word文檔可自由復制編輯國內外機械制造技術的發展現狀及趨勢學院：材料學院姓名：***學號：00000000摘要：機械制造業已經熔入電子學、信息科學、材料學、生物學、管理科學等最新科學成就，現代制造技術的發展趨勢有三個方面：高精度、高效自動化和特種加工。關鍵詞：現代機械制造技術現代制造技術是以傳統制造技術與計算機技術、信息技術、自動控制技術等現代高新技術交叉融合的結果，是一個集機械，電子、信息、材料、能源與管理技術于一體的新型交叉學科，它使制造技術的內涵和水平發生了質的變化。因此，凡是那些能夠融合當代科技進步的最新成果，最能發揮人和設備的潛力，最能體現現代制造水平并取得理想技術經濟效果的制造技術均稱為現代制造技術，它給傳統的機械制造業帶來了勃勃生機。一國外現代機械制造技術的現狀

在產品設計方面，普遍采用計算機輔助產品設計(CAD)、計算機輔助工程分析(CAE)和計算機仿真技術；在加工技術方面，巳實現了底層(車間層)的自動化，包括廣泛地采用加工中心(或數控技術)、自動引導小車(AGV)等．近10余年來，發達國家主要從具有全新制造理念的制造系統自動化方面尋找出路，提出了一系列新的制造系統。如計算機集成制造系統、智能制造系統、并行工程、敏捷制造等。

1.1計算機集成制造系統(CIMS)

它是在自動化技術、信息技術和制造技術的基礎上，通過計算機及其軟件，將制造廠全部生產活動所需的各種分散的自動化系統有機地集成起來，是適合于多品種、中小批量生產的總體高效率、高柔性的制造系統。首先在功能上，它包含了一個工廠的全部生產經營活動，即從市場預測、產品設計、加工工藝、制造、管理至售后服務以及報廢處理的全部活動．因此它比傳統的工廠自動化的范圍要大得多，是一個復雜的大系統，是工廠自動化的發展方向。其次，在集成上，它涉及的自動化不是工廠各個環節自動化的簡單疊加，而是在計算機網絡和分布式數據庫支持下的有機集成。這種集成主要體現在以信息和功能為特征的技術集成，即信息集成和功能集成。計算機集成制造系統的核心技術是CAD/cAM技術。

1.2智能制造系統(IMS)

是指將專家系統、模糊邏輯、人工神經網絡等人工智能技術應用到制造系統中，以解決復雜的決策問題，提高制造系統的水平和實用性。人工智能的作用是要代替熟練工人的技藝，學習工程技術人員的實踐經驗和知識，并用于解決生產中的實際問題，從而將工人、工程技術人員多年來積累起來的豐富而又寶貴的實踐經驗保存下來，在實際的生產中長期發揮作用。智能制造系統的核心技術是人工智能。

1.3并行工程(CE)又稱同步工程或同期工程，是針對傳統的產品串行開發過程而提出的概念和方法．并行工程是集成地、并行地設計產品及其相關各種過程的系統方法。該方法要求開發人員從設計開始就考慮產品整個生命周期中的所有因素，包括產品制造工藝、質量、成本、進度計劃和用戶要求等。并行工程通過組成多學科的產品開發群組協同工作，利用各種計算機輔助工具等手段，使產品開發的各個階段，既有一定的時序又能并行，同時采用上、下游的各種因素共同決策產品開發各階段工作的方式，在產品開發的早期就能及時發現產品開發全過程中的問題，從而縮短產品開發周期，提高產品質量，降低成本，增加企業競爭能力．并行工程強調在集成環境下的并行工作，因此，它是CIMS進一步發展的方向。

1.4敏捷制造(AM)又稱靈捷制造、迅速制造和靈活制造等，它是將柔性生產技術、熟練掌握生產技能和知識的勞動力與促進企業內部和企業之間相互合作的靈活管理集成在一起，通過所建立的共同基礎結構，對迅速改變或無法預見的消費者需求和市場時機作出快速響應。敏捷制造的基本原理是采用標準化和專業化的計算機網絡和信息集成基礎結構，以分布式結構連接各類企業，構成虛擬制造環境，以競爭合作為原則，在虛擬制造環境內動態選擇合作伙伴，并通過組成虛擬企業來適應持續多變、無法預料的市場變化．敏捷制造的核心是虛擬公司，虛擬公司映射為虛擬制造系統，虛擬制造系統是敏捷制造的關鍵．敏捷制造是一種戰略決策，它是能使各合作伙伴既保證各自的利益，又能獲得共同利益的一種全新的生產組織模式和制造模式。目前，敏捷制造仍在發展研究中[1]．二我國先進機械制造技術的發展現狀近年來，雖然我國的制造業不斷采用先進的制造技術，但與工業發達國家相比，仍然存在一定差距。主要表現為：(1)制度落后。工業發達國家廣泛采用計算機管理，重視組織和管理體制、生產模式的更新發展，推動了準時生產、敏捷制造、精益生產、并行工程等新的管理思想和技術。我國只有少數大型企業局部采用了計算機輔助管理，多數小型企業仍處于經驗管理階段。(2)設計方法落后。工業發達國家不斷更新設計數據和準則。采用新的設計方法，廣泛采用計算機輔助設計技術(CAD／CAM)，大型企業開始無圖紙的設計和生產。我國采用CAD／CAM技術的比例較低。(3)制造工藝落后。工業發達國家較廣泛的采用高精密加工、精細加工、微細加工等加工方法，以及納米技術、激光加工技術、電磁加工技術、超塑加工技術以及復合加工技術等新型技術手段。我國普及率不高，尚在開發、掌握之中。(4)自動化程度低。工業發達國家普遍采用數控機床、加工中心及柔性制造單元、柔性制造系統、計算機集成制造系統，實現了柔性自動化、知識智能化、集成化。我國尚處在單機自動化、剛性自動化階段，柔性制造單元和系統僅在少數企業使用。(5)管理方面。工業發達國家廣泛采用計算機管理，重視組織和管理體制、生產模式的更新發展，推出了準時生產、敏捷制造、精益生產、并行工程等新的管理思想的技術。我國只有少數大型企業局部采用了計算機輔助管理，多數小型企業仍處于經驗管理階段。三、現代機械制造技術的主要發展方向現代先進制造技術是制造技術的最新發展階段，是由傳統的制造技術發展起來的，既保持了過去制造技術中的有效要素，又要不斷吸收各種高新技術成果，并滲透到產品生產的所有領域及其全部過程。隨著宇航、電子、激光等現代科學技術的發展，對機械加工技術提出了越來越高的要求。現代機械制造技術的發展主要表現在兩個方向上：一是精密工程技術。以超精密加工的前沿部分、微細加工、納米技術為代表。將步入微型機械電子技術和微型機器人的時代；二是機械制造的高度自動化，以CIMS和敏捷制造等的進一步發展為代表。具體來說，現代機械制造技術的發展趨勢有：1)精密制造技術。精密制造技術包括精密加工和超精密加工技術、微細加-I二和超微細加1：技術、微型機械等。精密加。【和超精密加工的主要方法是精密切削和精密磨削技術等．其加工精度已由微米級(“In)向納米級(tim)發展。目前，已研制成功納米管、極小的微電機系統、微型機器人等。在精密制造技術中．納米技術是目前最先進的技術．它對于2l世紀科學的發展提供了—個新的技術基礎。微細加工和超微細加工是一種特殊的精密加工，不僅精度高．而且尺寸十分微小，其豐要工藝方法是光刻(蝕)、沉淀、擴散、離子注入等。微型機械是機械技術和電子技術在納米級水平上相融合的產物，它將是2l世紀的核心技術。2)制造系統的自動化、柔性化、集成化和智能化。現代制造技術的發展．使高質量和高效率成為可能。現代制造系統的發展是：NC(數控)一FMS(柔性制造系統)一CIMS(計算機集成制造系統)一IMS(智能制造系統)。計算機集成制造系統是一個工廠全盤集成制造系統，它借助計算機將經營決策、產品設計、生產準備、零件加工、產品裝配、檢查和銷售等各個自動化子系統有機地綜合集成起來。成為高效益、高柔韌性自動化、智能化的生產系統。先進工業國的柔性制造系統已相當廣泛。我國起步晚，佩數控技術和柔性制造技術也已得到較廣泛的應用。CIMS(計算機集成制造系統)的研究已取得了相當的成就，并開始在全國進行試點、推廣，取得了良好的效果和效益。3)特種加工技術。隨著社會發展的需要．很多機械設備都有高溫、高壓、高速和高精度的要求，因而不斷產用了一些新材料來制造零件．如淬火鋼、耐熱合金、硬質合金、硅、鍺、寶石和金剛石等難加工材料。同時很多零件的形狀也越來越復雜，如小孔、深孔、型孔、窄縫、彎孔和剎腔等。用通常的金屬切削加r方法來加工這些零件已十分困難，有的就無法加工。這就需要探索新的加工工藝方法；特種加1：技術是一種直接利用電能、熱能、光能、化學能、聲能、電化學能來進行加工的方法。它可以加工高強度、高硬度、高脆性、耐高溫等難切削材料．以及精密細小和復雜形狀的零件。4）綠色化趨勢。近幾年來，如何有效地利用有限資源和最低限度地產生廢物是當前制造科技領域面臨的最大問題，綠色制造由此產生。綠色制造是一個綜合考慮環境影響和資源效率的現代制造模式，它要求人們追求的目標由時間(Time)、質量(Quality)、成本(Cost)和服務(Service)這四個變成五個，即：時間(Time)、質量(Quality)、成本(Cost)、服務(Service)和環境(Environment)，其中Environment就是指環境影響。同時。綠色制造涉及到產品的整個生命周期和多個生命周期，因為某些產品和零部件報廢后還可以直接或經整修后，用于新產品中，所以有多個生命周期。產品多