先进制造技术的应用和发展

.XX工学院课程论文报告课程名称：先进制造技术概论论文题目：先进制造技术技术的应用与发展姓 名：二级学院：机械工程学院专 业：汽车检测与维修班 级：学 号：指导教师：邱志敏职 称：助教2012年 1 月15 日目录前言31 什么是先进制造技术31.1 先进制造技术的含义及提出背景31.2 先进制造技术的特点41.3 先进制造技术的应用51.3.1 先进制造业的工艺基础51.3.2 先进制造工艺的特点62 先进制造技术的先进模式63 先进制造模式与先进制造技术的关系84  现代机械工程的前沿科学941 制造科学与信息科学的交叉-制造信息科学1042 微机械及其制造技术研究1043 材料制备零件制造一体化和加工新技术基础1144 机械仿生制造11441 面向生命的仿生制造12442 面向制造的仿生制造125  现代制造技术的发展趋势126 我国先进制造技术现状137 美国AMT计划148 先进制造技术的未来发展14参考文献15致谢16评分标准18先进制造技术技术的应用与发展摘要：随着我国制造业的的不断发展,先进制造技术得到越来越广泛的应用。本文主要阐述了先进制造技术与机械制造业的相互关系,和先进制造业的应用领域等。以及先进制造技术的应用,由传统制造业向观念现代机械制造业的转变,先进制造技术现状及其发展趋势,以及日益国际化的制造方式,以及柔性制造系统等在先进制造技术中的运用,和先进制造技术工艺特点等以及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：先进制造技术机械制造业关系对策应用特点 柔性制造系统 制造方式前言制造业是现代国民经济和综合国力的重要支柱,伴随着世界经济日益国际化,更兼并着科学技术的不断发展与突飞猛进,工业化的发展程度,成为一个国家在世界地位中凸显的重要标志之一,为此,先进技术则成为此领域内的一项重要技术之一。制造业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。尤其高效高质量制造技术被广泛应用于飞机、汽车、造船、模具制造业、特殊材料加工以及航空航天、国防事业等。先进制造技术逐步成为衡量一国家工业化的核心标志,并对一个国家的、经济、航空航天、国防事业作出重大贡献。并逐步成为推动世界先进技术向高端技术发展重要标志。1 什么是先进制造技术1.1 先进制造技术的含义及提出背景先进制造技术<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。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。1993年,美国政府批准了由联邦科学、工程与技术协调委员会FCCSET主持实施的先进制造技术计划Advanced Manufacturing TechnologyAMT计划 先进制造技术计划Advanced Manufacturing TechnologyAMT>是美国根据本国制造业面临的挑战和机遇,为增强制造业的竞争力和促进国家经济增长,首先提出了先进制造技术<Advanced Manufacturing Technology>的概念。此后,欧洲各国、日本以及亚洲新兴工业化国家如韩国等也相继作出响应。 先进制造技术AMT<Advanced Manufacturing Technology>是在传统制造的基础上,不断吸收机械、电子、信息、材料、能源和现代管理技术等方面的成果,将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务的制造全过程,以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产,提高对动态多变的市场的适应能力和竞争能力的制造技术的总称,也是取得理想技术经济效益的制造技术的总称。当前的金融危机也许还会催生新的先进制造制造技术,特别在生产管理技术方面。先进制造技术不是一般单指加工过程的工艺方法,而是横跨多个学科、包含了从产品设计、加工制造、到产品销售、用户服务等整个产品生命周期全过程的所有相关技术,涉及到设计、工艺、加工自动化、管理以及特种加工等多个领域,并逐步融合与集成。可基本归纳为以下四个方面：先进的工程设计技术、先进制造工艺技术、制造自动化技术、先进生产管理技术、制造哲理与生产模式。1.2 先进制造技术的特点<1>先进制造技术是制造技术的最新发展阶段,是面向21世纪的技术,制造业是社会物质文明的保证,是与人类社会一起动态发展的,因此,制造技术必然也将随着科技进步而不断更新。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而来,保持了过去制造技术中的有效要素;但随着高新技术的渗入和制造环境的变化,已经产生了质的变化,先进制造技术是制造技术与现代高新技术结合而产生的一个完整的技术群,是一类具有明确范畴的新的技术领域,是面向21世纪的技术。 <2>先进制造技术是面向工业应用的技术,先进制造技术应能适合于在工业企业推广并可取得很好的经济效益,先进制造技术的发展往往是针对某一具体的制造业<如汽车工业、电子工业>的需求而发展起来的适用的先进制造技术,有明显的需求导向的特征。先进制造技术不是以追求技术的高新度为目的,而是注重产生最好的实践效果,以提高企业的竞争力和促进国家经济增长和综合实力为目标。 <3>先进制造技术是面向全球竞争的目前每一国家都处于全球化市场中。一个国家的先进制造技术是支持该国制造业在全球范围市场的竞争力。因此,先进制造技术的主体应具有世界水平。但是,每个国家的国情也将影响到从现有的制造技术水平向先进制造技术的过渡战略和措施。我国正在以前所未有的速度进入全球化的国际市场,开发和应用适合国情的先进制造技术势在必行。 1.3 先进制造技术的应用近年,随着经济的高速发展和科学的不断进步,高速度、高质量、高效率逐渐被广大公司所追求,于是先进的制造技术就被提上日程。目前对于先进制造技术尚未有一明确的定义。普遍认为：先进制造技术是制造业不断吸收、改进、提高信息技术和现代管理技术的成果,并将其运用于产品设计、加工、检测、生产管理、产品销售、使用、回收等制造全过程技术的总称。纵观历史,现代制造技术形成和发展至今也只有是近十年间的事。上世纪,美国的一批学者不断鼓吹美国已进入"后工业化社会",把传统的制造业视为"夕阳工业",因而制造技术的发展受到极大的阻碍。然而由于美国根据本国面临的挑战与机遇,对其制造业存在的问题进行了深刻反省,重新认识到制造业在国民经济中的地位和作用。此时,由于计算机信息技术的发展,也全面推动了制造技术的飞跃发展。于是, 先进制造技术的概念逐步形成。而我国,机械科学研究院提出了多层次技术群构成的先进制造技术体系。第一个层次是优质、高效、低耗、清洁基础制造技术,它是先进制造技术的核心。第二个层次是新型的制造单元技术。这是在市场需求及新兴产业的带动下,制造技术与电子、信息、新材料、新能源、环境科学、系统工 程、现代管理等高新技术结合而形成的崭新制造技术。第三个层次是先进制造集成技术。这是应用信息技术和系统管理技术,通过网络与数据库对上述两个层次的技术集成而形成的。 先进制造业的工艺基础毛坯制造是机械制造工艺的基础和前提。近几年,出现了许多先进的制造工艺及技术。铸造方面出现了一套精密洁净铸造成形工艺,例如,外热风冲天炉熔炼、处理、保护成套技术；钢液精炼与保护技术；气化模铸造工艺与设备等。锻压方面出现了精确高效塑性成型技术,主要有热精锻生产线成套技术；冷温成型成套技术；辊锻和楔横轧成形技术；精密冲裁工艺及设备等。焊接与切割方面出现了新型焊接电源及控制技术；激光焊接技术；微连接技术；数控切割技术等。机械加工是机械制造工艺的主要组成部分, 而且并逐渐向高效、高精度方向发展。主要有精密加工和超精密加工；高速切削与高速磨削；复杂型面的数控加工；游离磨料的高效加工等。 先进制造工艺的特点先进性：先进制造工艺的先进性主要表现在优质、高效、低耗、洁净、灵活柔性五个方面。优质：加工制造出的零件或整机质量高,性能好；零部件尺寸精确,表面光洁,内部组织致密,无缺陷及杂质,使用性能好；整机的结构、色彩美观宜人,使用寿命和可靠性高高效：生产效率及劳动生产率高,大大降低了操作者的劳动强度。低耗：节省原材料及能源。洁净：生产过程不污染环境,零排放或少排放。灵活：能快速对市场变化及产品设计的更改作出反应,适应多品种柔性生产。 实用性 先进制造工艺的实用性主要表现在两个方面。一是应用普遍性,它是当今或不久将来机械工厂量大面广的看家工艺；二是经济适用性,它一般投资不高,且有不同档次,宜于工厂根据本身的条件通过技术改造予以采纳。前沿性 先进制造工艺的前沿性主要表现在：先进制造工艺是高新技术产业化或传统工艺高新技术化的结果,它们是制造工艺研究最为活跃的前沿领域。部分先进制造工艺可能目前应用还不广泛,但是它们代表着某些发展方向,而且可望会得到越来越广泛的应用。因此,先进制造工艺就是机械工厂普遍能够采用,具有直接推广价值或广阔应用前景的一系列优质、高效、低耗、洁净、灵活工艺的总称。2 先进制造技术的先进模式制造生产模式是制造业为了提高产品质量、市场竞争力、生产规模和生产速度,以完成特定的生产任务而采取的一种有效的生产方式和一定的生产组织形式。制造生产模式具有鲜明的时代性。现代先进制造生产模式是从传统的制造生产模式中发展、深化和逐步创新的过程而来。工业化时代的福特大批量生产模式是以提供廉价的产品为主要目的；信息化时代的柔性生产模式、精益生产模式、敏捷制造模式等是以快速满足顾客的多样化需求为主要目的；未来发展趋势是知识化时代的绿色制造生产模式,它是以产品的整个生命周期中有利于环境保护减少能源消耗为主要目的。 在传统制造技术逐步向现代高新技术发展、渗透、交汇和演变的过程中,形成了先进制造技术的同时,出现了一系列先进制造模式。根据国际生产工程学会CIRP近10年的统计,发达国家所涌现的先进制造系统和先进制造生产模式就多达33种。发达国家制造业企业,特别是跨国公司和创新型中小企业已广泛采用了一些新的制造模式和制造系统,如：柔性制造系统FMS；计算机集成制造系统CIMS；精益生产模式LP；清洁生产模式CP；高效快速重组生产系统；虚拟制造模式VM等。目前,正在开发下一代制造和生产模式,如：并行工程和协同制造HM、生物制造BM、网络化制造和下一代制造系统NGMS等。一 柔性生产模式由英国莫林斯Molins公司首次提出的柔性生产模式,在20世纪70年代末得到推广应用。该模式主要依靠有高度柔性的以计算机数控机床为主的制造设备来实现多品种小批量的生产,以增强制造业的灵活性和应变能力,可缩短产品生产周期,提高设备使用效率和员工劳动生产率且改进产品质量。 二 智能制造模式该模式是在制造生产的各个环节中,应用智能制造技术和系统,以一种高度柔性和高度集成的方式,通过计算机模拟专家的智能活动,进