工技術、質量與可靠性技術、系統管理技術、CAD／CAM、清潔生產技術、新材料成形加工技術、激光與高密度能源加工技術、工藝模擬及工藝設計優化技術等。[8]

第三個層次是先進制造集成技術。這是應用信息技術和系統管理技術，通過網絡與數據庫對上述兩個層次的技術集成而形成的，如 FMS、CIMS、IMS以及虛擬制造技術等。以上三層次都是先進制造技術的組成部分，但其中每一個層次都不等于先進制造技術的全部。[9] 先進制造技術的發展

進入21世紀以來，我國先進制造技術借鑒了國外先進經驗，得到了迅速發展，并且形成了自己的方向與目標，具體如下所述：

(1)信息化。信息化是先進制造技術發展的生長點，信息技術正在以人們難以想象的速度高速發展，同時促進了先進制造的大發展。

(2)精密化。現代高新技術產品需要高精度的制造，社會的發展對機械產品的質量提出了越來越高的要求。這決定了發展精密加工、超精密加工技術是機械制造末來的一個重點。

(3)集成化。現代制造業的方向并不只是計算機的集成，信息的集成，而是人、技術、組織的整體集成，包括功能集成、組織集成、信息集成、過程集成、知識集成和企業間的集成。

(4)柔性化。柔性化不僅是指企業的制造技術柔性化，還包括生產方式柔性化和管理模式的柔性化。

(5)動態化。由于先進制造技術本身是針對一定的應用目標、不斷吸收各種高新技術逐漸形成、不斷發展的新技術，因而其內涵不是絕對的和一成不變的。

(6)虛擬化。虛擬化是指在計算機內對產品、工藝和整個企業的性能進行仿真、建模和分析，在虛擬制造環境中生成軟產品原型，代替傳統的硬樣品進行試驗，對其性能和可制造性進行預測和評價，從而縮短產品的設計與制造周期，降低產品的開發成本，提高對市場變化的響應能力。

(7)智能化。智能制造是指綜合利用各個學科、各種先進技術和方法，解決和處理制造系統中的各種問題。系統能領會設計人員的意圖，能夠檢測失誤，回答問題，提出建議方案等。

(8)綠色化。綠色制造技術是指在保證產品的功能、質量、成本的前提下，綜合考慮環境影響和資源利用的一種現代制造模式。

(9)快速化。快速化是指對市場的快速響應，對生產的快速重組。它要求生產模式有高度的柔性與高度敏捷性。快速化能強有力地推動著制造技術的進步與發展，它是先進制造技術發展的“動力”。

(10)全球化。先進制造技術的競爭正在導致制造業在全球范圍內的重組，新的制造模式不斷出現，更加強調實現優質、高效、清潔、靈活的生產。[10] 5 結束語

在市場全球化，競爭全球化的今天，消費者對產品的性能和質量要求更為挑剔、更具多樣性，產品的壽命周期更短。在要求對市場需求做出快速響應的背景下，先進制造應運而生是有其客觀基礎的。先進制造技術是在新的市場環境下，增強企業市場競爭力、促進國家經濟繁榮、提高國家綜合實力的手段。

參考文獻：

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第三篇：淺析先進制造技術的影響與發展專題

淺析先進制造技術的影響與發展

作者：韋其鋒

【內容提要】： 本文介紹了當今制造技術面臨的問題，論述了先進制造的前沿科學，并展望了我國先進制造技術的發展前景。

【關鍵詞】：競爭； 先進制造技術；軍事； 前沿科學； 應用前景

專家認為，世界上各個國家經濟的競爭，主要體現在機械制造技術為代表的競爭上。其競爭能力最終體現在所生產的產品的市場占有率上。面對激烈的市場變化和技術競爭，經濟發達國家都把制造業作為本國的經濟支柱，不斷調整其發展戰略和政策方針。先進制造技術正是制造業適應時代要求提高競爭力，對制造技術不斷優化推陳出新。所以現在各國政府都非常重視對先進制造技術的研究。

縱觀國內外的每一場軍事戰爭，不難看出大體的一個趨勢：哪一方的武器裝備的科學技術含量越高，哪一方獲得勝利的幾率也就越高。我在這指的是大部分，因為在戰爭中人的因素也占有相當一部分。我想說的是科學技術首先是體現在軍事上的，特別是現代化的戰場上，科學落后就要挨打，認真觀察不難發現，為什么現在為什么我們國家領導人在各方面都要求落實科學發展觀，在這一點上，我覺得我們的政府是相當明智的，現在科學技術的發展體現了社會的發展方向。雖然說現今的社會主題是“和諧與發展”，雖然世界整體來說是不算動蕩的，但國與國之間永遠存在著利益關系，這是不可否認的事實。一旦導火索被點燃，戰爭就不可避免，就算表面看起來沒有什么，看似很平靜，其實國與國暗地里是相互斗爭的。不難看出，武器方面的投入越來越多，武器的技術含量也越來越高。其實每個國家政府都知道，沒有強大的軍事支持，國家的利益就不會有太大的體現，甚至國家不會完整，民族不會團結，甚至國民的人身財產都沒有保障，所以說，我個人認為制造技術中的先進制造技術在歷史長河中一直是擺放在軍事第一位的，在各國軍事上的影響也是最大的。

隨著軍事電子先進制造技術的集成化、智能化、虛擬化的飛速發展，在制造生產過程中的高技術所占比重越來越大，先進制造技術在其中的作用也日益明顯，具體表現在對加工體制、生產組織管理和技術系統的支撐方面，研究如何發揮先進制造技術的作用以及尋求應用領域的突破對于提高我國軍事電子裝備水平是相當重要的。

現代軍事產品和軍事科技已經轉換為一種商品化了。我們國家現在算是世界上很有影響力的發展中國家，從新中國成立到現在，經過幾十年的發展以后，中國制造業已經具備了一定的競爭能力，在國際化和信息化方面也做得相當不錯，例如我們不僅有很多產品可以選擇，并且價格越來越便宜，而且在國外也看到越來越多的產品是“Made in China”。但是從整體來看，國內制造業企業面臨的挑戰并不比其它行業輕松。我國制造業目前存在的五大難題：(1)．產品質量不穩定，水平低下，主要機械產品中達到當代世界先進水平的不到10%；(2)．生產集中度低，分散、重復嚴重，缺乏協作；(3)．科技基礎薄弱，自主研發創新能力差；(4)．企業裝備陳舊，生產工藝落后，精密、高效、數控設備不足10%；(5)．人才培養后繼乏力；加之企業基礎管理薄弱，缺乏現代生產管理意識，在市場經濟新形勢下顯得十分被動。

在學生時代，先進制造技術內容有：電火花加工、電火花線切割加工、快速成型技術、激光加工技術、先進設計與制造的理念和模式、和其他更高精密加工等等。的確現代比較先進的制造技術，但有些也有著各自的不足，像電火花加工，雖然精度算是很高了，但是它的生產效率是比較低的；電火花線切割雖然能切割硬質合金等高硬度和輪廓復雜的材料，但它只是一種穿透式加工，而且的穿絲難免會比較花費時間；快速成型技術來說從設計到出產品模樣是比較快的了，但它只局限于某種樹脂材料，要想真正加工出真是鋼材產品，現在科學還需努力。所以說要想更好的達到社會大生產的理想化，就要不斷的創新，要大力地發展科學技術，要發明更先進的制造技術。

隨著我國科學技術前沿科學和社會經濟迅速發展，整個社會對機械產品質量及其生產效率提出了更高的要求，隨著先進數控機床的普及率越來越高，社會對從事先進制造技術工作人員要求急劇增加。為適應我國對掌握這方面人才要求，作為一名大學生，我們要責任有信心去接受去消化老師輸送給我們的知識。

CAD/CAM是計算機輔助設計（CAD）與計算機輔助制造（CAM）相結合而組成的計算機應用系統。所謂計算機輔助設計，就是由計算機來完成產品設計中的計算、分析、模擬、制圖、編制文件等工作。它

是用計算機幫助設計人員進行設計的一種專門技術。隨著科學技術的迅猛發展，先進制造技術的電腦圖形技術（CAD）在設計當中得到了廣泛的應用，相對于傳統的徒手繪制而言，計算機以其快捷、便利的優越性，為設計人員提供了充分的技術手段，它將人們從過去諸多繁雜勞動中釋放出來，人們可以更迅速、更準確、更有效地處理各種文字、圖形、圖像等信息，實現各種創意。

我們應該充分利用社會、國家為我們提供的資源，去學好先進制造技術這東方面知識，了解先進制造技術的理念。我們國家關于CAD的教育發展是在二十世紀末才起步的，所以在我們國家算是作為一門新興課程，其實在這樣的社會環境下去學習去探索在國內是沒有什么現成的規律可循的。如何更好地處理好在校學習和以后的工作的關系，很值得我們深思，作為學生，先進制造技術已作為我們的就業方向，我們必須掌握相應的專業技能，既然先進制造技術中的一個CAD輔助設計成為我國高職的專業課，我們學生一定要認識到計算機設計在本學科所起到的“設計工具”的作用，因為計算機輔助設計與制造（CAD/CAM）是工業自動化向智能化發展中的另一關鍵性技術，是先進制造技術的一個重要環節，我們要努力借鑒一些外來的途徑認重視并學好它，這樣有利于今后更好地從事專業設計。

目前，世界各國都把提高前沿科學制造業的自動化程度作為發展制造技術的主要方向，在微電子技術飛速發展的今天，數控技術、計算機輔助設計與制造、工業機器人、柔性制造系統、計算機集成制造系統等已成為提高勞動生產率的強大手段，成為制造業現代化的標志。隨著先進制造技術開始發展成為多學科交叉融合一體化的新一代制造科學，在應用與發展先進制造技術不能孤立看待某一先進制造技術，不應以追求技術的高新為目的，必須采用全面、整體和系統的觀點，協調系統內部的各個要素，追求總體優化，重視技術、組織、管理及人的綜合，甚至現在先進制造技術已成為了一種理念。

縱觀當前現代先進制造技術的發展趨勢大致有以下九個方面：

(1)信息技術、管理技術與工藝技術緊密結合，現代制造生產模式會獲得不斷發展。(2)設計技術與手段更現代化。(3)成型及制造技術精密化、制造過程實現低能耗。(4)新型特種加工方法的形成。(5)開發新一代超精密、超高速制造裝備。(6)加工工藝由技藝發展為工程科學(7)實施無污染綠色制造。(8)制造業中廣泛應用虛擬現實技術。(9)制造以人為本。

加入WTO后，我國經濟將從真正意義上溶入全球經濟一體化，中國的市場將不再只屬于中國企業，世界的市場將不再是沒有中國的市場，相信在以后的產品看到更多的“Made in China”字樣。要想達到期望，我們的產品不僅僅是在性能與價格的較量，從外觀、實用性到環保等都需要達到要求。科技不斷進步，手抄書式的靠機床和操作工來實現工程師設計產品化的落后機械制造技術已成為歷史，現代先進制造技術駕馭著微電子和新材料，敲擊著鍵盤，在加工中心與模具組成的流水線上精密的復制著設計人員在計算機輔助下設計的從市場捕捉來的最新產品。

要達到高水平，制造業期盼的是更先進的制造技術在機械行業的重振雄風。

進入二十一世紀，先進制造技術應用前景將全面擔負起快速、精確的生產更多門類的產品，以保障和提高人類現代化生活的質量；進入二十一世紀，我國的科技必將更加發達，隨之而來的是更多的高科技產業的興起，而很多高技術成果的價值還要靠高水平的制造來實現。所以說我們專業的學生要培養在較短的時間里適應以后在工作崗位上的工作，對新技術的接受能力要加強，專業基礎理論知識要扎實，專業技術水平要提高。現在廣西北部灣經濟區得到中央政府的重視，抓住這一契機，作為廣西首府南寧一名機械設計的大學生，我們要圍繞先進制造技術這門學科不斷進取，為我們廣西的現代化建設、國家現代化建設、國家國防防獻出一份自己應有的力量。【參考文獻】

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第四篇：先進制造技術

先進制造技術

定義:先進制造技術是制造業不斷吸收信息技術及現代化管理等方面的成果，并將其綜合應用于產品設計、制造、檢測、管理、銷售、使用、服務乃至回收的全過程，以實現優質、高效、低耗、清潔、靈活生產，提高對動態多變的產品市場的適應能力和競爭能力的制造技術的總稱。特點: 1.動態性2.廣泛性3.實用性4.集成性5.系統性6.高效靈活性7.先進性

構成: 從內層到外層分別為基礎技術、新型單元技術、集成技術。

分類:（1）現代設計技術（2）先進制造工藝技術（3）自動化技術（4）產品數據管理技術 發展趨勢: 1.集成化2.智能化3.網絡化4.信息化5.自動化6.柔性化7.數字化8.虛擬化

9.極端制造10.精密化11.綠色制造

自動化技術

制造技術的自動化包括產品設計自動化、企業管理自動化、加工過程自動化和質量控制過程自動化。制造系統的自動化 突出特點是采用信息技術，實現產品全生命周期中的信息集成，人、技術和管理三者的有效集成。

問: 制造自動化技術的研究現狀?

答: 1）制造系統中的集成技術和系統技術已成為制造自動化研究中熱點問題；

2）更加注重研究制造自動化系統中人的作用的發揮；

3）單元系統的研究仍然占有重要的位置；

4）制造過程的計劃和調度研究十分活躍，實用化的成果不多；

5）柔性制造技術的研究向著深度和廣義發展；

6）適應現代生產模式的制造環境的研究正在興起；

7）底層加工系統的智能化和集成化研究越來越活躍。

柔性制造系統定義: 我國國家軍用標準 “柔性制造系統是由數控加工設備、物料運儲裝置和計算機控制系統組成的自動化制造系統,它包括多個柔性制造單元,能根據制造任務或生產環境的變化迅速進行調整,適用于多品種、中小批量生產。”

柔性制造系統的特點：（柔性和自動化）

（1）適應市場需求，以利于多品種、中小批量生產。

（2）提高機床利用率，縮減輔助時間，以利于降低生產成本。

（3）縮短生產周期，減少庫存量，以利于提高市場響應能力。

（4）提高自動化水平，以利于提高產品質量、降低勞動強度、改善生產環境。柔性制造系統一般由三個子系統組成：加工系統、物流系統和控制與管理系統。加工系統的配置

互替形式（并聯）、互補形式（串聯）和混合形式（并串聯）三種。常見的物料存儲裝置有立體倉庫、水平回轉型自動料架、垂直回轉型自動料架和緩沖料架。柔性制造系統中的數據流,實質上就是信息的流動.數據類型:基本數據、控制數據和狀態數據。

柔性制造技術是在自動化技術、信息技術及制造技術的基礎上發展起來的.計算機集成制造

定義:基于企業資源的一種先進制造模式是計算機集成制造系統，簡稱CIMS。信息集成和總體優化是集成制造系統與一般制造系統的最主要區別之一。

組成: 人與機構、經營、技術三要素。

從功能角度看，一般可以將CIMS分為四個功能分系統和兩個支撐分系統。

四個功能系統: 1）工程設計自動化分系統

2）管理信息分系統（MIS）

3）CIMS制造自動化分系統(MAS)

4)CIMS質量保證分系統 質量保證分系統的目標: a.保證用戶對產品的需求；

b.使這些要求在實際生產的各環節得到實現。兩個支撐分系統: 計算機網絡分系統 , 數據庫分系統

數據庫：就是以一定的組織方式將相關的數據組織在一起存放在計算機存儲器上形成的、能為多個用戶共享的、與應用程序彼此獨立的一組相關數據的集合。

先進制造工藝技術

特點: 具有優質、高效、低耗、潔凈和靈活五個方面的顯著特點 特種加工技術

定義：是用非常規的切削加工手段，利用電、磁、聲、光、熱等物理及化學能量直接施加于被加工工件部位，達到材料去除、變形以及改變性能等目的的加工技術。

特種加工與傳統切削加工的不同特點主要有：

①不是主要依靠機械能，而是用其他的能量（如電能、熱能、光能、聲能以及化學能等）去除工件材料；

②工具的硬度可以低于被加工工件材料的硬度，有些情況下，例如在激光加工、電子束加 工、離于束加工等加工過程中，根本不需要使用任何工具； 激光加工

定義：激光加工是利用材料在激光聚焦照射下瞬時急劇熔化和氣化，并產生很強的沖擊波，使被熔化的物質爆炸式地噴濺來實現材料去除地加工技術。

基本原理和特點：利用光能經過透鏡聚焦后達到很高的能量密度，依靠光熱效應加工各種材料。基本設備包括：激光器、電源、光學系統、冷卻系統及機械系統等。

激光加工技術的應用：（1）激光打孔（2）激光切割(3)激光焊接(4)激光表面處理等加工制造領域。

電子束加工

離子束加工分為離子刻蝕、離子濺射沉積、離子鍍及離子注入 4類。

激光加工、電子束加工、離子束加工都是利用高能量密度的束流作為熱源，對材料或構件進行加工的技術，又稱為高能束加工。

超聲波加工 主要是磨粒的撞擊作用

超聲波加工 適合于加工硬脆材料，尤其是不導電的非金屬材料。(玻璃、陶瓷、石英、硅、瑪瑙、寶石)微細加工技術 是指微小尺寸零件的生產加工技術。

包括三級：微米級

亞微米級

納米級

快速原型制造技術 原理：基于“材料逐層堆積”的制造理念，將復雜的三維加工分解為簡單的材料二維添加的組合。

RPM技術的特點：（1）可以制造任意復雜的三維幾何實體，不受傳統機械加工中刀具無法達到某些型面的限制。

（2）成形過程中無人干預或較少干預，大大減少了對熟練技術工人的需求。

（3）任意復雜零件的加工只需在一臺設備上完成，也不需要專用的工裝、夾具和模具。

快速堆積成形

快速成形系統根據切片的輪廓和厚度要求，用片材、絲材、液體或粉末材料制成所要求的薄片，通過一片片的堆積，最終完成三維實體原型的制備。

選擇性激光燒結則使用粉末材料。

超高速加工技術

常用的刀具材料有：涂層刀具 金屬陶瓷刀具 立方氮化硼（CBN）刀具

聚晶金剛石（PCD）刀具 超高速切削機床 電主軸采用陶瓷滾動球軸承 磁懸浮軸承

PDM技術的發展可以分為以下三個階段：配合CAD工具的PDM系統、專業PDM系統 產生和PDM的標準化階段。

PDM系統標準化包括:管理對象的標準化和管理過程的標準化

第五篇：先進制造技術

簡述先進制造技術及其現代

集成制造系統

概述：綜述先進制造技術的概念、內涵、特點、主要內容等，結合現代集成制造系統理解先進制造技術及其發展歷程

1先進制造技術概述 2 先進制造技術的內涵 3 先進制造技術的特點 4現代集成制造系統

1先進制造技術概述

先進制造技術是系統的工程技術，可以劃分為三個層次和四個大類。三個層次：一是優質、高效、低耗、清潔的基礎制造技術。這一層次的技術是先進制造技術 的核心，主要由生產中大量采用的鑄造、鍛壓、焊接、熱處理、表面保護、機械加工等基礎 工藝優化而成。二是新型的制造單元技術。這是制造技術與高技術結合而成的嶄新制造技術。這是運用信息技術 和系統管理技術，對上述兩個層次進行技術集成的結果，系統駕馭生產過程中的物質流、能 量流和信息流。如成組技術（CT）、系統集成技術（SIT）、獨立制造島（AMI）、計算機集 成制造系統（CIMS）等。四個大類：一是現代設計技術，是根據產品功能要求，應用現代技術和科學知識，制定方案 并使方案付諸實施的技術。它是門多學科、多專業相互交叉的綜合性很強的基礎技術。現代 設計技術主要包括：現代設計方法，設計自動化技術，工業設計技術等；二是先進制造工藝技術，主要包括精密和超精密加工技術、精密成刑技術、特種加工技術、表而改性、制模和 涂層技術；三是制造自動化技術，其中包括數控技術、工業機器人技術、柔性制造技術、計 算機集成制造技術、傳感技術、自動檢測及信號識別技術和過程設備工況監測與控制技術等； 四是系統管理技術，包括工程管理、質量管理、管理信息系統等，以及現代制造模式（如精 益生產、CIMS、敏捷制造、智能制造等）、集成化的管理技術、企業組織結構與虛擬公司等 生產組織方法。關于先進制造技術的體系結構。2先進制造技術的內涵

目前對先進制造技術尚沒有一個明確的、一致公認的定義，經過近年來對發展先進制造 技術方面開展的工作，通過對其特征的分析研究，可以認為：先進制造技術是制造業不斷吸 收信息技術和現代管理技術的成果，并將其綜合應用于產品設計、加工、檢測、管理、銷售、使用、服務乃至回收的制造全過程，以實現優質、高效、低耗、清潔、靈活生產，提高對動 態多變的市場的適應能力和競爭能力的制造技術的總稱。3 先進制造技術的特點

先進制造技術最重要的特點在于，它是一項面向工業應用，具有很強實用性的新技術。與傳統制造技術相比，先進制造技術更具有系統性、集成性、廣泛性、高精度性。先進制造 技術雖然仍大量應用于加工和裝配過程，但在其制造過程中還綜合應用了設計技術、自動化 技術、系統管理技術等。先進制造技術比傳統的制造技術更加重視技術與管理的結合，更加 重視制造過程組織和管理體制的簡化以及合理化，從產生了一系列先進的制造模式，并能 實現優質、高效、低耗、清潔、靈活的生產。先進制造技術主要有如下特征：

1）系統性 由于計算機技術，信息技術，傳感技術，自動化技術，和先進管理等等技術的應用，并與傳統的制造技術相結合，使先進制造技術成為能夠駕駛在生產過程中的物質流，信息流，和能量流的系統工程

2）廣泛性 傳統制造技術通常只是將原材料變成成品的各種工藝加工，而先進制造技術貫穿了從生產設計，加工制造到產品銷售及使用維修的整個過程，“成為市場——設計開發——加工制造——市場”的大系統

3）集成性 傳統制造技術的學科專業單一，獨立相互界限分明。而先進制造技術由于專業和學科的不斷深入，交叉，融合其界限逐漸淡化和消失，技術系統化，集成化的現代交叉性制造系統工程。

4）動態性 先進制造技術是針對一定的應用目標不斷吸收各種高新技術逐漸形成和發展起來的新技術因而其內涵不是絕對的和一成不變的。

5）實用性 先進制造技術的發展是針對某一具體的制造要而發展起來的先進實用技術，有著明確的需求方向 4現代集成制造系統

1）現代集成制造系統的含義與定位

現代集成制造系統是計算機集成制造系統新的發展階段，在繼承計算機集成制造系統優秀成果的基礎上，它不斷吸收先進制造技術中相關思想的精華，從信息集成、過程集成向企業集成方向迅速發展，在先進制造技術中處于核心地位。具體地說，它將傳統的制造技術與現代信息技術、管理技術、自動化技術、系統工程技術進行有機地結合，通過計算機技術使企業產品在全生命周期中有關的組織、經營、管理和技術有機集成和優化運行，在企業產品全生命周期中實現信息化、智能化、集成優化，達到產品上市快、服務好、質量優、成本低的目的，進而提高企業的柔性、健壯性和敏捷性，使企業在激烈的市場競爭中立于不敗之地。從集成的角度看，早期的計算機集成制造系統側重于信息集成，而現代集成制造系統的集成概念在廣度和深度上都有了極大的擴展，除了信息集成外，還實現了企業產品全生命周期中的各種業務過程的整體優化，即過程集成，并發展到企業優勢互補的企業之間的集成階段。

現代集成制造系統的研究范圍應該介于國家攀登計劃和國家攻關計劃之間。與攀登計劃研究項目相比較，它更注重成果的應用性，盡可能將技術產業化，并推動我國制造業的現代化進程；與國家攻關計劃相比較，它更注重解決我國制造業發展中的關鍵的共性問題、前瞻性問題和示范性問題。2）現代集成制造系統的技術構成

先進制造技術(AMT Advanced Manufacturing Technology)作為一個專有名詞至今還沒有一個明確的、一致公認的定義。通過對其內涵和特征的研究，目前共同的認識是：先進制造技術是傳統制造技術不斷吸收機械、電子、信息、材料、能源和現代管理等方面的成果，并將其綜合應用于產品設計、制造、檢測、管理、銷售、使用、服務的制造全過程，以實現優質、高效、低耗、清潔、靈活的生產，并取得理想技術經濟效果的制造技術的總稱。它具有如下一些特點：

從以技術為中心向以人為中心轉變，使技術的發展更加符合人類社會的需要；

從強調專業化分工向模糊分工、一專多能轉變，使勞動者的聰明才智能夠得到充分發揮；

從金字塔的多層管理結構向扁平的網絡化結構轉變，減少層次和中間環節；

從傳統的順序工作方式向并行工作方式轉變，縮短工作周期，提高工作質量；

從按照功能劃分部門的固定組織形式向動態的自主管理的小組工作方式轉變。

通過對先進制造技術的定義和特點的分析發現，現代集成制造系統擁有先進制造技術的絕大部分特點，只不過先進制造技術所涉及的范圍要比現代集成制造系統大，因此通過對先進制造技術的綜合考察，提出了一個現代集成制造系統的技術構成模式。在先進制造技術中，現代集成制造系統在吸收計算機集成制造系統的優秀成果的基礎上，繼續推動并行工程、虛擬制造、敏捷制造和動態聯盟的研究工作深入進行，并不斷吸收先進制造技術中的成功經驗和先進思想，將它們進行推廣應用，由此使現代集成制造系統成為先進制造技術的核心。3）我國現代集成制造系統的發展策略

在市場競爭的推動下，先進制造技術發展十分迅速，新思想、新概念層出不窮，通過對現代集成制造系統與先進制造技術關系的分析，我們認為在制定我國現代集成制造系統的發展策略時，應該注重以人為本的思想，運用并行工程的哲理，使各種先進制造技術相互銜接、協調發展，并不斷吸收先進制造技術的成熟成果，為先進制造技術在我國的廣泛應用起到促進的作用。

目前，在美國并行工程已到了推廣應用階段，在虛擬制造方面也有商品化軟件投入市場，在這方面我們存在巨大的差距，主要表現在：研究工作方面，科研經費緊缺，科研力量分散，科研成果難以推廣應用，人才流失嚴重；企業方面，企業的整體素質不高，管理工作落后，科研能力薄弱，當面臨國際競爭時大多難以為繼，很難在現代集成制造系統方面花費過多，而且受企業人員素質的制約，一些先進的技術還不易取得立竿見影的效果，這些都挫傷了企業應用先進制造技術的熱情；國家政策方面，雖然國家對制造業十分重視，但是，由于我國當前正處在改革過程中，多種機制同時運行，多方利益難以協調，在資金使用上往往顧此失彼，而且國家財政困難，也難以使用重金支持現代集成制造系統的研究。

綜上所述，發展我國的現代集成制造系統應該以企業的需求為動力，通過政府的政策和計劃的協調，繼續深入開展并行工程、虛擬制造、敏捷制造和綠色制造的研究與應用，并利用分布式網絡化研究中心，組織各地區的科研力量，集中突破與現代集成制造系統密切相關的如STEP標準的應用、CORBA規范的推廣、企業過程重構理論的研究等具有重大戰略意義的理論研究工作，逐步使現代集成制造系統成為我國制造業的靈魂。