未来机械制造业的先进制造技术发展

先进制造技术在未来机械制造业日勺发展摘要综述了先进制造技术的特点与发展现实状况，向集成化、精密化、自动化、高速化、智能化及网络化、全球化、虚拟化和绿色化方向发展，论述了机械制造业的目前现实状况及未来发展方向，总述了先进制造技术在未来机械制造业时发展关键词先进制造技术；发展现实状况；发展趋势先进制造技术的内容及其特性

11.1先进制造技术日勺内容先进制造技术Advanced ManufacturingTechnology,人们往往用AMT来概括由于微电子技术、自动化技术、信息技术等给老式制造技术带来的种种变化与新型系统详细地说，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、设备和系统的总称重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是制造业企业获得竞争优势的必要条件之一，但并非充足条件，其优势尚有赖于能充足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先进制造技术在老式制造技术的I基础上融合了计算机技术、信息技术、自动控制技术及现代管理理念等，所波及的内容非常广泛，学科跨度大本书围绕先进制造技术的各主题，系统地简介了各先进制造技术的基本知识、关键技术及其在实际中日勺应用等制造技术是使原材料成为人们所需产品而使用的一系列技术和装备欧I总称，是涵盖整个生过培训可以操作但由于受文化素质和操作技能不高的I影响，引进设备平均运用率只有70%左右虽然我们拥有一流的设备，但生产不出一流的产品缺乏科学管理先进制造技术的关键是制造技术与信息技术和现代管理技术有机结合的一项技术，它尤其强调信息技术和现代管理技术在整个制造过程中的综合应用，而诸多企业常常是只重视信息技术和制造技术日勺综合应用，而忽视了现代管理技术的应用从而导致企业的管理混乱，效率低下还一般导致外行管内行的问题,使诸多员工摸不清企业发展方向，不能充足发挥积极性和发明性，尤其在产品开发中，这一般是导致某些产品失败的致命问题缺乏先进的管理，企业内的多种信息流、物质流等就不能合理流动，资源因此得不到合理配置，严重减弱了企业的J市场竞争力和应变能力在技术引进过程中，指导思想不对的，缺乏自主创新目前市场上销售的I汽车，尤其是乘用车的背后，大多数均有外国汽车品牌的影子毫不夸张地说，当今中国汽车市场上的所谓竞争，说究竟在很大程度上还是跨国汽车巨头之间的竞争产生这种状况的主线原因还在于在我们引进国外技术的同步，产生了过度的依赖性，甚至丢弃了自己原有的优势技术，认为没有了国外的先进技术就无法生存，自己的东西不如国外的好诚然，我们的先进制造技术与发达国家还存在一定差距，不过假如我们不去自主开发、自主创新，我们永远只能作为发达国家的加工工厂，赚取微薄的加工费

2.3发展中国化的先进制造技术以信息化集成化为基础加大对既有制造业日勺改造自1990年代以来，先进制造技术在我国得到了广泛的I应用，并且获得了很大成效，但其应用诸多局限于各单项技术，并没有充足发挥其应有的潜力各单项技术也是在不一样部门之间各行其是为此，我们可以在既有基础上实现CAD,CAPP,CAM,NC,GT等各项技术集成的计算机集成制造技术QMS特别是在信息化的时代，计算机技术、网络技术使企业在生产组织上，以及产品开发上实现生产模式的深刻的变革制造技术的网络化还会导致一种新的制造模式，即虚拟制造组织，这使得异地分布的、互相独立的I多种企业，在谈判协商的基础上，建立亲密合作关系，形成动态的“虚拟企业”或动态的1“企业联盟”这样各企业可以致力于自己的优势项目，优化配置资源，实现资源共享，增强企业日勺市场竞争力加强科学管理和技术创新，树立人力资源是第一资源日勺思想先进制造技术自身就是一种系统工程，在管理上应以企业的整个供应链为管理关键，将企业内部所有资源整合在一起，对采购、生产、成本、库存、分销、运送、财务、人力资源进行规划，使企业资源到达最佳组合，获得最佳效益，实现企业资源计划ERP管理在我们发展先进制造技术欧I同步，还应有与之对应的高素质人才作后盾只有以充足和相对稳定的技术力量为基础，企业才能健康、迅速地发展，才能在剧烈的竞争中立于不败之地人在生产力中是最活跃的原因，是财富的发明者，因此我们应当首要树立把人力资源作为第一资源的思想

2.

3.3不停进行理论创无论是从各发达国家日勺振兴还是发展来看，只有在基础理论方面有新日勺创新和突破，才能使制造业处在领先地位，才能在市场竞争中立于不败之地理论创新是先进制造技术发展的基础，面对国际上复杂的竞争环境，我们必须把握好制造业未来发展趋势，不停进行理论创新，开发先进的理论来武装我们的制造业,发展以数字化为关键，以信息化、网络化为依托，尖端欧I、绿色的先进制造技术,使我们的制造业立于世界先进水平之列山网冲1］山］先进制造技术日勺发展趋势

33.1先进制造技术发展趋势为适应二4^一世纪对制造技术的需要，未来先进制造技术的总趋势是向系统化、集成化、智能化方向发展设计技术不停现代化产品设计是制造业的灵魂现代设计技术的I重要发展趋势是1设计措施和手段的现代化，它突出反应在数值仿真或虚拟现实技术的发展，以及现代产品建模理论的发展上2新的设计思想和措施不停出现，如并行设计，面向“X”的设计DFXDesign ForX,强健设计Robust Design；优化设计Optimal Design,反求工程技术ReverseEngineeringo3由简朴的、详细的I、细节的设计转向复杂的总体设计和决策，要通盘考虑包括设计、制造、检测、销售、使用、维修、报废等阶段日勺产品日勺整个生命周期4由单纯考虑技术原因转向综合考虑技术、经济和社会原因设计时不单纯追求某项性能指标的先进和高下，而注意考虑市场、价格、安全、美学、资源、环境等方面影响成形制造技术向精密成形或称净成形日勺方向发展成形制造技术是铸造、塑性加工、连接、热处理、粉末冶金等单元技术的总称展望21世纪，成形制造技术正在从靠近零件形状Near Net Shape Process向直接制成工件即精密成形或称净成形NetShapeProcess的方向发展有代表性的精密成形制造技术是1精密铸造技术2精密塑性成形技术3精密连接技术加工制造技术向着超精密、超高速方向发展1超精密加工技术一般认为加工精度为3〜

0.3U m的加工称为精密加工，加工精度达

0.3〜

0.03u m时就称为超精密加工，而加精度高于

0.03u m30纳米称之为纳米加工2超高速切削目前认为超高速切削日勺范围是车削速度700~7000m/min；铳削为300〜6000m/min；磨肖U为5000〜10000m/min3新一代制造装备的发展市场竞争和新产品、新技术、新材料的发展推进着新型加工设备区I研究与开发，其中经典的例子是“并联桁架构造式数控机床”或俗称“六腿”机床州勺发展它突破了老式机床构造方案，采用6个轴长短的变化以实现刀具相对于工件时加工位置的J变化制造专业学科界线逐渐淡化消失，新型制造技术不停得到发展在制造技术内部，冷热加工之间，加工、检测、物流、装配过程之间，设计、材料应用、加工制造之间，其界线均逐渐淡化、逐渐走向一体化如CAD,CAPP,CAM的|出现，使设计、制导致为一体一种经典的例子是迅速原型/零件制造RP技术的产生，是近23年制造领域的一种重大突破，它可以自动而迅速地将设计思想物化为具有一定构造的功能时原型或直接制造零件，淡化了设计、制造的I界线RP技术突破了老式加工技术采用材料“清除的I”原则，而采用“添加、累积”的原理目前的重要措施有立体印刷SLA,采用紫外线光源逐层对光敏树脂扫描而成形；分层实体制造LOM,对纸进行逐层切割并粘接而成形；选择性激光烧结SLS；熔化沉积制造FDM,采用蜡丝等材料逐层喷射并凝固成形虚拟现实技术在制造业中获得越来越多日勺应用虚拟现实技术Virtual RealityTechnology是20世纪90年代才提出欧J新概念，虚拟现实技术已开始在制造业中得到应用，重要包括虚拟制造技术和虚拟企业两个部分虚拟制造技术将在产品真正制造出之前，首先在虚拟制造环境中生成软产品原型Softprototype替代老式日勺硬样品Hardprototype进行试验，对其性能和可制造性进行预测和评价，从而缩短产品的设计与制造周期，减少产品的开发成本，提高系统迅速响应市场变化能力虚拟企业、动态联盟、虚拟组织机构或虚拟企业Virtual Company是相似的概念其含义是为了迅速响应某一市场需求，通过信息高速公路，将产品波及到不一样企业临时组建成为一种没有围墙、超越空间的J约束、靠计算机网络联络、统一指挥的合作经济实体目前正在着手组织的“分散网络化制造”DNM,就是虚拟企业日勺一种模式,它的目的是在中国内地和香港的2000家制造企业之间，采用国际互联网建立制造资源信息网络实行敏捷制造DNM既比较符合我国国情，又比笼统地称虚拟企业愈加切合实际，为人们理解和接受信息、管理与工艺技术紧密结合，先进制造生产模式获得不停发展先进的制造技术必须在与之相匹配的制造模式里才能充足发挥作用二十一世纪先进制造技术发展的重要趋势是先进制造生产模式获得不停发展制造业在经历了少品种小批量一少品种大批量一多品种小批量生产模式的过渡后，20世纪七八十年代开始了以采用计算机集成制造系统CIMS进行制造的柔性生产模式初期的ICIMS以较高的自动化程度为特性，在试验过程碰到困难CIMS的第二阶段是并行工程，它强调的不仅是信息集成，而是人的集成问题估计二十一世纪的CIMS将是智能制造系统，它体现了制造系统化、自动化、智能化综合发展精益生产LP是1990年提出的制造生产模式它的基本原则是“消灭一切挥霍”和“不停改善”，其重要支柱是准时制作业OIT、全面质量管理TQC、成组技术GT、弹性作业人数和尊重人性日本丰田企业采用这种方式，使自动化程度不高的工厂获得了良好的效益敏捷制造AM是1991年提出欧I,1992年美国政府将其作为“二H-一世纪制造企业的战略”敏捷制造通过虚拟企业予以实现敏捷制造将成为二十一世纪制造企业的主导模式上述种种先进制造生产模式的进展，其特点重要是体现了如下5个转变1从以技术为中心向以人为中心转变2从金字塔式的多层次生产构造向扁平的网络构造转变3从老式日勺次序工作方式向并行工作方式转变4从按功能划分部门的固定组织形式向动态的、自主管理的小组工作组织形式转变5从质量第一的竞争方略向迅速响应市场的竞争方略转变山⑼[⑼口][⑵机械制造业现实状况4改革开放三十年以来，中国制造业有了明显的发展，无论制造业总量还是制造业技术水平均有很大的提高机械制造业从产品研发、技术装备和加工能力等方面都获得了很大的进步，但具有独立自主知识产权的J品牌产品却不多例如海尔、海信、TCL等企业日勺品牌虽然已经“国产化”，但去商场买空调时，导购会告诉你压缩机来自日本,去买冰箱时，导购还是会告诉你压缩机也是来自日本通过对我国机械制造业现实状况的分析和研究，业内人士普遍认为，中国欧I机械制造比欧美发达国家落后了将近30年面对二十一世纪世界经济一体化的挑战,机械制造业存在的重要问题有如下几种方面1合资带来的哀愁改革开放以来，我国大量引进技术和技术装备使机械制造业有了长足的发展，但也给人们带来了许多担忧2023年4月，执我国工程机械行业之牛耳的徐工集团与美国凯雷投资企业的并购计划基本敲定美国凯雷亚洲投资企业以

3.75亿美元收购了徐工集团下属企业一一徐州工程机械集团有限企业一一85%的I股份虽然6月份由于三一重工的介入使得控股过程出现波折，但这宣布我国诸多经济学家所紧张的“卡特彼勒通吃中国工程机械行业”的计划暂告一段落2023年3月，全球最大的机械设备制造商一一美国卡特彼勒企业以低得“令人意外”日勺价格收购了山东重工的40%日勺股份，此后工程机械业中传出，强硬日勺卡特比勒已制定了庞大的收购计划，目的是“蚕食中国工程机械”工程机械业中稳居“老大”数年的徐工集团当然是它的既定目的I之一2023年卡特彼勒企业在徐州成立卡特彼勒路面机械徐州工厂，主导产品压路机、冷铳刨机、沥青混凝土摊铺机、路面冷再生设备/稳定土拌和机等20世纪90年代以来，大型跨国企业纷纷进军杀入国内机械工业市场，重要集中在汽车、电工电器、文化办公设备、仪器仪表、通用机械和工程机械等领域,这几种行业约占机械工业外商直接投资金额的80%o外国投资者的经营方略是:“基本前提是对华投资活动中必须保持其控制权”，目前跨国企业尤其热衷于并购我国高成长性行业中的优势企业目前已经能看到的是油嘴油泵行业、轴承行业等2存在着许多技术黑洞中国的I机械制造业除了面临“外敌”之外，自身也存在着诸多问题曾几何时，企业日勺进口机械成了宣传日勺噱头广东一家食品企业这样炫耀自己“企业引进多台日本、台湾自动化生产设备，工艺精湛，优秀的I产品质量赢得了广大消费者的I青睐”这样的例子俯拾皆是国人也都在潜移默化中接受了这一现实:只有外国进口的生产线和生产设备是可靠的，是产品的保证“振兴民族”产业的口号兴起之后，国内逐渐打造出某些著名品牌，例如家电里有海尔、海信、TCL等品牌虽然已经“国产化”,但说到产品的关键部件，却大都来自国外业内人士认为，我国机械行业存在一种巨大aI技术“黑洞”，最突出欧I体现是对外技术依存度高近几年来，中国每年用于固定资产的上万亿元设备投资中，60%以上是引进的作为窗口的国家高新技术产业开发区，也有57%的技术源自国外在冶金机械中，近来几年我国板、带材生产线上了

三、四十条，型材线就更多了，总投入大得惊人，不过这些设备和系统几乎所有来自德国、日本及意大利例如河北一家大型钢铁邯郸厂，冷轧设备来自德国西马克企业，镀锌设备来自意大利达涅利企业据机械工业联合会的记录，目前工业发达国家新产品奉献率为52%,我国仅为

5.9%在“关键技术方面”具有独立自主知识产权的产品较少，克隆产品较多这样0的成果除了自主创新能力减弱之外，还轻易遭到侵权指控虽然出现了自行研制日勺技术，也很轻易被指责为“抄袭”中国很快前自行研制的“CM1海豚”磁悬浮列车还没有试运行，就被德国某些媒体和企业指责为“抄袭了德国磁悬浮技术”整个工业制造设备的骨干都是外国产品，这暴露了我国工业化的虚弱性机械制造业是一种国家的脊椎和脊柱，中国此后假如不把腰杆锻炼硬了，挺直了,那么整个经济和国防都是虚弱的O3机械制造业落后近30年有人在网上发起“中国的机械制造业落后欧美发达国家多少年”的讨论，诸多人认为“至少30年改I差距”这种差距尤其表目前发动机上发动机作为机械的“心脏”，怎么评价它在机械中的I重要性都不过度，尤其是对于我国正在大力倡导的汽车制造业而言我国的汽车制造业发展了数年，直到目前使用上自己设计的“心脏”时却很少，这让诸多汽车业内人士都为之伤神不过目前已经有几家汽车制造企业开始关注设计自己的发动机奇瑞是其中之一，它研发成功的I ACTECO发动机让中国的汽车也开始赚技术钱了奇瑞研制的J ACTECO发动机获得“2023中国发明奖”为何市场没有换来必要的I技术？专家认为,并不是拿来了车型就等于转让了技术，某些关键的地方还需要学习，还需要有人点拨不过相称多企业只关注合资、引进等等形式上的东西仿制而不消化吸取是机械工业步入歧途除了消化不到位之外，技术壁垒也是中国引进技术日勺巨大障碍目前知识产权已经成为包括美国在内的发达国家保持与发展中国家之间差距的一种武器“欧美发达国家在小心翼翼地保持着与中国技术水平几十年的差距”4国家扶持的支点偏离业内人士普遍认为，技术黑洞时形成与国家的重视程度、投入亲密有关国家在过去的二十数年来忽视了发展机械行业，在政策、资金等方面都出现了偏差产权鼓励制度是创新和研发产品的重要保障国有企业对创新人才的产权鼓励基本上没有实行首先创新成果的知识产权没有得到有效的保护；另首先，创新者的奉献没有得到产权确认企业研发的I技术和产品，要么被国家免费拿走，要么被其他的企业免费抄袭先进制造技术在机械制造业中日勺应用基础及应用领域

55.1数控技术是应用与发展先进制造技术日勺基础产制造过程的多种技术的集成从广义来讲，它包括设计技术、加工制造技术、管理技术等三大类其中设计技术是指开发、设计产品的措施；加工制造技术是指将原材料加工成所设计产品而采用的生产设备及措施；管理技术是指怎样将产品生产制造所需的物料、设备、人力、资金、能源、信息等资源有效地组织起来,到达生产目日勺的措施川⑵⑶

1.2先进制造技术日勺特点是面向二十一世纪日勺技术先进制造技术是制造技术的最新发展阶段，是由老式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，又要不停吸取多种高新技术成果，并渗透到产品生产的所有领域及其所有过程先进制造技术与现代高新技术相结合而产生了一种完整的技术群，它是具有明确范围的I新的技术领域，是面二十一世纪的技术是面向工业应用的技术先进制造技术并不限于制造过程自身，它波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时所有内容，并将它们结合成一种有机的整体先进制造技术日勺应用尤其注意产生最佳的实际效果，其目的是为了提高企业竞争和增进国家经济和综合实力的增长目的是要提高制造业的I综合经济效益和社会效益是驾驭生产过程日勺系统工程数控技术是应用制造技术的基础和关键数控技术是数字化技术在机械制造行业应用日勺高新技术，是机械加工工业向现代化发展的关键技术数控技术是现代化工业的基础技术，数控技术的推广应用，为机械制造业由刚性自动化向柔性自动化的过渡发展做出了重要的奉献，揭开了机械制造业第三次历史性的技术改造的序幕伴随微电子技术、计算机技术和自动控制技术的飞速发展，数控技术得到了新的发展尤其是PC机进入数控系统后，使数控系统由封闭型向开放型的体系构造转化，数控技术已应用在多种各样的机床上，形成了数控车床、数控铳床、数控磨床等，并发展了工序集中的复合数控机床加工中心，开发出了FMC,从而为FMS和CIMS奠定了基础数控技术广泛应用于制造业的各部门，已成为先进加工技术的基础数控技术的推广应用给机械制造业带来了重大变革.1数控技术的推广应用带来了机床行业的重大变革数控技术的经典产品是数控机床数控机床是工厂自动化的基础，数控机床拥有量的多少是衡量一种国家制造业现代化水平的重要标志数控机床的发展直接影响到国民经济各部门制造技术水平的提高，是发展航空、航天等国防工业的重要装备，是实现国民经济各部门制造技术与国际接轨的关键设备数控技术的推广应用给机床行业带来的重大变革重要体目前如下两个方面a.数控技术增进了旧机床数控化的改造；b.数控技术为数控机床发展奠定了基础2数控技术的推广应用增进了制造工艺的发展伴随数控技术的J发展，常规加工工艺条件得以变更，工艺参数的优化成为也许，从而为实现优质、低耗、洁净、灵活的目的奠定了基础数控技术欧I推广应用使得以优质、低耗、洁净、灵活为特性的先进制造工艺在国内得到高度重视及应用3数控技术的推广应用增进了制造技术向高层次发展数控技术是制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础数控技术的推广应用和产业化，将大大增进机械加工工业的产业构造、产品构造、生产方式和管理体制发生深刻的变革

5.2先进制造技术在机械制造业中日勺应用领域近年来，由于先进技术的发展和市场需求的变化，通用机床、专用机床及组合机床自动线都向着柔性化方向发展，老式的以单台机床为单位日勺机台的概念,也逐渐让位于制造单元和以加工中心为基础的制造系统，并且出现了带自动刀库的加工中心和可换主轴箱的加工中心，通过加工中心，将通用机床和专用机床溶为一体，演变成为柔性加工系统加工中心的出现和发展是依赖于NC、CNC技术以及机械手、机器人和自动仓库技术的J发展结合光学、电子学和其他机电一体化技术的柔性化的可变制造系统已经进入实用化阶段据记录，工业发达国家的机械制造业占整个国家制造业的60%以上，因而先进制造技术与机械制造技术的关系密不可分首先，先进制造技术广泛应用于机械制造业的各个方面，使得先进制造技术的技术理论得以详细应用和实现，并推进机械制造业的迅猛发展；另首先，机械制造业由于自身生产日勺需要，出现欧I多种新工艺、新技术，又丰富和发展了先进制造技术的理论，并可以推广到其他制造领域，详细体目前:1在产品的设计开发中应用了现代设计技术的I最新成果在机械制造过程中，机械产品的设计、开发已不停应用了现代设计的思想和措施绿色设计、并行工程、计算机辅助设计、可靠性设计、模糊设计及虚拟技术等现代设计措施和技术，从主线上变化了老式设计的思想和措施从设计内容上看，老式的I机械产品设计将设计过程划分为方案设计、技术设计和工艺设计,设计的内容过于狭窄而现代设计的内容已扩展到产品规划、制造、检查、营销、维护、报废、回收等全过程的全方位设计；从设计措施上看，老式设计往往是根据经验的积累、单一的知识、落后的工具来进行的I,而现代设计以计算机辅助设计技术为主体，以多种学科及技术为手段，并实现设计过程的I并行化、最优化、精确化2在产品的制造过程中涌现了大量的新工艺、新技术机械制造工艺是将原材料、半成品加工成机械产品的措施和过程，是整个机械制造全过程的重要部分，在这个过程中，由于先进制造技术的渗透，结合生产实际的I需要，已涌现了大量的新工艺、新技术在毛坯制造方面，近几年出现了钢液精炼与保护成套技术，高效金属型铸造工艺及设备，新型焊接电源及控制技术，激光焊接与切割技术等高新技术；在机械加工方面，出现了精密加工、超精密加工技术，高速切削与高速磨削技术，难加工材料的切削技术，复杂型面的数控加工技术等；在热处理方面，近几年出现了可控气氛热处理、真空热处理、激光表面合金化等先进技术；在自动化生产方面，已广泛应用机床数控技术、工业机器人、柔性制造技术、传感技术、集成制造技术、自动检测及信号识别技术等这些新技术首先满足了机械制造自身的I需要，同步又支撑了先进制造技术的体系3先进制造技术的I应用引起了企业组织管理模式的重大变革在批量生产方式下，企业的组织管理模式重要是功能专业化，采用刚性生产线，各个部门各司其职当今，机械制造业的生产方式正向着中、小批量生产方式转变，因而企业的组织和管理模式也必须与之相适应由于先进制造技术在机械制造业中的应用，企业的组织管理模式发生了多方面日勺转变a.从老式的次序工作方式向并行工作方式转变；b.从按功能划分部门的固定组织形式向动态、自主管理的小组组织形式转变；c.从金字塔式的多层次生产管理构造向扁平的网络构造转变；d.从质量第一的竞争方略向迅速响应市场的竞争方略转变；e.从以技术为中心向以人为中心转变3机械制造业未来发展的趋势当今，世界各工业强国都十分重视对先进制造技术的研究和应用，制造技术通过发展，获得了重大创新由于先进制造技术的推进，机械制造业未来的I发展出现如下几种趋势1柔性化制造伴随社会的发展和人民生活水平的提高,人们对产品的需求是多样化的，这就决定了未来机械制造的生产方式是多品种、小批量针对这一趋势，机械制造的生产必须具有较大的灵活性,才能缩短产品的制造周期，提高机床运用率，这就需要广泛建立和应用柔性制造系统FMS,即把若干台数控加工系统、物料自动搬运系统及自动上下工件系统、立体仓库等系统集成起来，形成一种完整的生产系统柔性制造系统是制造业向现代自动化生产发展的J基础2自动化生产自动化生产可以大幅度提高生产率，同步，大大减少工人的劳动强度，改善工作环境因此，自动化生产是未来机械制造业发展的一种重要方向，这就需要大力发展自动化技术和自动化设备3精密加工、超精密加工、特种加工技术社会的发展对机械产品的质量提出了越来越高的规定，诸如某些军工产品、航空航天产品、仪器仪表产品、电子产品、微型机械产品，其精度规定已到达微米级、亚微米级、甚至纳米级，这样的精度规定是一般加工措施难以或主线不能到达的J,这决定了发展精密加工、超精密加工技术以及诸如激光加工、电火花加工等特种加工技术是机械制造未来的I一种重点其中激光技术应用于制造业中，有着更广泛的I意义例如，纽约Akron strippitHoudaille企业将激光器与小组合冲孔机结合，由于激光束直径仅仅是人头发改I两倍那么粗细，编程人员可以根据所设想的两维、三维空间形状加以切割与冲凿，同步可以切割小半转角，沿任何方向，以任意角度移动和转动它能切割一般冲孔机所不能切割的小角弧面与冲凿曲面工艺品，这也为模具制造带来了莫大的福音和便利［151目前,发达国家采用超精密特种加工措施已能加工出纳米级的大规模集成电路芯片加工精度

2.5nm,粗糙度

4.5nm口久超精密加工的对象已由加工单件、小批量的工具、量具等扩展到大批量工件生产和高科技产品如磁盘、录像机磁头、大规模集成电路、精密雷达等附加工此外，超高速加工等高效节能加工技术也是目前日勺发展趋势，例如采用陶瓷刀具切削速度已到达800〜1000m/s4微系统及其制造技术研究微系统micro system是机械技术与电子技术在纳米尺度上相融合欧I产物早在1959年就有科学家提出微型机械的设想，1962年第一种硅微型压力传感器问世，其后，开发出了尺寸50~500m的齿轮、齿轮泵、气动涡轮及连接件等微型机构1987年，美国加州大学伯克利分校研制出转子直径60~120m的硅微型静电电机，显示出运用硅微加工工艺制造微小可动构造并与集成电路兼容、制造微小系统的潜力微系统技术有也许象20世纪的微电子技术那样，在二十一世纪对世界科技、经济发展和国防建设产生巨大日勺影响近23年来，微系统的发展令人瞻目其特点如下相称数量的微型元器件和微系统研究成功，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，尤其是半导体微细加工技术已成为微系统的支撑技术5计算机集成制造化机械制造业为了在剧烈的竞争中求生存、求发展，需要深入缩短产品研制周期和交货时间，提高产品质量，减少成本，发展计算机集成制造化模式是机械制造业的必然发展趋势计算机集成制造系统的各功能部分又包括许多相对独立的子系统，它们之间用数据库、网络、系统技术、人工智能等技术实现功能集成6绿色制造普及化伴随人们对环境保护的规定越来越高，环境保护意识不停增强，绿色制造将成为21世纪制造业日勺重要特性制造业不仅要处理生产过程中日勺污染和资源挥霍问题，更重要的是要为社会提供没有污染、节省资源的产品参照文献［1］任小中.先进制造技术.华中科技大学出版社，2023年9月.［2］马晓春.我国现代机械制造技术的发展趋势［J.森林工程.2023［3］武永利.机械制造技术新发展及其在我国的研究和应用［J.机械制造与自动化.2023［4］杨叔子，吴波，程涛1网络经济时代的制造企业方略［C］//技术科学发展与展望---------院士论技术科学.济南山东教育出版社，2023391-398［5］宋健制造业与现代化［J］机械工程学报，2023,38121-9［6］雷源忠，雒建斌，丁汉，等.先进电子制造中的重要科学问题［J］1中国科学基金，2023,164204-209［7］王成红有关自动化领域中若干基础科学问题的思索［J］.中国科学基金，2023,164227-230［8］朱剑英.机械工程科学前沿与发展的I思索2［J］.机械制造与自动化，202321-3［9］朱剑英.机械工程科学前沿与发展的思索4［J］.机械制造与自动化，202341-7［10］陈定方，罗亚波虚拟设计［M］北京机械工业出版社，2023［11］杨叔子，吴波，程涛网络经济时代的制造企业方略［C］//技术科学发展与展望一一院士论技术科学.济南山东教育出版社，2023391-398［12］宋健，制造业与现代化［J］机械工程学报,2023,38121-9［13］王振林，数控加工技术是应用与发展现代制造技术的基础，机电产品开发与创新，2023,5:30〜32

[14]黎明，雷源忠，现代制造科学展望，机电一体化,2023,3:6~8

[15]王润孝，陈冰，孙树栋，彭炎午.机械制造业的发展趋势及对策.机械制造,1998,8先进制造技术尤其强调计算机技术、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停吸取多种高新技术成果与老式制造技术相结合，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，市场的全球化有了深入的I发展，发达国家通过金融、经济、科技手段争夺市场，倾销产品，输出资本伴随全球市场的形成，使得市场竞争变得越来越剧烈，先进制造技术正是为适应这种剧烈的市场竞争而出现欧I因此，一种国家的先进制造技术，它的主体应当具有世界先进水平，应能支持该国制造业在全球市场的竞争力是市场竞争三要素日勺统一在20世纪70年代此前，产品的技术相对比较简朴，一种新产品上市，很快就会有相似功能的产品跟着上市因此，市场竞争的关键是怎样提高生产率到720世纪80年代后来，制造业要赢得市场竞争的重要矛盾已经从提高劳动生产率转变为以时间为关键的时间、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，使三者到达了统一除此之外，制造业不是“夕阳产业”，不过，制造技术中确有“夕阳技术”，这是同信息化格格不入、同高科技发展不相适应的技术，是缺乏市场竞争力的技术，甚至还也许是危害可持续发展的技术所谓的“先进制造技术”，其实就是“制造技术”加“信息技术”和“管理科学”，再加上有关口勺科学技术交融而形成日勺制造技术先进制造技术以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产,提高产品对动态多变市场的适应能力和竞争力为目的I它不局限于制造工艺，而是覆盖了市场分析、产品设计、加工和装配、销售、维修、服务，以及回收再生的全过程强调技术、人、管理和信息的四维集成，不仅波及到物质流和能量流,还波及到信息流和知识流，即四维集成和四流交汇是先进制造技术的重要特点先进制造技术愈加重视制造过程构成和管理的合理化和革新，它是硬件、软件、脑件（人）与组织的I系统集成川⑵⑶我国先进制造技术日勺形势

22.1制造技术的发展现实状况发达国家二十一世纪制造业发展战略制造业在美国经济的重要性强大的制造基础对国家的经济和军事力量是至关重要的一种国家只有生产得好，才能生活得好如美国2100万就业者（占总劳动力的17%）从事20%〜30%高酬劳的工作；雇佣了75%的科学家和工程师进行90%的I的I非军事性的I发达国家制造业发展战略工业发达国家都把先进制造技术作为国家级关键技术和优先发展领域尽管决定国家综合竞争力欧I原因有多种，但制造业股I基础地位不能忽视20世纪90年代以来，各发达国家，如美国、日本、欧共体、德国等都针对先进制造技术的I研发提出了国家级发展计划，意在提高本国制造业的国际竞争能力如网络化制造作为未来日勺重要日勺制造模式，已经引起各国政府、研究机构和企业界的广泛重视20世纪90年代初，美国政府提出“先进制造技术”计划，将基于信息高速公路的I敏捷制造作为美国21世纪欧I制造战略1991年美国里海大学LehighUniversity提出“美国企业网”FAN,Factory AmericanNet计划，该计划的目日勺是研究怎样运用信息高速公路，把美国的制造企业联络在一起随即，美国相继开展了“敏捷制造使能技术Technologies EnablingAgileManufactur2ing,TEAM日勺研究1994〜

1999、以敏捷制造和虚拟企业为心内容日勺“下一代的制造”模式欧J研究1995年、计算机辅助制造网CAM Net的研究1996年、俄罗斯-美国虚拟企业网Rus2sian-American VirtualEnterp riseNetwork,RA-VEN的I研究1997年等为了支持中小企业技术创新、提高中小企业技术创新能力和效率，美国政府还协助中小企业建立了信息网络，为中小企业免费提供广泛日勺信息服务日本政府出台了《信息化社会基本法》，计划在21世纪前5年建成全国超高速信息通信网，最大程度地普及因特网，争取成为世界上最先进的信息化国家之一1998年12月，欧洲联盟公布了“第五框架计划1998〜2023”，将虚拟网络企业列入研究主题2023年，欧盟提出了“第六框架计划”，选定了需要重点攻关的7大领域，其中包括信息和网络技术欧盟第六框架计划的目的I是，通过多种措施刺激信息技术的迅速发展，加强信息的产业化，使所有欧洲公民从以信息和网络为主体的知识社会和发展中获益2023年，美国洛克希德-马丁企业提出了F-22飞机研制时虚拟工厂概念，打通了从设计、生产到管理的全数字化信息流2023年，该企业采用产品全生命周期管理PLM技术，为完毕美国联合袭击战斗机JSF研制和采购项目，构建了全球虚拟企业,在整个飞机的生命周期内很好地保证了跨地区、跨企业的协同设计、协同制造和维护过程总之，工业化国家大都把先进制造技术作为本国的科技优先发展领域和高技术的实行重点；发展中国家也十分重视制造业信息化，都把信息技术作为改造老式企业和产业构造调整的重要战略；新兴工业化国家但愿通过加紧制造业信息化，跻身世界先进行列，众多发展中国家也但愿以信息化推进工业化，以缩小与先进国家的I差距⑵⑶⑷我国先进制造技术的发展现实状况.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，多数小型企业仍处在经验管理阶段.2设计方面工业发达国家不停更新设计数据和准则，采用新的设计措施，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地采用高精密加工、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、超塑加工技术及复合加工技术等新型加工措施我国普及率不高，尚在开发、掌握之中近年来，机械工业企业自主开发创新能力有所增强，1997年科技人员总数达48万人，技术开发经费支出达85亿元，占全行业销售收入日勺

0.62%,有57家大型企业建立了国家级技术中心，有9%的J企业建立了专门技术开发机构，行业整体技术水平有了明显进步，重要表目前为国民经济提供成套技术装备和汽车的能力有较大提高；产品构造正向合理化方向发展尽管机械工业的综合技术水平近几年有了大幅度提高，但与工业发达国家相比，仍存在着阶段性的差距重要问题在于传播的内容进行加密，而这些都是模拟电视所无法做到的全球数字电视渗透率比较数字电视分为四个等级有限清晰度电视（LDTV）、原则清晰度电视（SDTV）、改良清晰度电视（EDTV）和高清晰度电视（HDTV）HDTV与目前采用模拟信号传播的老式电视系统不一样，HDTV采用了数字信号传播从电视节目的采集、制作，到电视节目的传播，到顾客终端的接受，所有实现数字化，因此HDTV给我们带来了极高的清晰度及大屏幕显示亲临影院时感觉同步信号抗噪能力也大大加强，在声音上带给人Hi-Fi级别的听觉享有和模拟电视相比，数字电视具有高清晰画面、高保真立体声伴音、电视信号可以存储、可与计算机完毕多媒体系统、频率资源运用充足等多种长处HDTV也是DTV原则中最高日勺一种，拥有最佳的I视频、音频效果HDTV规定了视频必须至少具有720线非交错式（720p,即常说时逐行）或1080线交错式隔行（1080i,即常说时隔行）扫描（DVD原则为480线），屏幕纵横比为169决定清晰度的原则只有两个辨别率与编码算法美国的高清原则重要有两种格式，分别为1280X720p/60和1920X1080i/60,采用隔行扫描模式；欧洲倾向于1920X10801/50,是通过两次扫描来完毕的，每场实际扫描线数只有二分之一，即1080/2=540线其中以720P为最高格式，需要的行频支持为45kHz它采用口勺是逐行扫描模式，一幅完整画面一次显示完毕，单次扫描线数可达720线，水平扫描到达1280点，同步由于场频为60Hz,画面既稳定清晰又不闪烁我们常常看到的I HDTV辨别率是1280X720和1920X1080,但假如提高辨别率对于如今的显示屏而言是不小时考验，很难在既有的J显示屏上获得愈加杰出的画质，由于此时的瓶颈在于显示设备此外编码算法也是不可忽视日勺环节HDTV基本可以分为MPEG2-TS、WMV-HD和H.264三种算法，不一样的编码技术自然在压缩比和画质方面有着区别MPEG2-TS的J“压缩比”较差，WMV-HD和H.264先进某些由于压缩欧I SDTV数字信号不大于压缩HDTV信号，发送一种HDTV节目的播送设备可同步发送五个SDTV节目，称多信道广播SDTV及HDTV是数字电视的分类数字电视可分为低清晰度电视LDTV LowDefinition Tele Vision原则清晰度电视SDTV StandardDefinitionTeleVision高清晰度电视HDTV HighDefinition TeleVision三种显示模式目前应用于广播级的后期制作中的视频原则重要是SDTV及HDTVo HDTV的高清晰度日勺显示模式是各专业视频制作者争相追求时目的

2.2我国目前制造科学问题日勺集中体现如今人类社会已进入知识经济时代，全球竞争异常剧烈，制造业作为我国的战略产业正面临着剧烈的挑战并经历着一场深刻的技术变革我们在学习和应用先进制造技术时不可防止地存在着多种各样的困难和问题怎样处理这些困难我认为首先应当认清自身的状况，然后发展适合本国国情的先进制造技术中国是制造业大国，不是制造业强国，制造技术水平低近几年中国制造业发展很快，于是某些国家便认为中国已经成为“世界制造中心”不过我们应看到中国制造业虽然世界排名第四，但总体规模仅相称于美国的1/5,日本於I1/4记录资料显示，我国已经有100多种制造产品产量跃居世界第一位，但0整体的粗放式发展，也使我国制造业与发达国家之间的差距暴露无遗美国

98.4%日勺经典产品技术源于本国研发，而我国只有43%制造业新产品奉献率美国到达52%,而我国只有

5.9%我国光纤制造设备的I100%,集成电路芯片制造设备的85%,石油化工设备的I80%,轿车工业设备、数控机车、纺织机械、胶印设备的70%左右被进口产品所占领我国机床生产企业年均产650台一般机床，而日本精密机床企业一家日勺年产量就达4500台所有这些资料阐明，我们口勺制造业生产的仅仅是技术含量低，低附加值的产品我们与发达国家相比还存在很大差距人口众多，但高素质人才缺乏国家劳动和社会保障部提供的数据显示,我国拥有L4亿名产业工人,其中,技术工人为7000万人，居世界各国之首，令许多发达国家叹为观止不过，我国技术工人素质状况不容乐观高级工只有245万人，仅占技术工人总数日勺

3.5%,与发达国家高级工所占比重相差

36.5%目前，全国拥有技师100万余人,约占技术工人总数的

1.4%,约占职工总数

0.4%而发达国家则分别占20%和10%高级技师愈加少得可怜，全国o只有7万多人，约占技术工人总数的

10.1%,约占职工总数的

10.05%更为严重的是，目前，技师和高级技师的平均年龄普遍在52岁以上人员少，年龄老化，已成为我国制造业新的隐忧技术工人素质低下导致的直接成果是，我国企业产品的平均合格率只有70%,每年因产品质量问题导致欧I经济损失就高达2023亿元左右因此我们在推行先进制造技术过程中还存在着诸多困难，诸多企业花巨款引进的先进设备，只有很少数技术工人通。