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先进制造技术论文:先进制造技术课程的论文
先进制造技术内涵广泛、学科交叉,并且不断地发展与完备,在激烈的国际市场竞争中,制造业要求生存和发展,必须掌握并科学运用的制造技术。先进制造技术也是改造传统产业的有力武器。先进制造技术的发展与产业化,将对国民经济的发展产生越来越大的影响。本文主要分析了当今我国先进制造技术的特点及发展趋势,介绍了当今制造技术面临的问题,论述了先进制造的前沿科学,并展望了先进制造技术的发展前景。制造业在国家企业生产力构成中占很大比重,因此若想增强综合国力,大力发展制造技术是必由之路。
关键词:先进制造 特点 发展现状 趋势 0引言:先进制造技术(Advanced Manufacturing Technology,简称为AMT)是指微电子技术、自动化技术、信息技术等先进技术给传统制造技术带来的种种变化与新型系统[1]。具体地说,就是指集机械工程技术、电子技术、自动化技术、信息技术等多种技术为一体所产生的技术、设备和系统的总称。主要包括:计算机辅助设计、计算机辅助制造、集成制造系统等。AMT是制造业企业取得竞争优势的必要条件之一,但并非充分条件,其优势还有赖于能充分发挥技术威力的组织管理,有赖于技术、管理和人力资源的有机协调和融合。
1先进制造技术的特点:
1.1实用性: 首先先进制造技术应该能够为我们所用,是实用的,而不是观念上得东西,能够真正为人类造福的。其是一项面向工业应用并且兼备有实用性的新技术, 它的发展是针对某一具体制造业的需求而发展起来的先进的、适用的制造技术 , 它有明确的需求导向的特征, 其应用特别注意产品好的实际效果 , 以提高制造业的综合经济效益和社会效益为最终目的。
1.2先进性: 其次,从他的命名来看,他显然应当具有先进性,这符合社会的发展,能够带动社会的生产力的前进才是他的关键所在。它从传统的工艺发展而来 , 既保留了过去制造技术中的有效要素, 又吸收了各种高新技术的近期成果 , 并与新技术实现了局部或系统集成,先进制造技术的核心是品质、高效、低耗、清洁、灵活的工艺, 这些工艺也必须是经过优化的先进工艺 。
1.3 广泛性:再者,他应当具有广泛的应用,而不是单单用于某个狭窄的方面或者是个狭窄的技术。他应当能够为现在生产制造的绝大部分所使用,这样才能体
现先进制造技术的存在价值,才能激发科学研究者去研究发展它的决心。 先进制造技术是由计算机技术、设计技术、自动化技术、系统管理技术组成, 渗透到产品的设计、制造、生产组织、市场营销及回收再生等所有领域及其全过程。
1.4动态特性: 而且先进制造技术是一类技术,而不是单指某项技术,拥有一定的目标。是一个技术群, 并且是针对一定的应用目标 , 不断地吸收各种高新技术逐渐形成的新技术 , 因此这个技术群是一个动态技术 , 不同时期有不同的特点 , 通过不同形式发展不同国家和地区的制造技术。
1.5集成性: 先进制造技术由于专业、学科间的不断渗透、交叉、融合 , 界限逐渐淡化甚至消失 , 技术趋于系统化 , 已发展成为集机械、电子、信息、材料和管理技术于一体的新兴交叉学科 。
1.6效益、成本和质量的统一性: 先进制造技术能对市场变化作出敏捷的反应, 提出提高产品劳动生产率的有效途径 , 并且将其转变为以时间为核心的效率、成本、质量的有机结合, 使其达到高度的统一 ,最终在市场竞争中立于不败之地
[2]。
2先进制造技术目前的发展及几种常见的技术介绍: 我国现阶段正大力发展先进制造技术,但是与国外顶尖技术还是有一定的差距,把我国的制造技术提高上去才能真正增强国家的综合实力,才能真正提高国家的科技竞争力,所以应当大力发展先进制造技术。
2.1主要的核心技术及发展情况:
2.1.1快速成形, 英文是Rapid Prototyping, 是当代先进制造技术的一种. 快速成形技术是计算机辅助设计及制造技术、逆向工程技术、分层制造技术(SFF)、材料去除成形(MPR)材料增加成形(MAP)技术以及它们的集成. 通俗一点说, 快速成形就是利用在三维造型软件中已经设计的数字三维模型, 通过快速成型设备(快速成形机), 制造实体的三维模型的技术。
快速成形技术有以下特点:
(1)制造原型所用的材料不限,各种金属和非金属材料均可使用
(2) 原型的复制性、互换性高
(3) 制造工艺与制造原型的几何形状无关,在加工复杂曲面时更显优越 [3]
(4) 加工周期短,成本低,成本与产品复杂程度无关,一般与传统加工模型的工艺相比, 快速成形在制造费用上可以降低80%,加工周期可以节约70%以上
(5) 高度技术集成,可实现了设计制造一体化
曾经和目前仍然为主流的快速成形技术有以下几种:
2.1.2立体光刻技术 (SL/SLA)
SLA的工作原理是以液态光敏树脂 (例如一种特殊的环氧树脂)为造型材料,采用紫外激光器为能源:一种是氦一福激光器 (波长 325nm,功率15~50MW),另一种是氨离子激光器(波长351~365nm,功率 100~500MW ),激光束光斑大小为0.05~3mm。由CAD设计出三维模型后将模型进行水平切片,分成为成千上万个薄层,生成分层工艺信息,按计算机所确定的轨迹,控制激光束的扫描轨迹,使被扫描区域内的液态光敏树脂固化,形成一层薄固体截面后,升降机构带动工作台下降一层高度,其上复盖另一层液态光敏树脂,接着进行第二层激光扫描固化,新固化的一层牢固地粘在前一层上,就这样逐层叠加直到完成整个模型的制作。一般每个薄层的厚度0.07~0.4mm,模型从树脂中取出后,进行最终硬化处理加以打光、电镀、喷漆或着色等即可。
发展趋势:稳步发展. SL/SLA技术的缺点在于材料成本和设备维护成本十分高昂。因为紫外激光器的使用寿命只能维持在1年左右, 同时作为成形材料的光敏树脂也需要每年更换, 仅此两项便需要每年50万人民币以上的维护成本. 此外, SL/SLA快速成形设备结构复杂, 零件众多, 日常的维护保养也十分不易. 但是, 由于SL/SLA技术的成形精度非常高, 可以制造十分细小的模型或表面特征, 这一项优势似的SL/SLA技术仍然具有十分广阔的应用前景.
2.1.3 薄材叠层成形技术 (LOM)
薄材叠层成形技术是通过
对原料纸进行激光切割与粘合的方式来形成零件的。其工艺是先将单面涂有热熔胶的纸通过加热辊加压粘结在一起,此时位于其上方的激光器按照分层CAD模型所获得的数据,将一层纸切割成所制零件的内外轮廓,然后新的一层纸再叠加在上面,通过热压装置,将下面已经切割的层粘合在一起,激光再次进行切割。切割时工作台连续下降,切割掉的纸片仍留在原处,起支撑和固化作用,纸片的一般厚度为0.07~0.1mm。该方法特点是成形速率高,成本低廉。 发展趋势:已经淘汰. LOM技术是快速成形技术发展过程中曾今为了寻找成本相对低廉, 精度相对合理的解决方案的一种尝试性探索. 客观而言, LOM设备的成形精度适中, 可以制造一些具有表面纹路的模型, 同时, 成形速度也相对较快. 但是, 由于LOM技术的材料利用率很低(10%-20%), 使得实际的材料成本并不便宜. 此外, LOM设备的稳定性和安全性也存在严重隐患,在实际运行过程中, 纸质、木质和PVC材料在激光照射极易着火, 引起事故. 因此, 目前LOM技术在全世界范围内已经几乎停止使用。
2.1.4选区激光粉末烧结技术 (SLS)
选择性激光烧结 (SLS)的成形方法是。在层面制造与逐层堆积的过程中,用激光束有选择地将可熔化粘结的金属粉末或非金属粉末 (如石蜡、塑料、树脂沙、尼龙等)一层层地扫描加热,使其达到烧结温度并烧结成形;当一层烧结完后,工作台降下一层的高度,铺下一层的粉末,再进行第二层的扫描,新烧结的一层牢固地粘结在前一层上,如此重复,烧结出与CAD模型对应的三维实体。选择性激光烧结 (SLS)突出的优点在于它是以粉末作为成形材料,所使用的成形材料十分广泛,从理论上来说,任何被激光加热后能够在粉粒间形成原子间连接的粉末材料都可以作为SLS的成形材料。
展趋势:停滞不前。
2.1.5熔融沉积成形技术 (MEM)
MEM的基本原理是:加热喷头在计算机的控制下,根据截面轮廓信息作X--Y平面运动和高度Z方向的运动,丝材 (如塑料丝、石腊质丝等)由供丝机构送至喷头,在喷头中加热、熔化,然后选择性地涂覆在工作台上,快速冷却后形成一层截面轮廓,层层叠加最终成为快速原型。用此法可以制作精密铸造用蜡模、铸造用母模等。
发展趋势:快速发展. MEM是在相对近期发展处的快速成形技术, 其有点在于安全性高, 设备稳定性高, 成形精度高而运行成本低. 因为含有特殊配方的ABS工程塑料本身的物理和化学性质, 使得MEM技术制作的模型具有很好的强度和韧度, 可以经受锻造、钻孔、打磨等高强度的测试. 加之ABS丝材成本相对低廉, 设备设计简洁, 维护方便等优势, 使得MEM技术目前后来居上, 成本工人的应用最广泛的快速成形技术。
先进制造技术论文:先进制造技术教学改革论文
一、先进制造技术教学现状
目前“先进制造技术”是工科院校机械工程、工业工程等专业的一门重要的限选课（选修课）。由于该门课程覆盖面广、内容繁杂，教师教学多以课堂讲授为主,缺乏结合实际的案例式教学、综合性教学、实践教学等原因，使得学生在学习过程中困难重重，教学效果不够理想。先进制造技术课程教学目前存在的问题如下：
（1）学时少，涵盖信息量大。教师面临着如何结合本校办学模式和本专业学生深造和就业的需要来重新组织、整合教学内容的难题。
（2）先进制造技术是一门动态的、不断吸收高新技术发展的技术，大多数教师受到现有教材的限制，无法在授课过程中及时融入先进制造技术的近期发展现状。
（3）实验设备匮乏，无法通过与教学内容相关的实践环节来加深学生对理论授课内容的理解。
（4）课件制作难度大。先进制造技术内容繁杂，涉及多种先进制造工艺、原理、加工过程及应用。授课过程中仅采用文字结合图片讲解是远远不够的。
（5）很多高校教师基本还是采取灌输式的教学方法，达不到培养学生创新思维和创新能力的目的。
（6）现有的教材内容繁杂，相对陈旧。上海海洋大学是一所有百年办学历史、技术实力雄厚、特色鲜明，特别在海洋科学与工程、海洋渔业、海洋信息等学科具有较强的教学与科研水平。近年来，工程学院在海洋工程材料、海洋工程装备、海洋可再生能源的研究和应用方面取得了突破性进展。如何寓研于教，不断探索和总结教育教学的内在规律，提高教学质量是我们所面临的关键问题。
二、“先进制造技术”案例式教学策略
（一）整合教学内容
精选目前海洋工程装备制造中最前沿的技术，分大类，然后从每大类中再挑选出此类技术中最前沿、的技术，以此为主题，广泛收集相关案例资料的近期研究成果，及时补充教学内容，确保教学内容的前瞻性，好从中国期刊网上或elsevier上下载科技文献以备参考，同时可以参加一些大型的相关技术产品展览会来拓宽视野并积攒素材。
（二）选择案例资料
从众多案例资料中挑选出最相关且浅显易懂的案例，激发学生对海洋工程装备等相关内容的兴趣，逐渐过渡到所要讲授的某项先进制造技术，同时需要从先进制造技术的重要性、用途等方面对学生加强引导，让学生在课堂上积极参与思考，并结合教师课堂教学谈谈自己的感受及本节课的收获，比如先让学生自己针对该项先进制造技术的优势、技术特点、应用条件、加工成本、加工质量及效率等各个方面进行讨论。学生由被动接受知识变为主动去学习，这一输入到输出的过程既锻炼了学生的语言表达能力，又充分调动教与学双方的主动性，使得学生在讨论交流中获得更多的启发，并学会去思考问题；同时鼓励学生在课下查阅相关文献，提前做好功课，带着问题来听课，培养学生自主学习的能力。
（三）完善多媒体课堂教学课件
制作案例的教学课件，要包含海洋类技术的定义原理、海洋工程样件的制备、设备的选择、加工过程、检测等，并尽量多地利用相关的图片、动画、视频来吸引学生的眼球，使学生更加清楚地了解整个零件的加工过程；在课前备课时，要大量查阅相关内容，挑选有用的信息，特别是具有应用性和市场潜力大的先进制造技术及时添加到教学内容中，从而让学生从高层次、新角度来认真对待这门课；在进行课件设计时，将涉及的相关信息巧妙地融入到课件中来，并注意与课本知识有机结合，通过播放与先进制造技术应用领域相关的视频，让学生更加深刻地了解先进制造技术在海洋工程方面的运用。
（四）融合海洋特色的案例及改进课外互动模式
21世纪是海洋的世纪，面对海洋资源开发这一不断成长的新兴市场，世界各国都在积极发展相关装备，加快海洋资源开发和利用已成为世界各国发展的重要战略取向。首先需要对海洋工程有关教材进行修订，并围绕研究主题发表较高质量的研究论文，给同类高校相同或相近专业建设提供参考经验。其中实践环节可通过购买相关精密器材比如超短激光器，并开设实践课程，培养学生的动手能力和分析试验结果的能力，所获的试验结果又可作为新的案例应用于教学中，这就是将理论环节与实践环节有机结合，从而形成了课程的教学体系；同时为了弥补课上教学学时不足这一缺陷，可借助数字化网络平台实现师生课外互动这一教学方式，使教学过程得以继续延伸，以数字化的形式在整个教学网内，实现资源共享、教学互动，适应多层次教学的需求，进而提升教学质量。
（五）改革考试方式
增设案例考试环节。给定主题，学生自己寻找案例，主动查阅文献并制作课件进行讲解，以增强学生对科技文献的阅读和理解能力，为毕业设计撰写综述打下坚实的基础；同时，每位学生都需对本课程的教学效果进行评价，比如以5分制的方式，以小纸条的形式给任课教师打分，同时可提出对课堂教学具有建设性的意见，教师可根据学生对课程的评价来反映出学生对本课程的参与程度，将其作为考核学生的一种方式。同时考试的形式可采取课堂讨论、小组成员演讲、布置大作业、文献查新等形式，根据具体情况按照一定比例来决定学生本课程的最终成绩，可避免仅凭一张试卷的分数来评定和决定学生对本课程的掌握情况。
（六）加强与国内外高校的学术交流活动，以跟踪海洋工程领域制造业的近期发展
目前，以上环节已经基本完成。通过两轮授课，学生评测成绩在90分以上，极大地调动了学生的学习积极性，改善了机械类课程枯燥乏味、授课效果差的现状。学生普遍反映对于海洋工程装备有了较深的认识，已经意识到所学的知识对于中国海洋业发展的重要性，大家众志成城，信心百倍地做好了投身海洋事业的准备。结合本校办学模式和本专业学生深造和就业的需要，在先进制造技术授课内容中引入海洋装备先进制造技术。不仅可丰富学生的专业知识，开阔学生的视野，增强其专业技能，而且可将一种严谨的科研理念灌输给学生，培养其创新意识，并树立一种推动科学进步、社会发展的光荣使命感。探索案例教学方式，取代传统的灌输式教学，激发学生的学习兴趣，提高授课质量，通过引导学生在课堂上去思考问题，并进行细致讨论，充分调动教与学双方的主动性。将实践环节与理论环节进行有机结合，有助于培养学生的动手能力和分析实验数据的能力，加深对海洋工程装备等相关知识的掌握，注重海洋工程领域人才的培养。
作者:刘璇宋秋红曹守启单位:上海海洋大学
先进制造技术论文:先进制造技术的发展方向论文
摘要：本文介绍了当今制造技术面临的问题，论述了先进制造的前沿科学，并展望了先进制造技术的发展前景。
关键词：问题；先进制造技术；前沿科学；应用前景
制造业是现代国民经济和综合国力的重要支柱，其生产总值一般占一个国家国内生产总值的20%~55%。在一个国家的企业生产力构成中，制造技术的作用一般占60%左右。专家认为，世界上各个国家经济的竞争，主要是制造技术的竞争。其竞争能力最终体现在所生产的产品的市场占有率上。随着经济技术的高速发展以及顾客需求和市场环境的不断变化，这种竞争日趋激烈，因而各国政府都非常重视对先进制造技术的研究。
一、当前制造科学要解决的问题
当前制造科学要解决的问题主要集中在以下几方面：
（1）制造系统是一个复杂的大系统，为满足制造系统敏捷性、快速响应和快速重组的能力，必须借鉴信息科学、生命科学和社会科学等多学科的研究成果，探索制造系统新的体系结构、制造模式和制造系统有效的运行机制。制造系统优化的组织结构和良好的运行状况是制造系统建模、仿真和优化的主要目标。制造系统新的体系结构不仅对制造企业的敏捷性和对需求的响应能力及可重组能力有重要意义，而且对制造企业底层生产设备的柔性和可动态重组能力提出了更高的要求。生物制造观越来越多地被引入制造系统，以满足制造系统新的要求。
（2）为支持快速敏捷制造，几何知识的共享已成为制约现代制造技术中产品开发和制造的关键问题。例如在计算机辅助设计与制造(CAD／CAM)集成、坐标测量(CMM)和机器人学等方面，在三维现实空间(3-RealSpace)中，都存在大量的几何算法设计和分析等问题，特别是其中的几何表示、几何计算和几何推理问题；在测量和机器人路径规划及零件的寻位(如Localization)等方面，存在C-空间(配置空间ConfigurationSpace)的几何计算和几何推理问题；在物体操作(夹持、抓取和装配等)描述和机器人多指抓取规划、装配运动规划和操作规划方面则需要在旋量空间(ScrewSpace)进行几何推理。制造过程中物理和力学现象的几何化研究形成了制造科学中几何计算和几何推理等多方面的研究课题，其理论有待进一步突破，当前一门新学科--计算机几何正在受到日益广泛和深入的研究。
（3）在现代制造过程中，信息不仅已成为主宰制造产业的决定性因素，而且还是最活跃的驱动因素。提高制造系统的信息处理能力已成为现代制造科学发展的一个重点。由于制造系统信息组织和结构的多层次性，制造信息的获取、集成与融合呈现出立体性、信息度量的多维性、以及信息组织的多层次性。在制造信息的结构模型、制造信息的一致性约束、传播处理和海量数据的制造知识库管理等方面，都还有待进一步突破。
（4）各种人工智能工具和计算智能方法在制造中的广泛应用促进了制造智能的发展。一类基于生物进化算法的计算智能工具，在包括调度问题在内的组合优化求解技术领域中，受到越来越普遍的关注，有望在制造中完成组合优化问题时的求解速度和求解精度方面双双突破问题规模的制约。制造智能还表现在：智能调度、智能设计、智能加工、机器人学、智能控制、智能工艺规划、智能诊断等多方面。
这些问题是当前产品创新的关键理论问题，也是制造由一门技艺上升为一门科学的重要基础性问题。这些问题的重点突破，可以形成产品创新的基础研究体系。
二、现代机械工程的前沿科学
不同科学之间的交叉融合将产生新的科学聚集，经济的发展和社会的进步对科学技术产生了新的要求和期望，从而形成前沿科学。前沿科学也就是已解决的和未解决的科学问题之间的界域。前沿科学具有明显的时域、领域和动态特性。工程前沿科学区别于一般基础科学的重要特征是它涵盖了工程实际中出现的关键科学技术问题。
超声电机、超高速切削、绿色设计与制造等领域，国内外已经做了大量的研究工作，但创新的关键是机械科学问题还不明朗。大型复杂机械系统的性能优化设计和产品创新设计、智能结构和系统、智能机器人及其动力学、纳米摩擦学、制造过程的三维数值模拟和物理模拟、超精度和微细加工关键工艺基础、大型和超大型精密仪器装备的设计和制造基础、虚拟制造和虚拟仪器、纳米测量及仪器、并联轴机床、微型机电系统等领域国内外虽然已做了不少研究，但仍有许多关键科学技术问题有待解决。
信息科学、纳米科学、材料科学、生命科学、管理科学和制造科学将是改变21世纪的主流科学，由此产生的高新技术及其产业将改变世界的面貌。因此，与以上领域相交叉发展的制造系统和制造信息学、纳米机械和纳米制造科学、仿生机械和仿生制造学、制造管理科学和可重构制造系统等会是21世纪机械工程科学的重要前沿科学。
2．1制造科学与信息科学的交叉--制造信息科学
机电产品是信息在原材料上的物化。许多现代产品的价值增值主要体现在信息上。因此制造过程中信息的获取和应用十分重要。信息化是制造科学技术走向全球化和现代化的重要标志。人们一方面对制造技术开始探索产品设计和制造过程中的信息本质，另一方面对制造技术本身加以改造，以使得其适应新的信息化制造环境。随着对制造过程和制造系统认识的加深，研究者们正试图以全新的概念和方式对其加以描述和表达，以进一步达到实现控制和优化的目的。
与制造有关的信息主要有产品信息、工艺信息和管理信息，这一领域有如下主要研究方向和内容：
(1)制造信息的获取、处理、存储、传递和应用，大量制造信息向知识和决策转化。
(2)非符号信息的表达、制造信息的保真传递、制造信息的管理、非完整制造信息状态下的生产决策、虚拟管理制造、基于网络环境下的设计和制造、制造过程和制造系统中的控制科学问题。
这些内容是制造科学和信息科学基础融合的产物，构成了制造科学中的新分支--制造信息学。
2．2微机械及其制造技术研究
微型电子机械系统(MEMS)，是指集微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路、接口电路、通信和电源于一体的完整微型机电系统。MEMS技术的目标是通过系统的微型化、集成化来探索具有新原理、新功能的元件和系统。MEMS的发展将极大地促进各类产品的袖珍化、微型化，成数量级的提高器件与系统的功能密度、信息密度与互联密度，大幅度地节能、节材。它不仅可以降低机电系统的成本，而且还可以完成许多大尺寸机电系统无法完成的任务。例如用尖端直径为5μm的微型镊子可以夹起一个红细胞；制造出3mm大小能够开动的小汽车；可以在磁场中飞行的像蝴蝶大小的飞机等。MEMS技术的发展开辟了技术全新的领域和产业，具有许多传统传感器无法比拟的优点，因此在制造业、航空、航天、交通、通信、农业、生物医学、环境监控、军事、家庭以及几乎人们接触到的所有领域中都有着十分广阔的应用前景。
微机械是机械技术与电子技术在纳米尺度上相融合的产物。早在1959年就有科学家提出微型机械的设想，1962年及时个硅微型压力传感器问世。1987年美国加州大学伯克利分校研制出转子直径为60~120μm的硅微型静电电动机，显示出利用硅微加工工艺制作微小可动结构并与集成电路兼容制造微小系统的潜力。微机械技术有可能像20世纪的微电子技术那样，在21世纪对世界科技、经济发展和国防建设产生巨大的影响。近10年来，微机械的发展令人瞩目。其特点如下：相当数量的微型元器件(微型结构、微型传感器和微型执行器等)和微系统研究成功，体现了其现实的和潜在的应用价值；多种微型制造技术的发展，特别是半导体微细加工等技术已成为微系统的支撑技术；微型机电系统的研究需要多学科交叉的研究队伍，微型机电系统技术是在微电子工艺的基础上发展的多学科交叉的前沿研究领域，涉及电子工程、机械工程、材料工程、物理学、化学以及生物医学等多种工程技术和科学。
目前对微观条件下的机械系统的运动规律，微小构件的物理特性和载荷作用下的力学行为等尚缺乏充分的认识，还没有形成基于一定理论基础之上的微系统设计理论与方法，因此只能凭经验和试探的方法进行研究。微型机械系统研究中存在的关键科学问题有微系统的尺度效应、物理特性和生化特性等。微系统的研究正处于突破的前夜，是亟待深入研究的领域。
2．3材料制备／零件制造一体化和加工新技术基础
材料是人类进步的里程碑，是制造业和高技术发展的基础。每一种重要新材料的成功制备和应用，都会推进物质文明，促进国家经济实力和军事实力的增强。21世纪中，世界将由资源消耗型的工业经济向知识经济转变，要求材料和零件具有高的性能以及功能化、智能化的特性；要求材料和零件的设计实现定量化、数字化；要求材料和零件的制备快速、高效并实现二者一体化、集成化。材料和零件的数字化设计与拟实仿真优化是实现材料与零件的高效品质制备／制造及二者一体化、集成化制造的关键。一方面，通过计算机完成拟实仿真优化后可以减少材料制备与零件制造过程中的实验性环节，获得的工艺方案，实现材料与零件的高效品质制备／制造；另一方面，根据不同材料性能的要求，如弹性模量、热膨胀系数、电磁性能等，研究材料和零件的设计形式。进而结合传统的去除材料式制造技术、增加材料式覆层技术等，研究多种材料组分的复合成形工艺技术。形成材料与零件的数字化制造理论、技术和方法，如快速成形技术采用材料逐渐增长的原理，突破了传统的去材法和变形法机械加工的许多限制，加工过程不需要工具或模具，能迅速制造出任意复杂形状又具有一定功能的三维实体模型或零件。
2．4机械仿生制造
21世纪将是生命科学的世纪，机械科学和生命科学的深度融合将产生全新概念的产品(如智能仿生结构)，开发出新工艺(如生长成形工艺)和开辟一系列的新产业，并为解决产品设计、制造过程和系统中一系列难题提供新的解决方法。这是一个极富创新和挑战的前沿领域。
地球上的生物在漫长的进化中所积累的优良品性为解决人类制造活动中的各种难题提供了范例和指南。从生命现象中学习组织与运行复杂系统的方法和技巧，是今后解决目前制造业所面临许多难题的一条有效出路。仿生制造指的是模仿生物器官的自组织、自愈合、自增长与自进化等功能结构和运行模式的一种制造系统与制造过程。如果说制造过程的机械化、自动化延伸了人类的体力，智能化延伸了人类的智力，那么，"仿生制造"则可以说延伸了人类自身的组织结构和进化过程。
仿生制造所涉及的科学问题是生物的"自组织"机制及其在制造系统中的应用问题。所谓"自组织"是指一个系统在其内在机制的驱动下，在组织结构和运行模式上不断自我完善、从而提高对于环境适应能力的过程。仿生制造的"自组织"机制为自下而上的产品并行设计、制造工艺规程的自动生成、生产系统的动态重组以及产品和制造系统的自动趋优提供了理论基础和实现条件。
仿生制造属于制造科学和生命科学的"远缘杂交"，它将对21世纪的制造业产生巨大的影响。
仿生制造的研究内容目前有两个方面：
2．4．1面向生命的仿生制造
研究生命现象的一般规律和模型，例如人工生命、细胞自动机、生物的信息处理技巧、生物智能、生物型的组织结构和运行模式以及生物的进化和趋优机制等；
2．4．2面向制造的仿生制造
研究仿生制造系统的自组织机制与方法，例如：基于充分信息共享的仿生设计原理，基于多自律单元协同的分布式控制和基于进化机制的寻优策略；研究仿生制造的概念体系及其基础，例如：仿生空间的形式化描述及其信息映射关系，仿生系统及其演化过程的复杂度计量方法。
机械仿生与仿生制造是机械科学与生命科学、信息科学、材料科学等学科的高度融合，其研究内容包括生长成形工艺、仿生设计和制造系统、智能仿生机械和生物成形制造等。目前所做的研究工作大多属前沿探索性的工作，具有鲜明的基础研究的特点，如果抓住机遇研究下去，将可能产生革命性的突破。今后应关注的研究领域有生物加工技术、仿生制造系统、基于快速原型制造技术的组织工程学，以及与生物工程相关的关键技术基础等。公务员之家
三、现代制造技术的发展趋势
20世纪90年代以来，世界各国都把制造技术的研究和开发作为国家的关键技术进行优先发展，如美国的先进制造技术计划AMTP、日本的智能制造技术（IMS）国际合作计划、韩国的高级现代技术国家计划(G--7)、德国的制造2000计划和欧共体的ESPRIT和BRITE-EURAM计划。
随着电子、信息等高新技术的不断发展，市场需求个性化与多样化，未来现代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、绿色集成化、全球化的方向发展。
当前现代制造技术的发展趋势大致有以下九个方面：
(1)信息技术、管理技术与工艺技术紧密结合，现代制造生产模式会获得不断发展。
(2)设计技术与手段更现代化。
(3)成型及制造技术精密化、制造过程实现低能耗。
(4)新型特种加工方法的形成。
(5)开发新一代超精密、超高速制造装备。
(6)加工工艺由技艺发展为工程科学。
(7)实施无污染绿色制造。
(8)制造业中广泛应用虚拟现实技术。
(9)制造以人为本。
先进制造技术论文:新世纪先进制造技术发展现状和趋势研究
先进制造技术是涉及多种学科的综合科学技术,它的概念已远远超过了传统制造技术所涵盖的知识范畴,它具体涉及到了从市场上对产品的需求、产品的开发设计、产品的制造工艺技术、产品生产销售过程的组织与监控,产品的售后服务,市场对产品的反馈信息等在内的整个产品寿命周期的系统工程。先进制造技术已成为当今世界上各企业间的科技竞争重点,先进制造技术水平的高低直接反映出一个国家工业科技的发展水平。
1.先进制造技术上的一些特点
1.1.先进制造技术是各国际企业在二十一世纪重点发展的技术。先进制造技术是现阶段近期的制造技术,它是由传统的制造技术发展过程中演变而来的,既保持了传统制造技术中的主要制造标准,又不断的通过结合各种高新技术成果完善制造标准,并逐步发展渗透到产品生产的各个领域当中。先进制造技术与现代高新科技相结合从而产生了一个面向二十一世界的具有明确范畴的完整的新技术领域。
1.2.先进制造技术是面向工业领域的实用技术。先进制造技术并不仅仅应用在制造过程本身,它还涉及到从产品的研发到销售的所有内容,它将整个过程结合成一个有机的整体,其核心目标就是为了提高企业的竞争力和增强国家的综合实力。
1.3.先进制造技术是一个涵盖整个生产过程的系统工程。先进制造技术需要一些高新技术的支撑,如微电脑技术,信息系统技术,传感应用技术,制造自动化技术,新型材料学和现代管理技术等等。
1.4.先进制造技术是国际间各企业重点发展的科技技术。二十世纪八十年代以来,经济的全球化有了飞速发展,发达国家通过经济等手段争夺全球市场,倾销自己产品。随着全球商业利益集团的形成,使得全球经济竞争变得愈发激烈,先进制造技术正是为了适应这种李烈全球竞争而出现的科技技术。因此,一个国家的先进制造技术应具有世界先进水平,以此来适应全球市场的激烈竞争。
2.先进制造技术的发展现状
2.1.工业技术发达的国家在先进制造技术设计方面不断的进行技术升级和研发大量专利技术,进而大量采用新的设计理念和方法,并使用计算机辅助设计技术、虚拟设计和仿真技术,这些技术都大大地提高了所设计产品的紧密度和其设计工作的效率,我国的相关企业在设计研发方面还跟国外技术发达企业存在着很大差距。
2.2.在制造工艺技术方面工业技术发达的国家早已开始大量采用高精密机械加工技术,纳米加工技术,激光焊接加工技术,3D打印加工技术,电磁加工技术,一体成形加工技术,复合材料加工技术等尖端加工技术和加工方法,新型复合材料、新合金加工刀具也大量被研制出来,而我国的大部分制造加工企业就目前来看加工制造工艺还跟工业技术发达的企业存在着差距,高新加工工艺应用程度不高。
2.3.在机械自动化技术方面工业发达国家已经普遍使用数控自动化机床,其生产加工中心、自动制造单元,自动制造系统等都已形成高度自动化。数字化的机械制造加工设备在一定程度上可以实现柔性自动化技术、智能控制和网络控制制造技术。而我国的制造企业目前对于现代自动设备的应用比例不高,自动化制造水平还比很低。
2.4.先进制造集成化是以计算机技术为基础,综合运用现代化加工技术,电子信息技术,自动化制造技术,信息系统工程技术等,将企业内部生产活动中的信息与产品库存等信息集成,使之实现信息共享化,通过网络把信息数据库和企业的所有生产活动紧密的联系在一起,充分的发挥科技制造技术,现代管理和人才的作用,让企业提高管理水平,使企业的产品质量化,利润较大化。
2.5.制造业智能化是今后先进制造技术的发展趋势,它将计算机技术和人工智能融入到产品的生产过程当中的每个环节中,通过模拟人工智能所设定的参数活动,来取代传统生产系统中一部分人力劳动。在企业产品生产过程中,人工智能系统能根据产品在生产过程中实际情况进行推理,并且做出在生产过程合理判断,使生产活动优化到状态,制造智能化是生产制造自动化的高级阶段,是制造集成化的延伸和发展。
2.6.制造标准化的应用随着现代制造技术的不断发展显得越来越重要。制造标准化不但促进了生产企业之间的专利交流和技术合作,还促进制造产品设备之间的相互配套和兼容,更重要的是企业间制定一些制造标定了全球制造技术今后的发展趋势。
2.7.工业发达国家的制造企业在组织生产管理方面采用先进计算机软件进行管理,非常重视组织和科学的管理体制及生产模式研究创新的发展,生产标准如:准时生产,快速制造、生产等一些科学先进的管理经验和管理技术。我国的大多数企业的计算机管理软件还不先进,管理人员的管理水平还跟国外大企业存在一些差距。
3.先进制造技术今后的发展趋势
3.1.精密化。现代高新技术产品对加工制造精度提出了越来越高的要求,据有关资料统计,目前世界上的超精密加工精度已经达到0.01微米,表面粗糙RA值达到0.06微米,可以予计在不远的将来,加工精度达到0.01微米,即纳米加工精度水平。
3.2.高速化。随新旧新型刀具材料的不断问世和轴承,润滑,电子驱动等科学技术的快速进步,切削速度和主轴转速得到了极大的提高。
3.3.柔性化。市场竞争的结果,必将是对产品的要求越来越多样化和个性化,生产企业的生产模式也必然是小批量多品种,这就要求加工制造技术必须具有高度的柔性,这样才能不断适应市场对产品的多样化要求。
3.4.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。市场开发,产品设计,物料选择,零件加工,产品销售等生产活动都可以异地和跨国界进行。这就极大地加快了技术停息的交流。加强了企业之间产品开发的生产合作,促进了企业之间的优化和重组,大大缩短了产品的生产周期,提高了产品的市场竞争力。 3.5.虚拟化。是指设计过程中的拟实技术和制造过程中的虚拟技术,它可以大大加快产品的开发速度和减少开发的风险,产品设计中的拟实技术是面向产品的结构和性能,以优化产品性能和降低成本为目标,包括产品的动力学分析,运动仿真,造型设计,强度和刚度的有限元计算等街。
3.6.绿色化。随着人类社会的进步和发展,可持续发展和
环境保护问题越来越引起人们的高度重视,绿色制造是通过绿色生产过程生产出绿色产品,产品使用完以后再经过绿色处理后加以回收利用,绿色制造是人类社会可持续发展战略在现代制造业上的充分体现,它必将成为现代制造技术中不可缺少的组成部分。 3.7.全球化。一方面同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的市场的竞争。
4.结束语
先进制造技术不仅仅是衡量一个国家科技发展水平的重要标准,也是国际企业间科技竞争的核心,我国尚处在经济发展转型的关键时期,制造加工技术是我国企业的薄弱环节,企业只有加大对科技研发的力度,紧跟先进制造技术的发展趋势,将对科技的研发放在企业发展的战略优先位置上,并以企业自身足够的力度加以实施,才能够尽快缩小与国外科技先进企业的差距,使之在国际上激烈的市场竞争中立于不败之地。
先进制造技术论文:先进制造技术的新发展
江苏省南京
王道林
摘要： 本文介绍了当今制造技术面临的问题，论述了先进制造的前沿科学，并展望了先进制造技术的发展前景。
关键词：问题； 先进制造技术； 前沿科学； 应用前景
论文
制造业是现代国民经济和综合国力的重要支柱，其生产总值一般占一个国家国内生产总值的20%~55%。在一个国家的企业生产力构成中，制造技术的作用一般占60%左右。专家认为，世界上各个国家经济的竞争，主要是制造技术的竞争。其竞争能力最终体现在所生产的产品的市场占有率上。随着经济技术的高速发展以及顾客需求和市场环境的不断变化，这种竞争日趋激烈，因而各国政府都非常重视对先进制造技术的研究。
1 当前制造科学要解决的问题
当前制造科学要解决的问题主要集中在以下几方面：
（1）制造系统是一个复杂的大系统，为满足制造系统敏捷性、快速响应和快速重组的能力，必须借鉴信息科学、生命科学和社会科学等多学科的研究成果，探索制造系统新的体系结构、制造模式和制造系统有效的运行机制。制造系统优化的组织结构和良好的运行状况是制造系统建模、仿真和优化的主要目标。制造系统新的体系结构不仅对制造企业的敏捷性和对需求的响应能力及可重组能力有重要意义，而且对制造企业底层生产设备的柔性和可动态重组能力提出了更高的要求。生物制造观越来越多地被引入制造系统，以满足制造系统新的要求。
（2）为支持快速敏捷制造，几何知识的共享已成为制约现代制造技术中产品开发和制造的关键问题。例如在计算机辅助设计与制造(CAD／CAM)集成、坐标测量(CMM)和机器人学等方面，在三维现实空间(3-Real Space)中，都存在大量的几何算法设计和分析等问题，特别是其中的几何表示、几何计算和几何推理问题；在测量和机器人路径规划及零件的寻位(如Localization)等方面，存在C-空间
(配置空间Configuration Space)的几何计算和几何推理问题；在物体操作(夹持、抓取和装配等)描述和机器人多指抓取规划、装配运动规划和操作规划方面则需要在旋量空间(Screw Space)进行几何推理。制造过程中物理和力学现象的几何化研究形成了制造科学中几何计算和几何推理等多方面的研究课题，其理论有待进一步突破，当前一门新学科--计算机几何正在受到日益广泛和深入的研究。
（3）在现代制造过程中，信息不仅已成为主宰制造产业的决定性因素，而且还是最活跃的驱动因素。提高制造系统的信息处理能力已成为现代制造科学发展的一个重点。由于制造系统信息组织和结构的多层次性，制造信息的获取、集成与融合呈现出立体性、信息度量的多维性、以及信息组织的多层次性。在制造信息的结构模型、制造信息的一致性约束、传播处理和海量数据的制造知识库管理等方面，都还有待进一步突破。
（4）各种人工智能工具和计算智能方法在制造中的广泛应用促进了制造智能的发展。一类基于生物进化算法的计算智能工具，在包括调度问题在内的组合优化求解技术领域中，受到越来越普遍的关注，有望在制造中完成组合优化问题时的求解速度和求解精度方面双双突破问题规模的制约。制造智能还表现在：智能调度、智能设计、智能加工、机器人学、智能控制、智能工艺规划、智能诊断等多方面。
这些问题是当前产品创新的关键理论问题，也是制造由一门技艺上升为一门科学的重要基础性问题。这些问题的重点突破，可以形成产品创新的基础研究体系。
2 现代机械工程的前沿科学
不同科学之间的交叉融合将产生新的科学聚集，经济的发展和社会的进步对科学技术产生了新的要求和期望，从而形成前沿科学。前沿科学也就是已解决的和未解决的科学问题之间的界域。前沿科学具有明显的时域、领域和动态特性。工程前沿科学区别于一般基础科学的重要特征是它涵盖了工程实际中出现的关键科学技术问题。
超声电机、超高速切削、绿色设计与制造等领域，国内外已经做了大量的研究工作，但创新的关键是机械科学问题还不明朗。大型复杂机械系统的性能优化设计和产品创新设计、智能结构和系统、智能机器人及其动力学、纳米摩擦学、制造过程的三维数值模拟和物理模拟、超精度和微细加工关键工艺基础、大型和超大型精密仪器装备的设计和制造基础、虚拟制造和虚拟仪器、纳米测量及仪器、并联轴机床、微型机电系统等领域国内外虽然已做了不少研究，但仍有许多关键科学技术问题有待解决。
信息科学、纳米科学、材料科学、生命科学、管理科学和制造科学将是改变21世纪的主流科学，由此产生的高新技术及其产业将改变世界的面貌。因此，与以上领域相交叉发展的制造系统和制造信息学、纳米机械和纳米制造科学、仿生机械和仿生制造学、制造管理科学和可重构制造系统等会是21世纪机械工程科学的重要前沿科学。
2．1 制造科学与信息科学的交叉--制造信息科学
机电产品是信息在原材料上的物化。许多现代产品的价值增值主要体现在信息上。因此制造过程中信息的获取和应用十分重要。信息化是制造科学技术走向全球化和现代化的重要标志。人们一方面对制造技术开始探索产品设计和制造过程中的信息本质，另一方面对制造技术本身加以改造，以使得其适应新的信息化制造环境。随着对制造过程和制造系统认识的加深，研究者们正试图以全新的概念和方式对其加以描述和表达，以进一步达到实现控制和优化的目的。
与制造有关的信息主要有产品信息、工艺信息和管理信息，这一领域有如下主要研究方向和内容：
(1) 制造信息的获取、处理、存储、传递和应用，大量制造信息向知识和决策转化。
(2) 非符号信息的表达、制造信息的保真传递、制造信息的管理、非完整制造信息状态下的生产决策、虚拟管理制造、基于网络环境下的设计和制造、制造过程和制造系统中的控制科学问题。
这些内容是制造科学和信息科学基础融合的产物，构成了制造科学中的新分支--制造信息学。
2．2 微机械及其制造技术研究
微型电子机械系统(MEMS)，是指集微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路、接口电路、通信和电源于一体 的完整微型机电系统。MEMS技术的目标是通过系统的微型化、集成化来探索具有新原理、新功能的元件和系统。MEMS的发展将极大地促进各类产品的袖珍化、微型化，成数量级的提高器件与系统的功能密度、信息密度与互联密度，大幅度地节能、节材。它不仅可以降低机电系统的成本，而且还可以完成许多大尺寸机电系统无法完成的任务。例如用尖端直径为5μm的微型镊子可以夹起一个红细胞；制造出3mm大小能够开动的小汽车；可以在磁场中飞行的像蝴蝶大小的飞机等。MEMS技术的发展开辟了技术全新的领域和产业，具有许多传统传感器无法比拟的优点，因此在制造业、航空、航天、交通、通信、农业、生物医学、环境监控、军事、家庭以及几乎人们接触到的所有领域中都有着十分广阔的应用前景。
微机械是机械技术与电子技术在纳米尺度上相融合的产物。早在1959年就有科学家提出微型机械的设想，1962年及时个硅微型压力传感器问世。1987年美国加州大学伯克利分校研制出转子直径为60~120μm的硅微型静电电动机，显示出利用硅微加工工艺制作微小可动结构并与集成电路兼容制造微小系统的潜力。微机械技术有可能像20世纪的微电子技术那样，在21世纪对世界科技、经济发展和国防建设产生巨大的影响。近10年来，微机械的发展令人瞩目。其特点如下：相当数量的微型元器件(微型结构、微型传感器和微型执行器等)和微系统研究成功，体现了其现实的和潜在的应用价值；多种微型制造技术的发展，特别是半导体微细加工等技术已成为微系统的支撑技术；微型机电系统的研究需要多学科交叉的研究队伍，微型机电系统技术是在微电子工艺的基础上发展的多学科交叉的前沿研究领域，涉及电子工程、机械工程、材料工程、物理学、化学以及生物医学等多种工程技术和科学。
目前对微观条件下的机械系统的运动规律，微小构件的物理特性和载荷作用下的力学行为等尚缺乏充分的认识，还没有形成基于一定理论基础之上的微系统设计理论与方法，因此只能凭经验和试探的方法进行研究。微型机械系统研究中存在的关键科学问题有微系统的尺度效应、物理特性和生化特性等。微系统的研究正处于突破的前夜，是亟待深入研究的领域。
2．3 材料制备／零件制造一体化和加工新技术基础
材料是人类进步的里程碑，是制造业和高技术发展的基础。每一种重要新材料的成功制备和应用，都会推进物质文明，促进国家经济实力和军事实力的增强。21世纪中，世界将由资源消耗型的工业经济向知识经济转变，要求材料和零件具有高的性能以及功能化、智能化的特性；要求材料和零件的设计实现定量化、数字化；要求材料和零件的制备快速、高效并实现二者一体化、集成化。材料和零件的数字化设计与拟实仿真优化是实现材料与零件的高效品质制备／制造及二者一体化、集成化制造的关键。一方面，通过计算机完成拟实仿真优化后可以减少材料制备与零件制造过程中的实验性环节，获得的工艺方案，实现材料与零件的高效品质制备／制造；另一方面，根据不同材料性能的要求，如弹性模量、热膨胀系数、电磁性能等，研究材料和零件的设计形式。进而结合传统的去除材料式制造技术、增加材料式覆层技术等，研究多种材料组分的复合成形工艺技术。形成材料与零件的数字化制造理论、技术和方法，如快速成形技术采用材料逐渐增长的原理，突破了传统的去材法和变形法机械加工的许多限制，加工过程不需要工具或模具，能迅速制造出任意复杂形状又具有一定功能的三维实体模型或零件。
2．4 机械仿生制造
21世纪将是生命科学的世纪，机械科学和生命科学的深度融合将产生全新概念的产品(如智能仿生结构)，开发出新工艺(如生长成形工艺)和开辟一系列的新产业，并为解决产品设计、制造过程和系统中一系列难题提供新的解决方法。这是一个极富创新和挑战的前沿领域。
地球上的生物在漫长的进化中所积累的优良品性为解决人类制造活动中的各种难题提供了范例和指南。从生命现象中学习组织与运行复杂系统的方法和技巧，是今后解决目前制造业所面临许多难题的一条有效出路。仿生制造指的是模仿生物器官的自组织、自愈合、自增长与自进化等功能结构和运行模式的一种制造系统与制造过程。如果说制造过程的机械化、自动化延伸了人类的体力，智能化延伸了人类的智力，那么，"仿生制造"则可以说延伸了人类自身的组织结构和进化过程。
仿生制造所涉及的科学问题是生物的"自组织"机制及其在制造系统中的应用问题。所谓"自组织"是指一个系统在其内在机制的驱动下，在组织结构和运行模式上不断自我完善、从而提高对于环境适应能力的过程。仿生制造的"自组织"机制为自下而上的产品并行设计、制造工艺规程的自动生成、生产系统的动态重组以及产品和制造系统的自动趋优提供了理论基础和实现条件。
仿生制造属于制造科学和生命科学的"远缘杂交"，它将对21世纪的制造业产生巨大的影响。
仿生制造的研究内容目前有两个方面：
2．4．1 面向生命的仿生制造
研究生命现象的一般规律和模型，例如人工生命、细胞自动机、生物的信息处理技巧、生物智能、生物型的组织结构和运行模式以及生物的进化和趋优机制等；
2．4．2 面向制造的仿生制造
研究仿生制造系统的自组织机制与方法，例如：基于充分信息共享的仿生设计原理，基于多自律单元协同的分布式控制和基于进化机制的寻优策略；研究仿生制造的概念体系及其基础，例如：仿生空间的形式化描述及其信息映射关系，仿生系统及其演化过程的复杂度计量方法。
机械仿生与仿生制造是机械科学与生命科学、信息科学、材料科学等学科的高度融合，其研究内容包括生长成形工艺、仿生设计和制造系统、智能仿生机械和生物成形制造等。目前所做的研究工作大多属前沿探索性的工作，具有鲜明的基础研究的特点，如果抓住机遇研究下去，将可能产生革命性的突破。今后应关注的研究领域有生物加工技术、仿生制造系统、基于快速原型制造技术的组织工程学，以及与生物工程相关的关键技术基础等。 3 现代制造技术的发展趋势
20世纪90年代以来，世界各国都把制造技术的研究和开发作为国家的关键技术进行优先发展，如美国的先进制造技术计划AMTP、日本的智能制造技术（IMS）国际合作计划、韩国的高级现代技术国家计划(G--7)、德国的制造2000计划和欧共体的ESPRIT和BRITE-EURAM计划。
随着 电子、信息等高新技术的不断发展，市场需求个性化与多样化，未来现代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、绿色集成化、全球化的方向发展。
当前现代制造技术的发展趋势大致有以下九个方面：
(1) 信息技术、管理技术与工艺技术紧密结合，现代制造生产模式会获得不断发展。
(2) 设计技术与手段更现代化。
(3) 成型及制造技术精密化、制造过程实现低能耗。
(4) 新型特种加工方法的形成。
(5) 开发新一代超精密、超高速制造装备。
(6) 加工工艺由技艺发展为工程科学。
(7) 实施无污染绿色制造。
(8) 制造业中广泛应用虚拟现实技术。
(9) 制造以人为本。
先进制造技术论文:先进制造技术的新发展
摘要： 本文介绍了当今制造技术面临的问题，论述了先进制造的前沿科学，并展望了先进制造技术的发展前景。
关键词：问题； 先进制造技术； 前沿科学； 应用前景
论文
制造业是现代国民经济和综合国力的重要支柱，其生产总值一般占一个国家国内生产总值的20%~55%。在一个国家的企业生产力构成中，制造技术的作用一般占60%左右。专家认为，世界上各个国家经济的竞争，主要是制造技术的竞争。其竞争能力最终体现在所生产的产品的市场占有率上。随着经济技术的高速发展以及顾客需求和市场环境的不断变化，这种竞争日趋激烈，因而各国政府都非常重视对先进制造技术的研究。
1 当前制造科学要解决的问题
当前制造科学要解决的问题主要集中在以下几方面：
（1）制造系统是一个复杂的大系统，为满足制造系统敏捷性、快速响应和快速重组的能力，必须借鉴信息科学、生命科学和社会科学等多学科的研究成果，探索制造系统新的体系结构、制造模式和制造系统有效的运行机制。制造系统优化的组织结构和良好的运行状况是制造系统建模、仿真和优化的主要目标。制造系统新的体系结构不仅对制造企业的敏捷性和对需求的响应能力及可重组能力有重要意义，而且对制造企业底层生产设备的柔性和可动态重组能力提出了更高的要求。生物制造观越来越多地被引入制造系统，以满足制造系统新的要求。
（2）为支持快速敏捷制造，几何知识的共享已成为制约现代制造技术中产品开发和制造的关键问题。例如在计算机辅助设计与制造(CAD／CAM)集成、坐标测量(CMM)和机器人学等方面，在三维现实空间(3-Real Space)中，都存在大量的几何算法设计和分析等问题，特别是其中的几何表示、几何计算和几何推理问题；在测量和机器人路径规划及零件的寻位(如Localization)等方面，存在C-空间
(配置空间Configuration Space)的几何计算和几何推理问题；在物体操作(夹持、抓取和装配等)描述和机器人多指抓取规划、装配运动规划和操作规划方面则需要在旋量空间(Screw Space)进行几何推理。制造过程中物理和力学现象的几何化研究形成了制造科学中几何计算和几何推理等多方面的研究课题，其理论有待进一步突破，当前一门新学科--计算机几何正在受到日益广泛和深入的研究。
（3）在现代制造过程中，信息不仅已成为主宰制造产业的决定性因素，而且还是最活跃的驱动因素。提高制造系统的信息处理能力已成为现代制造科学发展的一个重点。由于制造系统信息组织和结构的多层次性，制造信息的获取、集成与融合呈现出立体性、信息度量的多维性、以及信息组织的多层次性。在制造信息的结构模型、制造信息的一致性约束、传播处理和海量数据的制造知识库管理等方面，都还有待进一步突破。
（4）各种人工智能工具和计算智能方法在制造中的广泛应用促进了制造智能的发展。一类基于生物进化算法的计算智能工具，在包括调度问题在内的组合优化求解技术领域中，受到越来越普遍的关注，有望在制造中完成组合优化问题时的求解速度和求解精度方面双双突破问题规模的制约。制造智能还表现在：智能调度、智能设计、智能加工、机器人学、智能控制、智能工艺规划、智能诊断等多方面。
这些问题是当前产品创新的关键理论问题，也是制造由一门技艺上升为一门科学的重要基础性问题。这些问题的重点突破，可以形成产品创新的基础研究体系。
2 现代机械工程的前沿科学
不同科学之间的交叉融合将产生新的科学聚集，经济的发展和社会的进步对科学技术产生了新的要求和期望，从而形成前沿科学。前沿科学也就是已解决的和未解决的科学问题之间的界域。前沿科学具有明显的时域、领域和动态特性。工程前沿科学区别于一般基础科学的重要特征是它涵盖了工程实际中出现的关键科学技术问题。
超声电机、超高速切削、绿色设计与制造等领域，国内外已经做了大量的研究工作，但创新的关键是机械科学问题还不明朗。大型复杂机械系统的性能优化设计和产品创新设计、智能结构和系统、智能机器人及其动力学、纳米摩擦学、制造过程的三维数值模拟和物理模拟、超精度和微细加工关键工艺基础、大型和超大型精密仪器装备的设计和制造基础、虚拟制造和虚拟仪器、纳米测量及仪器、并联轴机床、微型机电系统等领域国内外虽然已做了不少研究，但仍有许多关键科学技术问题有待解决。
信息科学、纳米科学、材料科学、生命科学、管理科学和制造科学将是改变21世纪的主流科学，由此产生的高新技术及其产业将改变世界的面貌。因此，与以上领域相交叉发展的制造系统和制造信息学、纳米机械和纳米制造科学、仿生机械和仿生制造学、制造管理科学和可重构制造系统等会是21世纪机械工程科学的重要前沿科学。
2．1 制造科学与信息科学的交叉--制造信息科学
机电产品是信息在原材料上的物化。许多现代产品的价值增值主要体现在信息上。因此制造过程中信息的获取和应用十分重要。信息化是制造科学技术走向全球化和现代化的重要标志。人们一方面对制造技术开始探索产品设计和制造过程中的信息本质，另一方面对制造技术本身加以改造，以使得其适应新的信息化制造环境。随着对制造过程和制造系统认识的加深，研究者们正试图以全新的概念和方式对其加以描述和表达，以进一步达到实现控制和优化的目的。
与制造有关的信息主要有产品信息、工艺信息和管理信息，这一领域有如下主要研究方向和内容：
(1) 制造信息的获取、处理、存储、传递和应用，大量制造信息向知识和决策转化。
(2) 非符号信息的表达、制造信息的保真传递、制造信息的管理、非完整制造信息状态下的生产决策、虚拟管理制造、基于网络环境下的设计和制造、制造过程和制造系统中的控制科学问题。
这些内容是制造科学和信息科学基础融合的产物，构成了制造科学中的新分支--制造信息学。
2．2 微机械及其制造技术研究
微型电子机械系统(MEMS)，是指集微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路、接口电路、通信和电源于一体的完整微型机电系统。MEMS技术的目标是通过系统的微型化、集成化来探索具有新原理、新功能的元件和系统。MEMS的发展将极大地促进各类产品的袖珍化、微型化，成数量级的提高器件与系统的功能密度、信息密度与互联密度，大幅度地节能、节材。它不仅可以降低机电系统的成本，而且还可以完成许多大尺寸机电系统无法完成的任务。例如用尖端直径为5μm的微型镊子可以夹起一个红细胞；制造出3mm大小能够开动的小汽车；可以在磁场中飞行的像蝴蝶大小的飞机等。MEMS技术的发展开辟了技术全新的领域和产业，具有许多传统传感器无法比拟的优点，因此在制造业、航空、航天、交通、通信、农业、生物医学、环境监控、军事、家庭以及几乎人们接触到的所有领域中都有着十分广阔的应用前景。
微机械是机械技术与电子技术在纳米尺度上相融合的产物。早在1959年就有科学家提出微型机械的设想，1962年及时个硅微型压力传感器问世。1987年美国加州大学伯克利分校研制出转子直径为60~120μm的硅微型静电电动机，显示出利用硅微加工工艺制作微小可动结构并与集成电路兼容制造微小系统的潜力。微机械技术有可能像20世纪的微电子技术那样，在21世纪对世界科技、经济发展和国防建设产生巨大的影响。近10年来，微机械的发展令人瞩目。其特点如下：相当数量的微型元器件(微型结构、微型传感器和微型执行器等)和微系统研究成功，体现了其现实的和潜在的应用价值；多种微型制造技术的发展，特别是半导体微细加工等技术已成为微系统的支撑技术；微型机电系统的研究需要多学科交叉的研究队伍，微型机电系统技术是在微电子工艺的基础上发展的多学科交叉的前沿研究领域，涉及电子工程、机械工程、材料工程、物理学、化学以及生物医学等多种工程技术和科学。
目前对微观条件下的机械系统的运动规律，微小构件的物理特性和载荷作用下的力学行为等尚缺乏充分的认识，还没有形成基于一定理论基础之上的微系统设计理论与方法，因此只能凭经验和试探的方法进行研究。微型机械系统研究中存在的关键科学问题有微系统的尺度效应、物理特性和生化特性等。微系统的研究正处于突破的前夜，是亟待深入研究的领域。
2．3 材料制备／零件制造一体化和加工新技术基础
材料是人类进步的里程碑，是制造业和高技术发展的基础。每一种重要新材料的成功制备和应用，都会推进物质文明，促进国家经济实力和军事实力的增强。21世纪中，世界将由资源消耗型的工业经济向知识经济转变，要求材料和零件具有高的性能以及功能化、智能化的特性；要求材料和零件的设计实现定量化、数字化；要求材料和零件的制备快速、高效并实现二者一体化、集成化。材料和零件的数字化设计与拟实仿真优化是实现材料与零件的高效品质制备／制造及二者一体化、集成化制造的关键。一方面，通过计算机完成拟实仿真优化后可以减少材料制备与零件制造过程中的实验性环节，获得的工艺方案，实现材料与零件的高效品质制备／制造；另一方面，根据不同材料性能的要求，如弹性模量、热膨胀系数、电磁性能等，研究材料和零件的设计形式。进而结合传统的去除材料式制造技术、增加材料式覆层技术等，研究多种材料组分的复合成形工艺技术。形成材料与零件的数字化制造理论、技术和方法，如快速成形技术采用材料逐渐增长的原理，突破了传统的去材法和变形法机械加工的许多限制，加工过程不需要工具或模具，能迅速制造出任意复杂形状又具有一定功能的三维实体模型或零件。
2．4 机械仿生制造
21世纪将是生命科学的世纪，机械科学和生命科学的深度融合将产生全新概念的产品(如智能仿生结构)，开发出新工艺(如生长成形工艺)和开辟一系列的新产业，并为解决产品设计、制造过程和系统中一系列难题提供新的解决方法。这是一个极富创新和挑战的前沿领域。
地球上的生物在漫长的进化中所积累的优良品性为解决人类制造活动中的各种难题提供了范例和指南。从生命现象中学习组织与运行复杂系统的方法和技巧，是今后解决目前制造业所面临许多难题的一条有效出路。仿生制造指的是模仿生物器官的自组织、自愈合、自增长与自进化等功能结构和运行模式的一种制造系统与制造过程。如果说制造过程的机械化、自动化延伸了人类的体力，智能化延伸了人类的智力，那么，"仿生制造"则可以说延伸了人类自身的组织结构和进化过程。
仿生制造所涉及的科学问题是生物的"自组织"机制及其在制造系统中的应用问题。所谓"自组织"是指一个系统在其内在机制的驱动下，在组织结构和运行模式上不断自我完善、从而提高对于环境适应能力的过程。仿生制造的"自组织"机制为自下而上的产品并行设计、制造工艺规程的自动生成、生产系统的动态重组以及产品和制造系统的自动趋优提供了理论基础和实现条件。
仿生制造属于制造科学和生命科学的"远缘杂交"，它将对21世纪的制造业产生巨大的影响。
仿生制造的研究内容目前有两个方面：
2．4．1 面向生命的仿生制造
研究生命现象的一般规律和模型，例如人工生命、细胞自动机、生物的信息处理技巧、生物智能、生物型的组织结构和运行模式以及生物的进化和趋优机制等；
2．4．2 面向制造的仿生制造
研究仿生制造系统的自组织机制与方法，例如：基于充分信息共享的仿生设计原理，基于多自律单元协同的分布式控制和基于进化机制的寻优策略；研究仿生制造的概念体系及其基础，例如：仿生空间的形式化描述及其信息映射关系，仿生系统及其演化过程的复杂度计量方法。
机械仿生与仿生制造是机械科学与生命科学、信息科学、材料科学等学科的高度融合，其研究内容包括生长成形工艺、仿生设计和制造系统、智能仿生机械和生物成形制造等。目前所做的研究工作大多属前沿探索性的工作，具有鲜明的基础研究的特点，如果抓住机遇研究下去，将可能产生革命性的突破。今后应关注的研究领域有生物加工技术、仿生制造系统、基于快速原型制造技术的组织工程学，以及与生物工程相关的关键技术基础等。 3 现代制造技术的发展趋势
20世纪90年代以来，世界各国都把制造技术的研究和开发作为国家的关键技术进行优先发展，如美国的先进制造技术计划AMTP、日本的智能制造技术（IMS）国际合作计划、韩国的高级现代技术国家计划(G--7)、德国的制造2000计划和欧共体的ESPRIT和BRITE-EURAM计划。
随着电子、信息等高新技术的不断发展，市场需求个性化与多样化，未来现代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、绿色集成化、全球化的方向发展。
当前现代制造技术的发展趋势大致有以下九个方面：
(1) 信息技术、管理技术与工艺技术紧密结合，现代制造生产模式会获得不断发展。
(2) 设计技术与手段更现代化。
(3) 成型及制造技术精密化、制造过程实现低能耗。
(4) 新型特种加工方法的形成。
(5) 开发新一代超精密、超高速制造装备。
(6) 加工工艺由技艺发展为工程科学。
(7) 实施无污染绿色制造。
(8) 制造业中广泛应用虚拟现实技术。
(9) 制造以人为本。
先进制造技术论文:CAD技术在先进制造模式中的应用
摘 要：系统分析了在各种先进制造模式中如何应用cad技术进行产品设计，提高工程设计的质量和效率，对于不同的制造模式采取不同的cad方法，使cad技术适应先进制造模式的需求。
关键词：cims；并行工程；敏捷制造；虚拟制造
0 前言
计算机辅助设计(cad)技术是近几十年来迅速发展起来的一门新兴的综合计算机应用技术,它的应用和发展已经成为衡量一个企业工业现代化水平的重要标志。特别是在当今市场竞争日趋激烈的条件下，要想赢得竞争，企业必须以最快的上市速度、好的质量、低的成本、的服务、最利于环境的产品满足用户的不同需求。在各种先进的制造模式中，cad技术得到了广泛的应用。无论是并行设计、协同设计、虚拟设计，还是环保设计都离不开现代cad技术的应用。应用现代cad技术能使设计工作实现网络化、集成化和智能化，以求达到产品设计周期短、成本低和高质量的目标。
1 cad技术在并行工程中的应用
并行工程和协同工作是一种新型的设计模式，通过把先进的企业管理和先进的自动化技术结合在一起，采用并行化的产品设计理念及其相关过程，在产品的设计早期考虑产品的制造过程和生命周期。并行工程的设计方法强调功能和过程的集成。在对产品设计过程进行集成的前提下，优化和重组产品的开发过程，实现多学科专家群体协同工作的工作方式。
（1）将企业实施的各种串行过程转变为并行工程，要求在进行上游工作环节设计的同时，尽可能多的考虑下游工作环节的工作。在产品设计的初始阶段，应考虑后续制造的相关问题，对产品的性、可制造性、可测试性、规范性和成本可计算性进行设计，尽早考虑产品整个生命周期中的所有设计因素，以求达到各项设计工作的协调一致，力争设计工作一次完成。
（2）并行工程的实施需要建立多学科协作的组织形式，运用可制造性设计dfm方法开发新产品。当采用这种设计方法时，由于需要集体合作，所以个体的设计结果应该信息共享，设计规范统一，应用集体的智慧和经验，产生高质量、低成本的产品。
（3）在进行产品的并行设计时，要选择合适的软件工具和方法，选定的软件能对产品的设计、制造周期进行全程服务。在设计、制造周期中的数据交换应符合step标准，便于实现产品数据管理pdm。通过这些cad技术的应用使产品的开发集体所有成员都组合在同一个信息环境中，保障所有成员得到近期、最的产品信息，协同一致的完成设计任务。在产品的设计早期地考虑产品的制造周期。
2 cad技术在敏捷制造中的应用
精良（lean production,lp）生产是一种新的生产模式，这种生产方式在日本企业中得到了推广应用，并且取得了成功，促进了日本经济的快速发展。在精良生产方式中，从生产操作、组织管理、经营方式等各方面，找出一切不能为产品增值的活动和人员，加以改革，进而杜绝浪费，提高经济效益。精良生产方式实现了精良管理、精良设计、协同配套、用户至上、高素质人员的集成。在此基础上，美国的制造业界提出了敏捷制造（agile manufacturing, am）的先进制造模式，为了实现企业生产制造的敏捷性，采取现代通讯手段，通过快速配置各种资源，以有效和协调的方式响应用户需求的一种新的企业发展战略。这种生产模式正在发展之中，其基本思想是将灵活的动态联盟组织、先进的柔性生产技术和高素质的人员集成，使企业能够应付迅速变化和不可预测的市场需求，以求得长期稳定的经济效益。cad技术在产品设计、生产全过程的动态联盟组织中的应用有如下特点：
（1）实现产品的敏捷设计和管理。
应用cad技术可实现设计资源共享、信息服务、合作建模、数据管理和设计过程管理，达到敏捷设计的目的。在敏捷设计中，产品的开发是利用数字方式确定工作任务，用数字方式在各部门、各地点的合作者之间进行联络。产品开发环境中的产品实际上是一种数字模型，在同一个数字模型上工作，通过pdm系统管理和集成，pdm是管理产品信息的重要技术措施。
（2）实现网上协同设计。
在网络环境下，从事cad技术工作的人员组成跨专业学科的设计团队，分散在不同的企业中，实现企业间的动态集成。随着产品结构的日益复杂化以及新技术更替的加快，对某些产品一个企业已不可能快速、经济的独立开发和制造，必须寻求企业的动态联盟形式，把具有各种特点和优势的企业以产品为纽带联合在一起，共享一个产品数据库和统一的产品数据管理系统，较大限度的保障设计者和制造者以优化的形式在网上进行新产品的协同设计和制造。
3 cad技术在cims集成系统中的应用
早期的cad系统是致力于提高绘图的工作效率，数控机床的出现，发展成了计算机辅助制造cam，进而促进了cad技术的发展。在cims系统中，要求产品的信息实现cad、capp和cam的集成，实现产品设计到制造各环节中资源共享和信息传递，提高设计效率。cad技术在cims系统中的应用有如下特点：
（1）cad建模技术的应用。
特征建模技术是cims的关键技术之一。它是在cad/capp/cam范围内建立相对统一的、基于特征的产品定义模型，包括了从产品设计到制造各阶段所需要的产品定义信息，通过产品的几何形状信息和工程信息的描述，体现设计意图，并将产品的设计意图反映到各个后续环节。特征建模技术是cad/capp/cam集成的重要前提。
（2）数据交换技术的应用。
对于以单元自动化为目标的cad/capp/cam应用系统，各子系统数据的逻辑和物理结构差异很大，这给各子系统间的数据传递带来了一定的困难。因此，需要设计专用的数据格式文件交换产品信息。为了提高产品数据格式的标准化程度，可通过标准数据格式文件交换产品信息，这需要在各个子系统中设计前/后置数据处理程序，实现系统数据格式与标准格式的转换，常用iges图形数据交换格式作为各子系统数据转换的标准格式。也可以通过统一的产品模型交换设计信息，使各子系统间直接进行信息交换，采用step标准以通用的数据格式描述一个产品在生产周期内完整的产品模型。这样做可以大大提高系统的集成性。
（3）产品数据管理（pdm）技术的应用。
为了提高数据传输效率和系统的集成化程度，保障各子系统间设计数据的一致性、性和数据共享。可采用产品数据管理系统（pdm）统一管理与生产有关的全部信息。cad/capp/cam之间不需要传递信息。各子系统从pdm系统中提取和存放各自需要的信息，从而真正实现cad/capp/cam的集成。通过pdm实现产品设计、分析、制造、工艺规划和质量管理等方面的信息集成，确保cad/capp/cam设计出近期、好、性能的产品。
4 cad技术在虚拟制造技术中的应用
虚拟现实（vr）技术目标是建立一个与客观世界相似、逼真的虚拟环境（ve）。科学计算可视化（visc）是将科学计算过程中产生的数据与计算结果转换为图形或图像并进行交互处理的理论和技术。可视化技术和多媒体技术是实现虚拟环境的基础，利用可视化技术实现的三维真实感场景是虚拟环境的最基本体现。
（1）虚拟产品加工流程。
设计产品的三维表达需要cad技术的支持，在产品的设计阶段就应该考虑产品零件的可造性，对于大型复杂零件的制造可先在计算机上进行虚拟加工，进而获得合理的加工流程，为合理的设计提供工艺保障。实际上数控仿真就是在计算机上执行数控程序，并将工具图形、刀具轨迹在计算机显示器（crt）上显示出来。
（2）虚拟产品样机。
机械产品从概念设计到成品面市过程，需要经历“设计样机制造测试评价修改产品”这一耗时的反复循环。如何加速新产品的开发周期，并在新产品投产之前有一个有效的手段来检验新产品的效能和适用性，避免投产后的失败，这是工程技术人员追求的目标。
通过cad技术表现样机的直观形象和功能动画。
5 结束语
随着计算机科学技术的发展，cad技术在工程领域会得到了越来越广泛的应用。cad正经历着从传统单元技术向复杂大系统环境下的设计自动化技术的重要转变。21世纪，济竞争是世界各国竞争的焦点和世界发展的重要推动力。对制造业而言，每个企业都面临找持续多变和不可预测的全球化市场竞争，竞争的核心是以知识为基础的新产品的竞争。为了提高竞争力企业必须解决好产品的上市速度（t）、好的质量（q）、低的成本（c）、的服务（s）和最清洁的环境（e）来满足顾客的不同需求和社会可持续发展的要求。先进制造技术必然十分重视产品设计问题。没有适销对路的创新产品会在激烈的市场竞争中败下阵来，所以采用先进制造技术的企业必然将产品设计这个环节视为企业的生命线，先进的设计技术必然成为先进制造技术的核心之一，先进设计技术离不开cad技术，而且会大大促进cad技术的发展。
先进制造技术论文:先进制造技术的新发展
江苏省南京
王道林
摘要： 本文介绍了当今制造技术面临的问题，论述了先进制造的前沿科学，并展望了先进制造技术的发展前景。
关键词：问题； 先进制造技术； 前沿科学； 应用前景
论文
制造业是现代国民经济和综合国力的重要支柱，其生产总值一般占一个国家国内生产总值的20%~55%。在一个国家的企业生产力构成中，制造技术的作用一般占60%左右。专家认为，世界上各个国家经济的竞争，主要是制造技术的竞争。其竞争能力最终体现在所生产的产品的市场占有率上。随着经济技术的高速发展以及顾客需求和市场环境的不断变化，这种竞争日趋激烈，因而各国政府都非常重视对先进制造技术的研究。
1 当前制造科学要解决的问题
当前制造科学要解决的问题主要集中在以下几方面：
（1）制造系统是一个复杂的大系统，为满足制造系统敏捷性、快速响应和快速重组的能力，必须借鉴信息科学、生命科学和社会科学等多学科的研究成果，探索制造系统新的体系结构、制造模式和制造系统有效的运行机制。制造系统优化的组织结构和良好的运行状况是制造系统建模、仿真和优化的主要目标。制造系统新的体系结构不仅对制造企业的敏捷性和对需求的响应能力及可重组能力有重要意义，而且对制造企业底层生产设备的柔性和可动态重组能力提出了更高的要求。生物制造观越来越多地被引入制造系统，以满足制造系统新的要求。
（2）为支持快速敏捷制造，几何知识的共享已成为制约现代制造技术中产品开发和制造的关键问题。例如在计算机辅助设计与制造(cad／cam)集成、坐标测量(cmm)和机器人学等方面，在三维现实空间(3-real space)中，都存在大量的几何算法设计和分析等问题，特别是其中的几何表示、几何计算和几何推理问题；在测量和机器人路径规划及零件的寻位(如localization)等方面，存在c-空间
(配置空间configuration space)的几何计算和几何推理问题；在物体操作(夹持、抓取和装配等)描述和机器人多指抓取规划、装配运动规划和操作规划方面则需要在旋量空间(screw space)进行几何推理。制造过程中物理和力学现象的几何化研究形成了制造科学中几何计算和几何推理等多方面的研究课题，其理论有待进一步突破，当前一门新学科--计算机几何正在受到日益广泛和深入的研究。
（3）在现代制造过程中，信息不仅已成为主宰制造产业的决定性因素，而且还是最活跃的驱动因素。提高制造系统的信息处理能力已成为现代制造科学发展的一个重点。由于制造系统信息组织和结构的多层次性，制造信息的获取、集成与融合呈现出立体性、信息度量的多维性、以及信息组织的多层次性。在制造信息的结构模型、制造信息的一致性约束、传播处理和海量数据的制造知识库管理等方面，都还有待进一步突破。
（4）各种人工智能工具和计算智能方法在制造中的广泛应用促进了制造智能的发展。一类基于生物进化算法的计算智能工具，在包括调度问题在内的组合优化求解技术领域中，受到越来越普遍的关注，有望在制造中完成组合优化问题时的求解速度和求解精度方面双双突破问题规模的制约。制造智能还表现在：智能调度、智能设计、智能加工、机器人学、智能控制、智能工艺规划、智能诊断等多方面。
这些问题是当前产品创新的关键理论问题，也是制造由一门技艺上升为一门科学的重要基础性问题。这些问题的重点突破，可以形成产品创新的基础研究体系。
2 现代机械工程的前沿科学
不同科学之间的交叉融合将产生新的科学聚集，经济的发展和社会的进步对科学技术产生了新的要求和期望，从而形成前沿科学。前沿科学也就是已解决的和未解决的科学问题之间的界域。前沿科学具有明显的时域、领域和动态特性。工程前沿科学区别于一般基础科学的重要特征是它涵盖了工程实际中出现的关键科学技术问题。
超声电机、超高速切削、绿色设计与制造等领域，国内外已经做了大量的研究工作，但创新的关键是机械科学问题还不明朗。大型复杂机械系统的性能优化设计和产品创新设计、智能结构和系统、智能机器人及其动力学、纳米摩擦学、制造过程的三维数值模拟和物理模拟、超精度和微细加工关键工艺基础、大型和超大型精密仪器装备的设计和制造基础、虚拟制造和虚拟仪器、纳米测量及仪器、并联轴机床、微型机电系统等领域国内外虽然已做了不少研究，但仍有许多关键科学技术问题有待解决。
信息科学、纳米科学、材料科学、生命科学、管理科学和制造科学将是改变21世纪的主流科学，由此产生的高新技术及其产业将改变世界的面貌。因此，与以上领域相交叉发展的制造系统和制造信息学、纳米机械和纳米制造科学、仿生机械和仿生制造学、制造管理科学和可重构制造系统等会是21世纪机械工程科学的重要前沿科学。
2．1 制造科学与信息科学的交叉--制造信息科学
机电产品是信息在原材料上的物化。许多现代产品的价值增值主要体现在信息上。因此制造过程中信息的获取和应用十分重要。信息化是制造科学技术走向全球化和现代化的重要标志。人们一方面对制造技术开始探索产品设计和制造过程中的信息本质，另一方面对制造技术本身加以改造，以使得其适应新的信息化制造环境。随着对制造过程和制造系统认识的加深，研究者们正试图以全新的概念和方式对其加以描述和表达，以进一步达到实现控制和优化的目的。
与制造有关的信息主要有产品信息、工艺信息和管理信息，这一领域有如下主要研究方向和内容：
(1) 制造信息的获取、处理、存储、传递和应用，大量制造信息向知识和决策转化。
(2) 非符号信息的表达、制造信息的保真传递、制造信息的管理、非完整制造信息状态下的生产决策、虚拟管理制造、基于网络环境下的设计和制造、制造过程和制造系统中的控制科学问题。
这些内容是制造科学和信息科学基础融合的产物，构成了制造科学中的新分支--制造信息学。
2．2 微机械及其制造技术研究
微型电子机械系统(mems)，是指集微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路、接口电路、通信和电源于一体的完整微型机电系统。mems技术的目标是通过系统的微型化、集成化来探索具有新原理、新功能的元件和系统。mems的发展将极大地促进各类产品的袖珍化、微型化，成数量级的提高器件与系统的功能密度、信息密度与互联密度，大幅度地节能、节材。它不仅可以降低机电系统的成本，而且还可以完成许多大尺寸机电系统无法完成的任务。例如用尖端直径为5μm的微型镊子可以夹起一个红细胞；制造出3mm大小能够开动的小汽车；可以在磁场中飞行的像蝴蝶大小的飞机等。mems技术的发展开辟了技术全新的领域和产业，具有许多传统传感器无法比拟的优点，因此在制造业、航空、航天、交通、通信、农业、生物医学、环境监控、军事、家庭以及几乎人们接触到的所有领域中都有着十分广阔的应用前景。
微机械是机械技术与电子技术在纳米尺度上相融合的产物。早在1959年就有科学家提出微型机械的设想，1962年及时个硅微型压力传感器问世。1987年美国加州大学伯克利分校研制出转子直径为60~120μm的硅微型静电电动机，显示出利用硅微加工工艺制作微小可动结构并与集成电路兼容制造微小系统的潜力。微机械技
术有可能像20世纪的微电子技术那样，在21世纪对世界科技、经济发展和国防建设产生巨大的影响。近10年来，微机械的发展令人瞩目。其特点如下：相当数量的微型元器件(微型结构、微型传感器和微型执行器等)和微系统研究成功，体现了其现实的和潜在的应用价值；多种微型制造技术的发展，特别是半导体微细加工等技术已成为微系统的支撑技术；微型机电系统的研究需要多学科交叉的研究队伍，微型机电系统技术是在微电子工艺的基础上发展的多学科交叉的前沿研究领域，涉及电子工程、机械工程、材料工程、物理学、化学以及生物医学等多种工程技术和科学。
目前对微观条件下的机械系统的运动规律，微小构件的物理特性和载荷作用下的力学行为等尚缺乏充分的认识，还没有形成基于一定理论基础之上的微系统设计理论与方法，因此只能凭经验和试探的方法进行研究。微型机械系统研究中存在的关键科学问题有微系统的尺度效应、物理特性和生化特性等。微系统的研究正处于突破的前夜，是亟待深入研究的领域。
2．3 材料制备／零件制造一体化和加工新技术基础
材料是人类进步的里程碑，是制造业和高技术发展的基础。每一种重要新材料的成功制备和应用，都会推进物质文明，促进国家经济实力和军事实力的增强。21世纪中，世界将由资源消耗型的工业经济向知识经济转变，要求材料和零件具有高的性能以及功能化、智能化的特性；要求材料和零件的设计实现定量化、数字化；要求材料和零件的制备快速、高效并实现二者一体化、集成化。材料和零件的数字化设计与拟实仿真优化是实现材料与零件的高效品质制备／制造及二者一体化、集成化制造的关键。一方面，通过计算机完成拟实仿真优化后可以减少材料制备与零件制造过程中的实验性环节，获得的工艺方案，实现材料与零件的高效品质制备／制造；另一方面，根据不同材料性能的要求，如弹性模量、热膨胀系数、电磁性能等，研究材料和零件的设计形式。进而结合传统的去除材料式制造技术、增加材料式覆层技术等，研究多种材料组分的复合成形工艺技术。形成材料与零件的数字化制造理论、技术和方法，如快速成形技术采用材料逐渐增长的原理，突破了传统的去材法和变形法机械加工的许多限制，加工过程不需要工具或模具，能迅速制造出任意复杂形状又具有一定功能的三维实体模型或零件。
2．4 机械仿生制造
21世纪将是生命科学的世纪，机械科学和生命科学的深度融合将产生全新概念的产品(如智能仿生结构)，开发出新工艺(如生长成形工艺)和开辟一系列的新产业，并为解决产品设计、制造过程和系统中一系列难题提供新的解决方法。这是一个极富创新和挑战的前沿领域。
地球上的生物在漫长的进化中所积累的优良品性为解决人类制造活动中的各种难题提供了范例和指南。从生命现象中学习组织与运行复杂系统的方法和技巧，是今后解决目前制造业所面临许多难题的一条有效出路。仿生制造指的是模仿生物器官的自组织、自愈合、自增长与自进化等功能结构和运行模式的一种制造系统与制造过程。如果说制造过程的机械化、自动化延伸了人类的体力，智能化延伸了人类的智力，那么，"仿生制造"则可以说延伸了人类自身的组织结构和进化过程。
仿生制造所涉及的科学问题是生物的"自组织"机制及其在制造系统中的应用问题。所谓"自组织"是指一个系统在其内在机制的驱动下，在组织结构和运行模式上不断自我完善、从而提高对于环境适应能力的过程。仿生制造的"自组织"机制为自下而上的产品并行设计、制造工艺规程的自动生成、生产系统的动态重组以及产品和制造系统的自动趋优提供了理论基础和实现条件。
仿生制造属于制造科学和生命科学的"远缘杂交"，它将对21世纪的制造业产生巨大的影响。
仿生制造的研究内容目前有两个方面：
2．4．1 面向生命的仿生制造
研究生命现象的一般规律和模型，例如人工生命、细胞自动机、生物的信息处理技巧、生物智能、生物型的组织结构和运行模式以及生物的进化和趋优机制等；
2．4．2 面向制造的仿生制造
研究仿生制造系统的自组织机制与方法，例如：基于充分信息共享的仿生设计原理，基于多自律单元协同的分布式控制和基于进化机制的寻优策略；研究仿生制造的概念体系及其基础，例如：仿生空间的形式化描述及其信息映射关系，仿生系统及其演化过程的复杂度计量方法。
机械仿生与仿生制造是机械科学与生命科学、信息科学、材料科学等学科的高度融合，其研究内容包括生长成形工艺、仿生设计和制造系统、智能仿生机械和生物成形制造等。目前所做的研究工作大多属前沿探索性的工作，具有鲜明的基础研究的特点，如果抓住机遇研究下去，将可能产生革命性的突破。今后应关注的研究领域有生物加工技术、仿生制造系统、基于快速原型制造技术的组织工程学，以及与生物工程相关的关键技术基础等。 3 现代制造技术的发展趋势
20世纪90年代以来，世界各国都把制造技术的研究和开发作为国家的关键技术进行优先发展，如美国的先进制造技术计划amtp、日本的智能制造技术（ims）国际合作计划、韩国的高级现代技术国家计划(g--7)、德国的制造2000计划和欧共体的esprit和brite-euram计划。
随着电子、信息等高新技术的不断发展，市场需求个性化与多样化，未来现代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、绿色集成化、全球化的方向发展。
当前现代制造技术的发展趋势大致有以下九个方面：
(1) 信息技术、管理技术与工艺技术紧密结合，现代制造生产模式会获得不断发展。
(2) 设计技术与手段更现代化。
(3) 成型及制造技术精密化、制造过程实现低能耗。
(4) 新型特种加工方法的形成。
(5) 开发新一代超精密、超高速制造装备。
(6) 加工工艺由技艺发展为工程科学。
(7) 实施无污染绿色制造。
(8) 制造业中广泛应用虚拟现实技术。
(9) 制造以人为本。
先进制造技术论文:谈先进制造技术与先进制造模式
【摘 要】文章阐述了机械制造 发展 的精密化、自动化、信息化、柔性化、清洁化、集成化和智能化趋势，介绍了先进制造模式，并提出了我国 目前 存在的差距及发展策略。
【关键词】制造技术；生产模式；柔性；信息；对策
随着 科学 技术的飞速发展和市场竞争日益激烈，越来越多的制造 企业 开始将大量的人力、财力和物力投入到先进的制造技术和先进的制造模式的 研究 和实施策略之中。改革开放以来，我国制造科学技术有日新月异的变化和发展，确立了 社会 主义市场 经济 体制，但与先进的国家相比仍有一定差距，为了迎接新的挑战，必须认清制造技术的发展趋势，缩短与先进国家的差距，使我国的产品上质量、上效率、上品种和上水平，以增强市场竞争力，因此，对制造技术及制造模式的研究和实施是摆在我们面前刻不容缓的重要任务，以实现我国机械制造业跨入世界先进行列。
一、机械制造业的发展趋势
先进的制造业是将物料、能源、设备、资金、技术、信息和人力等制造资源通过先进的制造技术、先进的管理技术和先进的制造过程转变成人类需求产品的行业。行业追求的目标是：高质量、高效率、高柔性、低成本、低劳动力、低消耗、品种多和规格全的产品，因此， 21世纪的机械制造技术的发展趋势体现在以下几个方面：
（一）精密化
精密加工、特种加工、超精密加工技术、微型机械是 现代 化机械制造技术发展的方向之一。精密和超精密加工技术包括精密和超精密切削加工、磨削加工、研磨加工以及特种加工和复合加工(如机械化学研磨、超声磨削和电解抛光等)三大领域。超精密加工技术己向纳米(l nm=10-3μm)技术发展。纳米技术己在纳米机械学、纳米 电子 学和纳米材料技术得到了 应用 。因此，它促进了机械科学、光学科学、测量科学和电子科学的发展。
（二）自动化
自动化技术自20世纪初出现以后，经历了由刚性自动化向柔性自动化的发展过程，自动化技术的成功应用，不但提高了效率，保障了产品质量，还可以代替人去完成危险场合的工作。对于批量较大的生产自动化，可通过机床自动化改装、应用自动机床、专用组合机床、自动生产线来完成。小批量生产自动化可通过nc、mc、cam、fms、cim、ims等来完成。在未来的自动化技术实施过程中，将更加重视人在自动化系统中的作用。
（三）信息化
信息、物质和能量是制造系统的三要素。产品制造过程中的信息投入，己成为决定产品成本的主要因素。制造过程的实质是对制造过程中各种信息资源的采集、输入、加工和处理过程，最终形成的产品可看作是信息的物质表现，因此可以把信息看作是一种产业，包括在制造之中。为此一些企业开始利用 网络 技术、 计算 机联网、信息高速公路、卫星传递数据等实现异地生产。使生产分散网络化，以适应高柔性生产的需要。
（四）柔性化
随着科学技术的飞速发展和人民生活水平不断提高，促使产品更新换代的速度不断加快，这就要求现代企业必须具备一定的生产柔性来满足市场多变的需要。所谓柔性，是指一个制造系统适应各种生产条件变化的能力，它与系统方案、人员和设备有关。系统方案的柔性是指加工不同零件的自由度。人员柔性是指操作人员能保障加工任务，完成数量和时间要求的适应能力。设备柔性是指机床能在短期内适应新零件的加工能力。
（五）集成化
集成是综合自动化的一个重要特征。集成的作用是将原来独立运行的多个单元系统集成一个能协调工作的和功能更强的新系统。集成不是简单的连接，是经过统一规划设计， 分析 原单元系统的作用和相互关系并进行优化重组而实现的。集成化的目的是实现制造企业的功能集成，功能集成要借助现代管理技术、计算机技术、自动化技术和信息技术实现技术集成，同时还要强调人的集成，由于系统中不可能没有人，系统运行的效果与企业经营思想、运行机制、管理模式都与人有关，因此在技术上集成的同时，还应强调管理与人的集成。
（六）智能化
智能化是制造技术的发展趋势之一。智能制造技术(imt)是将人工智能融入制造过程的各个环节，在整个制造过程中贯彻智力活动，使系统柔性的方式集成起来，通过模拟人类专家的智能活动，取代或延伸制造系统中的部分脑力劳动，在制造过程中系统能自动监测其运行状态，在受到外界干扰或内部激励能自动调整其参数，以达到状态和具备自组织能力。
二、先进的制造模式
机械制造业发展趋势表明，只有采用先进的制造技术并能实施在相匹配的制造模式中才能符合上述的趋势。制造模式是指企业体制、经营、管理、生产组织和技术系统的形态和运作模式。
（一）精良生产(lp)与独立制造岛(ami)
20世纪90年代美国麻省理工学院(mit)提出精良生产(lp)概念。它的特征是：（1）重视客户需求，以最快的速度和适宜的价格提供质量优良的适销新产品去占领市场，并向客户提供品质服务。（2）重视人的作用，强调一专多能，推行小组自治工作制，赋予每个工段有一定的独立自主权，运行企业文化。（3）精简一切生产中不创造价值的工作，减少管理层次，精简组织结构，简化产品开发过程和生产过程，减少非生产费用，强调一体化质量保障。（4）精益求精、持续不断的改进生产、降低成本、零废品、零库存和产品品种多样化。
独立制造岛是张曙教授根据在引进先进技术的同时，必须改革生产组织的角度提出新的生产模式。独立制造岛的技术构思是：以gt为基础，以nc机床为核心，强调信息流的自动化和以人为中心的生产模式，它的特征是：组织、人员和技术三者的有机集成，面向车间、权力下放、综合治理，并以获取经济效益为主要目标。ami是发展
（二）敏捷制造与虚拟制造
美国通用汽车公司与里海大学于1988年提出了敏捷制造(am)，am是在不可预测的持续变化的竞争环境中取得繁荣成长，并具有能对客户需求的产品和服务驱动市场做出迅速响应的生产模式。am的特征是：（1）制造资源的集成性， 企业 间联作集成。充分发挥各企业的长处，针对限定市场的目标要求共同合作完成任务。（2）具有需求响应的快捷性和高度的制造柔性。制造柔性是指制造企业对市场要求迅速转产和能实现产品多品种变批量的快速制造。（3）充分发挥人的作用，不断提高企业职工素质和 教育 水平，优化人机功能分配。
虚拟制造(vm)是国际上提出的新概念。vm与am联系密切。vm的特征是：当市场新的机遇出现时，组织几个有关公司联作，把不同的公司，不同地点的工厂或车间重新组织协调工作。在运行之前必须 分析 组合是否，能否协调运行，以及投产后的效益和风险进行评估，这种联作公司称虚拟公司。虚拟公司在一定的环境和条件下通过虚拟制造系统运行，包括物理基础、 法律 保障、 社会 环境和信息技术。因此 研究 开发虚拟制造技术(vmt)和虚拟制造系统(vms)意义重大，美国称am为21世纪制造业 发展 战略。
（三）集成制造与智能制造
美国哈林顿博士在“ 计算 机和集成制造”一书中提出计算机和集成制造(cim)的概念。集成制造的核心 内容 是：制造企业从市场预测、产品设计、加工制造、经营管理直至售后服务是一个不可分割的整体，需要统筹考虑。整个制造过程的实质是信息采集、传递和加工过程，最终生产的产品可看作是信息的物质表现。集成是cim的核心，这种集成不仅是物的集成，更主要的是以信息集成为特征的技术集成和功能集成，计算机是集成的工具，计算机和辅助各单元技术是集成的基础，信息交换是桥梁，信息共享是关键。集成的目的在于制造企业组织结构和运行方式的合理化和化，以提高企业对市场变化的动态响应速度，并追求较高整体效益和长期效益。
智能制造(im)是美国出版研究im和ims书籍中首先提出的。它的特征是：在制造 工业 的各个环节的高度柔性与高度集成的方式，通过计算机和模拟人类专家的智能活动，进行分析、判断、推理、构思和决策，旨在取代或延伸制造环境中人的部分脑力劳动，并对人类专家的制造智能进行收集、存储、完善、共享、继承与发展。
三、存在差距和实施策略
改革开放以来，通过技术改造和引进国外先进制造技术，使我国的制造工业有了长足的进步，但和先进国家相比还存在很大差距，表现在：技改投入相对不足，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，缺乏国际竞争能力。面对这样形势，发展先进制造技术、实施先进的制造模式已经到了刻不容缓的地步。为了使我国的制造业站在世界先进行列，必须采取相适应的措施和策略。
（一）人才是关键。发展和推广先进的制造技术、实施先进的制造模式人才是关键。我国是社会主义市场 经济 体制，研究先进制造技术和先进的生产模式其根本目的是制造出有竞争力的产品去占领国内市场和国际市场， 科技 人员必须强化市场意识，因此人才的培养要注意市场导向。要有产业观念、企业观念、信息观念、竞争观念和效益观念。科技人员要懂得市场营销、经营管理和经济法。要拓宽学科领域，更新教育内容与 方法 ，培养一支了解和掌握机械工程 科学 的前沿技术人才，加速先进制造技术的推广和实施，为市场经济服务。
（二）加强政策与法规建设， 建立强有力的宏观调控机制。在市场经济环境下，国家仍应制订科学的制造产业规划和制造技术进步的总体规划，以及相应的法规政策。避免重复建设、重复生产和重复引进的事情发生，要尽可能减少和避免市场盲目竞争造成的损失。
（三）发展适应我国国情的生产模式。对于一些先进的制造技术和先进的制造模式，要根据我国现实存在的技术水平和能力向前发展，避免盲目的追求 目前 实施有一定困难的理想的先进科学制造技术。目前要积极发展适应我国国情的制造模式。
（四）建立与发展我国自主的 nc、mc、cad、cam、fms、cat、cim、ims等制造自动化单元技术，结合实际情况实现与现有成熟技术的有效结合。同时要有组织有计划的引进先进制造技术进行消化和吸收。对于引进的并行工程(ce)、敏捷制造(am)、精良生产(lp)、智能制造( im)等先进制造模式要根据它们的技术构思和特征开发创新成适合我国国情的生产模式，(如独立制造岛)以使企业适应市场经济的需要。
（五）提高制造业 现代 化管理水平。现代管理核心是信息管理、物质管理、质量管理、生产过程管理和市场信息管理、加强企业人才的培养同时与国际接轨，开展iso9000系列管理体系认证，加快现代企业制度改革，为先进制造技术的发展奠定良好的基础。
先进制造技术论文:高校先进制造技术双语教材创建
摘要：先进制造技术是建设和发展的重要基础，加强对该技术的学习已经成为当前高职高专教育中的重要内容。高职高专先进制造技术双语校本教材的开发对于学生先进技术的学习具有非常重要的推进作用，能够拓宽学生学习先进技术的范围和领域。本文对高职高专先进制造技术双语校本教材开发和实践进行研究，并提出自己的策略以供参考。
关键词：高职高专；双语教学
一、引言
随着教育教学模式的多样化，本科院校虽然依然是学生们努力的方向和目标，但是却已经不再是的选择。加上当前社会对于应用技术的注重，更多的学生开始倾向于选择高职高专作为自己未来发展深造的基地，并在高职高专中学习更加实用的技术和知识应对未来就职过程中企业的需要。高职高专也开始越来越受到社会的关注，其教学也受到了教育界人士的重视。先进制造技术作为高职高专教学中非常重要的一门学科，其教学的质量受到了各界人士的关注。运用双语对此专业进行教学可以让学生们的视野更加开阔，能够让学生们在双语的基础上学习更加先进的技术，阅读的资料也更加广泛。因此，高职高专先进制造技术双语校本教材开发就显得尤为重要。教材是学习的基础和根本，只有双语校本教材的质量高，才能让学生在学习中获得知识能力的提升。
二、开发双语校本的原则
及时，注重教材的趣味性。很多学生在进入到高职高专学习之后，其依然保持着天然的童真之心。虽然学生看似长大成人，但是其依然是一名学生，还未真正走入社会，其依然保持着欢乐的童趣和天性。因此，教师在进行双语教本开发的时候，就需要保持教材的趣味性。只有有趣的内容才能够吸引学生们的注意力。教材的趣味性是教材开发过程中所应当注重的一个原则。
第二，注重教材与学生生活的贴近性。只有与生活相关联的内容才能真正被学生们所接受，这些内容也将会成为学生们生活中所经常接触到的知识，成为学生们内化的重要途径。因此，双语教本在进行开发的时候，要注重其与学生们生活的关联，很多抽象的知识都可以通过生动形象的，与学生生活相关联的事物描述而得以具象化。
第三，注重内容的条理性。教师在编写双语校本教材的时候要注重内容的条理性，只有内容具有条理性，学生学习起来才能具有逻辑性，学习起来才能做到切实有效。教师在进行教材设计的时候要注重导读内容的设计，做好设计能够很好地引起学生的学习兴趣。在进行教材设计的时候要依照教材的目标进行编写，保障其教材的设计符合教学的需要。其内容的条理性是双语校本教材服务学生的重要基础。
第四，注重教材的实用性。双语教材的应用目的是不为了让学生单纯学习知识，其更重要的是将所学习的知识进行应用。因此，其内容的编写要注重其应用性，只有具有实用性的教学内容学生学习起来才更有意义，学生学习的积极性才高，学生进行双语教材的学习才切实有效。
三、高职高专先进制造技术双语校本教材开发存在的问题
国内外制造业都在不断发展，尤其国外对于制造业的发展更为迅速，所掌握的技术也更加先进。因此，阅读国外的各种资料，掌握国外的各种先进制造技术非常关键。不仅是双语教学的目的，更是双脚本教材开发的重要目标。但是，当前阶段，国内在进行先进制造技术双语校本教材开发的效果并不理想，其中还存在很多问题。
及时，教师自身能力需要提高。当前高职高专进行先进制造技术课程双语教学工作的教师，大多为英语老师。英语教师的英语功底较好，但是其对于先进制造技术则并不了解。有的高职高专院校选择了先进制造技术专业教师进行双语教学，可是英语教学能力则显现出不足。寻找到既具有先进制造技术能力的教师，又具备较好的英语水平的教师非常困难，教师专业能力的不足不仅让课堂教学出现了很大缺陷，同样让校本教材的开发出现困难。先进制造专业的教师无法真正了解教材的含义，能够阅读教材的英语教师对于专业术语又无从真正掌握。[1]
第二，教材结构体系混乱。当前所使用的先进制造技术双语教材在内容的编写方面虽然具有一定的合理性和条理性，但是其结构体系并不完善，还存在很多混乱的，或者不合理的地方。不合理的结构体系将会给学生的学习思维造成混乱，让学生无法形成良好的专业思维，在进行实践操作的时候也无法将知识进行合理应用。所学习的知识仅仅成为“纸上的兵”，难以发挥实用的价值。[2]
第三，实践环节不足。高职高专院校所培养的学生更多的是为了适应未来企业或者单位的需要，因此，所培养的学生应当具有实用性技能，能够在毕业之时将所学习的知识进行很好的应用。但是，当前的教材在实践环节的编写方面还存在不足，实践内容较少，或者教材中所列明的实践内容很难在实际生活中实现，教材中的实践仅仅停留在教材中，难以转化成为现实。[3]
四、高职高专先进制造技术双语校本教材开发的策略
高职高专院校进行先进制造技术双语校本教材开发是对自身教学工作的研究和提高，是对教材应用价值的体现。教师在进行先进制造技术双语校本教材开发的时候，一方面要符合双语教材制定原则的要求，另一方面要满足学生们的需要，同时，还要注重结合高职高专教学的实际，从而让教材的价值能够获得充分的展现，让其在教学中进行更好的应用。
及时，注重原版教材的引进。教学好的教材，莫过于对原版教材的使用。尤其对于先进制造技术专业来说，能够获得原版教材的使用，等于让学生直接与国外的先进制造教学工作进行直接接触，一方面能够让学生了解到国外的先进制造技术现状，另一方面也可以让学生感受到英语应用的魅力。国外所使用的教材相比较国内来说质量较高，对其进行引用需要教师在教学中充分发挥其引导的作用，帮助学生对教材中偏难部分，或者理论部分进行充分的讲解，让学生对于教材能够通透的、深刻的理解。高职高专院校学生普遍来说其基础较差，因此，教师在进行原版教材引用的时候，要进行甄别和选择，从学生的实际水平出发，选择适合学生的教材。[4]
第二，在原版教材基础上进行改进。高职高专院校在进行先进制造技术双语校本教材开发的过程中，一方面可以对引进的教材进行直接使用，但是，好的方法还是对教材进行改良和改进，让其满足国内学生的需要，符合教学实情。因此，高职高专院校在引进英文原版教材的基础上，需要对教材进行在改编。比如，可以对原教材内容进行删减，对于难度过高，学生根本无从接受或者理解的部分予以删除，对于学生通过教师引导可以理解和接受的部分进行简化，或者形象化处理，让学生学习起来更加容易、便捷。[5同时，教师还要对原版教材进行本土化“建设”，将国内的先进制造技术融入其中，让学生有针对性的对比国内和国外的先进制造技术的差别和差距，从而让学生对于教材的内容内化、深化。[6]
第三，优化教材结构体系。教师在进行先进制造技术双语校本教材开发的过程中，要注重教材的结构体系建设、规划和优化。教材的机构体系将会成为学生未来学习的结构体系，也将会形成学生头脑中的学习思维，因此，教材的结构体系对于教材的教学应用来说非常重要。教师一方面可以参考英文原版教材的结构体系，在此基础上进行改进和优化，另一方面，教师也可以根据实际需要进行体系构建，以方便学生学习为主。教师在进行结构体系优化的时候要立足实际，结合学生基本情况，并对有关资料进行通篇了解。因此，教材结构体系的优化需要教师深厚的功底做基础，需要教师长时间的研究和探索。[7]
第四，增加教材的实践环节。任何专业的学习都离不开实践过程的注重和提高。因此，教师在进行先进制造技术双语校本教材开发的过程中，需要融入实践的环节，将实践的过程纳入到教材的结构体系中，成为学生学习、教师教学的重要内容。实践的环节需要教师在进行教材编写的过程中，对当前社会的实际情况有所掌握，在当前高职高专实践、实习的情况的基础上，对教材中的实践应用进行编创。[8]同时，实践环节不适宜特别困难，好能够做到简单易行，既可以让学生在教师的引导下进行实践，也可以让学生自行组织进行实践，从而增加教材中实践环节的灵活性。
五、结束语
先进制造技术虽然具有非常枯燥的理论内容，但是其还是一门内容丰富的专业学科，并且与其他很多学科都有联系，还需要跨出国门，与国外的制造技术“挂钩”学习。所以，此专业的双语教学工作是非常重要的工作，对双语校本教材进行研究、开发和编制也同样是非常重要的工作内容。教师要此方面进行潜心研究、刻苦钻研，让教材的编制和创作更好地为教师的教学、学生的学习服务。
先进制造技术论文:先进制造技术在工程训练的应用
摘要:先进制造技术在机械加工领域有着举足轻重的地位，使工程训练过程中能更加合理的结合先机制造技术，提出成立教师实践教学研究小组，进行模块式实践教学方法，使学生从传统的加工方式思想逐渐转变到先进制造中来。并积极开展校园与企业的双赢合作，使学生提前认知先进制造技术对于未来机械设计行业的改变。
关键词:先进制造技术;工程训练;教学模块化;自主创新
工程训练是我国在进行高等教育改革的发展历程中必然经历的一种实践教学的新型模式［1］，近几年来，工程训练已然成为工科类院校规模较大、受众学生最多的重要教育教学资源。前不久国家提出了“中国制造2025”的概念，强调创新驱动以及发展先进制造业已成为现阶段国际竞争主流。为适应“中国制造2025”，需加强对学生工程能力的培养和对学生的先进制造动手能力的培养。
1高校工程训练中存在的问题
1)教学结构欠佳。由于工程训练开课学期较早，理论知识还未学习，没有系统性的金属加工概念，理论与实践无法相互结合，为学生的学习增加了理解难度。2)设备缺乏以及设备落后。由于工程训练中心规模较大，需涉及到各个工种，需投资资金较多。再加上民办本科以及独立学院资金来源较少，或重视成都不够，导致基础设备过于陈旧不能及时更新，遇到问题无法检修［2］。同时，缺少先进的数控车床或先进制造车床，使学生仍旧停留于传统加工方式的观念，对于先进制造技术只能观看无法进行操作，严重降低了教学效果以及影响学生对先进制造技术操作能力的培养。3)教学模式滞留。目前，大多数学校工程训练仍旧停留在生从师带的过程，加工物品仍旧是榔头，指导教师给出各种要求条件以及设计图纸，学生只是在被动的模仿老师的加工过程，缺乏自主动脑的思维，限制了学生创新能力的发展。指导教师教学模式过于程式化，讲解简单，学生无法形成系统、的知识架构体系，致使理论与实践环节脱离，也导致了工程训练结束后，学生对其印象不深，仅仅获得了加工过程以及劳动力的付出，无法与自身理论知识联系到一起。
2先进制造技术应用于工程训练必要性分析
1)先进制造技术及其特点。先进制造技术(AdvancedManufacturingTechnology，简称为AMT)是指微电子技术、自动化技术、信息技术等先进技术给传统制造技术带来的种种变化与新型系统。具体地说，就是指集机械工程技术、电子技术、自动化技术、信息技术等多种技术为一体所产生的技术、设备和系统的总称［3-4］。主要包括:计算机辅助设计、计算机辅助制造、集成制造系统等［5］。其特点为:a．先进制造技术具有范畴领域性。b．先进制造技术企业推展性和经济效益性。c．先进制造技术具有主体性和群体性。2)先进制造技术应用于工程训练的必要性。从根本上说，随着AMT的发展，传统的制造业正面临一场全新的技术革命，以制造业信息化推动制造业发展是当前必然趋势［3］。培养创新驱动型人才，正是我们开展先进制造技术工程训练的首要目的。其必要性有以下几点:a．先进制造技术应用于工程训练是培养创新性人才的必须过程。b．先进制造技术应用于工程训练是提出培养适合我国提出的“中国制造2025”技术性人才的关键过程。c．先进制造技术应用于工程训练也是现如今互联网快速发展，以及材料快速成型的必然要求。
3先进制造技术应用于工程训练的模块化教学理论
把先进制造技术应用于工程训练中，是必然经历的过程，其培养目标也非常明确:提高学生整体工程的综合性能力，包括系统的统的工程技术理论知识和实践能力、良好的职业素养和创新意识、初步的市场感知能力和对行业规则的了解。为达到这一目标，也需要调整相关的教学模式，建立起教学研究小组，采用化整为零，逐步突破的方法实施模块教学理论。1)先进制造技术工业生产认识模块教学方式。设计此模块的目的是对先进制造技术基础流程以及产品加工过程的了解。此教学模块较大的特点是虚实结合，以演示视频为主，结合各行业特色，与各专业老师合作，找到各专业切入点进行深入讲解，使各专业学生对本专业所从事的行业采用先进制造技术的生产制造以及管理模式进行直观了解。2)基础工艺学训练与先进制造技术结合模块教学方式。该模块以基础工艺理论为主导，结合传统制造工艺过程逐步过渡至先进制造技术，实行基础训练讲解和演示操作，由学生自主设计具有一定简单功能的日常生活器具或用品，如榔头、锤子、衣架等。指导教师根据学生设计进行分类讲解工艺知识，指导加工。并讲解同种加工方式采用先进制造技术与传统制造技术的优缺点以及工艺的不同性。实施作品展览等形式，让学生能独立完成先关设计以及工艺的交互式学习体验。3)先进制造技术实习模块教学方式。该模块以数控设备和激光设备以及3D打印等设备为主体框架，进行自主式指导教学法，指导教师需要根据学生设计物品进行讲解加工，并传授数控变成法则，让学生自主编程然后检查相应对错并指导加工，使学生能自主完成设计物品并加工出实物，并与设计对比，找出不合理的地方然后进行改进，培养学生工程设计和优化设计的工程学思维。4)综合创新训练与开发教学模块。此模块针对大学生创新实践训练与竞赛平台功能和协同研究开发功能于一体的教学模块，以历届工程训练大赛或机械创新大赛要求为主题，以各一等奖作品为蓝本讲解设计中的优缺点以及如何优化和处理。使学生在训练之后能继续对本专业有所兴趣参加各类比赛，继续发展自己的创新能力。尽量引导学生的制造方式从传统加工方式逐步过渡到先进制造技术中，以更好的适应毕业后所处的先进制造的大环境中。
4总结
培养创新驱动型人才，正是我们开展先进制造技术工程训练的首要目的，也是培养未来机械创新驱动型人才的重要工具，通过发现现如今各高校对于先进制造技术应用于工程训练教学模式过于陈旧等问题，提出工程训练与先进制造技术的模块化教学理论，为以后先进制造技术能更加有效的应用于工程训练中，起到一定的指导教学实践的作用。
作者：武时会 单位：重庆人文科技学院
先进制造技术论文:先进制造技术对我国IC卡制造业未来发展的推动作用和意义
摘 要： 现代化社会中实用功能产品的多元化给人类带来了许多方便，我们常用的ic卡（integrated circuit card，集成电路卡），不同的国家和地区也称智能卡（smart card）、智慧卡（intelligent card）、微电路卡（microcircuit card）或微芯片卡等。ic卡在安全和便捷等性能方面优于磁卡的时代，全世界范围内普及ic卡已经势在必行。而ic卡的芯片（设计）流片，ic卡封装和测试，成卡等整条产业链依赖先进制造技术的发展和进步，体现出先进制造技术对ic卡制造业未来发展具有重要推动作用和意义。
关键词： ic卡； 封装和测试； ic卡制造业未来发展
1 理论基础
1.1先进制造技术范围以及微电子技术应用对社会的影响。先进制造技术（advanced manufacturing technology），人们往往用amt来概括由于微电子技术、自动化技术、信息技术等给传统制造技术带来的种种变化与新型系统，其中微电子技术是建立在以集成电路为核心的各种半导体器件基础上的高新电子技术，特点是体积小、重量轻、性高、工作速度快，微电子技术对信息时代具有巨大的影响。当然，ic卡的大范围应用也改变了世界。
1.2 ic卡简要介绍和基本工作原理。ic卡是继磁卡之后出现的又一种新型信息工具。ic卡指的是集成电路卡，一般常见的ic卡采用射频技术与ic卡的读卡器进行通讯。ic卡与磁卡是有区别的，ic卡是通过卡里的集成电路存储信息，而磁卡是通过卡内的磁力记录信息。ic卡的成本相对一般磁卡要高，但保密性更好。
ic卡工作的基本原理是：射频读写器向ic卡发一组固定频率的电磁波，卡片内有一个lc串联谐振电路，其频率与读写器发射的频率相同，在电磁波激励下，lc谐振电路产生共振，从而使电容内有了电荷；在这个电容的另一端，接有一个单向导通的电子泵，将电容内的电荷送到另一个电容内存储，当所积累的电荷达到一定额度时（2v）时，此电容可作为电源为其它电路提供工作电压，将卡内数据发射出去或接受读写器的数据。
1.3 ic卡应用的现状。ic卡的开发、研制与应用是一项系统工程，涉及到计算机、通讯、网络、软件、卡的读写设备、应用机具等多种产品领域的多种技术学科。因此，全球ic卡产业在技术、市场及应用的竞争中迅速发展起来。ic卡已是当今国际电子信息产业的热点产品之一，除了在商业、医疗、交通、能源、通讯、安全管理、身份识别等非金融领域得到广泛应用外，在金融领域的应用也日益广泛，影响十分深远。
ic卡虽然进入中国较晚，但在政府的大力支持下，发展迅速。 20世纪末，国家金卡办为统筹规划全国ic卡的应用，组织拟定了 （金卡工程非银行卡应用总体规划）。为保障ic卡的健康发展，在国务院金卡办的领导下，信息产业部、公安部、卫生部、国家工商管理局等各个部委纷纷制定了 ic卡在本行业的发展规划。
中国发展金卡的方针是“两卡并用，磁卡过渡，发展ic卡为主”。未来的发展趋势必将是ic卡逐步取代磁卡。ic卡既可以由银行独自发行，又可以与各企事业单位合作发行联名卡。这种联名卡形成银行ic卡的专用钱包账户。当前，联名卡主要有保险卡、财税卡、交通卡、校园卡等多种。由于ic卡既方便又快捷，因此在发达国家已相当流行。
2 ic卡制造业与先进制造技术的融合和发展
ic卡制造业包含芯片（设计）流片，封装与测试，成卡等一系列步骤，下面具体表述一下各步骤与先进制造技术的融合与发展。
2.1芯片（设计）流片。对于计算机产品而言，芯片可以说是其精髓所在，毕竟芯片的等级也就决定了产品的性能表现以及功耗、发热量等额外因素，作为芯片的前身，晶圆的品质和制程就成为消费者以及厂商所共同关心的。
晶圆是指硅半导体集成电路制作所用的硅晶片，由于其形状为圆形，故称为晶圆；在硅晶片上可加工制作成各种电路元件结构，而成为有特定电性功能之ic产品。晶圆的原始材料是硅，而地壳表面有用之不竭的二氧化硅。二氧化硅矿石经由电弧炉提炼，盐酸氯化，并经蒸馏后，制成了高纯度的多晶硅，其纯度高达99.999%。晶圆制造厂再把此多晶硅融解，再于融液里种入籽晶，然后将其慢慢拉出，以形成圆柱状的单晶硅晶棒，由于硅晶棒是由一
颗晶面取向确定的籽晶在熔融态的硅原料中逐渐生成，此过程称为“长晶”。硅晶棒再经过切段，滚磨，切片，倒角，抛光，激光刻，包装后，即成为积体电路工厂的基本原料——硅晶圆片，这就是“晶圆”。其中，各项工艺操作远非人工能力可以达到的，而是由融入先进制造技术的高精度和性工艺的设备按照规定动作进行操作和完成。以提高良品率。
2.2封装与测试。芯片的封装与测试作为ic卡的中间环节，起着重要作用。同时，封装和测试的费用占整体成本的三分之一。模块加工设备从法国、德国和瑞士引进，设备厂家对设备的运行提供保障，生产设备的技术软件在设备进口时同时引进。加工该产品的技术要求相对较高，主要体现在设备和工艺两个方面。但生产流程较简单，如下：
在这一环节，先进制造技术所产生的巨大优势在于精细化，高速度，高质量的连续加工，同时解决了稳定性的问题。其中特别是光电传感器，步进传感器，高速机械手臂按照既定程序24小时持续运行等，给批量生产提供了便捷和稳定。
2.3成卡。成卡方面与前面的封装与测试类似，均使用精细化、全自动、高速度高质量的稳定设备进行定向加工，具有先进制造技术的特点和优势。
3 ic卡制造业未来发展的意义和展望
ic卡在电信领域的应用长期以来都占据主流地位，占整个市场的70%左右，据国际电信联盟统计，到2009年底，全球手机注册用户达到46 亿，即全球平均每3个人就有2个手机用户，同时无线固话、上网本、具备通讯功能的gps终端应用的普及，以及移动支付的蓄势待发都将推动电信领域智能卡应用的持续增长。
ic卡在金融及零售领域的市场份额约为15%，在欧洲非接触式支付卡正逐步普及；ic卡在政府及公用领域的市场份额约为12%左右，主要用于身份证、城市卡、交通卡、医疗卡、社保卡、校园卡、税务卡等方面。ic卡在安全性、互操作性及兼容性方面的优势也愈发明显，未来的需求量必将十分可观。
2009年，在全球金融危机的负面影响下，智能卡依然保持着平稳的增长势头，09年全球需求为56亿片，其中在中国加工量占80%左右。随着各行业ic卡的不断推广普及，ic卡应用领域不断扩大，特别是以“物联网”为代表的新型信息技术产业的迅猛发展，使ic卡的需求量进一步扩大，市场前景非常广阔。
在结合先进制造技术的应用ic卡制造业一定会走出一条科技含量高、经济效益好、环境污染少、人力资源优势得到充分发挥的新型工业化之路。
4 结语
技术是制造业企业取得竞争优势的必要条件之一，而在ic卡制造业市场蓬勃发展的今天，在整个产业链条中使用和拓展先进制造技术，即会对ic卡制造业起到一个推动和支持。虽然先进制造技术具有人工无法比拟的优势，但同时还有赖于能充分发挥技术威力的组织管理，有赖于技术、管理和人力资源的有机协调和融合。相信在结合先进制造技术的情况下，我国ic卡制造业未来的发展会更上一个台阶。
先进制造技术论文:先进制造技术对生产的应用
摘要：先进制造技术水平的高低直接影响着一个国家的工业化进程，就目前情况来看，我国由于在起步上较晚，因此导致技术水平上与发达国家相比存在一定的差距，而为了加快先进制造技术水平提升，推动工业化进程，我国已将发展高端装备制造列入十二五规划中。本文主要介绍了先进制造技术的模式种类及在生产中的应用，希望能对在生产一线的工作人员提供一些有用的帮助。
引言
制造技术是当前社会以及未来社会发展的基本技能，是一个国家走向富强的关键，先进制造技术的提出源于美国，其为了提高国民经济增长与制造业的市场竞争力，研发了以计算机技术为核心，结合传统制造技术与现代信息技术演变而成的先进制造技术，它的运用，使得制造技术实现了品质、敏捷、低耗等特点，并使得经济效益明显提高，像日韩这类发达国家，九十依靠着先进制造技术，维持着国民经济的平稳增长，而我国虽然作为制造大国，但是由于受到技术水平等方面的诸多限制，导致其进展缓慢，在学科间不断互相渗透的今天，如何加快先进制造技术的发展，成为了当下国人所要思考的主要问题。
一、先进制造特点介绍
1、先进制造技术内涵
制造技术自人来诞生以来就已经出现简单的雏形，期初由于对自然的认知不够，所以都是简单的手工生产模式，而在不断的演变中，随着学科间的不断相互渗透，使得制造技术逐渐摆脱了传统的手工为主生产模式，逐渐形成了以机械为主的可以实现产品量化生产的现代化先进制造技术。自及时次工业革命之后，各行业开始逐渐形成了自动流水生产线，从而开启了量化生产的大门，我们现在所使用的电脑、冰箱、汽车等很多东西，都是运用这种模式生产的。然而由于产品的单一性使其不能满足不同用户的需求，因此，人们又开始着手研发微机数控系统，柔性制造单元，柔性制造生产线等，较传统的制造而言，先进制造技术更加重视技术和管理的统一，重视制造过程中管理者组织和管理体制的合理性。
2、先进制造技术特征分析
先进制造技术具有先进性、系统性、集成性等特征，以以往的制造技术不同，先进性是其一个重要的特征，它是优化先进工艺，并与新技术结合，实现局部或系统的集成。并且针对不同的市场需求，具有一定的灵活性。另外，其具有一定的系统性，是在生产过程中形成的能量流、物质流和信息流等的系统工程，当然，还有集成性特征，它是将机械、电子、信息、材料和管理技术等融合一体的新兴交叉学科。
二、先进制造技术中关键技术
1、现代设计方法
现代设计方法是基于先进制造技术的基础上发展的，传统的设计方法，在加工过程中，存在切削力过大、刀具磨损严重等问题，且对技术人员的要求也非常的高，并难以保障产品质量，而现代设计方法运用了优化设计、人机工程设计、计算机辅助设计、工业产品造型设计等，使这些问题得到了妥善的解决，通过对刀具几何角度、切割方法进行分析，进行系统优化，灵活运用数控切削中螺纹加工循环指令等，发开新的加工方法，实现数控机床的二次发展。
2、先进制造工艺技术
先进制造工艺技术，是通过对各类零件特征分析，编制适合于不同零件的数控加工程序，并将其储存在PC机中，在数控机床加工时，通过输入对应的零件特征，生成适合于加工的该零件的程序。它在粗加工过程中可以提高生产效率，在细加工过程中，可以提高产品的精度，是实现品质、低耗生产的基础。
3、制造自动化技术
自动化技术与信息论、控制论、系统工程、计算机技术等技术都有着密不可分的关系，是一门综合性技术，且是一个动态概念，在工业发达的国家里，为了实现柔性自动化、知识智能化、集成化，因此在生产中主要采用数控机床、加工中心、柔性制造单元、计算机集成制造系统等，它的发展，大大降低了企业的生产成本，解放了劳动生产力，对推动制造企业发展有着巨大的作用。
三、先进制造技术在生产中的应用分析
1、柔性制造系统
柔性制造系统主要是由物料储运系统、信息控制系统和一组数字控制加工设备组成，是依靠计算机为基础，实行管理与控制的高度自动化加工系统，是可以运用于不同种类零件加工的机械自动化制造系统，主要包含柔性自动生产线、柔性制造单元、柔性制造系统三类系统，它的应用，提高了神杯利用率，使生产能力相对平稳、产品的质量提升等诸多优势。
2、虚拟制造技术
虚拟制造技术是在仿真技术、虚拟现实的基础上，对产品的设计、生产过程统一建模，从而在计算机上实现整个生产过程的模拟和仿真。它的应用大体分为四种，即虚拟企业、虚拟产品设计、虚拟产品制造和虚拟生产过程，它的应用，提高了生产过程开发效率，优化资源的利用，缩短生产周期，并可对产品按客户需求做出一定的更改。
结束语
终上所述，大力发展先进制造技术，对于推行我国工业化建设具有深远的意义，是提高我国工业化水平的重要手段，是提高我国国民经济的必要途径。
先进制造技术论文:汽车零部件的先进制造技术
随着人们对于交通出行需求的日益增加，汽车市场不断火爆。与此同时围绕汽车制造发展起来的汽车零部件生产也不断发展，随着新技术、新工艺的不断革新，现如今汽车零部件生产已经走上了“集群化”发展道路。对于汽车零部件制造来说，先进的制造技术能极大提高生产效率与质量，是汽车零部件制造企业不断扩大规模，降低成本的重要技术。目前来说，新时期的汽车零部件制造技术呈现崭新的姿态，这些先进制造技术正在推动我国汽车制造业的发展。
一、高效多品种的柔性化生产方式
汽车零部件制造技术为了适应市场变化与客户需求，逐步趋向高效多品种的柔性生产方式。如广州丰田与天津丰田配备的GBL（全球车身生产线系统），就能确保车身在焊接工位输送时可以进行不同车型的焊装夹具的来回切换。该技术的应用使得不占节拍的产品品种更换成为现实。并且再搭配以自动控制与自动识别装置、焊接机器人等，从而形成不同类型汽车连续混流生产的模式。再者如普遍应用的用来加工汽车零部件的数控复合机床、快调与快换装置、技术等，无不体现这一点，即通过不同品种零部件的混流生产，促使生产线生产时间缩短，提高效率。
二、更高效的零部件加工技术被广泛应用
高效化的制造与生产工艺在汽车零部件切削加工领域表现得尤为明显，具体表现为强力、快速切削及快调、快装及快进。随着高速切削机的进一步发展及使用性能更加优良的新型刀具材料，使得高速切削在汽车零部件制造加工中应用得更为普遍。不仅如此，一些具有高速移动与转动速度、刚性及动力性能极佳的机床的开发和自控技术的广泛使用，促使自动输送、快装、快调、自动检测等技术或装置迅速发展。上述技术的应用大大提高了汽车零部件的生产与制造。如GC4225刀片，采用新一代技术，赋予刀片抗破损性，避免刀片涂层的剥落，进而避免生产加工汽车零部件时可能带来的不可控风险。汽车制造过程中，必须对铝合金材质的发动机进行高速加工，因此应该根据铝合金不同的材质特性，选择正确的切削液，从而保障加工零部件的质量。不仅如此，正确切削液的选择还能有效减少切削刀具的损耗，适当延长其寿命。除了切削技术，在车身的制造与装配领域，也出现了各种新工艺与新方法。较为成熟的就是以电子控制为基础，将机器人与自动化装置相组合，从而保障产品质量的稳定，进一步提高零部件加工与生产的效率。
三、过程更加精益化
所谓精益化，指在利用先进技术加工生产汽车零部件时，确保人员、资金、时间、场地都控制在最小范围内，并且能够获得较大产出。简单而言就是低投入、高产出、高利润。当前形势下，汽车零部件加工中使用的各类先进技术都已趋向精益化。
四、绿色环保的零部件加工技术
随着人们对节能减排、可持续发展认识程度的不断加深，汽车制造技术开始向节能减排、节能环保方向发展，使得绿色汽车制造技术产生了巨大突破。这一方面的例子较多，如高强度钢板冲压技术、车身中频焊接、激光拼焊技术等，使得汽车轻量化成为可能。再如越来越多的汽车零部件加工中使用水溶性漆涂料，更有甚者一些企业在加工喷涂时利用2C1B或者2C2B技术工艺以便减少烘干喷涂的次数，为了取得良好的效果可能还会利用热量回收装置或者更节能的加热烘干设备进行工作。为了提升毛坯的精度，毛坯精化工艺被广泛应用，并且对零部件的机械加工余量相对减少，一些零部件甚至不需要多次粗加工，可以直接精细加工。另外，废旧的零部件可以作为毛坯再次加工制造，实现资源的重复利用。机械加工时采用干式切削的方式，利用水基冷却液或者中温常温清洗的方式替代原先使用的冷却油。
五、零部件加工智能化技术
这类技术多以强大的计算机运算能力作为支撑，从而实现对加工的零部件精度与质量进行控制。这类技术能够验证零部件加工的工艺方法，通过比较现实因素、加工时的流程、精度要求、工艺参数等数据，以便对其进行优化。智能化技术中以虚拟技术应用最为普遍，它可以迅速完成各类零部件加工工艺的模拟，如热加工的数字与物理模拟或者铸造充型凝固等。除此以外还有计算机控制管理系统的使用，从而实现对零部件加工生产过程的跟踪与监督，从产品源头保障质量，并能够做到故障检测与分析。计算机网络技术可以进行汽车故障的远程诊断，改善诊断环境，提高诊断效率。不仅如此，在加工零部件时还可以通过集中监测与分散控制系统对汽车零部件制造工艺进行全程跟踪，自动识别多种汽车零部件，提高效率。
六、结语
先进制造技术在汽车零部件生产与制造中的应用，能够极大地提高汽车零部件的质量，赋予其极大的防错能力。除此以外，保障汽车零部件具有一定的相似性，避免生产过程中因为时常更换模具而导致的型号不一，从而降低生产成本，提高生产效率。总的来说，当前先进的制造技术具有制造方式柔性化、工艺高效化、过程精益化及技术绿色化几个特点。我们要意识到目前先进制造技术还存在一定问题，技术人员只有不断研究，不断创新生产工艺，才能极大提高汽车零部件的质量，促进汽车零部件制造企业的发展。
作者：王海波 单位：湖南汽车工程职业学院
先进制造技术论文:先进制造技术班组管理的思考
一、企业车间的班组是企业经营层的决策得以有效实施的基本保障
班组管理既体现在企业产品的生产进度和产品质量，又是企业持续改进，实现整体质量控制和经济效益提升的保障。班组管理既要贯彻企业经营各方面信息，围绕生产班组与生产均衡任务，合理地组织人力、物力，进行各项管理活动，并要通过管理，合理调动、充分发挥全班组人员的主观能动性和生产积极性，更主要的是要以团结协作，最终做到按质、按量、如期完成各项生产计划指标。先进制造技术应用对企业的影响是多方位的，不仅仅是技术水平的提升，还要涉及到更广泛的组织层面的变革。班组是企业的最小生产组织单位，班组管理是企业管理中的基础。一个班组中的领导者就是班组长，班组长是企业中最基层生产管理组织的负责人，更是直接的生产者。班组工作的好坏直接关系着企业经营的成败。
二、先进制造技术被设计用来提高企业生产产品的效率
一方面，严格机械设备的安全操作规程，提高生产效率，降低生产成本，提高产成品质量，防止工伤和重大事故。先进制造技术的使用会对包括质量管理在内的企业管理活动产生影响，班组长要领导员工通过不断地创新并挖掘员工生产积极性、改进操作方法和管理流程，的同时，降低成本（原材料的节省、能源的节约、人力成本的降低），为按时按量地生产出更多更好的高质量的产品而努力。另一方面，先进制造技术与质量管理的目标存在一致性，即都是为了提高生产产品的效率。先进制造技术主要包括三个技术群:主体技术群、支撑技术群和制造技术基础设施。而其中的制造技术基础设施就包括质量管理等内容。先进制造技术的应用和实施，班组及其班组长综合素质的高低决定着企业经营的决策能否顺利地实施，影响着企业达到既定经营目标的最终实现。必会对企业的质量管理活动产生影响。班组管理基本内容是基础管理、基本要求是系统管理，基本形式是民主管理。班组全过程生产管理包括：生产与技术管理、劳动与设备管理、投入产出效费与产成品质量管理、经济核算、安全文明生产及思想政治工作。其管理的重点包括：抓好班组的各项管理制度，涉及：岗位责任、均衡生产、技术质量考核、设备工具维护保养、安全文明生产等制度；交接班与考勤制度、经济核算与民主管理制度、职业道德规范与思想工作制度；执行企业质量体系管理，不断完善科学的管理方法和手段。搞好班组的现场管理，一般来讲，就是要从岗位任务实际出发，坚持以人为本，对班组生产现场的各种作业条件与设备的使用状况进行分析，采用最经济、最有效的作业程序和作业方法，有组织地按照生产进度要求落实任务计划，实时对生产过程及其运行效果进行评价，不断推动班组工作的步步深入。
三、从企业层面来看，技术创新能力是企业提升竞争实力战胜
竞争对手的重要前提和保障企业自身创新（自身组织模式、人才结构、生产模式）的投入对班组管理提出新的的要求。依据先进制造技术及生产技术工作程序，班组管理应学习掌握运用先进设备、工装、原材料和技术工作及其管理方法，统一工艺操作，实行严格的责任制，每一个职工都应明确规定他们的具体任务，自己该做什么、怎么做、做好的标准是什么，应承担的责任和权利范围都心中有数。做到事事有人管，人人有专责，办事有标准，考核有依据。把同质量有关的各项工作同职工的积极性和责任心结合起来，形成一个严密的质量管理工作系统，一旦发现产品质量问题，可以迅速进行质量跟踪，查清质量责任，总结经验教训，更好地保障和提高产品质量。同时，通过技术练兵，使班组员工掌握操作的基本功，从而可以熟练地排除生产过程中出现的故障，杜绝产品质量缺陷的产生，取得生产的主动权。提高与产品质量直接联系的各项工作质量，提高与综合经济效益直接联系的各项专业管理工作的质量，从各个方面有力地保障产品质量的提高。质量管理的基本特点是增强满足质量要求的能力，实现持续的质量改善。只有通过不断的质量改善，减少资源的浪费与消耗、降低成本、提高产品质量，增强企业信誉，扩大市场占有率，才能不断提高顾客满意度，提高企业的竞争力。开展品质控制活动对于促进企业的管理的良性循环起到积极的意义及作用，在班组建立“品质控制小组”是班组管理质量改善的组织保障。对于提升企业质量管理也是相当重要的环节。降低消耗（物资资源的消耗，人力资源的消耗）是降低成本主要途径，更是提高经济效益的较大潜力所在。品质控制小组活动注重全员参与，灵活运用各种品质控制手法，提升员工发现问题、分析问题、解决问题的能力，增强人们的效率意识与节约意识，不断提高生产、服务效率，从而提高经济效益。把员工个人发展愿望集合成企业的发展动力，鼓励的员工与企业一起成长，培养了员工对企业的忠诚度，与企业质量管理的理念是相符合的。品质控制在问题分析及解决方案上不可否认会用到先进制造技术与现代企业管理的许多数据，如何提取整理有效的数据，对于整个品质控制活动取得进展起到直接的作用，有利于提高全员参与的整体文化素质及组织协调能力。
四、结论
新一轮科技革命和产业变革凸显先进制造技术是企业的生命，而质量效益则是它的灵魂。先进制造技术应用后产生的组织变革可以通过质量管理与品质控制活动得到系统的体现。先进制造技术与质量管理的相互关系，先进制造技术的运用提高、质量的把关是靠班组管理及所有参与产品生产的员工共同做到的。
作者：胡登兴 王青山 单位：重庆电讯职业学院 上汽依维柯红岩汽车制造公司
先进制造技术论文:机械制造工艺先进制造技术研究
一、工艺技术人员良好技术工艺素质的培养
随着现代制造技术的进步，对工艺技术人员的技术素养提出全新要求，通过对制造技术研究人员开展定期的思想道德教育，并及时向他们传播的制造技术，在每次培训过后，还应该制定严格的考核制度，只有顺利通过考核的人员才可以上岗。这样能培养出一批。努力培养出一批具备专业的工艺技术知识，保持高度认真负责的工作态度，高素质、技术硬、通管理的制造技术人员来完成产品的加工过程。这就需要工艺技术人员不断的学习新技术和新思想，学习现代先进制造技术、掌握近期的工艺加工理念以及完善工艺加工的方式方法。
二、加强对工艺技术人员的管理与监督，实现工艺标准化
机械制造企业的发展过程中，既要加大对工艺设计应用的技术支持，也要更加严格的对工艺技术人员的工作进行管理和监督，制定产品的质量的生产全过程追溯制度及产品的加工工艺设计应用步骤要求的会商制度，严格防止有残次品、质量过差产品的出现。生产工艺标准化是现代机械制造企业重点发展的目标，也是工艺技术工作的基本要求。工艺标准化工作是对现代机械制造企业的一个整体要求。工艺标准化工作不仅仅是工艺要达到标准要求，它包含整个企业的管理、纪律、以及加工的水平等都要达到标准要求。工艺标准化工作涉及到很多在工艺加工过程中的要求，这些要求都是根据以往加工过程中出现的问题和缺点来制定的。
三、现代机械制造工艺是实现制造技术创新的方向
市场经济的竞争实质是先进制造技术的竞争。先进制造技术是现代技术创新与工艺技术进步的典型代表，不仅体现了应用信息技术与系统管理技术的结合，更是新型制造单元技术创新的集成化。现代先进制造技术以品质、节能、环保、经济、高效为中心，在逐渐向基础制造工艺扩展。及时，先进制造技术已经被大范围的运用到机械制造领域，促进了机械制造工艺的进步，并对其他相关产业也有积极影响。第二，机械制造工艺不断革新，其重点内容又是先进制造技术。所以，先进制造技术和机械制造工艺的关系是相互促进，产品和制造工艺的设计可以采用一系列工具（例如计算机辅助设计（CAD））以及工艺过程建模和仿真等。生产设施与装备、技术应用与优化、工具选用与工艺改进，甚至整个制造企业都可以采用先进技术进行有效地设计。虚心汲取国外先进制造技术，关注机械制造技术自身创新，合理采用先进制造技术。强化先进制造技术过程，开发包括技术装备、生产技术、管理体制、市场观念及人员调配等环节。通过积极的汲取过程不断丰富我们自身的制造技术，探索出最符合企业自身发展需要的先进制造技术，并带动相关制造业打下坚实基础。
四、推进绿色制造工艺、创新生产力的生产过程
先进制造技术“以人为本”的理念及对各种技术资源合理且有效地利用，保障产品能达到应有的性能和要求、产品具有良好的经济性等，这就使得先进制造技术所体现的绿色制造具备重大的经济价值和社会价值。绿色制造，是指考虑环境和资源因素，从原材料的选择、设计，生产的初加工、精细加工与装配，销售、使用和维修，直到报废回收再利用等产品在整个生命周期中对环境的负面影响最小，对资源的消耗量最少，对环境的污染最小，并使企业经济效益和社会效益协调优化的现代制造模式。根据绿色制造的根本原则，综合考虑在机械产品生命周期中的技术、环境以及经济性等各种因素，机械制造工艺实现绿色制造，应着重考虑机械绿色设计建模；机械材料的选择；机械产品的可拆卸性设计；机械产品的可回收性设计；机械产品的成本设计；机械产品使用的安全保护设计；机械产品设计数据库和知识库的建立等方面的技术工艺设计。
五、机械制造工艺技术创新是实现绿色制造的保障
1、净成形制造工艺技术应用与创新。净成形制造可以节约传统毛坯制造时的能耗、物耗，大大减少了产品的制造周期和生产费用；2、干式加工工艺技术应用与创新。干式加工不仅简化了工艺、减少成本，同时还消除了冷却液带来的如废液排放和回收等一系列问题；3、工艺模拟技术应用与创新。运用计算机大数据技术，将形状构造的物理模拟，性能指标的数值模拟以及专家系统相结合，获取并确定工艺参数并优化工艺方案，预测并验证加工过程中可能产生的缺陷和防止措施，有效控制并保障加工工件的质量；4、虚拟制造技术应用与创新。在虚拟制造环境下生成软产品模型来代替传统的硬样品进行实验，对其性能、可制造性及质量控制进行预测和评估，减少实型制造成本；5、废弃物回收利用技术的创新，实现生产方式从开式循环模式变为闭式循环模式转变。
六、结论
进一步培养机械制造工艺设计与技术人员的专业知识和能力、计算机辅助设计与仿真的使用能力以及实践操作能力，提升机械制造工艺设计力量；为机械制造工艺设计技术营造良好的高技术应用环境，围绕创新驱动、质量为先、绿色发展、结构优化、人才为本，提升机械制造质量效益。
作者：饶建伟 严伟民 单位：重庆电讯职业学院