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数控技术和装备发展趋势及对策 装备工业的技术水平和现代化程度决定着整个国民经济的水平和现代化程度，数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业（如信息技术及其产业、生物技术及其产业、航空、航天等国防工业产业）的使能技术和最基本的装备。马克思曾经说过“各种经济时代的区别，不在于生产什么，而在于怎样生产，用什么劳动资料生产”。制造技术和装备就是人类生产活动的最基本的生产资料，而数控技术又是当今先进制造技术和装备最核心的技术。当今世界各国制造业广泛采用数控技术，以提高制造能力和水平，提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力。此外世界上各工业发达国家还将数控技术及数控装备列为国家的战略物资，不仅采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业，而且在“高精尖”数控关键技术和装备方面对我国实行封锁和限制政策。总之，大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术，数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透形成的机电一体化产品，即所谓的数字化装备，其技术范围覆盖很多领域：(1)机械制造技术；(2)信息处理、加工、传输技术；(3)自动控制技术；(4)伺服驱动技术；(5)传感器技术；(6)软件技术等。1 数控技术的发展趋势数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，他对国计民生的一些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势。从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看，其主要研究热点有以下几个方面［1～4］。1．1 高速、高精加工技术及装备的新趋势效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。为此日本先端技术研究会将其列为5大现代制造技术之一，国际生产工程学会（CIRP）将其确定为21世纪的中心研究方向之一。在轿车工业领域，年产30万辆的生产节拍是40秒/辆，而且多品种加工是轿车装备必须解决的重点问题之一；在航空和宇航工业领域，其加工的零部件多为薄壁和薄筋，刚度很差，材料为铝或铝合金，只有在高切削速度和切削力很小的情况下，才能对这些筋、壁进行加工。近来采用大型整体铝合金坯料“掏空”的方法来制造机翼、机身等大型零件来替代多个零件通过众多的铆钉、螺钉和其他联结方式拼装，使构件的强度、刚度和可靠性得到提高。这些都对加工装备提出了高速、高精和高柔性的要求。从EMO2001展会情况来看，高速加工中心进给速度可达80m/min，甚至更高，空运行速度可达100m/min左右。目前世界上许多汽车厂，包括我国的上海通用汽车公司，已经采用以高速加工中心组成的生产线部分替代组合机床。美国CINCINNATI公司的HyperMach机床进给速度最大达60m/min，快速为100m/min，加速度达2g，主轴转速已达60 000r/min。加工一薄壁飞机零件，只用30min，而同样的零件在一般高速铣床加工需3h，在普通铣床加工需8h；德国DMG公司的双主轴车床的主轴速度及加速度分别达12*!000r/mm和1g。在加工精度方面，近10年来，普通级数控机床的加工精度已由10μm提高到5μm，精密级加工中心则从3～5μm，提高到1～1.5μm，并且超精密加工精度已开始进入纳米级(0.01μm)。在可靠性方面，国外数控装置的MTBF值已达6 000h以上，伺服系统的MTBF值达到30000h以上，表现出非常高的可靠性。为了实现高速、高精加工，与之配套的功能部件如电主轴、直线电机得到了快速的发展，应用领域进一步扩大。1.2 5轴联动加工和复合加工机床快速发展采用5轴联动对三维曲面零件的加工，可用刀具最佳几何形状进行切削，不仅光洁度高，而且效率也大幅度提高。一般认为，1台5轴联动机床的效率可以等于2台3轴联动机床，特别是使用立方氮化硼等超硬材料铣刀进行高速铣削淬硬钢零件时，5轴联动加工可比3轴联动加工发挥更高的效益。但过去因5轴联动数控系统、主机结构复杂等原因，其价格要比3轴联动数控机床高出数倍，加之编程技术难度较大，制约了5轴联动机床的发展。当前由于电主轴的出现，使得实现5轴联动加工的复合主轴头结构大为简化，其制造难度和成本大幅度降低，数控系统的价格差距缩小。因此促进了复合主轴头类型5轴联动机床和复合加工机床（含5面加工机床）的发展。在EMO2001展会上，新日本工机的5面加工机床采用复合主轴头，可实现4个垂直平面的加工和任意角度的加工，使得5面加工和5轴加工可在同一台机床上实现，还可实现倾斜面和倒锥孔的加工。德国DMG公司展出DMUVoution系列加工中心，可在一次装夹下5面加工和5轴联动加工，可由CNC系统控制或CAD/CAM直接或间接控制。1.3 智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势21世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统，智能化的内容包括在数控系统中的各个方面：为追求加工效率和加工质量方面的智能化，如加工过程的自适应控制，工艺参数自动生成；为提高驱动性能及使用连接方便的智能化，如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负载自动选定模型、自整定等；简化编程、简化操作方面的智能化，如智能化的自动编程、智能化的人机界面等；还有智能诊断、智能监控方面的内容、方便系统的诊断及维修等。为解决传统的数控系统封闭性和数控应用软件的产业化生产存在的问题。目前许多国家对开放式数控系统进行研究，如美国的NGC(The Next Generation Work-Station/Machine Control)、欧共体的OSACA(Open System Architecture for Control within Automation Systems)、日本的OSEC(Open System Environment for Controller)，中国的ONC(Open Numerical Control System)等。数控系统开放化已经成为数控系统的未来之路。所谓开放式数控系统就是数控系统的开发可以在统一的运行平台上，面向机床厂家和最终用户，通过改变、增加或剪裁结构对象（数控功能），形成系列化，并可方便地将用户的特殊应用和技术诀窍集成到控制系统中，快速实现不同品种、不同档次的开放式数控系统，形成具有鲜明个性的名牌产品。目前开放式数控系统的体系结构规范、通信规范、配置规范、运行平台、数控系统功能库以及数控系统功能软件开发工具等是当前研究的核心。网络化数控装备是近两年国际著名机床博览会的一个新亮点。数控装备的网络化将极大地满足生产线、制造系统、制造企业对信息集成的需求，也是实现新的制造模式如敏捷制造、虚拟企业、全球制造的基础单元。国内外一些著名数控机床和数控系统制造公司都在近两年推出了相关的新概念和样机，如在EMO2001展中，日本山崎马扎克（Mazak)公司展出的“CyberProduction Center”（智能生产控制中心，简称CPC)；日本大隈（Okuma）机床公司展出“IT plaza”（信息技术广场，简称IT广场)；德国西门子(Siemens)公司展出的Open Manufacturing Environment（开放制造环境，简称OME）等，反映了数控机床加工向网络化方向发展的趋势。1.4 重视新技术标准、规范的建立1.4.1 关于数控系统设计开发规范如前所述，开放式数控系统有更好的通用性、柔性、适应性、扩展性，美国、欧共体和日本等国纷纷实施战略发展计划，并进行开放式体系结构数控系统规范(OMAC、OSACA、OSEC)的研究和制定，世界3个最大的经济体在短期内进行了几乎相同的科学计划和规范的制定，预示了数控技术的一个新的变革时期的来临。我国在2000年也开始进行中国的ONC数控系统的规范框架的研究和制定。1.4.2 关于数控标准数控标准是制造业信息化发展的一种趋势。数控技术诞生后的50年间的信息交换都是基于ISO6983标准，即采用G，M代码描述如何（how）加工，其本质特征是面向加工过程，显然，他已越来越不能满足现代数控技术高速发展的需要。为此，国际上正在研究和制定一种新的CNC系统标准ISO14649（STEP－NC)，其目的是提供一种不依赖于具体系统的中性机制，能够描述产品整个生命周期内的统一数据模型，从而实现整个制造过程，乃至各个工业领域产品信息的标准化。STEP-NC的出现可能是数控技术领域的一次革命，对于数控技术的发展乃至整个制造业，将产生深远的影响。首先，STEP-NC提出一种崭新的制造理念，传统的制造理念中，NC加工程序都集中在单个计算机上。而在新标准下，NC程序可以分散在互联网上，这正是数控技术开放式、网络化发展的方向。其次，STEP-NC数控系统还可大大减少加工图纸（约75％）、加工程序编制时间（约35％）和加工时间（约50％）。目前，欧美国家非常重视STEP-NC的研究，欧洲发起了STEP-NC的IMS计划(～)。参加这项计划的有来自欧洲和日本的20个CAD/CAM/CAPP/CNC用户、厂商和学术机构。美国的STEP Tools公司是全球范围内制造业数据交换软件的开发者，他已经开发了用作数控机床加工信息交换的超级模型(Super Model)，其目标是用统一的规范描述所有加工过程。目前这种新的数据交换格式已经在配备了SIEMENS、FIDIA以及欧洲OSACA-NC数控系统的原型样机上进行了验证。2 对我国数控技术及其产业发展的基本估计我国数控技术起步于1958年，近50年的发展历程大致可分为3个阶段：第一阶段从1958年到1979年，即封闭式发展阶段。在此阶段，由于国外的技术封锁和我国的基础条件的限制，数控技术的发展较为缓慢。第二阶段是在国家的“六五”、“七五”期间以及“八五”的前期，即引进技术，消化吸收，初步建立起国产化体系阶段。在此阶段，由于改革开放和国家的重视，以及研究开发环境和国际环境的改善，我国数控技术的研究、开发以及在产品的国产化方面都取得了长足的进步。第三阶段是在国家的“八五”的后期和“九五”期间，即实施产业化的研究，进入市场竞争阶段。在此阶段，我国国产数控装备的产业化取得了实质性进步。在“九五”末期，国产数控机床的国内市场占有率达50％，配国产数控系统（普及型）也达到了10％。纵观我国数控技术近50年的发展历程，特别是经过4个5年计划的攻关，总体来看取得了以下成绩。a.奠定了数控技术发展的基础，基本掌握了现代数控技术。我国现在已基本掌握了从数控系统、伺服驱动、数控主机、专机及其配套件的基础技术，其中大部分技术已具备进行商品化开发的基础，部分技术已商品化、产业化。b.初步形成了数控产业基地。在攻关成果和部分技术商品化的基础上，建立了诸如华中数控、航天数控等具有批量生产能力的数控系统生产厂。兰州电机厂、华中数控等一批伺服系统和伺服电机生产厂以及北京第一机床厂、济南第一机床厂等若干数控主机生产厂。这些生产厂基本形成了我国的数控产业基地。c.建立了一支数控研究、开发、管理人才的基本队伍。虽然在数控技术的研究开发以及产业化方面取得了长足的进步，但我们也要清醒地认识到，我国高端数控技术的研究开发，尤其是在产业化方面的技术水平现状与我国的现实需求还有较大的差距。虽然从纵向看我国的发展速度很快，但横向比（与国外对比）不仅技术水平有差距，在某些方面发展速度也有差距，即一些高精尖的数控装备的技术水平差距有扩大趋势。从国际上来看，对我国数控技术水平和产业化水平估计大致如下。a.技术水平上，与国外先进水平大约落后10～15年，在高精尖技术方面则更大。b.产业化水平上，市场占有率低，品种覆盖率小，还没有形成规模生产；功能部件专业化生产水平及成套能力较低；外观质量相对差；可靠性不高，商品化程度不足；国产数控系统尚未建立自己的品牌效应，用户信心不足。c.可持续发展的能力上，对竞争前数控技术的研究开发、工程化能力较弱；数控技术应用领域拓展力度不强；相关标准规范的研究、制定滞后。分析存在上述差距的主要原因有以下几个方面。a.认识方面。对国产数控产业进程艰巨性、复杂性和长期性的特点认识不足；对市场的不规范、国外的封锁加扼杀、体制等困难估计不足；对我国数控技术应用水平及能力分析不够。b.体系方面。从技术的角度关注数控产业化问题的时候多，从系统的、产业链的角度综合考虑数控产业化问题的时候少；没有建立完整的高质量的配套体系、完善的培训、服务网络等支撑体系。c.机制方面。不良机制造成人才流失，又制约了技术及技术路线创新、产品创新，且制约了规划的有效实施，往往规划理想，实施困难。d.技术方面。企业在技术方面自主创新能力不强，核心技术的工程化能力不强。机床标准落后，水平较低，数控系统新标准研究不够。3 对我国数控技术和产业化发展的战略思考3.1 战略考虑我国是制造大国，在世界产业转移中要尽量接受前端而不是后端的转移，即要掌握先进制造核心技术，否则在新一轮国际产业结构调整中，我国制造业将进一步“空芯”。我们以资源、环境、市场为代价，交换得到的可能仅仅是世界新经济格局中的国际“加工中心”和“组装中心”，而非掌握核心技术的制造中心的地位，这样将会严重影响我国现代制造业的发展进程。我们应站在国家安全战略的高度来重视数控技术和产业问题，首先从社会安全看，因为制造业是我国就业人口最多的行业，制造业发展不仅可提高人民的生活水平，而且还可缓解我国就业的压力，保障社会的稳定；其次从国防安全看，西方发达国家把高精尖数控产品都列为国家的战略物质，对我国实现禁运和限制，“东芝事件”和“考克斯报告”就是最好的例证。3.2 发展策略从我国基本国情的角度出发，以国家的战略需求和国民经济的市场需求为导向，以提高我国制造装备业综合竞争能力和产业化水平为目标，用系统的方法，选择能够主导21世纪初期我国制造装备业发展升级的关键技术以及支持产业化发展的支撑技术、配套技术作为研究开发的内容，实现制造装备业的跨跃式发展。强调市场需求为导向，即以数控终端产品为主，以整机（如量大面广的数控车床、铣床、高速高精高性能数控机床、典型数字化机械、重点行业关键设备等）带动数控产业的发展。重点解决数控系统和相关功能部件（数字化伺服系统与电机、高速电主轴系统和新型装备的附件等）的可靠性和生产规模问题。没有规模就不会有高可靠性的产品；没有规模就不会有价格低廉而富有竞争力的产品；当然，没有规模中国的数控装备最终难以有出头之日。在高精尖装备研发方面，要强调产、学、研以及最终用户的紧密结合，以“做得出、用得上、卖得掉”为目标，按国家意志实施攻关，以解决国家之急需。在竞争前数控技术方面，强调创新，强调研究开发具有自主知识产权的技术和产品，为我国数控产业、装备制造业乃至整个制造业的可持续发展奠定基础。
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出门在外也不愁机械工程学院2015届毕业设计（论文）题目申报与要求的通知
作者：admin 时间： 15:08:05 来源：杭州电子科技大学机械工程学院 点击率：693次
&&& 2015目申报工作现已开始，毕业设计（论文）旨在培养学生综合运用所学知识分析和解决实际问题的能力，提高专业素质，培养创新能力。毕业设计（论文）选题应符合本专业的培养目标和教学要求，以工程设计为主，源于实际工程问题的占一定比例，一人一题。
108-10151016-10261027定后，1110开题报告时间初定201412102015420155
申报注意事项：
&&& 2015师自带题目和校企合带题目，题目要求三年内不重复。校内教师自带题目，高级职称教师最多指导学生数8多指导学生数6
201410152015flm_2000@
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机械工程导论论文专业：机械设计制造及其制动化 姓名： 学号： 对于刚刚进入大学的我来说，对机械知之甚少，但谢峰教授带着 我们徜徉于机械的历史长河里，一路走来，让我们大概地了解了世界 机械的发展，更是对中国的机械历史有了相对更深的了解。 机械设计制造及其自动化专业的学生主要学习机械学、 微电子技 术和控制论的基本理论和方法，受到现代机械工程是的基本训练，具 有从事港口起重运输机械与控制或流体传动与控制活模具成型等方 面的能力。本专业的主干学科为力学和机械工程，主要实践性教学环 节包括军训、金工等。机械行业是一个国家的基础性和支柱性产业， 在国民经济中占有极其重要的地位，它与上游产业（如钢铁、煤炭、 有色等）和下游产业（如住房、日用消费品等）关系密切，具有很强 的拉动能力。 而机械制造自动化技术始终是机械制造中最活跃的一个 研究领域。也是制造企业提高生产率和赢得市场竞争的主要手段。没 有强大的机械制造业，就不可能实现国民经济的工业化、现代化和信 息化。 下面对机械设计制造及其自动化技术给予论述和展望。 一、世界的机械制造业 (一)从经济上看 世界机械制造业作为世界经济的一个重要组成部分，其发展状况与其所处的外围环境有着紧密的关系， 并受制于经济周期变动的 影响，既表现为对经济周期的敏感性，又表现出一定的滞后性。上世 纪 90 年代至今，世界性机械制造业突出表现为在大波动中发展，显 示其在国民经济尤其是在工业发展中的特殊地位，是防止经济“泡沫 化”的基础；机械制造业贸易呈现极强的地区性，发达国家和发展中 国家之间存在很大的贸易差距， 发达国家在机械生产和贸易领域继续 其霸主地位。从美国、日本、德国等发达国家重视装备制造业的发展 情况来看，不仅在于其在本国工业中生产、出口、积累、就业等方面 的贡献率均占前列，更在于装备制造业为新技术、新产品的开发和生 产提供重要的物质技术，是经济高级化不可或缺的战略性产业。 （二）从技术上看 机械制造自动化技术自本世纪 20 年代出现以来，经历了三个阶 段，即刚性自动化、柔性自动化和综合自动化。综合自动化常常与计 算机辅助制造、计算集成制造等概念相联系，它是制造技术、控制技 术、现代管理技术和信息技术的综合，旨在全面提高制造企业的劳动 生产率和对市场的响应速度。 环境保护的压力和信息技术的广泛应用 给机械制造自动化技术的发展带来新的机遇和挑战，高技术化、信息 化、绿色化、全球化成为发展的总趋势。 二、我国的机械制造业 (一)我国机械制造业现状 新中国成立以来，经过近半个世纪的发展，特别是改革开放 20 多年来，机械制造业广泛应用微电子技术，采用先进制造技术，培育高新技术产业，增强了发展后劲；企业的产品结构、技术结构有 了较大调整，用微电子改造传统产业取得较大进展；掌握了一批重大 技术装备及重大成套设备的核心、关键技术，为国民经济各部门服务 的本领不断增强。通过技术改造，一批先进的新型、高效、高精度制 造工艺技术在机械制造业中得到广泛应用。 “九五”“十五”期间是 、 机械制造业推进结构调整，转变经济增长方式，实现稳定、持续发展 的重要时期，机械制造业的改革与发展取得了重大成就：一大批重要 产品技术水平明显提高，企业技术创新能力不断增强，为国民经济建 设提供了大量的技术装备；一些重要产品产量跃居世界前列，市场占 有率不断提高；经济总量占世界机械制造业总量的比重不断加大；出 口创汇位居全国各行业前列，成为中国出口创汇的第二大产业，并具 有较大发展潜力。中国机械制造业已建立起门类齐全、实力比较雄厚 的物质技术基础，基本形成了具有自主制造能力的国民经济装备体 系。然而机械制造业长期存在的产品质量低、产品结构和产业结构不 合理、自主开发能力弱的状况没有得到根本的转变。从而延缓了机械 制造业赶超世界先进水平的进度， 使得机械制造业企业和产品在总体 上缺乏国际市场竞争能力。 目前， 制约我国机械装备制造业发展的瓶颈之一是技术创新能 力不足。 我国机械装备制造行业原有的创新体系已不适应新时期的国 际竞争要求，而新的创新体系尚未形成。 （二）我国机械制造业趋势与前景 党的“十六大”明确提出了全面建设小康社会和振兴装备制造业的要求；胡主席同志在“十七大”报告中，也着重提到“提高自主创 新能力，建设创新型国家” ，这是国家发展战略的核心，是提高综合 国力的关键； 南水北调、 西气东输、 西电东送等一大批国家重点工程， 以及全国蓬蓬勃勃开展的城镇化建设，都会带动机电产品的发展，这 为机械制造业的增长创造了市场需求； 世界范围内的产业转移为我国 机械制造业发展提供了机遇。在经济日益全球化的今天，我国机械制 造业加工能力大、成本低、人力资源丰富的比较优势，使机械产品扩 大出口有了现实的机遇和很大的潜力。 同时也为我国低成本机械产品 成为世界的加工中心提供了可能。由此可见，我国机械制造业将保持 良好的增长势头，进一步发挥对国民经济的支柱作用。 胡主席同志在十七大报告中明确提出， “我们必须始终保持清醒 头脑，立足社会主义初级阶段这个最大的实际，科学分析我国全面参 与经济全球化的新机遇新挑战，全面认识工业化、信息化、城镇化、 市场化、国际化深入发展的新形势新任务，深刻把握我国发展面临的 新课题新矛盾，更加自觉地走科学发展道路，奋力开拓中国特色社会 主义更为广阔的发展前景中国是世界上机械发展最早的国家之一。中国的机械工程技术不但历史悠久， 中国是世界上机械发展最早的国家之一。中国的机械工程技术不但历史悠久， 而且成就十分辉煌， 而且成就十分辉煌，不仅对中国的物质文化和社会经济的发展起到了重要的促 进作用，而且对世界技术文明的进步做出了重大贡献 传统机械方面， 贡献. 进作用，而且对世界技术文明的进步做出了重大贡献.传统机械方面，我国在很 长一段时期内都领先于世界。 长一段时期内都领先于世界。到了近代由于特别是从 18 世纪初到 19 世纪 40 年 由于经济社会等诸多原因，我国的机械行业发展停滞不前， 代，由于经济社会等诸多原因，我国的机械行业发展停滞不前，在这 100 多年 的时间里正是西方资产阶级政治革命和产业革命时期，机械科学技术飞速发展， 的时间里正是西方资产阶级政治革命和产业革命时期，机械科学技术飞速发展， 远远超过了中国的水平。 远远超过了中国的水平。这样，中国机械的发展水平与西方的差距急剧拉大，到 到 十九世纪中期已经落后西方一百多年。 十九世纪中期已经落后西方一百多年。 新中国建立后特别是近三十年来，我国的机械科学技术发展速度很快。 新中国建立后特别是近三十年来，我国的机械科学技术发展速度很快。向 机械产品大型化，精密化、自动化和成套化的趋势发展。 机械产品大型化，精密化、自动化和成套化的趋势发展。在有些方面已经达到 或超过了世界先进水平。 的来说， 或超过了世界先进水平。总的来说，就目前而言中国机械科学技术的成就是巨 大的，发展速度之快，水平之高也是前所未有的。这一时期还没有结束， 大的，发展速度之快，水平之高也是前所未有的。这一时期还没有结束，我国的机械科学技术还将向更高的水平发展。只要我们能够采取正确的方针、政策、 的机械科学技术还将向更高的水平发展。只要我们能够采取正确的方针、政策、 用好科技发展规律并勇于创新， 我国的机械工业和机械科技一定能够振兴， 重新 用好科技发展规律并勇于创新， 引领世界机械工业发展潮流。 工程材料是指固体材料领域中与工程（结构、零件、工具等）有关的材料，主要 应用于机械制造、航天航空、化工、建筑与交通等部门。依据不同的分类方法， 工程材料的种类繁多。按其应用领域可分为机械工程材料、建筑工程材料、电子 工程材料、航空材料等。按其性能特点可分为结构材料和功能材料：结构材料义 力学性能为主，兼有一定的物理、化学性能；功能材料是以特殊物理、化学性能 为主，如电、磁、光、热、声学、生物等功能和效应及其转换特性的材料。结构 材料用量极大，是当代社会的主要材料；功能材料目前用量虽小，但却是高技术 的关键，是知识密集、技术密集、附加值高的新材料。由于受论文题目的限制， 在这里就不过多讲其他材料，就讲讲这被说得非常“厉害”的宠儿——功能材料。 其实功能材料的发展历史与结构材料一样悠久，只不过相比于结构材料来 说，其用量在某种程度上比不过，不过其重要性并未被忽视，随着电力技术的发 展，电功能材料和磁功能材料已得到较大的进步；20 世纪 50 年代微电子技术的 发展，半导体电子功能材料迅速发展；60 年代出现的激光技术，70 年代的光电 子技术也发展了相应的功能材料；进入 80 年代后，新能源功能材料和生物医学 功能材料迅猛崛起，随着科学技术的发展，功能材料的品种越来越多，其应用范 围也越来越广，在国民经济中的地位将与日剧增。 机械制造技术是研究产品设计、生产、加工制造、销售使用、维修服务乃至回收 再生的整个过程的工程学科,是以提高质量、效益、竞争力为目标,包含物质流、 信息流和能量流的完整的系统工程。随着社会的发展,人们对产品的要求也发生 了很大变化,要求品种要多样、更新要快捷、质量要高档、使用要方便、价格要 合理、外形要美观、自动化程度要高、售后服务要好、要满足人们越来越高的要 求,就必须采用先进的机械制造技术。 1 先进制造技术的特点 1.1 是面向 21 世纪的技术 先进制造技术是制造技术的最新发展阶段，是由传统的制造技术发展起来的，既 保持了过去制造技术中的有效要素，又要不断吸收各种高新技术成果，并渗透到 产品生产的所有领域及其全部过程。 先进制造技术与现代高新技术相结合而产生 了一个完整的技术群，它是具有明确范畴的新的技术领域，是面向 21 世纪的技 术。 1.2 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。先进制造技术的应用特别注意产生最好的实际效 果，其目标是为了提高企业竞争和促进国家经济和综合实力的增长。目的是要提 高制造业的综合经济效益和社会效益。 1.3 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。1.4 是面向全球竞争的技术 20 世纪 80 年代以来，市场的全球化有了进一步的发展， 发达国家通过金 融、经济、科技手段争夺市场，倾销产品，输出资本。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。 1.5 是市场竞争三要素的统一 在 20 世纪 70 年代以前，产品的技术相对比较简单，一个新产品上市，很 快就会有相同功能的产品跟着上市。因此，市场竞争的核心是如何提高生产率。 到了 20 世纪 80 年代以后， 制造业要赢得市场竞争的主要矛盾已经从提高劳动生 产率转变为以时间为核心的时间、成本和质量的三要素的矛盾。先进制造技术把 这三个矛盾有机结合起来，使三者达到了统一。 2 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 然存在一个阶段性的整体上的差距。 （1）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（JIT） 、敏捷制造（AM） 、精益生产（LP） 、 并行工程（CE）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） 设计方面。 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）制造工艺方面。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）自动化技术方面。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（FMC） 、柔性制造系统（FMS） 、计算机集成制造系统（CIMS） ，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。 3 我国先进机械制造技术的发展趋势 （1）全球化。一方面由于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，网络通讯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，已成为全球化制造业发展的动力，全球化制造的第一个技术基础是网 络化，网络通讯技术使制造的全球化得以实现。 （2）网络化。网络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。 此外， 网络通讯技术的快速发展， 加速技术信息的交流、 加强产品开发的合作和经营管理的学习， 推动了企业向着既竞争又合作的方向发 展。 （3）虚拟化。制造过程中的虚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、供应链及物流设计的建模和仿真。虚拟化的核心是计算机仿真，通过仿真软 件来模拟真实系统，以保证产品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 的集成技术和系统技术、人机一体化制造系统、制造单元技术、制造过程的计划 和调度、柔性制造技术和适应现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。 4 结语 制造技术不仅是衡量一个国家科技发展水平的重要标志,也是国际间科技竞 争的重点。我国正处于经济发展的关键时期,制造技术是我们的薄弱环节。只有 跟上发展先进制造技术的世界潮流,将其放在战略优先地位,并以足够的力度予 以实施,才能尽快缩小与发达国家的差距,才能在激烈的市场竞争中立于不败之 地。总之,在我国研究和发展先进制造技术势在必行。
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