第一篇：先進制造技術在工程機械行業的應用

先進制造技術在工程機械行業的應用

簡要闡述了先進制造技術的理論，提出了先進制造技術框圖，并給出了工程機械領域應用先進制造技術的劃分方法，以及在目前國情下國有工程機械企業優先發展先進制造技術的重點和方法。

自1995年國家將先進制造技術作為專項列入《全國科技發展“九五” 計劃和到2010年長期規劃》中以來，先進制造技術的理論研究和應用在我國得到了迅猛的發展。不同學者和研究人員針對各自領域提出了不同的觀點和看法，也相應的提出了在不同領域和行業應用先進制造技術的方法和步驟。筆者在廣泛查閱現有文獻資料的基礎上，針對工程機械這個典型行業在面對國內市場國際化競爭的殘酷局面和新技術、新工藝的挑戰中，探討了先進制造技術如何在該領域的應用問題。1 先進制造技術理論 1.1 先進制造技術理論簡介

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、能源及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、靈活生產，并取得理想技術經濟效果的制造技術的總稱。

隨著經濟的全球化和社會的信息化，市場競爭日益激烈，顧客需求日趨多樣化。制造企業為了在競爭激烈的全球市場求得生存與發展，必須解決TQCS難題，即以最快的上市速度（T—Tine to market），最好的質量（Q—Quantity），最低的成本（C— Cost），最優的服務（S—Service），來滿足不同顧客的需求。

狹義的先進制造技術是指先進的制造技術、制造工藝，比如超高速加工技術、電火花加工、高能束加工、復合加工、快速原型制造技術等等。廣義的先進制造技術是建立在現代計算機技術基礎上的先進制造體系，包括以設計為中心的虛擬產品開發與設計，以制造為中心的虛擬制造，以管理、控制為中心的企業資源管理，以及建立在先進制造工藝基礎上的先進制造工廠等等。根據前人的觀點和行業的實際情況，筆者總結了“金字塔”形先進制造技術框圖，如圖1所示。1.2 先進制造技術的特點

先進制造技術與傳統制造技術相比，其顯著的特點是：

（1）先進制造技術以實現優質、高效、低耗、清潔、靈活生產，提高產品對動態多變市場的適應能力和競爭力為目標。

（2）先進制造技術不局限于制造工藝，而是覆蓋了市場分析、產品設計、加工和裝配、銷售、維修、服務，以及回收再生的全過程。

（3）強調技術、人、管理和信息的四維集成，不僅涉及到物質流和能量流，還涉及到信息流和知識流，即四維集成和四流交匯是先進制造技術的重要特點。

（4）先進制造技術更加重視制造過程組成和管理的合理化和革新，它是硬件、軟件、智能（人）與組織的系統集成。

作為先進制造技術一個重要組成部分的虛擬制造技術，計算機仿真是實現虛擬制造的主要手段。虛擬制造的最終實現就是利用不同層次的仿真手段來模擬和優化產品開發和制造過程，以實現最短的產品開發周期、最低的生產成本和最高的生產效率。

“金”字形先進制造技術框圖

圖1 “金”字形先進制造技術框圖

1.3 先進制造技術在我國的發展狀況和趨勢 1.3.1 先進制造技術的發展現狀

（1）計算機輔助設計（CAD）技術得到了普及，提高了企業的設計水平和產品開發能力。

（2）快速原型制造技術由起步邁向成熟，應用初具規模。精密成形與加工技術水平大幅度提高，在汽車零部件、重大裝備制造中獲廣泛應用。激光加工在基礎研究和技術開發方面有實質性進展，產業應用獲得一定經濟效益。

（3）熱加工工藝模擬優化技術取得重要進展，使材料熱加工逐步由“技藝”走向“科學”。

（4）數控技術取得重要進展，國內市場占有率有所提高。（5）現場總線智能儀表研究開發獲重要進展，應用已有一定基礎。

（6）微型機械研究進展迅速，標志著先進制造技術正向微觀領域擴展。

（7）現代集成制造系統研究和應用取得突破，在國際上占有一席之地。

（8）新生產模式的研究和實踐具有特色，推動了我國制造業的技術進步和管理現代化。

1.3.2 先進制造技術的發展趨勢

（1）信息技術對先進制造技術的發展起著越來越重要的作用。

（2）設計技術的不斷現代化。

（3）成形技術向精密成形或凈成形的方向發展。

（4）加工技術向著超精密、超高速以及發展新一代制造裝備的方向發展。

（5）制造工藝、設備和工廠的柔性和可重構性將成為企業裝備的顯著特點。

（6）虛擬制造技術和網絡制造技術將廣泛應用。

（7）智能化、數字化是先進制造技術和機電產品的發展方向。

（8）以提高市場快速反應目標的制造技術將得到迅速發展和應用。

（9）綠色制造已成為21世紀制造業的重要特征。

（10）21世紀的企業面臨管理創新。2 工程機械行業的特點

2.1 工程機械行業目前的發展形勢

隨著國家對基礎建設投資的調控，工程機械行業從2003年、2004年的高速發展態勢有所回落，整體需求量增長放緩。另外，根據對世界不同地區市場具體形勢的分析，2OO6年世界工程機械市場的增長前景將明顯減弱。中國市場繼2004年明顯減緩增長后，預計在2006年會繼續減緩乃至出現下降，從而進入一個調整期。但是，鑒于中國經濟的長期增長潛力和各類工程建設的長期需求，預計中國市場將在第十一個五年計劃期間恢復增長。

2.2 在工程機械行業發展、應用先進制造技術的理由

由目前國內工程機械行業的主要配套件如發動機、液壓馬達、回轉減速器等長期依賴進口，這對企業降低成本、加快上市時間帶來不可預料的影響。而其他零部件在國內的生產方式也較為落后，設計手段和方法較之國外更差一大截。在國外企業爭相利用現代計算機技術和信息技術改進設計手段，提高產品的人性化需求的時候，國內企業還在用價格戰廝殺和爭奪市場，在產品的技術升級換代上也落后于國外同行。

在國外工程機械領域，最先應用的是虛擬樣機技術（VPT）。Caterpillar 公司是世界上最大的拖拉機、裝載機和工程機械制造商之一。Caterpiliar公司VPT技術從根本上改進設計和試驗步驟，實現了快速虛擬試驗多種設計方案，從而使產品成本降低，性能卻更加優越。同樣，作為生產工程機械的著名廠商John Deere公司，為了解決工程機械在高速行駛時的蛇行現象及在重載下的自激振動問題，公司的工程師利用虛擬樣機技術，不僅找到了原因，而且提出了改進方案，并且在虛擬樣機的基礎上得到了驗證，從而大大提高了產品的高速行駛性能與重載作業性能。

因此，綜合虛擬樣機技術、先進制造工藝等多項先進技術的先進制造技術，它在工程機械領域的推廣和應用，將加快縮短我國和國外工程機械的差距，提升國產配套件的質量，減少國外配套件對國產工程機械的束縛。這一點，已經得到國內工程機械行業的認同。

先進制造技術在工程機械行業的應用初探 3.1 結合工程機械行業國情。優先發展現代設計技術

先進制造技術是相對的，具有一定的功能和目的性。一定的先進制造技術必須在相應的環境中才能發揮其優異的先進性。先進制造技術的發展要結合國情及廠情，結合用戶需求、市場導向、本單位的發展方向，根據現存的技術水平、生產水平和企業能力，考慮先進制造技術能否發揮其優越性，以及對方案的技術經濟可行性進行多方論證，避免盲目地追求目前實施有一定困難的理想的先進制造技術，力求使方案優化并切實可行。

作為工程機械的標志性產品— —挖掘機，有太多的課題待解決，太多的現象值得思考。幾乎所有國外著名品牌的挖掘機廠商都在中國投資，合資或提供技術，以便在中國龐大的市場中占領一席之地。面對國內挖掘機的巨大市場，中國品牌的挖掘機市場占有率不足10％，尤其是市場銷量最大、競爭最為激烈的20t級挖掘機，中國品牌更是不足5％。雖然我們擁有廉價的勞動力成本，但是面對國外產品的技術壁壘，國產品牌只有價格戰一條路可走。當可靠性成為用戶的第一考慮因素而非價格因素時，國外品牌毫不謙虛的擠兌了國產品牌，原因很簡單，國產挖掘機很少有自己的專有技術，而配套件基本上依賴進口則直接導致上市時間，受制于人。

綜上所述，面對目前國情，只能依托“拿來主義”，積極運用目前逐漸成熟的先進制造技術武裝國內的工程機械制造業，優先發展現代設計技術。隨著國內機床業、裝備業的發展，以及高素質人才的涌現，可以說，已經具備制造的優勢。如果再把人才的優勢利用起來，大力發展和應用先進制造技術，并優先發展“虛擬產品設計 ”，筆者認為必將有利于快速提高國內工程機械行業的技術水平和產品的技術檔次。3.2 先進制造技術在液壓挖掘機企業的應用

對于挖掘機行業來說，國內主要生產5大結構件、斗齒、駕駛室、履帶等等，但是發動機、減速器、回轉馬達、減速馬達等主要是進口。在整機設計方面，也通常是“照葫蘆畫瓢”，在原有機型的基礎上修改，或者參考設計。對于整機的結構分析、動力學分析等做得很少。

筆者根據在挖掘機廠的工作經驗，查閱相關文獻基于以設計為中心的先進制造技術理論，提出圖2所示液壓挖掘機的虛擬樣機研究框圖。液壓挖掘機的虛擬樣機研究框圖

圖2 液壓挖掘機的虛擬樣機研究框圖

在現階段，國內企業一般都建立了自己的研發網絡，并相應的采用了CAD、CAPP技術，可以說已經初步具備了VPD的基本條件。因此，在現有的條件下，應該首先倡導采用VPD技術，建立挖掘機的虛擬樣機，并根據國內挖掘機的使用工況和操作者技術狀態，通過虛擬樣機分析，對挖掘機的整機性能和可靠性作研究，以彌補因缺少設計手段而忽略的整機分析。

在虛擬樣機分析中，應采用專業的建模軟件加專業的虛擬樣機分析軟件進行。比如用Pro／ENGINEER軟件建模，用ADAMS軟件作運動學和動力學分析，用ANSYS軟件作結構分析較好，這樣可以強強結合，得到比較滿意的分析結果。

在圖2中，各個模塊是相互關聯而不是獨立的。挖掘機企業可在自身擁有的技術資源的基礎上，先做最關心的模塊如運動學分析、動力學分析模塊等。4 結論

根據對中國工程機械市場和配套件市場的預期，未來5年國內工程機械行業將迎來21世紀發展和壯大的重大機遇。面對機遇和國外行業巨頭的步步逼進。國內工程機械行業應該奮起直追，充分應用和發揮“先進制造技術”的優勢，狠下苦功，提高自身設計和制造能力，才能在激烈的市場競爭中，在供貨期與質量比價格更為重要的買方市場時代，占據一席之地并立于不敗。

第二篇：先進制造技術應用試卷

繼續教育《先進制造技術應用》試卷

單位

姓名

成績

一、選擇題（30分）

1.目前國際上最先進、最流行的玻璃內雕刻加工技術是采用()加工技術。A.等離子束 B.電火花 C.電子束 D.激光 2.精度從高到低依次是()。

A.液體靜壓軸承、球形空氣靜壓軸承、圓柱空氣靜壓軸承 B.圓柱空氣靜壓軸承、球形空氣靜壓軸承、液體靜壓軸承 C.球形空氣靜壓軸承、圓柱空氣靜壓軸承、液體靜壓軸承 D.液體靜壓軸承、圓柱空氣靜壓軸承、球形空氣靜壓軸承

3.電鑄成型時，要求電鑄層與原模分離，其厚度約為()mm。A.0.5—80 B.0.0015—0.5 C.0.05—8 D.0.15—5 4.激光加工下列材料時，效率最低的是()。A.金剛石 B.鋁合金 C.有機玻璃 D.陶瓷

5.電火花慢走絲線切割加工尺寸精度可達()mm。A.0.0003 B.0.003 C.0.03 D.0.01 6.電解加工是特種加工中材料去除速度最快之一，約為電火花加工方法的()倍。

A.5—10 B.10—20 C.20—30 D.30—40 7.精密加工一般指加工精度在()微米。A.5 B.10 C.10—0.1 D.0.1—0.01 8.電火花加工中工具電極損耗越少越好，下列材料磨損比最低的是()。A.紫銅 B.鋼 C.黃銅 D.鎢

9.現在的FMS機床設備的配置形式大多采用()。A.互替式 B.互補式 C.互替和互補混合使用

10.電火花快走絲線切割加工尺寸精度可達()mm。A.0.0003 B.0.003 C.0.03 D.0.01 11.激光加工下列材料時，效率最低的是()。A.寶石 B.橡膠 C.銅合金 D.陶瓷 12.發動機氣缸宜采用()加工。

A.珩磨 B.電火花 C.電子束 D.金剛石刀具

13.要得到3—6級淬硬齒輪，工藝路線為()。A.精滾—淬火—磨齒 B.精滾—磨齒—淬火 C.磨齒—淬火—精滾 D.磨齒—精滾—淬火

14.復雜零件和相似性較差的零件不適宜采用()CAPP系統。A.派生型 B.創成型 C.綜合式 D.各種類型

15.按我國目前加工水平，超精密加工的加工精度為()微米數量級。A.10 B.10—0.1 C.0.1—0.01 D.0.01—0.001

二、判斷題（20分）

()1.電解加工能加工導電材料和非導電材料，但較難加工窄縫、小孔及尖角。

()2.電刷鍍是電鍍技術的新發展，又稱涂鍍、刷鍍或無槽電鍍，是在金屬工件表面局部快速電化學沉積金屬的新技術。

()3.電解加工比電解磨削有更好的加工精度和表面質量，比機械磨削有更高的生產率。

()4.金剛石刀具的精密、超精密切削加工主要用于切削銅、鋁及其合金。()5.磨料噴射加工應用范圍廣，加工成本低，一般用于脆性或韌性材料加工。

()6.在先進制造技術的發展過程中其內涵不是絕對一成不變的。()7.綠色制造將成為21世紀制造業的重要特征。()8.現代制造技術發展過程，其內涵是不變的。

()9.對電火花加工表面粗糙度影響最大的是單個脈沖能量。

()10.變頻空調開機后，壓縮機先以低速運轉制冷(暖)，一定時間后才達到高速運轉，其達到設定溫度的時間比普通空調慢一半左右。

()11.電解磨削比電解加工有更好的加工精度和表面質量，比機械磨削有更高的生產率。

()12.電解加工不能加工非導電材料，較難加工窄縫、小孔及尖角。()13.CAPP系統的成組技術的核心問題就是充分利用零件上的幾何形狀及加工工藝相似性進行設計和組織生產，以獲得最大經濟效益。()14.精良生產所追求的目標不是“零缺陷”，而是“盡可能好一些”。()15.電解加工不但能加工導電材料和非導電材料，而且還能加工較難加工窄縫、小孔及尖角。

()16.電火花加工用的工具電極，也可以采用電鑄方法制造。()17.在現代制造技術的發展過程中其內涵不是一成不變的。

()18.AutoCAD由美國CNC Software公司開發，是一種應用廣泛的中低檔CAD/CAM軟件。該軟件操作簡便實用，容易學習，但三維造型功能稍差。()19.電解加工比電解磨削有更好的加工精度和表面質量，比機械磨削有更高的生產率。

()20.Cimatron是模具行業CAD/CAM軟件，由以色列開發。

三、術語解釋（20分）

1.CIMS

2.FMS

3.機器人自由度

4.并行工程技術(CE)

5.現代制造系統

四、問答題（30分）

1.超聲波加工中變幅桿有何作用？其外形有幾種？簡要說明各自主要特點。

2.簡要說明等離子加工的基本原理及特點。

3.說明影響電火花加工電蝕量及加工精度的主要因素。

4.說明FMS對加工設備的要求及機床配置形式。

5.試論述精密圓柱齒輪的加工工藝路線，其主要加工方法有哪些？

第三篇：《先進制造技術及其應用》總結報告

《先進制造技術及其應用》總結報告

這學期接觸了《先進制造技術及其應用》這一門新的學科，這一門學科包含的知識很廣泛。先進制造技術就是指集機械工程技術、電子技術、自動化技術、信息技術等多種技術為一體所產生的技術、設備和系統的總稱。主要包括：先進加工技術、計算機輔助設計、計算機輔助制造、集成制造系統等。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。作為機械制造專業的學生，我們更注重了解先進加工技術。下面是我通過《先進制造技術及其應用》學習和網上資料的一些查詢，對制造與生產的一些淺談：

一、制造與制造技術

一、生產與制造

1、生產：一個將生產要素轉變為經濟財 富，并創造效益的輸入輸出系統。生產系統的輸入：生產要素，即5M要素。生產系統的輸出：生產財富和效益。其中5M要素包括：

1、作為生產對象的原材料（Material)

2、作為直接生產資料的設備、工具、機器（Machine）和間接生產資料的廠房、道路等）

3、作為勞動力的主體人（Man）

4、資金（Money）

5、作為支持生產活動的知識、方法、信息（Message）、情報等。

2、生產企業: 第一產業：直接利用自然資源的種植業、養殖業和采礦業。第二產業：將第一產業生產的原料轉化為產品的企業。第三產業：金融和服務行業。

二、制造系統

1、制造系統具有的子系統： 1）經營管理2）市場與銷售 3）研究與開發4）工程設計 5）生產管理6）采購供應 7）質量控制8）財務 9）人事 10）車間制造

2、制造系統具有一般系統的共性：

1）結構特性

制造系統可視為在生產信息、制造技術等軟件的支持下，若干硬件（生產設備、工具、運輸裝置、廠房、勞動力等）的集合體。

2）轉變特性

從技術的角度出發，制造是通過加工和裝配把原材料轉變為產品的過程。從經濟的角度出發，制造過程的轉變為通過改變物料形態或性質而使其不斷增值的過程。

3）程序特性

制造系統可視為一個生產產品的工作程序。

三、制造技術

1、制造技術：

為了有效地完成制造活動所施行的一切手段的總和。包括運用的知識、技能，操縱可利用的物質、工具，采取的策略、方法等。

2、科學與技術的差別：

科學：采用分析的方法來認識世界，得到各種發現和揭示。技術：采用綜合的方法來改造世界，得出發明、創造和改進。

四、制造業在國民經濟中的地位

在先進的工業化國家中，國民經濟總收入的60%以上來源于制造業。從就業人口比例看，約有1/4的人口從事于制造業，而在非制造業部門中，又有約半數人員的工作性質與制造業密切相關。而在企業生產力構成中，制造技術的作用約占62%。

二、先進制造技術產生的背景

一、制造技術的發展

18世紀70年代，蒸汽機的改進和紡紗機的誕生，引發了第一次工業革命，產生了近代工業化的生產方式，手工勞動逐漸被機器生產所代替。19世紀中葉，電磁場理論的建立為發電機和電動機的產生奠定了基礎，迎來了電氣化時代，同時互換性原理和公差制度應運而生，制造業得以快速發展。20世紀初，內燃機的發明，使汽車進入歐美家庭，引發了制造業的又一次革命，進入了大批量生產時代。二戰后，通信技術的發展，計算機和集成電路的出現，數控機床的應用，使制造業產生了一次新的飛躍。多品種、中小批量生產成為制造業的主流生產方式。

二、先進制造技術（AdvancedManufacturingTechnology—AMT）的提出首先由美國于20世紀80年代提出。20世紀80年代，美國政府開始認識到制造技術和制造能力的重要性。20世紀80初期，美國的有識之士對美國制造業的衰退進行了反思，強調了制造業的重要性。克林頓政府提出了兩個重要的口號：“為美國的利益發展技術”、“技術是經濟的發動機”。美國的先進制造技術在這樣的背景下出臺了。1988年，美國政府投資進行大規模“21世紀制造企業戰略”研究，不久提出先進制造技術發展目標，制定并實施了“先進制造技術計劃（ATP）”和“制造技術中心計劃(MTC)”。

先進制造技術計劃（ATP）由美國聯邦政府科學、工程和技術協調委員會（FCCSET）提出。研究內容：現代設計方法與技術、先進制造工藝與技術、先進制造過程的支撐技術與輔助技術、制造基礎設施。目標：促進經濟增長；提高能源效益，減少污染；使制造業在世界市場更具競爭力；使教育系統對每個學生進行更富有挑戰性的教育。鼓勵科學界把確保國家安全和提高國民生活質量作為核心目標。

制造技術中心計劃（MTC）又稱“合作伙伴計劃”，由美國國家標準與技術研究院制定并實施。目標：面向美國35萬家中小企業。主要內容：在技術擁有者（通常為政府的研究機構、國家實驗室和大學）與需要這些技術的中小企業之間建立合作的橋梁。方法：由國會撥款設立地區性的制造技術中心，為中小企業展示新的制造技術和設備 并進行培訓，幫助他們選用。

三、先進制造技術的特點和發展趨勢

一、先進制造技術的特點

1、是一項綜合性技術；

2、是一項動態發展技術；

3、是面向工業應用的技術；

4、是面向全球競爭的技術；

5、是面向21世紀的技術。

二、先進制造技術的發展趨勢

1、制造自動化技術向縱深方向發展20世紀，制造自動化經歷了剛性自動化、可編程自動化、綜合自動化的發展過程。當前，信息技術的高速發展以及信息技術不斷向制造技術的注入和融合，使制造自動化技術向著縱深方向發展。具有代表性的發展方向為：集成化、柔性化、網絡化、虛擬化、智能化。

1）集成化

集成是綜合自動化的一個重要特征。集成化符合系統工程的思想。CAD/CAPP/CAM系統的出現，使設計與制造得以集成；FMC、FMS的發展，使加工過程、檢測過程、控制過程、物流過程實現集成。CIM的核心是通過信息集成，使一個個自動化孤島有機地聯系在一起；CE強調產品及其相關過程設計的集成。制造自動化為集成化提供了有利條件，而集成化是制造自動化深入發展的必然結果。

2）柔性化

柔性化的進一步發展，是要求能夠快速實現制造系統的重組，包括企業內部制造設備與工具系統的重組，以及企業之間的重組。

模塊化技術，是提高制造自動化系統柔性的重要策略和方法。包括硬件和軟件的模塊化設計、模塊化產品設計和模塊化制造系統。

4）虛擬化

虛擬制造（VM）：以系統建模技術和計算機仿真技術為基礎，集現代制造工藝、計算機圖形學、信息技術、并行工程、人工智能、多

媒體技術等高新技術為一體，是一項由多學科知識形成的綜合系統技術。虛擬制造將現實制造環境及制造過程，通過建立系統模型，映射到計算機及相關技術所支持的虛擬環境中，在虛擬環境中模擬顯示制造環境及制造過程的一切活動及產品制造全過程，從而對產品設計、制造過程及制造系統進行預測和評估。

5）智能化

智能制造系統，要求在整個制造過程中貫徹智力活動，使系統以柔性的方式集成起來，在多品種、中小批量生產條件下，實現“完善生產”。智能制造系統的特點：A、對于制造過程，實現柔性化和模塊化；B、對于人，強調安全性和友好性；C、對于環境，做到無污染、省能源、資源回收和再利用；D、對于社會，提倡合理的協作與競爭。

2、傳統制造技術不斷改進，新型制造技術迅速發展主要表現在產品設計和零件制造兩個方面。

1）產品設計

傳統制造技術的改進：CAD和CAE技術的全面應用。新設計思想和設計方法：并行設計、面向“X”的設計、健壯設計、優化設計、反求工程設計等。

2）零件機械加工技術的改進：

主要表現在強力切削/磨削與高速切削/磨削技術的迅速發展。特別是高速切削與超高速切削技術的發展可以實現“以切代磨”不僅可以極 大地提高生產效率，而且可以獲得較高加工精度，還可以實現難加工材料的切削加工。超高速加工技術主要包括：超高速切削與磨削機理；超高速主軸單元與進給單元制造技術；超高速加工用刀具制造技術；超高速加工在線自動檢測與控制技術等。

3）新型零件制造方法

又稱特種加工方法，是二次世界大戰后發展起來的有別于傳統切削與磨削的加工方法總稱。特種加工方法將電、磁、聲、光等物理量及化學能量或其組合直接施加在工件被加工的部位上，從而使材料被去

除、累加、變形或改變性能等。特種加工方法使用場合：難加工材

料的加工；復雜形面、薄壁、小孔、窄縫等特殊工件的加工等。

3、精密制造技術在制造技術中占有突出的位置。

精密制造技術包括：

1）精密與超精密加工：指在一定的發展時期，加工精度和表面質量達到較高與最高程度的加工工藝。目前，超精密加工的尺寸精度已達

到0.025微米，表面粗糙度Ra達到0.005微米，所用機床定位精度達到0.01微米，納米加工技術已接近實現。

2）微細與超微細加工以及微型機械：微細加工：通常指1mm以下微小尺寸零件的加工。超微細加工：通常指1微米以下超微細尺寸零件的加工。目前，微細與超微細加工的精度已達到納米級（0.1nm——100nm)。納米技術：現象和規律。量子效應、波動特性、微觀漲落等不可忽略，甚至成為主導因素。在這種情況下，必須從機械、電子、材料、物理、化學、生物、醫學等多方面進行綜合研究，故又稱為“納米技術”。主要研究內容：納米級精度和表面形貌測量及表面層物理、化學性能檢測，納米級加工，納米材料，納米級傳感與控制技術，微型與超微型機械等。

4、綠色制造將成為21世紀制造業的重要特征綠色制造技術：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效率的一種現代制造模式。

對于制造而言，要求滲透到從原材料投入到產出成品的全過程，包括節約原材料和能源，替代有毒原材料，將一切排放物的數量與毒性削減在離開生產過程之前。對于產品而言，綠色制造覆蓋構成產品整個生命周期的各個階段，減少對人類和環境的不利影響。

以上加粗的也是我們這學期重點學習的，主要了解了高速加工技術及應用（高速加工最常用最普遍的刀柄：HSK刀柄），精密、超精密加工技術及應用，干切削加工技術及其應用，硬切削加工技術及其應用。

四、心得體會

通過對本門課程的學習了解讓我感受到：當今日新月異的科學技術發展，展現出了更多的科學發現和技術發明前景。信息科技、生命科學和生物技術、納米科技的突飛猛進與相互交織影響，成為新一輪科技革命的重要標志。高技術的迅猛發展，同樣對制造業的發展起到了推動、提升和改造的作用。高技術對制造業的改變是全面的和連續不斷的，包括影響制造業未來的發展方向、重心領域、科技前沿、核心要素等。

先進制造技術的應用引起了企業組織管理模式的重大變革。批量生產方式下, 企業的組織管理模式主要是功能專業化, 采用剛性生產線, 各個部門各司其職。當今, 機械制造業的生產方式正向著中、小批量生產方式轉變, 更強調企業的生產柔性，因而企業的組織和管理模式也必須與之相適應。由于先進制造技術在機械制造業中的應用, 企業的組織管理模式發生了多方面的轉變：1 的順序工作方式向并行工作方式轉變;2 能劃分部門的固定組織形式向動態、自主管理的小組組織形式轉變;3 金字塔式的多層次生產管理結構向扁平的網絡結構轉變;4 質量第一的競爭策略向快速響應市場的競爭策略轉變;5 以技術為中心向以人為中心轉變。

進入21世紀，我們必須清醒地認識：制造業在新時期的地位和前景，而不是籠統看待制造業。80年代的美國制造業和20世紀末的美國制造業遠不是一個概念；現在中國“世界第一”的制造業和德國的精準制造業差別何止千里；發展來料加工的制造業和創造性的裝備制造業無論在技術難度、運行機制和產業政策上是不能相提并論的。而存在于這些差別中的根本性問題則是制造業和高技術的關系。這個問題不解決，制造大國永遠不可能成為制造強國。我們為之奮斗的制造強國絕不是僅僅基于傳統技術和產品的強國，而必須是適應新時代、掌握新技術、滿足新需求的制造強國。中國不僅要擁有強大的以家電和電子元器件為代表的輕型的規模產品制造能力，還要擁有強大的以發電設備、冶金石化設備和汽車生產裝備為代表的重型的重大裝備制造能力，更要擁有強大的以微電子、光電子制造設備、微機電系統和生物工程為代表的新型的高技術裝備制造能力。

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。